JP5736662B2 - Exhaust sensor - Google Patents
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Description
本発明は、排気ガス成分の測定を行う排気センサーに関する。 The present invention relates to an exhaust sensor that measures exhaust gas components.
排気センサーは、例えば、エンジンの排気管における排ガス後処理装置の排気ガス下流側に配設され、排気ガス成分の測定を行うものである。排ガス後処理装置としては、例えば、排気ガス中に含まれるPM(粒子状物質)を捕集するDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)があり、排気センサーとしては、例えば、PM(粒子状物質)排出量を検知するPMセンサーがある。 The exhaust sensor is disposed, for example, on the exhaust gas downstream side of the exhaust gas aftertreatment device in the exhaust pipe of the engine and measures the exhaust gas component. As an exhaust gas aftertreatment device, for example, there is a DPF (diesel particulate filter) that collects PM (particulate matter) contained in exhaust gas, and as an exhaust sensor, for example, PM (particulate matter) emission amount There is a PM sensor that detects
ところで、排気ガスを排気センサー内部(センシング部)に取り込むために、排気センサーをエンジンの排気管に取り付ける場合、排気センサー(センサー本体)が排気ガス流れに対して直交するように、排気センサーを排気管に外側から挿入することが望ましい。この場合、排気管内に露出するセンサー本体に形成されるガス入口とガス出口との間に適切な圧力差がないとセンサー本体内部に排気ガスが滞留し、排気ガス中の燃焼生成物(煤、炭化物、硫黄酸化物等)がセンサー本体内部に付着し、排気センサーの機能が損なわれる虞がある。 By the way, when the exhaust sensor is attached to the exhaust pipe of the engine to take the exhaust gas into the exhaust sensor (sensing part), the exhaust sensor is exhausted so that the exhaust sensor (sensor body) is orthogonal to the exhaust gas flow. It is desirable to insert into the tube from the outside. In this case, if there is no appropriate pressure difference between the gas inlet and the gas outlet formed in the sensor main body exposed in the exhaust pipe, the exhaust gas stays inside the sensor main body, and combustion products in the exhaust gas (soot, Carbide, sulfur oxide, etc.) may adhere to the inside of the sensor body, and the function of the exhaust sensor may be impaired.
例えば、排気管内に露出するセンサー本体の同一周上にガス出口とガス入口とを設けていると、ガス入口とガス出口との間に圧力差が発生しにくい。 For example, if a gas outlet and a gas inlet are provided on the same circumference of the sensor body exposed in the exhaust pipe, a pressure difference is unlikely to occur between the gas inlet and the gas outlet.
そこで、本発明の目的は、センサー本体に形成されるガス入口とガス出口との間に適切な圧力差を発生させることにより、センサー本体内部での排気ガスの滞留を抑制することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to suppress the retention of exhaust gas inside the sensor body by generating an appropriate pressure difference between a gas inlet and a gas outlet formed in the sensor body.
上記目的を達成するために、本発明は、排気ガス成分の測定を行う排気センサーにおいて、エンジンの排気管に挿入される筒状のセンサー本体と、該センサー本体に排気ガス上流側に臨んで開口されたガス入口と、前記センサー本体に、排気ガス下流側に臨んで開口され前記ガス入口より筒軸方向の上方に配置される上部出口と、該センサー本体の下端部に配置される下部出口と、のみを備えるガス出口とを備え、前記ガス入口と前記ガス出口との圧力差により、排気ガスが前記ガス入口から前記センサー本体内部に取り込まれた後に前記ガス出口から排出されるようにしたものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust sensor for measuring an exhaust gas component, a cylindrical sensor body inserted into an exhaust pipe of an engine, and an opening facing the exhaust gas upstream side of the sensor body. a gas inlet that is, the sensor main body, and an upper outlet that will be placed above the cylinder axial direction than the previous SL gas inlet is opened so as to face the exhaust gas downstream side, bottom disposed at a lower end portion of the sensor body A gas outlet having only an outlet, and exhaust gas is discharged from the gas outlet after being taken into the sensor body from the gas inlet due to a pressure difference between the gas inlet and the gas outlet. It is a thing.
上記目的を達成するために、本発明は、排気ガス成分の測定を行う排気センサーにおいて、エンジンの排気管に挿入される筒状のセンサー本体と、該センサー本体に排気ガス上流側に臨んで開口されたガス入口と、前記センサー本体に排気ガス下流側に臨んで開口されたガス出口とを備え、前記ガス出口の面積を前記ガス入口の面積よりも大きくしたものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust sensor for measuring an exhaust gas component, a cylindrical sensor body inserted into an exhaust pipe of an engine, and an opening facing the exhaust gas upstream side of the sensor body. And a gas outlet that opens to the sensor body facing the exhaust gas downstream side, and the area of the gas outlet is larger than the area of the gas inlet .
前記センサー本体の下端部に前記センサー本体内部に連通する液体排出孔を設けても良い。 A liquid discharge hole communicating with the inside of the sensor body may be provided at the lower end of the sensor body.
本発明によれば、センサー本体に形成されるガス入口とガス出口との間に適切な圧力差を発生させることにより、センサー本体内部での排気ガスの滞留を抑制することができるという優れた効果を奏する。 According to the present invention, by generating an appropriate pressure difference between the gas inlet and the gas outlet formed in the sensor body, it is possible to suppress the retention of exhaust gas inside the sensor body. Play.
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1中、1はエンジン(本実施形態では、ディーゼルエンジン)、2はエンジン1の吸気ポート1aに接続された吸気管、3は吸気管2に配設されたエアクリーナー、4はエアクリーナー3よりも吸気下流側の吸気管2に配設されエンジン1に供給する吸気を昇圧するターボコンプレッサー(ターボチャージャーのコンプレッサー)、5はエンジン1の排気ポート1bに接続された排気管(テールパイプ)、6は排気管5に配設されターボコンプレッサー4を駆動するタービン、7はタービン6よりも排気ガス下流側の排気管5に配設された排ガス後処理装置である。排ガス後処理装置7は、例えば、排気ガス中に含まれるPM(粒子状物質)を捕集するDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)を有する。
In FIG. 1, 1 is an engine (in this embodiment, a diesel engine), 2 is an intake pipe connected to the
本実施形態の排気センサー10は、OBD(On-board diagnostics;自己故障診断)対応を想定した車載可能なセンサーであって、供給されるエアーに電荷をチャージし、電荷の変化量からPM(粒子状物質)排出量を検知するPMセンサーである。
The
図2に示すように、本実施形態の排気センサー10は、エンジン1の排気管5に挿入される筒状(有底筒状或いは鞘状)のセンサー本体11と、センサー本体11の一端部に形成されたガス入口12と、センサー本体11の他端部に形成されたガス出口13と、センサー本体11内部に収容され先端からエアーを噴出するノズル14と、エアーに電荷をチャージする電極(図示せず)と、センサー本体11の他端部側を閉塞するカバー15とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態では、センサー本体11が排気管5内部の排気ガス流れに対して直交するように、排気センサー10が排気管5に外側且つ上方から挿入されている。つまり、本実施形態では、センサー本体11の長手方向が排気管5の長手方向に対して直交するように、排気センサー10が排気管5に外側且つ上方から挿入されている。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、センサー本体11とノズル14とは、互いに同心的に配置されている。さらに、図示はしないが、ノズル14の基端にはエアーコンプレッサーが接続されており、このエアコンプレッサーによってエアーがノズル14に供給されるようになっている。
In the present embodiment, the
また、本実施形態に係る排気センサー10は、排気管5内部の排気ガス流れに対して、ガス入口12が排気管5上流側(排気ガス上流側)へ指向し、ガス出口13が排気管5下流側(排気ガス下流側)へ指向した構造を有している。つまり、ガス入口12は排気ガス上流側に臨んでセンサー本体11に開口されていると共に、ガス出口13は排気ガス下流側に臨んでセンサー本体11に開口されており、ガス入口12とガス出口13とはセンサー本体11の周方向に間隔を隔てて配置されている。
Further, in the
本実施形態では、ガス出口13の面積をガス入口12の面積よりも大きくしている。図示例では、ガス出口13及びガス入口12はそれぞれ、複数の同一面積の孔13a、12aからなり、ガス出口13を構成する孔13aの数(図示例では、5個)がガス入口12を構成する孔12aの数(図示例では、3個)よりも多くなるようにしている。
In the present embodiment, the area of the
本実施形態の作用を説明する。 The operation of this embodiment will be described.
本実施形態では、エンジン1の排気管5に挿入される筒状のセンサー本体11と、センサー本体11に排気ガス上流側に臨んで開口されたガス入口12と、センサー本体11に排気ガス下流側に臨んで開口されたガス出口13とを備えて排気センサー10を構成しており、排気管5内部の排気ガス流れに対して、ガス入口12が排気管5上流側(排気ガス上流側)へ指向し、ガス出口13が排気管5下流側(排気ガス下流側)へ指向しているので、ガス入口12とガス出口13との間に圧力差を発生させやすく、排気ガスがセンサー本体11内部をスムースに流れるようにすることができ、センサー本体11内部での排気ガスの滞留を抑制することができる。また、センサー本体11内部の排気ガス流れがスムースなので、排気センサー10による効率的なセンシングが可能となる。さらに、センサー本体11内部での排気ガスの滞留を抑制できるので、排気ガスによる排気センサー10の劣化を防止することができる。
In the present embodiment, a cylindrical sensor
また、本実施形態によれば、ガス出口13の面積をガス入口12の面積よりも大きくしたので、ガス入口12とガス出口13との間に圧力差をより発生しやすくでき、センサー本体11内部へのより効率的な排気ガスの導入が可能となる。
Further, according to the present embodiment, since the area of the
ところで、排気ガスを排気センサー10内部に取り込むために、排気センサー10をエンジン1の排気管5に取り付ける場合、エンジン1停止後にセンサー本体11内部の温度が低下し露点を下回ると、排気ガス中の燃焼生成物(水、硫黄酸化物等)が凝縮水となって、センサー本体11内部に溜まり、排気センサー10の機能を損なう虞がある。そこで、図3に示すように、センサー本体11の下端部に、エンジン1停止後にセンサー本体11内部に発生する凝縮水等の液体を重力で排出できるように、センサー本体11内部に連通する液体排出孔16を設けると良い。図示例では、センサー本体11の先端(下端)に液体排出孔16を設けているが、排気管5に対する排気センサー10(センサー本体11)の取り付け角度に応じて、液体排出孔16の位置は適切に設定されるものとする。
By the way, when the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various other embodiments can be adopted.
例えば、排気センサー10は、PMセンサーに限定はされず、PM以外の排気ガス成分を測定するセンサーであっても良い。
For example, the
1 エンジン
2 吸気管
3 エアクリーナー
4 ターボコンプレッサー
5 排気管(テールパイプ)
6 タービン
7 排ガス後処理装置
10 排気センサー
11 センサー本体
12 ガス入口
13 ガス出口
16 液体排出孔
1 Engine 2
6
Claims (3)
エンジンの排気管に挿入される筒状のセンサー本体と、該センサー本体に排気ガス上流側に臨んで開口されたガス入口と、前記センサー本体に、排気ガス下流側に臨んで開口され前記ガス入口より筒軸方向の上方に配置される上部出口と、該センサー本体の下端部に配置される下部出口と、のみを備えるガス出口とを備え、
前記ガス入口と前記ガス出口との圧力差により、排気ガスが前記ガス入口から前記センサー本体内部に取り込まれた後に前記ガス出口から排出されるようにしたことを特徴とする排気センサー。 In exhaust sensors that measure exhaust gas components,
A cylindrical sensor body which is inserted into the exhaust pipe of the engine, the opening gas inlet facing the exhaust gas upstream side to the sensor body, the sensor body, an opening facing the exhaust-gas downstream side front Symbol comprising an upper outlet that will be located above the gas inlet of the tube-axis direction, and a lower outlet arranged at the lower end portion of the sensor body, and a gas outlet with a chisel,
An exhaust sensor according to claim 1, wherein exhaust gas is discharged from the gas outlet after being taken into the sensor body from the gas inlet due to a pressure difference between the gas inlet and the gas outlet.
エンジンの排気管に挿入される筒状のセンサー本体と、該センサー本体に排気ガス上流側に臨んで開口されたガス入口と、前記センサー本体に排気ガス下流側に臨んで開口されたガス出口とを備え、
前記ガス出口の面積を前記ガス入口の面積よりも大きくしたことを特徴とする排気センサー。 In exhaust sensors that measure exhaust gas components,
A cylindrical sensor main body inserted into the exhaust pipe of the engine, a gas inlet opened to the sensor main body facing the exhaust gas upstream side, and a gas outlet opened to the sensor main body facing the exhaust gas downstream side; With
An exhaust sensor, wherein an area of the gas outlet is larger than an area of the gas inlet.
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