RU2017124215A

RU2017124215A - Способ и система для обнаружения твердых частиц в отработавших газах

Info

Publication number: RU2017124215A
Application number: RU2017124215A
Authority: RU
Inventors: Сяоган ЧЖАН
Original assignee: Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк
Priority date: 2016-07-19
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2019-01-09
Also published as: CN107631966B; RU2017124215A3; CN107631966A; US20180023448A1; RU2689225C2; US10100702B2; DE102017116173A1

Claims

1. Датчик твердых частиц (ТЧ) в сборе, содержащий

изогнутую трубку с первым, закрытым, концом и вторым, расходящимся раструбом

наружу, концом;

множество отверстий, сформированных вблизи первого конца; и

чувствительный элемент, обращенный в сторону множества отверстий, при этом чувствительный элемент расположен выше по потоку от второго конца.

2. Датчик ТЧ в сборе по п. 1, в котором изогнутая трубка содержит первую трубку, соединенную со второй, перпендикулярной, трубкой с образованием Г-образного колена, при этом первый конец изогнутой трубки сформирован на конце первой трубки, а второй конец изогнутой трубки сформирован на конце второй трубки.

3. Датчик ТЧ в сборе по п. 2, в котором первый конец соединен непосредственно с выпускным каналом, при этом первая трубка содержит прямой участок постоянного поперечного сечения.

4. Датчик ТЧ в сборе п. 3, в котором вторая трубка содержит прямой участок постоянного поперечного сечения, соединенный со вторым концом изогнутой трубки, при этом второй конец содержит направленную под углом наружу часть с возрастающим поперечным сечением, расположенную в выпускном канале так, что отработавшие газы в выпускном канале меняют направление своего течения на противоположное для поступления в датчик ТЧ в сборе через второй конец.

5. Датчик ТЧ в сборе по п. 2, в котором первая трубка содержит

нижнюю перегородку на первом расстоянии от первого конца изогнутой трубки, при этом нижняя перегородка соединена с первой боковой поверхностью первой трубки и отстоит на первый зазор от второй, противоположной, боковой поверхности первой трубки, при этом длина нижней перегородки меньше диаметра первой трубки;

прямоугольный отклонитель с множеством отверстий, при этом продольная ось

отклонителя параллельна продольной оси чувствительного элемента, причем чувствительный элемент отстоит на второй зазор от отклонителя; и

выход, продольная ось которого параллельна продольной оси чувствительного элемента.

6. Датчик ТЧ в сборе по п. 1, в котором изогнутая трубка представляет собой внутреннюю трубку, расположенную внутри наружной Г-образной трубки, и отделенную от наружной трубки некоторым пространством, при этом наружная трубка содержит третий, закрытый, конец, соединенный с выпускным каналом, и четвертый, открытый, конец, расположенный в выпускном канале, при этом четвертый, открытый, конец расположен вблизи второго конца внутренней трубки.

7. Датчик ТЧ в сборе по п. 6, в котором наружная трубка содержит вход выше по потоку от чувствительного элемента, выполненный с возможностью направления отработавших газов из выпускного канала в пространство между наружной трубкой и внутренней трубкой в направлении, параллельном потоку отработавших газов в выпускном канале.

8. Датчик ТЧ в сборе по п. 6, в котором множество отверстий сформированы на нижней по потоку стороне внутренней трубки, причем чувствительный элемент расположен в пространстве между внутренней трубкой и наружной трубкой и обращен в сторону множества отверстий.

9. Датчик ТЧ в сборе по п. 1, в котором чувствительный элемент содержит встречно-гребенчатые электроды, сформированные на изогнутой подложке.

10. Датчик ТЧ в сборе по п. 1, дополнительно содержащий

нагревательный элемент, соединенный с чувствительным элементом; и

контроллер с машиночитаемыми командами в долговременной памяти для совершения следующих действий:

во время течения отработавших газов, подачи первого напряжения на электроды чувствительного элемента для накопления твердых частиц из потока отработавших газов между электродами;

оценки скопления на датчике по току, возникающему между электродами чувствительного элемента; и

в ответ на превышение порогового скопления,

подачи второго, другого, напряжения на нагревательный элемент для регенерации чувствительного элемента.

11. Способ, содержащий шаги, на которых меняют направление потока отработавших газов на противоположное для направления отработавших газов из выпускного канала к устройству Вентури, при этом устройство Вентури сформировано на конце первой части защитной трубки; и

обеспечивают протекание потока отработавших газов из устройства Вентури к чувствительному элементу через множество отверстий, при этом чувствительный элемент расположен в пределах второй части защитной трубки выше по потоку от устройства Вентури.

12. Способ по п. 11, дополнительно содержащий шаг, на котором увеличивают расход потока отработавших газов через устройство Вентури относительно расхода потока отработавших газов в выпускном канале, причем устройство Вентури представляет собой проход переменного сечения, сформированный путем соединения области возрастающего поперечного сечения с областью постоянного поперечного сечения.

13. Способ по п. 11, в котором указанное протекание потока включает в себя следующие шаги:

обеспечивают протекание потока отработавших газов из устройства Вентури в первую часть защитной трубки в направлении, противоположном направлению потока отработавших газов в выпускном канале;

направляют отработавшие газы из первой части во вторую часть защитной трубки в направлении, перпендикулярном направлению потока отработавших газов в выпускном канале, при этом вторая часть соединена по текучей среде с первой частью и перпендикулярна ей;

направляют поток отработавших газов через множество отверстий к чувствительному элементу; и

направляют отработавшие газы из защитной трубки через выход.

14. Способ по п. 11, в котором множество отверстий сформированы на отклонителе, при этом отклонитель соединен с нижней пластиной, при этом нижняя пластина и отклонитель расположены в пределах указанной второй части, причем чувствительный элемент соединен с нижней пластиной и обращен в сторону множества отверстий.

15. Способ по п. 11, в котором защитная трубка представляет собой внутреннюю трубку, расположенную внутри наружной трубки.

16. Способ по п. 15, в котором указанное протекание потока включает в себя обеспечение протекания потока отработавших газов в зазор между внутренней трубкой и наружной трубкой через вход, сформированный на наружной трубке, при этом вход расположен выше по потоку от устройства Вентури и чувствительного элемента, с последующим протеканием потока отработавших газов в устройство Вентури.

17. Способ по п. 16, в котором множество отверстий сформированы на поверхности внутренней трубки, при этом указанная поверхность расположена выше по потоку от устройства Вентури и ниже по потоку от чувствительного элемента, причем чувствительный элемент является изогнутым и расположен в зазоре между внутренней и наружной трубками.

18. Датчик твердых частиц (ТЧ) в сборе, содержащий:

защитную трубку, содержащую вертикальную часть, соединенную по текучей среде с горизонтальной частью, содержащей устройство Вентури, при этом вертикальная часть соединена с выпускной трубой;

множество отверстий, сформированных на поверхности, расположенной в пределах вертикальной части; и

чувствительный элемент, расположенный в пределах вертикальной части, при этом чувствительный элемент расположен выше по потоку от устройства Вентури, а нормаль к чувствительному элементу перпендикулярна поверхности, содержащей указанное множество отверстий.

19. Датчик по п. 18, в котором при помощи устройства Вентури соединены горизонтальная часть и отогнутый конец, при этом отогнутый конец имеет возрастающее в направлении наружу поперечное сечение, которое обеспечивает направление отработавших газов в горизонтальную часть, а затем к чувствительному элементу через множество отверстий и за пределы датчика через трапециевидный проход, сформированный на вертикальной части, причем множество отверстий сформированы на прямоугольном отклонителе, расположенном внутри вертикальной части между верхним концом вертикальной части и нижней перегородкой, при этом нижняя перегородка расположена на некотором расстоянии от верхнего конца вертикальной части, причем чувствительный элемент содержит встречно-гребенчатые электроды, сформированные на плоской подложке, расположенной внутри вертикальной части между верхним концом и нижней перегородкой.

20. Датчик по п. 18, в котором защитная трубка расположена внутри наружной трубки и отделена от наружной трубки пространством, причем наружная трубка содержит отверстие, сформированное в области изгиба наружной трубки, при этом указанное отверстие выполнено с возможностью направления отработавших газов из выпускной трубы сначала в указанное пространство, затем из указанного пространства к устройству Вентури, сформированному на внутренней трубке, затем к чувствительному элементу через множество отверстий, а затем за пределы датчика через открытый конец наружной трубки, причем множество отверстий сформированы в области вертикальной части, расположенной выше по потоку от чувствительного элемента, причем чувствительный элемент содержит встречно-гребенчатые электроды, сформированные на изогнутой подложке, при этом чувствительный элемент расположен внутри пространства между защитной трубкой и наружной трубкой.