本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的特征的排氣設(shè)備。

背景技術(shù)：

為了能夠探測(cè)包括內(nèi)燃機(jī)的車輛的廢氣中的碳黑顆粒濃度，使用顆粒傳感器，這些顆粒傳感器布置在排氣設(shè)備的管路元件(排氣管)中。

寶馬內(nèi)部對(duì)布置在排氣設(shè)備的排氣管中的顆粒傳感器上的流動(dòng)情況進(jìn)行了研究。所研究的傳感器組件示意性地在圖1a、圖1b中示出。

圖1a示出氣體傳感器或者顆粒傳感器，該氣體傳感器或者顆粒傳感器伸入到具有中間縱向軸線3的排氣管2的內(nèi)部。在排氣管2中，廢氣體積流m廢氣沿流動(dòng)方向4流動(dòng)。在排氣管2的壁部中布置有法蘭5。法蘭5具有設(shè)有內(nèi)螺紋6的通孔。氣體傳感器或者顆粒傳感器1具有殼體7，該殼體具有設(shè)有外螺紋的殼體螺紋區(qū)段8，該殼體螺紋區(qū)段旋入到法蘭5的通孔中或者內(nèi)螺紋6中。

如從圖1a中可看出的那樣，在殼體螺紋區(qū)段8的前區(qū)段的徑向外側(cè)與設(shè)置在法蘭5中的通孔的伸到排氣管2的內(nèi)部的內(nèi)周緣區(qū)段之間設(shè)置有環(huán)狀間隙9。

廢氣體積流m廢氣的子體積流(間隙流)m間隙能夠進(jìn)入到環(huán)狀間隙9中，并且對(duì)殼體7或者顆粒傳感器1的螺紋殼體區(qū)段8進(jìn)行環(huán)流。由于環(huán)狀間隙9，顆粒傳感器相對(duì)強(qiáng)烈地被環(huán)流，這導(dǎo)致在顆粒傳感器1的廢氣入口10與廢氣出口11之間的壓力梯度下降。子體積流m傳感器經(jīng)由廢氣入口10流入到顆粒傳感器1中并且廢氣經(jīng)由出口11從顆粒傳感器1流回到排氣管中。

只有在入口10與出口11之間的壓力差足夠高的情況下才實(shí)現(xiàn)顆粒傳感器的良好的通流，這是對(duì)于良好的測(cè)量結(jié)果而言的前提。如果該“掃氣壓差”下降，則具有較小的局部速度的較小的質(zhì)量流流過(guò)顆粒傳感器，由此較少的廢氣和顆粒到達(dá)傳感器，這對(duì)傳感器的功能性產(chǎn)生不利作用。

本發(fā)明正好著手于該點(diǎn)上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種排氣設(shè)備，其包括：布置在該排氣設(shè)備中的氣體傳感器、尤其包括布置在排氣設(shè)備中的顆粒傳感器，所述氣體傳感器在廢氣流動(dòng)情況方面如此優(yōu)化，使得能夠得到盡可能好的測(cè)量結(jié)果。尤其應(yīng)該使顆粒傳感器所受到的對(duì)掃氣壓差產(chǎn)生負(fù)面影響環(huán)流保持得盡可能小。

該任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1的特征來(lái)解決。本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求得知。

本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)是一種排氣設(shè)備，其包括沿流動(dòng)方向由廢氣流過(guò)的排氣管，該排氣管具有管壁部。在該管壁部中布置有法蘭，該法蘭具有設(shè)有內(nèi)螺紋的通孔。氣體傳感器旋入到通孔中。所述氣體傳感器可以尤其涉及碳黑顆粒傳感器，該碳黑顆粒傳感器例如設(shè)置用于感測(cè)包含在廢氣中的碳黑顆粒濃度。該氣體傳感器具有設(shè)有外螺紋的殼體螺紋區(qū)段，該殼體螺紋區(qū)段旋入到通孔中。

在殼體螺紋區(qū)段的前區(qū)段的徑向外側(cè)與法蘭的通孔的伸到排氣管內(nèi)部的內(nèi)周緣區(qū)段之間設(shè)置有(在制造技術(shù)方面必要的)環(huán)狀間隙。

本發(fā)明的核心在于，法蘭具有“導(dǎo)流元件”，該導(dǎo)流元件在殼體螺紋區(qū)段的下游的部分周緣上延伸，并且該導(dǎo)流元件設(shè)置用于限制或在很大程度上防止環(huán)狀間隙中的排氣流。

該導(dǎo)流元件可以類似于“自行車的半擋泥板”或類似于“半套筒”地構(gòu)造。導(dǎo)流元件的目的是，實(shí)現(xiàn)對(duì)于顆粒傳感器所受環(huán)流的“障礙”。通過(guò)導(dǎo)流元件減少顆粒傳感器的環(huán)流，并由此增大在顆粒傳感器的廢氣入口與廢氣出口之間的掃氣壓差。由于壓力梯度相應(yīng)較大，較大的廢氣質(zhì)量流流過(guò)顆粒傳感器，由此改進(jìn)該顆粒傳感器的測(cè)量品質(zhì)。

本發(fā)明能夠在結(jié)構(gòu)上非常簡(jiǎn)單且成本有利地實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的一種改進(jìn)方案，在導(dǎo)流元件與殼體螺紋區(qū)段的下游的部分周緣之間存在有徑向間隙。

已經(jīng)提及的是，導(dǎo)流元件在殼體螺紋區(qū)段的部分周緣上延伸。該部分周緣或者周緣區(qū)域可以例如處于整個(gè)周緣的150°與210°之間、或160°與200°之間、或170°與190°之間。優(yōu)選導(dǎo)流元件在殼體螺紋區(qū)段的基本上180°或正好180°的周緣區(qū)域上延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一種改進(jìn)方案，導(dǎo)流元件在其端側(cè)的端部區(qū)域中、也就是說(shuō)在面向排氣管內(nèi)部的端部區(qū)域中具有徑向向內(nèi)朝著氣體傳感器或者顆粒傳感器的中間縱向軸線突出的區(qū)段，該區(qū)段遮蓋氣體傳感器或者顆粒傳感器的殼體螺紋區(qū)段的端側(cè)的部分周緣至少一段距離。

在導(dǎo)流元件的徑向向內(nèi)突出的區(qū)段與殼體螺紋區(qū)段的端側(cè)之間(沿氣體傳感器或者顆粒傳感器的中間縱向軸線方向觀察)可存在有間距或者小間隙。

法蘭可以焊入到排氣管的壁部中或以其它方式流體密封地與排氣管連接，氣體傳感器或者顆粒傳感器旋入到該法蘭的通孔中。

根據(jù)本發(fā)明的一種改進(jìn)方案，氣體傳感器或者顆粒傳感器的殼體螺紋區(qū)段的部分區(qū)段突起超過(guò)法蘭的面向排氣管內(nèi)部的端側(cè)至少一段距離。

氣體傳感器或者顆粒傳感器可以具有套筒狀頭部。該套筒狀頭部又具有中間縱向軸線并且在導(dǎo)流元件上方朝著排氣管內(nèi)部方向突起。

氣體傳感器的廢氣入口可以通過(guò)存在于殼體螺紋區(qū)段與套筒狀頭部之間的流入環(huán)狀間隙或者流入間隙構(gòu)成。廢氣可以經(jīng)由該流入間隙流入到氣體傳感器的殼體中。

氣體傳感器的套筒狀頭部(沿其周向方向觀察)具有至少一個(gè)通孔，已進(jìn)入到氣體傳感器的殼體中的廢氣能夠經(jīng)由該通孔進(jìn)一步流動(dòng)到套筒狀頭部的內(nèi)部。

根據(jù)本發(fā)明的一種改進(jìn)方案，氣體傳感器具有傳感器元件，該傳感器元件在中間布置在套筒狀頭部中或者該傳感器元件伸到套筒狀頭部中。進(jìn)入到套筒狀頭部中的廢氣沿著傳感器元件流動(dòng)至套筒狀頭部的端側(cè)的開(kāi)口。該端側(cè)的開(kāi)口構(gòu)成氣體傳感器的廢氣出口，廢氣經(jīng)由該廢氣出口流回到排氣管中。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖更詳細(xì)地闡釋本發(fā)明。附圖如下：

圖1a、圖1b示出包括氣體傳感器的排氣設(shè)備，如該氣體傳感器在寶馬內(nèi)部被研究和應(yīng)優(yōu)化的那樣；

圖2a、圖2b示出根據(jù)本發(fā)明的包括氣體傳感器的排氣設(shè)備；

圖3示出包括導(dǎo)流元件的根據(jù)本發(fā)明的法蘭。

具體實(shí)施方式

在圖2a、圖2b中所示出的組件在很大程度上與上面已經(jīng)結(jié)合圖1a、圖1b所示出的組件相同。

法蘭5焊入排氣管2中，該法蘭具有設(shè)有內(nèi)螺紋6的通孔。碳黑顆粒傳感器1旋入到通孔6中。

碳黑顆粒傳感器1具有殼體7，該殼體具有螺紋殼體區(qū)段8。螺紋殼體區(qū)段8通過(guò)殼體7的外周緣來(lái)構(gòu)成，在該外周緣上設(shè)置有外螺紋，該外螺紋旋入到內(nèi)螺紋6中。

顆粒傳感器1具有傳感器元件12，該傳感器元件伸到氣體傳感器的套筒狀頭部13中。在殼體螺紋區(qū)段8與套筒狀頭部13之間存在有流入間隙，廢氣能夠經(jīng)由該流入間隙流入到氣體傳感器1中。

套筒狀頭部具有沿周向方向分布的多個(gè)通孔13a、13b，流入到氣體傳感器中的廢氣能夠經(jīng)由這些通孔到達(dá)套筒狀頭部的內(nèi)部。廢氣從那里朝著流出開(kāi)口11的方向流動(dòng)，該流出開(kāi)口設(shè)置在套筒狀頭部13的端側(cè)上。廢氣從氣體傳感器1經(jīng)由流出開(kāi)口11流回到排氣管2的內(nèi)部。

如從圖2a中可看出的那樣，在氣體傳感器的下游區(qū)域14中布置有導(dǎo)流元件15，該導(dǎo)流元件在殼體螺紋區(qū)段8的下游的部分周緣上延伸(參見(jiàn)圖2b和圖3)。

導(dǎo)流元件15設(shè)置用于限制或在很大程度上防止環(huán)狀間隙中的廢氣流，并由此限制或在很大程度上防止顆粒傳感器在它的外周緣上的環(huán)流或者環(huán)狀間隙中的環(huán)流。導(dǎo)流元件15在它的形狀方面能夠與“半自行車擋泥板”相比，這可從圖3中最好地看出。

如從圖2a中可看出的那樣，在導(dǎo)流元件15與殼體螺紋區(qū)段8的下游的部分周緣之間存在有徑向間隙16。

導(dǎo)流元件15(類似于自行車擋泥板的情況)具有徑向向內(nèi)朝著氣體傳感器1的中間縱向軸線17(參見(jiàn)圖1)突出的區(qū)段15a，該區(qū)段遮蓋殼體螺紋區(qū)段的端側(cè)的部分周緣至少一段距離。

如從圖2a、圖2b和圖3中可看出的那樣，導(dǎo)流元件此處在氣體傳感器1的180°的周緣上延伸。

在導(dǎo)流元件的徑向向內(nèi)突出的區(qū)段15a與殼體螺紋區(qū)段8的端側(cè)之間–沿氣體傳感器1的中間縱向軸線17(參見(jiàn)圖1)的方向觀察-存在有小間距或者間隙。

在排氣設(shè)備中可以布置有顆粒過(guò)濾器(未示出)。沿廢氣的流動(dòng)方向觀察，氣體傳感器1可以布置在顆粒過(guò)濾器下游。

傳感器元件12的功能優(yōu)選基于電阻測(cè)量。積聚在傳感器元件12上的碳黑顆粒在各電極腔之間構(gòu)成電路徑，電流流經(jīng)這些電路徑。傳感器元件在排氣設(shè)備運(yùn)行期間規(guī)律地通過(guò)加熱還原，通過(guò)加熱將積聚的碳黑顆粒燒掉。根據(jù)所測(cè)量的電流，對(duì)碳黑顆粒過(guò)濾器的功能有效性的診斷進(jìn)行評(píng)價(jià)。

區(qū)別于圖1a和圖1b中所示出的組件，通過(guò)導(dǎo)流元件15幾乎完全避免顆粒傳感器或者殼體螺紋區(qū)段8受到環(huán)流。在圖1中所示出的間隙體積流m間隙則在很大程度上或幾乎完全被抑制，這對(duì)掃氣壓差并由此對(duì)測(cè)量品質(zhì)產(chǎn)生有利作用。