Пробоотборник отработавших газов (варианты)
РЕФЕРАТ
Пробоотборник отработавших газов выполнен с возможностью присоединения к выхлопной трубе и отбора проб составляющей отработавших газов двигателя, протекающих в ней. Пробоотборник содержит оболочку, имеющую поверхности выше по потоку и ниже по потоку, соединенные криволинейной боковой поверхностью. Поверхности выше по потоку и ниже по потоку являются касательными к плоскости, по существу перпендикулярной центральной оси выхлопной трубы. Множество впускных отверстий образовано на поверхности выше по потоку, а выпускное отверстие - на криволинейной боковой поверхности. Датчик, чувствительный к уровню составляющей в отработавших газах, присоединен в оболочке, в периферийной области трубы.
2420-181513RU/081
ПРОБООТБОРНИК ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ (ВАРИАНТЫ)
ОПИСАНИЕ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к области моторных транспортных средств, а более конкретно, к контролю составляющей отработавших газов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Система выпуска отработавших газов моторного транспортного средства включает в себя один или более датчиков, например, чувствительных к составляющим отработавшего газа: оксиды азота (NOx), аммиак, углекислый газ, твердые частицы, водяной пар и/или кислород (см. например, патент США 6082103). Присоединенные к выхлопной трубе системы выпуска отработавших газов, датчики могут использоваться для диагностики эффективности снижения токсичности отработавших газов и, в некоторых случаях, для модификации параметров снижения токсичности отработавших газов или систем двигателя, чтобы улучшать технические характеристики. Например, выходной сигнал датчика аммиака, присоединенного ниже по потоку от реактора избирательного каталитического восстановления (SCR), может использоваться для регулирования количества аммиака, подаваемого в реактор SCR.
Для сохранения пространства, ограничения затрат и ускорения прогрева, датчики отработавших газов моторного транспортного средства обычно являются компактными низкопрофильными устройствами. Это означает, что датчик может отбирать всего лишь относительно небольшую порцию из потока отработавших газов в трубе, к которой он присоединен. Однако, различные составляющие отработавшего газа, протекающие через трубу, могут быть неравномерно распределены. Соответственно, может потребоваться некоторая форма усреднения или многократного отбора проб, так чтобы выходной сигнал датчика точно отражал усредненную по площади концентрацию контролируемой составляющей.
Один из подходов состоит в том, чтобы проводить порцию потока отработавших газов через трубку отбора проб отработавших газов, например, полую трубку, продолжающуюся радиально в выхлопную трубу. Трубка может включать в себя множество впускных отверстий, расположенных перпендикулярно и обращенных в направлении потока отработавших газов в трубе. Впускные отверстия могут принимать и отбирать поток отработавших газов в нескольких положениях вдоль радиуса трубы. Отобранные отработавшие газы затем проходят трубку, через элемент датчика, и выпускаются через выпускное отверстие, также перпендикулярное направлению потока, на противоположной, находящейся ниже по потоку стороне трубки. Однако, такая конфигурация по прежнему может не обеспечивать отвечающего требованиям отбора проб неравномерно распределенных составляющих в потоке отработавших газов.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Техническим результат, который достигается посредством настоящей группы полезных моделей, заключается в улучшении определения составляющих отработавшего газа.
Согласно одному варианту предлагается пробоотборник отработавших газов, выполненный с возможностью присоединения к выхлопной трубе и отбора проб составляющей отработавших газов двигателя, протекающих в ней, содержащий оболочку, имеющую поверхности выше по потоку и ниже по потоку, соединенные криволинейной боковой поверхностью, каждая из которых является касательной к плоскости, по существу перпендикулярной центральной оси выхлопной трубы, множество впускных отверстий, образованных в поверхности выше по потоку, и выпускное отверстие, образованное в криволинейной боковой поверхности.
Криволинейная боковая поверхность предпочтительно направляет отработавшие газы вокруг оболочки, вызывая минимальное давление на выпускном отверстии.
Множество впускных отверстий предпочтительно включает в себя первое впускное отверстие и второе впускное отверстие, большее чем первое, при этом второе впускное отверстие расположено на большем расстоянии от выпускного отверстия, чем первое впускное отверстие.
Площадь каждого впускного отверстия предпочтительно пропорциональна расстоянию между таким впускным отверстием и выпускным отверстием.
Составляющая предпочтительно является одним или более из оксидов азота, аммиака, углекислого газа, твердых частиц, водяного пара и кислорода.
Пробоотборник предпочтительно дополнительно содержит датчик, присоединенный в оболочке, в периферийной области трубы, при этом датчик чувствителен к уровню составляющей в отработавших газах.
Первый поток отработавших газов впускается через множество впускных отверстий и выпускается через выпускное отверстие, при этом датчик расположен в первом потоке отработавших газов по текучей среде между впускными отверстиями и выпускным отверстием.
Оболочка предпочтительно содержит трубку, продолжающуюся в трубу вдоль первого направления, при этом трубка имеет первый конец снаружи трубы и второй, замкнутый конец внутри трубы, причем датчик соединен с первым концом.
Первое направление предпочтительно является перпендикулярным или наклонным по отношению к центральной оси выхлопной трубы.
Трубка предпочтительно имеет круглое или эллиптическое поперечное сечение.
Трубка предпочтительно является первой трубкой, при этом оболочка содержит вторую трубку, продолжающуюся в трубу вдоль второго направления, отличающегося от первого, причем вторая трубка пересекает первую трубку для образования совместного внутреннего пространства.
Согласно другому варианту предлагается пробоотборник отработавших газов, выполненный с возможностью присоединения к выхлопной трубе и отбора проб составляющей отработавших газов двигателя, протекающих в ней, содержащий первую трубку, продолжающуюся в трубу вдоль первого направления, перпендикулярного или наклонного по отношению к центральной оси трубы, при этом первая трубка имеет первый конец снаружи трубы, второй конец внутри трубы, и поверхности выше по потоку и ниже по потоку, соединенные криволинейной боковой поверхностью, множество впускных отверстий, образованных в поверхности выше по потоку, выпускное отверстие, образованное в криволинейной боковой поверхности, вторую трубку, продолжающуюся в трубу вдоль второго направления, отличающегося от первого, причем вторая трубка пересекает первую трубку для образования совместного внутреннего пространства, и датчик, присоединенный к первому концу первой трубки, датчик чувствителен к уровню составляющей в отработавших газах.
Каждая из первой и второй трубки предпочтительно имеет круглое или эллиптическое поперечное сечение.
Сущность полезной модели, приведенная выше, предоставлена для ознакомления с выборочной частью данного раскрытия в упрощенной форме, а не для идентификации ключевых или существенных признаков. Заявленный предмет полезной модели, определенный формулой полезной модели, не ограничен ни содержанием этой сущности полезной модели, ни вариантами осуществления, которые решают проблемы или недостатки, отмеченные здесь.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 иллюстрирует аспекты примерной системы двигателя в соответствии с вариантом осуществления данной полезной модели.
Фиг.2 иллюстрирует гипотетическое неравномерное распределение составляющих отработавших газов в поперечном сечении выхлопной трубы.
Фиг.3 представляет собой чертеж в масштабе, показывающий аспекты примерного пробоотборника отработавших газов в соответствии с вариантом осуществления данной полезной модели.
Фиг.4 иллюстрирует поток текучей среды вокруг трубки, имеющей круглое поперечное сечение.
Фиг.5 графически иллюстрирует результат расчета динамики текучей среды в соответствии с конструкцией, показанной на фиг.4.
Фиг.6 иллюстрирует примерный способ контроля составляющей отработавших газов двигателя в соответствии с вариантом осуществления этого раскрытия.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Аспекты этого раскрытия далее будут описаны посредством примера и со ссылкой на показанные варианты осуществления, приведенные выше. Компоненты, этапы последовательности операций и другие элементы, которые могут быть по существу идентичными в одном или более вариантах осуществления, идентифицируются координированно и описаны с минимальным повторением. Однако, следует понимать, что элементы, идентифицированные координированно, также могут отличаться в некоторой степени. За исключением отмеченного, чертежи в этом раскрытии являются схематическими и не начерчены в масштабе. Скорее, различные масштабы чертежей, коэффициенты пропорциональности и количества компонентов, показанных на чертежах, могут быть преднамеренно искажены, чтобы сделать некоторые признаки или зависимости более легкими для понимания.
На фиг.1 схематично показаны аспекты примерной системы 10 двигателя. Система двигателя включает в себя двигатель 12 и контроллер 14. Двигатель впускает воздух и топливо и вырабатывает механическую энергию для приведения в движение моторного транспортного средства. Контроллер может быть любой электронной системой управления у системы 10 двигателя или моторного транспортного средства, на котором установлена система двигателя. Контроллер может быть выполнен с возможностью введения в действие любой из различных функций и операций, отмеченных здесь, а также других функций. Например, контроллер может быть выполнен с возможностью управления работой различных компонентов двигателя, например, топливных форсунок, дроссельных клапанов, системы зажигания, клапанов рециркуляции отработавших газов (EGR), и т.д.
При сгорании топлива и выработке механической энергии, двигатель 12 выпускает отработавшие газы. Отработавшие газы выпускаются из выпускного коллектора двигателя через выхлопную трубу 16. Через выхлопную трубу, отработавшие газы текут в различные компоненты системы двигателя. Например, выхлопная труба может направлять некоторое количество или все из отработавших газов в приводимую в действие отработавшими газами турбину. Турбина может быть механически присоединена к турбокомпрессору. Турбокомпрессор может быть выполнен с возможностью подъема давления заряда всасываемого воздуха, подаваемого в двигатель при подобранных условиях. Кроме того, выхлопная труба может проводить некоторое количество отработавших газов в систему EGR системы 10 двигателя, через которую регулируемая порция отработавших газов подмешивается в заряд всасываемого воздуха.
В варианте осуществления по фиг.1, выхлопная труба 16 проводит некоторое количество или все из отработавших газов в устройства 18A и 18B последующей обработки отработавших газов. Тип, количество и расположение устройств последующей обработки отработавших газов могут отличаться в разных вариантах осуществления этого раскрытия. Вообще, устройства последующей обработки отработавших газов могут включать в себя по меньшей мере один каталитический нейтрализатор для каталитической обработки потока отработавших газов и, тем самым, снижения количества одного или более веществ в потоке отработавших газов. Например, один каталитический нейтрализатор может быть выполнен с возможностью улавливания оксидов (NO x) азота из потока отработавших газов, когда поток отработавших газов обеднен, и восстановления уловленного NOx, когда поток отработавших газов обогащен. В других примерах, каталитический нейтрализатор может быть выполнен с возможностью обеспечения непропорционального NOx или избирательного восстановления NOx с помощью восстановителя. В других примерах, каталитический нейтрализатор может быть выполнен с возможностью окисления остаточных углеводородов и/или окиси углерода в потоке отработавших газов. Кроме того, по меньшей мере одно из устройств последующей обработки отработавших газов может содержать беспросветный каталитический нейтрализатор и/или трехкомпонентный каталитический нейтрализатор. Разные каталитические нейтрализаторы, имеющие такие функциональные возможности, могут быть расположены в тонких покрытиях или где-нибудь еще в устройствах последующей обработки отработавших газов, по-отдельности или вместе.
Устройства последующей обработки отработавших газов могут включать в себя регенерируемый фильтр твердых частиц дизельного двигателя (DPF) или сажевый фильтр. Сажевый фильтр может включать в себя тонкое покрытие каталитического нейтрализатора, которое содействует окислению накопленной сажи при подобранных условиях. Тонкое покрытие каталитического нейтрализатора также может проявлять другие функциональные возможности снижения токсичности отработавших газов. В одном конкретном варианте осуществления, тонкое покрытие каталитического нейтрализатора может включать в себя катализатор восстановления NOx, при этом, 'активный кислород', выделяемый во время восстановления NOx , вносит вклад в окисление сажи.
В вариантах осуществления, где устройство последующей обработки отработавших газов подвергается активному управлению - например, активной дозировке мочевины в реактор SCR, такое управление может быть предусмотрено через контроллер 14. Соответственно, на фиг.1 показан контроллер 14, функционально соединенный с устройством 18A, которое может включать в себя реактор 18A, или мочевинную форсунку для него.
На фиг.1 показан датчик 20 отработавших газов, присоединенный в выхлопной трубе 16. Датчик отработавших газов выдает выходной сигнал, например, ток или напряжение, чувствительный к уровню составляющей в отработавшем газе. Датчик отработавших газов функционально соединен с контроллером 14; то есть, контроллер принимает выходной ток или напряжение с датчика.
В вариантах осуществления, в которых устройство 18A выполнено с возможностью восстановления NOx, датчик отработавших газов может быть датчиком NOx. Выходной сигнал датчика может использоваться контроллером 14 для диагностики эффективности снижения токсичности NOx. Он может использоваться в способе с замкнутым контуром: например, выходной сигнал может использоваться для воздействия на расход EGR или настраиваемые фазы газораспределения, чтобы поддерживать уровень NOx в пределах приемлемых границ. В еще одном варианте осуществления, в которых устройство 18A включает в себя реактор SCR, выполненный с возможностью восстановления NOx с использованием мочевины или аммиака в качестве восстановителя, датчик отработавших газов может быть датчиком аммиака. Выходной сигнал датчика может использоваться контроллером 14 для определения выброса аммиака или для настройки дозировки восстановителя, так чтобы выброс аммиака придерживался минимума. В еще одном варианте осуществления, где устройство 18A включает в себя регенерируемый сажевый фильтр, датчик отработавших газов может быть датчиком твердых частиц (PM) для диагностики эффективности сажевого фильтра. В еще одном варианте осуществления, датчик отработавших газов может быть датчиком кислорода, используемым в способе с замкнутым контуром контроллером 14 для регулирования подачи кислорода в сажевый фильтр во время регенерации. Для этой и других целей, контроллер может определять содержание кислорода отработавших газов и регулировать его, изменяя впрыск топлива, впуск воздуха и/или EGR. Кроме того, в других вариантах осуществления, датчик отработавших газов может быть датчиком углекислого газа, датчиком водяного пара, и т.д.
На фиг.2 схематично показано гипотетическое неравномерное распределение составляющих отработавших газов в поперечном сечении выхлопной трубы 16. На чертеже показан карман 22, в котором концентрация NOx ниже, чем усредненная по площади концентрация NOx в поперечном сечении. На чертежах также показан карман 24, в котором концентрация аммиака выше, чем усредненная по площади концентрация аммиака в поперечном сечении. Неравномерное распределение компонентов может происходить вследствие неполного смешивания аэрозольного раствора мочевины в поток отработавших газов, или вследствие градиентов температуры, возникающих, когда раствор охлаждает участок потока отработавших газов. Дополнительные градиенты температуры и плотности, например, могут получаться из одной порции отработавших газов, протекающих по слоям катализатора, и другой порции, протекающей вокруг или ниже слоев катализатора. Такие градиенты, выделяемые в расположенном выше по потоку устройстве последующей обработки отработавших газов, могут переноситься в расположенные ниже по потоку устройства, обеспечивая в результате неравномерное распределение, распространяющееся по различным компонентам системы выпуска отработавших газов.
Неравномерное распределение составляющих отработавших газов может ограничивать степень, до которой выходной сигнал датчика 20 отражает усредненную по площади концентрацию составляющей, которую он контролирует. Это происходит потому, что датчик обычно является компактным низкопрофильным устройством, которое реагирует на локальную концентрацию. Кроме того, датчик может продолжаться только на глубину небольшого размера - около 1 дюйма, например, в выхлопной трубе от 2,5 до 6 дюймов в диаметре.
Поэтому, возвращаясь к фиг.1, система 10 выпуска отработавших газов включает в себя пробоотборник 26 отработавших газов, который присоединяет датчик 20 отработавших газов к выхлопной трубе 16. Пробоотборник отработавших газов присоединен к выхлопной трубе 16 и выполнен с возможностью отбора проб отработавших газов двигателя, протекающих в ней. Пробоотборник отработавших газов может быть герметично присоединен к выхлопной трубе 16 любым подходящим образом.
На фиг.3 показаны аспекты одного из вариантов осуществления пробоотборника 26 отработавших газов. Фиг.3 начерчена в масштабе для конкретного показанного варианта осуществления. Однако, следует понимать, что другие варианты осуществления, полностью охваченные этим раскрытием, будут допускать другие размеры, количества элементов, и т.д. Пробоотборник отработавших газов показан с расположенного выше по потоку ракурса внутри выхлопной трубы 16 - то есть с обзором вниз по потоку вдоль центральной оси выхлопной трубы. В показанном варианте осуществления, пробоотборник отработавших газов является оболочкой, представляющей собой поверхности выше по потоку и ниже по потоку, соединенные криволинейной боковой поверхностью. На фиг.3, поверхность выше по потоку обозначена A, а боковые поверхности - C и D. Каждая из поверхностей выше по потоку и ниже по потоку являются касательными к плоскости, по существу перпендикулярной центральной оси трубы 16.
Пробоотборник 26 отработавших газов содержит первую полую трубку 28, продолжающуюся радиально в выхлопную трубу 16 вдоль первого направления. В варианте осуществления по фиг.3, первое направление перпендикулярно центральной оси трубы; в других вариантах осуществления, оно может быть наклоненным по отношению к центральной оси. Кроме того, несмотря на то, что на фиг.3 первая трубка показана вертикальной, в других вариантах осуществления, она может быть повернута на любую величину относительно центральной оси выхлопной трубы.
Первая трубка 28 имеет первый конец снаружи выхлопной трубы 16 и второй конец внутри выхлопной трубы. Первый конец первой трубки упоминается как упорный конец; здесь присоединен датчик 20 отработавших газов. Противоположный, внутренний конец первой трубки может быть закрытым. В показанном варианте осуществления, первая трубка имеет круглое поперечное сечение. В других вариантах осуществления, поперечное сечение может быть эллиптическим или иметь любую другую подходящую форму.
В варианте осуществления по фиг.3, пробоотборник 26 отработавших газов также содержит вторую полую трубку 30, продолжающуюся в выхлопную трубу 16 вдоль второго направления, отличающегося от первого направления. В показанном варианте осуществления, вторая трубка полностью охвачена выхлопной трубой. Подобно первой трубке, вторая трубка также может иметь круглое или эллиптическое поперечное сечение. Однако, оба конца второй трубки могут быть закрыты. Вторая трубка пересекает первую трубку для образования совместного внутреннего пространства. В показанном варианте осуществления, первая и вторая трубки пересекаются под прямым углом.
В варианте осуществления по фиг.3, пробоотборник 26 отработавших газов включает в себя множество впускных отверстий 32A-32J, распределенных вдоль первой трубки 28 и второй трубки 30 на поверхности А выше по потоку. Таким образом, впускные отверстия расположены перпендикулярно и обращены в направлении потока отработавших газов в выхлопной трубе 16. Таким образом, отработавшие газы легко проводятся во внутреннее пространство пробоотборника отработавших газов. Пробоотборник отработавших газов также включает в себя выпускное отверстие 34A и выпускное отверстие 34B, образованные на криволинейных боковых поверхностях C и D первой трубки. В показанном варианте осуществления, криволинейные боковые поверхности направляют поток отработавших газов вокруг оболочки, приводя к минимальному давления на выпускных отверстиях. Соответственно, первый поток отработавших газов впускается через множество впускных отверстий и выпускается через выпускное отверстие. Датчик 20 расположен в первом потоке отработавших газов, по текучей среде между впускными отверстиями и выпускными отверстиями.
Как показано на фиг.3, множество впускных отверстий включает в себя первое впускное отверстие 32A и второе впускное отверстие 32B, которое является большим и расположено на большем расстоянии от выпускных отверстий 34A и 34B, чем первое впускное отверстие. В одном из вариантов осуществления, площадь каждого впускного отверстия может быть пропорциональна расстоянию между таким впускным отверстием и выпускным отверстием. В варианте осуществления по фиг.3, диаметры различных отверстий могут быть: 3,6 миллиметров (мм) для впускного отверстия 32A, 3,8 мм для впускного отверстия 32B, 4,2 мм для впускного отверстия 32C, 4,0 мм для впускного отверстия 32D, 4,55 мм для впускных отверстий 32E, 32H и 32J, и 5,0 мм для впускных отверстий 32F, 32G и 32K. В этих вариантах осуществления, возрастающий размер впускных отверстий компенсирует увеличенное сопротивление для потока, вызванное более длинным протоком. В результате, более равный массовый расход отработавших газов может впускаться через каждое из впускных отверстий. Поэтому, отработавшие газы могут отбираться из различных областей выхлопной трубы 16 с приблизительно равными скоростями, несмотря на неравное расстояние от выпускных отверстий датчика. В варианте осуществления по фиг.3, каждое из выпускных отверстий впускает от 6 до 16 процентов совместного массового расхода через выпускные отверстия.
Дополнительные преимущества конфигураций, раскрытых здесь, будут очевидны из рассмотрения фиг.4 и 5. На фиг.4 показан поток текучей среды вокруг трубки, такой как первая трубка 28 или вторая трубка 30. Местоположение, обозначенное A на фиг.4, соответствует поверхности выше по потоку, местоположение, обозначенное B , соответствует поверхности ниже по потоку, на противоположной стороне трубки, а местоположения, обозначенные C и D, соответствуют криволинейным боковым поверхностям трубки.
На фиг.5 графически показан результат расчета динамики текучей среды на основании конструкции на фиг.4. Этот результат показывает, что поток газа вокруг трубки, от поверхности выше по потоку до поверхности ниже по потоку, вызывает изменение статического давления вдоль наружной части трубки - то есть, статическое по отношению к потоку газа внутри трубки. Кроме того, наибольший перепад в статическом давлении находится от расположенной выше по потоку области A потока до наружных боковых областей C и D, а не до расположенной ниже по потоку области B потока. Другими словами, существует больший потенциал течения между точками A и C, чем между точками A и B. В некоторых сценариях, что может давать в результате 15-процентный рост в расходе газа через трубку относительно иной подобной конфигурации, в которой выпускное отверстие размещено на расположенной ниже по потоку поверхности B. Соответственно, впускные отверстия и выпускные отверстия пробоотборников отработавших газов, раскрытых здесь, расположены, чтобы использовать этот эффект.
Конфигурации, описанные выше, обеспечивают различные способы контроля составляющей отработавших газов двигателя. Соответственно, некоторые такие способы описаны ниже, в качестве примера, с непрерывной ссылкой на вышеприведенные конфигурации. Однако, следует понимать, что способы, описанные здесь, и другие, полностью находящиеся в пределах объема этого раскрытия, также могут быть задействованы другими конфигурациями. Естественно, некоторые из этапов последовательностей операций, описанных и/или показанных в материалах настоящей заявки, в некоторых вариантах осуществления, могут быть опущены, не выходя за рамки объема раскрытия. Аналогичным образом, указанная последовательность этапов последовательностей операций не всегда может требоваться для достижения намеченных результатов, а представлена для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из показанных действий, функций или операций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Более того, различные процедуры управления и оценки, раскрытые здесь, могут включать в себя одну или более разных стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобное. По существу, по меньшей мере некоторые из этапов (операций, функций и/или действий) последовательностей операций могут представлять собой код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемом запоминающем носителе в контроллере.
На фиг.6 показан примерный способ 36 контроля составляющей отработавших газов двигателя в одном из вариантов осуществления. На 38, поток отработавших газов проводится через выхлопную трубу, расположенную выше по потоку от оболочки. Оболочка может быть поверхностью пробоотборника отработавших газов, как описано выше. На 40, первый поток отработавших газов отделяется от второго потока отработавших газов впусканием первого потока отработавших газов в оболочку. В этом контексте, первый и второй потоки отработавших газов являются просто первым и вторым подпотоками, выделенными из объединенного потока выше по потоку от оболочки. Впускание первого потока отработавших газов в оболочку может включать осуществление впускания через множество впускных отверстий, образованных на поверхности выше по потоку от оболочки, где плоскость, касательная к поверхности выше по потоку, по существу перпендикулярна центральной оси выхлопной трубы. При этой конфигурации, первый поток отработавших газов впускается в оболочку из разных областей выхлопной трубы. Кроме того, отработавшие газы могут впускаться с меньшим ограничением из областей трубы, более отдаленных от выпускного отверстия, и с большим ограничением из областей трубы, более близких к выпускному отверстию. Такое ограничение может регулироваться посредством регулирования относительных размеров впускных отверстий, как описано выше.
На 42, первый поток отработавших газов проводится через датчик, присоединенный в оболочке; датчик сконфигурирован из условия чтобы выходной сигнал датчика изменялся в ответ на количество контролируемой составляющей в первом потоке отработавших газов. Соответственно, отработавшие газы доставляются в датчик посредством стратегии отбора проб. Например, отработавшие газы в трубе могут отбираться вдоль первого и второго направлений, не параллельных ни друг другу, ни центральной оси трубы.
На 44, второй поток отработавших газов - поток оставшихся отработавших газов после того, как был отделен первый поток - проводится по наружной поверхности оболочки, чтобы вызывать минимальное давления. В одном из вариантов осуществления, минимальное давления может вызываться на криволинейной боковой поверхности оболочки, где плоскость, касательная к боковой области, параллельна или наклонена по отношению к центральной оси трубы.
На 46, первый поток отработавших газов выпускается из оболочки через выпускное отверстие, расположенное на минимальном давлении. В одном из вариантов осуществления, первый поток отработавших газов может выпускаться из двух выпускных отверстий, расположенных друг напротив друга. На 48, первый и второй потоки отработавших газов объединяются в выхлопной трубе, расположенной ниже по потоку от оболочки.
На 50, работа системы двигателя модифицируется на основании выходного сигнала датчика. В одном из конкретных вариантов осуществления, составляющая, контролируемая датчиком, может быть аммиаком. Соответственно, этот способ может применяться к регулированию дозировки восстановителя, и тем самым, регулирования выброса аммиака из системы выпуска отработавших газов двигателя, снабженной реактором SCR. Соответственно, способ дополнительно может включать регулирование дозировки восстановителя у реактора SCR, расположенного выше по потоку от оболочки, в ответ на выходной сигнал датчика. С 50 способ 36 возвращается.
В заключение, следует понимать, что изделия, системы и способы, описанные выше, являются вариантами осуществления этого раскрытия - неограничивающие примеры для многочисленных вариантов и расширений которых также предполагаются. Соответственно, это раскрытие включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации изделий, систем и способов, раскрытых здесь, а также любых и всех их эквивалентов.
1. Пробоотборник отработавших газов, выполненный с возможностью присоединения к выхлопной трубе и отбора проб составляющей отработавших газов двигателя, протекающих в ней, содержащий:
оболочку, имеющую поверхности выше по потоку и ниже по потоку, соединенные криволинейной боковой поверхностью, каждая из которых является касательной к плоскости, по существу, перпендикулярной центральной оси выхлопной трубы, множество впускных отверстий, образованных в поверхности выше по потоку, и выпускное отверстие, образованное в криволинейной боковой поверхности.
2. Пробоотборник по п.1, в котором криволинейная боковая поверхность направляет отработавшие газы вокруг оболочки, вызывая минимальное давление на выпускном отверстии.
3. Пробоотборник по п.1, в котором множество впускных отверстий включает в себя первое впускное отверстие и второе впускное отверстие, большее, чем первое, при этом второе впускное отверстие расположено на большем расстоянии от выпускного отверстия, чем первое впускное отверстие.
4. Пробоотборник по п.1, в котором площадь каждого впускного отверстия пропорциональна расстоянию между таким впускным отверстием и выпускным отверстием.
5. Пробоотборник по п.1, в котором составляющая является одним или более из оксидов азота, аммиака, углекислого газа, твердых частиц, водяного пара и кислорода.
6. Пробоотборник по п.1, дополнительно содержащий датчик, присоединенный в оболочке, в периферийной области трубы, при этом датчик чувствителен к уровню составляющей в отработавших газах.
7. Пробоотборник по п.6, в котором первый поток отработавших газов впускается через множество впускных отверстий и выпускается через выпускное отверстие, при этом датчик расположен в первом потоке отработавших газов по текучей среде между впускными отверстиями и выпускным отверстием.
8. Пробоотборник по п.6, в котором оболочка содержит трубку, продолжающуюся в трубу вдоль первого направления, при этом трубка имеет первый конец снаружи трубы и второй замкнутый конец внутри трубы, причем датчик соединен с первым концом.
9. Пробоотборник по п.8, в котором первое направление является перпендикулярным или наклонным по отношению к центральной оси выхлопной трубы.
10. Пробоотборник по п.8, в котором трубка имеет круглое или эллиптическое поперечное сечение.
11. Пробоотборник по п.8, в котором трубка является первой трубкой, при этом оболочка содержит вторую трубку, продолжающуюся в трубу вдоль второго направления, отличающегося от первого, причем вторая трубка пересекает первую трубку для образования совместного внутреннего пространства.
12. Пробоотборник отработавших газов, выполненный с возможностью присоединения к выхлопной трубе и отбора проб составляющей отработавших газов двигателя, протекающих в ней, содержащий:
первую трубку, продолжающуюся в трубу вдоль первого направления, перпендикулярного или наклонного по отношению к центральной оси трубы, при этом первая трубка имеет первый конец снаружи трубы, второй конец внутри трубы, и поверхности выше по потоку и ниже по потоку, соединенные криволинейной боковой поверхностью;
множество впускных отверстий, образованных в поверхности выше по потоку;
выпускное отверстие, образованное в криволинейной боковой поверхности;
вторую трубку, продолжающуюся в трубу вдоль второго направления, отличающегося от первого, причем вторая трубка пересекает первую трубку для образования совместного внутреннего пространства; и
датчик, присоединенный к первому концу первой трубки, датчик чувствителен к уровню составляющей в отработавших газах.
13. Пробоотборник по п.12, в котором каждая из первой и второй трубки имеет круглое или эллиптическое поперечное сечение.
