[发明专利]气体传感器安装结构

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及气体传感器安装结构，并且尤其涉及用于在内燃机的进气或排气通道内安装气体传感器的气体传感器安装结构。

背景技术

[0002]典型地，诸如氧传感器、空燃比传感器、NOx传感器以及HC传感器等的气体传感器安装在内燃机的进气或排气通道内。图3示意性地显示了普通气体传感器1中的检测部分。普通的气体传感器1具有圆柱形壳体4、插入并固定到壳体4上的气体传感器元件2以及覆盖气体传感器元件2的传感器盖3。传感器盖3包括内盖3a和外盖3b。内盖3a和外盖3b上各自形成有通气孔H，通气孔H被设置在不相互重叠的位置上。这样，内盖3a防止气体传感器元件2暴露在诸如通过外盖3b的通气孔H进入的冷凝水等的水分中。鉴于气体传感器元件暴露在水分中的可能性以及气体传感器的响应，已经在JP-A-2003-75396、JP-A-2004-245828和JP-A-2004-294299中提出了各种形状和结构的传感器盖。

[0003]防止气体传感器元件暴露在水分中的措施通常是基于气体传感器大体垂直于进气或排气通道安装的假设，并且基于这样安装的气体传感器也垂直于被测量的气体的流向的假设。另一方面，考虑在此位置处的气体浓度的均匀性、气体传感器的可安装性以及可维护性来确定气体传感器的安装位置。然而，在气体传感器大体垂直于进气或排气通道安装的情况下，气体传感器可能不总是垂直于气体流向。图4示意性地显示了气体传感器安装结构(其在后面可以简称为“安装结构”)。具体地，图4显示了一种气体传感器安装结构，其中气体传感器1相对于排气歧管5(即排气通道)以大约90°的角度安装。图4显示了气体传感器安装结构10Xa、10Xb和10Xc，其中为了对比，气体传感器1分别安装在三个安装位置A、B和C上。催化转化器6连接到排气歧管5的下游。

[0004]安装结构10Xa、10Xb和10Xc包括排气歧管5和气体传感器1，气体传感器1以如图4所示的方式安装在排气歧管5中。在所有的安装结构10Xa、10Xb和10Xc中，气体传感器1安装在排气歧管5的来自各个气缸的管道已经汇合到一起的部分中。安装位置A被限定为紧接在排气歧管5的气体通道内的弯曲R之后，安装位置B被限定在气体通道内的弯曲R的入口处，而安装位置C被限定在安装位置A的更下游。这样，对于安装结构10Xb和10Xc，气体传感器1的轴P和排气流向彼此大体垂直，然而对于安装结构10Xa，它们之间成钝角。

[0005]图5A到图5C显示了注水试验的结果，进行所述试验以分别判定对于气体传感器安装结构10Xa、10Xb和10Xc，气体传感器元件2是否会暴露在水分中。为了判定水分是否会与气体传感器元件2接触，当在试验台上以2000rpm的转速运转结合了气体传感器安装结构10Xa、10Xb和10Xc的内燃机(未图示)时，通过从排气歧管5的上游注射100cc的水来进行注水试验。图5D示意性地显示了如何注水。在注水试验中的注水量充分地大于将实际产生的冷凝水的量。在注水试验中，温度传感器设置到气体传感器元件2、内盖3a和外盖3b中的每一个上以基于它们的温度如何降低来检定气体传感器元件2暴露在水分中的可能性。分别从图5A、图5B和图5C所示的安装结构10Xa、10Xb和10Xc的试验结果可以看出，内盖3a和外盖3b的温度在注水之后急剧下降。同样可以看出，对于安装结构10Xb和10Xc，气体传感器元件2的温度在注水后平缓地下降。另一方面，可以看出，对于图5A所示的安装结构10Xa，所述元件的温度在注水之后急剧下降。从上述可以推测，对于安装结构10Xa，气体传感器元件2已经与水分接触。

[0006]即，因为对于气体传感器的保护措施等是基于以上假设，所以在气体传感器大体垂直于进气或排气通道安装的情况下，比如在安装位置A处，如图5E所示，气体传感器相对于气体流向成钝角，其不利地允许气体传感器元件轻易地与水分接触并且可能因此使气体传感器元件破裂。

发明内容

[0007]本发明提供一种气体传感器安装结构，其可以防止气体传感器元件暴露在水分中。