[发明专利]气体传感器保护装置及方法

说明书

关于联邦政府资助的研究或开发的陈述

本发明在由能源部授予的DE-EE0005975下由政府支持做出。政府具有本发明的一定权利。

相关申请的交叉引用

本发明要求申请日为2013年9月18日的美国临时专利申请No.61/879,403的优先权，其整个内容在本文中通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种气体传感器，特别地涉及一种用于在内燃机中使用的具有传感器保护装置的气体传感器。

背景技术

氧气传感器通常在燃烧过程之后定位在内燃机的排气流内。在这个位置，氧气传感器大多被暴露到热的排气。在燃烧过程之前定位的氧气传感器(例如，在进气歧管内)被暴露到较冷的空气，所述较冷的空气可能具有诸如水、机油、燃料蒸汽、烟尘、颗粒的污染物以及其他污染物。这些污染物能够引起对氧气传感器的损坏，除了其他事项之外，所述损坏包括热冲击裂纹、传感元件的污染以及通道的堵塞。

发明内容

根据一种构造，气体传感器包括传感器壳体和定位在传感器壳体内的传感元件。传感元件具有远端并且限定一轴线。气体传感器还包括连接到传感器壳体并且至少部分地包围传感元件的远端的传感器保护装置。传感器保护装置包括连接到壳体的第一元件，所述第一元件在垂直于该轴线的平面内具有基本上矩形的横截面形状。第一元件包括气体入口和气体出口。所述气体保护装置还包括连接到壳体的第二元件。

根据另一构造，气体传感器包括传感器壳体和设置在传感器壳体内的传感元件。传感元件具有远端并且限定一轴线。气体传感器还包括连接到传感器壳体并且至少部分地包围传感元件的远端的传感器保护装置。传感器保护装置包括连接到壳体的第一元件，所述第一元件在垂直于该轴线的平面内具有基本上矩形的横截面形状。第一元件包括具有气体入口的第一侧壁和具有气体出口的第二、相对侧壁。第一元件至少部分地限定在气体入口与气体出口之间延伸的开口通道，所述开口通道在气体入口与气体出口之间具有第一横截面区域、第二横截面区域和第三横截面区域，第三横截面区域小于第一和第二横截面区域以使得穿过开口通道的气体在第三横截面区域内经历与第一和第二横截面区域相比更低的压力和更高的速度。传感器保护装置还包括连接到壳体的第二元件，所述第二元件具有直接连接到第一元件的第一侧壁的第一侧壁，具有气体入口的第二、相对侧壁和设置在第二元件的第一和第二侧壁之间的端壁，所述端壁具有气体出口。

附图说明

图1和图2是根据本发明的一种构造的气体传感器的局部立体图，气体传感器包括传感器保护装置。

图3是图1的气体传感器的局部侧视图。

图4和图5是在传感器保护装置的外部元件被移除的状态下，图1的气体传感器的局部立体图。

图6是在传感器保护装置的外部元件被移除的状态下，图1的气体传感器的局部侧视图。

图7是沿着图1的线7-7截取的图1的气体传感器的局部横截面视图。

图8和图9是根据本发明的另一构造的气体传感器的局部立体图，气体传感器包括传感器保护装置。

图10是图8的气体传感器的局部侧视图。

图11和图12是在传感器保护装置的外部元件被移除的状态下，图8的气体传感器的局部立体图。

图13是在传感器保护装置的外部元件被移除的状态下，图8的气体传感器的局部侧视图。

图14是沿着图8的线14-14截取的图8的气体传感器的局部横截面视图。

具体实施方式

在详细说明本发明的任何实施例之前，需要理解本发明不局限于应用到在下面的说明中所陈述的或者在下面的附图中所示出的详细构造和部件的布置。本发明能够应用于其他实施例并且能够通过各种方式执行。

图1-图7示出气体传感器10。气体传感器10包括传感器壳体14和设置在传感器壳体14内的传感元件18(图7)。尽管其他类型的传感元件18也是可能的，传感元件18是氧气传感器。如图7所示出的，传感元件18限定轴线22并且包括远端26。