BR102020013205A2 - Defletor de sensor de exaustão - Google Patents

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Neil Burge
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Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc
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Abstract

defletor de sensor de exaustão. um sistema de exaustão inclui um duto de exaustão que define uma passagem de gás de exaustão estendendo-se ao longo de um eixo e que possui uma seção transversal estendendo-se através do eixo. pelo menos uma abertura de sensor no duto de exaustão é configurada para receber um sensor de gás de exaustão. um defletor é posicionado dentro da passagem de gás de exaustão e inclui uma pluralidade de canais-guia com seções transversais abertas. cada canalguia se estende desde uma primeira extremidade voltada para uma superfície interna do duto de exaustão até uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade. os canais-guia orientam o gás de exaustão de diferentes regiões da seção transversal em direção à pelo menos uma abertura de sensor.

Description

DEFLETOR DE SENSOR DE EXAUSTÃO Campo Técnico
[001] A presente invenção se refere, em geral, a um defletor para direcionar o gás de exaustão em direção a uma ponta de sensor localizada dentro de um duto de exaustão.
Fundamentos da Invenção
[002] Os veículos incluem sistemas de exaustão que usam catalisadores para remover contaminantes dos gases de exaustão do motor. Um exemplo desse catalisador é um catalisador de Redução Catalítica Seletiva (SCR), no qual ocorrem reações de redução de óxido de nitrogênio (NOx) em uma atmosfera oxidante. Os níveis de NOx são reduzidos usando amônia como um redutor dentro de um sistema de catalisador. Uma reação química de redução ocorre quando um agente redutor reage com NOx para converter os poluentes em nitrogênio, água e pequenas quantidades de CO2. Um sensor de NOx é usado para medir o teor residual de NOx do gás de exaustão que sai do catalisador SCR.
Sumário da Invenção
[003] Um aparelho de acordo com um aspecto exemplificativo da presente invenção inclui, entre outras coisas, um duto de exaustão que define uma passagem de gás de exaustão que se estende ao longo de um eixo e que tem uma seção transversal que se estende ao longo do eixo. Pelo menos uma abertura de sensor no duto de exaustão é configurada para receber um sensor de gás de exaustão. Um defletor é posicionado dentro da passagem de gás de exaustão e inclui uma pluralidade de canais-guia com seções transversais abertas. Cada canal-guia se estende desde uma primeira extremidade voltada para uma superfície interna do duto de exaustão até uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Os canais-guia orientam o gás de exaustão de diferentes regiões da seção transversal em direção à pelo menos uma abertura de sensor.
[004] Em uma forma de realização não limitante adicional do aparelho acima, as seções transversais abertas têm uma forma em U ou em forma em C.
[005] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, pelo menos um dos canais-guia inclui uma pluralidade de orifícios e/ou perfurações.
[006] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, a seção transversal do duto de exaustão define um plano perpendicular ao eixo, e em que um ou mais dos canais-guia se estendem em um ângulo transversal ao plano.
[007] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, cada canal-guia tem primeira e segunda bordas que se estendem desde a primeira extremidade até a segunda extremidade, e em que cada canalguia é definido por um comprimento que se estende desde a primeira extremidade até a segunda extremidade e uma largura que se estende desde a primeira borda até a segunda borda, e em que a largura de um ou mais dos canais-guia se estreita em direção à segunda extremidade.
[008] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, o defletor inclui uma parte de corpo conectada às duas extremidades dos canaisguia, e em que a parte de corpo inclui uma borda externa curva que é configurada para se estender pelo menos parcialmente ao redor de uma ponta do sensor de gás de exaustão.
[009] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, cada canal-guia é definido por um comprimento que se estende desde a primeira extremidade até a segunda extremidade, e em que pelo menos um dos canais-guia tem um comprimento menor do que outro dos canais-guia.
[010] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, a pluralidade de canais-guia é composta por pelo menos quatro canais-guia e em que dois dos quatro canais-guia têm um primeiro comprimento e os outros dois dos quatro canais-guia têm um segundo comprimento maior do que o primeiro comprimento.
[011] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, pelo menos um catalisador SCR está a montante da abertura do sensor, e em que pelo menos um sensor compreende um sensor NOx.
[012] Um aparelho, de acordo com ainda outro aspecto exemplificativo da presente invenção, inclui, entre outras coisas, um duto de exaustão que define uma passagem de gás de exaustão que se estende ao longo de um eixo e que tem uma seção transversal que se estende ao longo do eixo. O duto de exaustão inclui pelo menos uma abertura de sensor. Pelo menos um catalisador SCR está a montante da abertura de sensor e um sensor NOx está montado dentro da abertura de sensor e se estende até uma ponta de sensor que está dentro da passagem de gás de exaustão. Um defletor é posicionado dentro da passagem de gás de exaustão e inclui uma pluralidade de canais-guia com seções transversais abertas. Cada canal-guia se estende desde uma primeira extremidade voltada para uma superfície interna do duto de exaustão até uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade. Os canais-guia orientam o gás de exaustão de diferentes regiões da seção transversal em direção à ponta de sensor.
[013] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, as seções transversais abertas têm uma forma em U ou uma forma em C.
[014] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, pelo menos um dos canais-guia inclui uma pluralidade de orifícios e/ou perfurações.
[015] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, a seção transversal do duto de exaustão define um plano perpendicular ao eixo, e em que um ou mais dos canais-guia se estendem em um ângulo transversal ao plano.
[016] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, cada canal-guia tem primeira e segunda bordas que se estendem desde a primeira extremidade até a segunda extremidade, e em que cada canalguia é definido por um comprimento que se estende desde a primeira extremidade até a segunda extremidade e uma largura que se estende desde a primeira borda até a segunda borda, e em que a largura de um ou mais dos canais-guia se estreita em direção à segunda extremidade.
[017] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, o defletor inclui uma parte de corpo que é conectada às duas extremidades dos canais-guia e em que a parte de corpo inclui uma borda externa curva que se estende pelo menos parcialmente ao redor da ponta do sensor.
[018] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, um primeiro canal-guia da pluralidade de canais-guia é posicionado adjacente a uma extremidade da borda curva externa e um segundo canal-guia da pluralidade de canais-guia é posicionado adjacente a uma extremidade oposta da borda curva externa, e em que a parte de corpo inclui um entalhe em cada uma das segundas extremidades dos primeiro e segundo canais-guia.
[019] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, um centro da parte de corpo é deslocado do eixo.
[020] Em uma forma de realização não limitante adicional de qualquer um dos aparelhos acima, cada canal-guia é definido por um comprimento que se estende desde a primeira extremidade até a segunda extremidade, e em que pelo menos um dos canais-guia tem um comprimento menor do que outro dos canais-guia.
[021] Em uma forma de realização não limitante de qualquer dos aparelhos acima referidos, a pluralidade de canais-guia compreende pelo menos quatro canais-guia e em que o primeiro e o segundo canais-guia dos quatro canaisguia têm um primeiro comprimento, e o terceiro e o quarto canais-guia dos quatro canais-guia têm um segundo comprimento maior do que o primeiro comprimento.
[022] Em uma forma de realização não limitante de qualquer um dos aparelhos acima, o terceiro e o quarto canais-guia são posicionados de modo circunferencial entre o primeiro e o segundo canais-guia.
[023] As formas de realização, exemplos e alternativas dos parágrafos anteriores, as reivindicações ou a descrição e os desenhos a seguir, incluindo qualquer um de seus vários aspectos ou recursos individuais respectivos, podem ser tomados independentemente ou em qualquer combinação. As características descritas em ligação a uma forma de realização são aplicáveis a todas as formas de realização, a menos que essas características sejam incompatíveis.
Breve Descrição das Figuras
[024] As várias características e vantagens dos exemplos descritos se tornarão evidentes para aqueles com qualificação na técnica a partir da descrição detalhada. As Figuras que acompanham a descrição detalhada podem ser brevemente descritas como a seguir:
A Figura 1 ilustra uma vista esquemática de um sistema de exaustão de veículos.
[025] A Figura 2A é uma vista lateral esquemática de um sensor e defletor de gás de exaustão dentro de um duto de exaustão, conforme utilizado no sistema de exaustão de veículos da Figura 1.
[026] A Figura 2B é uma vista em corte esquemática de um canal-guia do defletor da Figura 2A.
[027] A Figura 2C é uma vista frontal esquemática do defletor da Figura 2A.
[028] A Figura 3 é uma vista em perspectiva do sensor e do defletor de gás de exaustão dentro do duto de exaustão da Figura 2A.
[029] A Figura 4 é uma vista em perspectiva do defletor da Figura 3.
[030] A Figura 5 é uma vista frontal do defletor da Figura 4.
[031] A Figura 6 é uma vista em corte tomada ao longo das linhas 6-6 da Figura 5.
Descrição Detalhada da Invenção
[032] O presente documento mostra em detalhes um defletor exemplificativo que direciona o gás de exaustão para uma ponta de sensor localizada dentro de um duto de exaustão. A Figura 1 mostra um sistema de exaustão de veículos 10 que conduz gases de exaustão quentes gerados por um motor 12 através de vários componentes de exaustão a montante 14 para reduzir as emissões e controlar o ruído, como conhecido. Em um exemplo de configuração, o componente de exaustão a montante 14 pode incluir um catalisador de oxidação de diesel (DOC) e/ou um filtro de partículas de diesel (DPF) que é usado para remover os contaminantes do gás de exaustão, como conhecido. A jusante desses componentes de exaustão a montante 14 está um ou mais componentes pós-tratamento de gás de exaustão 16 adicionais que também removem contaminantes do gás de exaustão, como conhecido. Os gases de exaustão que saem dos componentes pós-tratamento de gás de exaustão 16 são conduzidos para os componentes de exaustão a jusante 18, como ressonadores, silenciadores, etc., e, eventualmente, saem para a atmosfera. Esses componentes a montante 14 e a jusante 18 podem ser montados em várias configurações e combinações diferentes, dependendo da aplicação do veículo e do espaço de acondicionamento disponível.
[033] Em um exemplo de configuração, um sistema de injeção 20 é usado para injetar um agente redutor, como uma solução de ureia e água, por exemplo, ao fluxo de gás de exaustão a montante dos componentes pós-tratamento de gás de exaustão 16. O sistema de injeção 20 inclui um suprimento de fluido 22, um dosador/injetor 24 e um controlador 26 que controla a injeção da ureia, como conhecido. Um misturador 28 opcional também pode ser posicionado a montante dos componentes pós-tratamento de gás de exaustão 16, de modo que o misturador 28 possa misturar o agente redutor injetado e o gás de exaustão completamente antes de entrar nos componentes póstratamento de gás de exaustão 16.
[034] Em um exemplo de configuração, o componente póstratamento de gás de exaustão 16 compreende pelo menos um catalisador de Redução Catalítica Seletiva (SCR), em que o agente redutor reage com NOx para converter os poluentes em nitrogênio, água e pequenas quantidades de CO2. O gás de exaustão que sai do catalisador SCR entra em um tubo ou duto de exaustão 30, e um sensor de gás de exaustão 32, por exemplo, um sensor de NOx, é usado para medir o teor de NOx residual do gás de exaustão que sai do catalisador SCR. A estrutura e o funcionamento do sensor de NOx 32 são conhecidos e qualquer tipo de sensor de NOx pode ser utilizado para aferir o teor de NOx residual do gás de exaustão.
[035] Como mostrado na Figura 2A, o duto de exaustão 30 define uma passagem de gás de exaustão 34 que se estende ao longo de um eixo A e tem uma seção transversal X que se estende ao longo do eixo A. Pelo menos uma abertura de sensor 36 é formada no duto de exaustão 30. A abertura de sensor 36 se estende através de uma espessura de parede do duto 30 desde uma superfície externa 38 até uma superfície interna 40. A abertura de sensor 36 recebe um corpo 42 do sensor de gás de exaustão 32 que se estende até uma ponta de sensor 44 que se projeta para dentro da passagem de gás de exaustão 34.
[036] Um defletor 50 é posicionado dentro da passagem de gás de exaustão 34 e inclui uma pluralidade de canais-guia 52 com seções transversais abertas configuradas para orientar o gás de exaustão de diferentes regiões da seção transversal X em direção à ponta de sensor 44 e/ou abertura de sensor 36. Cada canal-guia 52 se estende desde uma primeira extremidade 54 voltada para a superfície interna 40 do duto de exaustão 30 até a segunda extremidade 56 oposta à primeira extremidade 54. Os gases de exaustão de diferentes regiões da seção transversal X são direcionados pelos canais-guia 52 até a ponta de sensor 44.
[037] Os canais-guia 52 têm seções transversais abertas, de modo que os canais 52 não são completamente fechados em todos os lados. Pelo menos uma área dos canais-guia 52 é aberta diretamente para a passagem de gás de exaustão 34. Como mostrado na Figura 2B, em um exemplo, as seções transversais abertas têm uma forma em U ou uma forma em C. Assim, os canais-guia 52 têm uma parte de base 52a que geralmente é plana, ou que pode ter uma leve curvatura, e um par de paredes-guia 52b opostas. Uma parede-guia 52b se estende para longe de cada extremidade da parte da base 52a para formar a forma em C ou U. Os canais-guia 52 têm uma espessura T que é relativamente uniforme em toda a seção, conforme mostrado na Figura 2B. As paredes-guia 52b têm uma altura H maior que a espessura T. Em um exemplo, a H é pelo menos duas vezes maior que a espessura T.
[038] Em um exemplo, os canais-guia 52 podem incluir perfurações e/ou orifícios 58 (Figura 2C). Os orifícios 58 podem ser adicionados para reduzir a contrapressão no duto de exaustão 30 ou para reduzir a influência do canal-guia 52 específico.
[039] Como mostra a Figura 2A, a seção transversal X do duto de exaustão 30 define um plano P perpendicular ao eixo A. Um ou mais dos canais-guia 52 se estendem em um ângulo α transversal ao plano P. Em um exemplo, o ângulo α é de aproximadamente 35 graus; no entanto, outros ângulos também podem ser usados dependendo da configuração específica do canal e do duto.
[040] Cada canal-guia 52 tem as primeiras 60 e as segundas 62 bordas (Figura 2B) estendendo-se desde a primeira extremidade 54 até a segunda extremidade 56. Cada canal-guia 52 é definido por um comprimento L (Figura 5) que se estende desde a primeira extremidade 54 até a segunda extremidade 56 e uma largura W (Figuras 2C e 5) que se estende desde a primeira borda 60 até a segunda borda 62. Em um exemplo, a largura W de um ou mais dos canaisguia 52 se estreita em direção à segunda extremidade 56, de modo a que o gás de exaustão é direcionado mais precisamente para a ponta de sensor 44.
[041] Em um exemplo, pelo menos um dos canais-guia 52 tem um comprimento L menor do que outro dos canais-guia 52.
[042] Em um exemplo, um ou mais canais-guia 52 são presos à superfície interna 40 do duto de exaustão 30 para manter o defletor 50 no lugar. Em um exemplo, as primeiras extremidades 54 dos canais-guia 52 são presas ao duto de exaustão 30.
[043] Em um exemplo, a pluralidade dos canais-guia 52 compreende pelo menos quatro canais-guia 52, conforme mostrado na Figura 5. Nesse exemplo, dois dos quatro canais-guia 52 têm um primeiro comprimento e os outros dois dos quatro canais-guia 52 têm um segundo comprimento maior do que o primeiro comprimento. Em um exemplo de configuração, os canais-guia 52 com o comprimento mais longo são posicionados de modo circunferencial entre os canais-guia 52 com o comprimento mais curto. Embora quatro canais-guia sejam exibidos, menos ou mais canais-guia podem ser utilizados, dependendo da aplicação e da configuração desejada.
[044] Conforme mostrado nas Figuras 3-6, o defletor 50 inclui uma parte de corpo 64 que é conectada às segundas extremidades 56 dos canais-guia 52. Um centro da parte de corpo 64 é deslocado do eixo A. A parte de corpo 64 inclui uma borda externa curva 66 que é configurada para se estender pelo menos parcialmente ao redor da ponta de sensor 44 do sensor de gás de exaustão 32. A borda externa curva 66 é composta por uma superfície côncava voltada para a ponta de sensor 44. Em um exemplo, um canal-guia 52 é posicionado adjacente a uma extremidade 68 da borda externa curva 66 e um segundo canal-guia 52 é posicionado adjacente a uma extremidade oposta 70 da borda externa curva 66, como melhor mostrado na Figura 5. A parte de corpo 64 inclui um entalhe 72 em cada uma das segundas extremidades 56 dos canais-guia 52 que estão em cada lado da borda externa curva 66.
[045] Conforme discutido acima, o sensor de gás de exaustão 32 é posicionado a jusante de um catalisador SCR e é usado para medir o teor de NOx residual do gás de exaustão que sai do catalisador SCR. O defletor 50 melhora a precisão da amostragem do sensor 32. Os canais-guia 52 do defletor 50 estendem a área de amostragem efetiva do sensor 32, orientando o gás de exaustão que representa todo o gás de exaustão no sistema e não apenas o gás mais próximo da ponta de sensor 44.
[046] Em um exemplo, o defletor 50 é um componente estampado de peça única. O defletor 50 inclui os canaisguia 52 angulados com seções transversais abertas que direcionam o gás de exaustão de diferentes regiões da seção transversal do duto X em direção à ponta de sensor 44. A forma curva da estampagem na ponta de sensor 44 guia o fluxo de gás de exaustão além da ponta 44, e os canais 52 se estreitam à medida que se aproximam da ponta 44 para orientar mais precisamente o gás de exaustão até a ponta 44. Essa configuração estampada é de baixo custo de fabricação e de simples instalação. Além disso, o defletor 50 pode ser ajustado em projetos existentes com alterações mínimas.
[047] Embora o defletor seja mostrado como sendo usado com um sensor de NOx, deve-se entender que o defletor 50 pode ser usado com outros tipos de sensores de gás de exaustão.
[048] Embora uma relação de componente específica seja ilustrada nas Figuras deste documento, as ilustrações não têm o objetivo de limitar esta invenção. Em outras palavras, o posicionamento e a orientação dos vários componentes mostrados podem variar dentro do âmbito desta invenção. Além disso, as várias Figuras que acompanham este documento não estão necessariamente em escala, e alguns recursos podem ser exagerados ou minimizados para mostrar determinados detalhes de um determinado componente.
[049] A descrição anterior é de natureza exemplificativa, em vez de limitante. Para aqueles com conhecimento na técnica, podem ser evidentes variações e modificações aos exemplos descritos que não necessariamente se afastam da essência da presente invenção. Assim, o âmbito de proteção legal dado à presente invenção pode ser determinado apenas mediante o estudo das reivindicações a seguir.

Claims (20)

  1. Sistema de exaustão caracterizado pelo fato de que compreende: um duto de exaustão definindo uma passagem de gás de exaustão que se estende ao longo de um eixo e com uma seção transversal que se estende através do eixo;
    pelo menos uma abertura de sensor no duto de exaustão configurada para receber um sensor de gás de exaustão; e
    um defletor posicionado no interior da passagem de gás de exaustão, o deflector incluindo uma pluralidade de canais-guia com seções transversais abertas, cada canalguia se estendendo desde uma primeira extremidade virada para uma superfície interna do duto de exaustão até uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade, e em que os canais-guia orientam o gás de exaustão de diferentes regiões da seção transversal em direção à pelo menos uma abertura de sensor.
  2. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as seções transversais abertas têm uma forma em U ou uma forma em C.
  3. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos canais-guia inclui uma pluralidade de orifícios e/ou perfurações.
  4. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção transversal do duto de exaustão define um plano perpendicular ao eixo, e em que um ou mais dos canais-guia se estendem em um ângulo transversal ao plano.
  5. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada canalguia tem a primeira e a segunda bordas estendendo-se desde a primeira extremidade até a segunda extremidade, e em que cada canal-guia é definido por um comprimento que se estende desde a primeira extremidade até a segunda extremidade e uma largura que se estende desde a primeira borda até a segunda borda, e em que a largura de um ou mais dos canais-guia se estreita em direção à segunda extremidade.
  6. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o defletor inclui uma parte de corpo que é conectada às segundas extremidades dos canais-guia, e em que a parte de corpo inclui uma borda externa curva configurada para se estender pelo menos parcialmente ao redor de uma ponta do sensor de gás de exaustão.
  7. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada canalguia é definido por um comprimento que se estende desde a primeira extremidade até a segunda extremidade, e em que pelo menos um dos canais-guia tem um comprimento menor do que outro dos canais-guia.
  8. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de canais-guia compreende pelo menos quatro canais-guia e em que dois dos quatro canais-guia têm um primeiro comprimento e os outros dois dos quatro canaisguia têm um segundo comprimento maior que o primeiro comprimento.
  9. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui pelo menos um catalisador de SCR a montante da abertura de sensor, e em que pelo menos um sensor compreende um sensor de NOx.
  10. Sistema de exaustão caracterizado pelo fato de que compreende:
    um duto de exaustão definindo uma passagem de gás de exaustão que se estende ao longo de um eixo e tem uma seção transversal que se estende através do eixo, e em que o duto de exaustão inclui pelo menos uma abertura de sensor;
    pelo menos um catalisador de SCR a montante da abertura de sensor;
    um sensor de NOx montado dentro da abertura de sensor e se estendendo até uma ponta de sensor que está dentro da passagem de gás de exaustão; e
    um defletor posicionado dentro da passagem de gás de exaustão, o defletor incluindo uma pluralidade de canaisguia com seções transversais abertas, cada canal-guia se estendendo desde uma primeira extremidade virada para uma superfície interna do duto de exaustão até uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade, e em que os canais-guia orientam o gás de exaustão de diferentes regiões da seção transversal em direção à ponta de sensor.
  11. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que as seções transversais abertas têm uma forma em U ou uma forma em C.
  12. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos canais-guia inclui uma pluralidade de orifícios e/ou perfurações.
  13. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a seção transversal do duto de exaustão define um plano perpendicular ao eixo, e em que um ou mais dos canais-guia se estendem em um ângulo transversal ao plano.
  14. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que cada canal-guia tem as primeira e a segunda bordas estendendo-se desde a primeira extremidade até a segunda extremidade, e em que cada canal-guia é definido por um comprimento que se estende desde a primeira extremidade até a segunda extremidade e uma largura que se estende desde a primeira borda até a segunda borda, e em que a largura de um ou mais dos canais-guia se estreita em direção à segunda extremidade.
  15. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o defletor inclui uma parte de corpo que é conectada às segundas extremidades dos canais-guia, e em que a parte de corpo inclui uma borda externa curva que se estende pelo menos parcialmente ao redor da ponta de sensor.
  16. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que um primeiro canal-guia da pluralidade de canais-guia é posicionado adjacente a uma extremidade da borda externa curva e um segundo canal-guia da pluralidade de canais-guia é posicionado adjacente a uma extremidade oposta da borda externa curva, e em que a parte de corpo inclui um entalhe em cada uma das segundas extremidades do primeiro e do segundo canais-guia.
  17. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que um centro da parte de corpo é deslocado do eixo.
  18. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que cada canal-guia é definido por um comprimento que se estende desde a primeira extremidade até a segunda extremidade, e em que pelo menos um dos canais-guia tem um comprimento menor do que outro dos canais-guia.
  19. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de canais-guia compreende pelo menos quatro canais-guia e em que o primeiro e o segundo canais-guia dos quatro canais-guia têm um primeiro comprimento, e o terceiro e o quarto canais-guia dos quatro canais-guia têm um segundo comprimento maior do que o primeiro comprimento.
  20. Sistema de exaustão, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o terceiro e o quarto canais-guia estão posicionados de modo circunferencial entre o primeiro e o segundo canais-guia.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7472801B2 (ja) * 2021-01-19 2024-04-23 トヨタ自動車株式会社 排気通路
CN113738486B (zh) * 2021-10-14 2024-01-02 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司 应用于柴油机后处理***的集气导流装置及工作方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58106530U (ja) * 1982-01-12 1983-07-20 日産自動車株式会社 多気筒内燃機関の空燃比制御装置
US5955682A (en) * 1997-11-12 1999-09-21 Federal Air Conditioning Technologies, Inc. Portable sensor manifold for air conditioning diagnostics
DE10203310A1 (de) * 2002-01-29 2003-07-31 Daimler Chrysler Ag Probenahmesystem für Abgassensoren
US7497138B2 (en) 2006-03-16 2009-03-03 Ford Global Technologies, Llc System and method for improving performance of a fluid sensor for an internal combustion engine
DE102010043750B4 (de) 2010-11-11 2017-10-26 Halla Visteon Climate Control Corporation Vorrichtung und Verfahren zur Abgaskühlung in Kraftfahrzeugen
US8341936B2 (en) * 2010-12-01 2013-01-01 Ford Global Technologies, Llc Advanced exhaust-gas sampler for exhaust sensor
US20130213013A1 (en) * 2011-01-14 2013-08-22 Cummins Ip, Inc. Exhaust gas sensor module
US8756913B2 (en) 2011-01-14 2014-06-24 Cummins Filtration Ip, Inc. Exhaust gas sensor module
US20150160102A1 (en) 2013-12-11 2015-06-11 Caterpillar Inc. System and method for sampling of fluid
US10047655B2 (en) * 2013-12-18 2018-08-14 Cummins Emission Solutions, Inc. Integrated sensor water shield
DE102014217844A1 (de) 2014-09-08 2016-03-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Abgasbehandlungsanlage für eine Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
JP2016153737A (ja) * 2015-02-20 2016-08-25 いすゞ自動車株式会社 センサ
JP2017089562A (ja) 2015-11-13 2017-05-25 ダイハツ工業株式会社 内燃機関の排気ガス浄化装置
US9932878B2 (en) * 2016-02-08 2018-04-03 Ford Global Technologies, Llc Particulate matter sensor
US9976464B1 (en) 2016-11-08 2018-05-22 GM Global Technology Operations LLC Reductant spray and exhaust gas flow guide and deflector
US10066535B2 (en) 2016-11-17 2018-09-04 Caterpillar Inc. Compact design exhaust aftertreatment system with NOx sensor
EP3431731B1 (en) 2017-07-18 2020-04-29 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Nox sensor protection for an internal combustion engine
JP2019094851A (ja) 2017-11-24 2019-06-20 スズキ株式会社 排気ガスセンサの配置構造及び排気制御システム
US10883407B1 (en) * 2019-07-26 2021-01-05 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Automotive aftertreatment system having a tubular injector
US10907520B1 (en) * 2019-10-22 2021-02-02 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Sampling device for an exhaust gas sensor

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