DE102014014048A1

DE102014014048A1 - Prüfvorrichtung um die Funktion von abgasrelevanten Komponenten von Verbrennungsmotoren zu überprüfen

Info

Publication number: DE102014014048A1
Application number: DE102014014048.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-28
Filing date: 2014-09-28
Publication date: 2016-03-31

Abstract

Prüfvorrichtung um die Funktion von abgasrelevanten Komponenten von Verbrennungsmotoren zu überprüfen, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung mindestens eine Abgaszuführungs- und mindestens eine Abgasabführungsöffnung und mindestens eine Einrichtung besitzt, mit der der Abgasdurchflusswiderstand verändert wird und die Abgaszuführungs- und Abgasabführungsöffnung der Prüfvorrichtung so ausgeführt sind, dass die Prüfvorrichtung für den Prüfvorgang ausreichend gasdicht anstelle eines Abgaspartikelfilters an eine Abgasanlage angeschlossen werden kann und außerdem die Prüfvorrichtung Messöffnungen besitzt, die so ausgeführt sind, dass die motoreigenen Sensoren, die an dem Abgaspartikelfilter angeschlossen sind, an die Prüfvorrichtung ausreichend gasdicht und so an die Prüfvorrichtung angeschlossen werden können, dass diese beim Betrieb des Motors funktionsfähig sind und dass die Messöffnungen für den motorseitigen Differenzdrucksensor vor und hinter der Einrichtung zur Änderung des Abgasdurchflusswiderstandes platziert sind.

Description

Abgase von Motoren, vor allem von Kraftfahrzeugmotoren, die mit Dieselkraftstoffen betrieben werden, sind mit gesundheitsschädlichen Rußpartikel belastet. Aus diesem Grund sind Abgassysteme heutiger Dieselmotoren in der Regel mit Partikelfilter ausgestattet.
Solche Partikelfilter benötigen bei einer bestimmten Rußpartikelbeladung eine Regeneration, die in der Regel durch Verbrennung der eingelagerten Rußpartikel (nachfolgend Partikelfiltrat genannt) erfolgt. Hierzu wird die Abgastemperatur des Motors, in der Regel über die Motorsteuerung, so weit angehoben, dass die Abbrenntemperatur des Partikelfiltrats im Partikelfilter erreicht wird. Unter ungünstigen Umständen, z. B. bei hohem Kurzstreckenfahranteil oder bei einem Defekt einer Motorkomponente, gelingt eine motorsteuerungsseitige initiierte Regeneration nur unvollständig. Der Partikelfilter kann sich mit Partikelfiltrat so zusetzen, dass der Partikelfilter ausgebaut und entweder durch einen neuen Partikelfilter ersetzt oder gereinigt werden muss.
Da ein Motor mit einem für die Motorregelung zu beladenen Abgaspartikelfilter nicht richtig funktioniert und mit einem ausgebauten Abgaspartikelfilter überhaupt nicht betrieben werden kann, kann am laufenden Motor die richtige Funktionsweise vieler abgasrelevanten Komponenten nicht überprüft werden. Abgasrelevante Motorkomponenten (wie z. B. Einspritz-Injektoren, Druckdifferenzsensor, Turbolader) müssen dann ausgebaut werden und können dann nur relativ kosten- und zeitaufwendig mit externen, meist relativ teuren Testanlagen oder -geräten auf Defekte hin überprüft werden.
Ziel der Erfindung ist es eine Prüfvorrichtung vorzustellen, die anstelle des Abgaspartikelfilters in eine Abgasanlage eingebaut werden kann und so die Abgase ungefiltert durch den Auspuff geleitet werden, so dass mehrere wichtige Messwerte am laufenden Motor ermittelt werden können, um Defekte an abgasrelevanten Motorkomponenten zu diagnostizieren ohne sie ausbauen zu müssen. Zum Beispiel der Trübungswert der Motorabgase, der mit jedem handelsüblichen für eine Abgasuntersuchung zugelassenen Abgastester gemessen werden kann, ist ein wichtiger Messwert der eine Aussage darüber zulässt, ob z. B. die Einspritzinjektoren eines Dieselmotors fehlerfrei funktionieren. Ein Defekt am Turbolader erkennt man z. B. daran, dass ein Motor einen spürbaren Leistungsverlust aufweist. Dafür muss ein Fahrzeug fahrbereit sein, was mit verstopften oder ausgebauten Abgaspartikelfilter nicht möglich ist. Da der motoreigene Abgaspartikelfilter einen gewissen Durchflusswiderstand besitzt und dieser über einen Differenzdrucksensor von der Motorsteuerung ständig überprüft wird, ist es notwendig, dass die Prüfvorrichtung eine Komponente (1–4: 7) besitzt, mit der der Abgasdurchflusswiderstand so verändert wird, dass die Motorsteuerung keinen Fehler erkennt, wenn statt des Abgaspartikelfilters die Prüfvorrichtung im Abgassystem installiert ist. Je nach Genauigkeit der Motorsteuerung reicht im einfachsten Fall eine Erhöhung des Durchflusswiderstandes durch eine einfache räumliche Verengung (1: 7) der Abgasführung der Prüfvorrichtung. Da ein Abgaspartikelfilter eine Struktur mit einer großen Oberfläche darstellt und der Durchflusswiderstand eines Abgaspartikelfilters bei einer Vergrößerung des Abgasvolumenstromes in einem anderen Verhältnis steigt, als bei einer einfachen räumlichen Verengung der Abgasführung, kann es bei Motorsteuerungen mit geringen Messwertfehlertoleranzen notwendig sein, dass der Abgasdurchflusswiderstand der Prüfvorrichtung entweder während der Prüfung über z. B. ein handbetriebenes Stellelement (2: 10) verändert werden kann oder der Abgasdurchflusswiderstand durch ein elektrisch angetriebenes Stellelement (3: 10) aktiv in Bezug zu einer am Motor gemessenen Größe (z. B. Drehzahl und/oder Differenzdruck (3: 13)) gesteuert und/oder geregelt werden kann. Optimaler Weise kann solch eine Steuerung/Regelung über eine elektrische/elektronische Komponente (3: 12) realisiert werden. Vorstellbar ist auch eine rein mechanische Steuerung und/oder Regelung der Verstellung des Durchflusswiderstandes, bei der z. B. eine mit mindestens einem Federelement angetriebene Drossel (4: 7, 10, 14) als Abgasdurchflusswiderstand fungiert. Über z. B. unterschiedlich ansprechende Federelemente und/oder verschiedene Bewegungsmechanismen der Bauteile über die mindestens ein Federelement wirkt, könnte man die Änderung des Abgasdurchflusswiderstandes bei steigendem Abgasvolumenstrom abgaspartikelfilterähnlicher gestalten, als mit einer einfachen Verengung der Abgasführung. Denkbar sind auch wechselbare Widerstandseinsätze bei einer Prüfvorrichtung, die bei verschiedenen Motor- und Abgasanlagen einsetzbar ist. Durch zusätzliche Messbohrungen für eine weitere Differenzdruckmessung könnte der motoreigene Differenzdrucksensor durch Werte von einem Differenzdrucksensor der Prüfvorrichtung kontrolliert werden. Optimaler Weise würden solche Messungen über ein elektronisches Bauteil ausgewertet und angezeigt werden. Vorstellbar ist auch eine Softwarebasierte Steuerung/Regelung und Anzeige verschiedener Werte. Denkbar ist auch eine Anbindung der Software an die Ausleseschnittstelle der Motorelektronik, wodurch die Software z. B. die Messwerte des motorseitigen Differenzdrucksensors auslesen, überprüfen und anzeigen könnte. Auch andere abgasrelevante Sensoren wie z. B. die Überprüfung von Motortemperatursensoren, Luftmassenmesser und Kraftstoffmengenregelwerte wären denkbar. Vorstellbar ist auch eine Kombination aus den vorher erwähnten Methoden.
Für eine funktionierende Differenzdruckmessung sollten die Messbohrungen (1–4: 4) so angebracht sein, dass vor und hinter der Einrichtung zur Änderung des Abgasdurchflusswiderstandes (1–4: 7) der Gasdruck gemessen werden kann.
Zeichnungslegende
1: Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung mit einer einfachen räumlichen Verengung, um den Durchflusswiderstand zu verändern
Bezugszeichenliste

1: Abgasführendes Teil der Prüfvorrichtung
2: Abgaszuführungsleitendes Teil der Prüfvorrichtung
3: Abgasabführungsleitendes Teil der Prüfvorrichtung
4: Messanschlüsse für den motorseitigen Druckdifferenzsensor
5: Messanschluss für motorseitige Lambdasonde
6: Messanschlüsse für motorseitige Abgastemperatursensoren
7: Einfache räumliche Verengung (1: 7) der Abgasführung der Prüfvorrichtung
8: Abgaszu- und Abgasabführungsöffnung
9: Flexible abgasführende Komponente
15: Abgasströmungsrichtung

2: Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung mit einem handbetriebenen Stellelement, um den Durchflusswiderstand zu verändern
Bezugszeichenliste

1: Abgasführendes Teil der Prüfvorrichtung
2: Abgaszuführungsleitendes Teil der Prüfvorrichtung
3: Abgasabführungsleitendes Teil der Prüfvorrichtung
4: Messanschlüsse für den motorseitigen Druckdifferenzsensor
5: Messanschluss für motorseitige Lambdasonde
6: Messanschlüsse für motorseitige Abgastemperatursensoren
7: Verstellbare Drossel
8: Abgaszu- und Abgasabführungsöffnung
9: Flexible abgasführende Komponente
10: Handbetriebenes Stellrad zur Verstellung der Drossel
14: Gewindestange die durch das Stellrad (10) bewegt werden kann.
15: Abgasströmungsrichtung

3: Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung mit einem angesteuerten Stellelement, um den Durchflusswiderstand zu verändern
Bezugszeichenliste

1: Abgasführendes Teil der Prüfvorrichtung
2: Abgaszuführungsleitendes Teil der Prüfvorrichtung
3: Abgasabführungsleitendes Teil der Prüfvorrichtung
4: Messanschlüsse für den motorseitigen Druckdifferenzsensor
5: Messanschluss für motorseitige Lambdasonde
6: Messanschlüsse für motorseitige Abgastemperatursensoren
7: Verstellbare Drossel
8: Abgaszu- und Abgasabführungsöffnung
9: Flexible abgasführende Komponente
10: Steuer-/Regelbares elektrisch angetriebenes Stellelement zur Verstellung der Drossel
11: Steuer- und/oder Regelleitung
12: Komponente mit der das Stellelement (10) gesteuert oder geregelt werden kann
13: Messleitungen vom Motor/Motorsteuerung für die Durchflusswiderstandsregelung/-steuerung
14: Gewindestange die durch das Stellelement (10) bewegt werden kann.
15: Abgasströmungsrichtung

4: Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung mit einem federangetriebenen Stellelement, um den Durchflusswiderstand zu verändern
Bezugszeichenliste

1: Abgasführendes Teil der Prüfvorrichtung
2: Abgaszuführungsleitendes Teil der Prüfvorrichtung
3: Abgasabführungsleitendes Teil der Prüfvorrichtung
4: Messanschlüsse für den motorseitigen Druckdifferenzsensor
5: Messanschluss für motorseitige Lambdasonde
6: Messanschlüsse für motorseitige Abgastemperatursensoren
7: Verstellbare Drossel
8: Abgaszu- und Abgasabführungsöffnung
9: Flexible abgasführende Komponente
10: Federangetriebenes Stellelement
14: Gewindestange die durch das Stellelement (10) bewegt werden kann
15: Abgasströmungsrichtung

Claims

Prüfvorrichtung (1–4) um die Funktion von abgasrelevanten Komponenten von Verbrennungsmotoren zu überprüfen, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung mindestens eine Abgaszuführungs- (1–4: 8) und mindestens eine Abgasabführungsöffnung (1–4: 8) und mindestens eine Einrichtung (1-4: 7) besitzt, mit der der Abgasdurchflusswiderstand verändert wird und die Abgaszuführungs- und Abgasabführungsöffnung (1–4: 8) der Prüfvorrichtung so ausgeführt sind, dass die Prüfvorrichtung für den Prüfvorgang ausreichend gasdicht anstelle eines Abgaspartikelfilters an eine Abgasanlage angeschlossen werden kann und außerdem die Prüfvorrichtung Messöffnungen (1–4: 4–6) besitzt, die so ausgeführt sind, dass die motoreigenen Sensoren, die an dem Abgaspartikelfilter angeschlossen sind, an die Prüfvorrichtung ausreichend gasdicht und so an die Prüfvorrichtung angeschlossen werden können, dass diese beim Betrieb des Motors funktionsfähig sind und dass die Messöffnungen für den motorseitigen Differenzdrucksensor (1–4: 4) vor und hinter der Einrichtung zur Änderung des Abgasdurchflusswiderstandes (1–4: 7) platziert sind.
Prüfvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung mindestens eine flexible abgasleitende Komponente (1–4: 9) besitzt.
Prüfvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung über verlängerte Leitungen anstelle des Abgaspartikelfilters an die Abgasanlage angeschlossen werden kann.
Prüfvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflusswiderstand über ein Stellelement (2–4: 10) einstellbar ist.
Prüfvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflusswiderstand durch wechselbare Einsätze auf bestimmte Größen einstellbar ist.
Prüfvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflusswiderstand in Abhängigkeit zu einer am KFZ messbaren Größe (3: 13) geregelt werden kann.
Prüfvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflusswiderstand in Abhängigkeit zur Spannkraft mindestens eines Federelementes (3: 10) verändert wird.
Prüfvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung außer die für den Verbrennungsmotor benötigte Messanschlüsse zusätzlich mindestens einen weiteren Messanschluss besitzt.