DE2235852B2 - Steuereinrichtung für die Bemessung von Zusatzluft für den Abgas-Nachbrenner einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Steuereinrichtung für die Bemessung von Zusatzluft für den Abgas-Nachbrenner einer Brennkraftmaschine

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Guenter 4041 Rosellen Haertel
Hermann Dr.-Ing. 5050 Porz Reulein
Christoph Dipl.-Ing. 4040 Neuss Voges
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Deutsche Vergaser & Co Kg 4040 Neuss GmbH
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    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
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Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für die Bemessung von Zusatzluft für den Abgas-Nachbrenner einer Brennkraftmaschine.
Verfahren und Vorrichtungen für die Bemessung der Zusatzluft sind bereits bekannt. Es beschreibt z. B. die DT-AS 14 76 585 eine Steuereinrichtung, bei der nur in bestimmten Betriebsbereichen eine größere Luftmenge, in anderen Betriebsbereichen eine kleinere Luftmenge zusätzlich dem Nachbrenner zugeführt wird. Als Führungsgröße dient die Drehzahl.
Eine andere Mengensteuerung beschreibt die DT-OS 54 155. Hier dient als Führungsgröße für die Luftzuteilung zum Nachbrenner der Saugrohrunterdruck.
Die bekannten Verfahren und Steuerungen der Sekundärluftzugabe für die Nachverbrennung haben den Nachteil, daß die gewählten Führungsgrößen nur einen groben Zusammenhang zwischen den zu oxidierenden Bestandteilen des Abgases der Brennkraftmaschine und der Zusatzluftmenge haben und daher eine optimale Nachverbrennung nicht möglich ist.
Bei anderen bekannten Verfahren wird durch automatische Analysenapparate das im Auspuffgas enthaltene Kohlenmonoxid oder der Gehalt an Kohlenwasserstoffen analytisch oder kalorimetrisch erfaßt, um eine stromauf der Brennkraftmaschine zugeführte Zusatzluftmenge zu steuern.
Der Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß wegen der durch Verzögerung bedingten geringen Stellgeschwindigkeit und der diskontinuierlichen Verbrennung innerhalb der Brennkraftmaschine keine befriedigende Schadstoffbeseitigung möglich ist. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß der Gehalt an freiem Sauerstoff nicht mit erfaßt wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß für eine optimale Nachverbrennung die Auspuffgaszusammensetzung selbst als Führungsgröße für die Bemessung der Zusatzluftmenge heranzuziehen ist.
Infolgedessen hat die Erfindung die Aufgabe, die grobe Steuerung der Zusatzluftmenge durch eine Steuerung in Abhängigkeit von der Auspuffgaszusammensetzung zu ersetzen und dabei zugleich die Stellgeschwindigkeit zu erhöhen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß stromauf und/oder stromab des Nachbrenners mindestens ein auf den Gehalt der Auspuffgase an Sauerstoff und Kohlenmonoxid bzw. Stickoxid ansprechende Fühler angeordnet sind, deren Signal einem Steuerge-
rät zugeführt und nach der Verarbeitung durch dieses auf ein Stellglied übertragen wird, das eine Wirkverbindung zu einer Bemessungseinrichtung für die dem Nachbrenner zugeführte Zusatzluft aufweist.
Die Leitung für die Zufuhr der Zusatzluft mündet zweckmäßig unmittelbar stromauf der Fühler bzw. dazwischen oder unmittelbar dahinter in die Leitung für drs dem Nachbrenner zugeführte Auspuffgas ein. Als Nachbrenner kann ein katalytisch oder auch ein nicht katalytisch aktivierter Brenner verwendet werden.
In besonderer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Fühler im Fall der Sauerstoffmessung eine Wandung aus Zirkondioxid auf, die auf der einen Seite mit der Atmosphäre und auf der anderen Seite mit dem zu messenden Auspuffgas in Berührung steht. Der bei unterschiedlicher Sauerstoffkonzentration auf beiden Seiten der Wandung auftretende elektrische Potentialunterschied wird über Elektroden abgegriffen und dem Regler zugeleitet.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind für Vergaser-. Einspritz- und Dieselmotoren anwendbar.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß bei den im instationären Fahrbetrieb unvermeidlichen Schwankungen des Mischungsverhältnisses von Luft und Brennstoff der motorischen Verbrennung dem Auspuffgas zu jedem Zeitpunkt innerhalb enger Toleranzen und mit hoher Stellgeschwindigkeit die Zusatzluftmenge zugeführt wird, die für eine optimale Nachverbrennung erforderlich ist.
Es wird erreicht, daß die Nachverbrennung bei stöchiometrischem Gesamtmischungsverhältnis abläuft, wodurch eine gleichzeitige Oxidation von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen sowie Reduktion von Stickoxiden ermöglicht wird und einer der sonst erforderlichen zwei Nachbrenner eingespart werden kann.
Die motorische Verbrennung erfolgt hierbei knapp im Luftmangelbereich.
Die Zeichnung zeigt ein Beispiel der Erfindung.
Eine Brennkraftmaschine 11 hat ein Luftfilter 12, das über die Leitung 13 mit der Gemischbildungseinrichtung 15 verbunden ist.
In der Wand der Auspuffleitung 16 ist der Fühler 17, alternativ 17a, angeordnet. Stromab des Fühlers 17 und/oder 17a befindet sich der Nachbrenner 18. Stromab des Nachbrenners 18 befindet sich alternativ in der Wand des Auspuffrohrs 19 der Fühler 20.
Stromauf des Nachbrenners 18 mündet die Leitung 21 für die Zuführung der Zusatzluft in die Auspuffleitung 16 ein.
Die jeweiligen Signale der Fühler 17, 17a und/oder 20 werden über die Wirkverbindungen 22, 22a und/oder 23 dem Steuergerät 24 zugeleitet; dieses Steuergerät 24 gibt ein Signal auf das Stellglied 26, das eine Wirkverbindung 27 zu der Remessungseinrichtung 28 für die Zusatzluft aufweist
Als Zusatzluft-Bemessungseinrichtung dient ein Ventil, das in der Leitung 21 angeordnet ist. Die Zusatzluft tritt in Pfeilrichtung in die Leitung 21 ein.
Als Fühler können im Fall der Sauerstoffmessung zweckmäßig die bekannten Zirkondioxidelemente dienen. In diesem Fall bilden elektrische Leitungen die Wirkverbindungen 22,22a und 23.
Die Fühler können auch parallel arbeiten, wobei der Fühler 17a das Signal für eine Voraussteuerung der Zusatzluftmenge liefert. Es kann auch unter Verwendung nur des Fühlers 17a eine Regelung verwirklicht werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Steuereinrichtung für die Bemessung von Zusatzluft für den Abgas-Nachbrenner einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichne», daß stromauf und/oder stromab des Nachbrenners (18) auf den Gehalt an Sauerstoff und Kohlenmonoxid bzw. Stickstoffoxid ansprechende Fühler (17) und/oder (17a) und/oder (20) angeordnet sind, deren Signal einem Steuergerät (24) zugeführt und nach Verarbeitung durch dieses auf ein Stellglied (26) übertragen wird, das eine Wirkverbindung (27) zu einer Bemessungseinrichtung (28) für die dem Nachbrenner (18) zugeführte Zusatzluft aufweist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (21) für die Zufuhr der Zusatzluft stromauf der Fühler (17) und/oder (20) in die Leitung (16) für das dem Nachbrenner (18) zugeführte Auspuffgas einmündet.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (21) für die Zufuhr der Zusatzluft stromab des dem Steuergerät (24) voraussteuernden Fühlers (17a) in die Leitung (16) für das dem Nachbrenner (18) zugetührte Auspuffgas einmündet.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler in bekannter Weise eine Wandung aus Zirkondioxid aufweisen, die auf der einen Seite mit der Atmosphäre und auf der anderen Seite mit dem zu messenden Auspuffgas in Berührung steht und daß der bei unterschiedlicher Sauerstoffkonzentration auf beiden Seiten der Wandung auftretende elektrische Potentialunterschied über Elektroden abgegriffen und dem Steuergerät (24) zugeleitet wird.
DE19722235852 1972-07-21 1972-07-21 Steuereinrichtung für die Bemessung von Zusatzluft für den Abgas-Nachbrenner einer Brennkraftmaschine Withdrawn DE2235852B2 (de)

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Also Published As

Publication number Publication date
FR2194230A5 (de) 1974-02-22
GB1375148A (de) 1974-11-27
DE2235852A1 (de) 1974-02-14
JPS4945211A (de) 1974-04-30

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BGA New person/name/address of the applicant
8230 Patent withdrawn