DE2330749A1

DE2330749A1 - IC engine exhaust cleaning reactor - has differential temp detector for control, constructed as single component

Info

Publication number: DE2330749A1
Application number: DE19732330749
Authority: DE
Inventors: Axel Dr Ing Koenig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1972-05-26
Filing date: 1973-06-16
Publication date: 1975-01-09

Abstract

Secondary combustion air is admitted through a control device which responds to the temp. rise of the catalyst. Two resistance thermometers are contained in a common perforated tube which is screwed into a hub in the exhaust pipe. They have one common lead and are connected in the arms of a measuring bridge as in 2225534. One element is coated with catalyst and the other is left free. The pair thus detect the difference between the gas and the catalyst temperatures.

Description

VOLKSWAGENWERK
Aktiengesellschaft
3180 Wolfsburg VOLKSWAGENWERK
Corporation
3180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K
9709-Hu/SaOur marks: K
9709-Hu / Sa

6.6th

Anordnung zur Verringerung der Schadetoffanteile in den Abgasen einer Brennkraftmaschine (Zusatz zu Patent (Anm. P 22 25 534.1)) Arrangement for the reduction of pollutants in the exhaust gases of an internal combustion engine (addendum to patent (note P 22 25 534.1))

Das Hauptpatent schützt eine Anordnung zur Verringerung der Schadstoffanteile in den Abgasen einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugmotors, die mit Mitteln zur Bildung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs ausgerüstet ist, mit einem katalytischen Konverter und Temperaturfühlern im Konverter an zwei Stellen desselben, die im Betrieb des Konverters unterschiedliche Temperaturen annehmen, sowie mit ausgangsseitiger Zusammenfassung der Temperaturfühler zur Bildung eines der von dem Istwert des Luftverhältnisses der Maschine abhängigen Temperaturdifferenz zwischen den Stellen entsprechenden Signals, das als Stellgröße den Mitteln zur Gemischbildung zur Regelung auf einen Sollwert des Luftverhältnisses zugeführt wird, bei dem gerade die für den optimalen Betrieb eines zur Abgasreinigung dienenden Konverters erforderliche Sauerstoffmenge in den die Maschine verlassenen Abgasen enthalten ist. Dabei können gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen der Anordnung nach dem Hauptpatent die Temperaturfühler vor und hinter dem Katalysator oder in einer Kammer hinter einer Katalysator-The main patent protects an arrangement for reducing the proportion of pollutants in the exhaust gases of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle engine that is equipped with means for forming a fuel-air mixture, with a catalytic converter and Temperature sensors in the converter at two points of the same, the different temperatures when the converter is in operation accept, as well as with a summary on the output side the temperature sensor for forming one of the dependent on the actual value of the air ratio of the machine Temperature difference between the points corresponding signal, which is used as a manipulated variable to the means for mixture formation for regulation on a target value of the air ratio is supplied, in which just the one for the optimal Operation of a converter used for exhaust gas purification into the required amount of oxygen in the machine abandoned exhaust is included. According to different embodiments of the arrangement according to the Main patent the temperature sensors in front of and behind the catalytic converter or in a chamber behind a catalytic converter

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masse angeordnet sein, wobei im letztgenannten Falle einer der Temperaturfühler mit katalytisch aktivem Material versehen ist. Der Sinn einer derartigen Anordnung besteht» wie im Hauptpatent ausführlich dargelegt, darin, die Temperaturerhöhung des Katalysatormaterials bei seinem Wirksamwerden zum Regeln des Luftverhältnisses der Brennkraftmaschine auf einen bestimmten Wert auszunutzen. Es erfolgt nämlich eine Regelung dieses Luftverhältnisses auf einen Wert, bei dem alle Schadstoffanteile im Konverter ohne Sekundärluftzufuhr beseitigt werden können. Dieser Wert zeichnet sich durch einen bestimmten Temperaturwert aus, der mittels der Temperaturfühler ermittelt wird.be arranged mass, wherein in the latter case one of the temperature sensors is provided with catalytically active material is. The purpose of such an arrangement is, as explained in detail in the main patent, to increase the temperature of the catalyst material when it becomes effective for regulating the air ratio of the internal combustion engine to exploit a certain value. This is because this air ratio is regulated on one Value at which all pollutants in the converter without secondary air supply can be eliminated. This value is characterized by a certain temperature value, the is determined by means of the temperature sensor.

Erfindungsgemäß ist nun nur einer der Temperaturfühler mit katalytischem Material versehen und sind beide Temperaturfühler zu einem eine Baueinheit bildenden Differenz-Temperaturfühler zusammengefaßt. Diese Weiterbildung der Erfindung nach dem Eauptpatent bietet die vorteilhafte Möglichkeit, die zur Differenzbildung erforderlichen Temperaturfühler als eine Baueinheit in das Konvertergehäuse einzuführen, das gegebenenfalls auch unmittelbar durch die Abgasleitung der Brennkraftmaschine gebildet sein kann.According to the invention, only one of the temperature sensors is now provided with catalytic material and both are temperature sensors combined to form a single unit differential temperature sensor. This training the invention according to the main patent offers the advantageous Possibility of integrating the temperature sensors required to form the difference into the Introduce converter housing, optionally also directly through the exhaust pipe of the internal combustion engine can be formed.

Die Figuren zeigen im eingesetzten Zustand jeweils einen Querschnitt durch einen Differenz-Temperaturfühler, wobei in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 Temperaturfühler mit temperaturabhängigem elektrischem Widerstandswert und in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 Thermoelemente als Temperaturfühler angenommen sind.In the inserted state, the figures each show a cross section through a differential temperature sensor, wherein in the embodiment of Figure 1 temperature sensor with temperature-dependent electrical resistance value and in the exemplary embodiment according to FIG. 2, thermocouples are assumed as temperature sensors.

In beiden Figuren ist mit 1 das Gehäuse des Konverters bzw».In both figures, 1 is the housing of the converter or ».

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unmittelbar das Abgasrohr bezeichnet. Betrachtet man zunächst Figur 1, so enthält der Differenz-Temperaturfühler die beiden elektrischen Widerstände 2 und 3, von denen nur der Widerstand 2 mit katalytisch aktivem Material "belegt ißt. In Abhängigkeit von der Zusammensetzung des zugeführten Gemischs erfolgt eine Temperaturerhöhung an der Oberfläche des Widerstands 2 bezüglich der Temperatur des Widerstands 3» und über die Leitungen 5» 6 und 7, von denen die Leitung 6 zugleich als Stütze für die Widersfäade 2 und 5 ausgebildet ist, werden zwei elektrische Ströme einer im Hauptpatent beschriebenen Brükkenschaltung zugeführt, deren Differenz ein Maß für das eingestellte Luftverhältnis ist.directly denotes the exhaust pipe. If you look at first of all Figure 1, the differential temperature sensor contains the two electrical resistors 2 and 3, of which only the resistor 2 is covered with catalytically active material ". Depending on the composition of the supplied mixture, there is a temperature increase on the surface of the resistor 2 with respect to the Temperature of the resistor 3 »and across the lines 5» 6 and 7, of which the line 6 is also designed as a support for the threads 2 and 5, are two electrical Currents supplied to a bridge circuit described in the main patent, the difference of which is a measure of the set air ratio is.

Der Differenz-Temperaturfühler enthält ferner die Einschraubhülse 8, mit der er in ein - durch die angeschweißte Matter 9 verlängertes - Gewindeloch in dem Gehäuse 1 eingeschraubt ist. Die Einschraubhülse 8 setzt sich fort in. das mit Löchern 10 versehene Bohr 11. Die Leitungen 5» 6 und 7 tt&d damit auch die Widerstände 2 und 3 werden mittels des Keramikrohrs 12 gehalten, das beispielsweise durch Yerkitteh in der Einschraubhülse 3 gehalten ist.The differential temperature sensor also contains the screw-in sleeve 8, with which it is in a - through the welded Matter 9 extended - threaded hole is screwed into the housing 1. The screw-in sleeve 8 continues in. the drill hole 10 provided with holes 11. The lines 5 » 6 and 7 tt & d so that resistors 2 and 3 also become held by means of the ceramic tube 12, which is held in the screw-in sleeve 3, for example by Yerkitteh.

Auch die Konstruktion nach Figur 2 enthält ein keramisches Sohr 20, das in diesem Ausführungsbeispiel zur Durchführung der beiden Leitungen 21 und 22 dient. Diese Leitungen sind die Stromabnahmeleitungen der beiden Thermoelemente 23 und 24, die gegensinnig zusammengeschaltet sind, so daß der über die Leitungen 21 und 22 abgenommene Strom bzw. die dort abgenommene Spannung bereits ein Maß für das Luftverhältnis ist. Dies beruht darauf, daß lediglich das Thermoelement 24 mit katalytisch akti-The construction according to FIG. 2 also contains a ceramic ear 20, which in this exemplary embodiment is used for Implementation of the two lines 21 and 22 is used. These lines are the power take-off lines of the two Thermocouples 23 and 24, which are connected together in opposite directions, so that the one removed via lines 21 and 22 Current or the voltage taken there is already a measure of the air ratio. This is based on that only the thermocouple 24 with catalytically active

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vem Material belegt ist, also wiederum der bereits anhand Figur 1 erläuterte Tempe-.aturerhöhungseffekt eintritt. Auch hier ist ein mit Löchern 25 versehenes Rohr 26 vorgesehen, das ein Loch im Gehäuse 1 durchsetzt. In diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch an das Gehäuse 1 der Gewindestutzen 27 angeschweißt, und die Festlegung der aktiven Teile des Differenz-Temperaturfühlers er- , folgt mittels der Überwurfmutter 28, die den Konusring 29 zwischen Rohr 26 und Gewinde stutzen 27 drückt.vem material is documented, so again the one already based on Figure 1 explains the temperature increase effect occurs. Here, too, a tube 26 provided with holes 25 is provided which penetrates a hole in the housing 1. In In this embodiment, however, the threaded connector 27 is welded to the housing 1, and the definition the active parts of the differential temperature sensor takes place by means of the union nut 28, which the conical ring 29 between the pipe 26 and the thread connector 27 presses.

Der erfindungsgemäße Doppel-Temperaturfühler arbeitet unabhängig von der relativen Lage seiner Temperaturfühler bezüglich der Richtung der Abgasströmung. Die beiden Temperaturfühler können also auch bezüglich der Strömung nebeneinander liegen. Wird die Erfindung im Rahmen desThe double temperature sensor according to the invention works independently of the relative position of its temperature sensor with respect to the direction of the exhaust gas flow. The two temperature sensors can therefore also with regard to the flow lying next to each other. If the invention is part of the

Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 des Hauptpatents eingesetzt, so bildet der Differenz-Temperaturfühler allein den zur Regelung dienenden katalytischen Konverter.Embodiment according to Fig. 1 of the main patent used, so forms the differential temperature sensor alone the catalytic converter used for regulation.

Dem Differenz-Temperaturfühler in Strömungsrichtung vor- oder nachgeschaltet ist der zur Abgasreinigung dienende Konverter.Upstream or downstream of the differential temperature sensor in the direction of flow is the one used for exhaust gas cleaning Converter.

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Claims

ANSPRÜCHEEXPECTATIONS

Arrangement for reducing the proportion of pollutants in the exhaust gases of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle engine, which is equipped with means for forming a fuel-air mixture, with a catalytic converter and temperature sensors in the converter at two points of the same, which are in the Operation of the converter assume different temperatures, as well as with output-side summary the temperature sensor for the formation of one of the dependent on the actual value of the air ratio of the machine Temperature difference between the points corresponding signal, which is used as a manipulated variable to the means for Mixture formation is supplied to regulate to a setpoint value of the air ratio at which just the amount of oxygen required for the optimal operation of a converter used for exhaust gas purification is contained in the exhaust gases leaving the machine, according to patent (note P 22 25 534.1) »thereby characterized in that only one of the temperature sensors (2) is provided with catalytic material and both temperature sensors (2, 3) to one unit forming differential temperature sensors are summarized.

2 * arrangement according to claim 1, characterized in that that parts (2, 3) of the temperature sensor with temperature-dependent electrical properties on a heat-insulating Tube (12) are held, which passes through a recess in a housing (1) and in this

^; is held by a threaded part (β) screwed to the housing (1) with a thread.

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3 * arrangement according to claim 2, characterized in that the threaded part is a threaded sleeve (8) which surrounds the pipe (12) tightly,

4 · arrangement according to claim 3, characterized in that the threaded sleeve (8), continues in a protective tube (11) which in the region of the parts (2, 3) is provided with solu- _f brass (1O),

5 * Arrangement according to claim 2, characterized in that the threaded part has a threaded connector . (27) on the housing (1) screwed union nut (28), which is a member (29) with a wedge-shaped half cross-section into an annular gap with also a wedge-shaped half-cross-section between the threaded connector (27) and tube (20) pushes.

6. Arrangement according to claim 5, characterized by that the gap between the threaded connector (27) and one in the area of the parts (23, 24) with holes (25) provided protective tube (26) extends into which the Tube (20) is inserted tightly.

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