DE2337596B2

DE2337596B2 - Waermefuehler

Info

Publication number: DE2337596B2
Application number: DE19732337596
Authority: DE
Inventors: Shinji Nagoya; Ushida Yoshiro Aichi; Nozaki Shunkichi Nagoya; Nishio (Japan)
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1972-07-25
Filing date: 1973-07-24
Publication date: 1976-05-13
Also published as: GB1428267A; FR2193973A1; IT991323B; JPS5132766B2; DE2337596A1; FR2193973B1; JPS4932012A; US3913058A

Description

die Keramikschicht von solchen Verbrennungsrück ständen freibleibt.

Wenn ein solcher Wärmefühler bei einem Verbrennungsmotor verwendet wird, der mit einer Abgasreinigungsanlage ausgestattet ist, dann wird er vorteilhafterweise im Abgasweg vor der Abgasreinigungsanlage angeordnet. Die auf der äußeren Oberfläche des Keramikträgers abzuscheidende bzw. abzulagernde Katalysatorsubstanz muß die Eigenschafi haben, die Oxidation unverbrannter Komponenten (CO₂, Kohlenwasserstoffe usw.) im Abgas gemäß dei folgenden Gleichung zu fördern:

CO+ V* O₂-+CO₂

OnHn + [m + —

Die Erfindung bezieht sich auf einen hochempfindlichen, schnell ansprechenden Wärmefühler mit einem Thermistor oder Thermoelement zur Messung der Abgastemperatur von Verbrennungsmotoren, dessen Fühlelement mit Keramik überzogen ist.

Aus der US-PS 28 49 518 ist ein Wärmefühler bekannt, bei dem an dem vorderen Ende einer stabförmigen Halterung ein Thermoelement frei- und offenliegend befestigt ist. Es ist damit den Umgebungseinflüssen frei ausgesetzt, d. h. den Erschütterungen und etwa anfallenden Verbrennungsrückständen. Aus der US-PS 29 48 766 ist ein Temperaturfühler mit einem Thermoelement bekannt, bei dem über den Stab, aus dessen vorderen Ende das Thermoelement frei herausragt, ein keramisches Srhutzrohr gestülpt ist. Bei diesem Wärmefühler ist das Thermoelement zwar gegen die erwähnten Ablagerungen geschützt, nicht aber gegen die Erschütterungen. Zudem ist durch das Schutzrohr und den zwischen diesem und dem Thermoelement ausgebildeten Zwischenraum die Ansprechempfindlichkeit des Wärmefühlers relativ gering.

Aus der US-PS 28 02 925 schließlich ist ein Wärmefühler der eingangs genannten Art bekannt, bei dem durch direkte Einbettung des temperaturempfindlichen Elements in eine Keramikmasse sowohl eine relativ gute Ansprechempfindlichkeit gewährleistet ist, als auch für einen sicheren Halt des temperaturempfindlichen Elements am tragenden Stab gesorgt ist, so daß dieser Wärmefühler imstande ist, Erschütterungen, wie sie etwa bei einem Verbrennungsmotor auftreten, standzuhalten.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß Ablagerungen auf der Keramikschicht, insbesondere Kohlenstoff, zu einer Herabsetzung der Ansprechempfindlichkeiit und -geschwindigkeit des Wärmefühlers führt. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmefühler der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß seine hohe Ansprechempfindlichkeit und -geschwindigkeit auch erhalten bleibt, wenn der Wärmefühler über einen längeren Zeitraum den Verbrennungsabgasen ausgesetzt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Keramikschicht mit einer Nachverbrennungs-Katalysatorschicht überzogen ist.

Diese Katalysatorschicht fördert die Oxidation der unverbrannten Komponenten im Abgas, die sich auf der Keramikschicht ablagern oder abscheiden, so daß /«CO,+ -H₂O

Als solches Katalysatormaterial können Edelmetalle, wie Platin, Palladium, Silber u. dgl., oder Kupfer, Chrom, Mangan, Kobalt, Eisen, Nickel und Vanadium und deren Oxide verwendet werden oder eine Mischung von diesen Metallen oder ein Komplex von diesen.

Die Erfindung soll nachfolgend an zwei Ausführungsbe.ispielen und einem Anwendungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, teilweise im Längsschnitt,

F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, teilweise im Längsschnitt,

F i g. 3 eine schaubildliche Darstellung der Anwendung eines erfindungsgemäßen Wärmefühlers in einem Abgasreinigungssystem.

Die Wärmefühler nach den F i g. 1 und 2 umfassen je ein temperaturempfindliches Element 1 in Form eines Thermoelements oder Thermistors. Das wärmeempfindliche Element 1 ist am Ende eines mit zwei Löchern versehenen Keramikrohr^ 2 angebracht, in welchem ein Paar Elektroden 3 (Pt-Drähte im Fall der Verwendung eines Thermoelementes; Pt-Draht und Pt-Rh-Legierungsdraht im Falle eines Thermistors) mit zwei Leitungsdrähten 4 aus einer Nickellegierung, beispielsweise durch Schweißen an einer Stelle w verbunden ist. Die Leitungsdrähte 4 sind am anderen Ende des Zweiloch-Keramikrohres 2 jeweils mit einem Kupferlitzenleiter 5 verbunden.

Ein schützendes Isolierrohr 7 steht in inniger Berührung mit dem Zweiloch-Keramikrohr 2 und ist auf diesem beispielsweise mittels eines Phosphatzements bzw. Phosphatklebstoffes eng fixiert bzw. befestigt.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 überdeckt dieses Rohr 7 auch das wärmeempfindliche Element 1. Die ganze Anordnung ist in einem Schraubflansch 9 befestigt.

Ein solcher Wärmefühler wird in einer öffnung im Abgasrohr eines Motors befestigt. Es sei betont, daß mit dem erfindungsgemäßen Wärmefühler aber auch die Abgase von anderen Verbrennungsvorgängen, beispielsweise von öfen, gemessen werden können.

Die Außenschicht des Thermofühlers bildet eine Katalysatorschicht 13, die auf eine Keramikschicht 12 aufgebracht ist. Nähere Einzelheiten s-ollen nachfolgend unter Bezugnahme auf Anwendungsbeispiele erläutert werden.

In F i g. 3 ist eine Abgasreinigungseinrichtung an einem Verbrennungsmotor dargestellt. Darin bezeichnet 21 einen Motor, 22 ein Auspuffrohr, 23 einen Reaktor, einen Nachbrenner oder einen katalytischen

3 4

Umwandler, 23' ein Ansaugrohr für Sekundärluft, Die TestfühlerI und III wurden an der Stellet

23" ein Seitenauspuffrohr, 24 ein Umschaltsystem für gerade an dem Einlaß des katalytischen Umwandlers das Seitenauspuffrohr und 25 eine Auspufföffnung. 23 angeordnet, während die Testfühler II und IV an

Der erfindungsgemäße Wärmefühler ist bevorzugt der Stelle C gerade an dem Auslaß des katalytischen gerade an dem Einlaß des Reaktors des katalytischen 5 Umwandlers angeordnet wurden, wie es in F i g. 3 Umwandleis oder Nachbrenners 23 angeordnet, wie dargestellt ist. Der katalytische Umwandler 23 es in Fig- 3 mit -^ bezeichnet ist. Er kann jedoch wurde mit dem Auspuffrohr 22 eines unverbleiauch an irgendeiner Stelle zwischen dem Ansaugrohr tes Benzin benutzenden Viertakt-Eenzinmotors mit 23' und dem Reaktor 23 angeordnet sein. vier Zylindern und 1600 ecm verbunden. Der Motor

Als Wänctfühler für einen Test sind solche vor- io wurde mit einer Drehzahl entsprechend 60 km/h begesehen, bei denen ein Thermoelement in ein aus trieben.

95 «/o Aluminiumoxid-Porzellan bestehendes Schutz- Bei dieser Betriebsweise betrug die Temperatur des

rohr7 nach Fig. 1 eingesetzt ist. Eines der Elemente Abgases am Einlaß des Umwandlers 300° C, die ist als Testfühler II für einen Vergleich bestimmt, das Konzentration von Kohlenstoffmonoxid 3 Volumproandere wird in folgender Weise behandelt und dient 15 zent und die Konzentration von Kohlenwasserstoff als Testfühler I. etwa 500 ppm; die vier Fühler wurden im voraus so

Aul 15 mm des Endteils des verschlossenen Schutz- eingestellt, daß jeder Fühler ein Überhitzungs-Nachrohres 7 war eine Pastenmischung mit ein^m Verhält- weissignal gerade dann elektrisch anzeigt, wenn desais von Ton zu Magnesit von 10:1 aufgebracht, ge- sen wärmeempfindlicher Teil 700 ⁰C erreichte, trocknet und dann bei 1300° C eine Stunde lang ge- 20 Der mit dem Platin-Katalysator vorgesehene katabrannt worden. Dann war dieser beschichtete Teil in lytische Umwandler arbeitete glatt während dieses eine Paste, die durch Hinzufügen von Wasser zu Betriebs und hielt eine konstante Temperatur von einem Gemisch von gelatineförmigem Aluminium- etwa 500° C. Diese Temperatur wurde mittels einer hydroxid und einer gleichen Menge (nach Trocken- blanken Meßstelle eines Alumel-Chromel-Thennogewicht) Ton erhalten worden war, eingetaucht, ge- 25 elementes bestimmt, das in dem katalytischen Umtrocknet und dann bei 700° C 30 Minuten lang ge- wandler angeordnet war. Ein solches Thermoelement brannt worden, um eine Trägerschicht für den Kata- wurde bei jedem Anhalten des Motors ausgetauscht, lysator zu bilden. Danach wurde dieser so erhaltene um einen Einfluß auf das Test-Leistungsverhalten zu Träger in eine wäßrige Lösung von Platinchlorwasser- verhindern.

ttoffsäure mit 2,5 Gewichtsprozent H₂PtCl₆ · 6 H₂O 30 Dann wurde der Zündkreis für einen der Motoreingetaucht, getrocknet und dann bei 600' C 30 Mi- zylinder unterbrochen und der Betrieb mit den vernuten lang gebrannt, wodurch sich eine Platinkataly- bleibenden Zylindern fortgeführt, so daß unverbrannsatorschicht auf der äußeren Oberfläche des Schutz- ter Brennstoff in dem Abgas enthalten war. Das berohres abschied. deutete, daß die Konzentration an unverbrannten

Diese Ausführungsform für den Testfühler I ist in 35 Bestandteilen in dem Abgas anstieg. Fig 1 dargestellt. Darin bezeichnet Γ die Meßstelle In diesem Moment stieg die Temperatur des kata-

des Thermoelements. lytischen Umwandlers 23 schnell an und wurde durch

Getrennt davon wurden zwei Thermoelemente vor- das Thermoelement festgestellt, das zu dem Umwandgesehen, von denen jedes in ein geschlossenes Schutz- ler hin angeordnet war, der 800° C in etwa 20 Sekunrohr aus rostfreiem Stahl SUS 42 eingesetzt worden 40 den erreichte. In dieser Zeitdauer wurde das Überwar, und dann an den wärmeempfindlichen Teilen hitzungs-Nachweissignal von jedem Testfühler an den mit Keramiküberzügen beschichtet, die aus einer Mi- Positionen Λ und C erhalten.

schung von 100 Gewichtsteilen einer Fritte bzw. Dann wurde das Abgas von dem Umwandler in

Schmelze bzw. Glasmasse mit der in der folgenden das seitliche Auspuffrohr 23" mittels der Schaltein-Tabelle angegebenen Zusammensetzung, einem Ge- 45 richtung 24 geführt, und die Temperatur des Umwichtsteil Kobaltoxid, 26 Gewichtsteilen Aluminium- wandlers fiel allmählich auf 450° C ab. Bei dieser oxid, 11 Gewichtsteilen Ton, 0,1 Gewichtsteil Zi- Temperatur wurde der unterbrochene Zündkreis getronensäure bzw. 50 Gewichtsteilen Wasser erhalten schlossen und das Abgas wiederum von dem seitworden waren. Eines von diesen Elementen wurde liehen Auspuffrohr 23" in den Umwandler 23 geweiterhin mit einer Platin-Katalysatorschirht in der 5<> führt, um den anfänglichen Betriebszustand wieder oben beschriebenen Weise versehen und als ein Test- herzustellen. Nachdem die Temperatur des Umwandfühler III bestimmt, und das andere Thermoelement lers 500° C erreichte, wurde der Zündkreis des einen wurde als ein Testfühler IV für den folgenden Ver- Zylinders wiederum unterbrochen. Dieser Vorgang gleich bestimmt. wurde fünfmal wiederholt, dann wurde der Motor

55 angehalten und das in dem katalytischen Umwandler

Zusammensetzung der Fritte (in Gewichtsprozent) angeordnete Alumel-Chromel-Thermoelement durch

ein neues ersetzt und nachfolgend der gleiche Vor-

SiO₂ 50,0 _gang wiederholt. Die Ansprechzeit jedes Fühlers, der

Al₂O₁, 7,4 _e;_ne Empfindlichkeit auf eine Temperaturänderung

^B2°3 ¹J^ 60 zeigt, wobei die Ansprechzeit um so kürzer ist, je

CaO 2,9 schärfer die Empfindlichkeit ist, wurde als die Zeit

K₂O 4,0 definiert, die der Fühler gerade nach dem Unter-

^Na2° ¹⁵>? brechen des Zündkreises der einen Zylinder im an-

^F2. °>04 fänglichen Betriebszustand benötigte, bis er das

NiO 0,7 6₅ überhitzungs-Nachweissignal lieferte. Nachdem der

CoO 6,0 Vorgang 50mal wiederholt worden war, wurde die

^MnO₂ M Ansprechzeit jedes Fühlers bestimmt und das fol-

Gesamt 100,0 gende Ergebnis erhalten.

Mittlere Ansprechzeit während
des Temperaturanstieges

(see)

Position

Testfühler I 9

Testfühler II 19

Testfühler III 9

Testfühler IV 16

A C A C

Aus den obigen Ergebnissen folgt, daß die Ansprechzeit der Testfühler I und III gemäß der Erfindung um die Hälfte kürzer als die der Testfühler II und IV ist.

Es könnte falsch verstanden werden, daß die Testfühler I und IH stromaufwärts im Abgas im Vergleich zu den Testfühlern Il und IV angeordnet sind und dadurch die ersteren eine schnellere Ansprechzeit als die letzteren aufweisen. Tatsächlich beträgt jedoch die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases während des Betriebs des Motors zwischen 10 und 70 m/sec, und der Abstand zwischen den Positionen A und C ist auf etwa 50 cm eingestellt, so daß die Zeit, die das Gas benötigt, um die Strecke A C durch den Umwandler 23 zu durchströmen, zwischen ¹Ao und Vuo see liegt. Infolgedessen hat die Position des Testfühlers wenig Einfluß auf die Ansprechzeit während des obigen Temperaturanstiegs. Aus diesem Grund wurden die Tests in der richtigen Beziehung der Testfühler und deren Positionen ausgeführt, wie es oben beschrieben worden ist.

Aus den obigen Ergebnissen folgt, daß bei dem Thermoelement, das nur mit dem Keramik- oder Metallschutzrohr vorgesehen ist (Testfühler II, IV) ein schnelles Ansprechen, das für die Verhinderung einer Überhitzung erforderlich ist, nicht erwartet werden kann, obgleich die Testfühler II und IV direkt der in der Temperatur ansteigenden Atmosphäre ausgesetzt waren; ebenfalls die Wärmeleitungszeit von dem Schutzrohr, das einer Strahlungswärme durch den katalytischen Umwandler ausgesetzt ist, durch die isolierenden Partikeln wi»» die darin eingefüllten Magnesiumoxidpulver zu der Meßstelle des Thermoelementes ist langer, während die Meßstelle des Thermoelementes bei blanker Benutzung schneller auf eine Temperaturänderung reagiert, wie die des nahe bei dem Katalysator des Umwandlers angeordneten Alumel-Chromel-Thermoelementes. Eine solche Benutzung des Thermoelementes als ein Wärmefühler zur Verhinderung einer Überhitzung, d. h. für eine erfindungsgemäße Benutzung, ist im Hinblick auf die Lebensdauer nicht geeignet

Es wurde jetzt das folgende Experiment durchgeführt, bei dem die Meßstelle des Thermoelementes direkt mit einem keramischen Überzug beschichtet war.

Das heißt, es wurden zwei im Handel erhältliche Alumel-Chromel-Thermoelemente mit einem Durchmesser von 0,5 mm vorgesehen, und an 15 mm des Endabschnittes von jedem der Thermoelemente wurde eine Paste mit einem Verhältnis von Klei bzw. Ton zu Magnesit von 10:1 zum Anhaften gebracht und dann bei einer Temperatur von 1300° C im Vakuum für 1 Stunde zur Bildung einer Keramikschutzschicht gebrannt Eines dieser so behandelten Thermoelemente wurde in eine Paste eingetaucht, die durch Hinzufügen von Wasser zu einem Gemisch von gelatineförmigem Aluminiumhydroxid und einer gleichen Menge (bei Trockengewicht) von Klei bzw. Ton erhalten wurde, getrocknet und dann bei einer Temperatur von 700° C für 30 Minuten gebrannt, um eine Trägerschicht zu bilden, die die Fixierung einer Katalysatorschicht fördert, und danach in eine wäßrige Lösung von Platinchlorwasserstoffsäure mit 2,5 Gewichtsprozent H₂PtCl₆ · 6 H₂O eingetaucht, getrocknet und bei 600° C für 30 Minuten gebrannt, um eine Platin-Katalysatorschicht zu bilden; dieser Fühlei ίο wurde als Testfühler V bestimmt. Das andere Thermoelement wurde in eine 10%ige wäßrige Lösung mil Chloriden von Cu und Cr in einem Mol-Verhältnis von 1:2 auf einer Basis von CuO : Cr₂O₃ eingetaucht, getrocknet und bei 700° C für 30 Minuten gebrannt, um eine Trägerschicht zu bilden, und dann wurde ein Platin-Katalysator darauf in der gleichen Weise, wie es oben beschrieben wurde, ausgebildet; dieser Fühler wurde als Testfühler VI bestimmt.

Getrennt davon wurde die Meßstelle eines im ao Handel erhältlichen Thermoelementes mit Platin und einer Platinrhodiumlegierung (13^c/o Rh) in dei gleichen Wase behandelt, wie es oben beschrieben worden ist, um die gleiche Keramiküberzugs-, Trägerund Platin-Katalysatorschichten wie bei dem Testas fühler V auszubilden; dieser Fühler wurde als Testfühler VII bestimmt. Diese Fühler wurden in dei gleichen Weise unter den gleichen Bedingungen, wie sie oben angegeben sind, zusammen mit dem Testfuhler I getestet, und es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten.

Jeder Fühler war an der Stelle A, d. h. gerade an dem Einlaß des katalytischen Umwandlers 23 angeordnet.

Ansprechzeit während des
Temperaturanstiegs

(see)

Testfühler I 9

Testfühler V 4

Testfühler VI 3

Testfühler VII 4

Die Testfühler V bis VII zeigen eine wesentlich

schnellere Ansprechzeit als der Testfühler I; es wire angenommen, daß der Grund hierfür auf der Tatsache basiert, daß die Wärmeleitfähigkeit der Pfad« der wärmeempfindlichen Elemente stark verbesser worden ist.

Als diese Methode einer direkten Beschichtung au der heißen Verbindungsstelle bzw, Meßstelle be einem anderen wärmeempfindlichen Element, den Thermistor, angewendet wurde, wurde gefunden, da£ die Beschichtungskomponenten mit den Thermistor-

komponenten während des Brennens reagieren unc dadurch die Eigenschaft des Thermistors zerstörer und Risse in der Beschichtungsschicht auf Grund dei Brenn-Schrumpfung der Beschichtung auftreten. Deshalb ist die Methode der direkten Beschichtung fui

den Thermistor nicht praktikabel.

Bei Benutzung eines Thermistors kann das schüt zende Isolierrohr den Thermistor bedecken und ein< Katalysatorschicht auf der äußeren Oberfläche vor diesem ausgebildet werden, wie es mit Bezug auf da

mit dem Schutzrohr vorgesehene Thennoelemen oben erwähnt ist, oder der Thermistor kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise in der folgend« Weise behandelt werden.

Beispielsweise wird ein Thermistorelement vom Scheibentyp, das aus ZrO₂ und CaO besteht und einen Durchmesser von 5 mm und eine Dicke von 1,5 mm aufweist, in welches zwei Platindrähte mit einem Durchmesser von 0,4 mm parallel mit einer Breite bzw. einem Abstand von 2 mm eingebettet sind, an einem Ende eines Zweiloch-Keramikrohres angebracht, das die Platindrähte isoliert und trägt, und in welchem die Platindrähte mit durch dieses hindurchführenden Leitungsdrähten verbunden sind; dann wird das Zweiloch-Keramikrohr in ein Isolierrohr eingesetzt und Metallfitting auf dem Isolierrohr angebracht, um die Thermistoreinheit zusammenzubauen. Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform werden das Thermistorelement und etwa 10 mm des Endteils des Zweiloch-Keramäkrohrs in ein geschmolzenes Paraffin eingetaucht, um einen Pariffinfilm mit einer Dicke von 1 mm zu bilden, und dann in eine Pastenmischung mit 10 Gewichtsteilen einer pulverförmigen Mischung von 85°/o ZrO₂ und 15⁰O CaO, 0,8 Gewichtsteilen eines Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymers, 3 Gewichtsteilen Aceton, 2 Gewichtsteilen Xylol und einem Gewichtsteil Toluol eingetaucht, um eine Keramikschicht mit einer Dicke von 0,5 mm zu bilden. Dann wird das so behandelte Thermistorelement getrocknet, in einer oxidierenden Atmosphäre über 10 Stunden auf 400° C aufgeheizt, um den Paraffinfilm und das Lösungsmittel in der Keramikschicht zu verdampfen, und dann wird die Temperatur auf 1400° C angehoben, bei welcher das Thermistorelement für 2 Stunden gehalten wird, um einen keramisch abgekapselten Thermistor herzustellen. Einer der so keramisch abgekapselten Thermistoren wird in eine Paste eingetaucht, die durch Hinzufügen von Wasser zu einem Gemisch von gelatineförmigem Aluminiumhydroxid mit einer gleichen Menge (Trockengewicht) von Klei bzw. Ton erhalten wirdr und bei 700° C für 30 Minuten gebrannt und dann in eine wäßrige Lösung von Platinchlorwasserstoffsäure mit 2,5 Gewichtsprozent H₂PtCl₆-OH₂O eingetaucht, getrocknet und bei 600° C für 30 Minuten gebrannt, um eine Platin-Katalysatorschicht zu bilden; dieser Thermistor wurde als Testfühler VIII bezeichnet. Der andere keramisch abgekapselte Thermistor wurde als Testfühler IX benutzt, ohne die Katalysatorschicht auszubilden.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmefühlers, bei dem der so erhaltene Thermistor, wie es an Hand des Testfühlers VIII beschrieben ist, benutzt ist, ist in Fig. 2 dargestellt, in welcher mit 1 das Thermistorelement, mit 2 ein Zweiloch-Keramikrohr, mit 4 Leitungsdrähte, mit 5 ein Kompensationsleiter, mit 7 ein schützendes Isolierrohr, mit 9 ein Metallfitting, mit 14 eine Keramik-Uberzugsschicht und mit 15 eine Katalysatorschicht bezeichnet ist

Getrennt davon wurde ein Testfühler X mit einer auf der Oberfläche des Thermistorelementes ausgebildeten Platin-Katalysatorschicht vorbereitet, indem das Element in eine Paste, die durch Hinzufügen von Wasser zu einer Mischung von gelatineförmigem Aluminiumhydroxid und einer gleichen Menge (nach Trockengewicht) von Klei bzw. Ton erhalten wurde, eingetaucht und dann bei 700° C für 30 Minuten gebrannt wurde; weiterhin wurde ein Testfühler XI vorgesehen, bei dem das Thermistorelement in das Keramikrohr ohne jegliche Behandlung eingesetzt wurde und auf dem Endteil des Keramikrohres der

ίο Platin-Katalysator in der gleichen Weise, wie es in dem Fall des Testfühlers I beschrieben worden ist, getragen wurde. Diese vier Fühler wurden an der Position A gerade am Einlaß des katalytischen Umwandlers angeordnet und dann unter den gleichen Bedingungen getestet, wie sie oben beschrieben worden sind; es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Ansprechzeit während des

Temperaturanstiegs
ao

(see)

Testfühler VIII 5

Testfühler IX 10

„ Testfühler X 4

Testfühler XI 9

Aus der obigen Tabelle ergibt sich, daß der Testfühler VIII mit keramisch gekapseltem, erfindungsgemäß mit der Katalysatorschicht versehenem Thermistor eine beachtlich schnellere Ansprechzeit im Vergleich zu dem Testfühler IX mit nur keramisch gekapselten Thermistor aufweist.

Der Testfühler X, bei dem die Katalysatorschicht direkt auf der Oberfläche des Thermistorelementes ausgebildet ist, zeigt eine zufriedenstellende Ansprechzeit, verursacht jedoch eine Verwirrung bei der Temperaturanzeige, wenn die Temperaturänderung wiederholt wird, was auf der Tatsache beruht, daß elektrisch leitende Substanzen wie Kohlenstoff u. dgl. an der Oberfläche der dem Abgas ausgesetzten Katalysatorschicht anhaften oder sich auf dieser Oberfläche ablagern, wodurch der spezifische Widerstand des Thermistors variiert wird; die Lebensdauer des Testfühlers X ist somit ebenfalls unzureichend. Der Testfühler XI zeigt im wesentlichen das gleiche Leistungsverhalten wie das mit dem Schutzrohr vorgesehene Thermoelement, wie es oben erwähnt worden ist. Dies zeigt, daß der Testfühler XI als der den Thermistor benutzende Wärmefühlei ebenfalls in der erfindungsgemäßen Weise arbeitet.

Wenn die oben beschriebenen, erfindungsgemäß konstruierten Wärmefühler benutzt werden, kann die Gefahr einer Beschädigung einer Abgasreinigungseinrichtung auf Grund einer Überhitzung vorher Und genau festgestellt werden, und die schwierigen Probleme, die mit der Nachbehandlung des Abgases verbunden sind, die bisher nicht gelöst worden sind, können leicht vermieden werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

609520/10/

Claims

Patentansprüche: 23

1. Hochempfindlicher schnell ansprechender Wärmefühler mit einem Thermistor oder Thermo- S element zur Messung der Abgastemperatur bei einem Verbrennungsmotor, dessen Fühlelement mit einer Keramikschicht überzogen ist, dadurchgekennzeichnet, daß die Keramikschicht (12) mit einer Nachverbrennungs-Katalysatorschicht (13) überzogen ist.

2. Verwendung eines Wärmefühlers nach Anspruch 1 bei einem mit einer Abgasreinigungsanlage ausgestatteten Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmefühler im Abgafweg vor der Abgasreinigungsanlage angeordnet ist.

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