DE3235594A1 - Method of determining the residual oxygen content of the exhaust gases from internal combustion engines - Google Patents

Method of determining the residual oxygen content of the exhaust gases from internal combustion engines

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DE3235594A1 DE19823235594 DE3235594A DE3235594A1 DE 3235594 A1 DE3235594 A1 DE 3235594A1 DE 19823235594 DE19823235594 DE 19823235594 DE 3235594 A DE3235594 A DE 3235594A DE 3235594 A1 DE3235594 A1 DE 3235594A1
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    • G01N25/20Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/22Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures
    • G01N25/28Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly

Abstract

A method is described for determining the residual oxygen content of the exhaust gases from internal combustion engines or the air-to-fuel ratio lambda , the method being based on measuring the heat of reaction in the reaction of oxygen with a combustible fluid in a partial flow of the exhaust gas. The mode of operation of the method is as follows: the partial flow of the exhaust gas in an amount of 5 to 100 l/min is cooled to a dew point temperature of down to about 300 DEG C, an amount of the combustible fluid necessary to reduce the maximum oxygen content to be measured is added to the partial flow, the partial flow is then heated to a temperature of about 700 to 900 DEG C within one tenth of the time necessary for reaction, and the temperature increase established in the partial flow after a reaction time of 5 to 100 msec is measured. The temperature increase is a measure of the oxygen content of the exhaust gas. A particular advantage of the method is its insensitivity to harmful components in the exhaust gas.

Description

Bei den heutigen hohen Anforderungen an die Abgasqualität und den Wirkungsgrad von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugmotoren,kommt der Bestimmung des Restsauerstoff gehalts in den Abgasen bzw. der Luftverhältniszahl λ sowohl bei Entwicklungsarbeiten auf dem Prüfstand als auch bei Fahrversuchen erhebliche Bedeutung zu. Besonders interessant ist dabei der magere Betriebsbereich, also eine Verbrennung mit Luftverhältniszahlen λ über 1, bei dem im Abgas ein nicht zur Verbrennung des Kraftstoffs verbrauchter Restsauerstoffanteil auftritt.With today's high demands on exhaust gas quality and the efficiency of internal combustion engines, in particular of motor vehicle engines, depends on the determination of the residual oxygen content in the exhaust gases or the air ratio λ both during development work on the test bench as well as in driving tests. The lean operating range is particularly interesting, i.e. a combustion with air ratio numbers λ above 1, in which there is a residual amount of oxygen in the exhaust gas that is not consumed for the combustion of the fuel.

Die Bestimmung des Luftverhältnisses aus Luft- und Kraftstoff durchsatz an der Motoreingangsseite (der Gemischaufbereitungsanlage) erlaubt keine Aussagen über die tatsächlichen Verhältnisse an den einzelnen Zylindern. Um Aussagen über die bei der Verbrennung herrschende Luftverhältniszahl zu machen, ist eine Abgasanalyse notwendig, mittels derer die Bestimmung des Restsauerstoffgehalts möglich ist.The determination of the air ratio from air and fuel throughput on the engine inlet side (the mixture preparation system) does not allow any statements about the actual conditions on the individual cylinders. Around An exhaust gas analysis is necessary to make statements about the air ratio prevailing during combustion. by means of which the determination of the residual oxygen content is possible.

Die bisher dazu verwendeten Sauerstoff-Konzentrationsmeß-The previously used oxygen concentration measurement

- 5 - Daim lk g26 /k - 5 - Daim lk g26 / k

gerate arbeiten entweder nur in einem sehr kleinen Konzentrationsbereich und sind bleiempfindlich ( λ -Sonde ^mit sauerstoffionenleitenden Festelektrolyten) oder sie !sind sehr aufwendig und wegen der nötigen sorgfältigen jv'Gasprobeiivorbereitung mit hoher Anzeigeverzögerung behaftet (z.B. Geräte, die den Sauerstoffgehalt eines Gases anhand seiner magnetischen Eigenschaften ermitteln). Aus der Heizungstechnik ist ferner ein Gerät zur Anzeige ider Abweichung der Konzentration von unverbrannten Komponenten oder von freiem Sauerstoff bekannt (DE-AS 12 02 032), bei dem zu einem Teilstrom des Abgases ein leicht brennbares Gas zugesetzt wird, die Mischung an einem hoch hitzebeständigen Draht zur Verbrennung gebracht wird und die Wärmetönung der Reaktion durch Widerstandsänderung des Drahtes gemessen wird. Auch ein derartiges Verfahren ist zur Bestimmung des Restsauerstoffgehaltes in den Abgasen von Brennkraftmaschinen ungeeignet, da der Draht aufgrund der erforderlichen hohen Temperaturen mechanisch nicht sehr stabil ist, zum Durchbrennen infolge Verdampfens seiner Bestandteile und durch die schädlichen Bestandteile des Abgases zur Versprödung oder Verminderung seiner katalytischen Aktivität neigt.devices either only work in a very small concentration range and are sensitive to lead (λ probe ^ with solid electrolytes that conduct oxygen ions) or they ! are very complex and, because of the necessary careful preparation of the gas test, are subject to a long display delay (e.g. devices that determine the oxygen content of a gas based on its magnetic properties). A device for display is also from heating technology The deviation of the concentration of unburned components or of free oxygen is known (DE-AS 12 02 032), in which a highly combustible gas is added to a partial flow of the exhaust gas, the mixture is burned on a highly heat-resistant wire and the heat tone of the reaction is caused by a change in resistance of the wire is measured. Such a method is also used to determine the residual oxygen content unsuitable in the exhaust gases of internal combustion engines, as the wire is due to the high temperatures required mechanically not very stable, to burn through due to evaporation of its constituents and due to the harmful components of the exhaust gas embrittling or reducing its catalytic activity tends.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Bestimmung des Restsauerstoffgehaltes in den Abgasen von Brennkraftmaschinen zu finden, das gegenüber schädlichen Bestandteilen im Abgas unempfindlich ist und ohne wesentliche Verzögerung arbeitet.The object of the invention is therefore to provide a method for determining the residual oxygen content in to find the exhaust gases from internal combustion engines that are insensitive to harmful components in the exhaust gas and works without any significant delay.

Diese Aufgabe wird durch das in den Patentansprüchen be-This object is achieved by the

-G--G-

Daira 1Ί 526ADaira 1Ί 526A

schriebene Verfahren gelöst.written procedures resolved.

Die Arbeitsweise des Verfahrens ist wie folgt: Dem Motorabgas wird ein kleiner Teilstrom kontinuierlich als Probe entnommen. Dieser Teilstrom soll etwa eine Menge von 5 bis 100 l/min., insbesondere 10 bisThe method of operation of the method is as follows: A small partial flow is continuously than the engine exhaust gas Sample taken. This partial flow should be about an amount of 5 to 100 l / min., In particular 10 to

20 l/min, betragen. Wird der Abgasteilstrom größer gewählt, so tritt ein unnötig hoher Verbrauch des brennbaren Fluids (des Brennstoffs), wählt man die Größe des Teilstroms zu gering, so ergeben sich Schwierigkeiten bei der genauen Zudosierung des Brennstoffs. Der Teilstrom wird dann zunächst abgekühlt, und zwar auf eine Temperatur die zwischen der Taupunkttemperatur und einer Temperatur deutlich unterhalb des Flammpunkts liegen kann. Diese Temperatur hängt von dem jeweiligen brennbaren Fluid ab. Als brennbare Fluide werden, insbesondere beim mobilen Betrieb, die Fluide bevorzugt, mit denen die Brennkraftmaschine praktischerweise betrieben wird, also insbesondere flüssige Treibstoffe oder Flüssiggas. Für den stationären Betrieb kann es mitunter vorteilhafter sein., bsi einer mit Flüssigtreibstoff betriebenen Brennkraftmaschine das brennbare Fluid gasförmig, in Form von Wasserstoff oder Methan usw. zuzusetzen. Bei der Abkühlung des Teilstroms ist weiter darauf zu achten, daß der Teilstrom soweit abgekühlt wird, daß schädliche Reaktionen, z.B. Cracken bei Flüssigtreibstoffen, nicht mehr auftritt. Bevorzugt wird daher bei der Verwendung von Flüssigtreibstoffen20 l / min. If the exhaust gas partial flow is selected to be larger, there is an unnecessarily high consumption of the combustible fluid (fuel), if the size of the is selected If the partial flow is too low, difficulties arise in the precise metering of the fuel. The partial flow is then first cooled down to a temperature between the dew point temperature and at a temperature well below the flash point. This temperature depends on the particular flammable fluid. The preferred combustible fluids, especially in mobile operation, are fluids with which the internal combustion engine practically operated is, so in particular liquid fuels or liquefied petroleum gas. For stationary use it can sometimes be more advantageous., bsi one with liquid fuel operated internal combustion engine the combustible Fluid in gaseous form, in the form of hydrogen or methane, etc. to be added. When the partial flow is cooled It is also important to ensure that the partial flow is cooled down to such an extent that harmful reactions, e.g. cracking with liquid fuels, no longer occurs. Preferred is therefore used in the use of liquid fuels

die Kühlung des Teilstroms auf eine Temperatur, die zwischen der Taupunkt temperatur und etwa 3OO C liegt.the cooling of the partial flow to a temperature between the dew point temperature and about 3OO C.

Die Abkühlung des Teilstroms kann mit den üblichen Vor-The cooling of the partial flow can be done with the usual

_ 7 —_ 7 -

richtungen durchgeführt werden, z.B. indem der Tedistrom durch ein verripptes Rohr geleitet wird, bei dem die Rippen die Wärme des Teilstroms an die Umgebungsluft übertragen. directions can be carried out, e.g. by the Tedistrom is passed through a ribbed pipe, in which the ribs transfer the heat of the partial flow to the ambient air.

Dem nunmehr abgekühlten Teilstrom wird die zur iie*..;*rt-i on des höchsten zu messenden Sauerstoffgehalts erforderliche Menge des brennbaren Fluids zudosiert, d.h. daß der Abgas enthaltende Restsauerstoffgehalt bei der höchsten zu messenden Luftverhältniszahl den zudosierten Kraftstoff gerade vollständig oxidieren kann (stöchiometrische Menge). Die Art des zugegebenen Kraftstoffs Lst unabhängig vom Motorkraftstoff, obwohl,wie oben gesagt, normalerweise der Motorkraftstoff bevorzugt wird- Es können aber neben Benzin auch Methanol, Ethanol oder Permanentgase verwendet werden. Die Menge des zugegesetzten Kraftstoffs bestimmt den Meßbereich, der damit über weite Grenzen eingestellt werden kann. Will man z.B. im Bereich einer Luf tve rhä 1 tni sz ah 1 λΜ von 1,0 bis 1,4 messen, muß man eine Kraftstoffmenge zugeben, die in der Lage ist,The amount of combustible fluid required for iie * ..; * rt-i on of the highest oxygen content to be measured is added to the now cooled partial flow, that is, the residual oxygen content containing the exhaust gas can just completely oxidize the added fuel at the highest air ratio to be measured (stoichiometric Lot). The type of fuel added is independent of the engine fuel, although, as stated above, the engine fuel is normally preferred. However, in addition to gasoline, methanol, ethanol or permanent gases can also be used. The amount of fuel added determines the measuring range, which can thus be set over wide limits. Will you, for example in the region of Luf tve Rhae 1 tni sz ah 1 λ Μ measure of 1.0 to 1.4, it is necessary to add an amount of fuel which is capable of

beiat

= 1,4 den Sauerstoffanteil im Abgas vollständig zu oxidieren. Bei einer Luftverhältniszahl von= 1.4 the percentage of oxygen in the exhaust gas completely to oxidize. With an air ratio of

\ = 1,k"beträgt der Sauerstoffgehalt im Abgas 5,71 Volumen-%. Bei der Vervrendung von Benzin als brennbares Fluid reicht eine Benzinmenge von 23,7 g Ρίο ■Normalkubikmeter Abgas gerade zur stochiometrisehen Umsetzung dieses Sauerstoffgehalts aus. Die obere Meßbereichs grenze liegt demnach bei
zu messenden Luftverhältniszahl
der Reaktion stets Sauerstoffmangel.
\ = 1, k " the oxygen content in the exhaust gas is 5.71% by volume. When gasoline is used as the combustible fluid, an amount of gasoline of 23.7 g Ρίο ■ normal cubic meters of exhaust gas is just sufficient for the stoichiometric conversion of this oxygen content. The upper measuring range limit is therefore included
air ratio to be measured
the reaction always lack of oxygen.

X =1,4. Abgesehen von der· höchsten X = 1.4. Apart from the · highest

X herrscht also bei · Μ So X prevails at / ν · Μ

Die Zudosierung des Kraftstoffs in den Abgasteilstrom kannThe metering of the fuel into the partial exhaust gas flow can

- 8 - Dairn lk 526/fr- 8 - Dairn lk 526 / fr

mittels an sich bekannter Vorrichtungen geschehen, z.B.
bei der Zudosierung von flüssigem Kraftstoff durch Verwendung von an sich aus der Kraftfahrtechnik bekannten
Vergasern oder bei der Verwendung von gasförmigem Kraftstoff durch Verwendung der ebenfalls aus der Automobiltechnik bekannten Gasmischanlagen. Mit Hilfe dieser Vorrichtungen kann unschwer eine der Abgasmenge proportionale ' ■ , <, Menge des brennbaren Fluids dem Abgas beigemischt wer- ' | den. , * \
done by means of known devices, for example
when metering in liquid fuel by using what is known per se from automotive engineering
Carburetors or, when using gaseous fuel, by using the gas mixing systems also known from automotive engineering. With the help of these devices one of the exhaust amount proportional can easily '■ <, quantity advertising mixed with the exhaust gas of the combustible fluid' | the. , * \

Nach der Zudosierung des Brennstoffs zu dem Abgasstrom 1After the fuel has been metered into the exhaust gas stream 1

wird der Abgasstroro innerhalb möglichst kurzer Zeit auf ■the exhaust gas flow will be on ■

eine Temperatur erhitzt, bei der die Reaktion zwischen -jheated a temperature at which the reaction between -j

i dem Brennstoff und dem Sauerstoff ablaufen kann. Diese , i can drain the fuel and oxygen. These ,

Vorwärmzeit soll so kurz sein, daß sich wesentliche Tex- j The preheating time should be so short that essential tex j

le des Brennstoffs mit dem Sauerstoff noch nicht um- jle of the fuel with the oxygen has not yet reached j

setzen können. Es hat sich gezeigt, daß bei einer Er- ]can put. It has been shown that in an er-]

hitzungsdauer von weniger als l/lO der für die Umsetzung | erforderlichen Reaktionszeit noch keine wesentliche Um- | setzung zwischen Sauerstoff und dem Brennstoff stattge- i heating time of less than 1/10 that for implementation | required reaction time not yet significant change | reduction between oxygen and the fuel stattge- i

funden hat. Die Temperatur, auf die der Abgasstrom er- 1has found. The temperature to which the exhaust gas flow is 1

hitzt werden muß, damit eine Reaktion zwischen dem \ must be heated so that a reaction between the \

Brennstoff und dem Sauerstoff mit ausreichender Geschwindigkeit stattfinden kann, hängt von der Natur des Brennstoffs ab. Normalerweise kommen Temperaturen zwischenThe fuel and the oxygen that can take place at a sufficient rate depends on the nature of the fuel away. Usually temperatures come in between

700 und 9000C zur Anwendung. Dabei wird man bei der Verwendung von Benzin als Brennstoff eher an der unteren
Temperaturgrenze, bei der Verwendung von Methan als
Brennstoff eher an der oberen Temperaturgrenze liegen.
Die Erhitzung kann in einem elektrisch beheizten Wärme-
700 and 900 0 C are used. When using gasoline as fuel, you tend to be at the lower end of the range
Temperature limit when using methane as
Fuel tend to be at the upper temperature limit.
The heating can take place in an electrically heated heat

austauscher erfolgen, jedoch sind auch andere Heizungs-exchangers, but other heating systems are also

- 9 - Paim I^ 526/4 - 9 - Paim I ^ 526/4

arten für den Wärmeaustauscher denkbar. Die Zeit, die das Gasgemisch in dem Wärmeaustauscher verbringt, kann bei vorgegebenen Dimensionen des Wärmeaustauschers durch die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms eingestellt werden.types conceivable for the heat exchanger. The time that the gas mixture spends in the heat exchanger can set for given dimensions of the heat exchanger by the flow rate of the gas stream will.

Nachdem der Teilstrom auf die für die Reaktion zwischen Sauerstoff und dem Brennstoff erforderliche Temperatur erhitzt wurde, wird nach etwa 5 bis 100 msec, die sich in dem Teilstrom infolge der Reaktion zwischen Sauerstoff und Brennstoff einstellende Temperaturerhöhung gemessen. Der Zeitpunkt der Temperaturmessung wird zweckmäßigerweise so gelegt, daß das Reaktionsgemisch praktisch voll ausreagiert hat, da dann das Gasgemisch seine maximale Temperatur erreicht. Mißt man früher, so hat das Reak-After the partial flow has reached the temperature required for the reaction between oxygen and the fuel is heated after about 5 to 100 msec, which is measured in the partial flow as a result of the reaction between oxygen and fuel adjusting temperature increase. The time at which the temperature is measured is expediently set so that the reaction mixture is practically full has reacted completely, since the gas mixture then reaches its maximum temperature. If you measure earlier, the reaction

20· tionsgemisch noch nicht seine maximale Temperatur erreicht; mißtman später, so kann sich das Reaktionsgemisch bereits durch Wärmeabgabe an die Reaktorwände wieder abgekühlt haben. Reaktive Brennstoffe, wie Benzin, haben relativ kurze Reaktionszeiten, so daß die Messung nach einer Zeit, die an der unteren angegebenen Zeitgrenze liegt, erfolgen sollte. In diesem Fall müssen auch die Vorwärmzeiten für den Gasstrom entsprechend kurz gewählt werden. Bei der Verwendung von relativ reaktionsträgen Brennstoffen wie Methanol oder Methan ergeben sich relativ lange Reaktionszeiten, so daß die Messung nach einer Zeit, die im oberen Teil des angegebenen Bereichs liegt, erfolgen sollte. In diesem Fall könnten auch (absolut gesehen) längere Vorwärmzeiten zur Anwendung gelangen. Die Messung der sich einstellenden Temperaturerhöhung kann dadurch erfolgen, daß einmal die Temperatur unmittelbar hinter dem Wärmeaustauscher und zum zweiten in einer Entfernung von20 · tion mixture has not yet reached its maximum temperature; If you measure later, the reaction mixture can have already cooled down again due to the release of heat to the reactor walls. Have reactive fuels such as gasoline relatively short reaction times, so that the measurement takes place after a time which is at the lower specified time limit should be done. In this case, the preheating times for the gas flow must also be selected to be correspondingly short will. When using relatively inert fuels such as methanol or methane, relative long reaction times, so that the measurement takes place after a time which is in the upper part of the specified range should. In this case, longer preheating times (in absolute terms) could also be used. The measurement the resulting temperature increase can be done by the fact that once the temperature immediately behind the Heat exchanger and the second at a distance of

- 10 -- 10 -

MtMt

- 10 - Daim lh - 10 - Daim lh

dem Wärmeaustauscher, die der von dem Gasstrom in der Reaktionszeit zurückgelegten Strecke entspricht, mittels zweier Thermoelemente gemessen wird. Aus der Temperaturdifferenz kann anhand einer Eichkurve direkt der Sauerstoffgehalt bzw. die im Abgas vorliegende Luftverhältniszahl A, M ermittelt werden. Die Eichkurve wird für diethe heat exchanger, which corresponds to the distance covered by the gas flow in the reaction time, is measured by means of two thermocouples. The oxygen content or the air ratio A, M present in the exhaust gas can be determined directly from the temperature difference using a calibration curve. The calibration curve is for the

jeweilige Vorrichtung, mittels derer der Sauerstoffgehalt bzw. die Luftverhältniszahl λ ., ermittelt werden - M 'respective device, by means of which the oxygen content or the air ratio number λ., can be determined - M '

soll, durch Eichung mit Abgasen bekannten Sauerstoffgehalts aufgestellt.should, by calibration with exhaust gases with a known oxygen content set up.

Das Meßverfahren ist gegenüber Störeinflüssen verhältnis-, mäßig unempfindlich. Schädliche Substanzen im Abgas, wie Blei oder schwefelhaltige Stoffe üben keinen Einfluß auf das Meßverfahren aus. Größere Schwankungen des Wasserdampfgehaltes in der Motoransaugluft bewirken nur Änderungen der Anzeige im Promillebereich. Ebenso ist der Einfluß unverbrannten Kraftstoffs im Motorabgas auf den Meßwert nur relativ gering. Gelangen z.B. 10% des Motorkraftstoffs unverbrannt dampfförmig in das Motorabgas, ^ so ändert sich der gemessene λ -Wert z.B. bei einem tatsächlichen \ = 1,2 auf ^M = 1,172. Der Anzeigefehler ist damit nur sehr gering. Ähnliches gilt für Dosierfehler der Mischvorrichtung des Aberasteilstroms mit dem brennbaren Fluid. Ein Dosierfehler des Zusatzvergasers von 10% ergibt nur einen Fehler von 5,3% bei dem Temperaturdifferenzwert bzw. 1% beim angezeigten λM-Wert. Schwankende Motorabgastemperaturen haben praktisch keinen Einfluß auf das Meßergebnis, da zum einen nur Differenztemperaturen gemessen werden und zum anderen der beheizte Wärmeaustauscher für die Erhitzung des mit Brennstoff versetzten Teilstroms für eine wci tjreliuiulc Angleicluing der Reaktoreingangstemperatur anThe measuring method is relatively, moderately insensitive to interference. Harmful substances in the exhaust gas, such as lead or substances containing sulfur, have no influence on the measurement process. Larger fluctuations in the water vapor content in the engine intake air only cause changes in the display in the per mil range. Likewise, the influence of unburned fuel in the engine exhaust on the measured value is only relatively small. If, for example, 10% of the engine fuel gets unburned in vapor form into the engine exhaust, ^ the measured λ value changes, for example with an actual \ = 1.2 to ^ M = 1.172. The display error is therefore only very small. The same applies to metering errors in the mixing device of the Abera partial flow with the combustible fluid. A metering error of the additional carburetor of 10% only results in an error of 5.3% for the temperature difference value or 1% for the displayed λ M value. Fluctuating engine exhaust temperatures have practically no influence on the measurement result, since on the one hand only differential temperatures are measured and on the other hand the heated heat exchanger for heating the partial flow mixed with fuel for a wci tjreliuiulc adjustment of the reactor inlet temperature

- 11 -- 11 -

Iff'« *» · "■ * " f Iff '«*» · "■ *" f

- 11 - Palm lh 526Λ - 11 - Palm lh 526Λ

den durch die Wärmetauschertemperatur vorgegebenen Wert sorgt.ensures the value specified by the heat exchanger temperature.

Das Probengemisch kann nach der Temperaturmessung verworfen werden, bevorzugt wird jedoch, das Probengemisch nach der Temperaturmessung über eine Pumpe in den Abgasstrang zurückzufordern oder an der Motoreingangsseite der Ansaugluft des Motors beizumischen, wobei letztere Methoie besonders bevorzugt wird, da sie durch Verbrennung dies über-■ ' schüssigen in dem Abgasteilstrom vorhandenen Kraftstoffs besonders umweltfreundlich ist und zudem den in den Teilstrom vorhandenen Kraftstoff nützlich verwertet.The sample mixture can be discarded after the temperature measurement, but it is preferred that the sample mixture after to reclaim the temperature measurement via a pump in the exhaust system or on the engine inlet side of the intake air of the engine, the latter method being particularly preferred, since it overcomes this through combustion 'Schüssigen existing in the exhaust gas partial flow is particularly environmentally friendly and also in the partial flow utilizes existing fuel in a useful way.

• ' Beispiel:• ' Example:

Dem Abgas eines Verbrennungsmotors wurde ein Teilstrom mit "■! einem Volumen von Ik l/min, entnommen. Der Teilstrom wurde in einem Kühler auf eine Temperatur von 85 C abgekühlt und anschließend wurde ihm mit Hilfe eines Vergasers eine Benzinmenge von 23,7 mg pro Normallitsr zugesetzt, was einer oberen Meßbereichsgrenze von A»M = I5^t entspricht. Der Teilstrom wurde dann innerhalb von 1,5 msec, auf eine Temperatur von 85O C erhitzt, die mittels eines ersten Thermoelements unmittelbar am Ausgang des Wärmeaustauschers ermittelt wurde. In dem Gasstrom wurie nach A partial flow with a volume of Ik l / min was withdrawn from the exhaust gas of an internal combustion engine. The partial flow was cooled to a temperature of 85 ° C. in a cooler and then a gasoline quantity of 23.7 mg per Normallitsr added, which corresponds to an upper measuring range limit of A » M = I 5 ^ t. The partial flow was then heated within 1.5 msec to a temperature of 85 ° C., which was determined by means of a first thermocouple directly at the outlet of the heat exchanger. In the gas stream after

30'■;'■ 15 msec, die sich einstellende Temperatur mittels eines zweiten Thermoelements ermittelt. Die sich für verschiedene Luftverhältniszahlen /\ .. des Motors einstellende30 '■;' ■ 15 msec, the temperature that is set by means of a second thermocouple determined. The one that occurs for different air ratios / \ .. of the engine

adiabatische Temperaturdifferenz ist in Abbildung 1 dargestellt. Abbildung 2 zeigt die Zusammensetzung des Motorabgases im Verhältnis zur Luftverhältniszahl Λ, des Mo-adiabatic temperature difference is shown in Figure 1. Figure 2 shows the composition of the engine exhaust in relation to the air ratio Λ, of the mo-

- 12 -- 12 -

- 12 - Daim 1^1 $26/4 - 12 - Daim 1 ^ 1 $ 26/4

tors. Es zeigt sich, daß bereits eine geringe Änderung der Luftverhäl.tniszai rung nach sich zieht.tors. It turns out that even a slight change in the air ratio tion entails.

der Luftverhältniszahl ^V M eine große Temperaturände-the air ratio value ^ V M a large temperature change

Claims (3)

PatentansprüchoClaims L.JVerfahren zur Bestimmung des Restsauerstoffgehalts in den Abgasen von Brennkraftmaschinen durch Zugabe eines brennbaren Fluids zu einem Teilstrom des Abgases und Messung der entstehenden Wärmetönung, dadurch gekennzeichnet, daßL.JProcedure for the determination of the residual oxygen content in the exhaust gases from internal combustion engines by adding a combustible fluid to a partial flow of the exhaust gas and Measurement of the resulting warmth, characterized in that a) der Teilstrom auf eine Temperatur von Taupunkttemperatur bis 300°C gekühlt wird, danacha) the partial flow is cooled to a temperature of dew point temperature up to 300 ° C, then b) dem Teilstrom die zur Reduktion des höchsten zu messenden Sauerstoffgehalts erforderliche Menge des brennbaren Fluids zudosiert,b) the partial flow the amount required to reduce the highest oxygen content to be measured of the flammable fluid is added, c) der Teilstrom anschließend innerhalb von weniger als 1/10 der gemäß Schritt d) erforderlichen Reaktionszeit auf eine Temperatur von 7OO bis 9°0 C erhitzt undc) the substream then within less than 1/10 of the reaction time required in step d) to a temperature of 700 to 9 ° C heated and d) aus der nach einer Reaktionszeit von 5 bis 100 inse£. nach der Erhitzung in dem Teilstrom gemessenen Temperaturerhöhung der Sauerstoffgehalt anhand einer Eichkurve ermittelt wird.d) from the after a reaction time of 5 to 100 inse £. after the heating in the partial flow measured temperature increase the oxygen content based on a Calibration curve is determined. ι ιι ι • iff · « «• iff · «« - 3 - Palm tk 526//|- 3 - Palm tk 526 // | 2. Verfahren nach Anspruch 1,2. The method according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß als brennbares Fluid der Kraftstoff der Brennkraftmaschine oder ein Brenngas verwendet wird.characterized in that the fuel of the internal combustion engine is used as the combustible fluid or a fuel gas is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,3. The method according to claim 1 or 2, dadurch gekennzeichnet,characterized, _ * - daß/die Zudo'sierung des-brennbaren Fluids mittels eines [J , ~--- -, ; ; aus der Kraftfahrzeugtechnik an sich bekannten Vergasers ;,1 '„ ' oder Gasmischers erfolgt.
,. ■ 15
_ * - that / the addition of the combustible fluid by means of a [ J , ~ --- -,; ; from the automotive engineering known carburetor;, 1 '"' or gas mixer takes place.
,. ■ 15
k. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet -, , daß der Teilstrom ein Volumen von 5. t>is 100 1/mixi; besitzt.
20
k. A method according to claims 1 to 3, characterized - in that the partial stream of a volume of 5 t> is 100 1 / mixi; owns.
20th
-A--A-
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3720684A1 (en) * 1987-06-23 1989-01-05 Bosch Gmbh Robert METHOD AND DEVICE FOR MONITORING THE POLLUTANT CONTENT OF EXHAUST GASES IN INTERNAL COMBUSTION ENGINES

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