DE3405574A1 - Kraftstoff-luft-verhaeltnisfuehler und verfahren zur messung eines kraftstoff-luft-verhaeltnisses - Google Patents
Kraftstoff-luft-verhaeltnisfuehler und verfahren zur messung eines kraftstoff-luft-verhaeltnissesInfo
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Description
Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler und Verfahren zur Messung eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisses
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fühler zur Feststellung eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisses oder eines Verhältnisses
von Luft zu Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine od. dgl. und auf ein Verfahren zur Messung eines
Kraftstoff-Luft-Verhältnisses.
Es ist allgemein bekannt, die Sauerstoffdichte in einem
von einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs od. dgl.
ausgestoßenen Abgas zu erfassen und die der Brennkraftmaschine
zuzuführenden Mengen an Luft sowie Kraftstoff auf der Grundlage des Werts der Sauerstoffdichto zu steuern, se
daß schädliche Bestandteile im Abgas vermindert werden.
i.T Verein·.linnk (Miuif:hnn) Kli>
M)H B41
Γ.1ΜΜ li.-i.k IMiinclii
Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler (Sauerstoffühler), wie sie
gegenwärtig für Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen zur Erfassung von Sauerstoffdichten verfügbar sind, arbeiten auf dem
Prinzip der Sauerstoff-Konzentrationszelle. Diese Art eines
Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühlers ist in der Lage, ein
stöchiornetrisches Kraftstoff-Luft-Verhältnis (von 14,6)
auf Grund seiner Kennwerte fetzustellen. Ein solcher Fühler kann jedoch Kraftstöff-Luft-Verhältnisse in anderen Bereichen
nicht erfassen, d.h. in einem mageren Bereich, in dem das Kraftstoff-Luft-Verhältnis höher als das stöchiometrische
ist, oder in einem fetten 3ereich, in dem dieses Verhältnis unter dem stöchiometrischen Kraftstoff-Luft-Verhältnis
ist.'
Wenn eine Spannung zwischen gasdurchlässige Dünnschichtelektroden,
die an einer für Sauerstoffionen durchdringbaren
Festkörper-Elektrolytzelle angebracht sind, angelegt wird, dann treten Sauerstoffionen von der Kathode zur Anode durch
die Zelle, und mit diesen Sauerstoffionen fließt ein elektrischer
Strom zwischen den Elektroden. Wird die Menge an Sauerstoffionen, die durch die Zelle treten sollen, begrenzt,
z.B. durch Ausbilden einer porösen keramischen Schicht an der Kathode, den treten Strombegrenzungseigenschaften
oder -merkmale in Erscheinung, wodurch der Strom nicht über feinen bestimmten Wert hinaus vergrößert wird, selbst wenn
die angelegte Spannung erhöht wird. Unter Ausnutzung dieser Erscheinung wurde ein Sauerstoffühler mit Strombegrenzung,
d.h. mit begrenztem Strom, entwickelt, um Sauerstoffdichten
zu erfassen, und zwar im Hinblick auf die Feststellung von Kraf tst.of f-Luf t-Verheltnissen im mageren Sereich. Da der
Sauerstoffühler mit Strombegrenzung jedoch nur Kraftstoff-Luft-Verhältnisse
im mageren Bereich erfassen kann, wird er als "Magerfühler" bezeichnet, und er ist nahezu unfähig,
Kraftstoff-Luft-Verhältnisse im fetten Bereich zu erfassen.
Während der Fahrt eines Kraftfahrzeugs unter üblichen Bedingungen
wird es vorzugsweise im mageren Bereich, in dem das Kraftstoff-Luft-Verhältnis magerer ist, betrieben. Wenn
der Motor jedoch eine höhere Ausgangsleistung erzeugen soll, z.B. bei Hinauffahren einer Steigung, dann wird er vorzugsweise
im fetten Bereich betrieben. Insofern besteht ein Bedarf an einem Fühler, der in der Lage ist, ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis
im fetten Bereich bis zum mageren Bereich zu erfassen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler
zu schaffen, der für sich allein fähig ist, ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis im fetten Bereich bis
zum mageren Bereich festzustellen.
Hierbei ist es ein Ziel der Erfindung, die Herstellung sowie die Handhabung eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühlers zu
erleichtern, indem dieser Fühler aus einem einzigen Festkörper-Elektrolyteiement
konstruiert wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist darin zu sehen, die Möglichkeit für eine wirksamere und leistungsfähigere Motorregelung
oder -steuerung zu bieten, indem ein Kraftfahrzeug dazu gebracht wird, beispielsweise unter normalen Bedingungen
bei Kraftstoff-Luft-Verhältnissen im mageren Boroich
zu laufen und eine höhere Ausgangsleistung, z.B. bei Aufwärtsfahren auf einer Steigung, mit Kraftstoff-Luft-Verhältnissen
im fetten Bereich zu erzeugen.
Des weiteren wird erfindungsgemäß darauf abgezielt, den
Verbrennungswirkungsgrad sowie die Brennstoffwirtschaitlichkeit
von Brennkammern wie auch von Motoren zu verbessern und zu steigern.
Ein weiters Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung eines Verfahrens zur Messung von Kraftstoff-Luft-Verhältnissen
im fetten bis mageren Bereich.
Diese Aufgabe und diese Ziele können gemäß der Erfindung durch einen Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler gelöst bzw.
erreicht v/erden, der einen rohrförmigen Körper, ein Paar von hermetisch an einer Innenumfangsflache dieses Körpers
anliegenden, quer zur Achse des Körpers angeordneten Trennwandgliedern,
von denen eines aus einem für Sauerstoffionen durchdringbaren Festkörper-Elektrolyt besteht, eine Gasdispersionseinrichtung,
die im anderen Trennwandglied oder im rohrförmigen Körper zwischen dem anderen Trennwandglied und
dem Festkörper-Elektrolyt angeordnet ist, und zwei Paare von gasdurchlässigen Dünnschichtelektroden, die jeweils an
gegenüberliegenden Seiten des F«stkörper-Elektrolyten angebracht sind, wobei das eine Paar der an den gegenüberliegenden
Seiten des Festkörper-Elektrolyten befindlichen Elektroden mit einer Schaltung zur Feststellung einer elektromotorischen
Kraft und das andere Paar von an den entgegengesetzten Seiten des Festkörper-Elektrolyten befindlichen Elektroden
mit einer Gleichstromquelle verbunden wird, umfaßt.
Der rohrförmige Körper kann aus verschiedenen Materialien
bestehen, vorzugsweise soll or jedoch aus einem anorganischen Material, z.B. hitzebeständigem Keramikwerkstoff, sein,
Ferner hat der rohrförmige Körper eine geschlossene Stirnseite mit einem Gasdispersionsloch oder einer Gasdispersionsschicht.
Das Gasdispersions loch kann in einer üblichen Weise gebildet
werden, z.B. durch Auf treffen eines Laserstrahls auf den aus Keramik geformten Körper oder durch vorheriges Einbringen
von Schnur oder anderen löslichen Werkstoffen in eine Masse aus rohem Keramikmaterial, das anschließend
gesintert wird.
Die Gasdispersionsschicht kann durch Ansetzen oder Verbinden eines keramischen Filters an bzw. mit einer öffnung
im rohrförmigen Körper oder durch Herstollen einer porösen Keramikschicht auf einem grobporigen Keramikkörper
mittels eines Plasma-Sprühvorgangs gefertigt werden.
Das Gasdispersionsloch bzw. die Gasdispersionsschicht können in einer Seitenwand des rohrförmigen Körpers nahe dessen
geschlossener Stirnseite angeordnet sein. Der rohrförmige Körper kann die Gestalt eines Zylinders oder
Parallelepipeds aufweisen.
Wenn der Fühler nicht in einer Umgebung von hoher Temperatur benutzt wird, dann wird der Festkörper-Eleklrolyt
durch eine im rohrförmigen Körper befindliche Heizeinrichtung erhitzt, die z.B. aus einem rund um den Körper
gewundenen Chrom-Nickeldraht oder vorzugsweise aus einer in den rohrförmigen Körper eingebetteten Heizwicklung, so
daß letzterer als ein keramischer Erhitzer wirkt, bestehen kann. Die Heizeinrichtung wird in der Nachbarschaft des
Festkörper-Elektrolyten angeordnet.
Der für Sauerstoffionen durchlässige Festkörper-Elektrolyt
kann von derjenigen Art sein, wie sie in einem Sauerstoffoder Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler der später beschriebenen
Art zur Anwendung kommt, d.h., daß der Festkörper-Elektrolyt
als eine ebene Platte aus Zirkoniumoxid, dem Yttriumoxid beigegeben ist, ausgebildet ist.
Die an den Flächen des Festkörper-Elektrolyten angebrachten Floktrodon haben die Form von gasdurchlässigen dünnem
Schichten aus Platin, die in üblicher Weise gefertigt werden. Es werden zwei Paare von Elektroden vorgesehen und an beiden
Seiten des plattenförmigen Festkörper-Elektrolyten derart
angebracht, daß einander gegenüberliegende Elektroden ein Paar bilden. Die Elektroden in jedem Paar haben an den
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gegenüberliegenden Seiten des Festkörper-Elektrolyten jeweils eine zueinander gleiche Ausdehnung.
Eines der beiden Paare von Elektroden wird als ein Sauerstoffühler
von der Bauart der Sauerstoff-Konzentrationszelle
verwendet. An das andere Elektrodenpaar wird eine Spannung angelegt, so daß ein Durchgang von Sauerstoffionen
durch den Festkörper-Elektrolyt bewirkt wird, womit hier also eine Sauerstoffpumpe gebildet und verwendet wird.
Wie oben erwähnt wurde, kann der Sauerstoffühler der Sauerstoff-Konzentrationszellenbauart
keine anderen als ein stöchiometrisches Kraftstoff-Luft-Verhältnis erfassen,
wenngleich er das stöchiometrische Kraftstoff-Luft-Verhältnis
und diesem nahegelegene Werte feststellen kann. Gemäß der Erfindung v/ird das andere Elektrodenpaar erregt, um
Sauerstoff von der einen Elektrode (Kathode) an die andere Elektrode (Anode) zur Bildung einer Umgebung eines stöchiommetrischen
Kraftstoff-Luft-Verhältnisses zu führen oder
zu liefern. Das bedeutet im einzelnen, daß dann, wenn das zu untersuchende Gas in einem fetten Zustand ist, Sauerstoff
in das Gas durch die Sauerstoffpumpe eingeführt, wird,
so daß für das Gas ein stöchiometrisches Kraftstoff-Luft-Verhältnis
bewirkt wird; wenn dagegen das zu prüfende Gas in einem mageren Zustand ist, wird aus dem Gas durch die
Sauerstoffpumpe Sauerstoff entfernt.
Der Sauerstoff fließt durch den Festkörper-Elektrolyten in einer Richtung, die zum elektrischen Stromfluß durch
den Elektrolyten entgegengesetzt gerichtet ist. Auf der Grundlage des Ausgangs vom Sauerstoffühlor wird in Abhängigkeit
davon, ob das Gas im mageren oder fetten Zustand ist, der elektrische Strom in seinem Wert vergrößert oder
vermindert oder in seiner Flioßrichtung geändert. Da die
Menge des durch den Festkörper-Elektrolyten fließenden
Sauerstoffs proportional dem durch den Elektrolyten fließenden Strom ist, kann das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des
zu prüfenden Gases aus dem Wert des elektrischen Stroms festgestellt werden.
Die obigen sowie weitere Ziele, die Merkmale und Vorteile
des Erfindungsgegenstandes werden aus der folgenden, auf
die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen deutlich. Ss zeioen:
Fig. 1 eine abgebrochene Schnittdarstellung eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühlers
in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Ansicht der an einem Festkörpor-E] r»ki:ro Iy t en
ausgebildeten Elektroden;
Fig. 3 ein Diagramm über die Beziehung eines sl-öch iometrischen
Kraftstoff-Luft-Verhältnissec und eines elektrischen
Ausgangestroms;
Fig. 4 bis 7 zu Fig. 1 gleichartige Darstellungen von Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühlern in weiteren Ausführungsformen
gemäß der Erfindung.
Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten und typischen Ausführungsform eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühlers gemäß
der Erfindung v/eist dieser einen zylindrischen, rohrförmigen
Körper 1, der· aus einem K^ramikmat^rial gefertigt; ist:,
auf. In einer geschlossenen Stirnwand I1 des Körpers 1 ist
ein Gasdispersionsloch 2 bestimmt. Im zvlindrischeri, rohrförmigen
Körper 1 ist ein scheibenförmiger Festkörper-Elektrolyt
(Festelektrolyt) 3 aufgenommen, der Elektroden 4a, 4b, 5a und 5b trägt.
Die Elektroden 4a, 4b, 5a sowie 5b haben eine halbkreisförmige Gestalt und sind, wie Fig. 1 und 2 zeigen, an
gegenüberliegenden Flächen des Festelektrolyten 3 befestigt.
Die an der einen Fläche des Festelektrolyten 3 angeordneten Elektroden 4a, 4b sind dem Gasdispersionsloch 2 zugewandt,
so daß zu prüfendes Gas, z.B. Abgas, mit diesen Elektroden 4a, 4b in Berührung gebracht wird. Die an der
gegenüberliegenden Fläche des Festelektrolyten 3 angeordneten Elektroden 5a, 5b bleiben der Atmosphäre ausgesetzt.
Wenigstens die mit dem Gas in Berührung kommenden Elektroden 4a, 4b sollen als katalytisch aktive Elektroden ausgebildet
sein.
Wie die Fig. 1 zeigt, sind die Elektroden 4a und 5a als Paar zusammengefaßt und über Leitungsdrähte 6a an ein Spannungsmeßgerät 7 angeschlossen, womit ein Sauerstoffühlor gebildet
wird.'Die and-eren, als Paar zusammengefaßten Elektroden
4b und 5b sind über Leitungsdrähte 6b an eine Gleichstromquelle 8 sowie an ein Strommeßgerät 9 angeschlossen,
womit eine Sauerstoffpumpe gebildet wird.
Im zylindrischen, rohrförmigen Körper 1 ist eine Heizeinrichtung 10, wie es bei einer gewöhnlichen keramischen
Heizeinrichtung der Fall .ist, angeordnet, die über (nicht gezeigte) Leitungsdrähte an eine Stromquelle angeschlossen
ist. Wenn es notwendig ist, die charakteristischen Erfordernisse des Fühlers zu erfüllen, dann wird die Heizdinrichtung
10 zugeschaltet, um den Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler
zu-beheizen. Beispielsweise wird die Heizeinrichtung
10 dann in Betrieb genommen, wenn der Fühler eine geforderte Betriebstemperatur zum Zeitpunkt der Er- '
fassung von Abgas rn.it niedrigen Temperaturen, was aus
der Verbrennung eines mageren Gemischs resultiert, nicht erreicht.
Der Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler mit dem vorbeschriebenen
Aufbau arbeitet in der folgenden Weise:
Die Menge an Sauerstoff in einem zu untersuchenden Gas, das
in den Fühler durch das Gasdispersionsloch 2 eingetreten ist, wird vom Sauerstoffühler erfaßt, und die? Rieht um·
sowie die Größe eines der Sauerstoffpumpe zugeführten elektrischen
Stroms werden auf der Grundlage eines Ausgangs vom Sauerstoff ühler geregelt, um das Kraftstoff-Luft-Verhältnis
des in dom Raum zwischen dem Gasdispersionsloch
2 sowie den Flektroden 4a, 4b befindlichen Gases mit
einem stöchiometrisehen Kraftstoff-Luft-Verhältnis in
Einklang zu bringen. Zu diesem Zweck wird die Gleichstromquelle 8 angeordnet, um auf der Grundlage des Ausgangs vom
Sauerstoff ühler den St. rom zu erhöhen oder zu vermindern
und um seine Polarität zu verändern.
Wenn das Gas in einem fetten Zustand ist: und sein Kraftstoff-Luft-Verhältnis
dem stöchiometrisehen Kraftstoff-Luft-Verhältnis
gleichgesetzt: werden soll, denn int ^s
notwendig, dem Gas Sauerstoff zuzugeben. Durch einen elektrischen Stromfluß von der Elektrode 4b zur Elektrode 5b
fließt Sauerstoff in einer zum Stromfluß entgegengesetzten Richtung, d.h., der Sauerstoff fließt von der Atmosphäre
zum Gas. Wenn der Sauerstoff in einer optimalen Menge zugeführt
wird, hat das Gas in dom Raum zwischen den GafuÜspersionsloch
2 und den Elektroden 4a, 4b ein stöchiometrisches
Kraftstoff-Luft-Verhältnis. Ist das Gas in einem
mageren Zustand,.so fließt dor Strom in der entgegengesetzten
Pi ch tuner.
Da die Menge an Sauerstoff, die durch den Festkörper-Elektrolyt 3 fließt, dem elektrischen Strom proportional
ist, so ergibt .'-.ich die Fioi'iohunq /wi sr hon dem ϋΙΓκΊπο-me.trir.chen
Kraftshoff-Luft-Verhältnis des außerhalb und
innerhalb des Fühlers oder des Gasdispersionslochs 2 befindlichen Gases sowie dem Wert des elektrischen Stroms,
bei dem die oben genannten Gase zu einem stöchiometrischen
Kraftstoff-Luft-Verhältnis gelangen, die in Fig. 3 gezeigt
ist. Deshalb kann das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des Gase:-;
festgo.ste.llt worden, won η der Wert der; durch die Sauer:; I öl Γ-pumpe
fließenden Stroms bekannt ist. Zur Fig. 3 wird angenommen, daß die Richtung, in der der Strom von der Elektrode
5b zur Elekrode 4b fließt, positiv ist.
Weitere Ausführungsformen von Kraf tstof f-T.,uf L-Verhäl i ni sfühlern
gemäß der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 7 beschrieben.
Bei der zweiten, in Fi.q. 4 gezeigten Ausführungsform
ist der Festkörper-Eloktrolvt 3 mi L einer nemo infamen
Elektrode.4 anstatt der getrennten Elektroden 4a, 4b der
ersten Ausführungsform an d^r dem zu untersuchenden Gas zugewandten
Fläche ausgestattet. Der übrige Aufbau dieses Fühlers ist derselbe wie bei der ersten Ausführungsform.
Die Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühlers,
der eine gemeinsame, der Atmosphäre zugewandte Elektrode 5 hat.
Der Kraftstoff-Luft-Vorhältnisfühler gemüß dor vierten, in
Fig. 6 gezeigten Ausführungsform wei'-t ein in einer Seitenwand
des zylindrischen, rohrförmig en Körpers 1 ananordne
t ο s G fi 5; d i s no r s i ο η s 1 oc h 2 a u f .
Iv ie Fig. 7 zeigt, hat ein Kraf tstof f-Luf t-Vernnltnisfühler
gemäß einer fünften Ausführungsform an Stelle des Ga.c;-d
i spersions 1 ochs e ine Gasd ispors ionssch i ch t, 6 \.o · ,ius ei nom
keramischen, in einer geschlossenen St.i rnsoi to des rohrförmigon
Köjperi-; J. angeordneten FiI tor 2' besteht.
Die Erfindung bezieht sich somit auf oin°n Kraftstoff-Luft-Vorh-ä
1 tni.sfühler sowie ein Meßverfahren zur Fest-
stellung eines Kraftstoff-Luft-Vorhä 11 nj.ssps in einer Hrennkraftmaschino
od. dgl., wo'no i eier P1UhIfT einen rohr ί önu i qen
Körpor mit einer Geschlossenen Stirnseite hat. Kin für
Sauerstoffionen durchlässiger Festkörper-Elektrolyt teilt
das Innere desfrohrförm igen Körpers in einen stirnseltig
geschlossenen und einen stirnseitig offenen Abschnitt und trägt an seinen gegenüberliegenden Flächen Elektroden.
Ein Paar von an gegenüber 1 i oqenden Sei ι en des Vor, ι k<u pen Elektrolyten
befindlichen Elektroden ist an eine Schaltung zur Erfassung einer elektromotorischen Kraft ang'-sch.! o;--s<-n,
womit ein Sauerstoffübler gebildet wird. Das andere Elektrodenpaar
ist an eine Gleichstrom-quo 1 Ie angesch ] osr.en ,
womit eine Sauerstoffpumpe gebildet wird. Der Sauer;·, toi ί-fühler
erfaßt die Sauerstoffmenge in einem durch eine
Gasdispersionseinrichtung zugeführten Gas. Die Fl iefiricht ung
und Größe eines elektrischen Sti'oms in der Sauerstoff pumpe
werden auf der Grundlage eines Ausgange vorn Säuerst offfühler
geregelt, um ein stöchiometrisches Kraftstoff-Luft-Verhältnis
für das Gas erreichen zu lassen.
Obwohl bestimmte bevorzugte Ausführungsformen d<\<-,
Erfindungsgegenstandes beschrieben und dargestellt worden sind, so ist klar, daß zahlreiche Änderungen und
Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne .|.·η
durch die Ansprüche abgesteckten Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-ΛΙ-
Leerseite
Claims (14)
1.J Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler zur Feststellung einer
Sauerstoffdichte im Abgas eines Motors, gekennzeichnet
- durch eine Gleichstromquelle (8),
- durch eine Schaltung (7) zur Erfassung einer elektromotorischen Kraft,
- durch einen rohrförmigen Körper (1),
- durch ein erstes sowie zweites Trennwandglied (3, 1')/
die hermetisch an einer Innenumfangsflache des rohrförmigen
Körpers quer zu einer Achse dieses Körpers in Anlage sind, wobei das erste Trennwandglied einen
für Sauerstoffionen durch—lässigen Festkörper-Elektrolyt
(3) umfaßt,
- durch eine mit dem Festkörper-Elektrolyt in Wirkverbindung stehende Gasdispersionseinrichtung (2) zur
Dresdnar Bank (München) Kto 3939f
Zuführung von Gas zum Festkörper-Elektrolyt und
- durch ein erstes sowie zweites Paar von gasdurchlässigen Dünnschichtelektroden (4a, 5a, 4b, 5b), die an gegenüberliegenden
Seiten des Festkörper-Elektrolyten (3) angebracht sind, wobei das erste Elektrodenpaar (4a, 5a)
mit der Schaltung (7) zur Erfassung der elektromotorischen Kraft und das zweite Elektrodenpaar (4b, 5b) mit
der Gleichstromquelle (8) verbunden sind.
2. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gasdispersionseinrichtung ein in einer Seitenwand des rohrförmigen Körpers (1) abgegrenztes
Loch (2) umfaßt.
3. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gasdispersionseinrichtung ein im zweiten Trennwandglied (I1) bestimmtes Gasdispersionsloch
(2) ist.
4. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdispersionseinrichtung eine
im zweiten Trennwandglied (I1) angeordnete Gasdispersionsschicht
(2') umfaßt.
5. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler zur Feststellung einer
Sauerstoffdichte im Abgas eines Motors, gekennzeichnet
- durch eine Gleichstromquelle (8),
- durch eine Schaltung (7) zur Erfassung einer elektromotorischen
Kraft,
- durch einen rohrförmigen Körper (1),
- durch ein erstes sowie zweites Trennwandglied (3, I1),
die hermetisch an einer Innenumfangsflache des rohrförmigen
Körpers quer zu einer Achse dieses Körpers in Anlage sind, wobei das erste Trennwandglied einen für
Sauerstoffionen durchlässigen Festkörper-Elektrolyten (3) umfaßt,
- durch eine mit dem Festkörper-Elektrolyt in Wirkverbindung stehende Gasdispersionseinrichtung (2) zur Zuführung
von Gas zum Festkörper-Elektrolyt und
- durch ein Paar von gasdurchlässigen, an der einen Seite des Feätkörper-Elektrolyten angebrachten Dünnschichtelektroden
sowie eine einzelne, an der entgegengesetzten Seite des Festkörper-Elektrolyten angebrachte Elektrode,,
wobei das Elektrodenpaar mit der Schaltung zur Erfassung einer elektromotorischen Kraft und die einzelne
Elektrode mit der Gleichstromquelle verbunden sind.
6. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gasabgabeeinr -ichtung ein in einem Seitenwahdteil des rohrförmigen Körpers (1) bestimmtes
Gasabgabeloch (2) umfaßt.
7. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdispersionseinrichtung ein
im zweiten Trennwandglied (I1) bestimmtes Gasdispersionsloch
(2) umfaßt.
8. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdispersionseinrichtung eine
im zweiten Trennwandglied (I1) angeordnete Gasdispersionsschicht
(21) umfaßt.
9. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler zur Feststellung einer
Sauerstoffdichte im Abgas eines Motors, gekennzeichnet
- durch eine Gleichstromquelle (8),
- durch eine Schaltung (7) zur Erfassung einer elektromotorischen Kraft,
- durch einen rohrförmigen Körper (1),
- durch ein erstes sowie zweites Trennwandglied (3, I1)/
die hermetisch an einer Innenumfangsflache des rohrförmigen Körpers quer zu einer Achse dieses Körpers
in Anlage sind, wobei das erste Trennwandglied (3) einen für Sauerstoffionen durchlässigen Festkörper-Elektrolyt
umfaßt,
- durch eine mit dem Festkörper-Elektrolyt in Wirkverbindung stehende Gasdispersionseinrichtung (2) zur Zuführung
von Gas zum Festkörper-Elektrolyt und
- durch eine einzelne, an einer Seite des Festkörper-Elektrolyten angebrachte Dünnschichtelektrode sowie durch
ein Paar von an der gegenüberliegenden Seite des Festkörper-Elektrolyten angebrachten Elektroden, wobei die
einzelne Elektrode mit der Schaltung zur Feststellung eiqer elektromotorischen Kraft und das Elektrodenpaar
mit dar Gleichstromquelle verbunden sind.
10. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gasdispersionseinrichtung ein in einer Seitenwand des rohrförmigen Körpers (1) bestimmtes
Loch (2) umfaßt.
11. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdispersionseinrichtung ein
im zweiten Trennwandglied (I1) bestimmtes Gasdispersionsloch
(2) umfaßt.
12." Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet,.daß die Gasdispersionsinrichtung eine im
zweiten Trennwandglied (I1) angeordnete Gasdispersionsschicht
(2') umfaßt.
13. Kraftstoff-Luft-Verhältnisfühler zur Feststellung einer
Sauerstoffdichte im Abgas eines Motors, gekennzeichnet
- durch eine Gleichstromquelle (8) ,
- durch eine Schaltung (7) zur Erfassung einer elektro motorischen
Kraft,
- durch einen rohrförmigen Körper (1) ,
- durch ein erstes sowie zweites Trennwandglied (3, 1' )r
die hermetisch an einer Innenumfangsflache des rohrförmigen
Körpers quer zu einer Achse dieses Körpers in Anlage sind, wobei das erste Trennwandglied (3) einen
für Sauerstoffionen durchlässigen Festkörper-Elektrolyt umfaßt,
- durch eine mit dem Festkörper-Eletkrolyt in Wirkverbindung
stehende Gasdispersionseinrichtung (2) zur Zuführung von Gas zum Festkörper-Elektrolyt und
- durch eine einzelne, an einer Seite des Festkörper-Elektrolyten angebrachte Dünnschichtelektrode (4, 5)
sowie durch zwei an der gegenüberliegenden Seite des Festkörper-Elektrolyten angebrachten Elektroden (5a,5b,
4a,4b)V wobei die einzelne Elektrode sowie eine der zwei Elektroden mit der Schaltung (7) zur Feststellung
der elektromotorischen Kraft und die einzelne Elektrode sowie die andere der zwei Elektroden mit der Gleichstromquelle
(8) verbunden sind.
14. Verfahren zur Messung eines Kraftstoff-Luft-Verhältnisses
zur Feststellung einer Sauerstoffdichte im Abgas eines Motors, gekennzeichnet
- durch Anordnen eines für Sauerstoffionen durchlässigen
Festkörper-Elektrolyten in einem rohrförmigen Körper zur Bildung einer Trennwand einer abgeschlossenen
Meßkammer·in dem rohrförmigen Körper, in welche das zu untersuchende Gas einströmt,
- durch Befestigen von ersten sowie zweiten Elektrodenelementen jeweils an einander entgegengesetzten Flächen
des Festkörper-Elektrolyten,
- durch Verbinden der ersten sowie zweiten Elektrodenelernente
mit einer Gleichstromquelle und der ersten sowie zweiten Elektrodenelemente mit einem Spannungsmeßqerät
und
durch Regeln der Fließrichtung sowie der Größe des zwischen den ersten und zweiten Elektroden fließenden
Stroms, so daß das in der Meßkammer befindliche Gas auf der Grundlage des Ausgangs der verbleibenden
Elektrode der ersten sowie zweiten Elektroden ein stöchiometrisches
Kraftstoff-Luft-Verhältnis erhalten kann.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58135525A JPS6027851A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 空燃比検出器 |
Publications (1)
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|---|---|
| DE3405574A1 true DE3405574A1 (de) | 1985-02-07 |
Family
ID=15153805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19843405574 Ceased DE3405574A1 (de) | 1983-07-25 | 1984-02-16 | Kraftstoff-luft-verhaeltnisfuehler und verfahren zur messung eines kraftstoff-luft-verhaeltnisses |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4570479A (de) |
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