DE4208292A1 - Auspuffflanschdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auspuffflanschdichtung für Verbrennungskraftmaschinen zur Abdichtung in Auspuffrohrverbindungen.

Auspuffflanschdichtungen aus Metallblechen oder gegebenenfalls metallisch verstärktem und hochtemperaturbeständigem Weichstoff-Plattenmaterial werden zur Rohrverbindung und Abdichtung der Auspuffrohre in Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt. Sie besitzen entsprechende Öffnungen für die durchströmenden Auspuffverbrennungsgase und für die Befestigungsschrauben zum Anflanschen der Dichtung. Insbesondere bei Weichstoff-Auspuffflanschdichtungen sind die Durchgangsöffnungsränder durch ringförmige, im Querschnitt U-förmig über den Öffnungsrand gebogene metallische Einfassungen besonders geschützt, während Auspuffflanschdichtungen aus gegebenenfalls mehreren übereinanderliegenden Metallblechen die Abgasöffnungen konzentrisch umgebende Sicken aufweisen. Die Auspuffflanschdichtungen können dabei gleichzeitig auch der Bestandteil eines angeformten Hitzeschildes sein, das zur Absicherung temperaturempfindlicher Motorbauteile gegenüber den heißen Teilen der Auspuffleitung verwendet wird.

Im Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere mit nachgeschalteten Abgaskatalysatoren, ist es darüber hinaus erforderlich, den Verbrennungsablauf während des Motorbetriebs laufend zu kontrollieren und über die Meßergebnisse elektronisch gesteuert das Luft-Kraftstoff-Gemisch dem Motor zuzuführen. Man verwendet dazu sogenannte Lambda-Sonden, die im Auspuffrohr eingebaut in den Abgasstrom hineinragend die Abgaszusammensetzung messen.

Im Motorbetrieb kommt es allerdings auch vor, daß das eingestellte Luft-Kraftstoff-Gemisch im Verbrennungsraum nicht zündet und unverbrannt ausgeschoben wird. Das ausgeschobene Gemisch mit hohen Anteilen an unverbrannten Kohlenwasserstoff-Kraftstoffanteilen lagert sich dann im Katalysator ab, wo Nachverbrennungen die Funktion des Katalysators zerstören können, oder es gelangt unverbrannt in die Umwelt mit entsprechenden Vergiftungswirkungen. Diese Aussetzer des Motors können mit einer im Auspuffrohr eingebauten Lambda-Sonde nicht erkannt werden, beziehungsweise können über die Meßergebnisse der Lambda-Sonde durch Steuerung des dem Motor zuzuführenden Luft-Kraftstoff-Gemisches nicht ausgeglichen werden. Auch bei Verbrennungskraftmaschinen mit Katalysatoren und moderner Lambda-Sonden-Meßtechnik bleiben Störungen im Verbrennungsablauf unbemerkt, so daß Katalysatorenschäden und nachfolgend unerwünschte Umweltstörungen auftreten können.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und dadurch wirtschaftliche Vorrichtung zum Erkennen und Anzeigen von Motoraussetzern zu schaffen, so daß der Motor ohne Entstehung größerer Schäden möglichst schnell repariert und neu eingestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Auspuffflanschdichtung gemäß Oberbegriff des Hauptpatentanspruchs gelöst, welche mit einer bis in die Verbrennungsgasöffnung reichenden Ionenstromsonde ausgerüstet ist. Die Ionenstromsonde besteht dabei aus zwei an die beiden Pole einer Hochspannungsquelle angeschlossenen Elektroden. Im Sinne der Erfindung ist es aber auch möglich, nur eine Elektrode als Zusatzbauteil dann zu verwenden, wenn man eines der metallischen Bauteile der Dichtung, des Motorblocks oder des Zylinderkopfes als Elektrode mit einem von der Zusatzelektrode unterschiedlichen Potential schaltet.

Mit der erfindungsgemäß mit einer Ionenstromsonde ausgerüsteten Auspuffflanschdichtung ist es jetzt möglich, Schwankungen in der Abgaszusammensetzung zu erfassen. Je nach Anteil freier Ionen im Abgas und damit je nach Zusammensetzung des aus dem Brennraum ausgeschobenen Abgasgemisches ändert sich der Stromfluß zwischen den beiden Elektrodenstromsonden, so daß aus den Stromflußänderungen Rückschlüsse auf den Verbrennungsablauf im Motor gezogen werden können. Die Meßwerterfassung und Auswertung des Ionenstromsignals erfolgt dann außerhalb der Dichtung. Störungen im Verbrennungsablauf können dann beispielsweise akustisch oder über Warnblinklämpchen am Armaturenbrett direkt angezeigt, schnellstens behoben und repariert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dabei relativ einfach und dadurch wirtschaftlich ohne teure Zusatzbauelemente zu realisieren. Die Erfindung ist gleichermaßen gut für Auspuffflanschdichtungen aus Weichstoff oder Metall geeignet und die erfindungsgemäßen Auspuffflanschdichtungen können an jeder beliebigen Dichtstelle im Auspuffsystem der Verbrennungskraftmaschine zwischen vor allem dem Katalysator und dem Auspuffkrümmer eingesetzt werden.

Die Erfindung wird durch die Abbildungen von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert, wobei sich weitere Einzelheiten der Erfindung aus den Abbildungen ergeben. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgerüstete Auspuffflanschdichtung in Aufsicht,

Fig. 2 den Querschnitt durch die erfindungsgemäße Auspuffflanschdichtung der Fig. 1 im eingefaßten Öffnungsbereich,

Fig. 3 den Querschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Auspuffflanschdichtung im eingefaßten Öffnungsbereich,

Fig. 4 den Querschnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Auspuffflanschdichtung im Öffnungsbereich,

Fig. 5 das Aufsichtsbild auf eine weitere Auspuffflanschdichtung der Erfindung.

In Fig. 1 ist (1) die Auspuffflanschdichtung mit der Durchgangsöffnung (2) für das Verbrennungsgas und den beiden Schraubendurchgangsöffnungen (3). Die Durchgangsöffnung (2) ist mit einer im Querschnitt U-förmig über den Öffnungsrand gebogenen metallischen Einfassung (4) versehen. Die beiden Elektroden (5, 6) bilden die Ionenstromsonde und kontrollieren , in die Durchgangsöffnung (2) hineinragend, die Zusammensetzung des Abgasgemisches. Über die nach außen führenden elektrischen Zuleitungen (7, 8) werden die Meßergebnisse zur elektronischen Auswertung weitergeleitet.

Das Querschnittsbild der Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Dichtung (1) der Fig. 1 im Einfassungsbereich (4) im Bereich der Elektrode (5). Die Elektrode (5) ist durch aufliegende temperaturbeständige Keramikplättchen (9, 10) gegenüber der Einfassung (4) und gegenüber der Auflagefläche des Zylinders (11) elektrisch isoliert und genauso ist die elektrische Zuleitung (7) elektrisch isoliert. Die Elektrode (5) ragt zur Messung in die Verbrennungsgasöffnung hinein.

Im Querschnittsbild der Fig. 3 ragt die Elektrode (12) durch eine Durchbohrung (13) der Einfassung (14) in die Verbrennungsgasöffnung (15) hinein. Die Elektrode ist durch die wärmebeständigen Keramikplättchen (16) gegenüber der Einfassung (14) elektrisch isoliert und gleichzeitig mit der nach außen führenden elektrischen Zuleitung (17) verbunden.

Im Querschnittsbild der Fig. 4 besteht die Auspuffflanschdichtung (18) aus einem Laminat mit einem Kernblech (19), beidseitig aufliegenden Weichstoffschichten (20) und beidseitig aufliegendem metallischen Deckblech (21). Das Kernblech (19) dient gleichzeitig als Elektrode (23) und ragt mit seinem Ende in den Verbrennungsraum (22), die auf dem Kernblech (19) beidseitig aufliegenden Weichstoffschichten (20) dienen gleichzeitig als elektrische Isolation der Kernblechelektrode (19). Die in der Abbildung nicht dargestellte zweite Elektrode ist ähnlich wie die Elektroden (5, 12) der vorangegangenen Abbildungen ausgeführt.

Das Aufsichtbild der Fig. 5 zeigt eine metallische Auspuffflanschdichtung (24) mit der Durchgangsöffnung (25) für das Verbrennungsgas und die beiden Schraubenöffnungen (26). Die Durchgangsöffnung (25) ist konzentrisch von einer ringförmigen Sicke (27) umgeben, und gleichzeitig weist die Dichtungsplatte (24) zwei radiale, von außen zur Öffnung (25) nach innen weisende Sicken (28, 29) auf, in denen die elektrischen Zuleitungen (30) zu den in die Verbrennungsgasöffnung (25) reichenden Elektroden (31, 32) untergebracht sind.

Claims (5)

1. Auspuffflanschdichtung für Verbrennungskraftmaschinen zur Abdichtung in Auspuffrohrverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspufflanschdichtung mit einer Ionenstromsonde aus zwei in die Verbrennungsgasöffnung (2, 15, 22, 25) reichenden Elektroden (5, 6, 12, 23, 31, 32) versehen ist, und daß nach außen führende elektrisch isolierte Zuleitungen (7, 8, 17, 30) mit den Elektroden (5, 6, 12, 23, 31, 32) verbunden sind.

2. Auspuffflanschdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (5, 12) mit temperaturbeständigen Keramikplättchen (9, 10, 16) gegenüber den umgebenden metallischen Bauteilen (4, 11, 14) elektrisch isoliert sind.

3. Auspuffflanschdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der metallischen Bauteile (19) der Dichtung (18) als in die Verbrennungsgasöffnung (22) hineinreichenden Elektrode (23) ausgebildet ist.

4. Auspuffflanschdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (24) aus einem oder mehreren Metallblechen besteht, und daß die Kanäle (28, 29) zur Aufnahme der elektrischen Zuleitungen (30, 31, 32) durch radial zur Abgasöffnung (25) führende Sicken gebildet sind.

5. Auspuffflanschdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffflanschdichtung einstückig mit einem das Auspuffrohr thermisch abschirmenden Hitzeschild verbunden ist.