DE4243015C1 - Auspuffflanschdichtung - Google Patents
AuspuffflanschdichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Auspuffflanschdichtung,
insbesondere Auspuffkrümmerdichtung, zur Abdichtung
von Abgasrohren in Verbrennungskraftmaschinen mit
mindestens einer auf der Dichtung angeordneten oder in
der Dichtung eingebetteten Sensoranordnung.
Die in der Praxis verwendeten
Auspuffflanschdichtungen bestehen üblicherweise aus
einem oder mehreren übereinanderliegenden
Metallblechen mit gegebenenfalls rund um die
Abgasöffnung laufenden Sicken oder aus gegebenenfalls
metallisch verstärktem Weichstoffmaterial mit
bevorzugt einem metallisch eingefaßten
Abgasöffnungsrand. Bei Auspuffkrümmerdichtungen für
Reihenmotoren besitzt die Dichtung entsprechend den
Zylindern mehrere nebeneinanderliegende
Abgasöffnungen.
Bei Verbrennungskraftmaschinen ist es vorteilhaft, zur
Optimierung der Leistung, des Kraftstoffverbrauches
und des Emissionsverhaltens die Mengenzumessung des
Kraftstoffes genau einzustellen und den
Verbrennungsablauf im motorischen Betrieb laufend zu
überwachen und gegebenenfalls zu korrigieren.
Hierzu verwendet man unter anderem Sensoren, die
bevorzugt auf der Zylinderkopfdichtung benachbart zu
den Brennraumöffnungen angeordnet sind.
Nach beispielsweise der DE-OS 40 15 109 bestehen
solche Sensoren aus druckempfindlichen Sensoren, die
die auf die Zylinderkopfdichtung wirkenden
Druckänderungen anzeigen, so daß die registrierten
elektrischen Signale über Zuleitungen zu einer
elektronischen Auswerteeinrichtung geführt und zur
Aussteuerung des Verbrennungsverlaufes verwendet
werden können.
Nach beispielsweise der DE-PS 30 06 603 dienen auf der
Zylinderkopfdichtung angeordnete und bis zum
Brennraumrand reichende Temperaturfühler der
Temperaturmessung im Verbrennungsraum des Zylinders
und erfassen so durch Störungen im regulären
Verbrennungsablauf erzeugte Temperaturschwankungen.
Bei Verbrennungskraftmaschinen mit nachgeschalteten
Abgaskatalysatoren werden im Auspuffrohr bis in den
Abgasstrom reichende Lambdasonden eingesetzt, die im
Abgas das Sauerstoffpotential messen, so daß
entsprechend der vorhandenen Sauerstoffmenge dem Motor
die stöchiometrisch erforderliche Kraftstoffmenge
geregelt zugeführt werden kann. Das Erkennen des im
Abgas vorhandenen Sauerstoffpotentials reicht aber
allein nicht aus, um die für einen optimalen
Verbrennungsablauf der Verbrennungskraftmaschine
notwendige Kraftstoffmenge einzustellen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, eine Auspuffflanschdichtung gemäß
Oberbegriff des Hauptpatentanspruches zu schaffen, mit
deren Sensoranordnung es auf einfache und dadurch
wirtschaftliche Weise möglich ist, den
Verbrennungsablauf in der Verbrennungskraftmaschine zu
kontrollieren und die für einen optimalen Nutzungsgrad
der Verbrennungskraftmaschine erforderliche
Kraftstoffmenge einzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine
Auspuffflanschdichtung gelöst, deren Sensoranordnung
aus einem auf der Flanschdichtung angeordneten und
über die Abgasöffnung mit seinem Meßkopf bis in den
Abgasstrom reichenden Temperatursensor besteht. Der
bevorzugt verwendete Temperatursensor ist ein
Thermoelement, dessen Meßkopf über die Abgasöffnung
bis in den Abgasstrom reicht, und dessen
temperaturabhängig gemessenes elektrisches Potential
über vom Thermoelement nach außen führende Zuleitungen
einer elektronischen Auswerteeinrichtung zugeführt und
zur Regulierung der zuzuführenden Kraftstoffmenge
eingesetzt wird.
Durch die Erfindung ist es jetzt auf einfache Weise
möglich, die Temperatur des Abgasstromes der
Verbrennungskraftmaschine und dadurch das
Verbrennungsverhalten mit hinreichender Genauigkeit zu
bestimmen. Anhand der Meßwerte kann beim Einlauf des
Motors die Kraftstoffeinspritzung und gegebenenfalls
die Einstellung des Zündwinkels motorspezifisch auf
den Wert eingestellt werden, der für den optimalen
Nutzungsgrad der Verbrennungskraftmaschine
erforderlich ist. Nach dieser Kalibriermessung müssen
keine Veränderungen mehr am Motor vorgenommen werden.
Durch eine Ausrüstung der Dichtung mit je einem
Sensorelement für jeden Zylinder und damit an allen
Abgasöffnungen der Dichtung ist es möglich, die
einzelnen Zylinder untereinander zu vergleichen und im
Sinne eines gleichmäßigen Motorlaufes auf gleiche
Abgastemperatur zu regeln beziehungsweise die
Abgastemperatur so einzustellen, daß für jeden
Zylinder dasselbe Verbrennungsverhalten vorliegt.
Eventuelle Toleranzen beim Motorbau können damit
ausgeglichen werden.
Zusätzlich kann auch während des motorischen Betriebes
der Temperatursensor zur Kontrolle des
Verbrennungsablaufes eingesetzt werden. Abweichungen
des Temperaturniveaus im Abgasstrom von einem vorher
festgelegten, betriebspunktspezifischen Sollwert
können zur Korrektur der Kraftstoffmenge und damit zum
Beispiel auch zum Schutz vor Überhitzung gefährdeter
Bauteile genutzt werden.
Dadurch daß die Auspuffflanschdichtung selbst
Trägerplatte für den Temperatursensor ist, werden
keine zusätzlichen Bauteile für eine zusätzliche
Meßstelle im Abgasstrom benötigt, und die
erfindungsgemäße Auspuffflanschdichtung kann als
einbaufertiges Bauteil problemlos an der Dichtstelle
montiert werden.
Damit durch die erfindungsgemäß auf der
Auspuffflanschverbindung angeordneten
Temperatursensoren das Abdichtverhalten der Dichtung
nicht beeinträchtigt wird, sind die Temperatursensoren
und ihre Zuleitungen in in die Dichtung eingeprägten
Vertiefungen und Rillen eingesetzt beziehungsweise bei
Weichstoffauspuffflanschverbindungen bevorzugt im
Weichstoffmaterial eingebettet.
Bei Auspuffflanschdichtungen, bei denen an der
Abgasöffnung eine im Querschnitt U-förmig über den
Öffnungsrand gezogene Einfassung angebracht ist, ragt
der Meßkopf des Temperatursensors durch eine Bohrung
in der Einfassung radial in den Abgasstrom.
Bei mehrlagigen Metalldichtungen, bei denen nur ein
Teil der Bleche am Öffnungsrand eine die Abgasöffnung
umgebende Sicke besitzt, ist der Temperatursensor
bevorzugt auf dem sickenlosen Metallblech angeordnet.
Die den Temperatursensor und die Zuleitungen
aufnehmenden Vertiefungen und Rillen sind bevorzugt
zur Gewährleistung der Abdichtfunktion der Dichtung
nach Einbau des Temperatursensors und der Zuleitungen
mit Dichtmasse völlig ausgefüllt.
Bevorzugt wird die Auspuffflanschdichtung bei
Reihenmotoren mit mehreren nebeneinanderliegenden
Zylindern als Auspuffkrümmerdichtung eingesetzt und
besitzt entsprechend mehrere nebeneinanderliegende
Abgasöffnungen. In diesem Fall ist in jeder Öffnung
ein Temperatursensor vorgesehen. Die
Auspuffflanschdichtung kann aber auch im weniger
heißen Abgasstrang von der Verbrennungskraftmaschine
weiter entfernt angeordnet werden.
Die Erfindung bietet somit dem Fachmann eine relativ
einfach zu realisierende Möglichkeit, den
Verbrennungsablauf in Verbrennungskraftmaschinen
motorspezifisch einzustellen und zu überwachen, ohne
daß ein Zugang zum Verbrennungsraum geschaffen werden
muß. Dadurch daß die Auspuffflanschdichtung als Träger
des Temperatursensors dient und zu einer Einbaueinheit
vorgefertigt werden kann, ist die
Auspuffflanschdichtung serienmäßig und dadurch
wirtschaftlich herstellbar und dadurch problemlos ohne
zusätzliche Maßnahmen in der Einbaustelle montierbar.
Die Erfindung wird durch die Abbildungen näher
erläutert, die bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung zeigen, und zwar:
Fig. 1 ein Aufsichtsbild auf eine
erfindungsgemäße Auspuffflanschdichtung,
Fig. 2 das Querschnittsbild durch die Dichtung
der Fig. 1 in der Linie II-II,
Fig. 3 das Querschnittsbild durch eine weitere
Auspuffflanschdichtung der Erfindung.
In Fig. 1 ist (1) die Auspuffflanschverbindung aus
Weichstoffflachdichtungsmaterial mit der
Abgasöffnung (2) und den beiden
Schraubenöffnungen (3). Der Abgasöffnungsrand ist mit
einer im Querschnitt U-förmig über den Öffnungsrand
gebogenen metallischen Einfassung (4) geschützt. Die
auf der Dichtung aufliegende
Temperatursensoreinrichtung (5) ist ein
Mantelthermoelement, dessen Meßkopf (6) radial in die
Abgasöffnung (2) reicht, und die beiden elektrischen
Zuleitungen (7) leiten das im Meßkopf (6)
temperaturabhängig gemessene elektrische Potential
nach außen zu einer nicht dargestellten elektrischen
Auswerteeinrichtung.
Das Querschnittsbild der Fig. 2 ist der Querschnitt
durch die Auspuffflanschdichtung (1) der Fig. 1. Der
Temperatursensor (5) und seine beiden elektrischen
Zuleitungen (7) sind in den Weichstoff eingebettet,
und der Meßkopf (6) des Temperatursensors (5) ragt
durch eine Bohrung (8) der Einfassung (4) radial in
die Abgasöffnung (2).
Im Querschnittsbild der Fig. 3 besteht die
Auspuffflanschverbindung aus zwei
übereinanderliegenden Metallblechplatten (9, 10), von
denen die obere Metallblechplatte (9) mit einer die
Abgasöffnung (11) ringförmig umgebenden Sicke (12)
versehen ist. Auf der unteren ungesickten
Metallblechplatte liegt in einer rillenförmigen
Vertiefung der Temperatursensor (13) und seine
elektrische Zuleitung (14), wobei der Meßkopf (15) in
die Abgasöffnung (11) radial hineinragt.
Claims (4)
1. Auspuffflanschdichtung, insbesondere
Auspuffkrümmerdichtung, zur Abdichtung von
Abgasrohren in Verbrennungskraftmaschinen mit
mindestens einer auf der Dichtung aufliegenden
oder in der Dichtung eingebetteten
Sensoranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sensoranordnung (5, 13) aus einem über die
Abgasöffnung (2, 11) mit seinem Meßkopf (6, 15) in
den Abgasstrom reichenden
Temperatursensor (5, 13) besteht.
2. Auspuffflanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (5, 13)
ein Thermoelement ist, dessen Meßkopf (6, 15) in
die Abgasöffnung (2, 11) reicht und von dort
elektrische Zuleitungen (7, 14) nach außen zu
einer elektrischen Auswerteeinrichtung führen.
3. Auspuffflanschdichtung nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer
Auspuffflanschdichtung aus Weichstoffmaterial
das Thermoelement (5) und die elektrische
Zuleitung (7) in das Weichstoffmaterial
eingebettet sind, und daß der in die
Abgasöffnung (2) reichende Meßkopf (6) durch
eine Bohrung (8) durch eine Einfassung (4) des Weichstoffmaterials
geführt ist.
4. Auspuffflanschdichtung nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer
Auspuffflanschdichtung (9, 10) aus einem oder
mehreren übereinanderliegenden
Metallblechen (9, 10) die Zuleitungen (14) und
das Thermoelement (13) in rillenförmigen
Vertiefungen angeordnet sind.
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DE (1) | DE4243015C1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-12-18 DE DE19924243015 patent/DE4243015C1/de not_active Expired - Fee Related
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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