DE4035173A1 - Abgasmesseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasmeßeinrichtung, insbeson­ dere zur Messung des Sauerstoffgehaltes im Abgasstrom einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Gasmotors, ist es Stand der Technik, den Sauerstoffgehalt des Abgases als Steuer/Regelgröße heranzuziehen. Hierzu gibt es Abgasmeßeinrichtungen, die an die Abgasleitung der Brennkraftmaschine anschließbar sind. Diese Abgasmeßein­ richtungen bestehen aus einer Meßeinrichtung und aus einer an dieser angeschlossenen Meßsonde, die in den zu messen­ den Abgasstrom ragt. Zum Anschluß der Abgasmeßsonde an die Abgasleitung ist an der Abgasleitung und der Abgasmeßsonde jeweils ein lösbares Verbindungselement (Flansch) ange­ bracht.

Beim Betrieb dieser Abgasmeßeinrichtung haben sich Meß­ wertabweichungen ergeben, die unabhängig vom Sauerstoffge­ halt des Abgases sind. Diese Abweichungen führen zu nicht tolerierbaren Fehlern in der Steuerung/Regelung der Brenn­ kraftmaschine. Als Fehlergröße haben sich Druck- und Tem­ peraturschwankungen des Abgases herausgestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasmeß­ einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, deren Meßergebnisse nahezu unabhängig sind von Druck- und Temperaturschwankungen des Abgases.

Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merk­ male des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß zwischen der Abgasleitung und der Abgasmeß­ einrichtung ein Meßraum angeordnet ist, der eine gedros­ selte Gaseinlaßöffnung zur Abgasleitung und eine Gasaus­ laßöffnung aufweist, die mit einem Raum in Verbindung steht, in dem ein geringerer Druck als in der Abgasleitung herrscht, sind die durch die erfindungsgemäße Abgasmeßein­ richtung erzielten Meßwerte nahezu unabhängig von Druck- und Temperaturschwankungen des Abgases.

Vorteilhafterweise ist der Druck im Raum, der mit der Gas­ auslaßöffnung in Verbindung steht, nahezu konstant. Dies ist der Fall, wenn der Raum die Ansaugluftleitung der Brennkraftmaschine ist.

Zweckmäßigerweise ist die Abgasleitung und die Abgasmeß­ einrichtung mit dem Behälter über Flansche mit Dichtungen verbunden. Unter einem Flansch ist allgemein ein lösbares Verbindungselement verstanden. Damit der Behälter und die Abgasmeßeinrichtung thermisch von der Abgasleitung mög­ lichst gut abgekoppelt sind, sind erfindungsgemäß die Außendurchmesser der Dichtungen gegenüber den Außendurch­ messern der Flansche minimiert.

Zur weiteren thermischen Abkopplung besteht erfindungsge­ mäß die Dichtung zwischen der Abgasleitung und dem Behäl­ ter innerhalb des Flansches aus einer Scheibe, die min­ destens die als Drossel wirkende Gaseinlaßöffnung auf­ weist. Die Gaseinlaßöffnung ist hierbei kleinstmöglich ge­ wählt, so daß der Wärmefluß minimiert ist.

Weitere Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung, die im folgenden näher beschrieben ist.

Die Figur zeigt eine Abgasleitung 2 einer nicht näher ge­ zeigten Brennkraftmaschine bzw. Gasmotor. An die Abgaslei­ tung 2 ist eine Abgasmeßeinrichtung 1 zur Messung des Sauerstoffgehaltes des Abgases angeschlossen. Hierzu wei­ sen die Abgasleitung 2 und die Meßeinrichtung 1 jeweils einen Flansch 7, 12 auf, die über einen Behälter 13 mit­ einander verbunden sind. Zwischen den beiden Flanschen 7, 12 und dem Behälter 13 ist jeweils eine Dichtung 14, 15 angeordnet. Die Meßeinrichtung 1 besteht aus einer in einer Isolierung 3 angeordneten Meßeinrichtung 4, an die eine Meßsonde 5 angeschlossen ist, die aus der Isolierung 3 herausgeführt ist und in einen Meßraum 8 im Behälter 13 hineinragt. Die Meßsonde 5 durchstößt dabei den Flansch 7 und die Dichtung 15. Die Spitze 6 der Meßsonde 5 ist nahe­ zu in der Mitte des Meßraumes 8 angeordnet.

Die Dichtung 14 zwischen der Abgasleitung 2 und dem Behäl­ ter 13 besteht aus einer Scheibe, die mindestens eine als Drossel ausgebildete Gaseinlaßöffnung 9 aufweist. Diese Gaseinlaßöffnung 9 ist z. B. mittig in der Scheibe, auf der Symmetrieachse 16 der Meßsonde 5 angeordnet.

Damit der Behälter 13 und damit auch die Abgasmeßeinrich­ tung von der Abgasleitung 2 thermisch entkoppelt sind, sind die Außendurchmesser der Dichtungen 14, 15 gegenüber den Durchmessern der Flansche 7, 12 minimiert. Des weite­ ren ist die als Scheibe ausgebildete Dichtung 14 in Rich­ tung zur Abgasleitung 2 ausgeformt.

Neben der als Drossel ausgebildeten Gaseinlaßöffnung 9 hat der Meßraum 8 im Behälter 13 eine Gasauslaßöffnung 10, die über eine Leitung 17 mit der Ansaugluftleitung 11 der Brennkraftmaschine in Verbindung steht. Die Ansaugluftlei­ tung 11 führt wie gewöhnlich über einen Luftfilter 18 in die Zylinder der Brennkraftmaschine. Dadurch wird das Ab­ gas dem Motor wieder zugeführt und nicht in den Motorraum geleitet.

Bei der Gasauslaßöffnung 10 ist besonders wichtig, daß diese mit einem Raum in Verbindung steht, in dem ein ge­ ringerer Druck als in der Abgasleitung 2 herrscht. Dieser Druck sollte nahezu konstant sein.

Durch die eben beschriebenen Maßnahmen ist durch Bauteil­ anordnung, durch Anzahl, Form und Ausbildung der Dich­ tungen der Wärmefluß und die Strahlung gezielt auf ein Mi­ nimum reduziert.

Claims (6)

1. Abgasmeßeinrichtung, insbesondere zur Messung des Sauerstoffgehaltes im Abgasstrom einer Brennkraftmaschine, die an eine Abgasleitung (2) anschließbar ist, mit einer in einer Isolierung (3) angeordneten Meßeinrichtung (4), an die eine Meßsonde (5) angeschlossen ist, die aus der Isolierung (3) herausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abgasleitung (2) und der Abgasmeßeinrichtung (1) ein Behälter (13) mit einem Meßraum (8) angeordnet ist, in den die Meßsonde (5) hineinragt und der Meßraum (8) eine gedrosselte Gaseinlaß­ öffnung (9) zur Abgasleitung (2) und eine Gasauslaßöffnung (10) aufweist, die mit einem Raum in Verbindung steht, in dem ein geringerer Druck als in der Abgasleitung (2) herrscht.

2. Abgasmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Raum nahezu kon­ stant ist.

3. Abgasmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum die Ansaugluftleitung (11) der Brennkraftmaschine ist.

4. Abgasmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung (2) und die Abgasmeßeinrichtung (1) mit dem Behälter (13) über Flan­ sche (7, 12) mit Dichtungen (14, 15) verbunden sind.

5. Abgasmeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendurchmesser der Dich­ tungen (14, 15) gegenüber den Außendurchmessern der Flan­ sche (7, 12) minimiert sind.

6. Abgasmeßeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (14) zwischen der Abgasleitung (2) und dem Behälter (13) innerhalb des Flan­ sches (12) aus einer Scheibe besteht, die mindestens die als Drossel wirkende Gaseinlaßöffnung (9) aufweist.