DE1598827A1 - Gasentnahmesonde fuer Abgas-Analyse an Ottomotoren - Google Patents

Description

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1595827

Dr. Ing. A. van der Werth Hamburg ©Ο

Wilstorfer Straße 32

Dr. F. Lederer München 8,Lucile-Grahn-Str. 22

Hc Maihak AG-Hamburg 39

Gaaentnähmesonde für Abgas-Analyse an Ottomotoren»

Zur Durchführung von Abgas-Analysen an Ottomotoren wird das zu untersuchende Abgas über eine Entnahme«- sonde aus dem Auspuffrohr des Kraftfahrzeuges mittels' einer aas sogpumpe abgeschnüffelt und zum Grasanalysengerät befördert. Als Sonde wird ein Entnahmeröhrohen in das Auspuffrohr eingeführt und über eine Schlauchleitung mit dem Analysator verbünde».· Auf dem Gaswege von der Entnahmesonde bis zum Analyse.ngerät werden aus dem Abgas alle festen und flüssigen Bestandteile des Abgasgemisches (vornehmlich Ruß und Kondensatwasser) ausgefiltert, um die Punktion des Meßsystems nicht zu gefährden.

Die Erfindung betrifft eine Entnahmesonde für Gasanalysengeräte, die nach dem WärmetÖnungs- Meßprinzip arbeiten. Im Hahmen dieses Meßverfahrens wird das zu analysierende G-as über zwei in einer Meßbrüokenseh%itung liegende heizbare elektrische Widerstände geleitet, von denen der eine, der sogenannte Meßdraht, so beheizt wird und gleichzeitig als Katalysator ausgebildet ist, daß z.B. die Kohlenstoff-Komponente des Abgases (bzw. andere unverbrannte Gaskomponenten) durch katalytisch^ Wirkung an der Oberfläche des Drahtes zu Kohlendioxy* oxydiert, während der andere Widerstand, der sogenannte Vergleiohsdraht, so beheizt und ausgebildet ist, daß an aejaer Oberfläche noch keine Oxydation der 00-Gaskomponente eintritt. Die am Meßdraht frei werdende

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Oxydationswärme erhöht die Temperatur und damit auch den elektrischen Widerstand dieses Drahtes, so daß das Gleichgewicht der Brückenschaltung gestört wird. Die Verschiebung des Brückengleiehgewiehtös ist ein Maß (im allgemeinen in "Vol.-56" angegeben) für die am.Meßdraht oxydierte Gaskomponente (bzw. oxydierten Gaskomponenten) des Abgasgemisehea«

Zur vollständigen Oxydation der gesuchten unverbrannten oder nur teilweise verbrannten Komponente (oder Komponenten) des Abgasgemisches wird am Meßdraht Sauerstoff benötigt, der im Abgas nicht in ausreichendem Maße vorhanden ist. Die bekannten, nach dem Wärmetönungs-Meßprinzip arbeitenden Abgas-Analysengeräte für Ottomotoren fügen den benötigten Sauerstoff dem zu analysierenden Abgas im Analysen— gerät in einer vor der Meßkammer liegenden Mischkammer hinzu, indem die Gaspumpe, die das Abgas zum Analysator befördert, über einen sepaaaben kalibrierten Ansaugstutzen zusätzlich auch Frischluft ansaugt»

Da die Zumischung von FrJBchluft eine Verdünnung des zu analysierenden Abgases darstellt, ist ein solches Zumischen meßtechnisch nur dann WSffiPfrf tragbar, wenn das Mengenverhältnis Abgas/Frischluft verläßlich konstant ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß diese Vorbedingung für Zumisch-Sinrichtungen dieser Art an Abgas-Analysengeräten für Ottomotoren in der Praxis nicht gegeben ist; denn der Querschnitt einer der beiden Strömungskanäle, nämlich die Abgas-Eeitung, bleibt im Betriebszustand des Gerätes nicht konstant·

ν In der Abgas-Schnüffelleitung mit ihren Staubfiltern

_» und ihrem Wasserabscheider verändert sich infolge

JjJ Ruß- und kondensierender Feuchtigkeits-Ablagerung

der Leitungsquersohnitt laufend und unkontrollier-

e> bar, während der Leitungaquerschnitt des Frisohluft-

O weges weitgehend konstant bleibt, d.h. die be-

JJ sohriebene, ohne bewegte Teile arbeitende Luftzumisch-

Einrichtung sichert im praktischen Betrieb kein

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konstantes Mengenverhältnis Abgas/Rrischluft,

Diese Unzulänglichkeit der beschriebenen Luftzumisoh-Einriehtung vermeidet die vorliegende Erfindungaie betrifft eine tmnfalls ohne bewegte Teile arbeitende Zumisoh-Sinriehtung eines nach dem Wärmetönungs-Meßprinzip arbeitenden Abgas-Analysengeräts für Ottomotoren, die zufolge geeigneter Anordnung der Frischluftzuführung unter allen Betriebsbedingungen, d.h. auch bei Querschnittveränderungen der Schlauchleitung von der f*nt nähme sonde zum Analysengerät ein konstantes Abgas/luft-Mengenverhältnis sichereteilt·

Die erfindungsgemäße Grasentnahmesonde für Abgasanalyse an öttomotren nach dem Wärmetönungs-Meßprinzip, die in daa Auspuffrohr von Kraftfahrzeugen einführbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Int nähme sonde in der !"ähe der Sondenöffnungen für den Eintritt des Abgases einen zusätzlichen Anschluß-Stutzen für Ansaugimg von !frischluft hat, dessen Einströmöffnung dem Abgasstrom aus dem Auspuffrohr abgewandt ist·

In der neuen Vorrichtung wird somit die Irischluft nicht in bekannter Weise in einer Mischkammer des AnalyseÄgerätes sondern bereits in der Abgas-Entnahmesonde zugemiaoht, über die das Abgas aus dem Auspfiff rohr abgesogen wird. Hierdurch beeinträoh-* tigen die. in der Betriebapraxia unvermeidlichen Quereohnitteveränderungen dieser für Abgas- und Frischluft nach der Erfindung gemeinsamen Schlauen— leitung sum Analyatngeräi das Mengenverhältnis Abgas/ -Luft nicht, d.h. die Ver&öanung des asu analysierenden Abgases bleibt konstant» trotz beliebiger Qaer-

der Söhlauohleitung (einschließ-

ο lieh zwiaohengeficbAlteter filter) durch Ruß- und ^ Waaaerablagerungen·

σ> Nach der Erfindung 1st der priaohluft-Aneaugetutaen o der Abgaeentnahaeaonde so angeordnet» daß er nicht' JJ im AbgasetrOE des Auspuffrohres liegt, so daß das ° Ansaugen weitgehend unvereeuohter Frischluft gewährleistet iet· Im titeigen Hürde eine eventuelle CO-

Verseuchung der Auspuffrohr-Umgebung, aus der Frischluft abgesaugt wird, im ppm-Bereich liegen, während der zu analysierende ÖO-Gehalt des Auspuffgases im ^-Bereich liegt, so daß eine Gefährdung des Meßergebnisses praktisch nicht zu befürchten wäre. Um jedoch etwaige Befürchtungen in dieser Richtung mit Sicherheit auszuschließen, erfolgt nach einer besonderen Ausführung der Erfindung die Frischluft-Ansaugung an der Abgas-Entnahmesonde über einen im Frischluft-Ansaugstutzen angeordneten Katalysator, bei dessen Anwesenheit bereits bei Zimmertemperaturen etwa vorhandene OO-Spuren zu COp oxydiert werden, so daß die angesaugte Frischluft mit Sicherheit CO-frei ist. Die in der angesaugten luft dann etwa vorhandenen COp-Spurenanteile beeinträchtigen die Messung nicht«

Die Fig. 1 zeigt eine beispielhafte AusÜhrung der Erfindung.

Mittels des über das Kraftfahrzeug-Auspuffrohr 1 'zu schiebenden Halterohres 2 wird das Abgas-Entnähmeröhrchen 3 in das Auspuffrohr 1 eingeführt·

Über die Röhrchenöffnungen 4 tritt das zu analysierende Abgas in die Entnahmesonde ein.

Die Frischluftzufuhr erfolgt über das Röhrchen 5» Abgas- und Frischluftstrom vereinigen sich vor dem Staubfilter 6 und strömen dann gemeinsam über die auf den Schlauchanschluß 7 aufgeschobene Schlauchleitung zum Analysator. In der Praxis unvermeidbare Querschnittsveränderungen dieses Strömungsweges durch Schlauchquetsohungen, Filterverstopfungen oder Wasserausscheidungen verändern das Mengenver-

o hältnis Abgas/Friechluft nicht, da sie beiden oo Ströffiungsmedien gemeinsam sind·

°* Fig. 2 zeigt die gleiche Entnahmesonde wie lig. 1, ο wobei lediglich am Eingang der Frischluftzuführung

*> in einer beispielhaften Darstellung ein Katalysator angeordnet 1st·

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Claims (2)

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1. (rasentnahmeaonde für Abgasanalyse an Ottomotoren nach dem Warfst önungs-Meßprinzip, die in das Atis·- puffrohr von Kraftfahrzeugen öinführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmesonde in der Nähe der Sondenöffnungen für den Eintritt des Abgases einen zusätzlichen Aneoliluß-Stutzen für Anaaugung τοη frischluft hat, dessta Einströmöffnung dem Abgasstrom aus dem Auspuffrohr abgewandt ist·

2. Gasentnahmesonde nach Anspruch 1, dadurch gek ennze iohne t, daB im Anschluß-Stutzen für die !rischluft-Ansaugutig ein Katalysator zur automatischen Oxydation von in der Iriaohlufi enthaltenen oxydationsfähigen Anteilen angeordnet ist.

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