DE2351828A1

DE2351828A1 - Anordnung zur beseitigung schaedlicher abgasbestandteile

Info

Publication number: DE2351828A1
Application number: DE19732351828
Authority: DE
Inventors: Axel Dr Ing Koenig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1973-10-16
Filing date: 1973-10-16
Publication date: 1975-04-24

Description

TOLKSWAGEBfW.E EK
Akti enge sells chaft
3180 Wolfsburg

Unser Zeichen: E 1557
17o2-pt-hu-ge

0S.iO.73

Anordnung zur Beseitigung schädlicher Abgasbestandteile

Die Erfindung betrifft eine Unordnung zur Beseitigung schädlicher Bestandteile in den Abgasen einer Brennkraftmaschine und ist gekennzeichnet durch einen in der Abgasleitung angeordneten Reaktor in Kombination mit einem in Strömungsrichtung der Abgase hinter dem Reaktor angeordneten katalytischen Temperaturfühler, dessen elektrische Ausgangssignale einer Auswerteeinrichtung zur Gewinnung eines Signals bei Ausfall des Reaktors zugeführt werden.

Bekanntlich verwendet man zur Abgasreinigung, insbesondere zur Reinigung von Automobilabgasen, thermische und katalytische Reaktoren. Insbesondere beim Einsatz derartiger Reaktoren in mobilen Einrichtungen besteht die Gefahr der Zerstörung. Weiterhin kann die Funktionsweise eines Reaktors durch katalytische Vergiftung nachteilig beeinflußt werden. Da solche Beschädigungen des Reaktors sinnlich nicht wahrnehmbar sind, stellen sie eine Gefahr für die Umwelt dar. Hier abzuhelfen ist Aufgabe der Erfindung. Durch Anordnung eines katalytischen Temperaturfühlers in Strömungsrichtung der Abgase hinter dem Reaktor wird ein Signal dann erzeugt, wenn die Abgase hinter dem Reaktor noch in solchem Maße verbrennbare Bestandteile ent-halten* daß hieraus auf eine Beeinträchtigung der Punktion des Reaktors geschlossen v/erden kann.

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BAD ORIGINAL

Aus der US-Patentschrift 2 923 6°3 J·³* es bekannt, beispielsweise ein Thermoelement als Temperaturfühler in Kontakt mit katalytischem Material zur Gewinnung -eines Signals für das Vorhandensein von Gasen oder Dämpfen zu verwenden. In Anwendung auf die Erfindung bedeutet dies, daß an dem in Ströinungsrichtung der Abgase hinter dem Reaktor angeordneten katalytischen Temperaturfühler eine Reaktion zwischen im Abgas noch enthaltenen brennbaren Bestandteilen und Sauerstoff stattfindet, deren Wärmetönung über den Temperaturfühler, dex· ein Ther/noelement oder ein temperaturabhängige!' elektrischer Widerstand sein kann, über die Eigenschaften des Temperaturfühlers ein Signal ex'zeugt. Die Erfindung besteht demgemäß in der Kombination eines Reaktors, der ein thermischer oder katalytischer Reaktor sein kann, mit einem nachgeschalteten katalytischen Temperaturfühler.

Bisher war nur der Jail betrachtet worden, daß Ursache für die Beeinträchtigung der Funktion des Reaktors eine Zerstörung desselben, sei es mechanischer Natur oder sei es durch Katalysatorvergiftung, ist. Es ist aber auch möglich, daß der Reaktor sich zwar im ordnungsgemäßen Ztistand befindet, aber die erwünschte Abgasreinigung infolge Sauerstoffmangels nicht eintritt. Dieser kann auf Unzulänglichkeiten im Bereich ganz anderer Teile beruhen. Beispielsweise kann Ursache hierfür eine falsche Gemischeinstellung der Brennkraftmaschine oder ein Defekt an der dem Reaktor zugeordneten Sekundärluftpumpe sein. Eine auch für diesen Fall besonders zweckmässige Ausbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Temperaturfühler in einer Abzweigung von der Abgasleitung liegt, die mit einer Luftzuführung versehen ist. Die Luftzufuhr kann durch Injektorwirkung erfolgen. Da nämlich bei Sauerstoffmangel die Umsetzung sowohl im Reaktor als auch am katalytischen Material des Temperaturfühlers verringert wird oder ganz unterbleibt, ist es zur Gewinnung des Signals erforderlich, den den Temperaturfühler durchströmenden Abgasen Sauerstoff zur Reaktion am katalytischen Material des Temperaturfühlers zuzuführen.

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BAD ORIGINAL

Der katalytische Temperaturfühler kann mit einem katalytisch inaktiven weiteren Temperaturfühler ausgangsseitig zusammengeschaltet sein. Enthält der katalytische Temperaturfühler ebenso •wie der weitere Temperaturfühler ein Thermoelement, so wird man · die Zusammenschaltung im Sinne, einer Gegeneinandersohaltung und damit Differenzbildung aus den beiden Spannungen ausbilden. Bei Verwendung von temperaturabhängigen elektrischen Widerständen im Rahmen der Temperaturfühler kann man in bekannter Weise eine Brückenschaltung verwenden.

Es ist zweckmässig, bei Verwendung von zwei Temperaturfühlern diese'auf einem gemeinsamen Sockel anzuordnen, der in die Abgasleitung nach Art eines Stutzens eingeschraubt wird.

Weiterhin ist es vorteilhaft, zum Schutz der Temperaturfühler vor mechanischen. Beschädigungen, beispielsweise durch Zerbröckeln des Katalysatormaterials des Reaktors, diese mit einer Schutzhülle zu umgeben. Die Schutzhülle muß gasdurchlässig sein. Sie dämpft ferner die Abgaspulsationen und verringert damit die zeitlichen und örtlichen Schwankungen der Abgastemperatur. Insbesondere dann, wenn nur ein einziger Temperaturfühler. Einsatz . findet, ist dieser Gesichtspunkt zur Gewinnung eines Signals bei einem definierten Wert der Abgaszusammensetzung wichtig. Weiterhin kann die Schutzhülle die Anspreehgeschwindigkeit des oder der Temperaturfühler Verringern, damit diese nicht schon bei kurzzeitigen Überlastungen des Reaktors ansprechen,, wie dies bei plötzlichem Vollgasbetrieb der Pail sein kann.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren erläutert,

Gemeinsam ist beiden Figuren der thermische oder katalytische Reaktor 1 bekannten Aufbaus, der in die Hauptabgasleitung 2 eingeschleift ist. Das Abgas durchströmt die Anordnung im Sinne des Pfeils. . ■ ,

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Betrachtet man. nun zunächst Figur 1, so ist in die Haupt abgasleitung 2 in Strömungsrichtung der Abgase hinter dem Reaktor der Halter 3 eingeschraubt, der die beiden temperaturabhängigen elektrischen Widerstände 4 und 5 als Temperaturfühler trägt. Während der erste Temperaturfühler 4 ^mit einer bei 6 angedeuteten Schicht aus katalytisch wirksamen Material, beispielsweise Platin oder einem anderen Edelmetall, besteht, ist der weitere Temperaturfühler 5 katalytisch inaktiv ausgebildet. Das bedeutet, daß beim Vorhandensein brennbarer Bestandteile in den Abgasen in Strömungsrichtung hinter dem Reaktor an der katalytischen Schicht 6 des katalytischen Temperatiirfühlers 4 eine Reaktion mit einer Wärmetönung auftritt, die eine Veränderung des elektrischen Widerstandswertes dos Temperaturfühlers 4 gegenüber dein Widerstandswert des weiteren Temperaturfühlers 5 hervorruft. Hierdurch erfolgt eine Verstimmung der allgemein mit 7 bezeichneten Brücke, die ferner die beiden Pestwiderstände 8 und J sowie in ihren beiden Diagonalen die Spannungßquelle 1o und die Glühlampe 11 als Signalgeber enthält^ Bei einem Kraftfahrzeug kann die Lampe 11 beispielsweise im Armaturenbrett angeordnet sein, so daß der Fahrer durch Aufleuchten der Lampe 11 erfährt, daß der Reaktor 1 nicht ordnungsgemäß arbeitet.

Diese zur Signa.lg.3be ausgenutate Verbrennung von Eohlenmonoxyd ■und. Kohlenwasserstoffen an der katalytisch aktiven Schicht β des

f Temperaturfühlers 4 kann nur dann stattfinden, wenn die Abgase in Strömungsrichtung hinter dom Reaktor genügend. Sauerstoff enthalten. Dieser Sauerstoff kann entweder direkt von der Zylinderfüllung, her stammen, wenn die Brennkxaftmaschine ein genügend mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch erhält,¹ es sind aber auch Anordnungen bekannt; bei denen in die Abgasleitung Sekundärluft vor der Ktyalrboranordmuig eingeblasen wird. Der ihiöfall der Anordnung zur Beseitigung schädlicher Abgase ketra s,lso auch dadurch verursacht sein, daß der Reaktor 1 swax voll in Ordnung ist, ε-hex· duxch i"a,lf:.obo I-To'lon'ciiiHt^T liJTig oCz-x' durch. J;n,-:To'.Vx der E«lamä.äx'Iu:F1;·-·

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BAD ORIGINAL'

zuführung der zur Umsetzung erforderliche Sauerstoffanteil im Reaktor 1 nicht vorliegt. Der hierdurch bedingte Ausfall der Anordnung kann mittels der in Figur 1 dargestellten erfindungsgemäßen Anordnung nicht signalisiert' werden, da dann auch der für die Umsetzung am katalytischen Material 6 des Temperaturfühlers 4 erforderliche Sauerstoff fehlt.

Eine Anordnung die auch diesen Pohlcrfall isit signalisiert, zeigt 3?ig. 2. Ton der Abgas-Hauptleitung 2 zweigt eine Nebenleitung 12 ab> die mit der Luftzuführung 13 versehen ist. Bei der Luftzufuhr wird hier die Injektorwirkung durch das i^römende Abgas ausgenutzt. In dieser Nebenleibung 12 ist wiede:m;n ein Halter 14 angeordnet, der entsprechend dom Halter 3 ausgebildet und mit z\omindost einem Temperaturfühler versehen ist« Die elektrische Auswerteschaltung ist in I'igur 2 nicht nochraalD dargestellt» Bei dieser Anordnung wird also sowohl bei Beschädigung des Reaktors 1 als auch bei Ausbleiben seiner Wirkung infolge Säuerstoffmangels ein Signal erzeugt.

Es ist zweckin.äsßigs wie in Figur 1 dargestellt, die Temperaturfühler mit einer Schutzhülle 15 zu versehen, die aber selbstverständlich gasdurchlässig f.:ein nniß,.

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Claims

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|1./Anordnung zur Beseitigung schädlicher Bestandteile in den Abgasen einer Brennkraftmaschine, gekennacichnet durch einen in der Abgasleitung (2) angeordneten Reaktor (i) in Kombination mit einem in Strömungprichtung der Abgase hinter dem Reaktor (i) angeordneten katalytischer! Temperaturfühler (4)5 dessen-elektrisch.". AuRgangssigna]e einor Auswerteelnrichtung (7) zur Gewinnung eines Signals bei Aunfall &ss Reaktors (l) zugeführt werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (I4) iⁿ einer Abzweigung (i2) von der Abgasleitung (2) liegt, die mit einer Luftzuführung (1?) !''ersehen ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der katalytisch^; '.t'cu.iperaturfi'hj or (4) mit einem katalytisch inaktiven weiteren Tuinperaturfülilcr (5) auuga.ngsseit.ig suuaia/jiengesehaltet lot.

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