DE3127038A1 - Verfahren zur vermeidung von nichtgleichgewichtszustaenden in abgasen von brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Vermeidung von ITichtgleichgewichtszuständen
• in Abgasen von Brennkraftmaschinen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Nichtgleichgewichtszustände lassen sich z. B. durch die Bestimmung von unverbrannten Komponenten wie Kohlenmonoxid in sauerstoffhaltigen Gasen mittels Falbleitersensoren feststellen und durch entsprechende Gegensteuerung vermeiden. Hierzu ist jedoch die Entwicklung spezieller Sensoren notwendig, die möglichst nur auf eine der unverbrannten Komponenten ansprechen.
• Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden tIerkmalen des Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es mit einer inzwischen entwicklungsmäßig ausgereiften Grenzstromsonde durchgeführt werden kann, wobei an sich bekannte elektronische Bauelemente und Schaltungen eingesetzt werden, um die Brennstoff-Luft-Zuführung zu optimieren.
• Bei laufendem Motor erreicht nach Öffnen des Auslaßventils eine im Auspuffsystem des Motors hinter diesem Auslaßventil angebrachte Grenzstromsonde eine Druck-onzentrationswelle der Gasmischung des verbrannten Zylinderinhalts. Die im Grenzstrombereich betriebene Sonde zeigt dann einen dem Sauerstoffgehalt proportionalen Grenzstrom an. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß nichtverbrannte Anteile, wie sie bei Betriebszuständen nahe der Laufgrenzen und des #= 1 - Punktes vorkommen,von der Grenzstromsonde bei dieser Anordnung nicht mit der gleichen Geschwindigkeit zur Gleichgewichtseinstellung gebracht werden wie die Diffusion zur Elektrode und die elektrochemische Umsetzung erfolgt, d. h. die Geschwindigkeit der Gleichgewichtseinstellung ist kleiner als die Geschwindigkeit der Diffusion des Gemisches zur Elektrode und der elektrochemischen Unsetzung. Solche Betriebszustände sind identisch mit erhöhten CO-, OH- und C-Gehalten, wie sie in der Anlage bei kleineren als den optimalen #-Werten gefunden werden. Ein solcher Betriebszustand äußert sich zunächst in einer mehr oder weniger starken Unruhe des fließenden Stromes. Bei genauer Analyse zeigt sich, daß solche Betriebszustände sich in Stromspitzen äußern, die in den lechselatrom eingelagert sind, welcher durch Druckschwankungen, die durch die Verbrennungsvorgänge in den Zylindern zeitlich periodisch auftreten, erzeugt werden, wobei diese Wechselstroiniomponente zur Notordrehzabl synchron ist. Durch die Analyse des Wechselstromsignals einer derartigen Grenzstromsonde läßt sich daher ein Signal gewinnen, das unerwünschte Betriebs zustände des Verbrennungsmotors, vorzugsweise des Dieselmotors, anzeigt, die bei kleineren als den optimalen X-erten liegen.
• Dieses Wechselstromsignal wird nun erfindungsgemäß für die Einregelung der optimalen #-Werte verwendet, indem seine Amplitude auf einem Minimum bei gleichzeitigem minimalem Ä gehalten wird.
• Dies gilt zunächst vorzugsweise für Dieselmotoren ohne Abgasrückführung; es hat sich jedoch gezeigt, daß das Verfahren auch für Dieselmotoren mit Abgasrückführung eingesetzt werden kann, da auch bei diesen Dieselmotoren der Beginn unvollständiger Verbrennung bei erhöhter Abgasrückführung mit Hilfe des beschriebenen Effektes erkannt werden kann. Dadurch wird eine optimale Einregelung der Abgasrückführung möglich.
• Beschreibung eines Ausführungsbeispiels In einem Dieselmotor wird im Abgasrohr hinter dem iuslaßventil eine mit einer Neßspannung beaufschlagte Grenzstromsonde eingebaut, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 27 11 880 bekannt ist. Der fließende Strom wird einem nicht zur Erfindung gehörenden Regelgerät zugeführt, welches gleichzeitig Amplitude und Häufigkeit der Stromspitzen registriert und den Stromwert in einen # #-Wert umsetzt. Das Regelgerät ist so aufgebaut, daß es in Abhängigkeit der aufgenommenen Jerte auf die Brennstoff-Luft-Zuführung derart einwirkt, daß die Amplitude der tlechselstromspitze-nwerte bei gleichzeitigem minimalem #-Wert auf einem Minimum gehalten wird.
• Das erhaltene Signal ist so schnell, daß sogar Verbrennungsvorgänge in einzelnen Zylindern registriert und zur Regelung herangezogen werden können.

Claims (1)

1. Anspruch Verfabren zur Vermeidung von Nichtgleichgewichtszuständen in Abgasen von Brennkraftmaschinen, bei denen im Abgasrohr hinter dem AuslaRventil eine Grenzstromsonde angeordnet ist, die mit einer Meßspannung beauSschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei unvollständiger Verbrennung auftretende Spitzenwerte eines Wechselstromsignales zur Einregelung optimaler #-Werte einem Regelgerät zugeführt werden, das auf die Brennstoff-Luft-Zuführung derart einwirkt, daß die Amplitude der Wechselstromspitzenwerte bei gleichzeitigem minimalem #-Wert auf einen I¢Iinimum gehalten wird.