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Sensing the future

Sommerferien von 31. Juli - 11. August

Aus unserem Produktprogramm:

Temperaturfühler, Differenzdrucksensoren für Partikelfilter, Luftmassenmesser, Stickoxidsensoren sowie Beratung und Seminare zu Themen der Abgassensorik und Abgasnachbehandlung.

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Wie wird ein T3-Fühler eingesetzt und was sagt sein Signal aus?

Insbesondere im Bereich der Leistungssteigerung von Ottomotoren wird gerne möglichst lange mit einem Gemisch λ = 1 oder mager (λ > 1) gefahren. Mit der Drehzahl und Last steigt die Abgastemperatur.  Ein guter Turbolader hält heute kurzzeitig 980 – 1050°C Gaseintrittstemperatur aus. Ein moderner Katalysator kurzzeitig 850-900 °C. Kurzzeitig bedeuten wenige Minuten. Längere Expositionszeiten gehen zu Lasten der Bauteillebensdauer.  Moderne aufgeladene Ottomotoren können leicht in Regionen über 1000°C kommen. Daher wird bei Serienfahrzeugen im oberen Lastbereich der Lambdaregelbereich verlassen und angefettet. Der zusätzliche Sprit reduziert die Abgastemperatur sehr effektiv.  Als Daumenregel gilt: Anfetten um λ= 0,1 reduziert die Abgastemperatur um ca. 100 °C. Wenn nun beispielsweise ein Fahrzeug mit Ottomotor dauerhaft mit 200 km/h über eine leere Autobahn bewegt wird, kann sich ohne thermische Maßnahmen eine Abgastemperatur im Krümmer von mehr als 1050 °C einstellen. Das wäre dem Turbolader zu viel. Daher sollte als Sofortmaßnahme um λ = 0,15 angefettet werden. Jetzt muss der Lambdaregelkreis verlassen werden. Abgaswerte spielen über 120 km/h ohnehin nach gegenwärtiger Gesetzgebung keine Rolle. (Der für die Zertifizierung relevante Prüfzyklus NEDC geht nur bis 120 km/h). Als Folge wird die Abgastemperatur nun auf ca. 900°C sinken. Das Signal der Lambdasonde ist nun zu ignorieren ( diese darf ohnehin nur maximal 930 °C ausgesetzt werden, ab 850 °C wird sie nicht mehr betrieben). Jetzt kommt der Abgastemperaturfühler T3 zum Einsatz. Der Name T3 folgt aus der Position, die durchnummeriert wird: T1 Ansauglufttemperatur am Lufteinlass, T2 Ansauglufttemperatur unmittelbar vor der Brennkammer, T3 Gastemperatur direkt nach der Verbrennung, T4 Gastemperatur nach Turbolader, etc. Erkennt nun der T3-Fühler, dass sich nicht 900°C eingestellt haben, sondern beispielsweise 930°C, dann sind weitere Maßnahmen zu ergreifen: Die nächste Stufe der Anfettung wird aktiviert, z. B. auf λ=0,75. Verharrt die Gastemperatur dann immer noch auf zu hohem Niveau, geht es nur noch mit Brachialmethoden: Die Motorlast muss reduziert werden, d. h. die Spritzufuhr wird reduziert. Dieser Leistungsverlust wird nun vom Fahrer registriert und ist ohne Alternative.

Hieraus ergibt sich, dass ein T3-Fühler die härteste Spezifikation aller Abgastemperaturfühler erfüllen muss:

  • Den höchsten Messbereich bis 1100°C Gastemperatur
  • mechan.  Stabilität bei höchster Gastemperatur (Gefahr des Fühlerbruchs mit nachfolgendem Turboladerschaden)
  • kurze Reaktionszeit
  • gute Wiederholgenauigkeit (keine Sensordrift) auch bei großen Temperatursprüngen
  • EMV-Festigkeit

Es liegt auf der Hand, dass Fühler aus dem Heimwerkermarkt für solche Anwendungen nicht konzipiert wurden.

Im Bereich der Leistungssteigerung werden gerne T3-Fühler zur Bauteilüberwachung eingesetzt. Den richtigen Messpunkt zu finden ist gar nicht so einfach. Der Fühler sollte vor dem Turbolader platziert werden, in einem gut angeströmten Bereich. Hier empfiehlt sich die Vereinigungsstelle des Abgassammlers. Bei manchen vielzylindrigen Motoren ist die Abgasanlage zweiflutig ausgelegt. Oft läuft dann eine Bank heißer als die andere. Welche das ist, muss herausgemessen werden.  Dann reicht es die heißere Bank zu überwachen. Am besten ist der Fühler mit einer Einschweißmuffe SO-200 zu befestigen. Dies erfordert Schweißarbeiten, ist aber am stabilsten. Damit können mittels Überwurfmutter sehr stabile Fühler eingebaut werden. Alternativ können Klemmringverschraubungen bei schwierigen Verhältnissen eingesetzt werden. Achtung! Nur 1/3 der Gewinderinge sind tragend.  Je größer das Gewinde, desto höher die Tragfähigkeit. Es macht keinen Sinn in einen 2 mm starken Krümmer eine M6 Klemmringverschraubung einzusetzen und danach das Ganze auf über 1000 °C mit Vibrationsbelastung hochzuheizen.

Wie interpretiert man die EGT-Anzeige? Solange man auf der Straße 120 km/h nicht überschreitet sollte man die zugelassene Motorsteuerung unangetastet lassen, um weiterhin die Emissionsgesetze und die Fahrzeugzulassung zu erfüllen. Hier werden selten Temperaturen über 820°C erreicht. Ein Grenzfall ist das Ziehen eines schweren Hängers über einen Paß.  Greift man in die Motorsteuerung ein, dann sollten vor Turbolader nicht mehr als 1020 °C erreicht werden. Jeder Fühler ist in gewissem Maße träge. Steigt die Anzeige schlagartig an, kann man davon ausgehen, dass der Fühler nicht in gleichem Maße mit der Gastemperatur Schritt hält. Hier kommen Umwärmeffekte, Temperaturleitung und andere Einflüsse zum Tragen, so dass ein gewisser Vorhalt zu berücksichtigen ist.  40°C Wärmeableitung bei über 1000°C Gastemperatur sind ein üblicher Wert. Mit anderen Worten, obwohl die EGT-Anzeige nur 1010°C zeigt, herrschen bereits 1050°C Gastemperatur. Dann wäre es fatal weiterhin Bleifuß zu fahren und zu warten bis 1050°C angezeigt werden. Vielmehr sollte man bei der Anzeige DU-EGT bei normalem Turbo nicht über 900 °C hinausgehen. Bei sehr temperaturbeständigen Ladern kann man 20-70°C höher gehen. Neben dem Turbolader stellt der Katalysator ein weiteres temperaturgefährdetes Element dar. Bei Übertemperatur versagt zumeist die sauerstoffspeichernde Ceroxidschicht, was problemlos von der zweiten (Diagnose-) Lambdasonde nach Kat erkannt wird. Hier sind oft schon 850 °C EGT zu viel. Ist dem Katalysator ein Turbolader vorgeschaltet, ist dies meist kein Thema mehr. Der Turbolader wirkt als Wärmesenke und entzieht dem Abgas ca. 150 °C an Wärme. So richtig wohl fühlt sich ein Dreiwegekatalysator zwischen 360°C (Light-Off) und 780°C. Dies gilt nicht für die Lean-NOx-Trap eines Schichtlademotors. Die verabschiedet sich wesentlich früher.

DTS-V III Set small

Zur professionellen Abgastemperaturüberwachung insbesondere für den Rennsport empfehlen wir unser DTS-V III Set.

Dieses Komplettpaket ist mit diversen Eintauchtiefen, Befestigungsvarianten und Kabellängen verfügbar und kann individuell konfiguriert werden.

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