Numerische Untersuchungen des Stofftransports und der Signalentstehung in Lambdasonden
Stephan Göll
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Stephan Göll, Numerische Untersuchungen des Stofftransports und der Signalentstehung in Lambdasonden (2010), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832597634
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Beschreibung / Abstract
Lambdasonden ermöglichen die gezielte Einstellung des motorischen Luft-Kraftstoff-Gemischs. Dadurch unterstützen sie die dynamische Motorregelung und gewährleisten den einwandfreien Betrieb des 3-Wege-Katalysators.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Breitband-Lambdasonden, die den Restsauerstoffgehalt im Abgas sowohl im fetten als auch im mageren Bereich messen. Ihre Funktionsweise beruht auf dem Grenzstromprinzip, weshalb die innenliegende, amperometrische Messzelle durch eine mikroporöse Diffusionsbarriere vom Abgas getrennt ist. Folglich haben neben den elektrochemischen Vorgängen die Gasdiffusion sowie Mikroströmungen maßgeblichen Einfluss auf die Signalentstehung. Die entwickelte Methode zur Signalberechnung basiert deshalb auf einem umfassenden Gastransportmodell. Damit kann das Betriebsverhalten der Sensoren sowohl für stationäre als auch für instationäre Randbedingungen bestimmt werden.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Breitband-Lambdasonden, die den Restsauerstoffgehalt im Abgas sowohl im fetten als auch im mageren Bereich messen. Ihre Funktionsweise beruht auf dem Grenzstromprinzip, weshalb die innenliegende, amperometrische Messzelle durch eine mikroporöse Diffusionsbarriere vom Abgas getrennt ist. Folglich haben neben den elektrochemischen Vorgängen die Gasdiffusion sowie Mikroströmungen maßgeblichen Einfluss auf die Signalentstehung. Die entwickelte Methode zur Signalberechnung basiert deshalb auf einem umfassenden Gastransportmodell. Damit kann das Betriebsverhalten der Sensoren sowohl für stationäre als auch für instationäre Randbedingungen bestimmt werden.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 Einleitung
- 1.1 Funktionsweise und Anwendung von Sauerstoffsensoren
- 1.2 Aufgabenstellung
- 1.3 Literaturübersicht: Modellierung des Gastransports in Sauerstoffsensoren
- 2 Gastransport in porösen Medien
- 2.1 Grundlagen
- 2.2 Literaturübersicht: Transportmodelle
- 3 Modellgleichungen
- 3.1 Erhaltungsgleichungen
- 3.2 Chemische Stoffumwandlung
- 3.3 Transportkoeffizienten
- 3.4 Gleitrandbedingungen
- 3.5 Modellreduktion
- 3.6 Erweitertes Modell des Stoff- und Wärmetransports in porösen Medien
- 4 Numerische Lösung
- 4.1 Reduziertes, eindimensionales Modell
- 4.2 Mehrdimensionales Modell
- 5 Ergebnisse
- 5.1 Voruntersuchungen
- 5.2 Abgassensoren
- 5.3 Mikroskala-Untersuchungen
- 6 Ausblick