Uitlaatgastemperatuursensor

Uitlaatgastemperatuursensoren zijn onmisbaar in moderne voertuigen omdat zij onderdelen in het gebied van de hete uitlaatgasstroom beschermen tegen ernstige oververhitting

Functie
Motoren worden steeds milieuvriendelijker en zuiniger, maar ontwikkelen tegelijkertijd meer vermogen. Dit wordt hoofdzakelijk bereikt door zogenaamde “downsizing”, waarbij motoren met een kleinere cilinderinhoud worden uitgerust en de overeenkomstige vermogensverliezen worden gecompenseerd door turbocompressie of supercharging.

In de loop van deze ontwikkeling is de technologie van uitlaatgastemperatuursensoren in de afgelopen decennia ook steeds complexer geworden. Oorspronkelijk waren de sensoren vooral bedoeld om katalysatoren te controleren, maar zij zijn nu onmisbaar geworden voor de bescherming van onderdelen.

Het sensorelement wordt aan de bovenkant van de behuizing geplaatst. Het element is een halfgeleiderweerstand (“NTC-type”) met een zogenaamde negatieve temperatuurcoëfficiënt. Dit betekent dat hij een hoge weerstand heeft bij lage temperatuur en een lage weerstand bij hoge temperatuur. De weerstand neemt dus af naarmate de temperatuur stijgt. Aan elke gemeten weerstand wordt in de besturingseenheid een temperatuur toegewezen.

NTC Negatieve temperatuurcoëfficiënt

Het mogelijke meetbereik en de exacte aan de temperaturen toegekende weerstanden variëren naar gelang van het ontwerp van de sensor.

Het materiaal van het element is gebaseerd op een perovskietstructuur, een minerale structuur. Deze structuur wordt gevormd door legeringen van titaniumtrioxide (TiO3), een chemische verbinding uit de titanaatgroep. De perovskietstructuur is dus een titaanbevattende minerale structuur.

UITLAATGASTEMPERATUURSENSOREN IN BENZINE- EN DIESELMOTOREN
Uitlaatgastemperatuursensoren zijn nu te vinden in auto’s met diesel- en benzinemotoren.

Uitlaattemperatuursensoren in benzinemotoren

Bij benzinemotoren worden uitlaatgastemperatuursensoren hoofdzakelijk gebruikt ter bescherming van onderdelen (oververhittingsbescherming). Kritische onderdelen die hier in het oog moeten worden gehouden zijn met name de turbocompressor en de katalysator. Indien de temperatuursensor een te hoge temperatuur van deze onderdelen meldt aan de motorbesturingseenheid, zal deze dienovereenkomstig reageren om de temperatuur te verlagen, b.v. door de aanjaagdruk (en dus het vermogen) te verlagen.

Ter bescherming van de katalysator wordt, afhankelijk van de afstelling van het motormanagementsysteem, de inspuithoeveelheid (en dus het brandstofverbruik) verhoogd om de katalysator af te koelen. Vooral moderne motoren met directe inspuiting en gedeeltelijk “lean-burn”-werking zijn hier kritisch en moeten dienovereenkomstig worden bewaakt.

Uitlaatgastemperatuursensoren in dieselmotoren

Bij dieselmotoren worden de uitlaatgastemperatuursensoren ook gebruikt om de temperatuur van het dieseldeeltjesfilter (DPF) te bewaken. Hier is het minder een kwestie van bescherming tegen oververhitting. Het gaat er veel meer om vast te stellen dat de temperatuur die nodig is voor het vrijverbrandingsproces (regeneratie) van het deeltjesfilter wordt bereikt.

Verdere toepassing van uitlaatgastemperatuursensoren

De samenstellen voor de vermindering van stikstofoxiden (NOX-reductie) zijn ook voorzien van uitlaatgastemperatuursensoren. Dit zijn de NOX-opslagkatalysator voor benzinemotoren en de SCR- of LNT-katalysator voor dieselmotoren. Hier dient de temperatuurbewaking om te controleren of de minimumtemperatuur voor de werking van de katalysatoren wordt bereikt en om deze te beschermen tegen oververhitting.

De nieuwste generaties uitlaatgastemperatuursensoren hebben een meetbereik van -40 °C tot +900 °C.

Intussen zijn de systemen voor de hercirculatie van uitlaatgassen ook gedeeltelijk uitgerust met temperatuursensoren. De gemeten waarde wordt gebruikt voor diagnose (OBD) van het EGR-systeem. Deze sensoren hebben in wezen dezelfde functie als de andere uitlaatgastemperatuursensoren, maar zijn compacter gebouwd en de maximaal meetbare temperatuur is lager, namelijk 400 °C.

INSTALLATIEPOSITIES VAN DE UITLAATGASTEMPERATUURSENSOREN
De bovengenoemde taken resulteren in de montageposities van de temperatuursensoren: zij worden vóór of achter de turbocompressor, vóór of achter de katalysator, vóór en achter het DPF (dieseldeeltjesfilter) en op de onderdelen van het NOX-reductiesysteem gemonteerd.

Plaats een reactie