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  Glühstift mit Drucksensor



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Sie haben sicher schon so seltsame Zündkerzen mit mehr als nur dem einen Anschluss für die Hochspannung gesehen. Das ist der Versuch, während der Verbrennung etwas über den Zustand im Brennraum zu erfahren. Auch und gerade zur Erfüllung der neusten Abgasvorschriften gilt immer noch der alte Satz: Was man unmittelbar bei der Verbrennung vermeidet, braucht man nachher nicht zu entgiften. Rohemissionen, also solche die im Prinzip unmittelbar beim Verlassen des Brennraums gemessen werden, sollen schon eine besondere Qualität aufweisen.

Und was hat das mit dem Dieselmotor zu tun? Zweierlei. Einmal konnte man bisher noch nicht so wie mit diesen besonderen Zündkerzen Echtzeitwerte aus dem Brennraum gewinnen und zweitens scheinen die Hürden der künftigen Abgasgesetzgebung für ihn besonders hoch zu sein. Deshalb ist das zunächst von Beru entwickelte System der Druckmessung über den Glühstift besonders aktuell.

Die Technik der Glühstiftsensorik ist relativ schnell erklärt. Eine Besonderheit ist offensichtlich der bewegliche Heizstab, der den im Brennraum herrschenden Druck auf eine Stahlmembrane überträgt, deren Bewegung von einer wärmeisolierten Elektronik ausgewertet wird.

Anschlüsse
Hochstrom (Heizstab)
Spannungsversorgung (Plus)
Spannungsversorgung (Minus)
Signalleitung


Bisher musste man die Beschleunigung der Kurbelwelle während des Arbeitstaktes auswerten und damit indirekt auf die Abläufe im Brennraum schließen. War ein Zylinder hier besonders müde, konnte das z.B. an zu wenig Kraftstoff oder Kompression liegen. Lässt man im letzteren Fall mehr Kraftstoff einspritzen, verschlimmert sich die Situation, besonders für die Abgase.

Und was immer für die Abgasseite gut ist, das verbessert häufig genug auch andere Eigenschaften des Dieselmotors. So z.B. die Geräuschentwicklung, das Leistungsverhalten und last but not least den Kraftstoffverbrauch. Da wird praktisch jedem eingespritzten Tropfen Diesel nachgespürt, was er denn für das Gesamtverfahren gebracht hat. Vielleicht springen auch noch für den Fehlerspeicher ein paar Hinweise auf sich anbahnenden Motorverschleiß heraus, auch nicht schlecht für die Umwelt.

Jetzt hat man direkten Zugriff auf die Verhältnisse im Brennraum. Man weiß, ob es z.B. am Druck oder am Kraftstoff liegt. Im Prinzip kann das System schon von der ersten Kolbenbewegung an arbeiten, unnötige Kraftstoffmengen bis ins Kleinste vermeiden, auf unterschiedliche Kraftstoffqualitäten reagieren. Vielleicht gibt es ja auch unter Euro 6 noch Dieselfahrzeuge, bei denen man sich die Kosten für aufwändige DeNOX-Systeme sparen kann.

Interessant ist es, die von Beru herausgegebenen technischen Daten zu betrachten. Da darf die Arbeitstemperatur vermutlich der Elektronik nur zwischen -40°C und 140°C liegen, während gleich nebenan nach 60 Sekunden schon mehr als 1000°C herrschen. Auch die Spitzendrücke, mit denen man in modernen Dieselmotoren rechnet, hätte man mit maximal 210 bar vielleicht so hoch nicht eingeschätzt ...

Da wird das Ausgangssignal als 'ratiometrisch' bezeichnet, was wohl so viel heißen soll wie: Wir haben z.B. die Einflüsse schwankender Versorgungspannung auf die Messergebnisse einigermaßen meistern können. Immerhin befindet sich der Grund für diese Schwankung in Form des Heizstabs gleich nebenan. Vermutlich gibt es hier ein paar mehr technische Probleme als bei Zündkerzen als Sensoren ... 12/15



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