Ursprünglich entwickelt zum Schutz von Katalysatoren, erfüllen Abgastemperatursensoren (AGT-Sensoren) heute verschiedene Aufgaben und werden sowohl in Diesel- wie auch in Benzinfahrzeugen eingesetzt. Aufgabe der Sensoren ist überwiegend der Bauteilschutz (Überhitzungsschutz) beispielsweise von Turboladern und Katalysatoren. Mit der Sicherstellung einer exakten Regeneration des Dieselpartikelfilters (DPF) übernehmen sie eine weitere wichtige Aufgabe. So wird durch die verbesserte Temperaturmessung mit Abgastemperatursensoren sichergestellt, dass die notwendige Temperatur für den Freibrennvorgang bei der Steuerung der DPF-Regenerierung erreicht wird. Darüber hinaus werden Abgastemperatursensoren auch in der Abgasrückführung zu Diagnosezwecken (OBD) eingesetzt.
DENSOs AGT-Sensoren schützen Dieselkomponenten
DENSO entwickelt Abgastemperatursensoren für unterschiedliche Aufgaben, wobei in Europa die meisten Produkte in Dieselfahrzeugen zum Einsatz kommen. Dort unterstützen sie die Steuerung der Regeneration des Dieselpartikelfilters (DPF), die On-Board-Diagnose der Katalysatoren und die AGR-Ventil-Fehlererkennung. In Benzinern kommen DENSOs AGT-Sensoren bei hochmodernen GDI-Motoren (Benzindirekteinspritzung) und Turbo-Motoren zum Einsatz, wie sie im Zuge des Downsizing-Trends häufig anzutreffen sind. Im Benziner übernehmen sie ähnliche Funktionen wie beim Diesel: den Schutz von Turbolader und Katalysator, die AGR-Ventil-Fehlererkennung sowie die On-Board-Diagnose für den Benzin-Partikelfilter (OPF).
DENSO entwickelt für Automobilhersteller eine breite Vielfalt an Sensordesigns, um die Sensoren bestmöglich auf die jeweilige Fahrzeuganwendung abzustimmen. Während andere Sensorhersteller unter anderem mit Platin-basierten Sensoren arbeiten, basieren AGT-Sensoren von DENSO auf zwei Technologietypen – dem Thermistortyp mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC), der gemäß den Halbleitereigenschaften arbeitet und dem Thermoelementtyp, der nach dem Seebeck-Effekt arbeitet.
Am weitesten verbreitet ist der NTC-Thermistor-Typ. Hier gibt es 4 verschiedene Typen mit unterschiedlichen Genauigkeiten und Temperaturbereichen, je nach Anwendung. Der Typ mit der niedrigsten Temperatur wird für die AGR-Ventilsteuerung in Ansaugrohren verwendet (mit typischen Temperaturbereichen von -40 ~ +500°C), während die anderen Typen im unteren, mittleren oder oberen Teil des Fensters liegen [+20 ~ +980°C]. Darüber hinaus ist das Design der Sensoren sehr stark auf die Spezifikationen des Fahrzeugherstellers abgestimmt. Aus diesem Grund können die Sonden in ihrer Form stark variieren und die Spitze kann bis zu 80 mm in den Abgaskanal hineinragen.
Aufbau und Funktionsweise
Abgastemperatursensoren von DENSO sind ultrafein und äußerst hitze- und vibrationsbeständig. Gleichzeitig bieten sie ein äußerst schnelles Ansprechverhalten. Der dünne Sensorteil, der in das Abgasrohr eingesetzt wird, besteht im Gegensatz zu herkömmlichen AGT-Sensoren nur aus einer einzelnen feinen Röhre, nicht aus zwei. Da dadurch weniger Material aufgeheizt oder abgekühlt werden muss, bevor die Wärmeänderung das Sensorelement erreicht, bieten DENSO Sensoren eine schnellere Reaktionszeit auf Temperaturänderungen. Zudem erlaubt die Verarbeitungstechnik von DENSO, die feine Keramikpartikel verwendet, einen äußerst kleinen Halbleiter-Widerstand (NTC-Thermistor) und damit eine kleine Bauweise. Trotz ihrer geringen Größe können die Sensoren Temperaturänderungen von ±10 Grad erkennen, und das bei einer ultraschnellen Ansprechzeit: Sie kommen von Raumtemperatur in weniger als 7 Sekunden auf +1000 Grad Celsius. Damit bieten sie gegenüber AGT-Sensoren mit Platin-Widerstand, die anfälliger für Vibrationsfehler sind, weniger genau arbeiten, teurer und oft größer sind, entscheidende Vorteile.
Zur Signalübertragung dienen Platin- und Edelstahldrähte, die von einer isolierenden Ummantelung am oberen Sensorgehäuse starr in ihrer Position gehalten werden. Die Komponenten an der Sensorspitze sind fest in Zement eingegossen. Dies verhindert, dass sich die Drähte vom Thermistor lösen. Damit bieten DENSO AGT-Sensoren eine extrem hohe Vibrationsfestigkeit. Das komplette Sensorelement befindet sich in einer rostfreien Schutzhülle, die Drähte und Temperaturfühler vor Hitze und den korrosiven Umgebungsbedingungen schützt, in denen der Sensor arbeiten muss.
DENSO bietet seine hochpräzisen Abgastemperatur-Sensoren aus der Erstausrüstung auch für Aftermarket-Kunden an. Alle Sensoren der Aftermarket-Produktlinie von DENSO entsprechen exakt den OE-Spezifikationen und werden auf den gleichen OE-Produktionslinien hergestellt. Lediglich bei der Kabellänge wird nach einer speziellen DENSO Richtlinie konsolidiert. OE-Steckverbinder sorgen für sichere und zuverlässige Verbindungen. Damit können sich die Abgasnachbehandlungssysteme auf exakte Werte verlassen, die für eine optimale Regeneration, SCR-Effektivität oder AGR-Steuerung benötigt werden.
Symptome, Ausfallursachen und Diagnose
Ein fehlerhafter oder ausgefallener Abgastemperatursensor kann unterschiedliche Symptome zeigen: Zum einen kann die Kraftstoffeffizienz sinken, da die DPF-Regeneration länger dauern kann, was zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch, der nicht dem Antrieb des Fahrzeugs dient, führt. Auch ein schlechteres, unangenehmes Fahrverhalten kann sich bemerkbar machen, wenn die DPF-Regeneration in kürzeren Intervallen als normal auftritt.
Die Ursachen können unterschiedlich sein. Durch ihre Einbaulage sind AGT-Sensoren extrem hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Zu hohe Temperaturen (über 900 Grad Celsius) beispielsweise durch Fehler bei der Einspritzung oder Gemischaufbereitung können zu Widerstandsabweichungen des Thermistors führen und die Regeneration stören oder abbrechen. Die Folge ist ein defekter Dieselpartikelfilter. Starke Vibrationen können zum Abreißen der inneren Drähte führen und stark gebogene Drähte (mit einem Biegedurchmesser von weniger als 20 mm) können Drahtbrüche verursachen.
Bei einem Problem mit dem Abgastemperatursensor wird ein Fehler im Motorsteuergerät abgelegt und die Motorwarnleuchte ist an. Mit Hilfe eines Diagnosegeräts kann der Fehler ausgelesen und der defekte AGT-Sensor analysiert und ersetzt werden. Darüber hinaus rät DENSO beim Tausch des Dieselpartikelfilters auch zum Tausch der Sensoren, um eine perfekte Regeneration des DPFs zu gewährleisten. Quelle: DENSO
