AT525576B1 - Device and method for exhaust gas measurement on a test object - Google Patents
Device and method for exhaust gas measurement on a test object Download PDFInfo
- Publication number
- AT525576B1 AT525576B1 ATA50842/2021A AT508422021A AT525576B1 AT 525576 B1 AT525576 B1 AT 525576B1 AT 508422021 A AT508422021 A AT 508422021A AT 525576 B1 AT525576 B1 AT 525576B1
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- line
- exhaust gas
- supply
- intake
- upstream
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
- G01M15/102—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Abgasmessung an einem Prüfling (2), dem über eine Ansaugleitung (7) Ansaugluft (AL) zuführbar und von dem Abgas (AG) über eine Abgasleitung (11) ableitbar ist, wobei die Ansaugleitung (7) stromaufwärts des Prüflings (2) mit einer Zuführleitung (5) für Ansaugluft (AL) verbunden und/oder verbindbar ist, und wobei eine Abgasmesseinheit (3) vorgesehen ist, die mit der Abgasleitung (11) des Prüflings (2) und über eine Verdünnerleitung (8) stromaufwärts des Prüflings (2) mit der Zuführleitung (5) verbunden und/oder verbindbar ist, wobei eine Auslassleitung (9) zur Ableitung eines Messgases (MG) aus der Abgasmesseinheit (3) vorgesehen ist, die mit der Abgasmesseinheit (3) und mit einer Absaugeinrichtung (4) verbunden ist. Erfindungsgemäß ist eine Bypassleitung (6) vorgesehen, die stromaufwärts des Prüflings (2) von der Zuführ- (5) oder Ansaug- (7) oder Verdünnerleitung (8) abzweigt und stromabwärts der Abgasmesseinheit (3) in die Auslassleitung (9) mündet, und in der Zuführleitung (5) stromaufwärts einer Verbindung der Ansaugluftleitung (7) mit der Zuführleitung (5) und/oder stromaufwärts einer Verbindung der Verdünnerleitung (8) mit der Zuführleitung und/oder stromaufwärts der Abzweigung der Bypassleitung (6) von der Zuführleitung (5) oder der Ansaugleitung (7) oder der Verdünnerleitung (8) ist eine Gaszuführeinheit (10) angeordnet.The invention relates to a device (1) for measuring exhaust gas on a test object (2) to which intake air (AL) can be supplied via an intake line (7) and can be drawn off from the exhaust gas (AG) via an exhaust line (11), the intake line (7 ) upstream of the test specimen (2) is and/or can be connected to a supply line (5) for intake air (AL), and an exhaust gas measuring unit (3) is provided which is connected to the exhaust gas line (11) of the test specimen (2) and via a The diluting line (8) is and/or can be connected to the supply line (5) upstream of the test specimen (2), an outlet line (9) for discharging a measurement gas (MG) from the exhaust gas measurement unit (3) being provided, which is connected to the exhaust gas measurement unit ( 3) and is connected to a suction device (4). According to the invention, a bypass line (6) is provided which branches off from the feed (5), intake (7) or diluter line (8) upstream of the test object (2) and opens into the outlet line (9) downstream of the exhaust gas measuring unit (3), and in the delivery pipe (5) upstream of a connection of the intake air pipe (7) to the delivery pipe (5) and/or upstream of a connection of the diluting pipe (8) to the delivery pipe and/or upstream of the branch of the bypass pipe (6) from the delivery pipe ( 5) or the intake line (7) or the dilution line (8) a gas supply unit (10) is arranged.
Description
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR ABGASMESSUNG AN EINEM PRÜFLING DEVICE AND METHOD FOR EXHAUST MEASUREMENT ON A DUT
[0001] Die gegenständliche Erfindung beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abgasmessung an einem Prüfling, dem bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Vorrichtung und des Prüflings über eine Ansaugleitung Ansaugluft zuführbar und von dem Abgas über eine Abgasleitung ableitbar ist, wobei die Ansaugleitung stromaufwärts des Prüflings mit einer Zuführleitung für Ansaugluft verbunden und/oder verbindbar ist, und wobei eine Abgasmesseinheit vorgesehen ist, die mit der Abgasleitung des Prüflings verbunden und/oder verbindbar ist und über eine Verdünnerleitung stromaufwärts des Prüflings mit der Zuführleitung verbunden und/oder verbindbar ist, wobei eine Auslassleitung zur Ableitung eines Messgases aus der Abgasmesseinheit vorgesehen ist, die mit der Abgasmesseinheit und mit einer Absaugeinrichtung verbunden ist. The present invention describes a device and a method for measuring exhaust gas on a test specimen, to which intake air can be fed via an intake line and can be derived from the exhaust gas via an exhaust line when the device and the test specimen are used as intended, with the intake line upstream of the test specimen having a supply line for intake air is and/or can be connected, and an exhaust gas measuring unit is provided which is and/or can be connected to the exhaust line of the test specimen and is and/or can be connected to the supply line via a diluting line upstream of the test specimen, with an outlet line to the Derivation of a measurement gas is provided from the exhaust gas measurement unit, which is connected to the exhaust gas measurement unit and with a suction device.
[0002] Abgasmessungen von Fahrzeugen werden auf Basis regulatorischer Rahmenbedingungen oftmals als Real driving emissions (RDE) während einer realen Testfahrt eines Fahrzeuges auf einem Testgeländen oder am Öffentlichen Straßennetz durchgeführt werden. Solche RDEFahrten sind jedoch aufwendig, die Ergebnisse von den aktuellen Umgebungsbedingungen und der Verkehrslage abhängig und es werden dafür speziell ausgerüstete Testahrzeuge benötigt. Als Alternative dazu werden ganze Fahrzeuge auf einem Rollenprüfstand bzw. Teile von Fahrzeugen auf einem Prüfstand separat getestet. Beispielweise kann ein Verbrennungsmotor auf einem Motorprüfstand getestet werden. [0002] On the basis of regulatory framework conditions, exhaust gas measurements from vehicles are often carried out as real driving emissions (RDE) during a real test drive of a vehicle on a test site or on the public road network. However, such RDE journeys are complex, the results depend on the current environmental conditions and the traffic situation, and specially equipped test vehicles are required for this. As an alternative to this, whole vehicles are tested separately on a roller test stand or parts of vehicles on a test stand. For example, a combustion engine can be tested on an engine test bench.
[0003] Aufgrund strenger werdender gesetzlicher Rahmenbedingungen werden repräsentative Messungen von Abgasen eines Verbrennungsmotors immer wichtiger, da oftmals auch normative oder normähnliche Regelungen Maximalemissionen, beispielsweise von Fahrzeugen, vorgeben. [0003] Due to the increasingly strict legal framework, representative measurements of exhaust gases from an internal combustion engine are becoming increasingly important, since normative or norm-like regulations often also specify maximum emissions, for example from vehicles.
[0004] Neben den klassischen Verbrennungsprodukten wie Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Stickoxiden, Methan und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen und ähnliches, sind auch Feinstaubpartikel, wie beispielweise Rußpartikel sowie die Anzahl der Rußpartikel bei der Abgasmessung von Interesse. Für die Massenbestimmung dieser Abgaskomponenten wird eine Constant Volume Sampling (CVS) Anlage im Betrieb eines Prüfstands verwendet. Das Abgas wird vollständig in die CVS-Anlage eingeleitet und mit gefilterter Luft so verdünnt, dass sich immer ein konstanter Volumenstrom einstellt. Der Gesamtvolumenstrom wird gemessen, und eine anteilige Probe des Gesamtvolumenstroms kontinuierlich in Beuteln gesammelt. Nach dem Test werden die Proben aus den Beuteln so schnell wie möglich, im Regelfall aber spätestens nach 20 Minuten, analysiert. Mittels einstellbaren Durchsatzstufen kann für jeden Abgasanalyten ein optimierter Messbereich eingestellt werden. In addition to the classic combustion products such as carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen oxides, methane and polycyclic aromatic hydrocarbons and the like, fine dust particles such as soot particles and the number of soot particles are of interest in the exhaust gas measurement. A Constant Volume Sampling (CVS) system is used in the operation of a test bench to determine the mass of these exhaust gas components. All of the exhaust gas is fed into the CVS system and diluted with filtered air in such a way that a constant volume flow is always achieved. The total flow rate is measured and a proportionate sample of the total flow rate is continuously collected in bags. After the test, the samples from the bags are analyzed as quickly as possible, but usually after 20 minutes at the latest. An optimized measuring range can be set for each exhaust gas analyte by means of adjustable throughput levels.
[0005] Prüfstände sind, wie oben beschrieben, in der Lage die verschiedenen Belastungen eines Prüflings, wie beispielsweise ein Fahrzeug oder ein Verbrennungsmotor, realitätsnah vorzugeben, also beispielsweise Anstiege und Gefälle zu simulieren. Jedoch wirken sich unterschiedliche Umgebungsdrücke (auf einer gewissen Seehöhe, also die Höhe über dem Meeresspiegel), auf den Betrieb eines Verbrennungsmotors aus und damit ebenfalls auf die Zusammensetzung des Abgases. Durch unterschiedlichen Gesamtdruck ändern sich entsprechend auch die Partialdrücke der Verbrennungsedukte und Produkte im Abgas und können daher über das chemische Gleichgewicht die Konzentration der Abgasanalyten im Abgas beeinflussen. Ebenfalls sind durch Druckänderungen Kondensationsreaktionen von Abgasanalyten möglich und können auch Effekte auf die Konzentrationen der Abgasanalyten haben. Auch ist es möglich, dass Kondensationsreaktionen Partikelgrößen im Abgas beeinflussen. Beispielweise beträgt der Druck auf 2000 Meter Seehöhe nur mehr 77% verglichen zu 0 Meter Seehöhe. Somit kann eine Bergfahrt eines Testautos auf einem Prüfstand hinsichtlich der Abgasmessung nur unzureichend abgebildet werden. [0005] Test benches are, as described above, capable of realistically specifying the various loads on a test object, such as a vehicle or an internal combustion engine, ie simulating uphill and downhill gradients, for example. However, different ambient pressures (at a certain altitude, i.e. the height above sea level) affect the operation of a combustion engine and thus also the composition of the exhaust gas. Due to the different total pressure, the partial pressures of the combustion educts and products in the exhaust gas also change accordingly and can therefore influence the concentration of the exhaust gas analytes in the exhaust gas via the chemical equilibrium. Condensation reactions of exhaust gas analytes are also possible as a result of pressure changes and can also have effects on the concentrations of the exhaust gas analytes. It is also possible that condensation reactions affect particle sizes in the exhaust gas. For example, the pressure at 2000 meters above sea level is only 77% compared to 0 meters above sea level. As a result, driving a test car uphill on a test bench can only be mapped inadequately with regard to the exhaust gas measurement.
[0006] Zur Druckregulierung kann der gesamte Prüfstand in einer Höhenkammer angeordnet werden. Das führt jedoch zu hohem konstruktiven und apparativen Aufwand, da der gesamte Prüfstand ummantelt werden muss. [0006] To regulate the pressure, the entire test stand can be arranged in a height chamber. However, this leads to high design and equipment costs, since the entire test stand has to be encased.
[0007] Im Stand der Technik, wie er beispielsweise in US 7,181,379 B2, DE 10 2017 205 995 A1 und EP 2 295 950 B1 beschrieben ist, wird ein Prüfling beispielweise ein Motor bzw. ein Testfahrzeug mit Ansaugluft mit einem bestimmten Druck versorgt. Damit kann ansaugseitig ein bestimmter Umgebungsdruck simuliert werden. Abgasseitig herrschen jedoch andere Drücke und es kann daher zu Veränderungen in der Abgaszusammensetzung am Weg des Abgases zur Abgasmesseinheit kommen. Somit kann keine repräsentative Messung des Abgases sichergestellt werden. In the prior art, as described for example in US Pat. No. 7,181,379 B2, DE 10 2017 205 995 A1 and EP 2 295 950 B1, a test object, for example an engine or a test vehicle, is supplied with intake air at a specific pressure. A specific ambient pressure can thus be simulated on the intake side. However, the pressures on the exhaust gas side are different and there can therefore be changes in the exhaust gas composition on the way to the exhaust gas measurement unit. This means that a representative measurement of the exhaust gas cannot be ensured.
[0008] WO 2008/036993 A1 offenbart einen Motorprüfstand, auf dem ein Prüfling und eine Abgasmesseinheit angeordnet sind und ein Gebläse nach der Abgasmesseinheit einen erniedrigten Druck erzeugt, um den benötigten Volumenstrom durch eine CVS einzustellen. Jedoch kommt es bei diesem Aufbau zu einem Druckgradienten entlang des Messaufbaus, sodass kein gleicher Druck bei der Luftzufuhr zum Prüfling und bei der Messung des Abgases vorhanden ist, woraus sich wieder die gleichen Probleme bei der Abgasmessung ergeben. WO 2008/036993 A1 discloses an engine test bench on which a test specimen and an exhaust gas measuring unit are arranged and a blower generates a reduced pressure after the exhaust gas measuring unit in order to set the required volume flow through a CVS. However, with this setup there is a pressure gradient along the measurement setup, so that the pressure for the air supply to the test object and for the measurement of the exhaust gas is not the same, which again results in the same problems with the exhaust gas measurement.
[0009] Die Aufgabe der gegenständlichen Erfindung ist es daher eine verbesserte Messung von Abgasanalyten von einem Prüfling am Prüfstand zu ermöglichen. The object of the present invention is therefore to enable improved measurement of exhaust gas analytes from a test specimen on the test bench.
[0010] Die Aufgabe wird durch eine eingangs genannte Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Bypassleitung vorgesehen ist, die stromaufwärts des Prüflings von der Zuführleitung oder der Ansaugleitung oder der Verdünnerleitung abzweigt und stromabwärts der Abgasmesseinheit in die Auslassleitung mündet, und dass in der Zuführleitung stromaufwärts einer Verbindung der Ansaugluftleitung mit der Zuführleitung und/oder stromaufwärts einer Verbindung der Verdünnerleitung mit der Zuführleitung und/oder stromaufwärts der Abzweigung der Bypassleitung von der Zuführleitung oder der Ansaugleitung oder der Verdünnerleitung eine Gaszuführeinheit angeordnet ist. The object is achieved by a device mentioned at the outset according to the invention in that a bypass line is provided which branches off from the feed line or the intake line or the diluter line upstream of the test specimen and opens into the outlet line downstream of the exhaust gas measuring unit, and that in the feed line upstream a connection of the intake air line to the supply line and/or upstream of a connection of the diluter line to the supply line and/or upstream of the branching of the bypass line from the supply line or the intake line or the diluter line, a gas supply unit is arranged.
[0011] Das ist vorteilhaft, da durch die Durchflussregeleinheit und die Ansaugeinrichtung ein bestimmter Ansaugdruck einstellbar ist. Die Bypassleitung ermöglicht dann, dass im gesamten Prüfstand also stromaufwärts und stromabwärts des Prüflings und insbesondere auch in der Abgasmesseinheit und stromabwärts der Abgasmesseinheit ein einheitliches Druckniveau herrscht. Somit kommt es zu keiner negativen Beeinflussung der Abgasmessung am Prüfstand und es können unterschiedliche Umgebungsdrücke am Prüfstand zuverlässig simuliert werden. Es kann somit eine repräsentative Messung des Abgases bei einem eingestellten Druck erfolgen. This is advantageous because a specific intake pressure can be set by the flow control unit and the intake device. The bypass line then makes it possible for a uniform pressure level to prevail in the entire test bench, ie upstream and downstream of the test object and in particular also in the exhaust gas measuring unit and downstream of the exhaust gas measuring unit. This means that there is no negative influence on the exhaust gas measurement on the test bench and different ambient pressures can be reliably simulated on the test bench. A representative measurement of the exhaust gas can thus be carried out at a set pressure.
[0012] In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Gaszuführeinheit ausgebildet, in der Zuführleitung einen Volumenstrom an Ansaugluft bereitzustellen. Damit kann der genaue Gasfluss in der Vorrichtung eingestellt werden und somit kann auch im Zusammenspiel mit der Absaugeinrichtung ein genauer Druck in der Vorrichtung eingestellt werden. In an advantageous embodiment, the gas supply unit is designed to provide a volume flow of intake air in the supply line. In this way, the precise gas flow in the device can be set and thus a precise pressure can also be set in the device in conjunction with the suction device.
[0013] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist stromabwärts der Gaszuführeinheit in der Zuführleitung zumindest eine Verzweigung angeordnet, um die Bypassleitung die Ansaugleitung und die Verdünnerleitung abzuzweigen. Somit kann gezielt ein Gasfluss in der Vorrichtung gesteuert werden. Vorteilhafterweise können auch Ventile in den Verzweigungen verwendet werden, welche eine genaue Aufteilung der Gasflüsse, beispielsweise der Ansaugluft, ermöglichen. In a further advantageous embodiment, at least one branch is arranged downstream of the gas supply unit in the supply line in order to branch off the bypass line, the intake line and the diluter line. A gas flow in the device can thus be controlled in a targeted manner. Advantageously, valves can also be used in the branches, which enable precise distribution of the gas flows, for example the intake air.
[0014] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist stromabwärts der Gaszuführeinheit und stromaufwärts der Bypassleitung, der Ansaugleitung und der Verdünnerleitung in der Zuführleitung eine erste Regelklappe angeordnet, um in der Zuführleitung einen Zuführvolumenstrom einzustellen. Somit kann über die Gaszuführeinheit ein Volumenstrom nur grob eingestellt werden und die Feinregelung erfolgt über die erste Regelklappe. Damit kann eine noch genauere Druckregelung in der Vorrichtung erfolgen. In a further advantageous embodiment, a first control flap is arranged downstream of the gas supply unit and upstream of the bypass line, the suction line and the diluting line in the supply line in order to set a supply volume flow in the supply line. A volume flow can thus only be set roughly via the gas supply unit and the fine control is carried out via the first control flap. An even more precise pressure regulation can thus take place in the device.
[0015] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist stromabwärts der Einmündung der Bypassleitung in die Auslassleitung und stromaufwärts der Absaugeinrichtung in der Auslassleitung eine zweite Regelklappe angeordnet, um in der Auslassleitung einen Abführvolumenstrom einzustellen. Mit der zweiten Regelklappe kann eine genaue Regelung der Absaugeinrichtung und damit eine sehr genaue Druckregelung erfolgen. In a further advantageous embodiment, a second control flap is arranged downstream of the confluence of the bypass line in the outlet line and upstream of the suction device in the outlet line in order to set a discharge flow rate in the outlet line. With the second control flap, the suction device can be precisely regulated and thus the pressure can be regulated very precisely.
[0016] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Gaszuführeinheit ausgebildet die In a further advantageous embodiment, the gas supply unit is formed
bereitgestellte Ansaugluft zu konditionieren. Damit kann auf gegebene Bedingungen, wie Wetterbedingungen, optimal eingegangen werden, und somit ein sehr genauer Prüflauf des Prüflings realisiert werden. to condition provided intake air. This means that the given conditions, such as weather conditions, can be optimally addressed and a very precise test run of the test object can be implemented.
[0017] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die relative Feuchtigkeit, die Temperatur und/oder ein Vordruck der Ansaugluft einzustellen. Vorteilhafterweise können somit alle Parameter der Ansaugluft für den Prüflauf vorgegeben werden. Die Einstellung der relativen Feuchtigkeit kann genügen, um verschiedene geographisch unterschiedliche klimatische Bedingungen abzubilden. Ein Vordruck kann beispielsweise an Hoch- bzw. Niederdruckwetterbedingungen angepasst werden. Ebenso kann die Temperatur verschiedene klimatische Bedingungen abbilden. Damit kann ein Prüflauf sehr genau saisonale und geographische Gegebenheiten vorgeben. In a further advantageous embodiment, the relative humidity, the temperature and/or a pre-pressure of the intake air is to be set. All parameters of the intake air for the test run can thus advantageously be specified. Adjusting the relative humidity can be enough to map different geographically different climatic conditions. A form can, for example, be adapted to high or low pressure weather conditions. The temperature can also represent different climatic conditions. This means that a test run can specify seasonal and geographical conditions very precisely.
[0018] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Steuereinheit vorgesehen, die die Gaszuführeinheit und/oder die erste Regelklappe zum Einstellen des Zuführvolumenstrom ansteuert und/oder die Absaugeinrichtung und/oder die zweite Regelklappe zum Einstellen des Abführvolumenstrom ansteuert. In a further advantageous embodiment, a control unit is provided which controls the gas supply unit and/or the first control valve for adjusting the supply volume flow and/or controls the suction device and/or the second control valve for adjusting the discharge volume flow.
[0019] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in der Zuführleitung oder der Bypassleitung oder der Ansaugleitung oder der Verdünnerleitung oder der Auslassleitung eine Druckmesseinrichtung vorgesehen, um den Druck zu messen und die Steuereinheit in Abhängigkeit vom gemessenen Druck die Gaszuführeinheit und/oder die erste Regelklappe zum Einstellen des Zuführvolumenstrom ansteuert und/oder die Absaugeinrichtung und/oder die zweite Regelklappe zum Einstellen des Abführvolumenstrom ansteuert. Damit kann eine Regelung der Druckmessung realisiert werden, indem über die Druckmesseinrichtung ein Ist-Wert des Drucks an die Steuereinheit übermittelt wird. In a further advantageous embodiment, a pressure measuring device is provided in the supply line or the bypass line or the intake line or the diluter line or the outlet line in order to measure the pressure and the control unit to switch the gas supply unit and/or the first control valve to the Adjusting the feed volume flow controls and / or controls the suction device and / or the second control flap for adjusting the discharge volume flow. In this way, the pressure measurement can be regulated by transmitting an actual value of the pressure to the control unit via the pressure measuring device.
[0020] Vorteilhafterweise wird die Durchführung einer Abgasmessung an einem Prüfling durchgeführt, wobei der Prüfling mit der Ansaugleitung verbunden wird, um dem Prüfling Ansaugluft zuzuführen, und mit der Abgasleitung verbunden wird, um Abgas vom Prüfling abzuführen, wobei zur Simulation einer Höhenlage des Prüflings ein Druck in der Ansaugleitung und der Auslassleitung durch Steuerung zumindest einer der Gaszuführeinheit, der ersten Regelklappe der Absaugeinrichtung und der zweiten Regelklappe eingestellt wird. Damit können beispielsweise verschiedene Wetterbedingungen mit verschiedenem Luftdruck und/oder Bergfahrten durch die Steuereinheit eingestellt werden. Diese Druckvorgaben können von einer Simulationseinheit bereitgestellt werden und werden an die Steuereinheit übermittelt. An exhaust gas measurement is advantageously carried out on a test specimen, with the test specimen being connected to the intake line in order to supply intake air to the test specimen and being connected to the exhaust gas line in order to discharge exhaust gas from the test specimen, with a Pressure in the intake line and the outlet line is adjusted by controlling at least one of the gas supply unit, the first control flap of the suction device and the second control flap. In this way, for example, different weather conditions with different air pressure and/or mountain trips can be set by the control unit. These pressure specifications can be provided by a simulation unit and are transmitted to the control unit.
[0021] Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 2 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigen The present invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 2, which show advantageous configurations of the invention by way of example, schematically and not restrictively. show it
[0022] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abgasmessung eines Prüflings mit Druckkontrolle, und [0022] FIG. 1 shows a device according to the invention for measuring the exhaust gas of a test specimen with pressure control, and
[0023] Fig. 2 eine vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung zur Abgasmessung. 2 shows an advantageous embodiment of the device for measuring exhaust gas.
[0024] Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abgasmessung an einem Prüfling 2. Ein Prüfling 2 kann beispielweise ein ganzes Fahrzeug auf einem Rollenprüfstand sein, oder ein Teil eines Fahrzeugs, wie ein Verbrennungsmotor auf einem Motorprüfstand oder ein Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor auf einem Antriebsstrangprüfstand. Bevorzugterweise weist ein Prüfling 2 einen Verbrennungsmotor auf, es kann aber auch ein Prüfling 2 auf Basis eines anderen Systems, wie einer Brennstoffzelle, als Energieträger gemessen werden. Prinzipiell ist jede Art von Prüfling 2 denkbar, bei welchem das Ziel ist, die Zusammensetzung und Komponenten eines Abgases AG zu analysieren. Bei einer Brennstoffzelle kann als Abgas das abgegebene Anoden- oder Kathodengas sein. Fig. 1 shows the device according to the invention for measuring exhaust gas on a test specimen 2. A test specimen 2 can be, for example, an entire vehicle on a roller test bench, or part of a vehicle, such as an internal combustion engine on an engine test bench or a drive train with an internal combustion engine on a powertrain test bench. A test specimen 2 preferably has an internal combustion engine, but a test specimen 2 based on another system, such as a fuel cell, can also be measured as the energy carrier. In principle, any type of test object 2 is conceivable in which the aim is to analyze the composition and components of an exhaust gas AG. In the case of a fuel cell, the exhaust gas can be the discharged anode or cathode gas.
[0025] Die Vorrichtung 1 ist demnach vorzugsweise ein entsprechend für die Durchführung der Abgasmessung eingerichteter Prüfstand. Solche Prüfstände sind für verschiedene Prüflinge hinreichend bekannt, weshalb hier nur so weit darauf eingegangen wir, soweit es für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Andere, auf einem Prüfstand üblicherweise vorhandene und be-The device 1 is therefore preferably a test bench set up accordingly for carrying out the exhaust gas measurement. Such test benches are sufficiently well known for various test specimens, which is why we only go into them here to the extent that it is necessary for understanding the invention. Other, usually present and described on a test bench
kannte Einrichtungen, wie beispielsweise eine Belastungsmaschine für den Prüfling, eine Prüfstandsteuereinheit, weitere Messeinrichtungen usw., sind in den Figuren nicht dargestellt, weil diese für die Erfindung unerheblich sind. Known devices, such as a loading machine for the test specimen, a test bench control unit, other measuring devices, etc., are not shown in the figures because they are irrelevant to the invention.
[0026] Zum Betrieb des Prüflings 2 in der Vorrichtung 1 wird diesem, über eine Ansaugleitung 7, Ansaugluft AL zugeführt. Die Ansaugluft AL wird zur Durchführung eines Redoxprozesses im Prüfling 2, z.B. eine Verbrennung, neben dem Kraftstoff, wie beispielweise Diesel, Benzin oder auch Wasserstoff, verwendet. Im einfachen Fall eines Otto- bzw. Dieselmotors kann Umgebungsluft zugeführt werden, wobei der Kraftstoff im Verbrennungsmotor umgesetzt wird und dabei Verbrennungsprodukte erzeugt werden, die mit dem Abgas AG abgeführt werden. Bei einer Brennstoffzelle kann ebenfalls Umgebungsluft zugeführt werden, üblicherweise an der Kathode. Es ist aber auch möglich andere Gase als Umgebungsluft zuzuführen, beispielsweise reinen Sauerstoff, Stickstoff, und anderes. Die Verbrennungsprodukte können beispielsweise Kohlendioxid (CO»), Kohlenmonoxid (CO), Polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Methan (CHa), Stickoxide (NOX), Partikel, oder auch Rußpartikel, usw. sein. Im Falle einer Brennstoffzelle kann ein Reaktionsprodukt ausschließlich Wasserdampf (H2O) sein. Jedes Verbrennungsprodukt kann somit eine Abgaskomponente im Abgas AG sein, die im Zuge einer Abgasmessung gemessen und/ oder analysiert werden kann. Die Verbrennungsprodukte werden als Abgas AG an eine Abgasleitung 11, die mit dem Prüfling 2 verbunden ist, abgegeben. Die Abgasleitung 11 kann dazu an einen Auspuff in Falle eines ganzen Fahrzeugs oder an einen Abgaskrümmer bei einem Verbrennungsmotor dicht angeschlossen werden. Bei einer Brennstoffzelle kann die Abgasleitung 11 an der Kathoden- oder Anodenabgasleitung angeschlossen werden. Das Abgas AG wird über die Abgasleitung 11 vom Prüfling 2 abgeführt. In order to operate the test object 2 in the device 1, this is supplied via an intake line 7, intake air AL. The intake air AL is used to carry out a redox process in test object 2, e.g. combustion, in addition to the fuel, such as diesel, petrol or hydrogen. In the simple case of an Otto engine or diesel engine, ambient air can be supplied, with the fuel being converted in the internal combustion engine and combustion products being generated in the process, which are discharged with the exhaust gas AG. In a fuel cell, ambient air can also be supplied, usually at the cathode. However, it is also possible to supply gases other than ambient air, for example pure oxygen, nitrogen and others. The combustion products can be, for example, carbon dioxide (CO»), carbon monoxide (CO), polyaromatic hydrocarbons (PAH), methane (CHa), nitrogen oxides (NOX), particles or soot particles, etc. In the case of a fuel cell, a reaction product can only be water vapor (H2O). Each combustion product can thus be an exhaust gas component in the exhaust gas AG, which can be measured and/or analyzed in the course of an exhaust gas measurement. The products of combustion are discharged as exhaust gas AG to an exhaust pipe 11 connected to the specimen 2. For this purpose, the exhaust pipe 11 can be tightly connected to an exhaust pipe in the case of an entire vehicle or to an exhaust manifold in the case of an internal combustion engine. In the case of a fuel cell, the exhaust line 11 can be connected to the cathode or anode exhaust line. The exhaust gas AG is discharged from the test specimen 2 via the exhaust pipe 11 .
[0027] Das Abgas AG des Prüflings 2 wird über die Abgasleitung 11 einer Abgasmesseinheit 3 zugeführt. Die Abgasmesseinheit 3 ist hierfür stromabwärts des Prüflings 2 mit der Abgasleitung 11 verbunden. Der Abgasmesseinheit 3 wird weiters über eine Verdünnerleitung 8 Ansaugluft AL zugeführt. Die Ansaugluft AL kann für eine Verdünnung des Abgases und/oder für den Betrieb der Abgasmesseinheit 3 verwendet werden. Vorteilhafterweise wird das Abgas AG über eine Constant Volume Sampling (CVS) Einheit als Abgasmesseinheit 3 geführt, welche Ansaugluft AL für eine passende Verdünnung des Abgases AG verwendet. In der CVS-Einheit wird das Abgas AG in Beuteln gesammelt und entweder online, also gleich während der Abgasmessung von einer Messeinheit analysiert, oder offline nach dem Testlauf am Prüfstand in einer externen Messeinheit analysiert. The exhaust gas AG of the test specimen 2 is fed to an exhaust gas measuring unit 3 via the exhaust pipe 11 . For this purpose, the exhaust gas measuring unit 3 is connected to the exhaust gas line 11 downstream of the test object 2 . The exhaust gas measuring unit 3 is also supplied with intake air AL via a thinner line 8 . The intake air AL can be used to dilute the exhaust gas and/or to operate the exhaust gas measuring unit 3 . The exhaust gas AG is advantageously routed via a Constant Volume Sampling (CVS) unit as an exhaust gas measuring unit 3, which intake air AL is used for suitable dilution of the exhaust gas AG. In the CVS unit, the exhaust gas AG is collected in bags and either analyzed online, i.e. immediately during the exhaust gas measurement by a measuring unit, or analyzed offline after the test run on the test bench in an external measuring unit.
[0028] Die Abgasmesseinheit 3 besteht in einer vorteilhaften Ausführung aus einer Verdünnungseinheit, in der das Abgas AG des Prüflings 2 mit Ansaugluft AL in einem vorgegebenen Verhältnis verdünnt wird und einer Messeinheit, in der das verdünnte Abgas bzw. zumindest eine Abgaskomponente im Abgas gemessen und/oder analysiert wird. In an advantageous embodiment, the exhaust gas measuring unit 3 consists of a dilution unit, in which the exhaust gas AG of the test specimen 2 is diluted with intake air AL in a predetermined ratio, and a measuring unit, in which the diluted exhaust gas or at least one exhaust gas component in the exhaust gas is measured and /or is analyzed.
[0029] Die Messeinheit der Abgasmesseinheit 3 kann ausgebildet sein, zumindest eine Abgaskomponenten zu analysieren. Dazu kann beispielsweise ein Flammenionisationsdetektor (FID), Chemilumineszenz (CLD), eine Infrarotmessung (IR), eine Ultraviolett-/Visible-Messung (UV/VIS) oder auch eine massenspektrometrische Messung vorgesehen sein. Dabei kann die Ansaugluft AL als Verdünnungsgas verwendet werden, damit die Konzentrationen der zu messenden Abgaskomponenten in einem zu analysierenden Bereich liegen. Bei einigen Methoden ist es auch möglich, dass die Abgasmesseinheit 3 eine Mehrzahl an Abgaskomponenten messen kann, wie Fourier- Transform-Infrarot-Spektroskopie (FTIR). Die Messmethode kann auch abhängig von der zu analysierenden Abgaskomponente sein. Beispielsweise verlangen Partikel als Abgaskomponente im Abgas AG andere Messmethoden als gasförmige Abgaskomponenten. The measuring unit of the exhaust gas measuring unit 3 can be designed to analyze at least one exhaust gas component. A flame ionization detector (FID), chemiluminescence (CLD), an infrared measurement (IR), an ultraviolet/visible measurement (UV/VIS) or also a mass spectrometric measurement can be provided for this purpose, for example. The intake air AL can be used as a dilution gas so that the concentrations of the exhaust gas components to be measured are in a range to be analyzed. In some methods it is also possible that the exhaust gas measurement unit 3 can measure a plurality of exhaust gas components, such as Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The measurement method can also depend on the exhaust gas component to be analyzed. For example, particles as an exhaust gas component in exhaust gas AG require different measurement methods than gaseous exhaust gas components.
[0030] Die Ansaugluft AL wird über eine Zuführleitung 5, welche sich stromaufwärts der Verdünnerleitung 8 und der Ansaugleitung 7 befindet, zugeführt. Die über die Zuführleitung 5 zugeführte Ansaugluft AL wird stromaufwärts des Prüflings 2 auf die Ansaugleitung 7, die Verdünnerleitung 8 und eine Bypassleitung 6, die unten noch näher ausgeführt ist, in einem vorgegebenen Verhältnis aufgeteilt. Hierfür kann in der Zuführleitung 5 eine Verzweigung 12 vorgesehen sein, mit der die Ansaugleitung 7, die Verdünnerleitung 8 und die Bypassleitung 6 verbunden sind. Die Ver-The intake air AL is supplied via a supply line 5 which is located upstream of the thinner line 8 and the intake line 7 . The intake air AL supplied via the feed line 5 is divided in a predetermined ratio upstream of the test piece 2 into the intake line 7, the thinner line 8 and a bypass line 6, which is explained in more detail below. For this purpose, a branch 12 can be provided in the feed line 5, to which the intake line 7, the diluter line 8 and the bypass line 6 are connected. The Ver-
zweigung 12 kann beispielsweise ein Kreuzstück oder eine Kombination aus T-Stücken sein. Es ist aber auch möglich, dass die Verzweigung 12 ein Ventil oder eine Durchflussregelung enthält. Damit kann die Verteilung der Ansaugluft AL zwischen Verdünnerleitung 8, der Ansaugleitung 7 und der Bypassleitung 6 kontrolliert werden. Es ist aber auch vorstellbar, dass die Aufteilung der Ansaugluft über mehrere Verzeigungen 12, 12‘ realisiert ist, wobei an einer ersten Verzweigung 12 zuerst die Ansaugleitung 7 von der Zuführleitung 5 abzweigt und stromabwärts davon die Bypassleitung 6 an einer zweiten Abzweigung 12‘ von der Verdünnerleitung 8 (wie in Fig.2 dargestellt). Die Anordnung der Verzweigungen 12, 12‘ kann aber auch umgekehrt sein, sodass die Bypassleitung 5 stromaufwärts der Ansaugleitung 7 abzweigt. For example, junction 12 may be a cross or a combination of tees. However, it is also possible for the branch 12 to contain a valve or a flow control. In this way, the distribution of the intake air AL between the thinner line 8, the intake line 7 and the bypass line 6 can be controlled. However, it is also conceivable for the intake air to be divided over a number of branches 12, 12', with the intake line 7 branching off from the supply line 5 at a first branch 12 and, downstream of this, the bypass line 6 at a second branch 12' from the Diluter line 8 (as shown in Fig.2). However, the arrangement of the branches 12, 12' can also be reversed, so that the bypass line 5 branches off upstream of the intake line 7.
[0031] Die Ansaugluft AL wird von eine Gaszuführeinheit 10 bereitgestellt, mit der die Zuführleitung 5 verbunden ist. Die Gaszuführeinheit 10 ist an eine Gasquelle 17 der Vorrichtung 1 angeschlossen. The intake air AL is provided by a gas supply unit 10 to which the supply line 5 is connected. The gas supply unit 10 is connected to a gas source 17 of the device 1 .
[0032] Eine Gaszuführeinheit 10 kann in einfachster Ausführungsform eine Massenstrom- oder Volumenstromregelungseinheit sein, die an eine Druckluftversorgung als Gasquelle 17 der Vorrichtung 1 angeschlossen ist. Es ist auch möglich, der Gaszuführeinheit 10, synthetische Luft oder ein bestimmtes Gas aus einer Gasflasche als Gasquelle 17 oder einem anderen geeigneten Gebinde zuzuführen. Auch andere Gase können damit entsprechend zugeführt werden. Das kann vorteilhaft sein, da Druckluft oftmals Verunreinigungen aufweist, wie Ölreste aus einem Kompressor, und diese dann vermieden werden können. Solche Verunreinigungen, wie Ölreste, können direkten Einfluss auf ein Messergebnis der Abgasmesseinheit 3 haben. In the simplest embodiment, a gas supply unit 10 can be a mass flow or volume flow control unit which is connected to a compressed air supply as the gas source 17 of the device 1 . It is also possible to supply the gas supply unit 10 with synthetic air or a specific gas from a gas bottle as the gas source 17 or another suitable container. Other gases can also be fed accordingly. This can be advantageous, as compressed air often contains contamination, such as oil residue from a compressor, and this can then be avoided. Such impurities, such as oil residues, can have a direct influence on a measurement result from the exhaust gas measurement unit 3 .
[0033] Die Gaszuführeinheit 10 kann eine Volumenstromregelung enthalten, und gibt einen vorgegebenen Zuführvolumenstrom Vm1 an Ansaugluft AL vor. Der Zuführvolumenstrom Vm1 kann aber auch in einer separaten Einheit stromauf- oder stromabwärts der Gaszuführeinheit 10 eingestellt werden, beispielsweise mit einer Regelklappe 13 stromabwärts der Gaszuführeinheit 10, wie in Fig.2. Der Zuführvolumenstrom Vm1 entspricht zumindest dem durch den Prüfling 2 und die Abgasmesseinheit 3 benötigten Volumenstrom an Ansaugluft AL. Allfällige überschüssige Ansaugluft AL kann über die Bypassleitung 6 abgeleitet werden. Die Gaszuführeinheit 10 kann auch mit einer Steuereinheit 15 verbunden und davon gesteuert sein. [0033] The gas supply unit 10 can contain a volume flow control and specifies a predefined supply volume flow Vm1 of intake air AL. However, the supply volume flow Vm1 can also be adjusted in a separate unit upstream or downstream of the gas supply unit 10, for example with a control valve 13 downstream of the gas supply unit 10, as in FIG. The supply volume flow Vm1 corresponds at least to the volume flow of intake air AL required by the test specimen 2 and the exhaust gas measurement unit 3 . Any excess intake air AL can be diverted via the bypass line 6 . The gas supply unit 10 can also be connected to a control unit 15 and controlled by it.
[0034] Vorteilhafterweise ist die Gaszuführeinheit 10 als Gaskonditioniereinheit ausgeführt. Die Gaskonditioniereinheit kann verwendet werden, um der Ansaugluft AL eine voreingestellte Temperatur T, eine Luftfeuchte rH, einen Zuführvolumenstrom Vm1 und/oder einen Vordruck p1 vorzugeben. Ein Vordruck p1 der Ansaugluft AL kann nötig sein, um einen definierten Zuführvolumenstrom Vm1 zu erzeugen. Solche Gaskonditioniereinheiten sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und können in Prüfständen verschiedenster Art eingesetzt werden. The gas supply unit 10 is advantageously designed as a gas conditioning unit. The gas conditioning unit can be used to specify a preset temperature T, an air humidity rH, a supply volume flow Vm1 and/or an admission pressure p1 for the intake air AL. A form p1 of the intake air AL may be necessary in order to generate a defined supply volume flow Vm1. Such gas conditioning units are well known to those skilled in the art and can be used in test benches of all kinds.
[0035] Die Abgasmesseinheit 3 gibt an eine daran angeschlossene Auslassleitung 9 ein Messgas MG ab. Das Messgas MG ist in der Regel eine Mischung aus Abgas AG und Ansaugluft AL. The exhaust gas measurement unit 3 emits a measurement gas MG to an outlet line 9 connected to it. The measuring gas MG is usually a mixture of exhaust gas AG and intake air AL.
[0036] Erfindungsgemäß ist eine Bypassleitung 6 in der Vorrichtung 1 vorgesehen. Die Bypassleitung 6 zweigt stromaufwärts des Prüflings 2 von der Zuführleitung 5 (wie in Fig.1) oder der Ansaugleitung 7 oder der Verdünnerleitung 8 (wie in Fig.2) ab. Hierfür können Verzweigungen 12, 12‘ in den entsprechenden Leitungen angeordnet sein. According to the invention, a bypass line 6 is provided in the device 1 . The bypass line 6 branches off from the feed line 5 (as in FIG. 1) or the intake line 7 or the thinner line 8 (as in FIG. 2) upstream of the test object 2 . For this purpose, branches 12, 12' can be arranged in the corresponding lines.
[0037] Beispielsweise zweigt die Bypassleitung 6, die Ansaugleitung 7 und die Verdünnerleitung 8 von einer Verzweigung 12, welche beispielsweise als Kreuzstück ausgeführt ist, in der Zuführleitung 5 ab (wie in Fig.1). Die Bypassleitung 6 kann aber auch an einer weiteren Verzweigung 12‘ in der Verdünnerleitung 8 (wie in Fig.2) oder in der Ansaugleitung 7 abzweigen, welche dann als T-Stück ausgeführt ist. Ebenso kann in der Zuführleitung 5 (wie in Fig.1) eine Verzweigung 12 vorgesehen sein, an der die Ansaugleitung 7 abzweigt. For example, the bypass line 6, the intake line 7 and the thinner line 8 branches off from a branch 12, which is designed, for example, as a cross piece, in the feed line 5 (as in FIG. 1). However, the bypass line 6 can also branch off at a further branch 12' in the thinner line 8 (as in FIG. 2) or in the intake line 7, which is then designed as a T-piece. A branch 12 can also be provided in the supply line 5 (as in FIG. 1), at which the intake line 7 branches off.
[0038] Die Bypassleitung 6 mündet stromabwärts der Abgasmesseinheit 3 in die Auslassleitung 9. Damit kann ein Druckausgleich in der Vorrichtung 1 zwischen Zuführleitung 5 und Auslassleitung 9 erreicht werden, sodass der ansaugseitige Druck und der abgasseitige Druck am Prüfling 2 gleich sind. Druckverluste durch Rohrleitungen oder etwaige Einbauten in den Rohren können hier ebenfalls berücksichtigt werden. Dann kann die Bypassleitung 6 so dimensioniert werden, The bypass line 6 opens into the outlet line 9 downstream of the exhaust gas measuring unit 3. This allows pressure equalization in the device 1 between the supply line 5 and the outlet line 9 to be achieved, so that the pressure on the intake side and the pressure on the exhaust gas side on the test specimen 2 are the same. Pressure losses through pipes or any installations in the pipes can also be taken into account here. Then the bypass line 6 can be dimensioned so
dass der resultierende Druckverlust minimiert wird. that the resulting pressure loss is minimized.
[0039] Stromabwärts der Abgasmesseinheit 3 ist an der Auslassleitung 9 eine Absaugeinrichtung 4 angeordnet. Die Absaugeinrichtung 4 ist ausgebildet, das Messgas MG mit einem Abführvolumenstrom Vm2 anzusaugen. Mit der Absaugeinrichtung 4 und dem eingestellten Abführvolumenstrom Vm2 kann damit der Druck p2 in den Leitungen der Vorrichtung 1 eingestellt werden. Die Absaugeinrichtung 4 kann dazu auch mit der Steuereinheit 15 verbunden sein (wie in Fig.2), um eine Regelung des Drucks p2 zu ermöglichen. A suction device 4 is arranged on the outlet line 9 downstream of the exhaust gas measuring unit 3 . The suction device 4 is designed to suck in the measurement gas MG with a discharge volume flow Vm2. The pressure p2 in the lines of the device 1 can thus be set with the suction device 4 and the set discharge volume flow Vm2. For this purpose, the suction device 4 can also be connected to the control unit 15 (as in FIG. 2) in order to enable the pressure p2 to be regulated.
[0040] Die Absaugeinrichtung 9 kann eine Gasbehandlung aufweisen, damit Schadstoffe im Messgas MG nicht an die Umgebung abgegeben werden. Dazu können beispielsweise Filteranlagen, wie Elektrofilter oder Kohlefilter, und Kondensationseinheiten vorgesehen sein. Auch CO>Wäscher oder CO>-(Carbon-)Capture-Einheiten sind vorstellbar. The suction device 9 can have a gas treatment so that pollutants in the measurement gas MG are not released into the environment. For this purpose, for example, filter systems, such as electrostatic precipitators or carbon filters, and condensation units can be provided. CO>scrubbers or CO>(carbon) capture units are also conceivable.
[0041] Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In der Zuführleitung 5 ist in dieser Ausführung stromaufwärts der Aufteilung der Ansaugluft AL auf die Ansaugleitung 7, Verdünnerleitung 8 und Bypassleitung 6 eine erste Regelklappe 13 angeordnet. Die erste Regelklappe 13 ist ausgebildet einen Zuführvolumenstrom Vm1 in der Zuführleitung 5 zu kontrollieren, und damit auch die Menge an zugeführter Ansaugluft AL einzustellen. Die Gaszuführeinheit 10 stellt in dieser Ausführung ein Gas als Ansaugluft AL, vorzugsweise ein konditioniertes Gas, bereit und die erste Regelklappe 13 stellt den Zuführvolumenstrom Vm1 ein. Bei einer solchen Ausführung ist eine Volumenstromregelung in der Gaszuführeinheit 10 nicht unbedingt nötig. Dazu kann die erste Regelklappe 13 mit der Steuereinheit 15 verbunden sein, die die erste Regelklappe 13 ansteuert, um den gewünschten oder benötigten Zuführvolumenstrom Vm1 einzustellen. Die Verwendung der ersten Regelklappe 13 zur Regelung des Zuführvolumenstroms Vm1 ermöglicht auch eine schnellere Veränderung des Zuführvolumenstroms Vm1 und damit eine dynamischere Regelung des Zuführvolumenstroms Vm1. 2 shows an advantageous embodiment of the device according to the invention. In this embodiment, a first control flap 13 is arranged in the supply line 5 upstream of the distribution of the intake air AL to the intake line 7 , the dilution line 8 and the bypass line 6 . The first control flap 13 is designed to control a supply volume flow Vm1 in the supply line 5 and thus also to set the quantity of intake air AL supplied. In this embodiment, the gas supply unit 10 provides a gas as intake air AL, preferably a conditioned gas, and the first control flap 13 sets the supply volume flow Vm1. In such an embodiment, volume flow control in the gas supply unit 10 is not absolutely necessary. For this purpose, the first control flap 13 can be connected to the control unit 15, which controls the first control flap 13 in order to set the desired or required supply volume flow Vm1. The use of the first control flap 13 for controlling the supply volume flow Vm1 also enables a more rapid change in the supply volume flow Vm1 and thus a more dynamic regulation of the supply volume flow Vm1.
[0042] Über den eingestellten Zuführvolumenstrom Vm1 und den Abführvolumenstrom Vm2 wird der Druck p2 (angedeutet in Fig.1) in der Auslassleitung 9 und der Ansaugleitung 7, der Verdünnerleitung 8 und der Bypassleitung 6 eingestellt. The pressure p2 (indicated in FIG. 1) in the outlet line 9 and the intake line 7, the dilution line 8 and the bypass line 6 is set via the set supply volume flow Vm1 and the discharge volume flow Vm2.
[0043] Vorteilhafterweise ist stromabwärts der Einmündung der Bypassleitung 5 in die Auslassleitung 9 eine zweite Regelklappe 14 angeordnet. Die zweite Regelklappe 14 kann ebenfalls mit einer Steuereinheit 15 verbunden sein und von dieser gesteuert werden. Die zweite Regelklappe 14 stellt dann den Abführvolumenstrom Vm2 ein. In diesem Fall muss die Absaugeinrichtung 4 nicht den Abführvolumenstrom Vm2 einstellen und kann dann beispielsweise in einem vorteilhaften konstanten Betriebspunkt betrieben werden. Die Verwendung der zweiten Regelklappe 14 zur Regelung des Abführvolumenstroms Vm2 ermöglicht auch eine schnellere Veränderung des Abführvolumenstroms Vm2 und damit eine dynamischere Regelung des Abführvolumenstrom Vm2. Somit ist eine sehr genau Druckregelung des Drucks p2 in der Vorrichtung 1 möglich. Advantageously, a second control flap 14 is arranged downstream of where the bypass line 5 joins the outlet line 9 . The second control valve 14 can also be connected to a control unit 15 and controlled by it. The second control flap 14 then adjusts the discharge volume flow Vm2. In this case, the suction device 4 does not have to set the discharge volume flow Vm2 and can then be operated, for example, at an advantageous constant operating point. The use of the second control valve 14 for controlling the discharge volume flow Vm2 also enables the discharge volume flow Vm2 to be changed more quickly and thus a more dynamic regulation of the discharge volume flow Vm2. A very precise pressure regulation of the pressure p2 in the device 1 is thus possible.
[0044] Eine Regelklappe 13, 14 kann beispielsweise als Ringdrosselklappe, Flanschdrosselklappe oder Absperrklappe ausgeführt sein. A control valve 13, 14 can be designed, for example, as a ring throttle valve, flanged throttle valve or shut-off valve.
[0045] Somit kann stromaufwärts der ersten Regelklappe 13 ein erster Außendruck p1, und stromabwärts der zweiten Regelklappe 14 ein zweiter Außendruck p3 anliegen. Der erste Außendruck p1 und der zweite Außendruck p3 können auch gleich sein, und beispielsweise dem aktuellen Luftdruck am Aufbauort des Vorrichtung 1 entsprechen. Ein Vordruck pv einer Gaszuführeinheit 10 als Gaskonditioniereinheit kann auch einem ersten Außendruck p1 entsprechen. A first external pressure p1 can thus be present upstream of the first control flap 13 and a second external pressure p3 can be present downstream of the second control flap 14 . The first external pressure p1 and the second external pressure p3 can also be the same and, for example, correspond to the current air pressure at the installation site of the device 1 . An admission pressure pv of a gas supply unit 10 as a gas conditioning unit can also correspond to a first external pressure p1.
[0046] Durch das Zusammenspiel des eingestellten Zuführvolumenstroms Vm1 und des Abführvolumenstrom Vm2, die beispielsweise über die erste Regelklappe 13 und die zweite Regelklappe 14 eingestellt werden, kann in den Leitungen der Vorrichtung 1 (Ansaugleitung 7, Verdünnerleitung 8, Bypassleitung 6, Auslassleitung 9) gegenüber einem herrschenden Umgebungsdruck ein Unterdruck oder Überdruck erzeugt werden. Dieser Unterdruck oder Überdruck ist dabei stromaufwärts und stromabwärts des Prüflings 2 gleich, was die Durchführung der Abgassmessung verbessert. Somit kann sowohl dem Prüfling 2 im Betrieb als auch der Abgasmesseinheit 3 zur Messung der gleiche Druck p2 vorgegeben werden. Due to the interaction of the set supply volume flow Vm1 and the discharge volume flow Vm2, which are set, for example, via the first control valve 13 and the second control valve 14, in the lines of the device 1 (intake line 7, thinner line 8, bypass line 6, outlet line 9) a negative or positive pressure can be generated compared to the prevailing ambient pressure. This negative pressure or positive pressure is the same upstream and downstream of the test object 2, which improves the performance of the exhaust gas measurement. The same pressure p2 can thus be specified both for the test object 2 during operation and for the exhaust gas measuring unit 3 for the measurement.
[0047] Die Bypassleitung 6 ermöglicht, dass der Druck p2 in den Leitungen der Vorrichtung 1 konstant ist, und sich keine Druckgradienten bilden. Ein solcher Druckgradient kann beispielsweise über die Abgasmesseinheit 3 verursacht werden. Bei einer CVS Einheit kann ein Druckverlust über die Füllung der Beutel verursacht werden. The bypass line 6 allows the pressure p2 in the lines of the device 1 to be constant and no pressure gradients to form. Such a pressure gradient can be caused, for example, via the exhaust gas measurement unit 3 . In a CVS unit, a pressure loss can be caused by the filling of the bags.
[0048] In einer vorteilhaften Ausgestaltung erzeugt die Gaszuführeinheit 10 einen vorgegebenen Volumenstrom an Ansaugluft AL. Die erste Regelklappe 13 stellt diesen Volumenstrom auf einen vorgegebenen Zuführvolumenstrom Vm1 der Ansaugluft AL ein. Die erste Regelklappe 13 wird hierfür von der Steuereinheit 15 angesteuert. Die zweite Regelklappe 14 vor der Absaugeinrichtung 4 stellt den Abführvolumenstrom Vm2 ein. In an advantageous embodiment, the gas supply unit 10 generates a predetermined volume flow of intake air AL. The first control flap 13 adjusts this volumetric flow to a predetermined supply volumetric flow Vm1 of the intake air AL. The first control flap 13 is controlled by the control unit 15 for this purpose. The second control flap 14 in front of the suction device 4 sets the discharge volume flow Vm2.
[0049] Zur Nachbildung von Druckverhältnissen in Höhenlagen mit Druck unter 1 bar ist der Abführvolumenstrom Vm2 größer dem Zuführvolumenstrom Vm1. Es ist aber auch denkbar Überdrücke, also einen Druck größer 1 bar vorzugeben. Dann kann der Abführvolumenstrom Vm2 kleiner dem Zuführvolumenstrom Vm1 sein. Dadurch, dass der Druck direkt proportional zur Gasmenge ist, ist die Regelung des Druckes p2 in den Leitungen der Vorrichtung 1 abhängig von der Stoffmenge des Gases in den Leitungen. Das kann näherungsweise durch die ideale Gasgleichung To simulate pressure conditions at altitudes with a pressure below 1 bar, the discharge volume flow Vm2 is greater than the supply volume flow Vm1. However, it is also conceivable to specify overpressures, ie a pressure greater than 1 bar. The discharge volume flow Vm2 can then be smaller than the supply volume flow Vm1. Due to the fact that the pressure is directly proportional to the amount of gas, the regulation of the pressure p2 in the lines of the device 1 is dependent on the amount of substance of the gas in the lines. This can be approximated by the ideal gas equation
pV=nRT>p-n pV=nRT>p-n
beschrieben werden, wobei bei konstantem Volumen V, und konstanter Temperatur T der Druck p direkt proportional zu der Stoffmenge n des Gases in der Vorrichtung 1 ist. be described, where at a constant volume V and constant temperature T, the pressure p is directly proportional to the amount of substance n of the gas in the device 1.
[0050] Zur Einstellung des Druckes p2 in den Leitungen der Vorrichtung 1 kann in einer der Leitungen (Ansaugleitung 7, Verdünnerleitung 8, Bypassleitung 6, Auslassleitung 9) der Vorrichtung 1 auch eine Druckmesseinheit 18 vorgesehen sein, die den aktuellen Druck in den Leitungen misst. Der gemessene Druck kann dann der Steuereinheit 15 zugeführt werden, die den Druck dann auf einen vorgegebenen Solldruck über die erste Regelklappe 13 (und/oder über die Gaszuführeinheit 10) und/oder die zweite Regelklappe 14 (und/oder über die Absaugeinrichtung 4) einstellt. To set the pressure p2 in the lines of the device 1, a pressure measuring unit 18 can also be provided in one of the lines (intake line 7, dilution line 8, bypass line 6, outlet line 9) of the device 1, which measures the current pressure in the lines . The measured pressure can then be supplied to the control unit 15, which then adjusts the pressure to a predetermined target pressure via the first control valve 13 (and/or via the gas supply unit 10) and/or the second control valve 14 (and/or via the suction device 4). .
[0051] Die Steuereinheit 15 ist vorteilhaft sowohl mit der Gaszuführeinheit 10, der Absaugeinrichtung 4, mit erster Regelklappe 13 und zweiter Regelklappe 14 verbunden und steuert diese dementsprechend an. The control unit 15 is advantageously connected to both the gas supply unit 10, the suction device 4, the first control valve 13 and the second control valve 14 and controls them accordingly.
[0052] An der Steuereinheit 15 kann ein Userinterface vorhanden sein, an welchem beispielsweise ein einzustellender Druck p2 von einem Operator eingegeben werden kann. A user interface can be present on the control unit 15, at which, for example, a pressure p2 to be set can be entered by an operator.
[0053] Auch ist es möglich, dass die Steuereinheit 15 mit einer Anlagensteuereinheit 16 gekoppelt ist, wie in Fig.2. Somit kann die Anlagensteuereinheit 16 einen Prüflauf vorgeben, bei dessen Ausführung auch unterschiedliche Höhenlagen simuliert werden können, beispielsweise in Form einer Bergfahrt eines Prüflings 2. Auch veränderliche Wetterbedingungen mit Änderungen des Luftdrucks sind somit abbildbar. Die Steuereinheit 15 setzt dann die Druckvorgaben der Anlagensteuereinheit 16 in der Vorrichtung 1 um. It is also possible for the control unit 15 to be coupled to a system control unit 16, as in FIG. The system control unit 16 can thus specify a test run, during which execution different altitudes can also be simulated, for example in the form of a test specimen 2 driving uphill. Changing weather conditions with changes in the air pressure can thus also be mapped. The control unit 15 then implements the pressure specifications of the system control unit 16 in the device 1 .
[0054] Die Steuereinheit 15 oder die Anlagensteuereinheit 16 kann auch vorgesehen sein, um den Prüfling 2, und gegebenenfalls auch andere Einrichtungen der Vorrichtung 1, wie beispielsweise eine mit dem Prüfling 2 verbundene Belastungsmaschine, gemäß den Vorgaben des durchzuführenden Prüflaufs zu steuern. The control unit 15 or the system control unit 16 can also be provided in order to control the test specimen 2 and possibly also other devices of the device 1, such as a stress machine connected to the test specimen 2, according to the specifications of the test run to be carried out.
[0055] Die Steuereinheit 15 und/oder die Anlagensteuereinheit 16 kann eine mikroprozessorbasierte Hardware (z.B. ein Computer), eine integrierte Schaltung, wie ein Field Programmable Gate Array (FPGA) oder eine Anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), auch mit einem Mikroprozessor, oder auch ein analoger Schaltkreis oder analoger Computer sein. Auch Mischformen sind denkbar. The control unit 15 and/or the system control unit 16 can be microprocessor-based hardware (e.g. a computer), an integrated circuit such as a Field Programmable Gate Array (FPGA) or an application-specific integrated circuit (ASIC), also with a microprocessor, or can also be an analogue circuit or analogue computer. Mixed forms are also conceivable.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50842/2021A AT525576B1 (en) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | Device and method for exhaust gas measurement on a test object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50842/2021A AT525576B1 (en) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | Device and method for exhaust gas measurement on a test object |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT525576A4 AT525576A4 (en) | 2023-05-15 |
| AT525576B1 true AT525576B1 (en) | 2023-05-15 |
Family
ID=86282124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ATA50842/2021A AT525576B1 (en) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | Device and method for exhaust gas measurement on a test object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT525576B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040186699A1 (en) * | 2003-03-17 | 2004-09-23 | Gerard Glinsky | Variable altitude simulator system for testing engines and vehicles |
| EP1752753A2 (en) * | 2005-08-11 | 2007-02-14 | AVL List GmbH | Exhaust gas measuring method for combustion engines |
| WO2008036993A2 (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Avl List Gmbh | Method and device for supplying conditioned combustion gas to an internal combustion engine |
-
2021
- 2021-10-21 AT ATA50842/2021A patent/AT525576B1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040186699A1 (en) * | 2003-03-17 | 2004-09-23 | Gerard Glinsky | Variable altitude simulator system for testing engines and vehicles |
| EP1752753A2 (en) * | 2005-08-11 | 2007-02-14 | AVL List GmbH | Exhaust gas measuring method for combustion engines |
| WO2008036993A2 (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Avl List Gmbh | Method and device for supplying conditioned combustion gas to an internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AT525576A4 (en) | 2023-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2414808B1 (en) | System for taking exhaust gas samples from internal combustion engines | |
| EP1467194B2 (en) | Process and apparatus for detecting, characterising and/or eliminating particles | |
| WO2002042730A2 (en) | Method for supplying an internal combustion engine with conditioned combustion gas, device for carrying out said method, method for determining the quantities of pollutants in the exhaust gases of an internal combustion engine, and device for carrying out said method | |
| DE112006001069T5 (en) | Particle receiving system with flow verification device | |
| DE112010003413T5 (en) | Dilution system tester with advanced capability and method of operating the same | |
| DE10220154B4 (en) | Exhaust particle measurement system | |
| DE602004004688T2 (en) | Active control of the temperature of a filter | |
| DE19983372B4 (en) | Gas mixing system and process | |
| EP3775799B1 (en) | Method for calibrating a mass flow meter in a constant volume sampling (cvs) exhaust gas analysis system | |
| EP0471174A2 (en) | Installation for analyzing pollutants, in particular particulate emission of exhaust gas of diesel engines, with a dilution device for a partial current | |
| DE102008047404A1 (en) | Aerosol diluting device for connection upstream of particle counter, has mixer arranged downstream of channels, and pressure measuring unit to measure differential pressure of aerosol between distributor and mixer | |
| DE102017130978B3 (en) | System for checking aerosol and flow meters | |
| AT525576B1 (en) | Device and method for exhaust gas measurement on a test object | |
| EP0809109B1 (en) | Apparatus for measuring combustion machine exhaust gas components | |
| EP2864752B1 (en) | System for measuring particle emissions of aircraft engines on test beds | |
| DE19617160C1 (en) | Exhaust gas particle measurement, esp. for IC engines | |
| AT518184B1 (en) | Sample gas removal device | |
| DE102014213232A1 (en) | Device for in-situ balancing of measuring systems for measuring the degree of separation at separators of impurities of a flowing fluid in a flow channel | |
| DE102017130981B3 (en) | System for providing an aerosol | |
| EP0501242B1 (en) | Method for determining the flow of exhaust gases | |
| AT524564B1 (en) | Calibration unit for particle measuring devices | |
| AT524839B1 (en) | Procedure for determining emissions | |
| AT513681B1 (en) | Calibration unit for an exhaust gas measuring device | |
| AT524534B1 (en) | Device for simulating regeneration of a volatile hydrogen containment system | |
| AT513683B1 (en) | Calibration unit for an exhaust gas measuring device |