CZ305784B6 - Device to determine concentration and/or amount of at least one substance in exhaust emissions of the internal combustion engines - Google Patents

Device to determine concentration and/or amount of at least one substance in exhaust emissions of the internal combustion engines Download PDF

Info

Publication number
CZ305784B6
CZ305784B6 CZ2009-754A CZ2009754A CZ305784B6 CZ 305784 B6 CZ305784 B6 CZ 305784B6 CZ 2009754 A CZ2009754 A CZ 2009754A CZ 305784 B6 CZ305784 B6 CZ 305784B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
flow
exhaust gas
substance
exhaust
particles
Prior art date
Application number
CZ2009-754A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2009754A3 (en
Inventor
Michal Vojtíšek
Original Assignee
Technická univerzita v Liberci
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technická univerzita v Liberci filed Critical Technická univerzita v Liberci
Priority to CZ2009-754A priority Critical patent/CZ305784B6/en
Publication of CZ2009754A3 publication Critical patent/CZ2009754A3/en
Publication of CZ305784B6 publication Critical patent/CZ305784B6/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

The present invention relates to a device to determine concentration and/or amount of at least one substance in exhaust emissions of the internal combustion engines (1), particularly internal combustion engines of mobile means of conveyance, and for periodical or continuous sampling of certain amount of exhaust gases during operation of a mobile means. The periodical or continuous sampling serves for determining instantaneous total flow of exhaust gases at constant ratio of the amount of sampled exhaust gases to the instantaneous total flow of the exhaust gases in individual measurements. The device comprises a sampling probe (22). Said sampling probe (22) outlet is connected through a piping (26, 45, 49) with at least one device (27) for entrapping the substance to be measured, wherein said device (27) outlet is connected with a flow controller (29) outlet, which is coupled with a control unit (3) having its another input supplied with a signal providing information of a value of the exhaust gas total flow.

Description

(54) Název vynálezu:(54) Title of the invention:

Zařízení k zjišťování koncentrace a/nebo množství alespoň jedné látky ve výfukových emisích ze spalovacích motorů (57) Anotace:Equipment for determining the concentration and / or amount of at least one substance in the exhaust emissions from internal combustion engines (57)

Vynálezem je zařízení k zjišťování koncentrace a/nebo množství alespoň jedné látky ve výfukových emisích ze spalovacích motorů (1), zvláště spalovacích motorů mobilních prostředků, a k periodickému nebo průběžnému odebírání určitého množství výfukových plynů za provozu mobilního prostředku, při kterém se zjišťuje okamžitý celkový průtok výfukových plynů při konstantním poměru množství odebíraných výfukových plynů k okamžitému celkovému průtoku výfukových plynů v jednotlivých měřeních. Součástí zařízení je odběrová sonda (22). Výstup odběrové sondy (22) je potrubím (26, 45, 49) spojen s alespoň jedním zařízením (27) pro zachycování měřené látky, jehož výstup je veden na vstup regulátoru (29) průtoku, který je spřažen s řídicí jednotkou (3), na jejíž další vstup je přiveden signál informující o hodnotě celkového průtoku výfukových plynů.The invention relates to a device for determining the concentration and / or amount of at least one substance in the exhaust emissions from internal combustion engines (1), in particular internal combustion engines of mobile devices, and for periodically or continuously removing a certain amount of exhaust gases during mobile vehicle operation. exhaust gases at a constant ratio of the amount of exhaust gas taken to the instantaneous total exhaust flow in the individual measurements. The device includes a sampling probe (22). The output of the sampling probe (22) is connected via a pipe (26, 45, 49) to at least one device (27) for capturing the measured substance, the output of which is led to the input of a flow regulator (29) which is coupled to a control unit (3). to the next input of which a signal is applied informing about the value of the total exhaust gas flow.

Zařízení k zjišťování koncentrace a/nebo množství alespoň jedné látky ve výfukových emisích ze spalovacích motorůDevice for determining the concentration and / or amount of at least one substance in the exhaust emissions from internal combustion engines

Oblast technikyField of technology

Vynález se týká zařízení k zjišťování koncentrace a/nebo množství alespoň jedné látky ve výfukových emisích ze spalovacích motorů, zvláště spalovacích motorů mobilních prostředků, a k periodickému nebo průběžnému odebírání určitého množství výfukových plynů za provozu mobilního prostředku, k čemuž se zjišťuje okamžitý celkový průtok výfukových plynů při konstantním poměru množství odebíraných výfukových plynů k okamžitému celkovému průtoku výfukových plynů v jednotlivých měřeních, přičemž součástí zařízení je odběrová sonda.The invention relates to a device for determining the concentration and / or amount of at least one substance in the exhaust emissions from internal combustion engines, in particular internal combustion engines of mobile devices, and to periodically or continuously removing a certain amount of exhaust gas during mobile vehicle operation, for which the instantaneous total exhaust flow is determined. at a constant ratio of the amount of exhaust gas taken to the instantaneous total exhaust flow in the individual measurements, the sampling probe being part of the device.

Dosavadní stav technikyPrior art

Emise vozidlových spalovacích motorů se vyznačují tím, že jejich složení i hmotnostní průtok se v závislosti na provozních podmínkách mění, a to v rozsahu až několika řádů. Tyto změny jsou v porovnání s ostatními zdroji emisí vysoce dynamické. Například při rozjezdu těžkého nákladního automobilu se během několika sekund mění několikrát zatížení mezi nulovým a plným, přičemž se současně výrazně mění otáčky motoru.Emissions from in-vehicle internal combustion engines are characterized by the fact that their composition and mass flow vary depending on the operating conditions, in the range of up to several orders of magnitude. These changes are highly dynamic compared to other emission sources. For example, when starting a heavy truck, the load changes between zero and full several times in a matter of seconds, while at the same time the engine speed changes significantly.

Při zjišťování emisí se okamžitý hmotnostní tok dané látky počítá ze součinu její okamžité koncentrace, okamžitého průtoku výfukových plynů a určité konstanty. Koncentraci dané látky však lze jen velmi těžko sledovat s časovým odstupem například jedné sekundy. Pro některá měření je navíc třeba nashromáždit dostatečné množství měřené látky. V takových případech je třeba po stanovenou dobu odebírat a shromažďovat vzorek výfukových plynů, a to tak, že velikost odebíraného vzorkuje v každém okamžiku přímo úměrná okamžitému průtoku výfukových plynů.When determining emissions, the instantaneous mass flow of a substance is calculated from the product of its instantaneous concentration, the instantaneous exhaust flow and a certain constant. However, it is very difficult to monitor the concentration of a given substance with a time interval of, for example, one second. In addition, for some measurements it is necessary to collect a sufficient amount of the measured substance. In such cases, the exhaust sample must be taken and collected for a specified period of time, so that the size of the sample taken is at all times directly proportional to the instantaneous exhaust gas flow.

Takové měření lze úspěšně provádět v laboratorních podmínkách. Celkový okamžitý tok výfukových plynů se doplní, tedy zředí, vždy takovým množstvím vzduchu, aby byl celkový tok všech vzorků takto zředěných plynů konstantní. Alternativní lze ředit jen vyjmutou poměrnou část celkového toku výfukových plynů.Such measurements can be successfully performed under laboratory conditions. The total instantaneous exhaust flow shall be replenished, ie diluted, with such an amount of air that the total flow of all samples of such diluted gases is constant. Alternatively, only the removed proportion of the total exhaust flow may be diluted.

Zařízení, na kterých tato měření provádějí, jsou však rozměrná. Proto se tento způsob dá jen s obtížemi využít k měření emisí během reálného provozu na silnici a zůstává proto vyhrazen pro laboratorní využití.However, the devices on which they perform these measurements are large. Therefore, this method can be used with difficulty to measure emissions during real road traffic and therefore remains reserved for laboratory use.

Dále se používá způsob zjišťování emisí, při kterém je celkový průtok výfukových plynů monitorován, a odběr je řízen tak, aby průtok odebíraného vzorku byl úměrný celkovému toku. Protože průtok surových výfukových plynů se reguluje velmi obtížně, přivede se obvykle odebíraný vzorek do slučovacího (ředicího) prostoru. Do něj se dále přivádí také regulované množství ředicího vzduchu. Odtud je odebíráno regulované množství zředěného vzorku, které je větší, než regulované množství ředicího vzduchu. Přitom rozdíl odebíraného regulovaného množství zředěného vzorku a regulovaného množství ředicího vzduchu je roven žádanému průtoku odebíraného vzorku.Furthermore, an emission detection method is used in which the total exhaust flow is monitored and the sampling is controlled so that the flow of the sample taken is proportional to the total flow. Because the raw exhaust gas flow is very difficult to control, a sample is usually introduced into the dilution space. A controlled amount of dilution air is also fed to it. A controlled amount of diluted sample is taken from this, which is greater than the controlled amount of dilution air. The difference between the controlled amount of diluted sample taken and the controlled amount of dilution air is equal to the desired flow rate of the sample taken.

Je zřejmé, že tok surových výfukových plynů o teplotě až 1000 °C, který obsahuje saze, jiné částice a agresivní látky, lze regulovat velmi obtížně. Naproti tomu tok zředěného vzorku, který je relativně studený a z kterého jsou odfiltrovány pevné částice a další nežádoucí složky, lze regulovat mnohem snadněji. Vzhledem k tomu, že ředicí poměr činí v tomto případě několik desítek objemů ředicího vzduchu k jednomu objemu výfukových plynů, jedná se o nepřímé měření průtoku, při kterém se reguluje poměrně malý rozdíl dvou řádově větších toků.It is obvious that the flow of raw exhaust gases at a temperature of up to 1000 ° C, which contains soot, other particles and aggressive substances, can be very difficult to control. In contrast, the flow of a dilute sample that is relatively cold and from which solid particles and other undesirable components are filtered out can be controlled much more easily. Since the dilution ratio in this case is several tens of volumes of dilution air to one volume of exhaust gas, it is an indirect flow measurement in which a relatively small difference between two orders of magnitude larger flows is regulated.

- 1 CZ 305784 B6- 1 CZ 305784 B6

Dosavadní stav techniky neuvádí řešení, při kterém by se výfukové emise spalovacích motorů vozidel zjišťovaly na palubě vozidla při jeho provozu na zkušební dráze, nebo ještě lépe, při normálním provozu vozidla.The prior art does not disclose a solution in which the exhaust emissions of internal combustion engines of vehicles are detected on board the vehicle during its operation on the test track, or even better, during normal operation of the vehicle.

Cílem vynálezu je navrhnout zařízení ke vzorkování výfukových emisí ze spalovacích motorů, zvláště spalovacích motorů mobilních prostředků, na palubě vozidla při jízdě po zkušebním polygonu, nebo v normálním provozu vozidla.The object of the invention is to propose a device for sampling exhaust emissions from internal combustion engines, in particular internal combustion engines of mobile vehicles, on board a vehicle while driving on a test site or in normal operation of the vehicle.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Cíle vynálezu je dosaženo zařízením k zjišťování koncentrace a/nebo množství alespoň jedné látky obsažené v emisích spalovacích motorů, a k periodickému nebo průběžnému odebírání určitého množství výfukových plynů za provozu mobilní prostředku, k čemuž se zjišťuje okamžitý celkový průtok výfukových plynů při konstantním poměru množství odebíraných výfukových plynů k okamžitému celkovému průtoku výfukových plynů v jednotlivých měřeních, přičemž součástí zařízení je odběrová sonda (22), jehož podstatou je to, že výstup odběrové sondy je potrubím spojen s alespoň jedním zařízením pro zachycování měřené látky, jehož výstup je veden na vstup regulátoru průtoku, který je spřažen s řídicí jednotkou, na jejíž další vstup je přiveden signál informující o hodnotě celkového průtoku výfukových plynů.The object of the invention is achieved by a device for detecting the concentration and / or amount of at least one substance contained in internal combustion engine emissions, and for periodically or continuously collecting a certain amount of exhaust gases during mobile operation, for which the instantaneous total exhaust flow is determined at a constant ratio of exhaust intake. gases to the instantaneous total exhaust flow in the individual measurements, the device comprising a sampling probe (22), the essence of which is that the outlet of the sampling probe is connected by piping to at least one device for capturing the measured substance, the output of which is led to the inlet of the flow regulator. , which is coupled to a control unit, to the next input of which a signal informing about the value of the total exhaust gas flow is fed.

Zařízení tak může být montováno do vozidla s výstupními a řídicími členy na palubě vozidla.The device can thus be mounted in a vehicle with output and control members on board the vehicle.

Použití odběrové sondy lze uspořádat tak, že výsledky nejsou zkreslovány průměrem výfukového potrubí, neboť k odběru není třeba laminámího proudění výfukových plynů a tudíž není nutné, aby přímá část výstupního potrubí za sondou byla příliš dlouhá.The use of a sampling probe can be arranged so that the results are not distorted by the diameter of the exhaust pipe, as no laminar exhaust flow is required for sampling and therefore it is not necessary for the straight part of the outlet pipe behind the probe to be too long.

Výhodné je také, když je výstupní potrubí odběrové sondy a/nebo zařízení pro zachycování měřené látky opatřeno topným prostředkem. Výstupní potrubí může být s výhodou vytápěno na konstantní teplotu, což především příznivě ovlivňuje objektivní porovnatelnost naměřených výsledků.It is also advantageous if the outlet line of the sampling probe and / or the device for capturing the measured substance is provided with a heating means. The outlet pipe can advantageously be heated to a constant temperature, which in particular has a favorable effect on the objective comparability of the measured results.

Ve výstupu zařízení pro zachycování měřené látky je uspořádán odlučovač částic a nežádoucích látek, které jsou tak připraveny pro vyhodnocení emisí.At the outlet of the device for capturing the measured substance, a separator of particles and undesirable substances is arranged, which are thus ready for the evaluation of emissions.

Regulátorem průtoku je uzavírací ventil spřažený s výstupem řídicí jednotky, nebo čerpadlo s otáčkovou regulací průtoku, jehož hnací motor je spřažen s výstupem řídicí jednotky. Regulátor průtoku zajišťuje požadovaný konstantní průtok sledovaných plynů.The flow regulator is a shut-off valve coupled to the output of the control unit, or a pump with speed flow control, the drive motor of which is coupled to the output of the control unit. The flow controller ensures the required constant flow of monitored gases.

Zařízení dále obsahuje prostředky pro měření hmotnostního toku nasávaného vzduchu. K přímému zjišťování hmotnostního toku nasávaného vzduchu s výhodou slouží především snímač toku nasávaného vzduchu.The device further comprises means for measuring the mass flow of the intake air. For direct detection of the mass flow of the intake air, the intake air flow sensor is preferably used in particular.

Výhodné je také, když zařízení obsahuje širokopásmovou lambda sondu, která navíc k nepřímému způsobu pro měření hmotnostního toku nasávaného vzduchu měří zbytkový kyslík.It is also advantageous if the device comprises a broadband lambda probe which, in addition to an indirect method for measuring the mass flow of the intake air, measures the residual oxygen.

Rovněž je výhodné, když zařízení obsahuje alespoň jeden snímač teploty výfukových plynů. Přitom je dále výhodné, když lambda sonda a/nebo jeden snímač teploty výfukových plynů jsou umístěny co nejdál před odběrovou sondou.It is also advantageous if the device comprises at least one exhaust gas temperature sensor. In this case, it is furthermore advantageous if the oxygen sensor and / or one exhaust gas temperature sensor are located as far as possible in front of the sampling probe.

Tím je možné zajistit potřebnou dobu, během které vzduch a spaliny procházejí motorem a výfukovým systémem. Potom je možné regulovat průtok vzorku úměrně průtoku výfukových plynů.This makes it possible to ensure the necessary time during which air and flue gases pass through the engine and exhaust system. It is then possible to regulate the sample flow in proportion to the exhaust gas flow.

Výhodné je, když před zařízením pro zachycování měřené látky je zařazeno alespoň jedno zařízení pro průběžné měření koncentrace částic a/nebo plynných látek, což vede k zpřesnění měření.It is advantageous if at least one device for the continuous measurement of the concentration of particles and / or gaseous substances is arranged in front of the device for capturing the measured substance, which leads to a more accurate measurement.

-2CZ 305784 B6-2EN 305784 B6

Přitom je výhodné, když zařízení pro průběžné měření koncentrace částic a/nebo plynných látek obsahuje prostředek využívající přenosu elektrického náboje na částice a/nebo prostředek k měření náboje odevzdaného částicím nebo náboje zachyceného na částicích a/nebo prostředek využívající rozptyl laserového paprsku a/nebo fotoionizační detektor.In this case, it is advantageous if the device for continuously measuring the concentration of particles and / or gaseous substances comprises means using electric charge transfer to the particles and / or means for measuring the charge delivered to the particles or the charge trapped on the particles and / or means using laser beam scattering and / or photoionization detector.

U vozidla vybaveného zařízením podle vynálezu je tedy možné kontinuálně sledovat emise výfukových plynů při provozu vozidla a zároveň odebírat jednu nebo více látek a po vyhodnocení množství zachycených látek zpětně zpřesnit výsledky měření.Thus, in a vehicle equipped with the device according to the invention, it is possible to continuously monitor the exhaust gas emissions during vehicle operation and at the same time take one or more substances and, after evaluating the amount of trapped substances, refine the measurement results.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněno na výkrese, kde značí obr. 1 provedení podle prvního základního řešení, které ke vzorkování využívá vzorků naředěných výfukových plynů, obr. 2 provedení podle druhého základního řešení, které ke vzorkování využívá vzorků ředěných výfukových plynů a obr. 3 modifikaci podle druhého základního řešení, které navíc využívá trasovacího plynu.The device according to the invention is schematically shown in the drawing, where Fig. 1 shows an embodiment according to the first basic solution, which uses dilute exhaust gas samples for sampling, Fig. 2 shows an embodiment according to the second basic solution, which uses dilute exhaust gas samples for sampling, and Fig. 3. modification according to the second basic solution, which additionally uses trace gas.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Pohon motorového vozidla je zabezpečen spalovacím motorem s příslušenstvím, přičemž obsahuje vlastní pístový motor 1, ke kterému je připojeno sací potrubí 11 vzduchu a výfukové potrubí 12.The drive of the motor vehicle is provided by an internal combustion engine with accessories, and comprises its own piston engine 1, to which an air intake pipe 11 and an exhaust pipe 12 are connected.

První základní zařízení k odebírání vzorků výfukových plynů podle vynálezu je uvedeno na obr. 1. Zde znázorněné příkladné provedení zařízení 2 ke vzorkování emisí motoru 1 obsahuje ve vstupní části 121 výfukového potrubí 12 uspořádanou lambda sondu 20 sloužící k měření množství kyslíku ve výfukových plynech a první snímač 21 teploty výfukových plynů. Ve zvolené vzdálenosti od těchto prvků je ve výfukovém potrubí 12 dále uspořádána odběrová sonda 22, druhý snímač 23 teploty výfukových plynů a snímač 24 tlaku výfukových plynů.The first basic exhaust gas sampling device according to the invention is shown in Fig. 1. The exemplary embodiment of the engine emission sampling device 2 shown here comprises a lambda probe 20 arranged in the inlet part 121 of the exhaust pipe 12 for measuring the amount of oxygen in the exhaust gases. exhaust temperature sensor 21. At a selected distance from these elements, a sampling probe 22, a second exhaust gas temperature sensor 23 and an exhaust gas pressure sensor 24 are further arranged in the exhaust pipe 12.

V sacím potrubí 11 vzduchuje uspořádán snímač 25 hmotnostního toku nasávaného vzduchu.A mass flow sensor 25 is arranged in the intake manifold 11.

Alternativně lze hmotnostní tok nasávaného vzduchu a/nebo teplotu výfukových plynů a/nebo poměr paliva ke vzduchu odečíst z neznázoměné elektronické řídicí jednotky motoru. Hmotnostní tok nasávaného vzduchu lze též stanovit výpočtem z otáček motoru a teploty a tlaku nasávaného vzduchu, a ze známých konstrukčních parametrů motoru.Alternatively, the intake air mass flow and / or exhaust temperature and / or fuel to air ratio may be read from an electronic engine control unit (not shown). The intake air mass flow rate can also be determined by calculation from the engine speed and intake air temperature and pressure, and from known engine design parameters.

K odběrové sondě 22 je připojeno potrubí 26, které ústí do zařízení 27 pro zachycování jedné nebo více měřených látek, například za účelem stanovení emisí pevných částic a polyaromatických uhlovodíků toto zařízení 27 obsahuje klasický filtr 271 pro zachycování částic, za kterým je zařazen absorbér 272 vyplněný polyuretanovou pěnou pro zachycování polyaromatických uhlovodíků. Alternativně je potrubí 26 a/nebo zařízení 27 opatřeno neznázoměným ohřívacím prostředkem. Za zařízením 27 pro zachycování měřené látky je zařazen odlučovač 28 částic a nežádoucích látek a za ním regulátor 29 průtoku tvořený ventilem s proměnným průtočným průřezem, nebo dvoupolohovým ventilem s polohami „otevřen-uzavřen“. Regulátor 29 průtoku tvoří v alternativním provedení celek s řídicí jednotkou 3 zařízení k odebírání vzorků výfukových plynů. Výstup regulátoru 29 průtoku je připojen ksání odsávacího čerpadla 30. Alternativně může být také regulátor 29 průtoku nahrazen odsávacím čerpadlem 30 v provedení s regulací průtoku, například otáčkovou.Connected to the sampling probe 22 is a conduit 26 which opens into a device 27 for capturing one or more measured substances, for example for determining emissions of particulate matter and polyaromatic hydrocarbons, this device 27 comprising a conventional particulate filter 271 after which an absorber 272 filled polyurethane foam for capturing polyaromatic hydrocarbons. Alternatively, the pipe 26 and / or the device 27 is provided with a heating means (not shown). Behind the device 27 for capturing the measured substance there is a separator 28 of particles and undesirable substances and behind it a flow regulator 29 formed by a valve with a variable flow cross-section or a two-position valve with "open-closed" positions. In an alternative embodiment, the flow regulator 29 forms an integral part of the control unit 3 of the exhaust gas sampling device. The output of the flow regulator 29 is connected to a suction pump 30. Alternatively, the flow regulator 29 can also be replaced by a suction pump 30 in a flow-controlled embodiment, for example a speed pump.

Prostředky zařízení 2 ke vzorkování emisí, tedy lambda sonda 20, první snímač 21 teploty výfukových plynů, druhý snímač 23 teploty výfukových plynů, snímač 24 tlaku výfukových plynů, snímač 25 hmotnostního toku nasávaného vzduchu, neznázoměný ohřívací prostředek, regulátorMeans of the emission sampling device 2, i.e. lambda probe 20, first exhaust gas temperature sensor 21, second exhaust gas temperature sensor 23, exhaust gas pressure sensor 24, intake air mass flow sensor 25, heating means not shown, regulator

-3CZ 305784 B6 průtoku a odsávací čerpadlo 30 jsou připojeny ke vstupům a/nebo výstupům řídicí jednotky 3, vzorkovacího zařízení.-3GB 305784 B6 flow and suction pump 30 are connected to the inputs and / or outputs of the control unit 3, the sampling device.

Při vzorkování emisí motoru 1 prostřednictvím zařízení 2 se pracuje se vzorky neředěných výfukových plynů. Celkový tok výfukových plynů může být měřen přímo, nebo určen z poměru vzduchu a paliva měřeného lambda sondou 20 a hmotnostního toku nasávaného vzduchu měřeného snímačem 25 hmotnostního toku nasávaného vzduchu a/nebo hmotnostního toku paliva. Hmotnostní tok nasávaného vzduchu a/nebo hmotnostní tok paliva jsou měřeny přímo, nebo průběžně získávány z neznázoměné elektronické řídicí jednotky motoru. Tok výfukových plynů může být určen i z dalších provozních parametrů motoru, zpravidla otáček motoru a jednoho nebo více indikátorů zatížení motoru (poloha akcelerátoru, plnicí tlak turbodmychadla, tlak v sacím potrubí motoru). Preferovanými veličinami jsou otáčky motoru a teplota a tlak v sacím potrubí, které jsou doplněny koeficienty dopravní účinnosti motoru pro dané otáčky a tlak v sacím potrubí LL Tyto koeficienty mohou být určeny kvalifikovaným odhadem nebo získány na základě porovnávacích měření v laboratoři. Vedle lambda sondy 20 může být poměr paliva a vzduchu alternativně průběžně zjišťován z provozních parametrů motoru získávaných zřídící jednotky motoru, nebo měřen zjišťováním složení výfukových plynů.When sampling the emissions of engine 1 by means of device 2, samples of the raw exhaust gas are used. The total exhaust gas flow may be measured directly, or determined from the ratio of air to fuel measured by the oxygen sensor 20 and the intake air mass flow rate measured by the intake air mass flow and / or fuel mass flow sensor 25. The intake air mass flow and / or fuel mass flow is measured directly or continuously obtained from an electronic engine control unit (not shown). The exhaust gas flow can also be determined from other engine operating parameters, usually engine speed and one or more engine load indicators (accelerator position, turbocharger boost pressure, engine intake manifold pressure). Preferred variables are engine speed and intake manifold temperature and pressure, which are supplemented by engine transport efficiency coefficients for the given intake manifold speed and pressure LL. These coefficients can be determined by a qualified estimate or obtained from comparative measurements in the laboratory. In addition to the oxygen sensor 20, the fuel / air ratio can alternatively be determined continuously from the engine operating parameters obtained by the engine control unit, or measured by determining the composition of the exhaust gases.

Preferovaným způsobem je určení toku výfukových plynů na základě přímého měření hmotnostního toku nasávaného vzduchu snímačem 25, navíc případně doplněného měřením zbytkového kyslíku širokopásmovou lambda sondou 20 a měřením teploty výfukových plynů prvním snímačem 21 teploty výfukových plynů. Lambda sonda 20 a první snímač 21 teploty výfukových plynů jsou umístěny co nejdále před odběrovou sondou 22. Důsledkem tohoto uspořádání je dosažení potřebného tranzitního času tT, během kterého vzduch a spaliny procházejí motorem a výfukovým systémem. Dosažený tranzitní čas tT a čas tR odezvy regulace průtoku vzorku dává možnost regulovat průtok vzorku úměrně průtoku výfukových plynů. Za předpokladu, že tT > tR, lze při známém objemu výfukového systému zjistit tranzitní čas tT výpočtem na základě jednak měřeného nebo zjištěného toku výfukových plynů, jednak měřené, zjištěné, nebo odhadnuté teploty výfukových plynů.The preferred method is to determine the exhaust gas flow by directly measuring the intake air mass flow through the sensor 25, additionally optionally supplemented by measuring the residual oxygen with a broadband lambda probe 20 and measuring the exhaust gas temperature with the first exhaust gas temperature sensor 21. The lambda sensor 20 and the first exhaust gas temperature sensor 21 are located as far as possible in front of the sampling probe 22. The consequence of this arrangement is to achieve the required transit time tT, during which air and flue gases pass through the engine and exhaust system. The achieved transit time tT and the sample flow control response time tR make it possible to control the sample flow in proportion to the exhaust gas flow. Assuming that tT> tR, with a known exhaust system volume, the transit time tT can be determined by calculation based on the measured or detected exhaust gas flow, as well as the measured, detected or estimated exhaust gas temperature.

Regulátor 29 průtoku udržuje požadovaný průtok v celé větvi potrubí 26.The flow regulator 29 maintains the desired flow in the entire branch of the pipe 26.

Druhé základní řešení podle vynálezu je uvedeno na obr. 2. Rozdílnost proti prvnímu základnímu řešení vyplývají z toho, že místo vzorků neředěných výfukových plynů se ve druhém základním řešení pracuje s ředěnými výfukovými plyny. Na obr. 2 jsou znázorněny dvě alternativy příkladného zařízení 4 ke vzorkování emisí motoru 1.The second basic solution according to the invention is shown in Fig. 2. The differences from the first basic solution result from the fact that instead of samples of undiluted exhaust gases, the second basic solution works with dilute exhaust gases. Fig. 2 shows two alternatives of the exemplary device 4 for sampling the emissions of the engine 1.

Jedna alternativa obsahuje zásobník 40 tlakového vzduchu s dávkovacím regulátorem 41 tlakového vzduchu.One alternative comprises a compressed air reservoir 40 with a compressed air dosing regulator 41.

Ve druhé alternativě, která je na obr. 2 znázorněna čárkovaně, je zásobník 40 a regulátor 41 nahrazen potrubím 42 pro přívod vzduchu z okolní atmosféry, ve kterém je zařazen jeden nebo více zachycovačů 43 nežádoucích látek (zejména zachycovač měřených látek, které se mohou nalézat v ovzduší, například filtr s aktivním uhlím pro zachycení organických látek) a odlučovač 44 částic. Zařízení 4 dále obsahuje ve vstupní části 121 výfukového potrubí 12 lambda sondu 20 k měření množství kyslíku ve výfukových plynech a první snímač 21 teploty výfukových plynů. V dostatečné vzdálenosti od těchto prvků je ve výfukovém potrubí 12 dále uspořádána odběrová sonda 20, snímač 23 teploty výfukových plynů a snímač 24 tlaku výfukových plynů.In the second alternative, which is shown in dashed lines in FIG. 2, the reservoir 40 and the regulator 41 are replaced by a duct 42 for the supply of ambient air, in which one or more collectors 43 of undesirable substances (in particular a collector of measured substances which may be present) are arranged. in the air, for example, an activated carbon filter to capture organic matter) and a particle separator 44. The device 4 further comprises in the inlet part 121 of the exhaust pipe 12 a lambda probe 20 for measuring the amount of oxygen in the exhaust gases and a first exhaust gas temperature sensor 21. At a sufficient distance from these elements, a sampling probe 20, an exhaust gas temperature sensor 23 and an exhaust gas pressure sensor 24 are further arranged in the exhaust pipe 12.

V sacím potrubí 11 vzduchuje uspořádán snímač 25 hmotnostního toku nasávaného vzduchu.A mass flow sensor 25 is arranged in the intake manifold 11.

K odběrové sondě 22 je připojeno krátké potrubí 45 vedoucí do dávkovacího zařízení 46, jehož součástí je dávkovači komora 461. Do dávkovacího zařízení 46 ústí také potrubí 47 přívodu vzduchu vedené v první alternativně tohoto provedení od regulátoru 41 tlakového vzduchu záA short duct 45 leading to the dosing device 46 is connected to the sampling probe 22, of which the dosing chamber 461 is a part.

-4CZ 305784 B6 sobníku 40 tlakového vzduchu, nebo ve druhé alternativně tohoto provedení od zachycovače 43 nežádoucích látek a odlučovače 44 částic v potrubí 42 pro přívod vzduchu z okolní atmosféry.-4CZ 305784 B6 of the compressed air tank 40, or in a second alternative of this embodiment from the unwanted substance trap 43 and the particle separator 44 in the duct 42 for the supply of air from the ambient atmosphere.

Dávkovači komora 461 je střídavě připojitelná ke krátkému potrubí 45 a k potrubí 47 přívodu vzduchu ze zásobníku 40, nebo z okolní atmosféry. Dávkovači zařízení 46 je spřaženo s dávkovacím regulátorem 48.The dosing chamber 461 is alternately connectable to the short duct 45 and to the air supply duct 47 from the reservoir 40, or from the surrounding atmosphere. The dosing device 46 is coupled to the dosing regulator 48.

Výstup dávkovacího zařízení 46 je spojen potrubím 49 se zařízením 27 pro zachycování měřené látky, které svým uspořádáním odpovídá provedení podle obr. 1. Toto zařízení 27 obsahuje klasický filtr 271 pro zachycování částic, za kterým je zařazen absorbér 272 vyplněný polyuretanovou pěnou pro zachycování polyaromatických uhlovodíků. Alternativně je potrubí 49 a/nebo zařízení 27 opatřeno neznázoměným ohřívacím prostředkem. Za zařízením 27 pro zachycování měřené látky je zařazen odlučovač 28 částic a nežádoucích látek a za ním regulátor 29 průtoku tvořený ventilem s proměnným průtočným průřezem, nebo dvoupolohovým ventilem s polohami „otevřeno-uzavřeno“. Regulátor 29 průtoku tvoří v alternativním provedení celek s řídicí jednotkou 3, vzorkovacího zařízení. Výstup regulátoru 29 průtoku je připojen k sání odsávacího čerpadla 30. Alternativně může být také regulátor 29 průtoku nahrazen odsávacím čerpadlem 30 v provedení s regulací průtoku, například otáčkovou.The outlet of the dosing device 46 is connected by a pipe 49 to a device 27 for capturing the measured substance, the arrangement of which corresponds to the embodiment according to Fig. 1. This device 27 comprises a conventional particle capture filter 271, followed by an absorber 272 filled with polyurethane foam for capturing polyaromatic hydrocarbons. . Alternatively, the pipe 49 and / or the device 27 is provided with a heating means (not shown). Behind the device 27 for capturing the measured substance, there is a separator 28 for particles and undesirable substances, followed by a flow regulator 29 formed by a valve with a variable flow cross-section or a two-position valve with "open-closed" positions. In an alternative embodiment, the flow regulator 29 forms an integral part with the control unit 3 of the sampling device. The output of the flow regulator 29 is connected to the suction of the suction pump 30. Alternatively, the flow regulator 29 can also be replaced by a suction pump 30 in a flow-controlled embodiment, for example a speed pump.

Prostředky zařízení 4 ke vzorkování emisí, tedy lambda sonda 20, první snímač 21 teploty výfukových plynů, druhý snímač 23 teploty výfukových plynů, snímač 24 tlaku výfukových plynů, snímač 25 hmotnostního toku nasávaného vzduchu, neznázoměný ohřívací prostředek, regulátor 29 průtoku, odsávací čerpadlo 30, regulátor 41 tlakového vzduchu a dávkovači regulátor 48 jsou připojeny ke vstupům a/nebo výstupům řídicí jednotky 3, vzorkovacího zařízení.Means of the emission sampling device 4, i.e. lambda probe 20, first exhaust gas temperature sensor 21, second exhaust gas temperature sensor 23, exhaust gas pressure sensor 24, intake air mass flow sensor 25, heating means not shown, flow regulator 29, suction pump 30 , the compressed air regulator 41 and the dosing regulator 48 are connected to the inputs and / or outputs of the control unit 3, the sampling device.

Dávkovači zařízení 46 v příkladném provedení podle obr. 2 je tvořeno třícestným ventilem, jehož výstup je střídavě spojován s přívodem neředěného vzorku výfukového plynu přiváděného krátkým potrubím 45 a s přívodem ředicího vzduchu potrubím 47. Dávkovači regulátor 48 přepíná třícestný ventil dávkovacího zařízení 46 tak, že poměrná část doby, po kterou je ventil připojen k potrubí 45, tedy k přívodu vzorku neředěných výfukových plynů, je úměrná celkovému toku výfukových plynů. Ten je zjišťován některým ze způsobů popsaných v řešení podle obr. 1. Regulace průtoku ve větvi potrubí 49 může být prováděna spřažením činnosti dávkovacího regulátoru 48 a regulátoru průtoku 29, a to takovým způsobem, že tok odebíraného vzorku naředěných výfukových plynů je vždy úměrný celkovému toku výfukových plynů ve výfukovém potrubí motoru.The dosing device 46 in the exemplary embodiment according to FIG. the part of the time for which the valve is connected to the line 45, i.e. to the sample supply of the raw exhaust gas, is proportional to the total exhaust gas flow. This is determined by one of the methods described in the solution according to Fig. 1. The flow control in the pipe branch 49 can be performed by coupling the operation of the dosing regulator 48 and the flow regulator 29, in such a way that the flow of the diluted exhaust gas sample is always proportional to the total flow. exhaust gases in the engine exhaust pipe.

Alternativně může být v neznázoměném provedení využito k dávkování zařízení pracujícího na principu otočného disku, na jehož obvodě jsou uspořádány prohlubně tvořící dávkovači komůrky, které se při otáčení disku v prostoru neředěných výfukových plynů plní výfukovými plyny, načež se v prostoru odebíraného vzorku vymývají přiváděným ředicím vzduchem. V ideálním případě je množství přenášeného vzorku úměrné otáčkám disku. V navrhovaném provedení jsou otáčky disku dynamicky měněny s cílem dosáhnout takového ředicího poměru, respektive takového toku přenášeného vzorku neředěných plynů, který by byl úměrný celkovému toku výfukových plynů. V reálném případě je vhodné počítat s přenosovou účinností, jejímž důsledkem je nelinearita vztahu mezi otáčkami disku a přeneseným množstvím plynů.Alternatively, in a non-illustrated embodiment, it can be used for dosing a device operating on the principle of a rotating disk, on the circumference of which are arranged depressions forming dosing chambers . Ideally, the amount of sample transferred is proportional to the speed of the disk. In the proposed embodiment, the speed of the disk is dynamically varied in order to achieve a dilution ratio or flow of the sample of undiluted gases that is proportional to the total exhaust flow. In the real case, it is appropriate to take into account the transfer efficiency, which results in the nonlinearity of the relationship between the disk speed and the amount of gas transferred.

Při vzorkování emisí motoru 1 prostřednictvím zařízení 4 se pracuje se vzorky obsahujícími výfukové plyny ředěné vzduchem.When sampling the emissions of the engine 1 by means of the device 4, samples containing exhaust gases diluted with air are used.

Způsob odebírání vzorku výfukových plynů u obou řešení znázorněných na obr. 1 a 2 je založen na skutečnosti, že částice obsažené ve výfukových plynech jsou poměrně malé. Kvalita vzorku tedy není degradována případnými turbulencemi, proto není nutné odebírat vzorek z laminámího průtoku, kterým by byl zajištěn izokinetický odběr (směr i velikost rychlosti toku v odběrové sondě jsou stejné jako směr i velikost rychlosti toku výfukových plynů v místě odběru). Odebírání vzorku jednoduchou odběrovou sondou 22 nezpůsobí v tomto případě nežádoucí zkreslení.The method of sampling the exhaust gases in both the solutions shown in Figs. 1 and 2 is based on the fact that the particles contained in the exhaust gases are relatively small. Thus, the quality of the sample is not degraded by possible turbulence, therefore it is not necessary to take a sample from the laminar flow, which would ensure isokinetic sampling (direction and magnitude of flow rate in the sampling probe are the same as direction and magnitude of exhaust gas flow rate. Sampling with a simple sampling probe 22 will not cause undesired distortion in this case.

-5CZ 305784 B6-5CZ 305784 B6

Naopak popsaný způsob odběru vzorku umožňuje podstatně zjednodušit zařízení, snížit nároky na prostor a na úpravy vozidla. To je jedním z předpokladů umožňujících provádět měření emisí při provozu vozidla.On the contrary, the described method of sampling makes it possible to significantly simplify the equipment, to reduce the space requirements and to modify the vehicle. This is one of the prerequisites for measuring emissions while the vehicle is in operation.

Zařízení lze případně zjednodušit omezením nebo vynecháním ředění vzorku a/nebo odstraněním vyhřívání potrubí. Tím ovšem dojde k ulpívání části měřených látek, případně k zachycení vody obsažené ve výfukovém potrubí, na vnitřním povrchu potrubí 26, 45, 49. Ztrátu části měřených látek lze kompenzovat tak, že se vždy po odběru vzorku potrubí 26, 45, 49 zahřeje na vhodnou teplotu, a/nebo je do něj přivedeno vhodné rozpouštědlo. Tím dojde k přenesení ztracené části vzorkovaných látek do zařízení 27 pro zachycování měřené látky.Optionally, the device can be simplified by reducing or omitting sample dilution and / or eliminating line heating. However, this causes a part of the measured substances to adhere, or the water contained in the exhaust pipe to be trapped on the inner surface of the pipes 26, 45, 49. The loss of a part of the measured substances can be compensated by heating the pipes 26, 45, 49 to at a suitable temperature, and / or a suitable solvent is introduced into it. This transfers the lost part of the sampled substances to the device 27 for capturing the measured substance.

Zařízení 5 ke vzorkování emisí motoru 1 v příkladném provedení podle obr. 3 je v podstatě rozšířením druhého základního řešení podle vynálezu znázorněného na obr. 2. Zařízení 5 obsahuje vzhledem k zařízení 4 znázorněnému na obr. 2 navíc zásobník 50 trasovacího plynu, v jehož výstupním potrubí je uspořádán regulátor 51 tlaku trasovacího plynu a regulátor 52 průtoku trasovacího plynu. Výstupní potrubí 53 z regulátoru 52 průtoku trasovacího plynu ústí do sacího potrubí 11 motoru 1. K výfukovému potrubí 12 je připojeno zařízení 122 k měření koncentrace trasovacího plynu.The device 5 for sampling emissions of the engine 1 in the exemplary embodiment according to Fig. 3 is essentially an extension of the second basic solution according to the invention shown in Fig. 2. The device 5 further comprises a tracer gas reservoir 50 with the device 4 shown in Fig. a trace gas pressure regulator 51 and a trace gas flow regulator 52 are arranged in the line. The outlet line 53 from the tracer gas flow regulator 52 opens into the intake manifold 11 of the engine 1. A device 122 for measuring the tracer gas concentration is connected to the exhaust line 12.

Jako trasovací plyn je použit inertní plyn, například helium. Je důležité, aby se trasovací plyn neúčastnil chemických reakcí za teplot a tlaků obvyklých ve spalovacím prostoru motoru, případně aby jeho spálením vznikly známé látky. Dále je žádoucí, aby trasovací plyn, případně jeho produkty, byly měřitelné s dostatečným dynamickým rozlišením v poměrně malých koncentracích. Přitom množství trasovacího plynu není větší, než desetiny procenta množství nasávaného vzduchu, což zajišťuje, že nedochází k ovlivnění spalovacího procesu. Helium je navíc výhodné zvláště proto, že jeho koncentrace ve vzduchuje prakticky nulová a že jeho koncentrace ve vzorku je možné průběžně měřit hmotnostním spektrometrem. Koncentrace trasovacího plynu, případně produktů jeho spalování je zjišťována průběžně zařízením 122 k měření koncentrace trasovacího plynu a/nebo je trasovací plyn zachycován v zařízení 27 pro zachycování měřené látky a jeho množství je stanoveno později.An inert gas, such as helium, is used as the tracer gas. It is important that the tracer gas does not participate in chemical reactions at the temperatures and pressures usual in the combustion chamber of the engine, or that its combustion produces known substances. Furthermore, it is desirable that the tracer gas, or its products, be measurable with sufficient dynamic resolution in relatively small concentrations. The amount of tracer gas is not more than tenths of a percent of the amount of intake air, which ensures that the combustion process is not affected. In addition, helium is particularly advantageous because its concentration in air is practically zero and its concentration in the sample can be measured continuously with a mass spectrometer. The concentration of the tracer gas or its combustion products is detected continuously by the tracer gas concentration measuring device 122 and / or the tracer gas is captured in the metered substance capture device 27 and its amount is determined later.

Další alternativa zařízení podle vynálezu obsahuje zařízení 6 pro průběžné měření koncentrace částic a/nebo plynných látek. Jedno, nebo více těchto zařízení 6 je zařazeno před zařízením 27 pro zachycování měřené látky. Alternativně je zařízení 6 umístěno buď přímo ve výfukovém potrubí, neboje připojeno k samostatnému výstupu.Another alternative device according to the invention comprises a device 6 for continuously measuring the concentration of particles and / or gaseous substances. One or more of these devices 6 is arranged in front of the device 27 for capturing the measured substance. Alternatively, the device 6 is located either directly in the exhaust pipe or is connected to a separate outlet.

V zařízení 6 je pro měření koncentrací plynných složek použit spektrometr pracující s infračerveným nebo ultrafialovým zářením, elektrochemický článek, nebo fotoionizační detektor. Koncentrace částic je zjišťována například na principu zachycení a/nebo přenosu elektrostatického náboje částicemi nebo rozptylu světelného paprsku.In the device 6, a spectrometer operating with infrared or ultraviolet radiation, an electrochemical cell, or a photoionization detector is used to measure the concentrations of gaseous components. The concentration of the particles is determined, for example, on the principle of capturing and / or transferring the electrostatic charge by the particles or scattering the light beam.

Koncentrace aromatických uhlovodíků se zjišťuje například fotoionizačním detektorem.The concentration of aromatic hydrocarbons is detected, for example, by a photoionization detector.

Kombinaci průběžného měření okamžitých koncentrací a zachycování sledované látky pro pozdější doplňující analýzu a vyhodnocení lze využít pro dodatečné zpřesnění dynamického měření zpětnou kalibraci s využitím vyhodnocených výsledků vzorkovacího zařízení. Tak je možné doplnit výsledky získané vzorkováním alespoň orientačním rozložením přírůstků celkového naměřeného množství v čase.The combination of continuous measurement of instantaneous concentrations and capture of the monitored substance for later supplementary analysis and evaluation can be used to further refine the dynamic measurement back-calibration using the evaluated results of the sampling device. Thus, it is possible to supplement the results obtained by sampling with at least an approximate distribution of the increments of the total measured amount over time.

Například pro měření emisí částic lze využít kombinace gravimetrické metody a dynamického měření koncentrací například metodou rozptylu laserového paprsku (nefelometr), kterou lze získat signál přibližně úměrný hmotnostní koncentraci částic. Toto měření je však poměrně nepřesné. Zpřesnění lze dosáhnout porovnáním celkového množství částic naměřeného během testu nefelometrem a gravimetrickou metodou. Tuto kalibraci lze pak zpětně uplatnit na koncentraceFor example, a combination of a gravimetric method and a dynamic concentration measurement can be used to measure particulate emissions, for example by laser beam scattering (nephelometer), which can obtain a signal approximately proportional to the mass concentration of the particles. However, this measurement is relatively inaccurate. Refinement can be achieved by comparing the total amount of particles measured during the test with a nephelometer and a gravimetric method. This calibration can then be applied retrospectively to concentrations

-6CZ 305784 B6 průběžně měřené nefelometrem. Pro měření částic lze dále využít metod pracujících na principu nabíjení částic a zjišťování náboje odevzdaného částicím nebo částicemi předaného.-6GB 305784 B6 continuously measured by a nephelometer. For measuring particles, it is also possible to use methods working on the principle of charging particles and determining the charge delivered to the particles or transferred by the particles.

Pro měření emisí polyaromatických uhlovodíků a dalších skupin organických látek lze využít zachycování na filtr a/nebo sorpční médium (např. polyuretanová pěna) a průběžně měřit koncentraci například fotoionizačním detektorem.To measure the emissions of polyaromatic hydrocarbons and other groups of organic substances, it is possible to use capture on a filter and / or sorption medium (eg polyurethane foam) and continuously measure the concentration, for example with a photoionization detector.

V neznázoměném provedení má celé potrubí 26, 45, 49 zároveň funkci zařízení 27 pro zachycování měřené látky. To lze vzhledem k relativně nízké teplotě potrubí 26,45,49 například uplatnit pro vzorkování velmi jemných částic využitím termoforetického jevu.In an embodiment (not shown), the entire line 26, 45, 49 also has the function of a device 27 for capturing the measured substance. Due to the relatively low temperature of the pipe 26,45,49, this can be used, for example, for sampling very fine particles using the thermophoretic phenomenon.

Řešení podle vynálezu se vyznačují malými nároky na prostor i na spotřebu elektrické energie. Zařízení je relativně malé a lehké, což vyhovuje jednak z hlediska prostoru, který je na vozidle k dispozici, jednak je tím umožněno je využívat jako zařízení přenosného. Chyby, které by vyplývaly z popsaných možných zjednodušení, jsou pro výsledek měření nepodstatné zvláště s ohledem na celkové nejistoty měření.The solutions according to the invention are characterized by small demands on space and electricity consumption. The device is relatively small and light, which suits both in terms of space available on the vehicle, and thus allows them to be used as a portable device. The errors that would result from the described possible simplifications are insignificant for the measurement result, especially with regard to the overall measurement uncertainties.

Zařízení lze poměrně jednoduše instalovat na širokou řadu vozidel a strojů bez podstatných úprav. Zvolená provedení nejsou závislá na průměru výfukového potrubí, především pro odběr není nutné mít k dispozici laminámí tok výfukových plynů, čímž není zapotřebí dlouhého „ustalovacího“ potrubí.The device can be relatively easily installed on a wide range of vehicles and machines without significant modifications. The selected designs do not depend on the diameter of the exhaust pipe, especially for sampling it is not necessary to have a laminar flow of exhaust gases, which does not require a long "fixing" pipe.

Zásadní výhodou řešení podle vynálezu je tedy možnost provozovat je na palubě vozidla při běžném provozu vozidla, nebo na zkušebním okruhu.The main advantage of the solution according to the invention is therefore the possibility to operate them on board the vehicle during normal operation of the vehicle, or on a test circuit.

Claims (11)

1. Zařízení k zjišťování koncentrace a/nebo množství alespoň jedné látky ve výfukových emisích ze spalovacích motorů (1), zvláště spalovacích motorů mobilních prostředků, a k periodickému nebo průběžnému odebírání určitého množství výfukových plynů za provozu mobilního prostředku, při kterém se zjišťuje okamžitý celkový průtok výfukových plynů při konstantním poměru množství odebíraných výfukových plynů k okamžitému celkovému průtoku výfukových plynů v jednotlivých měřeních, přičemž součástí zařízení je odběrová sonda (22), vyznačující se tím, že výstup odběrové sondy (22) je potrubím (26, 45, 49) spojen s alespoň jedním zařízením (27) pro zachycování měřené látky, jehož výstup je veden na vstup regulátoru (29) průtoku, který je spřažen s řídicí jednotkou (3), na jejíž další vstup je přiveden signál informující o hodnotě celkového průtoku výfukových plynů.1. Apparatus for detecting the concentration and / or quantity of at least one substance in the exhaust emissions from internal combustion engines (1), in particular internal combustion engines of mobile devices, and for periodically or continuously sampling a certain amount of exhaust gas during mobile vehicle operation to determine instantaneous total flow exhaust gas at a constant ratio of the amount of sampled exhaust gas to the instantaneous total exhaust gas flow in the individual measurements, the device comprising a sampling probe (22), characterized in that the outlet of the sampling probe (22) is connected by a pipe (26, 45, 49) with at least one device (27) for capturing the measured substance, the output of which is led to the input of a flow regulator (29) which is coupled to a control unit (3), to another input a signal informing about the value of the total exhaust gas flow. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstupní potrubí (26, 45, 49) odběrové sondy (22) a/nebo zařízení (27) pro zachycování měřené látky opatřeno topným prostředkem.Device according to Claim 1, characterized in that the outlet line (26, 45, 49) of the sampling probe (22) and / or the device (27) for capturing the measured substance is provided with a heating means. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že ve výstupu zařízení (27) pro zachycování měřené látky je uspořádán odlučovač (28) částic a nežádoucích látek.Device according to Claim 1 or 2, characterized in that a particle and undesired substance separator (28) is arranged at the outlet of the device (27) for capturing the substance to be measured. 4. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků laž3, vyznačující se tím, že regulátorem (29) průtoku je uzavírací ventil spřažený s výstupem řídicí jednotky (3).Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the flow regulator (29) is a shut-off valve coupled to the outlet of the control unit (3). 5. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků laž3, vyznačující se tím, že regulátorem (29) průtoku je čerpadlo s otáčkovou regulací průtoku, jehož hnací motor je spřažen s výstupem řídicí jednotky (3).Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the flow regulator (29) is a speed-controlled flow pump, the drive motor of which is coupled to the output of the control unit (3). -7 CZ 305784 B6-7 CZ 305784 B6 6. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že obsahuje prostředky pro měření hmotnostního toku nasávaného vzduchu.Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises means for measuring the mass flow of the intake air. 7. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že obsahuje lambda sondu (20).Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a lambda probe (20). 8. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jeden snímač (21, 23) teploty výfukových plynů.Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises at least one exhaust gas temperature sensor (21, 23). 9. Zařízení podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že lambda sonda (20) a/nebo jeden snímač (21) teploty výfukových plynů jsou umístěny co nejdál před odběrovou sondou (22).Device according to Claim 7 or 8, characterized in that the oxygen sensor (20) and / or one exhaust gas temperature sensor (21) are arranged as far as possible in front of the sampling probe (22). 10. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že před zařízením (27) pro zachycování měřené látky je zařazeno alespoň jedno zařízení (6) pro průběžné měření koncentrace částic a/nebo plynných látek.Device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that at least one device (6) for continuously measuring the concentration of particles and / or gaseous substances is arranged in front of the device (27) for capturing the measured substance. 11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že zařízení (6) pro průběžné měření koncentrace částic a/nebo plynných látek obsahuje prostředek využívající přenosu elektrického náboje na částice a/nebo prostředek k měření náboje odevzdaného částicím nebo náboje zachyceného na částicích a/nebo prostředek využívající rozptyl laserového paprsku a/nebo fotoionizační detektor.Device according to claim 10, characterized in that the device (6) for continuously measuring the concentration of particles and / or gaseous substances comprises means utilizing the transfer of electric charge to the particles and / or means for measuring the charge delivered to the particles or the charge trapped on the particles and / or or a laser beam scattering means and / or a photoionization detector.
CZ2009-754A 2009-11-12 2009-11-12 Device to determine concentration and/or amount of at least one substance in exhaust emissions of the internal combustion engines CZ305784B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2009-754A CZ305784B6 (en) 2009-11-12 2009-11-12 Device to determine concentration and/or amount of at least one substance in exhaust emissions of the internal combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2009-754A CZ305784B6 (en) 2009-11-12 2009-11-12 Device to determine concentration and/or amount of at least one substance in exhaust emissions of the internal combustion engines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2009754A3 CZ2009754A3 (en) 2011-05-25
CZ305784B6 true CZ305784B6 (en) 2016-03-16

Family

ID=44041771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2009-754A CZ305784B6 (en) 2009-11-12 2009-11-12 Device to determine concentration and/or amount of at least one substance in exhaust emissions of the internal combustion engines

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ305784B6 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0611962A1 (en) * 1993-02-19 1994-08-24 IVECO FIAT S.p.A. Method and apparatus for extracting particulate from the exhaust gases of diesel engines
WO1997031265A1 (en) * 1996-02-23 1997-08-28 Horiba Instruments, Inc. Method and apparatus for providing diluted exhaust gas to exhaust emission analyzer
WO2002070116A1 (en) * 2001-03-02 2002-09-12 Parsons Advanced Technologies Inc. Assembly and method for mixing gases
WO2002071030A1 (en) * 2001-03-02 2002-09-12 Parsons Advanced Technologies Inc. Particulate and gaseous emission testing method and apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0611962A1 (en) * 1993-02-19 1994-08-24 IVECO FIAT S.p.A. Method and apparatus for extracting particulate from the exhaust gases of diesel engines
WO1997031265A1 (en) * 1996-02-23 1997-08-28 Horiba Instruments, Inc. Method and apparatus for providing diluted exhaust gas to exhaust emission analyzer
WO2002070116A1 (en) * 2001-03-02 2002-09-12 Parsons Advanced Technologies Inc. Assembly and method for mixing gases
WO2002071030A1 (en) * 2001-03-02 2002-09-12 Parsons Advanced Technologies Inc. Particulate and gaseous emission testing method and apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
http://www.irz.cz/dokumenty/irz/metody_mereni/instrumentace_mereni_emisi.pdf, Praha, MZP Praha, 2007." *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2009754A3 (en) 2011-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101381042B1 (en) Particulate Matter Measurement Device
CN108181432B (en) Method for testing full-component emission of motor vehicle exhaust pollutants
EP1285267B1 (en) Emission sampling apparatus and method
US6796165B2 (en) Apparatus and method for real-time measurement of mass, size and number of solid particles of particulate matter in engine exhaust
Vouitsis et al. Particulate matter mass measurements for low emitting diesel powered vehicles: what's next?
CN108007699A (en) A kind of modular pollutant of vehicle exhaust on-board emission test platform
CN108614074A (en) A kind of real-time exhaust emission testing system of portable agricultural machinery diesel engine
US9194274B2 (en) Particulate measurement system
Wei et al. The on-board PM mass calibration for the real-time PM mass measurement
CN109030304A (en) A kind of flue gas minimum discharge micronic dust detection system and detection method
Giechaskiel et al. Overview of soot emission measurements instrumentation: from smoke and filter mass to particle number
Weaver et al. Development of the'RAVEM'Ride-Along Vehicle Emission Measurement System for Gaseous and Particulate Emissions
JP2006284470A (en) Exhaust gas measuring device and exhaust gas measuring method
CN207649910U (en) A kind of modular pollutant of vehicle exhaust on-board emission test platform
US8280645B2 (en) Method and apparatus of measuring particulate matters
JP4956178B2 (en) Particulate matter measuring method and apparatus
EP0936467B1 (en) Exhaust gas analyzer and modal mass analysis method by gas trace process using the analyzer thereof
US8887554B2 (en) Raw proportional toxic sampler for sampling exhaust
CZ305784B6 (en) Device to determine concentration and/or amount of at least one substance in exhaust emissions of the internal combustion engines
EP2434270B1 (en) Method and system for determining a mass emission rate of a pollutant contained in the exhaust of a mobile equipment
CZ20374U1 (en) Device for sampling exhaust gas emissions of internal combustion engines, particularly internal combustion engines of mobile means
CN209513524U (en) A kind of flue gas minimum discharge micronic dust detection system
CN118067579B (en) In-situ detection system and method for simulating evolution of particle morphology of tail gas of fuel vehicle and cooperating with thermophysical properties
CZ21385U1 (en) Mobile device for taking combustion products from means of conveyance
Cirillo Development of a micro-dilution tunnel system for in-use, on-board heavy-duty vehicle particulate matter emissions measurement

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20201112