DE102004059510B3 - Test station for internal-combustion engine exhaust system determines dynamic starting behavior of the catalytic converver as well as conversion during warming-up phase of exhaust system - Google Patents

Test station for internal-combustion engine exhaust system determines dynamic starting behavior of the catalytic converver as well as conversion during warming-up phase of exhaust system Download PDF

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Abstract

The exhaust system (9) is alternately provided with hot (A) and cold gases (B) and/or with emission-containing gas (A) and emission-free gas (B). The dynamic starting behavior of the catalytic converver (12) as well as the conversion during the warming-up phase of the exhaust system (9) can be determined from the thermal capacity of the exhaust and/or the emissions downstream of the catalytic converter.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Prüfstand für Abgasanlagen einer Brennkraftmaschine mit einer stromauf der Abgasanlage vorgesehenen ersten Fördereinrichtung für ein heißes Gas.The The present invention relates to a test bench for exhaust systems of an internal combustion engine a first conveyor provided upstream of the exhaust system for a hot Gas.

Ein aus der Druckschrift DE 198 25 798 C1 bekannter Prüfstand für Abgasanlagen von Brennkraftmaschinen überprüft deren Betriebsfestigkeit bei Betriebstemperatur, d.h. dann, wenn die Abgasanlage normalerweise mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist. Dazu weist der Prüfstand eine Heißgasanlage zur Erzeugung eines heißen Gasstromes, einen Kompensator zum Ausgleich der thermischen Ausdehnung und einen Elektropulser zur Schwingungserzeugung auf.One from the publication DE 198 25 798 C1 known test stand for exhaust systems of internal combustion engines checks their operational stability at operating temperature, ie when the exhaust system is normally connected to an internal combustion engine. For this purpose, the test stand on a hot gas system for generating a hot gas stream, a compensator to compensate for the thermal expansion and a Elektropulser for vibration generation.

In der Druckschrift DE 102 32 120 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum künstlichen Altern eines Kraftfahrzeugkatalysators beschrieben, wobei in mehreren Alterungsschritten heißes Abgas gemäß einem gemischten Fahrzeugflottenbetrieb durch den Katalysator hindurchgeführt wird. Dazu wird das Abgas einer geeigneten Temperatur größer 700 Grad Celsius mittels eines Gebläses durch den Katalysator hindurchgeblasen.In the publication DE 102 32 120 A1 A method and apparatus for engineered aging of an automotive catalytic converter is described wherein hot exhaust gas is passed through the catalyst in a plurality of aging steps according to a mixed vehicle fleet operation. For this purpose, the exhaust gas is blown through a suitable temperature greater than 700 degrees Celsius by means of a blower through the catalyst.

Und die Druckschrift DE 198 50 338 C2 offenbart außerdem ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kontrolle und zur Beobachtung der Alterung und des Schadstoffausstoßes eines Katalysators im Abgas von Verbrennungskraftmaschinen. Dazu wird nach dem Anlassen der Verbrennungskraftmaschine durch einen hinter dem Katalysator angeordneten Sensor das An springen des Katalysators festgestellt. Denn infolge einer sprunghaften Konzentrationsänderung eines bestimmten Abgasbestandteiles tritt an dem Sensor eine Signaländerung auf. Die Zeit zwischen dem Anlassen der Verbrennungskraftmaschine und dem Auftreten der Signaländerung wird als Anspringzeit erfasst und die zum Zeitpunkt der Signaländerung gemessene Katalysatortemperatur stellt die Anspringtemperatur dar.And the pamphlet DE 198 50 338 C2 also discloses a method and apparatus for controlling and monitoring the aging and emissions of a catalyst in the exhaust of internal combustion engines. For this purpose, after starting the internal combustion engine by a sensor arranged behind the catalyst to jump the catalyst detected. Because as a result of a sudden change in concentration of a particular exhaust gas constituent, a signal change occurs at the sensor. The time between the start of the internal combustion engine and the occurrence of the signal change is detected as a light-off time and the catalyst temperature measured at the time of the signal change represents the light-off temperature.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Prüfstand für Abgasanlagen einer Brennkraftmaschine zu schaffen, mit welchem charakteristische Größen, wie die Wärmekapazität der Abgasanlage, das dynamische Anspringverhalten des Katalysators und/oder die Konvertierung während der Aufwärmphase der Abgasanlage bestimmbar sind. Dabei soll der Prüfstand die zu überprüfende Abgasanlage gegebenenfalls ohne die normalerweise vorgeschaltete Brennkraftmaschine aufnehmen. Zudem soll die Abgasanlage unabhängig von dem Aufwärm- und Abkühlverhalten einer Brennkraftmaschine aufwärmbar bzw. abkühlbar sein.In front This is the object of the present invention improved test bench for exhaust systems an internal combustion engine to create, with which characteristic Sizes, like that Heat capacity of the exhaust system, the dynamic light-off behavior of the catalyst and / or the conversion while the warm-up phase the exhaust system can be determined. Here is the test bench the Exhaust system to be checked optionally without the normally upstream internal combustion engine take up. In addition, the exhaust system is independent of the warm-up and cooling behavior an internal combustion engine can be heated or cooled be.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem an dem Prüfstand stromauf der Abgasanlage eine zweite Fördereinrichtung für ein kaltes Gas und ein Klappensystem vorgesehen ist, wodurch die Abgasanlage abwechselnd mit dem heißen Gas und dem kalten Gas und/oder abwechselnd mit emissionsbehaftetem Gas oder emissionsfreiem Gas beaufschlagbar ist, so dass aus dem Temperaturverhalten der Abgasanlage deren Wärmekapazität bestimmbar ist, und/oder anhand der stromab des Katalysators auftretenden Emissionen das dynamische Anspringverhalten des Katalysators sowie die Konvertierung während der Aufwärmphase der Abgasanlage bestimmbar ist.Is solved this task by putting on the test bench upstream of the exhaust system, a second conveyor for a cold Gas and a flap system is provided, causing the exhaust system alternately with the hot Gas and the cold gas and / or alternately with emission-laden gas or emission-free gas can be acted upon, so that from the temperature behavior the exhaust system whose heat capacity determined is, and / or from the emissions occurring downstream of the catalyst the dynamic light-off behavior of the catalyst as well as the conversion while the warm-up phase the exhaust system can be determined.

Die Wärmekapazität der Abgasanlage wird ermittelt, indem die Abgasanlage mit einem positiven oder negativen Temperatursprung beaufschlagt wird und der Wärmeverlust bis zum Katalysator bestimmt wird. Dabei können unterschiedliche Komponenten der Abgasanlage wie Krümmer, Turbolader oder verschiedene Katalysatoren mit unterschiedlichen Substraten sowie mit und ohne Beschichtung einzeln oder in Verbindung mit der gesamten Abgasanlage optimal getestet werden.The Heat capacity of the exhaust system is determined by the exhaust system with a positive or negative Temperature jump is applied and the heat loss to the catalyst is determined. It can different components of the exhaust system such as manifold, turbocharger or different catalysts with different substrates as well as with and without coating individually or in conjunction with the entire exhaust system can be optimally tested.

Das dynamische Anspringverhalten des Katalysators wird über eine Messung der stromab des Katalysators auftretenden Emissionen bzw. über einen Vergleich der stromauf und stromab des Katalysators auftretenden Emissionen bestimmt.The dynamic light-off behavior of the catalyst is over a Measurement of emissions occurring downstream of the catalytic converter or over a Comparison of the upstream and downstream of the catalyst occurring Emissions determined.

Und auch die Konvertierung während der Aufwärmphase der Abgasanlage wird über eine Messung der stromab des Katalysators auftretenden Emissionen bestimmt. Somit stellt sich die Konvertierung als eine Kombination aus zwei Effekten, nämlich der statischen Light-Ouzff Temperatur und der durch die Wärmekapazität des Katalysators bedingten verzögerten Aufheizung dar.And also the conversion during the warm-up phase the exhaust system is over a measurement of emissions occurring downstream of the catalyst certainly. Thus, the conversion turns out to be a combination from two effects, namely the static light-ouzff temperature and by the heat capacity of the catalyst conditional delayed Heating up.

Vorteilhaft weist das heiße Gas eine Temperatur von ca. 600 Grad Celsius auf und weist das kalte Gas eine Temperatur von ca. 20 Grad Celsius auf. Das heiße Gas hat somit dieselbe Temperatur, wie das Abgas einer auf Betriebstemperatur befindlichen Brennkraftmaschine und das kalte Gas hat die gleiche Temperatur, wie die Umgebung einer kalten Brennkraftmaschine. Damit ist die Aufwärmung sowie die Abkühlung der Abgasanlage in idealer Weise simulierbar. Zudem kann durch das Klappensystem unmittelbar nach der Aufwärmung der Abgasanlage eine Abkühlung der Abgasanlage erfolgen, kann nach erfolgter Abkühlung eine erneute Aufwärmung der Abgasanlage herbeigeführt werden, so dass das Aufwärmen der Abgasanlage und das Abkühlen der Abgasanlage ohne Zeitverzug beliebig oft wiederholt werden kann. Die für eine vollständige Aufwärmung der Abgasanlage sowie für eine vollständige Abkühlung der Abgasanlage erforderliche Zeitdauer beträgt dabei nur ca. 2 Minuten.Advantageously, the hot gas has a temperature of about 600 degrees Celsius and the cold gas has a temperature of about 20 degrees Celsius. The hot gas thus has the same temperature as the exhaust gas of an internal combustion engine and the cold gas has the same temperature as the environment of a cold internal combustion engine. Thus, the warm-up and the cooling of the exhaust system can be ideally simulated. In addition, can be done by the flap system immediately after the warming of the exhaust system, a cooling of the exhaust system, a reheating of the exhaust system can be brought about after cooling, so that the warming of the exhaust system and the cooling of the exhaust system without delay repeated as often can be. The time required for a complete warm-up of the exhaust system and for a complete cooling of the exhaust system is only about 2 minutes.

Zweckmäßig ist das für den Prüfstand verwendete heiße oder kalte Gas Umgebungsluft, da einfache Umgebungsluft nahezu unbegrenzt vorhandenen ist, eine bekannte Temperatur besitzt und eine realistische Nachstellung der Aufwärmung und/oder Abkühlung der Abgasanlage ermöglicht.Is appropriate that for the test bench used hot or cold gas ambient air, since simple ambient air almost unlimited existing, has a known temperature and a realistic Adjustment of the warm-up and / or cooling allows the exhaust system.

Ist das heiße Gas mit einer bekannten Menge von Emissionen behaftet, so kann auf Basis der eingangsseitig dem Katalysator zugeführten Emissionen und der ausgangsseitig den Katalysator verlassenden Emissionen genau bestimmt werden, welche Menge an Emissionen während der Aufwärmung der Abgasanlage auftritt und wie viel davon bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine nicht umgewandelt wird.is the hot Gas afflicted with a known amount of emissions, so may Basis of the input side of the catalyst supplied emissions and the output side the emissions leaving the catalyst are exactly what quantity in emissions during warming up the exhaust system occurs and how much of it during a cold start the internal combustion engine is not converted.

Bevorzugt ist die erste Fördereinrichtung für das heiße Gas ein Heißluftgenerator, ein Brenner oder eine Brennkraftmaschine. Je nachdem ist das heiße Gas emissionsfrei oder mit bekannten Emissionen definierter Menge behaftet.Prefers is the first conveyor for the name is Gas a hot air generator, a burner or an internal combustion engine. Depending on the hot gas is emission-free or fraught with known emissions defined amount.

Im Fall des emissionsfreien heißen Gases wird die Abgasanlage lediglich durch die Wärmemenge des der Abgasanlage zugeführten heißen Gases erwärmt, so dass der Prüfstand zur genauen Bestimmung der Wärmekapazität der Abgasanlage dient.in the Case of the emission-free hot Gases, the exhaust system only by the amount of heat of the exhaust system supplied be called Heated gas, so the test bench for the exact determination of the heat capacity of the exhaust system serves.

Und im Fall des emissionsbehafteten Gases wird die Abgasanlage durch die Wärmemenge des zugeführten heißen Gases plus der Reaktionswärme aus der exothermen Reaktion der im Katalysator der Abgasanlage umgewandelten Emissionen erwärmt, so dass sich der Prüfstand in besonderer Weise zur Bestimmung des dynamischen Anspringverhaltens des Katalysators eignet.And in the case of the emission gas, the exhaust system is through the amount of heat of the supplied be called Gas plus the heat of reaction the exothermic reaction of converted in the catalyst of the exhaust system Heated emissions, so that is the test bench in a special way for the determination of the dynamic light - emitting behavior of the Catalyst is suitable.

Besonders bevorzugt ist die zweite Fördereinrichtung für das kalte Gas ein Gebläse oder ein Gasreservoir, da solche Fördereinrichtungen an dem Prüfstand besonders einfach darstellbar sind.Especially preferred is the second conveyor for the cold gas a blower or a gas reservoir, as such conveyors on the test bench especially are easy to represent.

Die Abgasanlage sollte durch die erste Fördereinrichtung oder durch die zweite Fördereinrichtung mit einer konstanten Gasmasse von ca. 30 Kg/h beaufschlagt werden, um konstante Prüfbedingungen zu realisieren und um miteinander vergleichbare Ergebnisse zu erhalten.The Exhaust system should be through the first conveyor or through the second conveyor be applied with a constant gas mass of about 30 kg / h, for constant test conditions to realize and to obtain comparable results.

Weiterbildungsgemäß ist bei dem erfindungsgemäßen Prüfstand das Klappensystem unmittelbar benachbart zu dem Anschluss für die Abgasanlage angeordnet. Auf diese Weise wird vermieden, dass ein positiver oder negativer Temperatursprung nur noch unscharf an dem Katalysator bzw. an den dem Katalysator vorgelagerten wärmesenkenden Komponenten der Abgasanlage ankommt, welche das dynamische Anspringverhalten des Katalysators beeinflussen.Training is at the test stand according to the invention the Damper system arranged immediately adjacent to the connection for the exhaust system. This will avoid being a positive or negative Temperature jump only blurred on the catalyst or on the the catalyst upstream heat sinking Components of the exhaust system arrives, indicating the dynamic light-off behavior of the catalyst.

Gemäß einer anderen Weiterbildung sind stromauf und stromab des Katalysators Temperatursensoren und Drucksensoren vorgesehen, um den einwandfreien Zustand der Katalysators und die Aufwärmung bzw. die Abkühlung des Katalysators bzw. der Abgasanlage zu überwachen. Natürlich könnten darüber hinaus noch weitere Temperatursensoren und Drucksensoren über die gesamte Abgasanlage verteilt angeordnet sein, um die einzelnen Komponenten der Abgasanlage genau beurteilen zu können.According to one Other training are upstream and downstream of the catalyst Temperature sensors and pressure sensors provided the flawless Condition of the catalyst and the heating or cooling of the Monitor catalytic converter or the exhaust system. Of course, beyond that even more temperature sensors and pressure sensors on the entire exhaust system can be arranged distributed to the individual components the exhaust system to assess accurately.

Zur Bestimmung des dynamischen Anspringverhaltens des Katalysators bzw. der Konvertierung während der Aufwärmphase der Abgasanlage weist der Prüfstand zudem einen Abgassensor für die Emissionen und/oder eine Sensoreinrichtung zur kumulativen Erfassung der stromab des Katalysators auftretenden Emissionen auf.to Determination of the dynamic light-off behavior of the catalyst or the conversion during the warm-up phase the exhaust system has the test bench In addition, an exhaust gas sensor for the Emissions and / or a sensor device for cumulative detection the emissions occurring downstream of the catalyst.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sieht der Prüfstand eine thermische Isolierung der Abgasanlage gegenüber der Umgebung vor, so dass die Ergebnisse beeinträchtigende Effekte vermieden werden.In an advantageous embodiment sees the test bench a thermal insulation of the exhaust system from the environment before, so that interfering with the results Effects are avoided.

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgende Zeichnungsfigur näher erläutert:
Die Fig. zeigt einen schematischen Aufbau des Prüfstands.The present invention will be explained in more detail with reference to the following drawing figure:
The figure shows a schematic structure of the test bench.

Der dargestellte Prüfstand 1 umfasst eine erste Fördereinrichtung 2 für punktiert dargestelltes heißes Gas A und eine zweite Fördereinrichtung 3 für nicht punktiert dargestelltes kaltes Gas B. Das heiße Gas A weist eine Temperatur von ca. 600 Grad Celsius auf – also Brennkraftmaschinenbetriebstemperatur
– und das kalte Gas B weist eine Temperatur von ca. 20 Grad Celsius auf – also Umgebungstemperatur.The test bench shown 1 comprises a first conveyor 2 for dotted shown hot gas A and a second conveyor 3 for non-dotted illustrated cold gas B. The hot gas A has a temperature of about 600 degrees Celsius - ie engine operating temperature
- And the cold gas B has a temperature of about 20 degrees Celsius - ie ambient temperature.

Die erste Fördereinrichtung 2 kann als ein einfaches Gebläse oder als ein Gasreservoir ausgebildet sein, während die zweite Fördereinrichtung 3 beispielsweise als ein Heißluftgenerator, ein Brenner oder eine Brennkraftmaschine ausgebildet sein kann. Je nach dem was für eine Fördereinrichtung 2, 3 gewählt wurde, ist das heiße Gas A und/oder das kalte Gas B dann emissionsbehaftet oder emissionsfrei, wobei die Menge der pro Volumeneinheit im Gas A bzw. im Gas B enthaltenen Emissionen genau bekannt sein und um realistischen Bedingungen nahe zu kommen, ca. 30 Kilogramm pro Stunde betragen sollte.The first conveyor 2 may be formed as a simple blower or as a gas reservoir, while the second conveyor 3 For example, may be formed as a hot air generator, a burner or an internal combustion engine. Depending on what kind of conveyor 2 . 3 is selected, the hot gas A and / or the cold gas B is then emission or emission-free, the amount of volume per unit volume contained in the gas A and B Gas B exactly be aware and to get close to realistic conditions, should be about 30 kilograms per hour.

Die von den beiden Fördereinrichtungen 2 und 3 gelieferten Gase A und B werden zunächst über getrennte Zuleitungen 4A und 4B zu einer Sammelstelle 5 und von dort über eine gemeinsame Zuleitung 6 weitergeführt. Im Bereich der Sammelstelle 5 ist ein bewegliches Klappensystem 7 angeordnet. Dieses Klappensystem 7 ist zwischen einer ersten Stellung in der die Zuleitung 4A für heißes Gas A geöffnet ist und die Zuleitung 4B für kaltes Gas B geschlossen ist und zwischen einer zweiten Stellung in der die Zuleitung 4A für heißes Gas A geschlossen ist und die Zuleitung 4B für kaltes Gas B geöffnet ist hin- und herschwenkbar.The of the two conveyors 2 and 3 supplied gases A and B are initially via separate supply lines 4A and 4B to a collection point 5 and from there via a common supply line 6 continued. In the area of the collection point 5 is a movable flap system 7 arranged. This flap system 7 is between a first position in the supply line 4A for hot gas A is open and the supply line 4B for cold gas B is closed and between a second position in the the supply line 4A for hot gas A is closed and the supply line 4B opened for cold gas B is swinging back and forth.

Durch das Hin- und Herschwenken des Klappensystems 7 kann abwechselnd heißes Gas A und kaltes Gas B auf eine zu überprüfende Abgasanlage 9 gegeben werden, wobei nach ca. 2 Minuten eine vollständige Erwärmung oder eine vollständige Abkühlung der Abgasanlage 9 eingetreten ist. Dies ist in der Fig. durch die abwechselnd gepunkteten und nicht gepunkteten Bereiche innerhalb der Abgasanlage 9 dargestellt.By swinging the flap system back and forth 7 can alternately hot gas A and cold gas B on an exhaust system to be checked 9 be given, wherein after about 2 minutes, a complete heating or a complete cooling of the exhaust system 9 occurred. This is shown in the figure by the alternately dotted and non-dotted areas within the exhaust system 9 shown.

Die kurz gehaltene gemeinsame Zuleitung 6 geht in einen Anschluss 8 für die Abgasanlage 9 einer Brennkraftmaschine über. Diese Abgasanlage 9 weist gemäß einer ergänzten Ausführungsform mit den gestrichenen Linien mehrere Komponenten, nämlich einen Abgaskrümmer 10, einen Abgasturbolader 11 sowie einen Katalysator 12 oder gemäß einer vereinfachten Ausführungsform ohne die gestrichenen Linien nur einen Katalysator 12 auf. Stromauf und stromab des Katalysators 12 ist jeweils ein Temperatursensor 13, 13' und ein Drucksensor 14, 14' zur Kontrolle vorgesehen. Außerdem ist stromab des Katalysators 12 ein weiterer Abgassensor 15 zur Bestimmung von bestimmten Emissionen, wie zum Beispiel Kohlenwasserstoff (HC), Stickoxiden (NOx) und/oder Kohlenmonoxid (CO) und eine Sensoreinrichtung 16 zur kumulativen Erfassung der Emissionen angeordnet.The short common supply line 6 goes into a connection 8th for the exhaust system 9 an internal combustion engine over. This exhaust system 9 according to a supplemented embodiment with the dashed lines, several components, namely an exhaust manifold 10 , an exhaust gas turbocharger 11 and a catalyst 12 or according to a simplified embodiment without the dashed lines, only one catalyst 12 on. Upstream and downstream of the catalyst 12 is each a temperature sensor 13 . 13 ' and a pressure sensor 14 . 14 ' provided for control. In addition, downstream of the catalyst 12 another exhaust gas sensor 15 for the determination of certain emissions, such as hydrocarbon (HC), nitrogen oxides (NOx) and / or carbon monoxide (CO) and a sensor device 16 arranged for the cumulative collection of emissions.

Die Zuleitungen 4A, 4B und 6 sowie die gesamte Abgasanlage 9 weisen in der gezeigten Ausführungsform eine thermische Isolation 17 auf, um äußere Störeinflüsse zu vermeiden.The supply lines 4A . 4B and 6 as well as the entire exhaust system 9 have a thermal insulation in the embodiment shown 17 to avoid external interference.

Die Bestimmung der Wärmekapazität der gesamten Abgasanlage 9 oder der einzelnen Komponenten der Abgasanlage 9 erfolgt bei dem dargestellten Prüfstand 1 folgendermaßen: Die über den Anschluss 8 mit dem Prüfstand 1 verbundene Abgasanlage 9 wird zur Bestimmung der Wärmekapazität mit einem positiven Temperatursprung oder mit einem negativen Temperatursprung beaufschlagt, dass heißt, dass über das Klappensystem 7 zunächst kaltes emissionsfreies Gas B und dann heißes emissionsfreies Gas A oder zunächst heißes emissionsfreies Gas A und dann kaltes emissionsfreies Gas B auf die gemeinsame Zuleitung 6 gegeben wird. Dementsprechend wird die Abgasanlage 9 erwärmt oder abgekühlt. In Abhängigkeit von dem Wärmeverlust bzw. von dem Wärmeanstieg von dem Klappensystem 7 bis zum Katalysator 12, bzw. in Abhängigkeit von dem Wärmefluss bis zur vollständigen Erwärmung bzw. von dem Kältefluss bis zur vollständigen Abkühlung der gesamten Abgasan lage 9 oder der einzelnen Komponenten der Abgasanlage 9 wird dann die Wärmekapazität bestimmt.The determination of the heat capacity of the entire exhaust system 9 or the individual components of the exhaust system 9 takes place at the illustrated test stand 1 like this: the over the connection 8th with the test bench 1 connected exhaust system 9 is applied to determine the heat capacity with a positive temperature jump or a negative temperature jump, that is, that the flap system 7 first cold emission-free gas B and then hot emission-free gas A or initially hot emission-free gas A and then cold emission-free gas B to the common supply line 6 is given. Accordingly, the exhaust system 9 heated or cooled. Depending on the heat loss or the heat increase from the flap system 7 to the catalyst 12 , or depending on the heat flow to complete heating or from the cold flow to the complete cooling of the entire Abgasan location 9 or the individual components of the exhaust system 9 then the heat capacity is determined.

Somit können mit diesem Prüfstand 1 unterschiedliche Komponenten bzw. verschiedene Ausführungen der Abgasanlage 9 ideal miteinander verglichen werden.Thus, with this test bench 1 different components or different versions of the exhaust system 9 ideally compared with each other.

Zur Bestimmung des dynamischen Anspringverhaltens des Katalysators 12 wird die mit dem Prüfstand verbundene Abgasanlage 9 zunächst mit einem kalten emissionsfreien Gas B und zur Simulation der Aufwärmung anschließend mit einem heißen emissionsbehafteten Gas A beaufschlagt.To determine the dynamic light-off behavior of the catalyst 12 becomes the exhaust system connected to the test bench 9 initially charged with a cold emission-free gas B and then to simulate the warm-up with a hot emission-laden gas A.

Anhand eines Vergleichs der stromauf des Katalysators 12 auftretenden Emissionen mit den stromab des Katalysators 12 verbleibenden Emissionen wird ermittelt, wann der Katalysator 12 anspringt. Außerdem kann die zu diesem Zeitpunkt innerhalb der Abgasanlage 9 vorherrschende Temperatur bzw. Temperaturverteilung über einen oder beide der Temperatursensoren 13, 13' bestimmt werden.Based on a comparison of the upstream of the catalyst 12 occurring emissions with the downstream of the catalyst 12 remaining emissions is determined when the catalyst 12 starts. Also, at this time, within the exhaust system 9 prevailing temperature or temperature distribution over one or both of the temperature sensors 13 . 13 ' be determined.

Die Konvertierung während der Aufwärmphase der Abgasanlage 9 wird schließlich aus einer kumulativen Messung der stromab des Katalysators 12 auftretenden Emissionen bis zu einer ausreichenden Erwärmung der Abgasanlage 9 bzw. bis zum Erreichen der dynamischen Light-Off Temperatur des Katalysators 12 erfasst. Durch die Aufsummierung der bis dahin angefallenen Emissionen lassen sich miteinander vergleichbare Ergebnisse erhalten, welche die Konvertierung während der Aufwärmphase der Abgasanlage 9 treffend charakterisieren.The conversion during the warm-up phase of the exhaust system 9 Finally, a cumulative measurement is made of the downstream of the catalyst 12 occurring emissions until sufficient heating of the exhaust system 9 or until reaching the dynamic light-off temperature of the catalyst 12 detected. By summing up the emissions incurred until then, comparable results can be obtained with each other, which is the conversion during the warm-up phase of the exhaust system 9 characterize aptly.

Für die Messung der stromab des Katalysators 12 verbleibenden Emissionen kann der Abgassensor 15 oder die Sensoreinrichtung 16 verwendet werden, wobei es gegebenenfalls ausreichend ist, wenn nur bestimmte Emissionen bzw. Abgasbestandteile, wie zum Beispiel Kohlenwasserstoff, Stickoxide und/oder Kohlenmonoxid erfasst werden.For the measurement of the downstream of the catalyst 12 remaining emissions may be the exhaust gas sensor 15 or the sensor device 16 it may be sufficient if only certain emissions or exhaust gas constituents, such as, for example, hydrocarbon, nitrogen oxides and / or carbon monoxide, are detected.

11
Prüfstandtest bench
22
erste Fördereinrichtungfirst Conveyor
33
zweite Fördereinrichtungsecond Conveyor
4A, 4B4A, 4B
getrennte Zuleitungenseparate leads
55
Sammelstellecollection
66
gemeinsame Zuleitungcommon supply
77
Klappensystemflap system
88th
Anschlussconnection
99
Abgasanlageexhaust system
1010
Abgaskrümmerexhaust manifold
1111
Abgasturboladerturbocharger
1212
Katalysatorcatalyst
13, 13'13 13 '
Temperatursensortemperature sensor
14, 14'14 14 '
Drucksensorpressure sensor
1515
Abgassensor für HC, NOx oder COexhaust gas sensor for HC, NOx or CO
1616
Sensoreinrichtungsensor device
1717
Isolationisolation

Claims (11)

Prüfstand für Abgasanlagen einer Brennkraftmaschine mit einer stromauf der Abgasanlage vorgesehenen ersten Fördereinrichtung für ein heißes Gas, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf der Abgasanlage (9) eine zweite Fördereinrichtung (3) für ein kaltes Gas (B) und ein Klappensystem (7) vorgesehen ist, wodurch die Abgasanlage (9) abwechselnd mit dem heißen Gas (A) und dem kalten Gas (B) und/oder abwechselnd mit emissionsbehaftetem Gas (A) und emissionsfreiem Gas (B) beaufschlagbar ist, so dass aus dem Temperaturverhalten der Abgasanlage (9) deren Wärmekapazität bestimmbar ist und/oder anhand der stromab des Katalysators (12) auftretenden Emissionen das dynamische Anspringverhalten des Katalysators (12) sowie die Konvertierung während der Aufwärmphase der Abgasanlage (9) bestimmbar ist.Test bench for exhaust systems of an internal combustion engine having a first conveyor device for a hot gas provided upstream of the exhaust system, characterized in that upstream of the exhaust system ( 9 ) a second conveyor ( 3 ) for a cold gas (B) and a flap system ( 7 ), whereby the exhaust system ( 9 ) is acted upon alternately with the hot gas (A) and the cold gas (B) and / or alternately with emission-laden gas (A) and emission-free gas (B), so that from the temperature behavior of the exhaust system ( 9 ) whose heat capacity can be determined and / or based on the downstream of the catalyst ( 12 ) emissions, the dynamic light-off behavior of the catalyst ( 12 ) as well as the conversion during the warm-up phase of the exhaust system ( 9 ) is determinable. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das heiße Gas (A) eine Temperatur von annähernd 600 Grad Celsius aufweist und däs kalte Gas (B) eine Temperatur von annähernd 20 Grad Celsius aufweist.test bench according to claim 1, characterized in that the hot gas (A) a temperature of approximately 600 degrees Celsius and däs the cold Gas (B) a temperature of approximately 20 degrees Celsius. Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das heiße Gas (A) und das kalte Gas (B) Umgebungsluft ist.test bench according to claim 1 or 2, characterized in that the hot gas (A) and the cold gas (B) is ambient air. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das heiße Gas (A) mit einer bekannten Menge von Emissionen behaftet ist.test bench according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the hot gas (A) with a known Amount of emissions. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fördereinrichtung (2) für das heiße Gas (A) ein Heißluftgenerator, ein Brenner oder eine Brennkraftmaschine ist.Test stand according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first conveyor ( 2 ) for the hot gas (A) is a hot air generator, a burner or an internal combustion engine. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fördereinrichtung (3) für das kalte Gas (B) ein Gebläse oder ein Gasreservoir ist.Test stand according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second conveyor ( 3 ) for the cold gas (B) is a fan or a gas reservoir. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (9) durch die erste Fördereinrichtung (2) oder durch die zweit Fördereinrichtung (3) mit einer konstanten Gasmasse von annähernd 30 kg/h beaufschlagt wird.Test stand according to one of claims 1 to 6, characterized in that the exhaust system ( 9 ) by the first conveyor ( 2 ) or by the second conveyor ( 3 ) is acted upon by a constant gas mass of approximately 30 kg / h. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Klappensystem (7) unmittelbar benachbart zu dem Anschluss (8) für die Abgasanlage (9) angeordnet ist.Test stand according to one of claims 1 to 7, characterized in that the flap system ( 7 ) immediately adjacent to the terminal ( 8th ) for the exhaust system ( 9 ) is arranged. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf und stromab des Katalysators (12) Temperatursensoren (13, 13') und Drucksensoren (14, 14') vorgesehen sind.Test stand according to one of claims 1 to 8, characterized in that upstream and downstream of the catalyst ( 12 ) Temperature sensors ( 13 . 13 ' ) and pressure sensors ( 14 . 14 ' ) are provided. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass stromab des Katalysators (12) ein Abgassensor (15) zur Erfassung der auftretenden Emissionen und/oder eine Sensoreinrichtung (16) zur kumulativen Erfassung der auftretenden Emissionen angeordnet ist.Test stand according to one of claims 1 to 9, characterized in that downstream of the catalyst ( 12 ) an exhaust gas sensor ( 15 ) for detecting the occurring emissions and / or a sensor device ( 16 ) is arranged for the cumulative detection of the occurring emissions. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine thermische Isolation (17) für die Abgasanlage (9) vorgesehen ist.Test stand according to one of claims 1 to 10, characterized in that a thermal insulation ( 17 ) for the exhaust system ( 9 ) is provided.
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