DE102009042376A1 - Device for testing exhaust system, has tested component of exhaust system, is pressurized with exhaust gas, where unit is provided for introducing additional medium in exhaust gas in line - Google Patents

Device for testing exhaust system, has tested component of exhaust system, is pressurized with exhaust gas, where unit is provided for introducing additional medium in exhaust gas in line Download PDF

Info

Publication number
DE102009042376A1
DE102009042376A1 DE200910042376 DE102009042376A DE102009042376A1 DE 102009042376 A1 DE102009042376 A1 DE 102009042376A1 DE 200910042376 DE200910042376 DE 200910042376 DE 102009042376 A DE102009042376 A DE 102009042376A DE 102009042376 A1 DE102009042376 A1 DE 102009042376A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
exhaust
mass flow
medium
component
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200910042376
Other languages
German (de)
Inventor
Matthias Dr. Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Original Assignee
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
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 IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr filed Critical IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority to DE200910042376 priority Critical patent/DE102009042376A1/en
Publication of DE102009042376A1 publication Critical patent/DE102009042376A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G01M15/102—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases
    • G01M15/104—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases using oxygen or lambda-sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/20—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/36—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an exhaust flap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
    • F01N2560/025—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor for measuring or detecting O2, e.g. lambda sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]

Abstract

The device has a tested component of an exhaust system, is pressurized with exhaust gas. The exhaust gas is guided through a line to the tested component. A unit is provided for introducing an additional medium in the exhaust gas in the line so that flow lines are produced in the exhaust gas mass flow (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung von Abgasanlagen gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.The present invention relates to a device for testing exhaust systems according to the features of claim 1.

Zur Prüfung von Komponenten einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges ist aus der WO2006/020763A1 ein Prüfstand vorbekannt, der es ermöglicht, derartige Prüfungen ohne den Einsatz einer Verbrennungskraftmaschine vorzunehmen. Beispielsweise ist es mittels dieses Prüfstandes möglich, Sensor- und Katalysatorsysteme unter weitgehend realistischen Bedingungen zu testen. Dazu wird insbesondere ein bestimmter Abgasmassenstrom mit einer bestimmten Temperatur und Zusammensetzung des Abgases erzeugt. Ferner ist es möglich, separat Betriebsmittel, wie beispielsweise Schmieröl, dem Abgasmassenstrom beizufügen, so dass gezielt Auswirkungen einzelner Medien auf nachgeschaltete Komponenten einer Abgasanlage bewertet werden können. Weitere Verschärfungen der Abgasgesetzgebung bedingen in Abhängigkeit des jeweils gewählten Konzeptes zusätzliche Komponenten einer Abgasanlage. Beispielsweise kann zur Senkung der Stickoxidemissionen eines Kraftfahrzeuges der Einsatz einer so genannten selektiven Reduktion von Stickoxiden in dem Abgas vorgesehen sein, wobei mittels geeigneten Ventilen oder Düsen eine Einbringung einer Harnstofflösung in das Abgas vorgesehen ist. Zur besseren Vermischung der eingebrachten Harnstofflösung mit dem Abgas kann, wie beispielsweise in der DE10060808A1 beschrieben, stromab der Einbringung von Harnstofflösung ein Abgasmischer angeordnet sein, der eine gute Vermischung von Harnstofflösung und Abgas sicherstellt. Auch ohne eine Einbringung weiterer Betriebsmittel in das Abgas einer Verbrennungskraftmaschine kann der Einsatz eines Abgasmischers zweckmäßig sein. So kann der Abgasmassenstrom einer Verbrennungskraftmaschine eine gewisse „Strähnigkeit” aufweisen, wobei sich, beispielsweise infolge unterschiedlicher Zylinderladungen, Strömungsfäden im Abgasmassenstrom ausbilden. Derartige Strömungsfäden können nun dazu führen, dass Komponenten, wie Sauerstoff- oder Stickoxidsensoren, keine repräsentativen Aussagen über die Qualität des Abgases zulassen, da diese Sensoren beispielsweise nicht im Bereich eines solchen Strömungsfadens mit beispielsweise relativ hoher Konzentration an unverbrannten Kolenwasserstoffen oder Stickoxid angeordnet sind. Auch hier kann ein Abgasmischer zweckmäßig sein, um eine Homogenisierung des Abgases beziehungsweise eine Auflösung der Strömungsfäden zu erreichen, so dass nachgeschaltete Sensoren und Katalysatoren gleichmäßig mit Abgas beaufschlagt werden. Darüber hinaus beeinflussen Pulsationen des Abgasmassenstroms, die insbesondere durch die periodische Arbeitsweise einer Verbrennungskraftmaschine mit Hubkolben verursacht werden, die Ausbildung von Strömungsfäden im Abgasmassenstrom.For testing components of an exhaust system of a motor vehicle is from the WO2006 / 020763A1 a test bench previously known, which makes it possible to perform such tests without the use of an internal combustion engine. For example, it is possible by means of this test rig to test sensor and catalyst systems under largely realistic conditions. For this purpose, in particular a certain exhaust gas mass flow with a certain temperature and composition of the exhaust gas is generated. Furthermore, it is possible to separately attach operating means, such as lubricating oil, to the exhaust gas mass flow so that targeted effects of individual media on downstream components of an exhaust system can be evaluated. Further tightening of the exhaust gas legislation necessitates additional components of an exhaust system depending on the particular concept chosen. For example, to reduce the nitrogen oxide emissions of a motor vehicle, the use of a so-called selective reduction of nitrogen oxides in the exhaust gas may be provided, wherein by means of suitable valves or nozzles, a introduction of a urea solution is provided in the exhaust gas. For better mixing of the introduced urea solution with the exhaust gas can, for example, in the DE10060808A1 described, downstream of the introduction of urea solution, an exhaust gas mixer may be arranged, which ensures a good mixing of urea solution and exhaust gas. Even without a contribution of other resources in the exhaust gas of an internal combustion engine, the use of an exhaust gas mixer may be appropriate. Thus, the exhaust gas mass flow of an internal combustion engine can have a certain "stringiness", wherein, for example as a result of different cylinder charges, flow filaments are formed in the exhaust gas mass flow. Such flow filaments can now lead to components, such as oxygen or nitrogen oxide sensors, not allowing representative statements about the quality of the exhaust gas, since these sensors are not arranged in the region of such a flow filament with, for example, a relatively high concentration of unburned hydrocarbons or nitric oxide. Again, an exhaust gas mixer may be appropriate to achieve homogenization of the exhaust gas or a resolution of the flow threads, so that downstream sensors and catalysts are uniformly acted upon with exhaust gas. In addition, pulsations of the exhaust gas mass flow, which are caused in particular by the periodic operation of an internal combustion engine with reciprocating pistons, influence the formation of flow filaments in the exhaust gas mass flow.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine Prüfung von Komponenten einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine erlaubt, wobei einzelne Einflüsse, die sich durch den Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine ergeben, möglichst umfassend berücksichtigt werden.It is an object of the present invention to provide a device which allows a test of components of an exhaust system of an internal combustion engine, wherein individual influences resulting from the operation of an internal combustion engine are taken into account as comprehensively as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels einer Vorrichtung gelöst, wobei mindestens eine zu prüfende Komponente einer Abgasanlage mit Abgas beaufschlagt wird, wobei Abgas durch eine Leitung zu der zu prüfenden Komponente geführt wird, wobei stromaufwärts der Komponente mindestens ein Mittel zur Einbringung eines zusätzlichen Mediums in das Abgas in der Leitung vorgesehen ist, so dass Strömungsfäden in dem Abgasmassenstrom erzeugt werden können. Erfindungsgemäß vorteilhaft ist es auf diese Weise möglich, durch die gezielte Einleitung eines bestimmten Mediums in einen bestehenden Grundabgasmassenstrom in der Abgasleitung einen Strömungsfaden zu simulieren, ohne dazu eine Verbrennungskraftmaschine einzusetzen. So kann in den bestehenden Abgasmassenstrom, der eine definierte Zusammensetzung, beispielsweise bestehend aus Kohlendioxid, Stickstoff, Stickoxid, Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen, mittels einer Sonde stromaufwärts der zu prüfenden Komponente ein zusätzlicher Massenstrom mit unverbrannten Kohlenwasserstoffen hinzugefügt werden, so dass sich mindestens ein Strömungsfaden in dem bestehenden Abgasmassenstrom ausbildet und die zu prüfende Komponente mit diesem künstlich erzeugten inhomogenen Abgasmassenstrom beaufschlagt wird. Bei der zu prüfenden Komponente kann es sich beispielsweise um einen Abgasmischer handeln, der in der Abgasleitung einer Verbrennungskraftmaschine stromaufwärts eines Abgaskatalysators angeordnet ist. In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung sind stromabwärts der zu prüfenden Komponente beziehungsweise Komponenten in der Abgasanlage weiterhin Mittel zur Bestimmung der Homogenität des Abgasmassenstroms angeordnet, so dass anhand einer Analyse des Grades der Homogenität bestimmt werden kann, mit welchem Erfolg der Abgasmischer eine Homogenisierung des Abgasmassenstromes durchzuführen vermag und nicht nur eine Bewertung auf indirektem Weg, beispielsweise durch die Analyse des Wirkungsgrades eines stromabwärts der zu prüfenden Komponente angeordneten Abgaskatalysators, wobei dieser Wirkungs- oder Konvertierungsgrad eben in Abhängigkeit von der „Strähnigkeit” des Abgasmassenstromes variieren kann, so dass ein Rückschluss auf die Homogenisierung des Abgasmassenstromes möglich ist. Außerdem können in einer weiteren Ausführung sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts Mittel zur Bestimmung der Homogenität des Abgasmassenstroms angeordnet sein, so dass eine Bestimmung der Homogenität vor und nach der zu prüfenden Komponente beziehungsweise dem Abgasmischer möglich ist und somit sehr genau bestimmt werden kann, wie gut der Abgasmischer arbeitet. In einem einfachen Fall kann das Mittel zur Bestimmung der Homogenität des Abgases eine sternförmige Anordnung mehrerer Sensoren am Umfang der Abgasleitung sein. Beispielsweise werden 6 so genannte Lambdasonden sternförmig am Umfang der Abgasleitung angeordnet und stehen in Verbindung mit dem Abgasmassenstrom bzw. einem repräsentativen Anteil des Strömungsquerschnittes. Bestehen Strömungsfäden, beispielsweise stromaufwärts der zu prüfenden Komponente beziehungsweise stromabwärts der Einbringung eines zusätzlichen Mediums zum Abgasmassenstrom, wobei das Medium unverbrannte Kohlenwasserstoffe und/oder Kohlenmonoxid umfasst, dann wird nur ein Teil der Lambdasonden angeströmt, was bei einem Vergleich der Signale der einzelnen Lambdasonden sichtbar wird und auf eine Inhomogenität des Abgasmassenstromes beziehungsweise eine Strähnigkeit geschlossen werden kann. Arbeitet der Abgasmischer zufriedenstellend, dann kann bei einer solchen Anordnung der Lambdasonden keine oder eben eine geringere Differenz der einzelnen Signale dieser Sonden detektiert werden. Erfindungsgemäß kann das Medium auch flüssig sein, wie etwa eine Harnstoff-Wasser-Lösung. Die Mittel zur Bestimmung der Homogenität des Abgases können dabei in einer Anordnung optischer Bauteile bestehen, wie einer Lichtquelle und einem lichtempfindlichen Sensor, so dass Aussagen zur Homogenität des Abgases getroffen werden können. In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Mittel zur Einbringung eines Mediums in das Abgas in der Leitung stromaufwärts der zu prüfenden Komponente in Bezug auf die Abgasleitung und die zu prüfende Komponente in seiner Position variabel ausgeführt. Insbesondere ist das Mittel zur Einbringung eines Mediums in Bezug auf die Querschnittsfläche der Leitung in seiner Tiefe variierbar, so dass noch gezielter Strömungsfäden in dem Abgasmassenstrom erzeugt werden, insbesondere durch eine Variation der Eintauchtiefe der Sonde in die Abgasleitung. Auch der Abstand des Mittels zur Einbringung eines Mediums zu der zu prüfenden Komponente kann variiert werden. Außerdem kann der Massenstrom variiert werden, der durch diese bevorzugt mit rohrförmigem Querschnitt ausgeführte Sonde dem schon bestehenden Abgasmassenstrom hinzugefügt wird. In einer noch weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung sind mehrere Mittel zur Einbringung eines Mediums beziehungsweise entsprechende Sonden in das Abgas in der Leitung stromaufwärts der zu prüfenden Komponente vorgesehen, die ebenfalls in Bezug auf die Abgasleitung in ihrer Position variabel ausgeführt ist, so dass auf vorteilhafte Weise mehrere Strömungsfäden simuliert werden können. Es ist erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, unveränderte Abgasanlagen zu prüfen. Es ist ebenfalls grundsätzlich von Vorteil, dass für diese Untersuchungen keine Verbrennungskraftmaschine erforderlich ist, da eine individuelle Zusammensetzung von einem quasi simulierten Abgasmassenstrom erzeugt und den zu prüfenden Komponenten in der Abgasleitung zugeführt wird, wobei beispielsweise mittels eines Wärmetauschers dem Gas gezielt eine definierte Wärmemenge zugeführt werden kann. In einer noch weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, mittels einer in der Abgasleitung angeordneten Drosselklappe, die beispielsweise in einer zeitlichen Folge immer wieder geöffnet und geschlossen wird, Pulsationen in dem Abgasmassenstrom zu erzeugen, welche wiederum Einfluss auf Strömungsfäden haben, die insbesondere mittels einer Sonde erzeugt werden, über die ein zusätzlicher Medienmassenstrom dem Abgasmassenstrom hinzugefügt wird. Auf diese Weise ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, neben isolierten Tests von Komponenten in der Abgasleitung mit simulierten Strömungsfäden auch den Einfluss von Pulsationen im Abgasmassenstrom auf die Bildung von Strömungsfäden zu simulieren.This object is achieved by means of a device, wherein at least one component to be tested exhaust system is exposed to exhaust gas, wherein exhaust gas is passed through a line to the component to be tested, wherein upstream of the component at least one means for introducing an additional medium into the exhaust gas is provided in the line, so that flow threads can be generated in the exhaust gas mass flow. According to the invention, it is thus possible in this way to simulate a flow thread through the targeted introduction of a specific medium into an existing basic exhaust gas mass flow in the exhaust gas line, without using an internal combustion engine for this purpose. Thus, in the existing exhaust gas mass flow of a defined composition, for example consisting of carbon dioxide, nitrogen, nitrogen oxide, carbon monoxide and unburned hydrocarbons, by means of a probe upstream of the component to be tested, an additional mass flow of unburned hydrocarbons are added so that at least one flow thread in forms the existing exhaust gas mass flow and the component to be tested is acted upon with this artificially generated inhomogeneous exhaust gas mass flow. The component to be tested may be, for example, an exhaust gas mixer which is arranged in the exhaust pipe of an internal combustion engine upstream of an exhaust gas catalytic converter. In one embodiment of the present invention are downstream of the component to be tested or components in the exhaust system further means for Determining the homogeneity of the exhaust gas mass flow arranged so that it can be determined by an analysis of the degree of homogeneity, with what success the exhaust gas mixer is able to carry out a homogenization of the exhaust gas mass flow and not just an evaluation in an indirect way, for example by the analysis of the efficiency of a downstream of examining component arranged catalytic converter, wherein this degree of effect or conversion can vary depending on the "Strähnigkeit" of the exhaust gas mass flow, so that a conclusion on the homogenization of the exhaust gas mass flow is possible. In addition, in a further embodiment, both upstream and downstream means for determining the homogeneity of the exhaust gas mass flow can be arranged so that a determination of the homogeneity before and after the component to be tested or the exhaust gas mixer is possible and thus can be determined very accurately how well the Exhaust mixer works. In a simple case, the means for determining the homogeneity of the exhaust gas may be a star-shaped arrangement of a plurality of sensors on the circumference of the exhaust pipe. For example, 6 so-called lambda probes are arranged in a star shape on the circumference of the exhaust pipe and are in connection with the exhaust gas mass flow or a representative portion of the flow cross section. If there are flow filaments, for example, upstream of the component to be tested or downstream of the introduction of an additional medium to the exhaust gas mass flow, wherein the medium comprises unburned hydrocarbons and / or carbon monoxide, then only a portion of the lambda probes is flowed, which is visible in a comparison of the signals of the individual lambda probes and an inhomogeneity of the exhaust gas mass flow or a strand can be concluded. If the exhaust gas mixer works satisfactorily, then no or just a smaller difference between the individual signals of these probes can be detected with such an arrangement of the lambda probes. According to the invention, the medium may also be liquid, such as a urea-water solution. The means for determining the homogeneity of the exhaust gas may consist of an arrangement of optical components, such as a light source and a photosensitive sensor, so that statements can be made about the homogeneity of the exhaust gas. In one embodiment of the present invention, the means for introducing a medium into the exhaust gas in the conduit upstream of the component to be tested with respect to the exhaust pipe and the component to be tested in its position is made variable. In particular, the means for introducing a medium with respect to the cross-sectional area of the conduit is variable in its depth, so that more targeted flow filaments are generated in the exhaust gas mass flow, in particular by a variation of the depth of immersion of the probe in the exhaust pipe. Also, the distance of the means for introducing a medium to the component to be tested can be varied. In addition, it is possible to vary the mass flow which is added to the already existing exhaust gas mass flow by means of this probe, which is preferably designed with a tubular cross section. In yet another embodiment of the present invention, a plurality of means for introducing a medium or corresponding probes are provided in the exhaust gas in the line upstream of the component to be tested, which is also made variable in position with respect to the exhaust pipe, so that in an advantageous manner several flow threads can be simulated. It is advantageously possible according to the invention to test unchanged exhaust systems. It is also fundamentally advantageous that no internal combustion engine is required for these investigations, since an individual composition is generated by a quasi-simulated exhaust gas mass flow and supplied to the components to be tested in the exhaust pipe, wherein for example by means of a heat exchanger the gas targeted a defined amount of heat are supplied can. In yet another embodiment of the present invention, it is provided by means of a throttle valve arranged in the exhaust line, which is repeatedly opened and closed, for example in a temporal sequence, to generate pulsations in the exhaust gas mass flow, which in turn have influence on flow filaments, in particular by means of a probe are generated via which an additional mass media flow is added to the exhaust gas mass flow. In this way, it is advantageously possible according to the invention to simulate not only isolated tests of components in the exhaust gas line with simulated flow filaments but also the influence of pulsations in the exhaust gas mass flow on the formation of flow filaments.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel sowie den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the present invention will become apparent from the following embodiment and the dependent claims.

Hierbei zeigen:Hereby show:

1: eine schematische Darstellung der vorliegenden Erfindung, 1 : a schematic representation of the present invention,

2 bis 5: eine weitere schematische Darstellung der vorliegenden Erfindung. 2 to 5 : a further schematic representation of the present invention.

In 1 ist ein Teil einer Abgasanlage eines Fahrzeuges dargestellt, der in 3 rohrförmige Segmente A, B und C aufgeteilt ist. Sie Segmente A, B und C werden ausgehend von Segment A in Richtung Segment C von einem Gasmassenstrom durchströmt, wie etwa einem hochreinem Inertgas aus einem Druckgasbehälter oder einfach nur mit Druckluft, wobei der Gasmassenstrom mittels eines Gaserhitzers beispielsweise auf Temperaturen zwischen 300 und 700 Grad Celsius erhitzt wird, wobei der Gasmassenstrom sich insbesondere im Bereich zwischen 10 und mehreren 100 kg/h bewegen kann, so dass ein möglichst realitätsgetreuer Abgasmassenstrom einer Verbrennungskraftmaschine simuliert wird. Bevorzugt werden diesem Basisgasmassenstrom weiterhin einzelne Schadstoffkomponenten wie Kohlendioxid, unverbrannte Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxid hinzugefügt. In Segment A sind Sonden 1a bis 1c radial am Umfang des Segmentes A der Abgasleitung angeordnet. Prinzipiell ist es erfindungsgemäß möglich, auch nur eine einzige Sonde 1 zu verwenden, um mindestens einen Strömungsfaden in dem Abgasmassenstrom zu erzeugen. Gemäß 1 ist stromabwärts der Sonden 1a bis 1c im Segment A in Segment B ein Abgasmischer 2 angeordnet, welcher beispielsweise hinsichtlich seiner Wirksamkeit bewertet werden soll. Weiter stromabwärts in Segment C sind außerdem Mittel zur Bestimmung der Homogenität des Abgasmassenstroms 3, in diesem Fall mehrere Lambdasonden 4a bis 4c sternförmig am Umfang der Abgasleitung angeordnet. Gemäß 2 ist weiterhin eine Darstellung eines Schnittes durch das Segment A gemäß 1 in der Ebene der Sonden 1a bis 1c gezeigt, wobei deutlich wird, dass es erfindungsgemäß möglich ist, auch noch weitere Sonden 1d bis 1f in der Abgasleitung in Segment A anzuordnen. Gemäß 2 sind es nun 6 Sonden 1a bis 1f, die als Rohre mit kreisförmigem Querschnitt ausgeführt sind, welche in die Abgasleitung in Segment A in den Abgasmassenstrom münden. Die Sonden 1a bis 1f sind gemäß Pfeil D in ihrer Höhe beziehungsweise Tiefe einstellbar, so dass eingestellt werden kann, in welchem Bereich des Querschnittes der Abgasleitung eine Einleitung eines weiteren Mediums in den Abgasmassenstrom erfolgen kann. Die Einstellung der Tiefe der Sonde 1 beziehungsweise der Sonden 1a bis 1f erfolgt entweder vor einem Test einer bestimmten Komponente oder während des Tests, beispielsweise in definierten Schritten oder aber kontinuierlich, so dass Strömungsfäden auch während eines laufenden Tests variiert werden können, eben durch ein Hineinbeziehungsweise Hinausbewegen der Sonde 1 oder der Sonden 1a bis 1f aus der Abgasleitung. Erfindungsgemäß sind bei der Anwendung mehrerer Sonden 1a bis 1f diese Sonden 1a bis 1f entweder unabhängig voneinander oder jeweils im gleichen Maße in der Einstecktiefe in die Abgasleitung verstellbar. Die Sonden 1a bis 1f sind gemäß 2 auf geeignete Weise durch die Abgasleitung, etwa mittels Muffen, geführt und mittels Stopfbuchsen und Überwurfmuttern gegenüber der Umwelt abgedichtet. Die Sonden 1a bis 1f sind zur Versorgung mit einem Medium, das über die Sonden 1a bis 1f dem Abgasmassenstrom zugeführt werden soll, mit Leitungen 5a bis 5f verbunden. Die Leitungen 5a bis 5f sind weiterhin mit einem Mischventil 6 verbunden. Das Mischventil 6 versorgt die Sonden 1a bis 1f mit einem bestimmten Medium, das gasförmig oder flüssig sein kann. Das Mischventil 6 kann dabei derart ausgelegt sein, dass eine Einstellung hinsichtlich des Betrages gleicher oder aber auch unterschiedlicher Massenströme des Mediums zu den Sonden 1a bis 1f möglich ist. Werden unterschiedliche Massenströme des Mediums zu den Sonden 1a bis 1f eingestellt, dann besteht die Möglichkeit, dass sich Strömungsfäden unterschiedlicher Intensität in dem Abgasmassenstrom ausbilden. Mit anderen Worten ergibt sich so ein weiterer Freiheitsgrad hinsichtlich der Erzeugung von Strömungsfäden. Über die Leitung 7 wird das Mischventil 6 mit dem jeweiligen Medium versorgt beziehungsweise mit Prüfgas beaufschlagt. 3 zeigt noch mal ein der Sonden 1a bis 1f im Detail. Die jeweilige Sonde 1a bis 1f ist auf der Seite der Einleitung in das Abgas so ausgebildet, dass möglichst keine oder nur eine geringe Zerstäubung des dem Abgas zugeführten Mediums erfolgt, so dass sich möglichst effektiv ein Strömungsfaden ausbildet. Die Darstellung in der jeweiligen Sonde in 3 ist insofern nur als schematisch anzusehen. Auch 4 zeigt noch mal die Anordnung der Sonden 1a bis 1c in der Einbausituation in Segment A. 5 zeigt weiterhin die Anordnung der Lambdasonden 4a bis 4f, also auch wieder die sternförmige Anordnung von 6 Sensoren in der Abgasleitung. Die Sonden 4a bis 4f sind wie allgemein bekannt, mittels Einschraubstücken 8 in der Abgasleitung in Segment C angeordnet. In einer nicht gezeigten weiteren Ausführung ist in einem weiteren Segment D der Abgasanlage, das sich beispielsweise stromabwärts eines Katalysators, der sich an Segment C anschließt, ein Mittels zur Erzeugung von Pulsationen in dem Abgasmassenstrom vorgesehen. Dieses Mittel kann in einer einfachen Ausführung als Drosselklappe ausgeführt sein, die den nach einer bestimmten zeitlichen Abfolge den Querschnitt der Abgasleitung verengt und wieder freigibt, so dass der Abgasmassenstrom pulsiert. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, Gaspulse unabhängig von dem Abgasmassenstrom und der Abgaszusammensetzung einzustellen, so dass sich ein neuer Freiheitsgrad ergibt, wobei insbesondere mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugte Strömungsfäden, quasi unter Bedingungen die zu prüfende Komponente beaufschlagen, die einem Betrieb mit einer Verbrennungskraftmaschine noch ähnlicher sind.In 1 is a part of an exhaust system of a vehicle shown, which is divided into 3 tubular segments A, B and C. Segments A, B and C are flowed from segment A in the direction of segment C from a gas mass flow, such as a high purity inert gas from a compressed gas tank or just compressed air, the gas mass flow by means of a gas heater, for example, to temperatures between 300 and 700 degrees Celsius is heated, wherein the gas mass flow can move in particular in the range between 10 and several 100 kg / h, so that a realistic as possible exhaust gas mass flow of an internal combustion engine is simulated. It is also preferred to add individual pollutant components such as carbon dioxide, unburned hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxide to this base gas mass flow. In segment A are probes 1a to 1c arranged radially on the circumference of the segment A of the exhaust pipe. In principle, it is possible according to the invention, too only a single probe 1 to use to generate at least one flow thread in the exhaust gas mass flow. According to 1 is downstream of the probes 1a to 1c in segment A in segment B an exhaust gas mixer 2 arranged, which is to be evaluated, for example, in terms of its effectiveness. Further downstream in segment C are also means for determining the homogeneity of the exhaust gas mass flow 3 , in this case several lambda probes 4a to 4c arranged in a star shape on the circumference of the exhaust pipe. According to 2 is still a representation of a section through the segment A according to 1 in the plane of the probes 1a to 1c It is shown that it is possible according to the invention, even further probes 1d to 1f in the exhaust pipe in segment A to arrange. According to 2 There are now 6 probes 1a to 1f , which are designed as tubes with a circular cross-section, which open into the exhaust pipe in segment A in the exhaust gas mass flow. The probes 1a to 1f are adjustable according to arrow D in their height or depth, so that it can be adjusted in which region of the cross section of the exhaust pipe, an introduction of another medium can be made in the exhaust gas mass flow. The adjustment of the depth of the probe 1 or the probes 1a to 1f This is done either before a test of a particular component or during the test, for example in defined steps or continuously, so that flow filaments can also be varied during a running test, just by moving the probe in and out 1 or the probes 1a to 1f from the exhaust pipe. According to the invention are in the use of multiple probes 1a to 1f these probes 1a to 1f either independently or in each case to the same extent in the insertion depth in the exhaust pipe adjustable. The probes 1a to 1f are according to 2 in a suitable manner through the exhaust pipe, such as sleeves, out and sealed by means of stuffing boxes and union nuts against the environment. The probes 1a to 1f are to supply a medium through the probes 1a to 1f the exhaust gas mass flow to be supplied with lines 5a to 5f connected. The wires 5a to 5f are still with a mixing valve 6 connected. The mixing valve 6 supplies the probes 1a to 1f with a certain medium, which can be gaseous or liquid. The mixing valve 6 can be designed such that an adjustment in terms of the amount of the same or different mass flows of the medium to the probes 1a to 1f is possible. Are different mass flows of the medium to the probes 1a to 1f set, then there is the possibility that flow threads of different intensity are formed in the exhaust gas mass flow. In other words, this results in a further degree of freedom with regard to the generation of flow filaments. About the line 7 becomes the mixing valve 6 supplied with the respective medium or charged with test gas. 3 shows again one of the probes 1a to 1f in detail. The respective probe 1a to 1f is formed on the side of the introduction into the exhaust gas so that if possible no or only a small atomization of the exhaust gas supplied medium takes place, so that as effectively as possible forms a flow thread. The representation in the respective probe in 3 is to be regarded as only schematic. Also 4 shows again the arrangement of the probes 1a to 1c in the installation situation in segment A. 5 further shows the arrangement of the lambda probes 4a to 4f So again the star-shaped arrangement of 6 sensors in the exhaust pipe. The probes 4a to 4f are as commonly known, by means of Einschraubstücken 8th arranged in segment C in the exhaust pipe. In a further embodiment, not shown, is provided in a further segment D of the exhaust system, for example, downstream of a catalyst, which adjoins the segment C, a means for generating pulsations in the exhaust gas mass flow. In a simple embodiment, this means can be designed as a throttle valve, which narrows and releases the cross section of the exhaust gas line after a certain time sequence, so that the exhaust gas mass flow pulses. As a result, it is advantageously possible to set gas pulses independently of the exhaust gas mass flow and the exhaust gas composition, so that a new degree of freedom results, wherein streaming threads generated in particular by means of the device according to the invention act on the component under test under quasi conditions similar to an operation with an internal combustion engine are.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

A bis DA to D
Segmentsegment
1a bis 1f1a to 1f
Sondeprobe
22
Abgasmischerexhaust mixer
33
Mittel zur Bestimmung der Homogenität des AbgasmassenstromsMeans for determining the homogeneity of the exhaust gas mass flow
4a bis 4f4a to 4f
Lambdasondelambda probe
5a bis 5f5a to 5f
Leitungmanagement
66
Mischventilmixing valve
77
Leitungmanagement
88th
Einschraubstückscrew-in

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2006/020763 A1 [0002] WO 2006/020763 A1 [0002]
  • DE 10060808 A1 [0002] DE 10060808 A1 [0002]

Claims (12)

Vorrichtung zur Prüfung von Abgasanlagen, wobei mindestens eine zu prüfende Komponente einer Abgasanlage mit Abgas beaufschlagt wird, wobei Abgas durch eine Leitung zu der zu prüfenden Komponente geführt wird, wobei stromaufwärts der Komponente mindestens ein Mittel zur Einbringung eines zusätzlichen Mediums in das Abgas in der Leitung vorgesehen ist, so dass Strömungsfäden in dem Abgasmassenstrom erzeugt werden können.A device for testing exhaust systems, wherein exhaust gas is applied to at least one component of an exhaust system to be tested, wherein exhaust gas is passed through a line to the component to be tested, wherein upstream of the component at least one means for introducing an additional medium into the exhaust gas in the line is provided so that flow threads can be generated in the exhaust gas mass flow. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei stromabwärts oder sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts der zu prüfenden Komponente in der Abgasanlage Mittel zur Bestimmung der Homogenität des Abgasmassenstroms angeordnet sind.Device according to claim 1, wherein means for determining the homogeneity of the exhaust gas mass flow are arranged downstream or both upstream and downstream of the component to be tested in the exhaust system. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, wobei das Mittel zur Bestimmung der Homogenität des Abgases eine sternförmige Anordnung mehrerer Sensoren am Umfang der Abgasleitung ist.Device according to claim 2, wherein the means for determining the homogeneity of the exhaust gas is a star-shaped arrangement of a plurality of sensors on the circumference of the exhaust pipe. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, wobei die Sensoren Lambdasonden sind.Device according to claim 3, wherein the sensors are lambda probes. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 4, wobei das zusätzlich in das Abgas eingebrachte Medium gasförmig oder flüssig ist.Device according to claim 1 to 4, wherein the additionally introduced into the exhaust gas medium is gaseous or liquid. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 5, wobei das Mittel zur Einbringung eines Mediums in das Abgas in Bezug auf die Abgasleitung und in Bezug auf die zu prüfende Komponente in seiner Position variabel ausgeführt ist.Device according to claim 1 to 5, wherein the means for introducing a medium into the exhaust gas with respect to the exhaust pipe and with respect to the component to be tested in its position is made variable. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, wobei das Mittel zur Einbringung eines Mediums in das Abgas in Bezug auf die Querschnittsfläche der Abgasleitung in seiner Tiefe variierbar ist.Device according to claim 6, wherein the means for introducing a medium into the exhaust gas with respect to the cross-sectional area of the exhaust pipe is variable in depth. Vorrichtung nach Patentanspruch 6 oder 7, wobei der Abstand des Mittels zur Einbringung eines Mediums in das Abgas zu der zu prüfenden Komponente variiert werden kann.Device according to claim 6 or 7, wherein the distance of the means for introducing a medium into the exhaust gas to the component to be tested can be varied. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 8, wobei der Massenstrom variiert werden kann, der durch das Mittel zur Einbringung eines Mediums in das Abgas dem schon bestehenden Abgasmassenstrom in der Abgasleitung hinzugefügt wird.Device according to claim 1 to 8, wherein the mass flow can be varied, which is added by the means for introducing a medium into the exhaust gas to the already existing exhaust gas mass flow in the exhaust pipe. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 9, wobei mehrere Mittel zur Einbringung eines Mediums in das Abgas in der Leitung stromaufwärts der zu prüfenden Komponente vorgesehen sind, so dass mehrere Strömungsfäden simuliert werden können.Device according to claim 1 to 9, wherein a plurality of means are provided for introducing a medium into the exhaust gas in the conduit upstream of the component to be tested, so that a plurality of flow filaments can be simulated. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 bis 10, wobei in der Abgasleitung ein Mittel zur Erzeugung von Pulsationen im dem Abgasmassenstrom angeordnet ist.Device according to claim 1 to 10, wherein a means for generating pulsations in the exhaust gas mass flow is arranged in the exhaust pipe. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, wobei das Mittel zur Erzeugung von Pulsationen in dem Abgasmassenstrom eine Drosselklappe ist.The apparatus of claim 11, wherein the means for generating pulsations in the exhaust gas mass flow is a throttle.
DE200910042376 2009-09-21 2009-09-21 Device for testing exhaust system, has tested component of exhaust system, is pressurized with exhaust gas, where unit is provided for introducing additional medium in exhaust gas in line Withdrawn DE102009042376A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910042376 DE102009042376A1 (en) 2009-09-21 2009-09-21 Device for testing exhaust system, has tested component of exhaust system, is pressurized with exhaust gas, where unit is provided for introducing additional medium in exhaust gas in line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910042376 DE102009042376A1 (en) 2009-09-21 2009-09-21 Device for testing exhaust system, has tested component of exhaust system, is pressurized with exhaust gas, where unit is provided for introducing additional medium in exhaust gas in line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009042376A1 true DE102009042376A1 (en) 2011-03-24

Family

ID=43603487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910042376 Withdrawn DE102009042376A1 (en) 2009-09-21 2009-09-21 Device for testing exhaust system, has tested component of exhaust system, is pressurized with exhaust gas, where unit is provided for introducing additional medium in exhaust gas in line

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009042376A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10060808A1 (en) 2000-12-07 2002-07-04 Bosch Gmbh Robert Exhaust gas purification device used for post-treating IC engine exhaust gases comprises post-treatment unit, unit for introducing auxiliary agent into post-treatment unit, and unit for mixing exhaust gas with agent
WO2006020763A1 (en) 2004-08-12 2006-02-23 Southwest Research Institute Component evaluations using non-engine based test system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10060808A1 (en) 2000-12-07 2002-07-04 Bosch Gmbh Robert Exhaust gas purification device used for post-treating IC engine exhaust gases comprises post-treatment unit, unit for introducing auxiliary agent into post-treatment unit, and unit for mixing exhaust gas with agent
WO2006020763A1 (en) 2004-08-12 2006-02-23 Southwest Research Institute Component evaluations using non-engine based test system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007012056A1 (en) System and method for improving performance of a fluid sensor for an internal combustion engine
DE102018126767B4 (en) Method for monitoring the effectiveness of a three-way catalytic converter in a gasoline engine
WO2019034606A1 (en) Method for operating an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine which has a three-way pre-catalytic converter and exhaust gas aftertreatment system
DE102011086447A1 (en) Advanced exhaust gas sampling device for an exhaust gas sensor
DE102010048748A1 (en) Method and device for determining the soot concentration in the engine oil of internal combustion engines
DE102014005354A1 (en) SCR AUSLASSMlSCHVORRlCHTUNG
DE102011000153A1 (en) Method for the diagnosis of exhaust gas aftertreatment
DE102009000410A1 (en) Exhaust-gas treatment device diagnosing method for exhaust gas area of internal-combustion engine e.g. petrol engine, during operation of motor vehicle, involves utilizing result of diagnosis of catalyst for diagnosis of filter device
WO2013135678A1 (en) System for removing exhaust gas samples from internal combustion engines
DE10303911B4 (en) Method for monitoring the starting behavior of an exhaust gas catalytic converter system
DE102005006262A1 (en) Method for positioning a sensor in a honeycomb body, corresponding honeycomb body and motor vehicle
DE102016200158A1 (en) Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system
DE102012211717A1 (en) Method for operating an exhaust system for an internal combustion engine
EP3655634B1 (en) Exhaust gas system for an internal combustion engine
DE602006000430T2 (en) Exhaust gas purification device and exhaust gas purification method for an internal combustion engine
DE102008008985B4 (en) Method for OSC-based diagnosis of a catalyst
DE102015200751A1 (en) Method for monitoring an exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine and control device for an exhaust aftertreatment system
DE102017205325A1 (en) Method and control unit for operating a particulate filter
DE19813321B4 (en) Regenerable filter material-containing adsorption filter device for the ventilation of a fuel tank of a motor vehicle
DE102009042376A1 (en) Device for testing exhaust system, has tested component of exhaust system, is pressurized with exhaust gas, where unit is provided for introducing additional medium in exhaust gas in line
DE102011055166A1 (en) Method for determining the NO 2 fraction generated in a catalytic exhaust aftertreatment device
DE102010027983B4 (en) Method for operating an internal combustion engine for adjusting an exhaust gas probe
DE19621293A1 (en) Device for measuring internal combustion engine exhaust components
DE102020215514A1 (en) Method for operating an exhaust aftertreatment system, exhaust aftertreatment system and internal combustion engine
DE102014226675A1 (en) Method for monitoring a methane oxidation catalyst

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination