DE102011112207A1

DE102011112207A1 - Entnahmerohr für Emissionsmesssysteme

Info

Publication number: DE102011112207A1
Application number: DE102011112207A
Authority: DE
Inventors: Georg Gangl
Original assignee: AVL List GmbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 2010-09-23
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2012-03-29
Also published as: US20120073540A1; AT508317A2; AT508317B1; US8584537B2; AT508317A3

Abstract

Ein Entnahmerohr (1) für Emissionsmesssysteme für das Abgas von Verbrennungskraftmaschinen weist zumindest zwei Abgasentnahmestellen (5) und Verbindungsstücke zu zumindest zwei Probenahmeleitungen auf. Um bei geringem Platzbedarf und geringem konstruktiven Aufwand eine mehrfache Probenahme aus dem Abgas von Verbrennungskraftmaschinen zu gestatten, verlaufen über eine Teil der Länge des Entnahmerohres (1) zumindest zwei Rohre (4) parallel zueinander, wobei jedes Rohr (4) mit einer Abgasentnahmestelle (5) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Entnahmerohr für Emissionsmesssysteme für das Abgas von Verbrennungskraftmaschinen, welches zumindest zwei Abgasentnahmestellen und Verbindungsstücke zu zumindest zwei Probenahmeleitungen aufweist, sowie ein Emissionsmesssystem für das Abgas von Verbrennungskraftmaschinen, umfassend zumindest eine Analyse- und Auswerteeinrichtung für das Abgas sowie mehrere Probenahmeleitungen vom Abgassystem der Verbrennungskraftmaschine zu der oder jeder Analyse- und Auswerteeinrichtung.
Sowohl für mobile Anwendungen als auch auf Prüfständen werden Emissionsmesssysteme angewendet, bei welchen mehrere Komponenten im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine analysiert werden sollen. Dazu sind mehrere Analyseeinrichtungen und oftmals auch mehrerer Probenahmeleitungen und Abgasentnahmestellen im Abgassystem der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen.
Derzeit müssen die Auspufflängen, insbesondere bei Heavy-Duty-Motoren entsprechend der Anzahl von Abgasentnahmestellen gefertigt werden. Wenn vier oder mehr Entnahmestellen benötigt werden, reicht insbesondere an Prüfständen der Platz meist nicht für ein gerades Rohr aus, so dass zusätzliche Bögen eingebaut werden müssen, welche dann aber für andere Versuchsanordnungen nicht mehr verwendet werden können.
Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Entnahmerohr anzugeben, welches bei geringem Platzbedarf, insbesondere bei kurzer Baulänge, und geringem konstruktiven Aufwand eine mehrfache Probenahme aus dem Abgas von Verbrennungskraftmaschinen gestattet und nicht spezifisch auf eine konkrete Anwendung ausgelegt ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Entnahmerohr wie eingangs beschrieben erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass über einen Teil der Länge des Entnahmerohres zumindest zwei Rohre parallel zueinander verlaufen, wobei jedes Rohr mit einer Abgasentnahmestelle versehen ist. Ein derartiges Rohr kann vielseitig auf den meisten Prüfständen, auch in kleinen Prüfzellen und als ein standardisiertes Modul mit Anschlussstutzen für die Messsonden und Klemmring zur Anwendung kommen und auch mehrmals verwendet werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Entnahmerohr dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtquerschnitt aller Rohre gleich dem Querschnitt des vorhergehenden Abschnittes des Entnahmerohres ist. Die Auspufflänge bei einem Auspuff mit Durchmesser von 10 cm kann dadurch selbst bei mehreren Entnahmestellen von drei Metern auf nur knapp über einem Meter reduziert werden.
Vorteilhafterweise kann dabei zur Erhaltung einer laminaren Strömung im Bereich der Probenahmestellen vorgesehen sein, dass die Länge des Entnahmerohres zumindest dem neunfachen Durchmesser der Rohre entspricht, wobei eine Länge zumindest des sechsfachen Durchmessers der Rohre vor der ersten Abgasentnahmestelle und eine Länge zumindest des dreifachen Durchmessers der Rohre hinter der letzten Abgasentnahmestelle vorgesehen sind.
Zur Einstellung einer für alle Probenahmestellen gleichmäßigen Verteilung der Abgasströmung der Verbrennungskraftmaschine kann eine Ausführungsform besonders vorteilhaft sein, bei welcher Strömungsleiteinrichtungen vorgesehen sind, welche die Abgasströmung gleichmäßig auf alle vorhandenen Rohre verteilen.
Bei dieser Ausführungsform sieht eine besonders wirksame Konstruktionsart vor, dass ein im Wesentlichen kegelförmiger Teil vor dem Beginn der Rohre angeordnet ist.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist ein Emissionsmesssystem wie eingangs beschrieben durch ein an das Abgassystem der Verbrennungskraftmaschine anschließbares Entnahmerohr gemäß einem der vorhergehenden Absätze gekennzeichnet.
In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen eines konkreten, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Dabei zeigt die 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Entnahmerohres, 2a ist ein Längsschnitt durch das Entnahmerohr der 1 im Bereich der Aufteilung auf vier Einzelrohre, und 2b zeigt einen Querschnitt durch das Entnahmerohr im Bereich der Aufteilung auf vier Einzelrohre.
Das in 1 dargestellte Entnahmerohr 1 für Emissionsmesssysteme für das Abgas von Verbrennungskraftmaschinen kann, beispielsweise mithilfe von an den Enden 2 vorgesehenen Verbindungsflanschen, zwischen das Abgassystem der Verbrennungskraftmaschine und das Abgassystem beispielsweise eines Prüfstandes auswechselbar und damit wiederverwendbar eingesetzt werden. Anschließend an einen im Wesentlichen geraden Rohrabschnitt 3 ist ein in Strömungsrichtung nachfolgender, koaxialer Längsabschnitt vorgesehen, in welchem beispielsweise vier, wieder im Wesentlichen gerade Rohre 4 parallel zueinander verlaufen. Jedes dieser Rohre 4 ist mit einer Abgasentnahmestelle 5 mit Anschlussflansch für Probenahmeleitungen (nicht dargestellt) versehen, über welche die entnommenen Abgasteilströme zu Analyse- und Auswerteeinheiten des Emissionsmesssystems für die untersuchte Verbrennungskraftmaschine geführt werden können.
Durch die parallele Führung mehrerer Abgasteilströme in den Rohren 4 benötigt das Entnahmerohr 1 für multiple Probenahmen trotz gerader Ausführung nur sehr geringen Bauraum, so dass es vielseitig auf den meisten Prüfständen, auch in kleinen Prüfzellen und als ein standardisiertes Modul auch mehrmals verwendet werden kann.
Die Rohre 4 sind vorzugsweise derart dimensioniert, dass der Gesamtquerschnitt aller Rohre 4 gleich dem Querschnitt des vorhergehenden Abschnittes 3 des Entnahmerohres 1 ist. Sie weisen dabei bevorzugt jeweils einen Durchmesser auf, der der Wurzel aus dem Quadrat des Durchmessers des vorausgehenden Abschnittes 3, zuvor noch geteilt durch die Anzahl der vorhandenen Rohre 4, entspricht. Die Länge des Entnahmerohres 1 kann bei einem anfänglichen Durchmesser von 10 cm selbst bei mehreren vorgesehenen Entnahmestellen von etwa drei Metern auf knapp über einem Meter reduziert werden, wobei dann jedes der vier Rohre 4 einen Durchmesser von 5 cm aufweist.
Um dabei die laminare Strömung im Bereich der Probenahmestellen 5 zu erhalten, sollte die Länge jedes der Rohre 4 zumindest dem neunfachen Durchmesser der Rohre 4 entsprechen, wobei die Probenahmestellen 5 vorteilhafterweise in der dem Abschnitt 3 ferneren Hälfte der Rohre 4 vorgesehen sind. In jedem Fall sollen vor der ersten Abgasentnahmestelle 5 eine Länge zumindest des sechsfachen Durchmessers des jeweiligen zugehörigen Rohres 4 liegen, und vorteilhafterweise eine Länge zumindest des dreifachen Durchmessers des jeweiligen zugehörigen Rohres 4 hinter der letzten Abgasentnahmestelle 5 liegen.
Zur Einstellung einer für alle Probenahmestellen 5 gleichmäßigen Verteilung der Abgasströmung der Verbrennungskraftmaschine dient eine in den 2a und 2b detaillierter dargestellte Strömungsleiteinrichtung 6, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als ein im Wesentlichen kegelförmiger Teil stromaufwärts vor dem Beginn der Rohre 4 angeordnet ist (siehe 2a). Durch diese Einrichtung 6 wird die Abgasströmung gleichmäßig auf alle vorhandenen Rohre 4 verteilt.

Claims

Entnahmerohr für Emissionsmesssysteme für das Abgas von Verbrennungskraftmaschinen, welches zumindest zwei Abgasentnahmestellen und Verbindungsstücke zu zumindest zwei Probenahmeleitungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Teil der Länge des Entnahmerohres (1) zumindest zwei Rohre (4) parallel zueinander verlaufen, wobei jedes Rohr (4) mit einer Abgasentnahmestelle (5) versehen ist.
Entnahmerohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtquerschnitt aller Rohre (4) gleich dem Querschnitt des vorhergehenden Abschnittes (3) des Entnahmerohres (1) ist.
Entnahmerohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge jedes Rohres (4) zumindest dem neunfachen Durchmesser dieses Rohres (4) entspricht, wobei eine Länge zumindest des sechsfachen Durchmessers vor der ersten Abgasentnahmestelle (5) und eine Länge zumindest des dreifachen Durchmessers hinter der letzten Abgasentnahmestelle (5) vorgesehen sind.
Entnahmerohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungsleiteinrichtungen (6) vorgesehen sind, welche die Abgasströmung gleichmäßig auf alle vorhandenen Rohre (4) verteilen.
Entnahmerohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Wesentlichen kegelförmiger Teil als Strömungsleiteinrichtung (6) vor dem Beginn der Rohre (4) angeordnet ist.
Emissionsmesssystem für das Abgas von Verbrennungskraftmaschinen, umfassend zumindest eine Analyse- und Auswerteeinrichtung für das Abgas sowie mehrere Probenahmeleitungen vom Abgassystem der Verbrennungskraftmaschine zu der oder jeder Analyse- und Auswerteeinrichtung, gekennzeichnet durch ein an das Abgassystem der Verbrennungskraftmaschine anschließbares Entnahmerohr (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.