DE112009002558T5 - Partikelprobenentnahmesystem und Verfahren zum Verringern einer Überentnahme während Übergängen - Google Patents

Partikelprobenentnahmesystem und Verfahren zum Verringern einer Überentnahme während Übergängen Download PDF

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Abstract

Die Untersuchung einer Partikelerzeugung eines Motors während eines Übergangs wird durch Auswählen einer geeignet dimensionierten Öffnung einer Prüfsonde des Probenentnahmesystems, die sich in der Abgasleitung (58) stromaufwärts einer Partikelfalle befindet, genauer. Durch Untersuchen der Drucksignatur an der Position der Prüfsonde und Verwenden dieser Information in Verbindung mit einer gewünschten Volumenströmungsrate in das Probenentnahmesystem kann eine Größe einer Strömungsöffnung (125) für die Prüfsonde ausgewählt werden, die eine potenzielle Überentnahme verringert, die ansonsten aufgrund der Zunahme des Gegendrucks in der Abgasleitung (58), die durch das Vorhandensein der Partikelfalle bewirkt wird, hervorgerufen wird. Die Strömungsöffnung (125) in die Prüfsonde des Probenentnahmesystems verhält sich relativ nichtbegrenzend, wenn Druckunterschiede an der Prüfsondenposition relativ niedrig sind, beispielsweise während stationärer Betriebsbedingungen, begrenzt jedoch einen Strom in das Probenentnahmesystem, wenn Druckunterschiede relativ hoch sind, beispielsweise während eines Übergangs.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Proportionalabgasprobenentnahmesystem und ein zugehöriges Verfahren, und insbesondere eine Strategie zum Verringern einer Überentnahme von Abgas, vor allem während Übergangsbetriebszuständen einer Leistungsquelle.
  • Hintergrund
  • Abgasemissionen von motorisierten Maschinen im Straßenverkehr sind von der Bundesregierung vorgeschrieben und dürfen bestimmte Mengen an Schmutzstoffen, die in Titel 40, Kapitel 1 der Bundesgesetze, Abschnitt 86, Teil C angegeben sind, nicht überschreiten. Beispielsweise sehen einige Regierungsvorschriften Begrenzungen der Menge an Partikeln vor, die von Motoren von Diesellastkraftwagen emittiert werden dürfen. Diese Vorschriften geben die akzeptable Menge an Partikeln an, die in dem Abgasstrom des Motors enthalten sein darf. Partikel können beispielsweise Kohlenstoffpartikel, umverbrannte Kohlenwasserstoffe und Sulfate enthalten. Anfangs betrafen die Vorschriften primär Partikelmengen bei einem Betrieb des Motors in einem relativ stationären Zustand. Es sind jedoch jüngere Vorschriften bekannt gemacht worden, die die Partikelmenge vorgeben, wenn der Motor einen Übergangszustand durchlauft, beispielsweise beim Beschleunigen von einem Zustand mit einer Drehzahl und einer Last zu einer anderen Drehzahl und einer anderen Last.
  • Aufgrund dieser Vorschriften wurden Geräte zum Prüfen und Analysieren der Motoren von Maschinen und/oder anderer Leistungsquellen im Hinblick auf das Erfüllen gesetzlicher Vorschriften entwickelt. Insbesondere wurden Partialströmungsabgasprobenentnahmesysteme entwickelt, um solche Leistungsquellen als in Übereinstimmung mit gesetzlichen Emissionsvorschriften zu zertifizieren. Im Allgemeinen arbeiten diese Systeme dadurch, dass sie über eine in dem Abgasstutzen positionierte Prüfsonde einen kleinen Teil aus einem Abgasstrom einer Leistungsquelle extrahieren. Ein regulierter Strom von gefilterter Umgebungsluft wird dann mit dem extrahierten Teil vermischt, und der gemeinsame Strom wird zu einem Filter geleitet, das zum Auffangen der in dem gemeinsamen Strom enthaltenen Partikel ausgebildet ist. Die Leistungsquelle kann dann basierend auf der während eines bestimmten Prüfzyklus von dem Filter aufgefangenen Partikelmenge evaluiert werden. Ein Partikelprobenentnahmesystem und ein zugehöriges Verfahren, die sich in den letzten Jahren bewährt haben, sind in dem US-Patent 7,299,690 des Anmelders gezeigt und beschrieben. Mit der Einführung zusätzlicher Vorschriften in Bezug auf das Prüfen von Abgas hinsichtlich eines Partikelgehalts während Übergangzuständen sind jedoch bisher nicht berücksichtigte Probleme entstanden. Beispielsweise neigen aktuelle Systeme aufgrund bestimmter Systemparameter, einschließlich eines festen Strömungsquerschnitts an der Prüfsonde, sowie von anderen Phänomenen wie dem Druckanstieg in dem Abgasstutzen während Beschleunigungsübergangszustnden dazu, während Druckerhöhungen in dem Abgasstutzen zu viel zu entnehmen, was zu einer ungenauen Bestimmung einer Partikelerzeugung während des Übergangs führen kann.
  • Ein anderes derartiges System ist in dem US-Patent Nr. 6,062,092 für Weaver („dem Patent '092”) beschrieben. Das System des Patents '092 nutzt eine Rückkopplungsanordnung zum Ändern des Abgasanteils, der relativ zu dem Gesamtstrom des Abgases aus dem Leistungsquellenabgasstrom extrahiert wird. Wenngleich das System diesen Anteil basierend auf Änderungen des Abgasstroms der Leistungsquelle ändert, verwendet das System den Druckunterschied zwischen dem Abgasstrom und dem Druck im Inneren einer Probenentnahmesonde für eine Rückkopplung. Demzufolge berücksichtigt das System des Patents '092 keine Variationen in dem kombinierten Strom durch das Filter, wenn die zu extrahierende Abgasstrommenge ermittelt wird, was erneut zu einer Überentnahme und ungenauen Resultaten führen kann. Solche Variationen können beispielsweise durch Schwankungen in dem Abgasstrom und/oder andere systembasierte Faktoren verursacht werden.
  • Die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung zielen darauf ab, eines oder mehrere der vorher dargelegten Probleme zu überwinden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem Aspekt beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines Abgasprobenentnahmesystems das Strömenlassen von Abgas in eine in einem Abgasstutzen positionierte Prüfsonde. Ein Strom in die Prüfsonde wird nicht begrenzt, wenn ein Druckunterschied zwischen dem Abgasstutzen an einer Sondenposition und dem Atmosphärendruck gering ist, ein Strom in die Prüfsonde wird jedoch begrenzt, wenn der Druckunterschied groß ist.
  • Gemäß einem anderen Aspekt beinhaltet ein Verfahren zum Verringern einer Überentnahme von Abgas mit einem Abgasprobenentnahmesystem während eines Übergangs den Schritt des Begrenzens eines Stroms in das Probenentnahmesystem, wenn ein Druck an einer Prüfsondenposition zunimmt. Der Schritt des Begrenzens wird durch Positionieren einer Drossel in einem Strömungspfad in die Prüfsonde durchgeführt.
  • Gemäß einem anderen Aspekt enthält eine Prüfzelle eine mit einer Abgasleitung fluidverbundene Leistungsquelle. Ein Abgasprobenentnahmesystem enthält eine Prüfsonde mit einer zum Empfangen eines von der Leistungsquelle ausgehenden Abgasstroms in der Abgasleitung positionierten Strömungsöffnung. Die Strömungsöffnung weist einen auf einer gewünschten Strömungsrate in das Abgasprobenentnahmesystem und einem Betrag eines Druckunterschieds in Zusammenhang mit einem Übergangsbetriebzustand der Leistungsquelle basierenden Strömungsquerschnitt auf.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer Prüfzelle gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 2 ist eine schematische Darstellung eines Probenentnahmesystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Spitzenbereichs der Prüfsonde 56;
  • 4 ist eine schematische Ansicht eines Sets, das mehrere Spitzen mit unterschiedlich dimensionierten Strömungsöffnungen enthält;
  • 5 ist eine graphische Darstellung einer Größe eines Durchmessers einer Strömungsöffnung gegenüber einem Druckunterschied für mehrere unterschiedliche Volumenströmungsraten in das Probenentnahmesystem;
  • 6 zeigt eine graphische Darstellung einer Drucksignatur während eines Übergangszustands zusammen mit einem Vergleich eines gewünschten extrahierten Probenstroms, eines unter Verwendung einer bekannten Prüfsonde tatsächlich extrahierten Probenstroms und eines mit einer Spitze 122 gemäß der vorliegenden Offenbarung extrahierten Probenstroms;
  • 7 ist eine graphische Darstellung, die eine Partikelkonzentration gegenüber der Zeit für das in 6 dargestellte Übergangsereignis zeigt;
  • 8 ist eine graphische Darstellung, die ähnlich zu der in 6 ist, außer dass zum Zeigen eines Vergleichs zwischen einer gewünschten Massenprobe, einer tatsächlichen Massenprobe gemäß dem Stand der Technik und einer tatsächlichen Probenentnahme unter Verwendung einer Spitze gemäß der vorliegenden Offenbarung die relative Probenmasse unter Berücksichtigung sowohl der Volumenströmungsratenentnahme aus 6 als auch der in 7 gezeigten Partikelkonzentrationserhöhung gezeigt ist; und
  • 9 ist ein Flussdiagramm einer Probenentnahmestrategie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 stellt eine Prüfzelle 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. Die Prüfzelle 100 enthält eine Leistungsquelle 10, die mechanisch und elektrisch und/oder anderweitig mit einem Dynamometer 14 verbunden ist. Ein Luftfilter 4, eine Temperatur- und Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 6 und eine Strömungsregelungsvorrichtung 8 können ebenfalls mit beispielsweise einem Ansaugrohr der Leistungsquelle 10 fluidverbunden sein. Zusätzlich dazu kann ein Auspuffkrümmer oder eine andere Abgasauslassvorrichtung der Leistungsquelle 10 mit einem Evakuierungssystem 18 der Prüfzelle 100 fluidverbunden sein. Das Evakuierungssystem 18 kann beispielsweise einen Abgaslüfter und/oder eines oder mehrere Filter enthalten, die zum Extrahieren von beispielsweise Partikeln und/oder anderen Schadstoffen ausgebildet sind. Das Evakuierungssystem 18 kann ferner beispielsweise eine Vakuumquelle oder eine andere Vorrichtung enthalten, die zum Einwirken auf Abgase von der Leistungsquelle 10 und/oder dem Abgasprobenentnahmesystem 20 ausgebildet ist. Das Evakuierungssystem 18 kann zum Abgeben der Abgase an die Umgebung ausgebildet sein.
  • Wie in 1 gezeigt, kann ein Abgasprobenentnahmesystem 20 fluidmäßig und/oder anderweitig mit der Leistungsquelle 10 verbunden sein, und ein Extraktionsbauteil oder eine Prüfsonde 56 des Abgasprobenentnahmesystems 20 kann zum Extrahieren eines Teils eines Abgasstroms der Leistungsquelle 10 ausgebildet sein. Das Abgasprobenentnahmesystem 20 kann eine Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 enthalten, die in der Prüfzelle 100 angeordnet und elektrisch mit Komponenten des Abgasprobenentnahmesystems 20 und/oder der Prüfzelle 100 verbunden ist. Beispielsweise kann die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 für eine elektrische Verbindung mit der Strömungsregelungsvorrichtung 8 und/oder einer Prüfzellensteuerung 24 ausgebildet sein. Wie in 1 gezeigt, kann die Leistungsquelle 10 ebenfalls mit einer Kraftstoffversorgung 16 fluidverbunden sein, die zum Zuführen von Kraftstoff zu der Leistungsquelle 10 ausgebildet ist. Wenngleich dies in 1 nicht gezeigt ist, versteht sich, dass die Kraftstoffversorgung 16 beispielsweise eine Kraftstoffpumpe, einen Kraftstofftank, einen Strömungsmesser, mehrere Ventile und/oder andere herkömmliche Bauteile enthalten kann, die zum Zuführen eines regulierten Kraftstoffstroms zu der Leistungsquelle 10 ausgebildet sind. Diese Bauteile können ebenfalls zum Messen von beispielsweise der Menge, der Strömungsrate und/oder anderen Eigenschaften des der Leistungsquelle 10 zugeführten Kraftstoffstroms ausgebildet sein.
  • Eine oder mehrere der vorher erörterten Komponenten können über eine Strömungsleitung 26 miteinander verbunden sein. Beispielsweise kann das Luftfilter 4 über eine Strömungsleitung 26 mit der Temperatur- und Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 6 verbunden sein, und die Temperatur- und Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 6 kann über eine Strömungsleitung 26 mit der Strömungsregelungsvorrichtung 8 verbunden sein. Die Kraftstoffversorgung 16 kann über eine Kraftstoffleitung 30 mit der Leistungsquelle 10 verbunden sein, und die Leistungsquelle 10 kann über eine Abgasleitung 58 mit dem Evakuierungssystem 18 verbunden sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die Kraftstoffleitung 30 und die Abgasleitung 58 Strömungsleitungen 26 sein. Die Extraktionskomponente bzw. die Prüfsonde 56 des Abgasprobenentnahmesystems 20 kann mit der Abgasleitung 58 verbunden und darin positioniert sein, und die Extraktionskomponente 56 kann zum Extrahieren eines Teils eines Abgasstroms der Leistungsquelle 10, der durch die Abgasleitung 58 geht, ausgebildet sein. Das Abgasprobenentnahmesystem 20 kann ferner über eine Strömungsleitung 26 mit dem Evakuierungssystem 18 verbunden sein, das an die Atmosphäre abgibt, und das Abgasprobenentnahmesystem 20 kann zum Leiten eines Fluidstroms zu dem Evakuierungssystem 18 während eines und/oder nach einem Entnahmezyklus ausgebildet sein. Die Leistungsquelle 10 kann ferner über eine mechanische und/oder eine andere herkömmliche Verbindung 28 mit dem Dynamometer 14 verbunden sein.
  • Wie in 1 dargestellt, können die Temperatur- und Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 6, die Strömungsregelungsvorrichtung 8, die Leistungsquelle 10, das Dynamometer 14, die Kraftstoffversorgung 16 und/oder die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 über Steuerungsleitungen 32 elektrisch mit der Prüfzellensteuerung 24 verbunden sein. Zusätzlich dazu kann die Strömungsregelungsvorrichtung 8 über eine Steuerungsleitung 32 elektrisch mit der Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 verbunden sein. Die Steuerungsleitungen 32 können allen vorherigen Komponenten ermöglichen, erfasste Informationen, Steuerungssignale und/oder andere elektrische Signale an die Prüfzellensteuerung 24 und/oder die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 weiterzugeben und/oder anderweitig zu diesen zu senden. Die Steuerungsleitungen 32 können ferner der Prüfstromsteuerung 24 und/oder der Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 ermöglichen, Steuerungssignale zu jeder der verbundenen Komponenten zu senden.
  • Die in 1 dargestellte Leistungsquelle 10 kann beispielsweise ein beliebiger Funkenzündungsmotor, ein Dieselmotor und/oder eine andere bekannte Brennkraftleistungsquelle sein. Das Dynamometer 14 kann eine herkömmliche Vorrichtung sein, die zum Messen beispielsweise der Umdrehungen pro Minute, des Drehmoments und/oder anderer Betriebscharakteristiken der Leistungsquelle verwendet wird, anhand derer die von der Leistungsquelle erzeugte Ausgangsleistung berechnet werden kann. Das Luftfilter 4 kann eine herkömmliche Filtervorrichtung sein, die beispielsweise zum Auffangen und/oder anderweitigen Festhalten von Schmutz und anderen in der Luft enthaltenen Partikeln ausgebildet ist, bevor solche Partikel zu der Leistungsquelle 10 gelangen. Solche Partikel können beispielsweise Zylinder, Wände, Kolben und Kolbenringe einer Leistungsquelle beschädigen. Das Luftfilter 4 kann beispielsweise ein austauschbares Filterelement enthalten, das zum Unterstützen des Auffangens und/oder Entfernen von in der Luft enthaltenen Partikeln ausgebildet ist.
  • Die Abgasprobenentnahmensystemsteuerung 22 und/oder die Prüfzellensteuerung 24 können beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit, ein elektronisches Steuerungsmodul, ein Computer, ein Funksender oder irgendeine andere bekannte Steuerung sein. Die Steuerungen 22, 24 können mit einer Bedienerschnittstelle (nicht gezeigt) wie z. B. einer Tastatur, einem Monitor, einem Drucker, einem Touchscreen, einer Steuertafel oder irgendeiner anderen bekannten Vorrichtung verbunden sein, die einem Benutzer ermöglicht, Befehle einzugeben und/oder erfasste und/oder berechnete Informationen von Komponenten der Prüfzelle 100 und/oder des Abgasprobenentnahmesystems 20 zu empfangen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können die Steuerungen 22, 24 Aspekte des Leistungsquellentest-/-zertifizierungszyklus steuern und zum Speichern von Informationen für einen späteren Abruf und eine spätere Verwendung ausgebildet sein.
  • Die Temperatur- und Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 6 kann zum Erfassen und/oder Steuern der Temperatur und/oder der Feuchtigkeit der gefilterten Umgebungsluft ausgebildet sein, bevor sie in die Leistungsquelle 10 eintritt. Die Temperatur- und Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung kann beispielsweise ein Thermoelement, ein Hygrometer, einen Wärmetauscher und/oder andere herkömmliche Komponenten enthalten, die zum Unterstützen einer Erfassung und/oder einer Regelung der Temperatur und der Feuchtigkeit ausgebildet sind. Die Strömungsregelungsvorrichtung 8 kann eine beliebige Vorrichtung oder Kombination von Vorrichtungen sein, die zum Messen und/oder Regulieren beispielsweise der Strömungsrate, des Drucks und/oder anderer Strömungscharakteristiken eines Fluidstroms ausgebildet sind. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Strömungsregelungsvorrichtung 8 ein laminares Strömungselement und/oder einen Differenzdruckmesser enthalten, die zum Erfassen von Änderungen des Drucks und/oder der Strömungsrate eines durch die Strömungsregelungsvorrichtung 8 und/oder andere Komponenten der Prüfzelle 100 gehenden Fluids ausgebildet sind. Jede der vorher erörterten Prüfzellenkomponenten ist bekannt, und diese Komponenten werden in der vorliegenden Offenbarung nicht weiter im Detail erörtert. Ferner versteht sich, dass jede der gestrichelten Linien in 1 eine Steuerungsleitung 32 darstellt und jede der durchgezogenen Linien in 1 eine Strömungsleitung 26 darstellt, mit Ausnahme der Extraktionskomponente 56, der Abgasleitung 58 und der Verbindung 28.
  • Bezug nehmend auf 2 enthält ein Abgasprobenentnahmesystem 20 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Verdünnungsseite 106 und eine Gesamtseite 108. Eine Verdünnungsvorrichtung 54 der Verdünnungsseite 106 kann mit der Abgasleitung 58 der Leistungsquelle 10 (1) fluidverbunden sein, und die Verdünnungsseite 106 kann ferner beispielsweise eine Druckluftquelle 38, eine Strombehandlungsvorrichtung 40, einen Kühler 42, einen Strömungssensor 46 und mehrere Strömungssteuerungsventile und/oder andere Arten von Ventilen enthalten. Zusätzlich dazu kann die Verdünnungsvorrichtung 54 der Verdünnungsseite 106 mit einem Filter 62 der Gesamtseite 108 fluidverbunden sein, und die Gesamtseite 108 kann ferner beispielsweise ein Strömungssensor 76, ein Vakuum 80 und mehrere Strömungssteuerungsventile und/oder andere Arten von Ventilen enthalten. Die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 und/oder die Prüfzellensteuerung 24 (1) können elektrisch mit einer oder mehreren Komponenten des Abgasprobenentnahmesystems 20 verbunden sein. Es versteht sich, dass jede gestrichelte Linie, die in 2 dargestellt ist, eine Steuerungsleitung 32 ist, und jede der in 2 dargestellten durchgezogenen Linien, die die Komponenten des Abgasprobenentnahmesystems 20 verbinden, eine Strömungsleitung 26 ist.
  • Wie im Folgenden genauer beschrieben wird, können die Komponenten der Verdünnungsseite 106 zum Komprimieren, Behandeln, Kühlen, Messen und/oder Regulieren eines verdünnten Umgebungsluftstroms 36 ausgebildet sein. Der verdünnte Strom 36 kann mit einem Abgasstrom kombiniert werden, der aus dem Abgasstrom der Leistungsquelle extrahiert wird. Zusätzlich dazu kann die Strömungsrate des verdünnten Stroms 36 durch die verdünnungsseitigen Komponenten ansprechend auf den erfassten Unterschied zwischen der Strömungsrate des verdünnten Stroms 36 und der Strömungsrate des kombinierten (verdünnten und extrahierten) Stroms rasch eingestellt werden.
  • Die Druckluftquelle 38 kann beispielsweise einen Luftkompressor oder eine andere Vorrichtung enthalten, die dazu in der Lage ist, ein Gas zu komprimieren und das komprimierte Gas durch die Strömungsleitungen 26 zu fördern. Beispielsweise kann bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Druckluftquelle 38 ein bekannter Luftverdichter sein und Druckluft mit ungefähr 70 bis 110 psi zuführen. Dieser Bereich kann abhängig von der Größe der verwendeten Druckluftquelle 38 und dem Druck oder dem Volumen, die das Abgasprobenentnahmesystem 20 benötigt, vergrößert oder verkleinert werden. Die Druckluftquelle 38 kann zum Fördern eines im Wesentlichen konstanten und im Wesentlichen gleichmäßigen Stroms von komprimierter Luft zu den Komponenten des Abgasprobenentnahmesystems 20 ausgebildet sein. Wie in 2 dargestellt, kann ein verdünnter Strom 36 in einen Einlass der Druckluftquelle 38 eintreten und darin komprimiert werden.
  • Die Druckluftquelle 38 kann über eine Strömungsleitung 26 mit einer Strömungsbehandlungsanordnung 40 fluidverbunden sein. Die Strömungsleitungen 26 der vorliegenden Offenbarung können irgendwelche bekannten Rohre, Leitungen oder Schläuche sein. Die Strömungsleitungen 26 können beispielsweise aus Kunststoff, Gummi, Aluminium, Kupfer, Stahl oder irgendeinem anderen Material bestehen, das in der Lage ist, auf kontrollierte Weise ein komprimiertes Gas zu fördern, und können biegsam oder starr sein. Die Länge der Strömungsleitungen 26 kann zum Erleichtern eines Betriebs des Abgasprobenentnahmesystems 22 minimiert sein, so dass der Druckabfall zwischen den Komponenten desselben verringert wird. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Komponente 26 aus einem Edelstahlrohr oder einem PTFE-Leitungsschlauch hergestellt sein.
  • Die Strömungsbehandlungsanordnung 40 kann eine beliebige Anordnung und/oder Ansammlung von Komponenten sein, die zum Filtern, Behandeln und/oder anderweitigen Reinigen des verdünnten Stroms 36 ausgebildet sind. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Strömungsbehandlungsanordnung 40 einen Kohle-Scrubber, einen Exsikkator und/oder ein Partikelfilter (nicht gezeigt) enthalten. Es versteht sich, dass die Komponenten der Strömungsbehandlungsvorrichtung 40 separate Vorrichtungen sein können, die in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind. Alternativ dazu können die Komponenten der Strömungsbehandlungsanordnung 40 in separaten Gehäusen angeordnet sein. Der Kohle-Scrubber der Abgasbehandlungsanordnung 40 kann zum Entfernen von beispielsweise Kohlenwasserstoffen aus dem verdünnten Strom 36 ausgebildet sein. Der Exsikkator der Strömungsbehandlungsanordnung 40 kann zum Entfernen von beispielsweise Wasser aus dem verdünnten Strom 36 ausgebildet sein, und das Partikelfilter kann ein hochfeines Partikelfilter eines bekannten Typs sein. Solche Partikelfilter können zum Auffangen und/oder Entfernen von Verunreinigungen ausgebildet sein, die in dem verdünnten Strom 36 enthalten sind, beispielsweise Rückstände von dem Exsikkator, Kohle von dem Kohlewäscher und/oder andere in der Luft enthaltene Verunreinigungen. Die Strömungsbehandlungsanordnung 40 kann über eine Strömungsleitung 26 mit einem Kühler 42 verbunden sein.
  • Der Kühler 42 kann eine beliebige Vorrichtung oder Kombination von Vorrichtungen sein, die zum Verringern der Temperatur eines durch denselben gehenden Fluidstroms ausgebildet sind. Der Kühler 42 kann beispielsweise mit einer Kühlmittelquelle zum Verringern der Temperatur des durch denselben strömenden Fluids verbunden sein. Der Kühler 42 kann beispielsweise einen Wärmetauscher wie beispielsweise einen Kühlkörper und/oder eine andere bekannte Wärmetauschvorrichtung enthalten. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Kühler 42 zum Verringern der Temperatur des verdünnten Stroms 36 auf etwa 20°C ausgebildet sein. Der Kühler 42 kann über eine Strömungsleitung 26 mit einem Strömungssensor 46 verbunden sein, und ein Sperrventil 44 kann in der Strömungsleitung 26 zwischen dem Kühler 42 und dem Strömungssensor 46 angeordnet sein. Es versteht sich, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform die Druckluftquelle 38, die Abgasbehandlungsanordnung 40 und/oder der Kühler 42 unabhängig steuerbar sein können und daher möglicherweise nicht elektrisch mit der Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 verbunden sind.
  • Das Sperrventil 44 kann ein beliebiger Typ eines bekannten steuerbaren Fluidventils sein, beispielsweise ein Tellerventil, ein Schmetterlingsventil oder ein Kugelventil. Das Sperrventil 44 kann zum vollständigen Begrenzen eines durch dasselbe gehenden Luftstroms gesteuert werden oder ermöglichen, dass der Strom ohne Begrenzung durchgeht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann das Sperrventil 44 ein zum im Wesentlichen vollständigen Öffnen und/oder im Wesentlichen vollständigen Schließen einer Fluidverbindung zwischen beispielsweise dem Kühler 42 und dem Strömungssensor 46 ausgebildetes Kugelventil sein. Das Sperrventil 44 kann durch einen herkömmlichen pneumatischen und/oder elektrischen Aktor wie beispielsweise ein Solenoid gesteuert werden.
  • Der Strömungssensor 46 kann eine beliebige Vorrichtung und/oder Ansammlung von Vorrichtungen sein, die zum Erfassen der Volumenströmungsrate und/oder anderer Charakteristiken eines durch dieselben gehenden Stroms ausgebildet sind. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der Strömungssensor 46 ein Laminarströmungselement enthalten, das zum Messen der Volumenströmungsrate des verdünnten Stroms 36 ausgebildet ist. Das Laminarströmungselement kann beispielsweise eine Matrix aus kleinen Röhren mit beispielsweise einer Wabenanordnung enthalten, und das Laminarströmungselement kann ein herkömmlicher Typ eines bekannten Laminarströmungselements sein.
  • Zusätzlich zu dem vorher erörterten Laminarströmungselement kann der Strömungssensor 46 ferner eine oder mehrere Komponenten enthalten, die zum Erfassen beispielsweise des Drucks und/oder der Temperatur des verdünnten Stroms 36 ausgebildet sind, der durch den Strömungssensor 46 geht. Solche Druck- und/oder Temperaturmessungen können zum Ableiten der Dichte des verdünnten Stroms 36 verwendet werden. Somit kann die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 die Volumenausgabe des Laminarströmungselements in Verbindung mit der Dichteausgabe dieser zusätzlichen Komponenten zum Ermitteln von beispielsweise der Massenströmungsrate des verdünnten Stroms 36 verwenden.
  • Die zusätzlichen Komponenten des Strömungssensors 46 können beispielsweise einen Differenzdruckmesser, einen Absolutdruckmesser und einen Platinwiderstandsthermistor enthalten. Wenngleich diese zusätzlichen Elemente in 2 nicht gezeigt sind, versteht sich, dass der Differenzdruckmesser einen oder mehrere Drucksensoren enthalten kann, die stromaufwärts und/oder stromabwärts des Laminarströmungselements angeordnet und zum Messen eines Druckabfalls über dem Laminarströmungselement ausgebildet sind. Der Absolutdruckmesser kann stromaufwärts des Laminarströmungselements angeordnet und zum Messen des Absolutdrucks beispielsweise des verdünnten Stroms 36 ausgebildet sein. Zusätzlich dazu kann der Platinwiderstandsthermistor unmittelbar stromaufwärts eines Einlasses des Laminarströmungselements angeordnet und zum Erfassen der Temperatur des in das Laminarströmungselements eintretenden verdünnten Stroms 36 ausgebildet sein.
  • Der Platinwiderstandsthermistor kann aufgrund des Platins und/oder anderer Metalle, die in dem Thermistor verwendet werden, inhärent stabil sein und zum Vornehmen relativ feiner und/oder genauer Temperaturmessungen ausgebildet sein.
  • Der Strömungssensor 46 kann über eine Strömungsleitung 26 mit der Verdünnungsvorrichtung fluidverbunden sein, und ein Strömungssteuerungsventil 50 kann in der Strömungsleitung 26 angeordnet sein. Das Strömungssteuerungsventil 50 kann ein beliebiger Typ eines bekannten steuerbaren Fluidventils sein, das zum Regulieren eines mit Druck beaufschlagten Fluidstroms ausgebildet ist. Das Strömungssteuerungsventil 50 kann zum raschen Ansprechen auf Steuerungssignale ausgebildet sein, die beispielsweise von der Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 gesendet werden.
  • Das Strömungssteuerungsventil 50 kann beispielsweise ein elektromagnetisches Ventil mit einem in einem Magnetfeld gehaltenen Kolben sein, derart, dass der an dem Kolben anliegende mechanische Widerstand im Wesentlichen Null ist, während das Strömungssteuerungsventil 50 verwendet wird. Das Strömungssteuerungsventil 50 kann daher im Wesentlichen instantan variabel sein. Das Strömungssteuerungsventil 50 kann eine Ansprechzeit kleiner oder gleich 75 Millisekunden haben und zum Empfangen von und Reagieren auf im Wesentlichen kontinuierliche Strömungsanweisungen ausgebildet sein, die von der Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 gesendet werden. Das Strömungssteuerungsventil 50 kann zum Einstellen der Strömungsrate des verdünnten Stroms 36 und/oder des extrahierten Stroms gemäß den Strömungsanweisungen ausgebildet sein. Die Strömungsanweisungen können ansprechend auf beispielsweise den Volumen- und/oder den Massenunterschied zwischen einem kombinierten Strom 37 und dem verdünnten Strom 36 erfolgen.
  • Das Strömungssteuerungsventil 50 kann ferner zum Steuern der Proportionalität der Abgasstromprobe, die aus dem Abgasstrom der Leistungsquelle 10 (1) extrahiert wird, ausgebildet sein. Wie hierin verwendet, ist der Ausdruck „Proportionalität” als die Menge an Abgasstrom definiert, die bei der Extraktion relativ zu dem gesamten von der Leistungsquelle 10 erzeugten Abgasstrom 34 extrahiert wird.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Abgasprobenentnahmesystem 20 ferner ein Venturi 48 enthalten. Das Venturi 48 kann beispielsweise ein Venturi mit kritischer Strömung und/oder irgendein anderer Typ eines bekannten Venturis sein. Wie in 2 dargestellt, kann ein Einlass des Venturis 48 stromabwärts eines Auslasses des Strömungssensors 46 und stromaufwärts eines Einlasses des Strömungssteuerungsventils 50 fluidverbunden sein. Ein Auslass des Venturis 48 kann ebenfalls stromabwärts eines Auslasses des Strömungssteuerungsventils 50 und stromaufwärts des Ventils 52 mit der Strömungsleitung 26 verbunden sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann das Venturi 48 so dimensioniert und/oder anderweitig konfiguriert sein, dass es etwa 80% des maximalen Stroms aufnehmen kann, der durch eine Verdünnungsseite 106 des Abgasprobenentnahmesystems 20 geht. Bei solch einer Ausführungsform können die verbleibenden 20% des maximalen Stroms, der durch die Verdünnungsseite 106 geht, durch das Strömungssteuerungsventil 50 gesteuert werden. Das Venturi 48 kann zum Erfassen beispielsweise der Strömungsrate und/oder anderer Charakteristiken des verdünnten Stroms 36 ausgebildet sein, der durch die Verdünnungsseite 106 des Abgasprobenentnahmesystems 20 geht. Das Venturi 48 kann elektrisch mit beispielsweise der Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 verbunden und zum Übertragen von beispielsweise erfassten Strömungsinformationen zu derselben ausgebildet sein. Es versteht sich, dass bei anderen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung das Venturi 48 weggelassen sein kann. Bei solchen Ausführungsformen kann das Strömungssteuerungsventil 50 eine einzige Strömungssteuerung sein.
  • Ein Auslass des Strömungssteuerungsventils 50 kann über eine Strömungsleitung 26 mit einem Einlass des Ventils 52 fluidverbunden sein. Das Ventil 52 kann ein herkömmliches Zweiwegeventil, Dreiwegeventil oder ein anderer Typ eines bekannten steuerbaren Strömungsventils sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann das Ventil 52 zum Leiten des verdünnten Stroms 36 von der Verdünnungsseite 106 zu einer Gesamtseite 108 des Abgasprobenentnahmesystems 20 über eine Bypassleitung 66 ausgebildet sein. Zusätzlich dazu kann das Ventil 52 zum Senden des verdünnten Stroms 36 zu einem Einlass einer Verdünnungsvorrichtung 54 ausgebildet sein, während ein Strom von der Verdünnungsseite 106 durch die Bypassleitung 66 im Wesentlichen vollständig verhindert wird. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Strömungsleitung 26 einen (nicht gezeigten) Wärmetauscher stromabwärts des Ventils 52 und stromaufwärts der Verdünnungsvorrichtung 54 enthalten, zum weiteren Steuern der Temperatur der in die Verdünnungsvorrichtung 54 eintretenden Verdünnungsluft.
  • Wie vorher erörtert, kann eine Extraktionskomponente oder Prüfsonde 56 der Verdünnungsvorrichtung 54 in der Abgasleitung 58 angeordnet und/oder damit fluidverbunden sein. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Prüfsonde 56 zum Untersuchen einer Partikelerzeugung des Motors in der Abgasleitung 58 stromaufwärts eines Partikelfilters 19 positioniert, während das Vorhandensein der Partikelfalle 19 in der Abgasleitung 58 akkurate Gegendruckbedingungen erzeugt, die denen entsprechen, die beim praktischen Einsatz angetroffen werden. Alternativ dazu könnte die Partikelfalle 19 durch ein Ventil wie ein Ventil des Schmetterlingstyps ersetzt sein, das das Gegendruckverhalten einer Partikelfalle in der Abgasleitung 58 simulieren könnte, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die Extraktionskomponente 56 kann zum Extrahieren mindestens eines Teils des Abgasstroms 34 der Leistungsquelle 10 während eines Betriebs ausgebildet sein. Die Extraktionskomponente 56 kann derart mit der Verdünnungsvorrichtung 54 fluidverbunden sein, dass der extrahierte Teil des Abgasstroms 34 durch die Extraktionskomponente 56 zu der Verdünnungsvorrichtung 54 gefördert werden kann. Im Falle des in 2 dargestellten Abgasprobenentnahmesystems 20 kann die Prüfsonde ein Kniestück 120 enthalten, das in einer Spitze 122 endet, die eine Strömungsöffnung zum Auffangen eines Teils des Abgasstroms 34 enthält.
  • Das Filter 19 kann beispielsweise ein Partikelfilter und/oder irgendein anderer Typ eines bekannten Abgasstromfilters sein. Solche Filtertypen können beispielsweise ein Filter mit geschäumten Cordierit, Sintermetall oder Siliziumcarbid enthalten. Das Filter 19 kann beispielsweise Filtermedien enthalten und die Filtermedien können aus einem beliebigen Material hergestellt sein, das zum Entfernen von Verunreinigungen aus einem durch dasselbe gehenden Gasstrom verwendet werden kann. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können die Filtermedien Katalysatormaterialien enthalten, die dazu in der Lage sind, beispielsweise Ruß, NOx, Schwefelverbindungen, Partikel und/oder andere bekannte Verunreinigungen aufzufangen. Solche Katalysatormaterialien können beispielsweise Aluminium, Platin, Rhodium, Barium, Cer und/oder Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Seltenerdmetalle oder Kombinationen derselben enthalten. Die Filtermedien können horizontal, vertikal, radial oder schraubenförmig angeordnet sein. Die Filtermedien können ebenfalls in einer Waben-, Geflecht- oder einer anderen Konfiguration angeordnet sein, so dass sie die zum Einfangen, Auffangen, Filtern und/oder Entfernen von Verunreinigungen zur Verfügung stehende Oberfläche maximieren.
  • Die Verdünnungsvorrichtung 54 kann ein Stromtrichter und/oder ein anderer Typ einer bekannten Verdünnungsvorrichtung sein. Beispielsweise kann die Verdünnungsvorrichtung 54 ein Luftverteilungsrohr und eine Mittelachse (nicht gezeigt) enthalten. Das Luftverteilungsrohr kann ein längliches zylindrisches Rohr aus beispielsweise Edelstahl oder anderen ähnlichen Materialien sein. Das zylindrische Rohr kann mehrere Verteilungslöcher enthalten, die in einem zentralen Bereich des zylindrischen Rohrs ausgebildet sind. Die Verdünnungsvorrichtung 54 kann ferner ein Gehäuse enthalten, das in Umfangsrichtung eine ringförmige Kammer um den zentralen Bereich des zylindrischen Rohrs ausbildet. Die Verdünnungsvorrichtung 54 kann ferner ein Mittelrohr zum Festlegen einer zweiten ringförmigen Kammer in dem zylindrischen Rohr entlang der Mittelachse enthalten. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann das Mittelrohr aus zentriertem Edelstahl oder anderen ähnlichen Materialien ausgebildet sein, und das poröse Mittelrohr kann mehrere relativ kleine Poren enthalten, die nach innen zu einem Innenkanal führen.
  • Die Verdünnungsvorrichtung 54 kann zum Empfangen des verdünnten Strom 36 ausgebildet sein und den verdünnten Strom 36 mit dem extrahierten Teil des Abgasstroms 34 kombinieren, wie vorher beschrieben, wodurch der extrahierte Teil verdünnt wird. Ein Auslass der Verdünnungsvorrichtung kann über eine Strömungsleitung 26 mit einem Einlass des Filterhalters 62 fluidverbunden sein, und ein Ventil 60 kann in der Strömungsleitung 26 zwischen der Verdünnungsvorrichtung 54 und dem Filter 61 angeordnet sein. Das Ventil 60 kann beispielsweise ein Ein/Aus-Ventil sein, und das Ventil 60 kann mechanisch ähnlich wie beispielsweise das vorher erörterte Sperrventil 44 aufgebaut sein. Das Ventil 60 kann zum im Wesentlichen vollständigen Öffnen oder im Wesentlichen vollständigen Schließen der Fluidverbindung zwischen der Verdünnungsvorrichtung 54 und dem Filterhalter 62 ausgebildet sein.
  • Die Filterhalteranordnung 62 kann beispielsweise eine bekannte druck- und/oder vakuumwiderstandsdichte Vorrichtung zum Aufnehmen der Filtermedien 61 zum gravimetrischen Probenentnehmen von Aerosolproben aus gasförmigen Strömen sein. Eine beispielhafte Version dieser Vorrichtung ist eine Variante aus Edelstahl, wie sie in 40 CFR Teil 86.1310-2007, ISO 8178-1 und anderswo beschrieben ist. Die Filtermedien 61, die in dem Filterhalter 62 aufgenommen sind, können beispielsweise Probenentnahmemedien einer spezifischen Retentionsqualität sein, die in Vorschriften für eine gravimetrische Charakterisierung einer emittierten Partikelmasse definiert ist. Die Größe, die Medien und die Verwendung dieses Filtertyps können in Vorschriften genau festgelegt sein, im Allgemeinen werden sie jedoch speziell für eine Aerosolprobenentnahme aus gasförmigen Strömen entwickelt. Solche Filtermedien 61 können Membranfilter, Faserfilter mit PTFE-Beschichtung für einen Widerstand gegenüber einer Wasseraufnahme, Quarzfasermedien und andere enthalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können eine oder mehrere Diagnose- oder Messvorrichtungen 70 in der Nähe eines Einlasses und/oder eines Auslasses beispielsweise der Verdünnungsvorrichtung 54, des Filters 61 und/oder anderer Komponenten des Abgasprobenentnahmesystems 20 angeordnet sein. Die Diagnosevorrichtungen 20 können beispielsweise innerhalb oder außerhalb der Komponenten des Abgasprobenentnahmesystems 20 vorgesehen sein und beispielsweise mit einer oder mehreren der Strömungsleitungen 26 des Abgasprobenentnahmesystems 20 fluidverbunden sein. Die Diagnosevorrichtungen 70 können irgendwelche bekannten Messvorrichtungen sein, beispielsweise Strömungsmesser, Emissionsmesser, Partikelgrößensensoren, Druckmesser, Funkvorrichtungen oder andere Mess- und/oder Probenentnahmevorrichtungen, die zum Erfassen von Motoremissionen ausgebildet sind. Solche Diagnosevorrichtungen 70 können beispielsweise Ruß und/oder NOx-Pegel, eine Temperatur, einen Druck und/oder andere Strömungscharakteristiken erfassen. Jede der Diagnosevorrichtungen 70 kann elektrisch mit der Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 verbunden und zum Senden von erfassten Informationen zu der Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 über Steuerungsleitungen 32 ausgebildet sein. Wie in 2 gezeigt, kann bei einer beispielhaften Ausführungsform die dem Filter 61 zugeordnete Diagnosevorrichtung 70 beispielsweise ein Differenzdruckmesser sein, der zum Erfassen des Druckabfalls über dem Filter 61 ausgebildet ist. Solch eine beispielhafte Diagnosevorrichtung kann in der Nähe eines Einlasses des Filters 61 und in der Nähe eines Auslasses des Filters 61 fluidverbunden sein.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Abgasprobenentnahmesystem 20 ferner einen Thermistor 59 enthalten. Der Thermistor 59 kann beispielsweise ein Widerstand, ein temperaturempfindlicher Halbleiter und/oder irgendein anderer bekannter Temperatursensor sein. Der Thermistor 59 kann beispielsweise ein schnell ansprechender Thermistor sein und Materialien oder Komponenten enthalten, deren Widerstand sich rasch ändert, wenn sie einer Temperaturänderung ausgesetzt sind. Wie in 2 dargestellt, kann eine Komponente des Thermistors 59 mit der Abgasleitung 58 fluidverbunden sein, und der Thermistor 59 kann zum Erfassen von Temperaturänderungen des Abgasstroms 34 ausgebildet sein, der durch dieselbe geht. Der Thermistor 59 kann elektrisch beispielsweise mit der Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 verbunden und zum Senden von beispielsweise einer erfassten Temperatur, eines erfassten Stroms und/oder anderen Informationen zu derselben ausgebildet sein. Es versteht sich, dass bei anderen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung der Thermistor 59 weggelassen sein kann. Zusätzlich zu dem Thermistor 59 kann das Probenentnahmesystem 20 einen Drucksensor 124 zum Ermitteln des Absolutdrucks in dem Abgasstrom 34 an der Position der Prüfsonde 56 enthalten. Der Drucksensor 124 kann zum Verfolgen einer Druckerhöhung und eines Betrags eines maximalen Drucks verwendet werden, der während eines Übergangs an der Position der Prüfsonde auftritt, beispielsweise wenn die Leistungsquelle (der Motor) beschleunigt wird. Für Fachleute ist offensichtlich, dass das Vorhandensein des Partikelfilters 19 an der Leistungsquelle 10 einen Gegendruck erzeugt, und dass der Gegendruck während einer Übergangsbetriebsbedingung zunehmen und einen Spitzenwert erreichen kann.
  • Die Verdünnungsseite 106 des Abgasprobenentnahmesystems 20 kann über eine Bypassleitung 66, die das Ventil 52 fluidmäßig mit einem Ventil 64 verbindet, mit der Gesamtseite 108 verbunden sein. Ein Auslass des Filterhalters 62 kann ebenfalls über eine Steuerungsleitung 26 mit dem Ventil 64 verbunden sein. Demzufolge kann während einer Verwendung ein verdünnter Strom 36 über die Bypassleitung 66 durch das Ventil 52 zu dem Ventil 64 geleitet werden und dadurch beispielsweise die Verdünnungsvorrichtung 54 und das Filter 61 umgehen. Alternativ dazu kann der verdünnte Strom 36 vor einem Durchgang durch das Ventil 64 durch das Ventil 52 zu der Verdünnungsvorrichtung 54 und dem Filterhalter 62 geleitet werden, und das Ventil 52 kann verhindern, dass ein Strom von der Verdünnungsseite durch die Bypassleitung 66 geht. Wie vorher in Bezug auf das Ventil 52 erörtert, kann das Ventil 64 beispielsweise ein Zweiwegeventil, ein Dreiwegeventil oder ein anderer Typ eines bekannten steuerbaren Strömungsventils sein. Das Ventil 64 kann so dimensioniert und/oder anderweitig konfiguriert sein, dass es einem beliebigen Strom ermöglicht, von dem Filter 61 zu stromabwärtigen Komponenten auf der Gesamtseite 108 des Abgasprobenentnahmesystems 20 zu gelangen. Demzufolge kann das Ventil 64 so dimensioniert sein, dass es größere Volumenströme (d. h. kombinierte Ströme) als das Ventil 52 handhaben kann. Ein Auslassventil 64 kann über eine Strömungsleitung 26 mit einem Einlass eines Strömungssteuerungsventils 74 fluidverbunden sein.
  • Das Strömungssteuerungsventil 74 kann ähnlich zu dem Strömungssteuerungsventil 50 aufgebaut sein, das vorher in Bezug auf die Verdünnungsseite 106 des Abgasprobenentnahmesystems 20 erörtert wurde. Wie in 2 dargestellt, kann eine Strömungsleitung 27 zwischen dem Ventil 64 und dem Strömungssteuerungsventil 74 fluidverbunden sein. Ein Ventil 68 kann mit der Strömungsleitung 27 fluidverbunden und zum Aufnehmen mindestens eines Teils des aus einem Auslass des Ventils 64 austretenden Stroms ausgebildet sein. Das Ventil 68 kann irgendein bekanntes Zweiwege- oder Dreiwegeventil sein. Das Ventil 68 kann zum Ermöglichen eines Durchgangs eines Umgebungsluftstroms 72 durch die Strömungsleitung 27 zu dem Strömungssteuerungsventil 74 ausgebildet sein. Alternativ dazu kann das Ventil 68 zum Empfangen eines Teils des aus dem Ventil 64 austretenden Stroms für eine Erfassung ausgebildet sein. Eine Diagnosevorrichtung 70 kann zur Unterstützung einer Erfassung des von dem Ventil 64 empfangenen Stroms mit einem Auslass des Ventils 68 fluidverbunden sein.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die mit dem Auslass des Ventils 68 verbundene Diagnosevorrichtung 70 beispielsweise ein Strömungsmesser sein, der zum Messen eines Stroms durch das Ventil 68 angepasst ist. Der Strom durch das Ventil 68 kann beispielsweise volumetrisch sein, analog zu dem Strom durch die Extraktionskomponente 56. Bei solch einer beispielhaften Ausführungsform können das Ventil 52 und das Ventil 64 zum Leiten eines verdünnten Stroms 36 zu dem Ventil 68 gesteuert werden, wodurch die Verdünnungsvorrichtung 54 und das Filter 62 umgangen werden. Beispielsweise können während einer Qualitätssteuerungsprüfung der Strömungssensor 76, das Strömungssteuerungsventil 74, der Strömungssensor 46, das Venturi 48 und das Strömungssteuerungsventil 50 in Reihe angeordnet werden, und durch das Vakuum 80 und die Druckluftquelle 38 kann ein Strömungspotential erzeugt werden. Zusätzlich dazu kann während der beispielhaften Qualitätsteuerungsprüfung der Strom durch den Strömungssensor 46 auf beispielsweise 85 Liter pro Minute eingestellt werden, und der Strom durch einen Strömungssensor 76 kann beispielsweise auf 100 Liter pro Minute eingestellt werden. Der Unterschied zwischen diesen beiden Strömungsmengen kann ein durch das Ventil 68 angesaugter Umgebungsluftstrom sein (durch einen Strömungspfeil 72 dargestellt). Das Volumen des Umgebungsluftstroms kann im Wesentlichen dasselbe wie der Abgasstrom sein, der durch die Extraktionskomponente 56 extrahiert würde, wenn das Abgasprobenentnahmesystem 20 Abgasproben entnehmen würde. Es versteht sich jedoch, dass zu jeder beliebigen Zeit während eines Betriebs der Strom durch die Extraktionskomponente 56 nicht gleichzeitig identisch mit dem Strom durch die Diagnosevorrichtung 70 in der Nähe des Ventils 68 sein kann.
  • Es versteht sich, dass es schwierig sein kann, das Volumen und/oder andere Charakteristiken des Stroms, der durch die Extraktionskomponente 56 aus dem Leistungsquellenabgasstrom extrahiert wird, direkt zu messen. Beispielsweise kann das direkte Messen der aus dem Abgasstrom entnommenen Strommenge einen Strömungsmesser oder eine andere zum direkten Messen des Stroms verwendete Vorrichtung rasch mit Partikeln verunreinigen. Zusätzlich dazu kann der extrahierte Strom eine Temperatur von mehr als 600°C aufweisen, und daher sind herkömmliche Strömungsmesser möglicherweise nicht dazu geeignet, solche Hochtemperaturströme zu messen. Demzufolge kann aufgrund der Schwierigkeiten in Verbindung mit dem Messen des extrahierten Stroms mit einem Inline-Strömungsmesser eine Abschätzung der Qualität des geschätzten extrahierten Strömungswerts vor oder nach einer Prüfung mit einer Diagnosevorrichtung 70 wie oben beschrieben hilfreich sein.
  • Ein Auslass des Strömungssteuerungsventils 74 kann über eine Strömungsleitung 26 mit einem Strömungssensor 76 fluidverbunden sein. Der Strömungssensor 76 kann zum Messen beispielsweise des Drucks, des Volumens, der Masse und/oder anderer Charakteristiken des durch die Gesamtseite 108 des Abgasprobenentnahmesystems 20 gehenden Stroms ausgebildet sein. Der Strömungssensor 76 kann ein beliebiger Typ eines bekannten Strömungssensors sein. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der Strömungssensor 76 eine volumetrische Vorrichtung sein, ähnlich zu dem vorher in Bezug auf die Verdünnungsseite 106 beschriebenen Strömungssensor 46. Somit kann der Strömungssensor 76 ein Laminarströmungselement und eine Anzahl zusätzlicher Komponenten enthalten, die zum Unterstützen einer Berechnung des Massenstroms, der durch den Strömungssensor 76 geht, ausgebildet sind. Solche Komponenten können beispielsweise einen Platinwiderstandsthermistor und einen Absolutdruckmesser enthalten. Es versteht sich, dass, während ein zum Messen eines Druckabfalls ausgebildeter Druckmesser dem Laminarströmungselement des Strömungssensors 46 zugeordnet sein kann, bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein entsprechender Druckmesser möglicherweise nicht zum Erfassen und/oder Messen des Druckabfalls über beispielsweise dem Strömungssensor 76 erforderlich ist. Zusätzlich dazu können, wie vorher in Bezug auf den Strömungssensor 46 erörtert, die Komponenten des Strömungssensors 76 zum Unterstützen einer Festlegung der Dichte des durch den Strömungssensor 76 gehenden Stroms ausgebildet sein. Demzufolge kann der Strömungssensor 76 zum Messen des durch denselben gehenden Massenstroms ausgebildet sein.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der Strömungssensor 76 ein Strömungsmesser eines Typs mit einer positiven Verdrängung sein. Solch ein Strömungsmesser kann beispielsweise ein oder mehrere Gruppen von Nocken enthalten, die an Zahnrädern (nicht gezeigt) vorgesehen sind. Solche Zahnräder können beispielsweise aus Aluminium, Edelstahl, Platin und/oder anderen ähnlichen Metallen aufgebaut sein und sehr genau maschinell bearbeitet sein, so dass eine Reibung und/oder ein Widerstand zwischen denselben verringert wird, wenn sie ineinandergreifen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform können, wenn ein Strom durch den Strömungssensor 76 geleitet wird, die inneren Nocken und/oder Zahnräder durch den Strom direkt proportional zu der durch den Strömungssensor 76 geleiteten Strommenge bewegt und/oder gedreht werden.
  • Ein Auslass des Strömungssensors 76 kann über eine Strömungsleitung 26 mit einem Ventil 78 fluidverbunden sein. Das Ventil 78 kann ähnlich zu dem vorher in Bezug auf die Verdünnungsseite 106 erörterten Sperrventil 44 aufgebaut sein. Demzufolge kann das Ventil 78 zum im Wesentlichen Öffnen und/oder im Wesentlichen Schließen einer Fluidverbindung zwischen dem Strömungssensor 76 und dem Vakuum 80 des Abgasprobenentnahmesystems 20 ausgebildet sein. Das Vakuum 80 kann eine beliebige bekannte Unterdruckquelle sein. Das Vakuum 80 kann beispielsweise ein herkömmliches Vakuum, eine Vakuumpumpe und/oder eine andere Vorrichtung sein, die dazu in der Lage ist, einen Unterdruck zu erzeugen. Die Vakuumvorrichtung 80 kann eine beliebige Leistung oder Größe aufweisen, die dazu verwendet werden kann, einen Strom durch ein Abgasprobenentnahmesystem wie das in 2 dargestellte Abgasprobenentnahmesystem 20 zu saugen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann das Vakuum 80 so ausgebildet sein, dass es eine Niederdruckspitzensignatur aufweist. Solch ein Vakuum 80 kann zum Leiten eines im Wesentlichen konstanten Unterdrucks zu Komponenten des Abgasprobenentnahmesystems 20 ausgebildet sein.
  • Im Allgemeinen wird bei bekannten Prüfverfahren unter Verwendung eines Probenentnahmesystems 20 und einer bekannten Prüfsonde 56 die Strömungsöffnung in der Prüfsonde während eines Prüfens wie in einem stationären Zustand erwartet nicht begrenzt. Die Abgasleitung 58 und das Probenentnahmesystem 20 werden während einer Prüfung in einem stationären Zustand oder bei einem Übergang vorzugsweise bei Atmosphärendruck (100 kPa) betrieben, da sich die Probenentnahmestelle stromabwärts der einen beträchtlichen Gegendruck hervorrufenden Vorrichtungen, wie Filter, Ventile, Schalldämpfer oder Katalysatoren, befindet. In jüngster Zeit wird bei der Entwicklung von Motoren, die dazu vorgesehen sind, Vorschriften zu erfüllen, die eine Prüfung während Übergangsmotorbetriebszuständen wie einer Beschleunigung und einer Verzögerung erfordern, der Abgasstutzendruck in der Nähe der Prüfsonde 56 aufgrund von einen Gegendruck hervorrufenden Effekten, die durch das Partikelfilter 19 erzeugt werden, erheblich variieren, was zu einer Überentnahme und ungenauen Resultaten führen kann, wenn eine Partikelmengenerzeugung des Motors für das Übergangsereignis ermittelt wird. Die Überentnahme kann verschiedene beitragende Faktoren aufweisen, die alle auf die Druckzunahme zurückgeführt werden können, die Prüfprozedur jedoch auf unterschiedliche Weise stören können. Beispielsweise kann der Druckanstieg an der Position der Prüfsonde selbst zu einem erhöhten Massenstrom durch eine nicht begrenzte Öffnung in einer Prüfsonde 56 führen. Zusätzlich dazu können sich Partikelkonzentrationen während eines Übergangsereignisses erheblich erhöhen, was das mit einem erhöhten Massenstrom in das Probenentnahmesystem 20 verbundene Überentnahmeproblem verschärfen kann. Zu guter Letzt kann der erhöhte Druck ebenfalls zu einer Verringerung der mittleren freien Weglänge zwischen Molekülen führen, was zu der Bildung von zusätzlichen Partikeln in der Abgasleitung und vielleicht sogar in dem Probenentnahmesystem 20 aufgrund der Druckerhöhung führen kann, was eine genaue Bestimmung der Partikelerzeugung durch die Leistungsquelle 10 während eines Übergangs weiter verfälschen kann.
  • Zum Erhalten genauerer Prüfresultate während eines Übergangs sieht die vorliegende Offenbarung das Vorsehen einer geeignet dimensionierten Strömungsöffnung in das Probenentnahmesystem 20 vor, die sich während einer Proportionalentnahme, wenn ein Motorbetrieb in einem stationären Zustand vorliegt, im Wesentlichen auf eine nicht begrenzte Weise verhält, sich jedoch bei einer Druckzunahme während des Übergangs wie eine Drosselblende oder eine begrenzte Strömungsöffnung verhält. Das Ergebnis dieser Strategie bewirkt eine Strömungsbegrenzung bei einer Druckerhöhung, was zu einem verringerten Volumenstrom in das Probenentnahmesystem 20 genau dann, wenn Drücke ansonsten einen erhöhten Massenstrom bewirken würden, und genau dann, wenn Partikelkonzentrationen höher sind, führt. Demzufolge wird eine Entnahmeproportionalität mit ordnungsgemäßen Raten aufrecht erhalten und nicht von Abgasdruckstörungen beeinflusst, die von einem erhöhten Volumenstrom durch das Abgassystem verursacht werden. Zusätzlich dazu kann diese Strategie ebenfalls dem Problem einer Partikelbildung aufgrund von Änderungen der mittleren freien Weglänge von Molekülen in dem Probenentnahmesystem 20 dadurch begegnen, dass die Strömungsbegrenzung in niedrigeren Drücken in dem Probenentnahmesystem 20 resultiert, die kleiner sind als Abgassstutzendrücke in der Nähe der Prüfsondenposition. Dies wird zu einer kleineren Verringerung der mittleren freien Weglänge zwischen Molekülen in dem Probenentnahmesystem 20 und somit zu einer verringerten spontanen Bildung von Keimbildungspartikeln durch heterogene oder homogene Keimbildung während Entnahme- und Verdünnungsbedingungen führen, die im Wesentlichen nicht in Übereinstimmung mit Atmosphärenbedingungen sind, aufgrund dieser durch einen Druck hervorgerufenen Verringerung der mittleren freien Weglänge in dem Probenentnahmesystem 20 selbst während Übergangsuntersuchungen. Ferner sind die Koagulation- und Agglomerationsraten vergleichsweise entwickelt, die spontane Bildung und/oder das Wachstum kleinerer Partikel wird jedoch durch die mittlere freie Weglänge beeinflusst. Somit kann die Herabsetzung der künstlich hohen Druckbedingung in dem Probenentnahmesystem 20 während einer Übergangsuntersuchung zu einer verbesserten Analyse einer Partikelgrößenverteilung unter Verwendung separater Vorrichtungen führen, die vor dem Filterhalter 60 einen Strom aus dem System 20 extrahieren.
  • Um diese Strategie effektiv auszuführen und eine Überentnahme während Übergängen zu verringern, enthält die vorliegende Offenbarung ebenfalls eine Strategie zum Erhalten einer Größe einer Strömungsöffnung der Prüfsonde 56, die während einer spezifischen Übergangsuntersuchung einer spezifischen Leistungsquelle 10 zu genaueren Resultaten führen kann. Insbesondere enthält die vorliegende Offenbarung eine Strategie zum Abstimmen der Strömungsöffnungsgröße der Prüfsonde 56 zur Anpassung an die spezifische Druckerhöhungssignatur, die einem spezifischen Übergang zugeordnet ist, während sie ebenfalls der gewünschten Volumenströmungsrate von Abgas in das Probenentnahmesystem 20 während stationärer Zustände Rechnung trägt.
  • Bezug nehmend auf 3 ist der Endabschnitt einer Prüfsonde 56 gemäß der vorliegenden Offenbarung als ein Kniestück 120 und eine befestigte Spitze 122 enthaltend gezeigt, die eine Strömungsöffnung 125 festlegt, die eine Länge L und einen Durchmesser D aufweist. Wenngleich die Spitze 122 permanent an dem Kniestück 120 befestigt sein kann, beispielsweise durch Schweißen oder ähnliches, weist die Spitze 122 bei der dargestellten Ausführungsform ein Außengewinde 123 auf, das mit einem Innengewinde 121 ineinandergreift, das an dem Ende des Kniestücks 120 vorgesehen ist. Die Befestigung wird beispielsweise durch Vorsehen einer Werkzeugschnittstelle 124 ermöglicht, die bei der dargestellten Ausführungsform die Form einer hexagonalen Kopföffnung zum Schrauben unterschiedlicher Spitzen 122 mit unterschiedlich dimensionierten Strömungsöffnungen 125 in das Kniestück 120 aufweist. Die Werkzeugschnittstelle 124 könnte weggelassen sein oder eine andere Form aufweisen. Bei einer bevorzugten Variante der Offenbarung ist das Verhältnis L/D der Strömungsöffnung 125 derart, dass sie sich wie eine Drosselblende bzw. eine Drossel verhält, und kein Kapillarverhalten zeigt. Somit bedeutet im Rahmen der vorliegenden Offenbarung eine Drossel bzw. eine Blende eine Strömungsöffnung mit einem relativ kleinen Verhältnis L/D, die eine Strömungsbegrenzung erzeugt, wenn ein Druckunterschied über der Strömungsöffnung 125 bei bestimmten Pegeln liegt, beispielsweise denen, die einem spezifischen untersuchten Übergang zugeordnet sind. Somit kann die Strömungsöffnung 125 lediglich dann als eine Drossel bezeichnet werden, wenn der Druckunterschied über der Strömungsöffnung relativ hoch ist. Auf der anderen Seite berücksichtigt die vorliegende Offenbarung, dass die Strömungsöffnung 125 einen relativ ungehinderten Abgasstrom in das Probenentnahmesystem 20 erlauben sollte, wenn ein Druckunterschied über der Strömungsöffnung 125 relativ niedrig ist, beispielsweise während stationärer Betriebszustände der Leistungsquelle 10. 4 zeigt einen Satz 140 unterschiedlicher Spitzen 122A–L mit jeweils unterschiedlich dimensionierten Strömungsöffnungen, wobei eine der Spitzen 122A–L dazu geeignet ist, eine Genauigkeit beim Untersuchen von Übergängen mit einer spezifischen Druckerhöhungssignatur sowie einer gewünschten Volumenströmungsrate in das Probenentnahmesystem 20 zu verbessern. Somit könnte man zum Prüfen eines unterschiedlichen Übergangs, möglicherweise für eine unterschiedliche Leistungsquelle 10, die Spitze 122 abnehmen und sie durch eine unterschiedliche Spitze 122A–L des Sets 140 ersetzen, die in Zusammenhang mit den Spezifikationen des neuen untersuchten Übergangs steht.
  • Wenngleich die Offenbarung in Zusammenhang mit einer Strömungsöffnung mit einem relativ kleinen Verhältnis L/D zum Erzeugen eines Drosseleffekts bei höheren Druckunterschieden über der Öffnung dargestellt worden ist, sieht die vorliegende Offenbarung ebenfalls alternative kapillare Strömungsöffnungen vor, die ein relativ großes Verhältnis L/D haben, das effektiv bewirkt, dass die Strömungsöffnung bei höheren Druckunterschieden über dem Strom stärker begrenzend wirkt, jedoch relativ nichtbegrenzend wirkt, wenn die Strömungsdruckunterschiede relativ niedrig sind, beispielsweise während stationärer Betriebsbedingungen. Wenngleich diese Alternative vorgesehen ist und in den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung fällt, ist die erhöhte Komplexität eines Stroms in kapillarartigen Kanälen im Allgemeinen komplexer als das einen Strom begrenzende Verhalten bei Drosselblenden mit einem relativ kleinen Verhältnis L/D wie den vorher erörterten. Nichtsdestotrotz könnte die Offenbarung mit beiden Strategien zum Erzeugen der unbegrenzten und begrenzten Strömungscharakteristiken mit den richtigen Druckunterschieden für einen spezifischen Übergang einer spezifischen Leistungsquelle eingesetzt werden.
  • Bezug nehmend auf 5 zeigt eine beispielhafte graphische Darstellung, wie der spezifische Strömungsquerschnitt 125 basierend auf dem erwarteten Druckunterschied an der Position der Prüfsonde sowie der gewünschten Volumenströmungsrate von Abgas in das Probenentnahmesystem 20 zu wählen ist. Der Graph zeigt unterschiedliche Kurven für unterschiedliche Strömungsraten von vier Litern pro Minute, sechs Litern pro Minute, acht Litern pro Minute, zehn Litern pro Minute und zwölf Litern pro Minute. Die Bezeichnung „slm” bezieht sich auf diese Volumenströmungsraten, die auf bekannte Weise für eine Temperatur und einen Druck genormt sind. Die untere Achse zeigt den erwarteten maximalen Druckunterschied am Ort der Prüfsonde 56 zwischen dem Absolutdruck in dem Abgasstutzen und dem Atmosphärendruck (100 kPa). Diese Zahl kann für einen spezifischen Übergang durch Erfassen eines Drucks während eines Übergangs bei eingesetztem Partikelfilter 19 vor einem tatsächlichen Durchführen der Prüfprozedur gemäß der vorliegenden Offenbarung ermittelt werden. Die Achse auf der linken Seite zeigt, welche Größe eines Durchmessers der Strömungsöffnung (D) zu verbesserten Resultaten gegenüber einer bekannten Prüfsonde (ihren wird, die während eines Übergangs nicht begrenzt wird. 5 geht von einer Strömungsöffnung mit einem kreisförmigen Querschnitt aus, was einem Strömungsquerschnitt von πD2/4 entspricht, die Offenbarung sieht jedoch ebenfalls nichtkreisförmige Strömungsöffnungen mit einem entsprechenden Strömungsquerschnitt vor. Bei einem spezifischen Beispiel sollte, wenn der erwartete Druckunterschied etwa 40 kPa bei einer gewünschten Volumenströmungsrate von zehn Litern pro Minute wäre, die Größe des Durchmessers der Strömungsöffnung etwa 1,3 mm sein (Strömungsquerschnitt = 1,3 mm2), was zu einer Auswahl der Spitze 122I aus dem Set 140 führen kann.
  • Bezug nehmend auf 6,7 und 8 ist die Genauigkeit eines Probenentnahmesystems 20 für einen spezifischen Übergang gezeigt, bei dem die Leistungsquelle 10 beschleunigt und verzögert wird, was während des Übergangs zu einer Druckerhöhung an dem Ort der Prüfsonde von 100 kPa auf etwa 140 kPa und dann einem Rückgang auf 100 kPa führt. Daher gibt 100 kPa einen niedrigen Druckunterschied an, bei dem ein Strom in die Prüfsonde 56 nicht begrenzt wird, 140 kPa gibt jedoch einen relativ hohen Druckunterschied an, bei dem ein Strom in die Prüfsonde 56 begrenzt wird. Genauer Bezug nehmend auf 6 zeigt dieser Graph, wie die Strömungsrate in das Probenentnahmesystem 20 ansprechend auf die Druckerhöhung zunimmt, was zu einer erhöhten Volumenströmungsrate in das Probenentnahmesystem 20 führt. Somit zeigen die anderen drei Kurven in 6 eine gewünschte Probenextraktionströmungsrate, eine tatsächlich extrahierte Strömungsrate mit der Strömungsspitze aus 3 und eine Überentnahmeströmungsrate bei unveränderter Strömungsöffnung einer bekannten Prüfsonde. Dieser Graph zeigt, dass durch das Vorsehen der Spitze 122 mit einer speziell abgestimmten Größe der Strömungsöffnung 125 die Strömungsrate der tatsächlich extrahierten Probe der gewünschten Strömungsrate der extrahierten Probe genau folgt. Die graphische Darstellung in 7 zeigt, dass die Partikelkonzentration während des Übergangs erheblich zunimmt und in der Nähe des Übergangs der Leistungsquelle 10 von der Beschleunigung zu der Verzögerung einen Spitzenwert erreicht. Dieser Graph zeigt, dass, wenn eine Überentnahme einer Volumenströmungsrate auftritt, das Problem dadurch, dass die Partikelkonzentration während Übergängen hoch ist, verschlimmert wird. Wenn die Auswirkungen, die in den 6 und 7 gezeigt sind, kombiniert werden, zeigt 8 einen Vergleich einer gewichteten Probenentnahmenmasse, wenn Anpassungen im Hinblick auf eine Partikelkonzentration (7) und eine Volumenströmungsrate in das Probenentnahmesystem 20 wie in 6 berücksichtigt werden. Dieser Graph zeigt, dass die tatsächliche Probenentnahme gemäß dem Stand der Technik ohne eine speziell dimensionierte Strömungsöffnung 125 die gewünschte Probenentnahme im Wesentlichen überschreitet, was zu ungenauen Ergebnissen führt. Auf der anderen Seite folgt die tatsächliche Probenentnahme mit der Spitze 122 aufgrund des Vorsehens der Strömungsöffnung 125 der vorliegenden Offenbarung gut der gewünschten Probenentnahme, was zu einem verringerten Fehler bei der Bestimmung der Partikelerzeugung der Leistungsquelle 10 während eines Übergangs führt.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Das offenbarte Abgasprobenentnahmesystem 20 kann mit einem beliebigen Diesel-, Benzin-, Erdgas- und/oder einem anderen Verbrennungsmotor, Öfen oder bekannten Leistungsquellen verwendet werden. Wie vorher erörtert, kann das Abgasprobenentnahmesystem 20 zum Prüfen, Konstruieren, Entwickeln und/oder Zertifizieren solcher Leistungsquellen verwendet werden. Es versteht sich, dass solche Leistungsquellen in Verbindung mit irgendeiner Maschine, einem Straßenfahrzeug, einem Baustellenfahrzeug, einer stationärer Maschine und/oder anderen bekannten, Abgas erzeugenden Vorrichtungen verwendet werden können. Das Probenentnahmesystem der vorliegenden Offenbarung findet ebenfalls Anwendung beim Prüfen verschiedener Verbrennungsquellen während Übergängen durch Auswählen einer geeignet dimensionierten Spitze 122 mit einer Strömungsöffnung 125, die so abgestimmt ist, dass sie die gewünschte Volumenströmungsrate in das Probenentnahmesystem 20 sowie die erwartete Druckerhöhungssignatur in Verbindung mit dem untersuchten Übergang berücksichtigt. Die gewünschte Volumenströmungsrate kann aus Vorschriften abgeleitet werden, die in Zusammenhang mit dem Graphen aus 5 stehen, wenn dieser zum Auswählen einer geeigneten Spitze 122A–L für eine Übergangsprüfung verwendet wird.
  • Vor einem Durchführen der Übergangsprüfung sollten die dem Übergang zugeordneten Drucksignaturcharakteristiken entweder durch Modellbildung oder tatsächliches Sammeln von Druckdaten in dem Abgasstrom 34 an der Position der Prüfsonde unter Verwendung des Drucksensors 124 bei eingesetztem Partikelfilter 19 identifiziert werden. Danach kann diese Information in Verbindung mit der gewünschten Volumenströmungsrate in das Probenentnahmesystem 20 in Verbindung mit dem Graphen aus 5 zum Auswählen einer geeigneten Spitze 122A–L zum Erhöhen einer Genauigkeit während der Übergangsprüfung verwendet werden. Nach einer Auswahl einer geeigneten Spitze 122A–L kann diese vor einem Durchführen der Probenentnahme während der spezifischen Übergangsprüfung an dem Kniestück 120 der Prüfsonde 56 befestigt werden.
  • Ein Verfahren zum Verwenden des offenbarten Abgasprobenentnahmesystems 20 zum Zertifizieren einer beispielhaften Leistungsquelle wird nun in Bezug auf die in 9 dargestellte Probenentnahmestrategie 84 erörtert. Es versteht sich, dass gesetzliche Vorschriften abhängig von der bestimmten zertifizierten Leistungsquelle unterschiedliche Prufszenarien erfordern können. Beispielsweise können einige Leistungsquellen unter stationären Strömungsbedingungen zertifiziert werden, während andere Leistungsquellen unter Übergangsströmungsbedingungen zertifiziert werden können. Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck „Übergangsströmungsbedingung” Strömungsbedingungen, die während eines Prüfzyklus abgeändert, modifiziert und/oder anderweitig geändert werden. Das Abgasprobenentnahmesystem 20 der vorliegenden Offenbarung kann zum Zertifizieren von Leistungssystemen sowohl in dem Übergangs- als auch in dem stationären Strömungszustand verwendet werden. Im Rahmen der vorliegenden Diskussion wird jedoch lediglich ein Verfahren zur Zertifizierung bei Vorliegen eines Übergangsströmungszustands erörtert.
  • Für einen Beginn einer Verwendung des in 2 dargestellten Abgasprobenentnahmesystems 20 kann der Benutzer das System 20 in ein thermisches Gleichgewicht bringen. Im thermischen Gleichgewicht kann jede Komponente des Abgasprobenentnahmesystems 20 im Wesentlichen die gleiche Temperatur aufweisen, und bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Solltemperatur etwa 30 Grad Celsius sein. Es versteht sich, dass beispielsweise der Filterhalter 62 und/oder umgebende Komponenten zum Zwecke einer Zertifizierung bei einer Temperatur von etwa 47 Grad Celsius (plus oder minus etwa fünf Grad Celsius) gehalten werden müssen. Nach Erreichen des thermischen Gleichgewichts kann der Benutzer das System im Leerlaufbetrieb laufen lassen, bis die Probenentnahme beginnt. Zum Erreichen des thermischen Gleichgewichts kann der Benutzer beispielsweise eine gewünschte kombinierte Strömungsrate und eine gewünschte verdünnte Strömungsrate einstellen. Die gewünschte verdünnte Strömungsrate kann dem Volumen an verdünntem Strom 36 entsprechen, das über das Strömungssteuerungsventil 50 zu der Verdünnungsvorrichtung 54 zu leiten ist. Die gewünschte kombinierte Strömungsrate kann dem Volumen an kombiniertem Strom 37 entsprechen, das zu dem Filter 62 auf der Gesamtseite 108 des Abgasprobenentnahmesystems 20 zu leiten ist.
  • Während das System in das thermische Gleichgewicht gebracht wird, kann der verdünnte Strom 36 durch die Druckluftquelle 38, die Strömungsbehandlungsanordnung 40, den Kühler 42, das geöffnete Sperrventil 44, den Strömungssensor 46 und das geöffnete Strömungssteuerungsventil 50 gehen. Das Ventil 52 kann dann den verdünnten Strom 36 durch die Verdünnungsvorrichtung 54 leiten und die Bypassleitung 66 im Wesentlichen fluiddicht verschließen. Zusätzlich dazu kann das Ventil 60 im Wesentlichen geschlossen sein, so dass der verdünnte Strom 36 zum Lösen von beispielsweise zurückbleibenden Partikeln und/oder anderen Fremdkörpern, die sich in dem Abgasprobenentnahmesystem 20 angesammelt haben können, während es nicht im Betrieb war, durch die Extraktionskomponente 56 geleitet werden kann. Der verdünnte Strom 36 kann sich dann mit dem Abgasstrom 34 verbinden und von dem Evakuierungssystem 18 der Prüfzelle 100 entnommen werden. Wie in 2 dargestellt, kann ein Gasstrom 82 durch Öffnen des Ventils 68 zum Ermöglichen eines Umgebungsluftstroms in das Ventil 68 erzeugt werden, wie durch den Strömungspfeil 72 dargestellt ist. Alternativ dazu kann der Bediener die Ventile zum Extrahieren einer Probe des Abgasstroms 34 und Leiten der Probe durch das Filter 62 steuern. Der Bediener kann die Filtermedien nach einer Extraktion einer Probe während eines Aufwärmens entfernen.
  • Wenn das Abgasprobenentnahmesystem 20 das thermische Gleichgewicht erreicht hat, kann der Benutzer das System kalibrieren (Schritt 86). Während der Kalibrierung kann der Benutzer die Verdünnungsseite 106 des Abgasprobenentnahmesystems bezüglich der Gesamtseite 108 kalibrieren, um beispielsweise eines oder mehrere Polynome zur Verwendung in einem Steuerungsalgorithmus während einer Probenentnahme abzuleiten. Insbesondere können während einer Kalibrierung das Ventil 44 und das Strömungssteuerungsventil 50 offen bleiben, und das Ventil 52 kann den verdünnten Strom 36 durch die Bypassleitung 66 zu dem Ventil 64 leiten. Der verdünnte Strom 36 kann dann zu dem Strömungssteuerungsventil 74 gelangen, und das Ventil 68 kann vollständig verschlossen werden, so dass kein verdünnter Strom 36 durch die Strömungsleitung 27 gehen kann. Bei solch einer Konfiguration kann der Strömungssensor 46 in Reihe mit dem Strömungssensor 76 vorgesehen sein. Das Abgasprobenentnahmesystem 20 kann an einer Reihe von von dem Benutzer spezifizierten Strömungspunkten betrieben werden. Unter Verwendung des Strömungssensors 46, des Strömungssensors 76 und/oder anderer Komponenten des Abgasprobenentnahmesystems 20 zum Messen des verdünnten Stroms 36 an jedem der Strömungspunkte kann die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 ein Polynom berechnen, das die Beziehung zwischen dem Strömungssensor 46 und dem Strömungssensor 76 angibt. Dieses Polynom kann während eines Betriebs des Abgasprobenentnahmesystems 20 für eine mathematische Korrektur der von dem Strömungssensor 46 vorgenommenen Strömungsmessungen auf die von dem Sensor 76 vorgenommenen Strömungsmessungen verwendet werden.
  • Nach einer Kalibrierung kann der Bediener eine Testfiltermedienpatrone in den Filterhalter 62 einbauen und den Motor unter Verwendung der Prüfzellensteuerung 24 auf einen ersten Prüfpunkt steuern. An dem ersten Prüfpunkt können eine oder mehrere Diagnosevorrichtungen 70 des Abgasprobenentnahmesystems 20 und/oder der Prüfzelle 100 eine oder mehrere Betriebscharakteristiken der Leistungsquelle 10 erfassen (Schritt 88). Solche Betriebscharakteristiken können beispielsweise den Luftstrom zu einem Einlass der Leistungsquelle 10, die Rate eines Kraftstoffverbrauchs, die Leistungsquellentemperatur und/oder die Massenströmungsrate des Abgasstroms 34 enthalten. Basierend auf den vorher beschriebenen erfassten Betriebscharakteristiken kann die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 einen gewünschten Massenstrom des extrahierten Stroms berechnen (Schritt 90). Der gewünschte Massenstrom des extrahierten Stroms kann der gewünschten Menge eines Abgasstroms entsprechen, die aus dem Abgasstrom 34 zu extrahieren ist. Zusätzlich dazu kann der gewünschte extrahierte Massenstrom im Wesentlichen proportional zu dem Massenstrom des Abgasstroms 34 sein.
  • Die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 kann dann die Komponenten des Abgasprobenentnahmesystems 20 zum Extrahieren des berechneten gewünschten Teils des Abgasstroms 34 steuern (Schritt 92). Die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 kann ferner den Kompressor 38, die Strömungsbehandlungsanordnung 40, den Kühler 42, den Strömungssensor 46 und/oder das Strömungssteuerungsventil 50 zum Leiten eines verdünnten Stroms 36 zu der Verdünnungsvorrichtung 54 zum Verdünnen des extrahierten Teils des Leistungsquellenabgasstroms steuern (Schritt 94). Es versteht sich, dass, wie hierin verwendet, der Ausdruck „Verdünnung” das Vermischen eines Stroms von extrahiertem Abgas mit einem Strom von Umgebungsluft zum Simulieren von Umgebungsbedingungen wie eines Drucks und/oder einer Temperatur bezeichnet. Es versteht sich, dass während eines Betriebs des Abgasprobenentnahmesystems 20 die Komponenten des Abgasprobenentnahmesystems 20 mit relativ hohen Verdünnungsverhältnissen arbeiten können (d. h., die Strömungsrate des verdünnten Stroms 36 kann im Vergleich zu der Strömungsrate des extrahierten Stroms relativ hoch sein).
  • Solche hohen Verdünnungsverhältnisse können zum Verringern der Temperatur des extrahierten Stroms auf etwa 52°C, bevor der kombinierte Strom 37 das Filter 61 erreicht, erforderlich sein.
  • Während einer Verwendung kann das Abgasprobenentnahmesystem 20 mit den jeweiligen Strömungssteuerungsventilen 74, 50 im Wesentlichen kontinuierlich und im Wesentlichen augenblicklich den Unterschied zwischen dem kombinierten Strom 37 und dem verdünnten Strom 36 steuern. Durch Steuern des Unterschieds zwischen den Strömen 37, 36 auf diese Weise kann der Benutzer beispielsweise das Volumen des Stroms steuern, das aus dem Abgasstrom 34 extrahiert wird, da das Volumen des kombinierten Stroms 37 gleich dem Volumen des verdünnten Stroms 36 plus dem Volumen des extrahierten Stroms ist. Demzufolge kann der Benutzer durch Steuern des Unterschieds zwischen dem kombinierten Strom 37 und dem verdünnten Strom 36 die Proportionalität des extrahierten Stroms während eines Übergangstestzyklus genau steuern. Solch eine Steuerungsstrategie kann vorteilhaft sein, da sie Abweichungen des Abgasstroms 34 berücksichtigt, ohne beispielsweise die Massenströmungsrate und/oder andere Charakteristiken des Abgasstroms 34 oder des extrahierten Stroms direkt zu erfassen. Zusätzlich dazu vermeidet solch eine Steuerungsstrategie die Schwierigkeiten beim direkten Messen solcher Ströme, die vorher erörtert wurden.
  • Die vorliegende Offenbarung sieht eine passive Strategie zum Verbessern einer Genauigkeit einer Partikelentnahme während eines Übergangs durch Wählen einer geeigneten Strömungsöffnung 125 vor, die während stationärer Betriebsbedingungen vor einem Übergang auf eine nicht begrenzende Weise wirkt, jedoch bei einer Druckzunahme während eines Übergangs als eine Drossel oder eine Strömungsbegrenzung wirkt. Wenngleich die vorliegende Offenbarung in Zusammenhang mit einer Begrenzung eines Stroms während Druckerhöhungen über eine Verwendung einer geeignet dimensionierten Blende dargestellt wurde, ist es für Fachleute offensichtlich, dass ähnliche Resultate durch eine Geometrie erzielt werden könnten, die im Zusammenhang mit einem Dimensionieren einer kapillaren Röhre stehen, so dass ähnliche Resultate erzeugt werden können. Eine kapillare Röhre geeignet zu dimensionieren kann jedoch problematischer sein, als eine Blende geeignet zu dimensionieren, aufgrund der erhöhten Komplexität der Strömungseigenschaften in einer kapillaren Röhre im Vergleich zu den Strömungscharakteristiken, die mit dem vorhersagbaren Verhalten einer einfachen Blende verbunden sind. Zusätzlich dazu ist es für Fachleute offensichtlich, dass, auch wenn die vorliegende Offenbarung in Zusammenhang mit dem Positionieren der Strömungsöffnung in der Spitze 122, die an der Öffnung der Prüfsonde 56 befestigt ist, dargestellt wurde, die Strömungsöffnung 125 an einer anderen Stelle in dem Probenentnahmesystem positioniert sein könnte, ohne von der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die spezifische Dimensionierung der Strömungsblende, die sich an einer anderen Position in dem Probenentnahmesystem 20 befindet, kann jedoch erfordern, Drücke an dieser Position anstatt wie bei der dargestellten Ausführungsform an der Position der Prüfsonde zu berücksichtigen. Während solch eine aktive Steuerungsstrategie möglicherweise ein Reduzieren von Entnahmefehlern auf Null ermöglichen kann, kann eine akzeptable Genauigkeit unter Verwendung der vorher erörterten passiven Strategie zum Auswählen einer geeignet dimensionierten Drosselöffnung 125 erhalten werden.
  • Das Abgasprobenentnahmesystem 20 kann zum Gewährleisten, dass der instantane Unterschied zwischen dem gesamtseitigen Massenstrom und dem verdünnungsseitigen Massenstrom stets proportional zu dem Leistungsquellenabgasmassenstrom ist, gesteuert werden. Um dies zu erreichen kann die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 zum ständigen Überwachen der Betriebscharakteristiken der Leistungsquelle 10 wie oben in Bezug auf den Schritt 88 beschrieben und Berechnen von Systemströmungseinstellungspunkten, die eine proportionale Probenentnahme liefern, ausgebildet sein. Insbesondere können bei Übergangszertifizierungsversuchen, bei denen der Leistungsquelle 10 instantane Änderungen einer Abgasströmungsrate abverlangt werden, die Komponenten des Abgasprobenentnahmesystems 20 so ausgelegt sein, dass sie auf diese Änderungen innerhalb von 500 Millisekunden oder schneller reagieren.
  • Der kombinierte Strom 37 kann von der Verdünnungsvorrichtung 54 zu dem Filter 62 gehen, wodurch die in dem kombinierten Strom 37 enthaltenen Partikel extrahiert und in den Filtermedien 61 aufgefangen werden können. Der gefilterte kombinierte Strom 37 kann dann von dem Filter 62 durch das Ventil 64 und durch das Strömungssteuerungsventil 74 zu dem Strömungssensor 76 gehen, wo eine gravimetrische Massenbestimmung vorgenommen werden kann (Schritt 96). Die erfassten Informationen können von einer oder mehreren Komponenten des Strömungssensors 76 zu der Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 übertragen werden, und die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 kann die erfassten Daten speichern und/oder dem Bediener oder Benutzer anzeigen (Schritt 98).
  • Der kombinierte Strom 37 kann dann von dem Strömungssensor 76 durch das geöffnete Ventil 78 zu dem Vakuum 80 gelangen. Der kombinierte Strom 37 kann wie durch den Strömungspfeil 82 dargestellt aus dem Abgasprobenentnahmesystem 20 austreten. Sobald eine adäquate Menge an Daten von der Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 gesammelt und/oder gespeichert worden ist, kann die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 ermitteln, ob zum Zwecke der Zertifizierung eine weitere Probenentnahme erforderlich ist oder nicht (Schritt 102). Wenn eine weitere Probenentnahme erforderlich ist, kann die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 damit fortfahren, wie vorher beschrieben die Betriebscharakteristiken der Leistungsquelle 10 zu erfassen (Schritt 88). Alternativ dazu kann, wenn eine ausreichende Datenmenge erfasst worden ist, die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 eine Probenentnahme stoppen (Schritt 104). Es versteht sich, dass der Benutzer bei einer Übergangszertifizierungsprozedur die Leistungsquelle 10 an einer Vielzahl von unterschiedlichen Drosselklappen- und/oder anderen Einstellungspunkten betreiben kann. Während solch einer Prozedur kann das Abgasprobenentnahmesystem 20 kontinuierlich die Betriebscharakteristiken der Leistungsquelle 10 erfassen und die Strömungsrate des verdünnten Stroms 36, der zu der Verdünnungsvorrichtung 54 geliefert wird, ansprechend auf die erfassten Betriebscharakteristiken der Leistungsquelle 10 sowie die erfasste Strömungsrate des kombinierten Stroms 37, der durch die Gesamtseite 108 des Abgasprobenentnahmesystems 20 geht, kontinuierlich variieren. Aufgrund der mit einer aktiven Steuerung des Strömungsquerschnitts in das Probenentnahmesystem zur Berücksichtigung von Druckänderungen während des Übergangs verbundenen Komplexität kann es sinnvoll sein, eine einem Übergang, beispielsweise den in den 6–8 dargestellten Übergang, zugeordnete Prüfung auf einmal durchzuführen, mit einer geeigneten Spitze 122A–L, die für den bestimmten Übergangszyklus und/oder die Motor/Nachbehandlungs-Kombination, die geprüft werden, geeignet ist.
  • Es versteht sich, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform das Abgasprobenentnahmesystem 20 ebenfalls zum Verlangsamen seines Übergangsansprechverhaltens bei Anwendungen, bei denen eine Leistungsquelle 10 mit einer relativ niedrigen Ausgangsleistung mit einem Abgassystem mit einem relativ großen Volumen verbunden ist, beispielsweise einer oder mehreren Komponenten der Prüfzelle 100 mit relativ großem Volumen, gesteuert werden kann. Während einer Verwendung kann der Thermistor 59 Änderungen der Temperatur des Abgangsstroms 34 erfassen und die erfassten Temperaturinformationen zu der Abgasprobenentnabmesystemsteuerung 22 senden. Die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 kann die Volumenströmungsrate des Abgasstroms 34 basierend auf beispielsweise der von dem Thermistor 59 erhaltenen Temperatureingabe und der vorher erörterten Massenströmungsrate des Abgasstroms 34 berechnen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 die Volumenströmungsrate mit etwa 80 Hz berechnen, und der Prüfzellenbediener kann das Volumen des Abgassystems basierend auf der Länge und dem Durchmesser beispielsweise der Abgasleitung 58 eingeben. Wenn die Zeit, die ein Teilchen zum Bewegen von beispielsweise der Leistungsquelle 10 zu der Extraktionskomponente 56 in dem Abgasstrom 34 benötigt, die bekannte Ansprechzeit des Abgasprobenentnahmesystems 20 überschreitet, kann die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 das proportionale Ansprechen des Abgasprobenentnahmesystems 20 durch eine Steuerung beispielsweise des Strömungssteuerungsventils 50 verzögern. Wenn beispielsweise die bekannte Ansprechzeit des Abgasprobensystems 20 200 Millisekunden ist und die berechnete Laufzeit eines Teilchens zwischen der Leistungsquelle 10 und der Extraktionskomponente 56 zu einer gegebenen Zeit 300 Millisekunden ist, kann die Abgasprobenentnahmesystemsteuerung 22 ein Ansprechen des Abgasprobenentnahmesystems 20 während eines Übergangs um 100 Millisekunden verzögern.
  • Andere Ausführungsformen des offenbarten Abgasprobenentnahmesystems 20 werden für Fachleute unter Berücksichtigung der Beschreibung offensichtlich werden. Beispielsweise können das Sperrventil 44 und das Ventil 78 Dreiwegeventile sein, die zum Leiten eines Fluidstroms von einer Strömungsleitung 26 zu anderen Stellen in dem Abgasprobenentnahmesystem 20 ausgebildet sind. Zusätzlich dazu kann das Filter 62 mit einem oder mehreren Vorsprüngen für eine Unterstützung beim Einsetzen und/oder Entnehmen der Prüffiltermedienpatrone ausgerüstet sein. Die Beschreibung und die Beispiele sollen lediglich als exemplarisch aufgefasst werden, wobei der wahre Schutzbereich der Erfindung durch die folgenden Ansprüche festgelegt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 7299690 [0003]
    • US 6062092 [0004]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ISO 8178-1 [0045]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Abgasprobenentnahmesystems (20), mit folgenden Schritten: Strömenlassen von Abgas in eine Prüfsonde, die in einem Abgasstutzen positioniert ist; Nichtbegrenzen des Stroms in die Prüfsonde, wenn ein Druckunterschied zwischen dem Abgasstutzen an einer Position der Sonde und dem Atmosphärendruck gering ist, jedoch Begrenzen des Stroms in die Prüfsonde, wenn der Druckunterschied groß ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Nichtbegrenzens und der Schritt des Begrenzens passiv durchgeführt werden, mit einer Strömungsöffnung (125) in einem Weg eines Abgasstroms (34) in das Probenentnahmesystem, die wie eine Drossel wirkt, wenn der Druckunterschied groß ist, jedoch nicht wie eine Drossel wirkt, wenn der Druckunterschied gering ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, beinhaltend das Positionieren der Strömungsöffnung an einem Eintritt in die Prüfsonde; und Dimensionieren der Strömungsöffnung (125) basierend auf einer gewünschten Strömungsrate in das Probenentnahmesystem.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Schritt des Dimensionierens beinhaltet: Dimensionieren der Strömungsöffnung (125) basierend auf einem vorbestimmten Druckunterschied; Messen eines maximalen Druckunterschieds, wenn eine mit dem Abgasstutzen verbundene Abgasquelle in einem Übergangszustand betrieben wird; und Einstellen des vorbestimmten Druckunterschieds auf den maximalen Druckunterschied.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Ermitteln einer Größe einer Strömungsöffnung (125) basierend auf einer gewünschten Strömungsrate in das Probenentnahmesystem und einem vorbestimmten Druckunterschied; Befestigen einer ersten Spitze (122) mit der Größe der Strömungsöffnung (125) an der Prüfsonde; Abnehmen der ersten Spitze (122), die die Strömungsöffnung (125) mit einer ersten Größe festlegt; und Befestigen einer zweiten Spitze (122), die eine Strömungsöffnung (125) mit einer zweiten Größe festlegt, die sich von der ersten Größe unterscheidet.
  6. Verfahren zum Verringern einer Überentnahme von Abgas mit einem Abgasprobenentnahmesystem (20) während eines Übergangs, mit folgenden Schritten: Begrenzen eines Stroms in das Probenentnahmesystem, wenn ein Druck an einer Position einer Prüfsonde zunimmt; und wobei der Schritt des Begrenzen das Positionieren einer Drossel in einem Strömungsweg in die Prüfsonde beinhaltet.
  7. Verfahren nach Anspruch 7, beinhaltend das Festhalten einer Größe eines Strömungsquerschnitts der Drossel vor und während des Übergangs; Einstellen des Strömungsquerschnitts basierend auf einer gewünschten Strömungsrate in das Probenentnahmesystem und einem vorbestimmten, mit dem Übergang verbundenen Druckunterschied.
  8. Prüfzelle mit: einer Leistungsquelle (10), die mit einer Abgasleitung (58) fluidverbunden ist; einem Abgasprobenentnahmesystem (20) mit einer Prüfsonde mit einer Strömungsöffnung (125), die zum Aufnehmen eines von der Leistungsquelle (10) ausgehenden Abgasstroms (34) in der Abgasleitung (58) positioniert ist; wobei die Strömungsöffnung (125) einen Strömungsquerschnitt aufweist, der auf einer gewünschten Strömungsrate in das Abgasprobenentnahmesystem (20) und einem Betrag eines mit einer Übergangsbetriebsbedingung der Leistungsquelle (10) verbundenen Druckunterschieds basiert.
  9. Prüfzelle nach Anspruch 8, bei der die Prüfsonde eine abnehmbare Spitze (122) enthält, die die Strömungsöffnung (125) festlegt, mit mehreren austauschbaren Spitzen, die jeweils eine Strömungsöffnung (125) mit einem unterschiedlichen Strömungsquerschnitt festlegen.
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