DE3737275A1 - Geraet zur pruefung des rauchgases eines dieselmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Prüfung des Rauch­ gases eines Dieselmotors, das einen Signalgeber zur Aus­ gabe eines mit Intensität eines absorbierten Lichtes propor­ tionellen Signals, einen dem Ausgang des Signalgebers ange­ schlossenen Verstärker, eine das Ausgangssignal des letzte­ ren anschaulichende Anzeigeeinheit sowie eine Steuereinheit enthält. Das erfindungsgemäße Gerät kann bei verschiedenen Systemen der Prüfung des Rauchgases verwendet werden.

Im Interesse des Umweltschutzes werden in vielen Ländern Vorschriften betreffs der Prüfung des Rauchgases von Dieselmotoren eingeführt, wobei die Durchführung der Messung mit den die Prüfgeräte betreffenden Anforderungen bestimmt wird. Dabei wird im Allgemeinen auch der Prinzip der Mes­ sung vorgeschrieben.

Die Messung des Rauchgases von Dieselmotoren der Kraftfahrzeuge wird heutzutage im Wesentlichen auf zwei Prinzipien gestützt durchgeführt. Das früher erarbeitete und lange Zeit verwendete Verfahren sieht das Filtrieren des Rauch­ gases vor: das Rauchgas wird zirkuliert und daraus werden die lichtabsorbierenden Verschmutzungsteilchen ausgesiebt. Die Menge der in bestimmter Zeit aufgesammelten Verschmu­ tzungsteilchen ist auf die Parameter des Rauchgases charak­ teristisch. Die mit Filtrieren arbeitenden Meßgeräte werden unter anderen von der Firma Bosch (Bundesrepublik Deutsch­ land) hergestellt (einige Typzeichen: EFAW 65 A, 65 BS 10, 65 B, FM-1 usw.).

Das zweite Verfahren ist auf der Messung des absor­ bierten Lichtes abgestützt, und zwar entweder in einer ge­ schlossenen Kammer, oder bei der freien Strömung des Rauch­ gases. Die bei der freien Strömung des Rauchgases vorzuneh­ mende Messung ist als ein von den anderen genaueres, bessere Meßmöglichkeiten bietendes und mehrere Information leisten­ des Verfahren anerkannt, welches zuerst in den Vereinigten Staaten von Nordamerika und Japan, dann zusammen mit der Verschärfung der die den Umweltschutz betreffenden Vorschrif­ ten in immer mehreren europäischen Ländern (Italien, Ungarn) eingeführt wurde. Einige Beispiele der dieses Meßverfahren verwirklichenden Meßgeräte sind die unter Typzeichen Celes­ co 103 oder DFM-2 bekannten Anlagen.

Die die erwähnten zwei Meßgrundlagen verwendenden Geräte führen daher die Messung auf verschiedene Weisen durch und infolge dieser Tatsache können bei demselben Die­ selmotor unterschiedliche Meßergebnisse erhalten werden, obwohl einige Korelationstabellen bekannt sind. Da die bei der Messung gestellten Anforderungen unterschiedlich sind, ist es schwer, ein Meßgerät zur amtlichen Prüfung, insbe­ sondere bei der Zulassung der Kraftfahrzeuge bei der Verwen­ dung aller dazu erlaubten Meßfühler einzustellen.

Daher ist die Aufgabe der Erfindung ein Meßgerät zur Prüfung des Rauchgases eines Dieselmotors zu schaffen, welches bei der Messung des Rauchgases nach einem der er­ wähnten Verfahren ermöglicht es, die Meßergebnisse für alle verwendeten und insbesondere amtlich zugelassenen Meßmethode auszugeben.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Messung der Momentanwerte der Lichtdichte und das nachfol­ gende Integrieren der gemessenen Werte eine Basis bilden, aufgrund welcher durch Korrektion nach einer vorbestimmten Funktion oder durch Umrechnen die gemessenen Werte wunschge­ mäß verarbeitet und angezeigt werden können.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wurde ein Gerät zur Prüfung des Rauchgases eines Dieselmotors erarbeitet, welches einen Signalgeber zur Ausgabe eines mit Intensität eines absorbierten Lichtes proportionellen Signals, einen dem Ausgang des Signalgebers angeschlossenen, zur Verarbei­ tung des erhaltenen Signals vorgesehenen Verstärker und eine das Ausgangssignal des letzteren anschaulichende Anzeigeein­ heit enthält, wobei erfindungsgemäß der Ausgang des Ver­ stärkers einem Eingang der Anzeigeeinheit durch eine Aus­ wahleinheit zugeführt ist, welche über einen ersten Ausgang unmittelbar, über einen zweiten Ausgang durch ein Korrek­ tionsglied und über einen dritten Ausgang durch einen Mit­ telwertbilder und das mit dem letzteren in Reihe geschaltete Korrektionsglied einem entsprechenden Eingang der Anzeige­ einheit angeschlossen ist.

Es ist insbesondere bei den Zulassungsprüfungen vor­ teilhaft, wenn der Mittelwertbilder mit einer zweckmäßig einem Ausgang eines automatischen Anlassers zugeführten An­ laßeinheit und einer Zeitbasisschaltung verbunden ist, wo­ bei die Anlaßeinheit einem Eingang der Zeitbasisschaltung zugeschaltet ist.

Beim Mittelwertbilder ist es zweckmäßig, einen Speicher zur Haltung des Maximumwertes des gemessenen Para­ meters vorzusehen.

Das erfindungsgemäße Gerät ist daher auf der Mes­ sung der Lichtintensität basiert, und insbesondere bei der Verwirklichung der bei freier Strömung des Rauchgases vorzu­ nehmenden Prüfung. Dabei kann ein relativ billiges, einfach und leicht verwendbares Gerät verwirklicht, wobei die Mit­ telwertbildung der gemessenen Rauchdichtwerte bei einer Korrektion bezüglich der notwendigen Meßeinheiten die Grundlage der Messung aufgrund von mehreren Meßprinzipien bildet.

Die Erfindung wird nachstehend aufgrund von bei­ spielsweise dargestellten Verwirklichungen, mit Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige

Figur das Blockschaltbild einer vorteilhaften Verwirklichung des erfindungsgemäßen Geräts.

Bei der Messung des Rauchgases des Dieselmotors wird im erfindungsgemäßen Gerät der momentane Wert der Licht­ dichte, bzw. der Lichtabsorption auf kontinuierliche Weise bestimmt. Bei freier Strömung des Rauchgases wird der Rauch­ strom in Querrichtung belichtet und dabei kann der durch K gezeichnete absolute Lichtabsorptionsfaktor bestimmt werden. Bei einer geschlossenen Kammer wird der Rauchstrom nicht in Querrichtung, sondern in Längsrichtung belichtet, wobei die Opazität des Stromes bemessen wird.

Bei der Mittelwertbildung ist es in Betracht zu zie­ hen, daß es um die Berechnung eines Mittelwertes bezüglich einer etwa 2 Sekunden dauernden Erscheinung geht, wobei ein Signal aufsteht, dessen Vorderseite und Rückseite mit einer Steilheit von 50 bis 70 m^-1/s gekennzeichnet werden kann, wobei m^-1 die Abmessung des Faktors K ist. Im erfindungs­ gemäßen Gerät ist es gesichert, daß der K-Faktor automatisch auf den Rußinhalt im Rauch umgerechnet wird. Dazu sind die durch MIRA, CRC oder EMA gezeichneten Zusammenhänge bekannt. Die bei der Umrechnung notwendige Zeitbasis hängt davon ab, in welchen Perioden die Probenahme beim durch Filtrieren ar­ beitenden Geräten erfolgt (bei den Geräten von der Firma Bosch beträgt die charakteristische Zeit der Probennahme von 2 bis 6 Sek., jedoch bekannt sind Geräte mit einer Periode von 10 Sek. der Probenahme).

Das erfindungsgemäße Gerät, wie in der Figur ersichtlich ist, ist mit einem Signalgeber 1 verbun­ den, welche ein zur Lichtabsorption proportionelles Signal leistet. Die Lichtabsorption wird bei einem Rußteilchen und/oder feste pulverförmige Verschmutzungen enthaltenden Auspuffgas gemesssen. Der Ausgang des Signalgebers 1 ist ei­ nem zur Signalverarbeitung vorbereiteten Verstärker 2 zuge­ führt, welcher mit einer Auswahleinheit 3 verbunden ist. Die letztere ist mit mehreren Ausgängen A, B, C versehen, wobei zumindest zwei Ausgänge zur Arbeit des vorgeschlagenen Ge­ räts notwendig sind. Der erste Ausgang A der Auswahleinheit 3 ist unmittelbar einem Eingang 4 der Anzeigeeinheit 4 zuge­ führt und derart wird gesichert, daß der gemessene Faktor K (in Einheiten m^-1) unmittelbar gezeigt wird.

Der zweite Ausgang B der Auswahleinheit 3 ist über ein Korrektionsglied 5 mit der Anzeigeeinheit 4 verbunden. Das durch diesen Ausgang dem Korrektionsglied 5 zugeführte Signal wird so verarbeitet, daß die Anzeigeeinheit 4 die Opazität (in Einheiten %) anschaulichen kann. Das Korrek­ tionsglied 5 nimmt daher eine Umrechnung vom Faktor K (m ^-1) zur Opazität (%) vor.

Bei der Verwendung der Auswahleinheit 3 mit den er­ wähnten Ausgängen A und B wird die Messung der Lichtabsorption den zwei bekannten Möglichkeiten vorgenommen.

Der dritte Ausgang C spielt eine wichtige Rolle, falls der Meßwert so zu bestimmen ist, als jener durch ein mit Filtrieren arbeitendes Gerät bestimmt worden wäre. Der dritte Ausgang C ist durch einen Mittelwertbilder 6 dem Kor­ rektionsglied 5 zugeführt und dadurch gelangt das Signal zur Anzeigeeinheit 4. Der dritte Ausgang C ist auch mit einer Anlaßeinheit 7 verbunden, welche mit einem automatischen Anlasser 8 gekoppelt ist. Der Ausgang der Anlaßeinheit 7 ist einer Zeitbasisschaltung 9 zugeführt, welche mit dem Mittelwertbilder 6 verbunden ist. Zum Gerät gehört eine Speiseeinheit 10 zur Spannungsversorgung der Einheiten des Geräts sowie ist eine Steuereinheit 11 vorgesehen, welche das Synchronisieren, Einstellen und Steuern der Einheiten gewährleistet.

Bei der Verwendung des dritten Ausgangs C wird das der Messung entsprechende Signal zuerst der Anlaßeinheit 7 zugeleitet. Ist der Signalpegel höher als ein vorbestimmter Wert c, erzeugt die Anlaßeinheit 7 ein Startsignal, wobei c einen Schallwert K _min des sicheren Startes des Motors bedeu­ tet - jener kann zum Beispiel der belastungsfreien Beschleu­ nigung gehören. In der Zeitbasisschaltung 9 ist die Perio­ dendauer des mit Filtrieren arbeitenden Meßsystem einzu­ stellen. Bei dieser Zeitdauer wird der Mittelwert gerechnet, und das Ausgangssignal des Mittelswertbilders 6 wird durch das Korrektionsglied 5 einem Eingang der Anzeigeeinheit 4 zugeleitet. Bei der Erzeugung des Mittelwertes ist es wich­ tig, den Maximumwert der gemessenen Lichtintensität bekannt zu haben. Dazu dient eine in der Figur nicht dargestellte und im Mittelwertbilder 6 angeordnete Speicherschaltung.

Die Messung kann mit einem Druckknopf oder durch den von außen gesteuerten oder mit der Steuereinheit 11 verbun­ denen automatischen Anlasser angefangen werden.

Das vorgeschlagene Gerät leistet ein Ausgangssignal, welches bei allen Systemen der Prüfung die hohe Zuverlässig­ keit der Messung sichert.

Claims (4)

1. Gerät zur Prüfung des Rauchgases eines Dieselmo­ tors, das einen Signalgeber zur Ausgabe eines mit Intensität eines absorbierten Lichtes proportionellen Signals, einen dem Ausgang des Signalgebers angeschlossenen Verstärker, und eine das Ausgangssignal des letzteren anschaulichende Anzei­ geeinheit sowie eine Steuereinheit enthält, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ausgang des Verstärkers (2) durch eine Auswahleinheit (3) der Anzeigeeinheit (4) ange­ schlossen ist, wobei die Auswahleinheit durch einen ersten Ausgang (A) unmittelbar, durch einen zweiten Ausgang (B) über ein Korrektionsglied (5) und einen dritten Ausgang (C) über einen Mittelwertbilder (6) und das mit dem letzteren in Reihe geschaltete Korrektionsglied (5) der Anzeigeeinheit (4) zugeführt ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mittelwertbilder (6) mit einer An­ laßeinheit (7) und einer Zeitbasisschaltung (9) verbunden ist, wobei die Anlaßeinheit (7) einem Eingang der Zeitba­ sisschaltung (9) zugeschaltet ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anlaßeinheit (7) einem Ausgang ei­ nes automatischen Anlassers (8) zugeführt ist.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwertbilder (6) mit einem Speicher zur Halterung des Maximumwertes des gemessenen Parameters ausgestattet ist.