DE4015818A1 - Vollkonditionierung fuer verbrennungsluft und abgas auf pruefstaenden fuer brennkraftmaschinen - Google Patents
Vollkonditionierung fuer verbrennungsluft und abgas auf pruefstaenden fuer brennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für Brennkraftmaschinen
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, wie er beispielsweise
aus der DE-Z: "Motortechnische Zeitschrift 50", Heft 11, Seite
540 bis 546, 1981; als bekannt hervorgeht.
Bei dem gattungsgemäß zugrundegelegten Prüfstand für Brenn
kraftmaschinen ist ein Motorblock innerhalb eines hermetisch
von der Außenwelt abgeschlossenen Prüfraumes, dessen Klima
vorgebbar ist, auf einer Motorpalette abgestellt. Die Tempera
tur des Motorblockes wird während des Betriebs entweder vom
eigenen Kühlwasserkreislauf geregelt oder von einer außerhalb
des Prüfraumes angeordneten Temperiereinheit. Die Versorgung
mit der Verbrennungsluft für den Verbrennungsvorgang erfolgt
über einen Schlauch, der an eine Luftkonditionierungsanlage
angeschlossen ist. In dieser Anlage wird mittels eines Gebläses
ein vorgebbarer Druck in der Zuluftleitung herbeigeführt; durch
Kühl- und durch Heizwärmetauscher kann die Luft auf vorgebbare
Temperaturen eingestellt werden; außerdem ist eine
Feuchtigkeitskonditionierung möglich um den Betrieb in ver
schiedenen Klimazonen und Betriebssituationen simulieren zu
können. Die Abgase gelangen in einen offen mit dem Prüfraum
verbundenen Abgasschacht, aus dem sie durch ein externes Ge
bläse abgesaugt werden.
Dadurch ist aber zwischen der Zuluft- und der Abgasseite eine
Druckdifferenz vorhanden, weshalb die ermittelten Werte der
Verbrennung, insbesondere der Abgas- und Partikelwerte, einer
aufwendigen und ungenauen rechnerischen Korrektur bedürfen. Des
weiteren ist der Motorenprüfstand wegen der hermetischen
Kapselung und der Klimatisierbarkeit sehr teuer. Wegen seiner
Auslegung als Klima-Prüfstand, der alle möglichen Klimazonen
erzeugen soll ist er nicht in der Lage, ein Normklima mit hoher
Präzision zu halten.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäß zugrunde
gelegten Prüfstand dahingehend weiterzuentwickeln, daß er un
abhängig von den jeweils herrschenden Umgebungsbedingungen bei
genaueren Meßwerten billiger zu bauen und praxisgerecht
einzusetzen ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merk
malen des Anspruch 1 gelöst. Der Abgasstutzen der Brennkraft
maschine ist über eine einfach an dem Abgasstutzen anzubrin
gende Abgasleitung mit einem das Abgas stets absaugenden Ge
bläse verbunden. Zwischen dem Abgasstutzen und dem absaugenden
Gebläse ist ein Regelventil angeordnet, wodurch an der Brenn
kraftmaschine abgasseitig immer ein dem Druck der Zuluftseite
entsprechender Druck, also wie im Realbetrieb, anliegt. Damit
können aber innerhalb geringerer Toleranzen sehr genaue Norm
werte, die idealerweise dem Realverhalten weitgehend entspre
chen, eingestellt werden. Somit entfällt aber auch die rechne
rische Korrektur der zu bestimmenden Größen, da die Brenn
kraftmaschinen immer bei Normbedingungen betrieben werden. We
gen dem den abgasseitigen Druck regelnden Regelventil kann ein
billigeres, stets absaugendes Gebläse benützt werden, da dieses
ja nur das maximale Abgasvolumen, das das Regelventil ohne den
abgasseitigen Druck zu ändern passieren kann, absaugen muß. Der
erfindungsgemäße Prüfstand benötigt ferner keinen
klimatisierbaren Prüfraum, womit die Kosten noch weiter gesenkt
sind. Weitere sinnvolle Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen
Motorenprüfstandes sind den Unteransprüchen entnehmbar. Im üb
rigen werden deren Vorteile anhand eines in der einzigen
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend er
läutert.
Die aus der Atmosphäre 1 angesaugte Luft wird zuerst in der mit
Wärmetauschern bestückten Temperiereinheit 2 auf eine konstante
Temperatur und anschließend in den Be- und Entfeuchtern der
Feuchtigkeitskonditionierungsanlage 3 auf eine konstante Luft
feuchtigkeit gebracht. Diese so konditionierte Luft wird durch
das Gebläse 4 über die Zuluftleitung 5 der Brennkraftmaschine 8
als Verbrennungsluft zugeführt. Das Gebläse 4 beaufschlagt die
Verbrennungsluft mit einem an dem nachfolgend angeordneten Ba
rometer 6 ablesbaren konstanten Druck. Bevor die Verbrennungs
luft die Brennkraftmaschine 8 erreicht, wird sie durch eine in
der Zuluftleitung 5 angeordnete Drossel 7 geleitet. Diese
Drossel 7 weist eine Drosselwirkung auf, die dem Strömungswi
derstand eines Luftfilters entspricht, wodurch zuluftseitig der
Realbetrieb simuliert werden kann. Die Abgase der Brennkraft
maschine 8 werden durch eine Abgasleitung 11 einem Gebläse 13
zugeführt, das sie stets absaugt und an eine Abgasreinigung 14
weiterleitet. In der Abgasleitung 11 folgt der Brennkraftma
schine in Strömungsrichtung eine zweite Drossel 9. Die Drossel
9 wiederum weist eine Drosselwirkung auf, die dem Strömungswi
derstand einer Auspuffanlage mit Schalldämpfer, Katalysator und
Rußfilter entspricht. Damit an der dem Endrohr der Auspuffan
lage entsprechenden Stelle in der Abgasleitung 11 der gleiche
und an dem nachfolgend angeordneten Barometer 10 ablesbare
Druck wie zuluftseitig vor der ersten Drossel 7 herrscht, ist
zwischen die Drossel 9 und das Gebläse 13 ein Regelventil 12 in
der Abgasleitung 11 angeordnet. Dieses Regelventil 12 öffnet
für die Abgase in Richtung des Gebläses 13 erst dann, wenn der
einzustellende Druck erreicht ist, so daß nur das überschüssige
Abgas abgesaugt wird. Durch diese Druckregelung des
abgasseitigen Druckes auf einen dem Druck der Zuluftseite ent
sprechenden Wert, sind die Simulationsbedingungen jedoch nahezu
exakt auf den Normbetrieb einstellbar, wodurch beispielsweise
am Ort des den Abgasdruck anzeigenden Barometers 10 vorgenom
mene Messungen sehr genau sind und der Realität weitgehend
entsprechen. Eine hohe Genauigkeit der Messung wird erreicht,
wenn die zuluftseitige Drossel 7 und die abgasseitige Drossel
9, sowie das Regelventil 12 auf maximal Plus/Minus 3 mbar genau
einstellbar sind. Die Gleichheit der Drücke ist ferner eine
wichtige Voraussetzung für genaue Dieselrauchuntersuchungen, da
insbesondere hierbei selbst geringe Druckdifferenzen das Meß
ergebnis erheblich verfälschen. Natürlich ist auch die Tempe
ratur des Kühlwassers und damit auch die Betriebstemperatur der
Brennkraftmaschine einstellbar. Wegen der Übersichtlichkeit ist
diese Regelstrecke jedoch nicht eingezeichnet.
Mit einer erfindungsgemäßen Vollkonditionierung der Verbren
nungsluft und des Abgases auf Prüfständen von
Brennkraftmaschinen ist ein kostengünstiges und in allen
Prüfständen einfach zu realisierendes Konzept entwickelt, das
unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen die Rahmenbedin
gungen für die Messung - Normbedingungen - konstant hält und
somit auch die Reproduzierbarkeit dieser Messungen ermöglicht.
Claims (4)
1. Prüfstand für Brennkraftmaschinen mit einer die benötigte
Verbrennungsluft auf jeweils vorgebbare Bedingungen wie Druck,
Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit aufbereitender und
durch eine Zuluftleitung mit dem Luftansaugstutzen der Brenn
kraftmaschine fluidisch verbundener Zuluftanlage und ferner mit
einer die Abgase unter Verwendung eines Gebläses
durchsatzabhängig abführender Abgasanlage,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abgasstutzen der Brennkraftmaschine (8) durch eine ei
nen vernachlässigbaren Strömungswiderstand aufweisende Abgas
leitung (11) mit der Abgasanlage fluidisch verbunden ist, die
gebläseseitig auf einem stets mehr als ausreichenden Abgas-Un
terdruck gehalten wird und daß in der Abgasleitung (11) ein
Regelventil (12) angeordnet ist, welches in dem in Strömungs
richtung davorliegenden Abschnitt der Abgasleitung (11) einen
mit dem Druck der zugeführten Verbrennungsluft übereinstimmen
den Abgasdruck einregelt.
2. Prüfstand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Zuluftleitung (5) eine den Strömungswiderstand eines
Luftfilters simulierende Drossel (7) angeordnet ist.
3. Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Abgasleitung (11) in Strömungsrichtung vor dem Re
gelventil (12) eine den Strömungswiderstand von Schalldämpfer
und/oder Rußfilter und/oder Katalysator simulierende zweite
Drossel (9) angeordnet ist.
4. Prüfstand nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eine Drossel einstellbar ist.
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Publications (2)
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