EA003168B1 - Измерение уровня выброса загрязняющих веществ и снижение их концентрации при запуске двигателя из холодного состояния и во время ездового цикла - Google Patents

Измерение уровня выброса загрязняющих веществ и снижение их концентрации при запуске двигателя из холодного состояния и во время ездового цикла Download PDF

Info

Publication number
EA003168B1
EA003168B1 EA200000966A EA200000966A EA003168B1 EA 003168 B1 EA003168 B1 EA 003168B1 EA 200000966 A EA200000966 A EA 200000966A EA 200000966 A EA200000966 A EA 200000966A EA 003168 B1 EA003168 B1 EA 003168B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
vehicle
characteristic parameters
exhaust gases
during
engine
Prior art date
Application number
EA200000966A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200000966A1 (ru
Inventor
Михаэль Палоч-Андерсен
Original Assignee
Виссеншафтлихе Веркштатт Фюр Умвельтместехник Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=27512617&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EA003168(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from DE1997153006 external-priority patent/DE19753006C2/de
Priority claimed from DE1998129892 external-priority patent/DE19829892C2/de
Priority claimed from DE1998134037 external-priority patent/DE19834037C2/de
Application filed by Виссеншафтлихе Веркштатт Фюр Умвельтместехник Гмбх filed Critical Виссеншафтлихе Веркштатт Фюр Умвельтместехник Гмбх
Publication of EA200000966A1 publication Critical patent/EA200000966A1/ru
Publication of EA003168B1 publication Critical patent/EA003168B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0835—Hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0857—Carbon oxides
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G01M15/102—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases

Abstract

Данное изобретение относится в частности к регулировке уровня выбросов автотранспортных средств, а также судов, самолетов и тепловозов. Система регулировки может быть установлена изготовителем на новых транспортных средствах, либо водители могут модифицировать ранее выпущенные транспортные средства. Регулировка транспортных средств с низким уровнем выбросов представляет сложность, поскольку измерительный сигнал подвержен сильным колебаниям, вызванным рядом причин. Во время запуска двигателя из холодного состояния уровень выбросов является наиболее высоким относительно остальных рабочих режимов, см. фиг. 5. Транспортные средства могут быть оснащены системой автоматического запуска, обеспечивающей оптимальный режим запуска и одновременный мониторинг различных параметров. В процессе ездового цикла в действие приводятся искусственно созданные неисправности в системе сгорания, а повышенный уровень выбросов определяется системой бортового мониторинга. Система адсорбции предназначена для снижения уровня выбросов транспортных средств во время запуска двигателя из холодного состояния в случае возникновения неисправностей в двигателе или в системе последующей обработки выхлопных газов, а также в периоды высокой концентрации загрязняющих веществ в атмосфере. Для восстановления абсорбента загрязняющие вещества подвергают десорбции, подают в камеру сгорания и сжигают.

Description

В последнее время значительно активизировались усилия, направленные на снижение уровня выбросов выхлопных газов, что стало следствием существенного роста числа транспортных средств, являющихся причиной таких выбросов. В связи с этим было бы целесообразным разработать новое транспортное средство с низким уровнем выбросов и экономичным потреблением энергии.
2. Уровень техники
Выброс автомобильных транспортных средств происходит в процессе двух основных циклов:
во время запуска двигателя из холодного состояния, когда уровень выбросов весьма значителен, и в последующий период, когда двигатель прогрет и уровень выбросов довольно низок.
Невозможность установить уровень выбросов движущегося по дороге транспортного средства на испытательном стенде роликового типа при заданных условиях является серьезной проблемой. Таким образом, испытания, проведенные на таком стенде, могут рассматриваться не в качестве полностью исчерпывающих, а лишь как частичные. В связи с этим, помимо испытаний на стенде соблюдение норм выбросов для транспортных средств со сверхнизким уровнем выбросов (иЬЕУ), а также стандартов ЕИКО III и IV осуществляют также с помощью новых бортовых средств контроля.
В США легковые автомобили оснащают системой бортовой диагностики (ОВБ). для чего необходимо осуществлять мониторинг всех систем, связанных с выбросами, таких как лямбдадатчик, топливная система, система вторичного воздуха, система циркуляции выхлопных газов, система вентиляции топливного бака и система контроля за прерыванием сгорания. При этом, однако, происходит не измерение объемов выбросов загрязняющих веществ, а их косвенное сопоставление с сигналами соответствующих датчиков. Известен способ измерения выбросов во время ездового цикла. Однако уровень подлежащих измерению выбросов, когда двигатель транспортного средства разогрет, настолько низок, что сигналы измерительных датчиков с трудом можно выявить на фоне естественных шумов.
Что касается трехступенчатого каталитического нейтрализатора, для него имеется лишь ограничение на содержание углеводородов, контроль за которым косвенно осуществляется, исходя из способности каталитического нейтрализатора удерживать кислород. В этих целях сравнивают сигналы двух измерительных лямбда-датчиков, расположенных в положениях, соответственно перед и за каталитическим нейтрализатором, а соотношение между сигналами сопоставляют с объемом преобразованных углеводородов. Такая методика не обеспечивает получение данных о реальных выбросах углеводородов. Для транспортных средств со все понижающимися допустимыми уровнями выбросов более предпочтительным является непосредственное измерение объемов выбросов.
В последнее время были разработаны системы каталитической нейтрализации выхлопных газов, рабочая температура в которых устанавливается в течение одной минуты. Благодаря этому, выбросы транспортных средств сводятся к минимуму в отличие от имевшей место ранее ситуации, когда в процессе запуска двигателя из холодного состояния происходил наиболее значительный выброс загрязняющих веществ, на долю которых, таким образом, приходилась большая часть общих объемов выбросов. В данном случае важная роль принадлежит дожиганию топлива, последующей обработке или электронагреву. Были также разработаны системы, в которых в выхлоп добавляют дополнительное вещество, способствующее химической реакции, целью которой является добиться требуемого изменения состава выхлопных газов. Для удержания загрязняющих веществ, выделяющихся в процессе запуска двигателя из холодного состояния, используют абсорбенты. После прогрева двигателя и каталитического нейтрализатора происходит десорбция поглощенных ими загрязняющих веществ. Для удержания несгоревших углеводородов и сбора окислов азота используют адсорбенты на основе активированного угля и цеолита. Тем не менее необходим способ, позволяющий снижать объемы токсичных выбросов в выхлопных газах не только в процессе запуска двигателя из холодного состояния, но также в таких сложных ситуациях, когда, например, в системе сгорания или в системе последующей обработки выхлопных газов происходят сбои.
Кроме того, до сих пор была не решена проблема адаптации системы измерения выбросов для ее использования на самолетах, судах и тепловозах. Целью проведения таких измерений является создание международно признанной системы оценки и соответствующих норм выбросов, а также комплекса параметров, базирующихся на данных о выбросе.
3. Оценка уровня выбросов транспортных средств
Оценка уровня выбросов транспортных средств осуществляется с помощью системы мониторинга. Такой системой может быть изначально оснащено новое транспортное средство, либо она может быть дополнительно установлена в качестве модульного устройства на ранее выпущенные транспортные средства. В последнем случае не требуется вносить какие-либо конструктивные изменения.
В сложных условиях ездового цикла очень трудно оценить незначительные изменения в выбросах транспортного средства. Для этого существуют два альтернативных способа:
оценка выбросов в процессе запуска двигателя из холодного состояния и измерение объема выбросов в системе выхлопа во время ездового цикла.
Описание чертежей
На фиг. 1 проиллюстрированы основные компоненты системы сгорания:
- двигатель;
- система последующей обработки выхлопных газов с каталитическим нейтрализатором, глушителем и выхлопной трубой;
3- система измерений.
На фиг. 2 проиллюстрирована диаграмма ездового испытательного цикла И8 75 (вверху) и соответствующие уровни выбросов транспортного средства (внизу).
На фиг. 3 проиллюстрирован комплект для сравнительных измерений.
На фиг. 4 проиллюстрирован выброс транспортного средства с низким уровнем выбросов во время запуска двигателя из холодного состояния.
На фиг. 5 проиллюстрировано удлинение процесса запуска двигателя из холодного состояния и повышение абсолютного уровня выбросов углеводородов по мере старения каталитического нейтрализатора.
На фиг. 6 описаны характеристики, являющиеся определяющими для математического анализа уровня выбросов во время запуска двигателя из холодного состояния:
- положение максимального уровня выбросов на временной оси после старта;
- максимальное количество измеренного вещества;
- время, необходимое для осуществления запуска двигателя из холодного состояния;
- зона выбросов в момент запуска двигателя из холодного состояния.
На фиг. 7 описано приспособление для снижения уровня выбросов.
На фиг. 8 проиллюстрировано основное расположение системы адсорбции в системе выхлопа автотранспортного средства:
- система сгорания;
- система последующей обработки выхлопных газов;
- система бортового мониторинга;
- клапан;
- первый уловитель-адсорбент;
- второй уловитель-адсорбент;
- система нагрева;
- система разрежения.
На фиг. 9 проиллюстрирована передача данных с транспортного средства в центр регулировки и наоборот:
- тепловоз;
- носитель данных;
- телефон;
- судно;
- передача данных через спутник;
- самолет.
На фиг. 10 проиллюстрировано снижение скорости движения судна с учетом данных об уровне выброса, поступающих из центра регулировки.
3.1 Измерение объёма выбросов в системе
Система сгорания топлива транспортного средства в целом состоит из двух элементов: двигателя (1) и системы (2) последующей обработки (см. фиг. 1). Замеры, произведенные в положении за двигателем, обеспечивают данные о процессе сгорания топлива, а измерительные сигналы, поступающие из положения за каталитическим нейтрализатором, обеспечивают данные о состоянии системы последующей обработки выхлопных газов. Объемы наиболее важных загрязняющих веществ, измеренные в обоих положениях, существенно разнятся.
Объемы выбросов, замеренные в положении за двигателем, в 10-100 раз превышают объемы выбросов, зафиксированные в положении за каталитическим нейтрализатором, если он работает должным образом с технической точки зрения. Система измерения (3) позволяет производить замеры в обоих положениях.
На фиг. 2 проиллюстрирована диаграмма измерений, произведенных по методике американского ездового испытательного цикла ϋδ 75 в положении за каталитическим нейтрализатором, установленным на транспортном средстве с низким уровнем выбросов. Несмотря на результаты влияния торможения и ускорения, на упомянутой диаграмме не отмечены какие-либо выбросы после запуска двигателя из холодного состояния. На основании только таких количественных замеров практически невозможно выявить незначительные неисправности или медленно протекающие процессы повреждения таких транспортных средств. Это объясняется тем фактом, что оценка измерительных сигналов осуществляется относительно нулевой точки отсчета, а сигналы также подвержены естественным колебаниям. Практически невозможно различить увеличение объема выбросов, вызванное незначительной неисправностью, и увеличение уровня шума, вызванное внешними воздействиями. В такой ситуации может помочь использование методики аккумуляции. Например, в процессе сгорания топлива может быть имитирована конкретная неисправность. Такая имитированная неисправность может повлечь за собой определенный объем выбросов, выявленный в положении за двигателем.
Реальные объемы выбросов транспортного средства могут быть измерены в положениях перед и за каталитическим нейтрализатором и могут служить в качестве сравнительных данных (см. фиг. 3). Выброс выхлопных газов замеряют сначала в положении за двигателем, но перед каталитическим нейтрализатором. Такие выхлопные газы являются необработанными и служат для создания исходных измерительных сигналов, с помощью которых определяют отличительные признаки состояния двигателя.
Состояние системы последующей обработки может быть легко определено на основании замеров, произведенных в положении за каталитическим нейтрализатором.
Благодаря попеременному измерению уровня выброса выхлопных газов в положениях перед и за каталитическим нейтрализатором и попеременной подаче полученных результатов замеров в систему анализа (высокий и низкий уровни выбросов), обеспечивается возможность экономии средств и пространства внутри транспортного средства, поскольку необходимо лишь одно измерительное средство с одним отрегулированным диапазоном измерений. Такое измерительное средство рассчитано на диапазон выбросов, измеряемый в положении за каталитическим нейтрализатором. При необходимости, уровень выбросов в более высоком диапазоне измерений может быть отрегулирован путем разбавления и, таким образом, он может быть выявлен с помощью того же измерительного прибора, обладающего более высокой степенью разрешения.
3.2 Определение уровня выбросов в момент запуска двигателя из холодного состояния
На фиг. 4 проиллюстрирован уровень выбросов у транспортного средства с низким уровнем выбросов, измеренный в положении за каталитическим нейтрализатором. Если не считать повышенный уровень выбросов в момент запуска двигателя транспортного средства из холодного состояния, уровень содержания углеводородов очень низок. В течение 40-80 с после запуска двигателя уровень достаточно высок по сравнению с более низким последующим уровнем выбросов. Он может достигать нескольких тысяч частей на миллион. Следовательно, такой уровень может быть определен легче, чем более низкие уровни в последующий период работы, когда двигатель прогрет.
Преимущество измерений, производимых в момент запуска двигателя из холодного состояния, заключается в том, что выявленные на этом этапе нарушения в работе системы последующей обработки выхлопных газов особо отчетливо отображаются на диаграмме. На фиг. 5 проиллюстрировано повышение пикового уровня выбросов в момент запуска двигателя из холодного состояния, происходящее по мере старения каталитического нейтрализатора. Помимо удлинения периода выброса, что связано с необходимостью повышения температуры каталитического нейтрализатора, также происходит повышение уровня выбросов в абсолютных величинах. В результате потери действующих веществ в каталитическом нейтрализаторе эффективность процесса преобразования понижается.
Форма и размер пиковой кривой выбросов в момент запуска двигателя из холодного состояния точно отражают рабочие параметры даже новейших моделей транспортных средств.
Рекомендуется определять положение максимального уровня выбросов на временной оси после старта (4), максимальное количество измеренного вещества (5), время, необходимое для осуществления запуска двигателя из холодного состояния (6), и зону выбросов в момент запуска двигателя из холодного состояния (7), см. фиг. 6. На каждый выпущенный с заводского конвейера автомобиль имеется диаграмма индивидуальных параметров, которые определяют по средним результатам нескольких запусков двигателя из холодного состояния. Названные выше четыре отличительные характеристики заложены в транспортное средство. Соответствующие условия окружающей среды, такие как температура наружного воздуха, давление, влажность воздуха и т. д. принимаются за стандартные условия. Все последующие циклы запуска двигателя из холодного состояния сравнивают с данной диаграммой параметров и определяют, происходят ли изменения относительно названных выше четырех отличительных параметров (4-7). Если какой-либо из параметров изменится и будет превышена заранее установленная норма, должен прозвучать предупреждающий сигнал.
4. Снижение уровня выбросов при запуске двигателя из холодного состояния и в случае неисправностей во время ездового цикла
Далее будут описаны способы, дающие возможность предпринимать меры по снижению до минимума уровня выбросов в случае превышения допустимых норм выброса выхлопных газов (при запуске двигателя из холодного состояния/неисправности) либо загрязнения воздуха (интенсивный транспортный поток).
Для снижения уровня выбросов система выхлопа может быть оснащена системой адсорбции, см. фиг. 7. Уловитель-адсорбент состоит, по меньшей мере, из одного, предпочтительно нескольких химических веществ, способных в ходе соответствующего процесса адсорбции улавливать не только углеводороды, но также молекулы СО и N0. В его состав может входить, например, активированный уголь, гопкалит и различные виды цеолита.
В случае нормальной работы двигателя, выхлопные газы свободно истекают в атмосферу через выхлопную трубу. Если, однако, двигатель транспортного средства запущен после состояния длительного покоя, либо если в системе сгорания (8) или последующей обработки выхлопных газов (9) возникают неполадки (см. фиг. 8), система бортового мониторинга (10) не только информирует водителя о неполадках, но также с помощью клапана (11) обратит поток выхлопных газов в противоположное направление. В случае высокой интенсивности транспортного потока (пробки, езда по центральной части города), система адсорбции действует в автоматическом режиме, либо она может быть использована водителем в качестве дополнения к системе выхлопа в соответствии с дорожными указателями. После реверсирования выхлопные газы уже не могут свободно истекать в атмосферу и направляются в систему адсорбции. Система адсорбции состоит из двух попеременно работающих уловителей-адсорбентов (12 и 13). Во время запуска двигателя из холодного состояния или в случае неисправностей в системе сгорания или системе последующей обработки выхлопных газов выхлопные газы будут направлены в систему адсорбции. Если неисправность произошла в системе сгорания, все загрязняющие вещества будут удерживаться до тех пор, пока неисправность не будет устранена. При неисправности в системе последующей обработки выхлопных газов уловителиадсорбенты будут работать попеременно, чтобы восстанавливаться по мере того, как достигшие определенной концентрации десорбированные загрязняющие вещества будут повторно направляться в камеру сгорания (вместе со вторичным воздухом) работающего в нормальном режиме двигателя. Процесс десорбции осуществляют путем повышения температуры с помощью системы нагрева (14) и/или путем понижения давления в системе разрежения (15). За этот счет создается временной интервал между поступлением ошибочного сигнала и принятием мер, благодаря чему предотвращается рост выбросов транспортного средства. После выявления неисправности водитель сможет без проблем продолжить движение и проехать от 100 до 1000 км, то есть добраться до ближайшей автомастерской, даже находясь на не очень густо населенной территории.
Использованные адсорбенты, которые не подлежат восстановлению, можно легко заменить с использованием модульной технологии. Процесс замены аналогичен существующей методике замены масляного фильтра. Переработка уже отработанных адсорбентов должна осуществляться организованно. Адсорбенты могут быть утилизированы подобно тому, как сегодня это делают с отработанным маслом. Собранные адсорбенты могут быть затем переработаны по соответствующей известной из техники методике.
Еще одну возможность понизить уровень выбросов транспортных средств во время запуска двигателя из холодного состояния обеспечивает способ, согласно которому процесс запуска непрерывно регулируется независимо от водителя. При использовании данного способа все транспортные средства должны быть оснащены устройством автоматического запуска, осуществляющим запуск в автоматическом режиме и наиболее оптимальным образом. В процессе регулировки учитываются внешние условия, такие как температура, атмосферное давление, влажность воздуха, направление ветра, гололед, а также показатели системы бортового мониторинга.
4. Определение уровня выбросов у самолетов, судов и тепловозов
Суда, самолеты и тепловозы являются транспортными средствами, выбросы которых наиболее значительны.
Все эти три вида транспорта объединяет тот факт, что в качестве топлива они сжигают углеводороды, а продукты сгорания бесконтрольно попадают в атмосферу. В связи с этим их систему сгорания необходимо оснастить измерительной системой, через которую будут проходить выхлопные газы. Контакт между измерительной системой и выхлопными газами может быть установлен непосредственно либо обеспечен посредством забора данных.
Что касается тепловозов, данные могут храниться и передаваться с помощью компьютера, соединенного с измерительной системой через соответствующие интерфейсы, осуществляющего сбор данных на носителе данных (17) и после каждого ездового цикла архивирующего их, см. фиг. 9. Данные могут передаваться также по телефону (18), что используется на современных поездах дальнего следования. Уже во время движения данные могут передаваться в соответствующие местоположения, где они оцениваются. На судах (19) передача данных, собранных на носителях, таких как диски или таблицы, может осуществляться путем их непосредственной оценки на интерфейсе либо через спутник (20). На самолетах требуется использовать микросистемы и технику с малым весом. Во время полета данные необходимо хранить на микроносителе данных. Рекомендуется осуществлять мониторинг всех двигателей. По своим конструктивным особенностям реактивные двигатели относятся к системам открытого типа, горячие выхлопные газы в которых на большой скорости принудительно подаются в атмосферу. Измерительная система должна учитывать соотношение компонентов горючей смеси, а также внешние условия. Наиболее важным является обеспечение безопасной работы во время полета. Сохраненные данные могут быть оценены на земле с использованием носителя данных либо в беспроводном режиме в воздухе. Также следует рассмотреть возможность передачи данных через спутник.
Основной задачей в случае всех трех транспортных средств является передача наземному персоналу информации о нештатных ситуациях в процессе эксплуатации. Не менее важным, однако, является и сбор данных об уровне выбросов. Конструкция бортовых систем оценки должна быть такова, чтобы они были способны подавать предупреждающие сигналы, как только происходит превышение установленных норм выброса. Такие сигналы могут являться индикаторами отклонений от нормального режима работы и неисправностей системы сгорания или системы последующей обработки выхлопных газов. Такая система бортового мониторинга способствует повышению эксплуатационной безопасности транспортных средств.
Каждое транспортное средство из числа перечисленных выше видов должно быть оснащено диаграммами характеристик, содержащих информацию о нормах выброса как для отдельных технологических режимов с указанием данных о динамическом поведении, так и в суммированном виде. Такие системы должны содержать точные данные по допустимым нормам выброса из расчета на один километр или одну милю. Устройство оценки должно содержать точно установленные параметры по выбранным временным отрезкам, таким как период запуска и приземления самолета, запуска или торможения тепловоза и маневрирования судна в гавани. Такие нормативы рассчитывают, исходя из типа транспортного средства, года его выпуска и с учетом других индивидуальных характеристик.
В случае с системой регулирования открытого типа измерения производятся с использованием и без использования внутреннего регулирования, а каждое текущее измеренное значение сравнивается с архивированными данными характеристической диаграммы. Если нормы выброса существенно превышены, подается предупреждающий сигнал. Что касается систем закрытого типа, транспортное средство постоянно соединено с системой регулирования соответствующих технологических процессов. Возможно, что будет необходимо отрегулировать параметры вождения или полета с помощью системы регулирования технологических процессов. В результате этого, с учетом показателей выброса, скорость может понизиться либо повыситься, и даже могут быть изменены маршруты полетов, если такое изменение окажется необходимым, см. фиг. 10. Центр регулирования технологических процессов устанавливает необходимые нормы выброса в тех временных отрезках или в тех местах, когда и где уровень выбросов особенно высок. Любые положительные или отрицательные результаты, связанные с выполнением задачи транспортировки, рассматриваются системой оценки. Все сохраненные данные собираются и передаются в международную систему оценки.

Claims (3)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ распознавания дефектов в работе двигателя и системы последующей обработки выхлопных газов с каталитическим дожигателем выхлопных газов путем измерения содержания загрязняющих компонентов в выхлопных газах, образующихся при работе транспортных средств, при этом концентрацию газообразных компонентов, углеводорода (НС), моноокисла углерода (СО) и окисла азота (N0), образовавшихся в период запуска двигателя из холодного состояния, рас познают с помощью газоанализирующего устройства, отличающийся тем, что максимальное количество измеренных компонентов, продолжительность запуска двигателя из холодного состояния, положение во времени максимального уровня выбросов после запуска рассматриваются как характеристические параметры при оценке состояния транспортного средства, при этом у каждого транспортного средства в процессе осуществления заводского контроля качества либо в специализированной мастерской производят многократный запуск двигателя из холодного состояния, а все данные характеристических параметров, полученные при испытании в том момент, когда все содержащиеся в выхлопных газах компоненты полностью отвечали условиям эксплуатации, рассчитываются как среднее значение и сохраняются в бортовой системе измерений, контроля и регулирования транспортного средства, а характеристические параметры, зафиксированные при каждом новом запуске двигателя из холодного состояния, сравниваются с сохраненными характеристическими параметрами, при этом при любом существенном нежелательном превышении предельных значений приводится в действие предупреждающий сигнал.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в ходе его осуществления процесс запуска автоматически регулируют с целью определения оптимизированных характеристических параметров, поступающих от бортовой системы измерений, контроля и регулирования, за счет чего в транспортное средство поступает оптимизированная, равномерная, постоянно сравниваемая и регулируемая характеристика запуска, в которой с целью обеспечения оптимизации характеристических параметров в период запуска из холодного состояния учитываются наиболее важные параметры окружающей среды, влияющие на нормальную работу, такие как температура наружного воздуха, атмосферное давление, влажность воздуха, направление и сила ветра, а также обледенение.
  3. 3. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в транспортное средство заложены искусственно и преднамеренно смоделированные в заранее заданных пределах неисправности, приводящие в процессе вождения к определенному и известному повышению количества загрязняющих веществ, которое измеряют и оценивают, используя характеристические параметры, благодаря чему высокие концентрации, возникающие после того, как давление в системе сгорания подвергнуто разрежению с помощью насоса, и низкие концентрации в положении за каталитическим дожигателем выхлопных газов измеряют в неразреженном виде, а значения, измеренные в положениях до и после каталитического дожигателя выхлопных газов, сравнивают друг с другом, используя для этого характеристические параметры.
EA200000966A 1997-11-30 1998-11-04 Измерение уровня выброса загрязняющих веществ и снижение их концентрации при запуске двигателя из холодного состояния и во время ездового цикла EA003168B1 (ru)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997153006 DE19753006C2 (de) 1997-11-30 1997-11-30 Verfahren zur Beurteilung von Abgasgrenzwertverletzungen und zur Beurteilung der Güte abgasrelevanter Bauteile bei niedrig emittierenden Kraftfahrzeugen während der Fahrt
DE1998109798 DE19809798A1 (de) 1997-11-30 1998-03-09 Minderung der Schadstoffemission während der Kaltstartphase im Kraftfahrzeug durch Optimierungsmaßnahmen
DE1998126179 DE19826179A1 (de) 1997-11-30 1998-06-14 Kontrolle des Verbrennungsvorganges und der Abgasnachbehandlung in Zero-Emission Kraftfahrzeugen
DE1998129892 DE19829892C2 (de) 1998-07-05 1998-07-05 System zur Minderung des Schadstoffausstoßes bei On-Board erfassten Defekten im Abgasnachbehandlungssystem von Kraftfahrzeugen
DE1998134037 DE19834037C2 (de) 1998-07-29 1998-07-29 Verfahren zur Emissionsüberwachung bei Schiffen, Flugzeugen und nicht elektrisch betriebenen Lokomotiven, während der Fahrt oder während des Fluges
PCT/DE1998/003305 WO1999028603A2 (de) 1997-11-30 1998-11-04 Messung von schadstoffkomponenten im abgas und minderung zu hoher schadstoffemissionen während kaltstart und fahrt

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200000966A1 EA200000966A1 (ru) 2001-04-23
EA003168B1 true EA003168B1 (ru) 2003-02-27

Family

ID=27512617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200000966A EA003168B1 (ru) 1997-11-30 1998-11-04 Измерение уровня выброса загрязняющих веществ и снижение их концентрации при запуске двигателя из холодного состояния и во время ездового цикла

Country Status (19)

Country Link
US (1) US6532793B1 (ru)
EP (1) EP1002186B1 (ru)
AT (1) ATE201084T1 (ru)
AU (1) AU755619B2 (ru)
CA (1) CA2350036A1 (ru)
DE (2) DE19881838D2 (ru)
DK (1) DK1002186T3 (ru)
EA (1) EA003168B1 (ru)
ES (1) ES2156448T3 (ru)
GR (1) GR3036230T3 (ru)
HK (1) HK1029825A1 (ru)
IL (1) IL138124A0 (ru)
NZ (1) NZ506493A (ru)
PT (1) PT1002186E (ru)
SI (1) SI1002186T1 (ru)
TJ (1) TJ326B (ru)
TR (1) TR200002521T2 (ru)
TW (1) TW455680B (ru)
WO (1) WO1999028603A2 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6983645B2 (en) * 2002-08-06 2006-01-10 Southwest Research Institute Method for accelerated aging of catalytic converters incorporating engine cold start simulation
US6879936B2 (en) * 2002-01-09 2005-04-12 Fisher Controls International Llc Diagnostic apparatus and methods for a chemical detection system
US7412335B2 (en) 2002-08-06 2008-08-12 Southwest Research Institute Component evaluations using non-engine based test system
WO2006101987A2 (en) * 2005-03-17 2006-09-28 Southwest Research Institute Use of recirculated exhaust gas in a burner-based exhaust generation system for reduced fuel consumption and for cooling
US8425224B2 (en) 2005-03-17 2013-04-23 Southwest Research Institute Mass air flow compensation for burner-based exhaust gas generation system
WO2007019329A2 (en) * 2005-08-05 2007-02-15 Southwest Research Institute Secondary air injector for use with exhaust gas simulation system
GB2472986B (en) * 2009-08-24 2016-09-07 Gm Global Tech Operations Llc Method and apparatus for monitoring the light-off temperature of a diesel oxidation catalyst
US8448421B2 (en) * 2010-02-11 2013-05-28 Umicore Ag & Co. Kg HC adsorber with OBD capability
DE102010030200A1 (de) * 2010-06-17 2011-12-22 Robert Bosch Gmbh Erfassungsgerät für ein Mautsystem, Mautsystem und ein Verfahren zur Ermittlungeiner Maut
DE102011103699A1 (de) * 2011-06-09 2012-12-13 Daimler Ag Verfahren zur Überwachung eines in einem Kraftfahrzeug installierten Subsystems
SE536553C2 (sv) * 2012-06-19 2014-02-18 Scania Cv Ab Diagnostisering av startsystem
CN106447798B (zh) * 2016-09-23 2019-01-22 深圳市智慧交通有限公司 一种基于碳交易的城市汽车尾气排放总量控制系统及方法
SE542561C2 (en) 2018-06-11 2020-06-09 Scania Cv Ab Method and system determining a reference value with regard to exhaust emissions
CN109459527A (zh) * 2018-09-25 2019-03-12 中国商用飞机有限责任公司 一种飞机座舱一氧化碳浓度的监测方法及监测系统
CN109653848B (zh) * 2018-12-27 2020-09-22 天津大学 一种在机动车冷启动过程中吸附氮氧化物和/或烃类化合物的方法
KR20210118150A (ko) * 2019-03-08 2021-09-29 볼 웨이브 가부시키가이샤 수분 센서를 보정하기 위한 시스템, 방법 및 프로그램
FR3116117A1 (fr) 2020-11-10 2022-05-13 Psa Automobiles Sa Procede de test d’un vehicule sur un banc d’essai
CN113029571B (zh) * 2021-03-31 2023-06-27 徐州徐工挖掘机械有限公司 一种液压挖掘机排放污染物测试系统与方法
CN113418818B (zh) * 2021-06-16 2022-12-16 一汽奔腾轿车有限公司 一种高压直喷汽油机机油稀释测量方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3852730A (en) * 1971-10-12 1974-12-03 J Commins Emission monitoring system
DE3409948A1 (de) * 1984-03-17 1985-09-26 Joachim 6380 Bad Homburg Komusin Einrichtung zur messung und anzeige der abgaswerte und/oder schadstoffmengen im abgas eines mit einem verbrennungsmotor ausgeruesteten kraftfahrzeugs
DE4001334A1 (de) * 1989-11-04 1991-05-08 Gutmann Messtechnik Ag Nachruestsatz fuer otto-motoren
DE4005803C2 (de) * 1990-02-23 1999-05-20 Rabe Juergen Verfahren und Anordnung zur Erfassung und Bewertung von Abgasemissionen
JPH0417710A (ja) * 1990-05-02 1992-01-22 Mazda Motor Corp エンジンの排気浄化装置
EP0454937A1 (de) * 1990-05-02 1991-11-06 Franz Dr. Krassnigg Kombinationsfilter für zumindest im wesentlichen gasförmige Medien sowie dessen Verwendung
US5163412A (en) * 1991-11-08 1992-11-17 Neutronics Enterprises, Inc. Pollution control system for older vehicles
JP3120588B2 (ja) * 1992-09-07 2000-12-25 トヨタ自動車株式会社 車両特性変更装置
DE4239875C2 (de) * 1992-11-27 1999-02-11 Degussa Abgasreinigungssystem zur Verminderung der Kohlenwasserstoff-Emissionen während des Kaltstarts von Verbrennungskraftmaschinen
DE4302779C2 (de) * 1993-02-02 1995-10-05 Porsche Ag Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit von im Abgasstrang, von mit einer Brennkraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeugen eingesetzten Abgaskatalysatoren
US5431042A (en) * 1994-03-10 1995-07-11 General Motors Corporation Engine emissions analyzer
US5678402A (en) * 1994-03-23 1997-10-21 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control system for internal combustion engines and exhaust system temperature-estimating device applicable thereto
JPH0877471A (ja) * 1994-09-01 1996-03-22 Fujitsu Ten Ltd 防犯システム
AU3800095A (en) * 1995-03-28 1996-10-16 Richard Langlechner Exhaust gas testing device, in particular for motor vehicles
DE19645202B4 (de) * 1995-12-23 2006-05-11 Volkswagen Ag Verfahren zur Überwachung der Konvertierungsrate eines Abgaskatalysators für eine Brennkraftmaschine
JP3692593B2 (ja) * 1996-03-01 2005-09-07 日産自動車株式会社 車両盗難防止装置
US5750886A (en) * 1996-06-27 1998-05-12 General Motors Corporation Engine emissions analyzer with diagnostic
US5787705A (en) * 1996-08-30 1998-08-04 General Motors Corporation Catalyst diagnostic
JP3658115B2 (ja) * 1996-11-20 2005-06-08 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Also Published As

Publication number Publication date
TJ326B (en) 2001-12-24
WO1999028603A3 (de) 1999-08-19
DK1002186T3 (da) 2001-05-28
NZ506493A (en) 2003-03-28
DE59800700D1 (de) 2001-06-13
EP1002186B1 (de) 2001-05-09
TW455680B (en) 2001-09-21
WO1999028603A2 (de) 1999-06-10
ATE201084T1 (de) 2001-05-15
HK1029825A1 (en) 2001-04-12
US6532793B1 (en) 2003-03-18
CA2350036A1 (en) 1999-06-10
SI1002186T1 (ru) 2001-10-31
PT1002186E (pt) 2001-10-31
AU755619B2 (en) 2002-12-19
EP1002186A2 (de) 2000-05-24
EA200000966A1 (ru) 2001-04-23
TR200002521T2 (tr) 2001-04-20
WO1999028603B1 (de) 1999-09-30
DE19881838D2 (de) 2001-11-08
IL138124A0 (en) 2001-10-31
AU1662899A (en) 1999-06-16
GR3036230T3 (en) 2001-10-31
ES2156448T3 (es) 2001-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA003168B1 (ru) Измерение уровня выброса загрязняющих веществ и снижение их концентрации при запуске двигателя из холодного состояния и во время ездового цикла
US6739176B2 (en) Process for checking the operability of an exhaust gas purification catalyst
US6694243B2 (en) Method and apparatus for determining oxygen storage capacity time of a catalytic converter
US6631611B2 (en) Methodology of robust initialization of catalyst for consistent oxygen storage capacity measurement
US8629781B2 (en) Efficiency determination for a selective-catalytic-reduction catalyst
CN106460626B (zh) 用于在内燃机的运行中颗粒过滤器的再生的方法
US20120023911A1 (en) Detection of exhaust particulate filter substrate failure
US6502386B1 (en) Catalyst monitoring in a diesel engine
JP2016533448A (ja) 触媒化された基材のための車載式診断システム
KR20150091324A (ko) 산화질소 트랩의 진단 방법 및 장치
WO2012126892A1 (en) Method for operating diesel engines to avoid the formation of white smoke during diesel particulate filter regeneration
US20120227380A1 (en) Hydrocarbon conversion diagnostic
Theis Catalytic converter diagnosis using the catalyst exotherm
Fiengo et al. On‐board diagnosis for three‐way catalytic converters
Adamiak et al. An analysis of emissions at low ambient temperature from diesel passenger cars using the WLTP test procedure
Sachdev et al. Effect of ash accumulation on the performance of diesel exhaust particulate traps
Ahari et al. A Case Study in DOC OBD Limit Parts’ Performance and Detection
Fiengo et al. A fault diagnosis algorithm for three-way catalytic converters
KR102084212B1 (ko) 질소 산화물 트랩의 진단 방법 및 이와 결합된 엔진
MXPA00009019A (en) Measurement of contaminant components in exhaust gas and reduction of excessive contaminant emissions during cold starts and while driving
KR100506716B1 (ko) 디젤 입자상물질 필터의 재생 방법
DE19829892C2 (de) System zur Minderung des Schadstoffausstoßes bei On-Board erfassten Defekten im Abgasnachbehandlungssystem von Kraftfahrzeugen
Olszowiec et al. Analysis of electrical parameters of an internal combustion engine to determine the state of Its efficiency and ecological level
Burk et al. Cold start hydrocarbon emissions control via admixing three way conversion catalysts with heat exchange and hydrocarbon adsorption phenomena
Tang et al. Motor Vehicle Emission Control Quality Monitoring for On-Road Driving: Dynamic Signature Recognition of NO x & NH 3 Emissions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU