JP3013873B2 - 白煙計測方法 - Google Patents
白煙計測方法Info
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- JP3013873B2 JP3013873B2 JP6270408A JP27040894A JP3013873B2 JP 3013873 B2 JP3013873 B2 JP 3013873B2 JP 6270408 A JP6270408 A JP 6270408A JP 27040894 A JP27040894 A JP 27040894A JP 3013873 B2 JP3013873 B2 JP 3013873B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載されたディ
ーゼルエンジン等の排気から生じる白煙の濃度を、試験
台上に定置されたエンジンの排気白煙濃度から求めるた
めの装置に関する。
ーゼルエンジン等の排気から生じる白煙の濃度を、試験
台上に定置されたエンジンの排気白煙濃度から求めるた
めの装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の白煙計測装置においては、特開平
４ー２０４３５１号公報に例示されているように、低温
室内の試験台上に定置されたエンジンの排気を分流し
て、ノズルからその低温室内に放出させ、その分流排気
に生じる白煙を透過式白煙計測器で計測することによ
り、排気の白煙レベルをエンジンの車両搭載時と同様に
評価できるようにしている。しかしながら、エンジンを
搭載した実車における白煙の目視フィーリング評価と上
記計測結果との間に、実際上は必ずしも良好な相関性が
求められるとは限らなかった。
４ー２０４３５１号公報に例示されているように、低温
室内の試験台上に定置されたエンジンの排気を分流し
て、ノズルからその低温室内に放出させ、その分流排気
に生じる白煙を透過式白煙計測器で計測することによ
り、排気の白煙レベルをエンジンの車両搭載時と同様に
評価できるようにしている。しかしながら、エンジンを
搭載した実車における白煙の目視フィーリング評価と上
記計測結果との間に、実際上は必ずしも良好な相関性が
求められるとは限らなかった。
【０００３】この理由としては、低温室内にエンジン排
気を放出するノズルの形状や、白煙計測後の排気を低温
室外に排出するための吸引能力の大きさ等によって、排
気に混入する冷気の割合を示す冷気混合率、すなわち、
〔排気に混入した冷気の流量〕／〔排気に冷気が混入し
た後の全流量〕の値が変動するため、発生した白煙の濃
度が変化することに基づくと考えられる。
気を放出するノズルの形状や、白煙計測後の排気を低温
室外に排出するための吸引能力の大きさ等によって、排
気に混入する冷気の割合を示す冷気混合率、すなわち、
〔排気に混入した冷気の流量〕／〔排気に冷気が混入し
た後の全流量〕の値が変動するため、発生した白煙の濃
度が変化することに基づくと考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低温室内の
試験台上等に定置されたエンジンの排気に発生する白煙
の濃度を計測し、これから実車におけるエンジン排気の
白煙濃度を精度良く求めようとするものである。
試験台上等に定置されたエンジンの排気に発生する白煙
の濃度を計測し、これから実車におけるエンジン排気の
白煙濃度を精度良く求めようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、本発明にかか
る白煙計測方法は、定置されたエンジンの排気を分流し
て冷却通路に導入し、上記冷却通路に導入された冷気と
上記分流排気とを混合させることにより白煙を発生さ
せ、上記白煙を光透過式スモークメータに通過させて上
記白煙の光透過率を検出し、実車や定置エンジンのエン
ジン排気における白煙の直径、絶対温度、冷気混合率、
もしくは、排気濃度、もしくは、ＣＯ2 濃度を用いた算
式により上記光透過率から実車におけるエンジン排気白
煙の光透過率を求め、この光透過率に基づき実車におけ
るエンジン排気の白煙濃度を求める。
る白煙計測方法は、定置されたエンジンの排気を分流し
て冷却通路に導入し、上記冷却通路に導入された冷気と
上記分流排気とを混合させることにより白煙を発生さ
せ、上記白煙を光透過式スモークメータに通過させて上
記白煙の光透過率を検出し、実車や定置エンジンのエン
ジン排気における白煙の直径、絶対温度、冷気混合率、
もしくは、排気濃度、もしくは、ＣＯ2 濃度を用いた算
式により上記光透過率から実車におけるエンジン排気白
煙の光透過率を求め、この光透過率に基づき実車におけ
るエンジン排気の白煙濃度を求める。
【０００６】
【作用】すなわち、定置されたエンジンの分流排気に冷
気を混合させて白煙を発生させ、その白煙の光透過率を
検出することにより、一定の算式を用いて求めた実車に
おけるエンジン排気白煙の光透過率に基づき、実車にお
けるエンジン排気の白煙濃度を求めるようにしているの
で、定置エンジンに関する計測値等から実車におけるエ
ンジン排気の白煙濃度を、高い相関性をもって容易に求
めることができる。
気を混合させて白煙を発生させ、その白煙の光透過率を
検出することにより、一定の算式を用いて求めた実車に
おけるエンジン排気白煙の光透過率に基づき、実車にお
けるエンジン排気の白煙濃度を求めるようにしているの
で、定置エンジンに関する計測値等から実車におけるエ
ンジン排気の白煙濃度を、高い相関性をもって容易に求
めることができる。
【０００７】
【実施例】以下、図面に示す本発明の実施例について具
体的に説明する。図１において、低温室１内の試験台上
に定置されたディーゼルエンジン２の排気は、排気管３
によって大部分が低温室１外へ吸引、放出されるが、排
気管３から分岐した分流管４に定流量サンプル用ポンプ
５が設置されていて、このポンプ５により上記排気の一
部である一定流量が分流管４に分流させられ、その分流
排気が分流管４内を流れる間は図示しない加熱装置によ
り降温が抑制されて、分流管４の管端から冷却ダクト６
内に放出される。
体的に説明する。図１において、低温室１内の試験台上
に定置されたディーゼルエンジン２の排気は、排気管３
によって大部分が低温室１外へ吸引、放出されるが、排
気管３から分岐した分流管４に定流量サンプル用ポンプ
５が設置されていて、このポンプ５により上記排気の一
部である一定流量が分流管４に分流させられ、その分流
排気が分流管４内を流れる間は図示しない加熱装置によ
り降温が抑制されて、分流管４の管端から冷却ダクト６
内に放出される。
【０００８】一方、冷却ダクト６内には分流管４の管端
に近接してオリフイス板７が設置されており、分流管４
の管端から冷却ダクト６内に放出された分流排気がオリ
フイス板７を通過することにより、周囲の冷気がその排
気と効率よく混合して排気が冷却され、主に排気に含ま
れていたＨＣ成分による白煙８がオリフイス板７の下流
側で発生する。
に近接してオリフイス板７が設置されており、分流管４
の管端から冷却ダクト６内に放出された分流排気がオリ
フイス板７を通過することにより、周囲の冷気がその排
気と効率よく混合して排気が冷却され、主に排気に含ま
れていたＨＣ成分による白煙８がオリフイス板７の下流
側で発生する。
【０００９】また、冷却ダクト６の白煙８が発生してい
る個所には光透過式スモークメータ９が設置されてい
て、スモークメータ９により排気白煙８の濃度が検出さ
れ、その後、排気及び冷気の混合気体は排気管１０を通
って低温室１の外方に排出されるが、排気管１０に設け
られた定流量バルブ１１によって上記混合気体の流量が
一定となるように制御され、他方、分流排気の流量がポ
ンプ５により定められているため、結果的には分流排気
に混入する冷気の流量、従って、上記混合気体の冷気混
合率が一定に安定するよう調整される。
る個所には光透過式スモークメータ９が設置されてい
て、スモークメータ９により排気白煙８の濃度が検出さ
れ、その後、排気及び冷気の混合気体は排気管１０を通
って低温室１の外方に排出されるが、排気管１０に設け
られた定流量バルブ１１によって上記混合気体の流量が
一定となるように制御され、他方、分流排気の流量がポ
ンプ５により定められているため、結果的には分流排気
に混入する冷気の流量、従って、上記混合気体の冷気混
合率が一定に安定するよう調整される。
【００１０】さらに、排気管３に設けられたＣＯ2 計１
２の出力と、冷却ダクト６のスモークメータ９下流側に
設けられたＣＯ2 計１３の出力とを対比することによ
り、ポンプ５により分流管４に分流させられた排気の流
量から、冷却ダクト６内の排気に混入した冷気の流量を
算出できるので、定流量バルブ１１により規制された上
記混合気体の流量から、冷却ダクト６のスモークメータ
９が配置された個所における冷気混合率を常時モニタす
ることができる。
２の出力と、冷却ダクト６のスモークメータ９下流側に
設けられたＣＯ2 計１３の出力とを対比することによ
り、ポンプ５により分流管４に分流させられた排気の流
量から、冷却ダクト６内の排気に混入した冷気の流量を
算出できるので、定流量バルブ１１により規制された上
記混合気体の流量から、冷却ダクト６のスモークメータ
９が配置された個所における冷気混合率を常時モニタす
ることができる。
【００１１】次に、上記装置によって、実車と相関性の
高いエンジン排気の白煙濃度を求めることが可能なこと
を説明する。まず、光透過式スモークメータの原理を説
明すると、図２に概略が示されているように、光源２０
を出た光は白煙２１の中を長さＬの距離だけ通過して光
量が減少し、白煙２１の反対側に置かれたフォトセル２
２によりその光量が受け止められて、フォトセル２２は
受光量に比例した電流を出力する。
高いエンジン排気の白煙濃度を求めることが可能なこと
を説明する。まず、光透過式スモークメータの原理を説
明すると、図２に概略が示されているように、光源２０
を出た光は白煙２１の中を長さＬの距離だけ通過して光
量が減少し、白煙２１の反対側に置かれたフォトセル２
２によりその光量が受け止められて、フォトセル２２は
受光量に比例した電流を出力する。
【００１２】この場合、光源２０の発光量をＰ、フォト
セル２２の受光量をＰ1 とすると、光透過度Ｔは、 Ｔ＝Ｐ1 ／Ｐ （１） 光不透過率Ｎは、 Ｎ＝（１−Ｔ）×１００ （２） でそれぞれ表され、さらに、白煙濃度（１／ｍ）をＲ、
光が煙を通過する長さ（有効光路長）（ｍ）をＬとする
と、 が成立し、この（３）式はＢｅｅｒ−Ｌａｍｂｅｒｔの
法則といわれ、光透過度Ｔと白煙濃度Ｒとの関係を表
し、従って、（２）式から光不透過率Ｎと白煙濃度Ｒと
の関係も求められる。
セル２２の受光量をＰ1 とすると、光透過度Ｔは、 Ｔ＝Ｐ1 ／Ｐ （１） 光不透過率Ｎは、 Ｎ＝（１−Ｔ）×１００ （２） でそれぞれ表され、さらに、白煙濃度（１／ｍ）をＲ、
光が煙を通過する長さ（有効光路長）（ｍ）をＬとする
と、 が成立し、この（３）式はＢｅｅｒ−Ｌａｍｂｅｒｔの
法則といわれ、光透過度Ｔと白煙濃度Ｒとの関係を表
し、従って、（２）式から光不透過率Ｎと白煙濃度Ｒと
の関係も求められる。
【００１３】また、図３に示されているように、光源２
０とフォトセル２２との間の光路にそれぞれ光透過率
ａ、ｂの２枚のフィルタ２３、２４を上記光路と垂直に
置いた場合、両フィルタ２３、２４に対する全体の光透
過率ｃは、 ｃ＝ａ×ｂ （４） で表される。
０とフォトセル２２との間の光路にそれぞれ光透過率
ａ、ｂの２枚のフィルタ２３、２４を上記光路と垂直に
置いた場合、両フィルタ２３、２４に対する全体の光透
過率ｃは、 ｃ＝ａ×ｂ （４） で表される。
【００１４】前記のように、エンジン排気に白煙を生成
させるため排気を冷気によって希釈すると、この冷気に
より白煙濃度が薄められることになり、従って、光透過
式スモークメータにより検出される光透過率も変化する
ことになる。冷気の希釈による光透過率の変化を求める
にあたって、以下の仮定を用いることにする。一般に均
一な白煙は、図４に示されているように、光源２０とフ
ォトセル２２との間の光路にそれぞれ光透過率ΔＣ（≒
＋０）のフィルタ２５が等間隔で上記光路と垂直にｈ
（＝∞）枚配列されたものと考えられるので、最終の光
透過率Ｃは、（４）式から で表される。
させるため排気を冷気によって希釈すると、この冷気に
より白煙濃度が薄められることになり、従って、光透過
式スモークメータにより検出される光透過率も変化する
ことになる。冷気の希釈による光透過率の変化を求める
にあたって、以下の仮定を用いることにする。一般に均
一な白煙は、図４に示されているように、光源２０とフ
ォトセル２２との間の光路にそれぞれ光透過率ΔＣ（≒
＋０）のフィルタ２５が等間隔で上記光路と垂直にｈ
（＝∞）枚配列されたものと考えられるので、最終の光
透過率Ｃは、（４）式から で表される。
【００１５】まず最初に、白煙が希釈されずに一定濃度
である場合、光透過式スモークメータの光が白煙を通過
する距離、すなわち、有効光路長が変化したときの光透
過率の変化を考える。図５に示されているように、白煙
は希釈、圧縮、膨張等を起こさず矢印の方向に、上流側
のスモークメータ３０の場所から下流側のスモークメー
タ３１の場所へ流れ、このとき有効光路長がＬ1 からＬ
2 に変化し、スモークメータ３０、３１の有効光路長範
囲に光透過率ΔＣのフィルタがそれぞれｈ枚、ｋ枚存在
していると仮定すると、白煙が一定濃度のため上記フィ
ルタがそれぞれ等間隔に配置されているとすれば、 ｈ／ｋ＝Ｌ1 ／Ｌ2 （６） が成立し、このとき、それぞれスモークメータ３０、３
１により計測終的な光透過率Ｃ1 、Ｃ2 は（５）式か
ら、 と表すことができるので、（６）式〜（８）式から と表すことができ、（９）式は白煙濃度が変化しない
で、すなわち、希釈されないで有効光路長がＬ1 からＬ
2 に変化した場合の光透過率の変化を示す関係式であっ
て、また、（９）式は（３）式より同様の結果を導くこ
とができる。
である場合、光透過式スモークメータの光が白煙を通過
する距離、すなわち、有効光路長が変化したときの光透
過率の変化を考える。図５に示されているように、白煙
は希釈、圧縮、膨張等を起こさず矢印の方向に、上流側
のスモークメータ３０の場所から下流側のスモークメー
タ３１の場所へ流れ、このとき有効光路長がＬ1 からＬ
2 に変化し、スモークメータ３０、３１の有効光路長範
囲に光透過率ΔＣのフィルタがそれぞれｈ枚、ｋ枚存在
していると仮定すると、白煙が一定濃度のため上記フィ
ルタがそれぞれ等間隔に配置されているとすれば、 ｈ／ｋ＝Ｌ1 ／Ｌ2 （６） が成立し、このとき、それぞれスモークメータ３０、３
１により計測終的な光透過率Ｃ1 、Ｃ2 は（５）式か
ら、 と表すことができるので、（６）式〜（８）式から と表すことができ、（９）式は白煙濃度が変化しない
で、すなわち、希釈されないで有効光路長がＬ1 からＬ
2 に変化した場合の光透過率の変化を示す関係式であっ
て、また、（９）式は（３）式より同様の結果を導くこ
とができる。
【００１６】次に、白煙が希釈された場合に、光透過式
スモークメータにより検出される光透過率の変化を求め
る。このような光透過率の変化を考えるとき、希釈によ
り白煙がスモークメータの光路方向に膨張した場合と、
スモークメータの光路と垂直の方向に膨張した場合とに
分けて考える必要がある。
スモークメータにより検出される光透過率の変化を求め
る。このような光透過率の変化を考えるとき、希釈によ
り白煙がスモークメータの光路方向に膨張した場合と、
スモークメータの光路と垂直の方向に膨張した場合とに
分けて考える必要がある。
【００１７】スモークメータ内の白煙が希釈されること
により、図６（Ａ）、（Ｂ）にそれぞれ示されているよ
うに、光源２０とフォトセル２２との間の光路における
有効光路長が光路方向にＬ1 からＬ2 に変化したとすれ
ば、この場合には、光透過率がそれぞれΔＣであるｈ枚
のフィルタ２５の間隔のみが希釈の前後で変化したと考
えてよいので、希釈前後における各光透過率Ｃ1 、Ｃ3
の関係式は、 となり、希釈による光路方向の有効光路長の変化によっ
て、光透過率は変化しないことになる。
により、図６（Ａ）、（Ｂ）にそれぞれ示されているよ
うに、光源２０とフォトセル２２との間の光路における
有効光路長が光路方向にＬ1 からＬ2 に変化したとすれ
ば、この場合には、光透過率がそれぞれΔＣであるｈ枚
のフィルタ２５の間隔のみが希釈の前後で変化したと考
えてよいので、希釈前後における各光透過率Ｃ1 、Ｃ3
の関係式は、 となり、希釈による光路方向の有効光路長の変化によっ
て、光透過率は変化しないことになる。
【００１８】また、スモークメータにより計測される白
煙がスモークメータの光路と垂直の方向に希釈されたと
きの光透過率の変化を考える場合、最初に、図７（Ｘ）
に示されているように光源２０とフォトセル２２との間
に存在して光路と垂直方向の長さＬ1 の白煙４０が、図
７（Ｚ）に示されているように光路と垂直方向の長さＬ
2 の白煙４１に変化したときを考える。
煙がスモークメータの光路と垂直の方向に希釈されたと
きの光透過率の変化を考える場合、最初に、図７（Ｘ）
に示されているように光源２０とフォトセル２２との間
に存在して光路と垂直方向の長さＬ1 の白煙４０が、図
７（Ｚ）に示されているように光路と垂直方向の長さＬ
2 の白煙４１に変化したときを考える。
【００１９】このとき、まず白煙４０が希釈されずに、
図７（Ｘ）の状態から図７（Ｙ）の状態のように、光路
方向に１／２倍、光路と垂直方向に２倍に変化した白煙
４２になったとすると、白煙濃度が変化していないた
め、図７（Ｘ）の状態での光透過率Ｃ1 と図７（Ｙ）の
状態での光透過率Ｃ4 との関係式は、（９）式から と表すことができ、さらに、図７（Ｙ）の状態から図７
（Ｚ）の状態に白煙４２を光路方向に２倍に希釈させた
とき、図７（Ｙ）の光透過率Ｃ4 と図７（Ｚ）の光透過
率Ｃ5 との関係式は、（１０）式から Ｃ4 ＝Ｃ5 （１２） となり、（１１）式及び（１２）式から、 を導くことができる。同様に考えて、白煙がスモークメ
ータの光路と垂直の方向にＬ1 からＬ2 （Ｌ1 ＜Ｌ2 ）
に希釈されたとき、それぞれの光透過率Ｃ1 、Ｃ6 の関
係式は、 と表すことができる。
図７（Ｘ）の状態から図７（Ｙ）の状態のように、光路
方向に１／２倍、光路と垂直方向に２倍に変化した白煙
４２になったとすると、白煙濃度が変化していないた
め、図７（Ｘ）の状態での光透過率Ｃ1 と図７（Ｙ）の
状態での光透過率Ｃ4 との関係式は、（９）式から と表すことができ、さらに、図７（Ｙ）の状態から図７
（Ｚ）の状態に白煙４２を光路方向に２倍に希釈させた
とき、図７（Ｙ）の光透過率Ｃ4 と図７（Ｚ）の光透過
率Ｃ5 との関係式は、（１０）式から Ｃ4 ＝Ｃ5 （１２） となり、（１１）式及び（１２）式から、 を導くことができる。同様に考えて、白煙がスモークメ
ータの光路と垂直の方向にＬ1 からＬ2 （Ｌ1 ＜Ｌ2 ）
に希釈されたとき、それぞれの光透過率Ｃ1 、Ｃ6 の関
係式は、 と表すことができる。
【００２０】ここで、エンジンの排気が冷気中に放出さ
れて、白煙が生成される場合の白煙濃度の変化を検討す
る。図８（Ａ）に示されているように、直径ｄ1 、流速
ｖ1 、光透過率Ｃm 、標準状態での流量ｑ1 の実車にお
けるエンジン排気が、冷気の希釈によって直径Ｄ1、流
速Ｖ1 、光透過率Ｃ11、標準状態での流量Ｑ1 に変化す
る一方、図８（Ｂ）に示されているように、直径ｄ2 、
流速ｖ2 、光透過率Ｃs 、標準状態での流量ｑ2 の試験
台上エンジンにおける排気が、冷気の希釈によって直径
Ｄ2 、流速Ｖ2 、光透過率Ｃ12、標準状態での流量Ｑ2
に変化し、光透過式スモークメータによりそれぞれの排
気流と垂直に光透過率が計測されたとする。
れて、白煙が生成される場合の白煙濃度の変化を検討す
る。図８（Ａ）に示されているように、直径ｄ1 、流速
ｖ1 、光透過率Ｃm 、標準状態での流量ｑ1 の実車にお
けるエンジン排気が、冷気の希釈によって直径Ｄ1、流
速Ｖ1 、光透過率Ｃ11、標準状態での流量Ｑ1 に変化す
る一方、図８（Ｂ）に示されているように、直径ｄ2 、
流速ｖ2 、光透過率Ｃs 、標準状態での流量ｑ2 の試験
台上エンジンにおける排気が、冷気の希釈によって直径
Ｄ2 、流速Ｖ2 、光透過率Ｃ12、標準状態での流量Ｑ2
に変化し、光透過式スモークメータによりそれぞれの排
気流と垂直に光透過率が計測されたとする。
【００２１】まず、排気が仮に希釈されずに白煙を生成
した場合の光透過率Ｃm 、Ｃs の関係式は、（９）式か
ら、 となるが、各排気が図８（Ａ）、（Ｂ）のように冷気に
より希釈された場合には、（１０）式及び（１４）式か
ら、 がえられ、実車における白煙の光透過率Ｃ11と台上エン
ジンにおける白煙の光透過率Ｃ12との関係式は、（１
５）式〜（１７）式から次のように表すことができる。
した場合の光透過率Ｃm 、Ｃs の関係式は、（９）式か
ら、 となるが、各排気が図８（Ａ）、（Ｂ）のように冷気に
より希釈された場合には、（１０）式及び（１４）式か
ら、 がえられ、実車における白煙の光透過率Ｃ11と台上エン
ジンにおける白煙の光透過率Ｃ12との関係式は、（１
５）式〜（１７）式から次のように表すことができる。
【００２２】他方、それぞれ希釈される前の台上エンジ
ンにおける排気流量ｑ2 と実車における排気流量ｑ1 と
の比は、 で表されるので、（１８）式及び（１９）式から、 がえられる。
ンにおける排気流量ｑ2 と実車における排気流量ｑ1 と
の比は、 で表されるので、（１８）式及び（１９）式から、 がえられる。
【００２３】また、冷気によりそれぞれ希釈された後の
実車における標準状態の白煙流量Ｑ1 及び台上エンジン
における標準状態の白煙流量Ｑ2 は、実車における白煙
温度Ｔ1 （°Ｋ）、台上エンジンにおける白煙温度Ｔ2
として、圧力変化による誤差が少ないとすると、 であるから、（２０）式の指数部は次のように表すこと
ができる。 Ｖ2 ・Ｄ2 ・ｑ1 ／Ｖ1 ・Ｄ1 ・ｑ2 ＝（Ｄ1 ／Ｄ2 ）・（Ｔ1 ／Ｔ2 ）・（ｑ1 ／ｑ2 ）・（Ｑ2 ／Ｑ1 ） ＝（Ｄ1 ／Ｄ2 ）・（Ｔ1 ／Ｔ2 ）・（ｑ1 ／Ｑ1 ）／（ｑ2 ／Ｑ2 ）（２３）
実車における標準状態の白煙流量Ｑ1 及び台上エンジン
における標準状態の白煙流量Ｑ2 は、実車における白煙
温度Ｔ1 （°Ｋ）、台上エンジンにおける白煙温度Ｔ2
として、圧力変化による誤差が少ないとすると、 であるから、（２０）式の指数部は次のように表すこと
ができる。 Ｖ2 ・Ｄ2 ・ｑ1 ／Ｖ1 ・Ｄ1 ・ｑ2 ＝（Ｄ1 ／Ｄ2 ）・（Ｔ1 ／Ｔ2 ）・（ｑ1 ／ｑ2 ）・（Ｑ2 ／Ｑ1 ） ＝（Ｄ1 ／Ｄ2 ）・（Ｔ1 ／Ｔ2 ）・（ｑ1 ／Ｑ1 ）／（ｑ2 ／Ｑ2 ）（２３）
【００２４】さらに、実車における排気白煙の冷気混合
率ｘ1 と排気白煙中の排気濃度ｙ1との間には、 ｘ1 ＝（Ｑ1 −ｑ1 ）／Ｑ1 ＝１−ｑ1 ／Ｑ1 ＝１−ｙ1 （２４） の関係式が成立し、同様にして、台上エンジンにおける
排気白煙の冷気混合率ｘ2 と排気白煙中の排気濃度ｙ2
との間には、 ｘ2 ＝（Ｑ2 −ｑ2 ）／Ｑ2 ＝１−ｑ2 ／Ｑ2 ＝１−ｙ2 （２５） の関係式が成立するので、（２４）式及び（２５）式か
ら（２３）式は、 （Ｄ1 ／Ｄ2 ）・（Ｔ1 ／Ｔ2 ）・（１−ｘ1 ）／（１−ｘ2 ） （２６） もしくは、 （Ｄ1 ／Ｄ2 ）・（Ｔ1 ／Ｔ2 ）・（ｙ１／ｙ2 ） （２７） と書き換えることができる。
率ｘ1 と排気白煙中の排気濃度ｙ1との間には、 ｘ1 ＝（Ｑ1 −ｑ1 ）／Ｑ1 ＝１−ｑ1 ／Ｑ1 ＝１−ｙ1 （２４） の関係式が成立し、同様にして、台上エンジンにおける
排気白煙の冷気混合率ｘ2 と排気白煙中の排気濃度ｙ2
との間には、 ｘ2 ＝（Ｑ2 −ｑ2 ）／Ｑ2 ＝１−ｑ2 ／Ｑ2 ＝１−ｙ2 （２５） の関係式が成立するので、（２４）式及び（２５）式か
ら（２３）式は、 （Ｄ1 ／Ｄ2 ）・（Ｔ1 ／Ｔ2 ）・（１−ｘ1 ）／（１−ｘ2 ） （２６） もしくは、 （Ｄ1 ／Ｄ2 ）・（Ｔ1 ／Ｔ2 ）・（ｙ１／ｙ2 ） （２７） と書き換えることができる。
【００２５】すなわち、（２０）式から、 が成立するので、（２８）式もしくは（２９）式によっ
て、台上エンジンの分流排気における白煙の光透過率Ｃ
12から、実車における白煙排気の光透過率Ｃ11を算出す
ることができる。
て、台上エンジンの分流排気における白煙の光透過率Ｃ
12から、実車における白煙排気の光透過率Ｃ11を算出す
ることができる。
【００２６】また、（２９）式は次のように書き換える
ことができる。 このとき、Ｃ11≦１であるので、台上エンジンの排気に
おける白煙濃度を計測する場合、（３０）式から、白煙
流れの直径Ｄ2 、白煙温度Ｔ2 、白煙中の排気濃度ｙ2
が大きくなるにつれて排気の光透過率Ｃ12が小さくな
り、従って、白煙濃度が大きくなることがわかる。すな
わち、実車での同じ白煙レベルに対して、台上エンジン
における排気の白煙を計測する仕方により、白煙濃度の
計測値が変化することがわかる。
ことができる。 このとき、Ｃ11≦１であるので、台上エンジンの排気に
おける白煙濃度を計測する場合、（３０）式から、白煙
流れの直径Ｄ2 、白煙温度Ｔ2 、白煙中の排気濃度ｙ2
が大きくなるにつれて排気の光透過率Ｃ12が小さくな
り、従って、白煙濃度が大きくなることがわかる。すな
わち、実車での同じ白煙レベルに対して、台上エンジン
における排気の白煙を計測する仕方により、白煙濃度の
計測値が変化することがわかる。
【００２７】なお、エンジン排気中のＣＯ2 濃度をＣＯ
20、実車における排気白煙中のＣＯ2 濃度をＣＯ2m、台
上エンジンの分流排気における白煙中のＣＯ2 濃度をＣ
Ｏ2s、冷気中のＣＯ2 濃度をＣＯ2aとすると、それぞれ
のＣＯ2 流量から、 ｑ1 ・ＣＯ20＋（Ｑ1 −ｑ1 ）・ＣＯ2a＝Ｑ1 ・ＣＯ2m （３１） ｑ2 ・ＣＯ20＋（Ｑ2 −ｑ2 ）・ＣＯ2a＝Ｑ2 ・ＣＯ2s （３２） が成立するので、それぞれ希釈される前の実車における
排気流量ｑ1 と台上エンジンにおける排気流量ｑ2 との
比は、 ｑ1 ／ｑ2 ＝Ｑ1 （ＣＯ2m−ＣＯ2a）／Ｑ2 （ＣＯ2s−ＣＯ2a） （３３） で表され、従って、（２０）式及び（３３）式から、 が導かれ、さらに、（２１）式、（２２）式及び（３
４）式から、 が成立する。すなわち、（３５）式によっても、台上エ
ンジンの分流排気における白煙の光透過率Ｃ12から、実
車における排気白煙の光透過率Ｃ11を算出することがで
きることになる。
20、実車における排気白煙中のＣＯ2 濃度をＣＯ2m、台
上エンジンの分流排気における白煙中のＣＯ2 濃度をＣ
Ｏ2s、冷気中のＣＯ2 濃度をＣＯ2aとすると、それぞれ
のＣＯ2 流量から、 ｑ1 ・ＣＯ20＋（Ｑ1 −ｑ1 ）・ＣＯ2a＝Ｑ1 ・ＣＯ2m （３１） ｑ2 ・ＣＯ20＋（Ｑ2 −ｑ2 ）・ＣＯ2a＝Ｑ2 ・ＣＯ2s （３２） が成立するので、それぞれ希釈される前の実車における
排気流量ｑ1 と台上エンジンにおける排気流量ｑ2 との
比は、 ｑ1 ／ｑ2 ＝Ｑ1 （ＣＯ2m−ＣＯ2a）／Ｑ2 （ＣＯ2s−ＣＯ2a） （３３） で表され、従って、（２０）式及び（３３）式から、 が導かれ、さらに、（２１）式、（２２）式及び（３
４）式から、 が成立する。すなわち、（３５）式によっても、台上エ
ンジンの分流排気における白煙の光透過率Ｃ12から、実
車における排気白煙の光透過率Ｃ11を算出することがで
きることになる。
【００２８】図９は、（２８）式もしくは（３５）式を
使用し、図１の装置において光透過式スモークメータ７
により検出された分流排気の光不透過率、すなわち、
（１−Ｃ12）×１００の値から、実車における排気白煙
の光不透過率、すなわち、（１−Ｃ11）×１００の値を
算出した一例を実線で示し、実車における排気白煙の光
不透過率実測値を点線で示したものであって、これから
もわかるように、台上エンジンの分流排気における白煙
濃度から実車における排気の白煙濃度レベルを高い相関
性でもって求めることができるようになった。
使用し、図１の装置において光透過式スモークメータ７
により検出された分流排気の光不透過率、すなわち、
（１−Ｃ12）×１００の値から、実車における排気白煙
の光不透過率、すなわち、（１−Ｃ11）×１００の値を
算出した一例を実線で示し、実車における排気白煙の光
不透過率実測値を点線で示したものであって、これから
もわかるように、台上エンジンの分流排気における白煙
濃度から実車における排気の白煙濃度レベルを高い相関
性でもって求めることができるようになった。
【００２９】なお、上記実施例における分流排気の流量
に変化がある場合には、その流量の大きさに応じて下流
側の流量制御弁を適宜調整することにより、分流排気に
対する冷気の混合率が略一定となるように制御すること
ができるものであり、また、上記実施例においては、エ
ンジン排気の一部を分流して、その白煙濃度を計測する
ようにしているが、エンジンが定置される低温試験室の
冷却能力が十分である場合には、定置エンジンの排気を
分流せずにその白煙濃度を直接計測するようにしてもよ
いことはいうまでもない。
に変化がある場合には、その流量の大きさに応じて下流
側の流量制御弁を適宜調整することにより、分流排気に
対する冷気の混合率が略一定となるように制御すること
ができるものであり、また、上記実施例においては、エ
ンジン排気の一部を分流して、その白煙濃度を計測する
ようにしているが、エンジンが定置される低温試験室の
冷却能力が十分である場合には、定置エンジンの排気を
分流せずにその白煙濃度を直接計測するようにしてもよ
いことはいうまでもない。
【００３０】
【発明の効果】本発明にかかる白煙計測方法では、定置
されたエンジンの分流排気に冷気を混合させて白煙を発
生させ、その白煙の光透過率を検出することにより、一
定の算式を用いて求めた実車におけるエンジン排気白煙
の光透過率に基づき、実車におけるエンジン排気の白煙
濃度を求めるようにしているので、定置エンジンに関す
る計測値等から実車におけるエンジン排気の白煙濃度
を、高い相関性をもって容易に求めることができるよう
になった。
されたエンジンの分流排気に冷気を混合させて白煙を発
生させ、その白煙の光透過率を検出することにより、一
定の算式を用いて求めた実車におけるエンジン排気白煙
の光透過率に基づき、実車におけるエンジン排気の白煙
濃度を求めるようにしているので、定置エンジンに関す
る計測値等から実車におけるエンジン排気の白煙濃度
を、高い相関性をもって容易に求めることができるよう
になった。
【図１】本発明の実施例における概略配置図。
【図２】光透過式スモークメータの原理説明図。
【図３】光透過式スモークメータの原理説明図。
【図４】本発明の原理説明図。
【図５】本発明の原理説明図。
【図６】本発明の原理説明図。
【図７】本発明の原理説明図。
【図８】本発明の原理説明図。
【図９】上記実施例における計測例図。
１ 低温室 ２ ディーゼルエンジン ３ 排気管 ５ 定流量サンプル用ポンプ ６ 冷却ダクト ８ 白煙 ９ 光透過式スモークメータ １１ 定流量バルブ １２ ＣＯ2 計 １３ ＣＯ2 計
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 15/00 G01N 1/22 G01N 1/28 G01N 21/59
Claims (3)
- 【請求項１】 定置されたエンジンの排気を分流して冷
却通路に導入し、上記冷却通路に導入された冷気と上記
分流排気とを混合させることにより白煙を発生させ、上
記白煙を光透過式スモークメータに通過させて上記白煙
の光透過率Ｃ12を検出し、上記光透過率Ｃ12から下記の
算式により実車におけるエンジン排気白煙の光透過率Ｃ
11を求め、上記光透過率Ｃ11に基づき実車におけるエン
ジン排気の白煙濃度を求める白煙計測方法。 D1・T1・（1 −x1）/ D2・T2・（1 −x2） Ｃ11＝Ｃ12 ただし、Ｄ1 ：実車におけるエンジン排気白煙の直径 Ｄ2 ：上記定置エンジンにおける上記白煙の直径 Ｔ1 ：実車におけるエンジン排気白煙の絶対温度 Ｔ2 ：上記定置エンジンにおける上記白煙の絶対温度 ｘ1 ：実車のエンジン排気に対する冷気混合率 ｘ2 ：上記定置エンジンの上記分流排気に対する冷気混合率 - 【請求項２】 定置されたエンジンの排気を分流して冷
却通路に導入し、上記冷却通路に導入された冷気と上記
分流排気とを混合させることにより白煙を発生させ、上
記白煙を光透過式スモークメータに通過させて上記白煙
の光透過率Ｃ12を検出し、上記光透過率Ｃ12から下記の
算式により実車におけるエンジン排気白煙の光透過率Ｃ
11を求め、上記光透過率Ｃ11に基づき実車におけるエン
ジン排気の白煙濃度を求める白煙計測方法。 D1・T1・ｙ1 / D2・T2・ｙ2 Ｃ11＝Ｃ12 ただし、Ｄ1 ：実車におけるエンジン排気白煙の直径 Ｄ2 ：上記定置エンジンにおける上記白煙の直径 Ｔ1 ：実車におけるエンジン排気白煙の絶対温度 Ｔ2 ：上記定置エンジンにおける上記白煙の絶対温度 ｙ1 ：実車におけるエンジン排気白煙中の排気濃度 ｙ2 ：上記定置エンジンにおける上記白煙中の排気濃度 - 【請求項３】 定置されたエンジンの排気を分流して冷
却通路に導入し、上記冷却通路に導入された冷気と上記
分流排気とを混合させることにより白煙を発生させ、上
記白煙を光透過式スモークメータに通過させて上記白煙
の光透過率Ｃ12を検出し、上記光透過率Ｃ12から下記の
算式により実車におけるエンジン排気白煙の光透過率Ｃ
11を求め、上記光透過率Ｃ11に基づき実車におけるエン
ジン排気の白煙濃度を求める白煙計測方法。 D1・T1・（CO2m−CO2a）/ D2・T2・（CO2s−CO2a） Ｃ11＝Ｃ12 ただし、Ｄ1 ：実車におけるエンジン排気白煙の直径 Ｄ2 ：上記定置エンジンにおける上記白煙の直径 Ｔ1 ：実車におけるエンジン排気白煙の絶対温度 Ｔ2 ：上記定置エンジンにおける上記白煙の絶対温度 ＣＯ2m：実車におけるエンジン排気白煙中のＣＯ2 濃度 ＣＯ2s：上記定置エンジンにおける上記白煙中のＣＯ2 濃度 ＣＯ2a：上記冷気中のＣＯ2 濃度
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6270408A JP3013873B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 白煙計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6270408A JP3013873B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 白煙計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110304A JPH08110304A (ja) | 1996-04-30 |
| JP3013873B2 true JP3013873B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=17485853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6270408A Expired - Fee Related JP3013873B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 白煙計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3013873B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102132672B1 (ko) * | 2019-11-19 | 2020-07-13 | (주)풍천엔지니어링 | 광전식 백연 감지 장치 |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP6270408A patent/JP3013873B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08110304A (ja) | 1996-04-30 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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