SE442064B

SE442064B - DEVICE FOR METHOD OF EMISSION OF EXHAUST GAS OR SMOKING FROM AN ENGINE

Info

Publication number: SE442064B
Application number: SE7901580A
Authority: SE
Inventors: R S Emerson; R J Guthrie
Original assignee: Hartridge Ltd Leslie
Priority date: 1978-02-23
Filing date: 1979-02-22
Publication date: 1985-11-25
Also published as: DE2907136C2; SE7901580L; JPS6335932B2; BE874378A; NL7901444A; JPS54126301A; ES477920A1; GB1599855A; DE2907136A1

Description

79o1sso-s Ze mala hastigheten till det förutbestämda procentuella värdet, uppmätes mo- torns rökavgivning kontinuerligt med en rökmätare, vanligen av ljusför- mörkande slag, som matar en elektrisk signal proportionell till rökens densitet till en kortskrivare. Motorns hastighet mätes även - exempelvis med en hastighetsgenerator, som drives av frilöpande valsar på vilka for- donets drivhjul uppbäres, och en elektrisk signal proportionell mot motor- hastigheten matas på liknande sätt till kortskrivaren. 79o1sso-s Ze grinding the speed to the predetermined percentage value, the engine's smoke emission is measured continuously with a smoke meter, usually of a light-darkening type, which supplies an electrical signal proportional to the smoke density to a card printer. The motor speed is also measured - for example with a speed generator, which is driven by free-running rollers on which the vehicle's drive wheels are supported, and an electrical signal proportional to the motor speed is fed in a similar way to the card printer.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning för att uppmäta rökavgivningen, och vilken anordning löser problemen med att upptäcka huruvida bromsningshastigheten under lug-down överskridit ett förutbestämt ti l låtet maximum.The object of the present invention is to provide a device for measuring the emission of smoke, and which device solves the problems of detecting whether the braking speed during lug-down has exceeded a predetermined to the maximum allowed.

Enligt föreliggande uppfinning innefattar anordningen för att uppmäta rökavgivning från motorer med en kortskrivare för x/y med en elektrisk krets för att motta en elektrisk signal proportionell mot hastigheten för motorn som undersökes, och en elektrisk signal proportionell mot densi- teten hos röken avgiven från motorns avgassystem, och vilkens skrivare av- sätter dessa signaler mot varandra på ett kort under ett lug~down test av motorn, varvid nämnda elektriska krets även inkluderar en differentiator för att differentiera hastighetssignalen i syfte att uppnå en signal, som är proportionell mot hastigheten med vilken motorns hastighet ändras och ett jämförelseorgan för att jämföra denna senare signal med en referens- signal representerande gränsen eller gränserna för hastigheten för hastig- hetsändring, varvid jämförelseorganet är beläget för att hindra, momen- tant, skrivandet av ett spår om hastigheten för hastighetsändringen skulle röra sig utanför gränsen eller gränserna.According to the present invention, the apparatus for measuring smoke emission from motors comprises a x / y card printer with an electrical circuit for receiving an electrical signal proportional to the speed of the engine being examined, and an electrical signal proportional to the density of the smoke emitted from the engine. exhaust system, and whose printer plots these signals on a card during a lug ~ down test of the engine, said electrical circuit also including a differentiator for differentiating the speed signal in order to obtain a signal proportional to the speed at which the speed of the motor is changed and a comparison means for comparing this latter signal with a reference signal representing the limit or limits of the speed for speed change, the comparison means being located to prevent, momentarily, the writing of a track if the speed of the speed change should touch outside the border or borders.

På detta sätt skrives endast när hastigheten för inbromsning av motorn som testas ligger under ett förutbestämt värde. Med andra ord registre- ras av kortskrivaren endast de lug-downs - eller delar av lug-down - vilka genomföras vid en tillfredsställande hastighet för bromsning av motorn.This is written only when the engine braking speed being tested is below a predetermined value. In other words, only those lug-downs - or parts of lug-down - that are performed at a satisfactory speed for braking the engine are registered by the card printer.

När föraren, mekanikern eller garageverkmästaren, som utför testet, utan variation genomför ett antal lug-downs den ena efter den andra, på motorn som testas skulle det vara slöseri med tid om han inte visste att han överskridit bromsningshastigheten förrän han tittade på spåren på korten.When the driver, mechanic or garage foreman performing the test, without variation, performs a number of lug-downs one after the other, on the engine being tested, it would be a waste of time if he did not know he had exceeded the braking speed before looking at the tracks on the cards .

Anordningen är sålunda vanligen försedd med indikeringsorgan för att skö- 7901580-6 \u taren omedelbart skall få reda på närhelst han överskrider den tillåtna bromsningshastigheten. Dylika indikeringsorgan kan föreligga i form av en lampa eller mätare elektriskt kopplad till jämförelseorganet i kortskri- varens elektriska krets.The device is thus usually provided with indicating means for the operator to immediately find out whenever he exceeds the permitted braking speed. Such indicating means may be in the form of a lamp or meter electrically connected to the comparator means in the electrical circuit of the card printer.

För att uppfinningen skall förstås till fullo, kommer ett exempel på fö- religgande anordning att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, l vilka: fig. l är en allmän vy av anordningen visande det sätt på vilket utrust- ningens olika delar är elektriskt och på annat sätt kopplade till varandra; fig. 2 är ett elektriskt kretsschema i anordningen och fig. 3 är ett testkort använt I anordningen.In order that the invention may be fully understood, an example of the present device will be described with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a general view of the device showing the manner in which the various parts of the equipment are electrically and in otherwise connected to each other; Fig. 2 is an electrical circuit diagram of the device and Fig. 3 is a test card used in the device.

Anordningen visas i fig. l redo för att testas med avseende på avgasav- givning från dieselmotorn i ett vägfordon lü. Som sådan vilar drivhjulen l2 på ett par, eller två par, av åtskilda, parallella och frilöpande valsar lä, l6, vilka uppbäres på en botten l8 för rotation kring hori- sontalaxeln. Denna struktur höjer sålunda hjulen l2 ovanför marken så att de kan drivas av fordonsmotorn. Rotation av fordonshjulen orsakar rotation av valsarna lä, l6, vilka är försedda med skrovliga cylindriska ytor, så att slirning mellan fordonshjulen l2 och valsarna ih, l6 reduceras till ett minimum. En hastighetsgenerator 20 är mekaniskt kopplad via en axel eller växel 2 till valsen 14, så att rotation av den senare alstrar en motsvarande rotation av hastighetsgeneratorns rotor. Härvid alstrar has- tighetsgeneratorn en elektrisk utsignal, som är proportionell mot fordo- nets motorhastighet, och denna elektriska signal matas längs en elektrisk ledare eller ledning ZÄ till en växellåda 26.The device is shown in Fig. 1 ready to be tested with respect to exhaust emissions from the diesel engine in a road vehicle lü. As such, the drive wheels 12 rest on a pair, or two pairs, of spaced apart, parallel and free-running rollers 1a, 16, which are supported on a bottom 18 for rotation about the horizontal axis. This structure thus raises the wheels l2 above the ground so that they can be driven by the vehicle engine. Rotation of the vehicle wheels causes rotation of the rollers 1a, 16, which are provided with rough cylindrical surfaces, so that slippage between the vehicle wheels 12 and the rollers 1, 16 is reduced to a minimum. A speed generator 20 is mechanically coupled via a shaft or gear 2 to the roller 14, so that rotation of the latter produces a corresponding rotation of the rotor of the speed generator. In this case, the speed generator generates an electrical output signal, which is proportional to the motor speed of the vehicle, and this electrical signal is fed along an electrical conductor or line ZÄ to a gearbox 26.

Gas avgiven från fordonsmotorn under lug-down-test mätes med avseende på densitet med en rökmätare 28. För detta ändamål är rökmätaren försedd med en sond 30 i form av ett böjligt metallrör, vars Fria ände kan infö- ras i avgasröret 32 hos fordonsmotorn. Rökmätaren kommer ej att beskrivas i detalj, eftersom dess struktur kan uppvisa varjehanda former. Allt som behöver sägas är att avgas inkommande i sonden från avgasröret 32 ledes in u i en kammare eller avdelning i rökmätaren där ett ljusknippe ledes genom 7901580-6 den. Ljusets förmörkelse orsakad av röken mätes elektriskt med en foto- elektrisk cell i rökmätaren så att elektriska organ i denna mätare kan alstra en elektrisk utsígnal proportionell mot rökens densitet i motorns avgaser. Denna signal matas till rökmätaren via en elektrisk ledning eller ledare Sß. Tillförseln av elektrisk effekt till rökmätaren sker via en ledning eller ledare 36 från en huvudkälla 38.Gas emitted from the vehicle engine during lug-down testing is measured for density with a smoke meter 28. For this purpose, the smoke meter is provided with a probe 30 in the form of a flexible metal pipe, the free end of which can be inserted into the exhaust pipe 32 of the vehicle engine. The smoke meter will not be described in detail, as its structure can have all kinds of shapes. All that needs to be said is that exhaust gas entering the probe from the exhaust pipe 32 is led into a chamber or compartment in the smoke meter where a light beam is passed through it. The eclipse of the light caused by the smoke is measured electrically with a photoelectric cell in the smoke meter so that electrical means in this meter can generate an electrical signal proportional to the density of the smoke in the engine exhaust. This signal is supplied to the smoke meter via an electrical line or conductor Sß. The supply of electrical power to the smoke meter takes place via a line or conductor 36 from a main source 38.

Ledningen eller ledaren BÄ från rökmätaren 23 leder till en hastighets- enhet #0, som bildar en del av eller är kopplad till en kortskrivare x/y Ä2. Det finns även en ledare eller ledning Åh ledande från växellådan 26 till hastighetsenheten #0 så att hastighetssignalen från hastighetsgenera- torn 20 på liknande sätt matas in i hastighetsenheten. Hastighetsenheten Å0 innefattar en elektrisk krets, som är avpassad att motta hastighetssigna- len och rökdensitetssignalen från hastighetsgeneratorn respektive rökmä- taren, och för att alstra en motsvarande rörelse av ett pennaggregat H6, så att pennan alstrar ett streck #8 på en kurva 50, varvid strecket 48 representerar rökdensitet avsatt mot motorhastigheten. Elektrisk effekt till kortskrivaren 42 tas från huvudkällan 38 via en ledare eller led- ning 52.The line or conductor BÄ from the smoke meter 23 leads to a speed unit # 0, which forms part of or is connected to a card printer x / y Ä2. There is also a conductor or wire Oh conducting from the gearbox 26 to the speed unit # 0 so that the speed signal from the speed generator 20 is similarly fed into the speed unit. The speed unit Å0 comprises an electrical circuit, which is adapted to receive the speed signal and the smoke density signal from the speed generator and the smoke meter, respectively, and to generate a corresponding movement of a pen assembly H6, so that the pen generates a line # 8 on a curve 50, dash 48 represents smoke density plotted against engine speed. Electrical power to the card printer 42 is taken from the main source 38 via a conductor or wire 52.

För att möjliggöra för föraren, mekanikern eller annan person, som utför testet, att veta om han eller hon skall hålla hastigheten för motorhas- tighetens ändring inom en förutbestämd gräns, är indikeringsorgan Sü inklu- derande en handinställning 55 elektriskt kopplade via en ledare eller ledning 56 till växellådan 26.To enable the driver, mechanic or other person performing the test to know whether he or she should keep the speed of the engine speed change within a predetermined limit, indicating means Sü including a manual setting 55 are electrically connected via a conductor or wire. 56 to the gearbox 26.

Fig. 2 visar den elektriska ledningen ingående i utrustningen visad i fig. l. Olika komponenter hos kretsen har redan nämnts i beskrivningen till fig. l och har fått samma hänvisningsbeteckningar för lätt identifi- kation. Ytterligare komponenter, vilka icke tidigare nämnts, skall be- skrivas och deras funktioner förklaras.Fig. 2 shows the electrical line included in the equipment shown in Fig. 1. Various components of the circuit have already been mentioned in the description of Fig. 1 and have been given the same reference numerals for easy identification. Additional components, not previously mentioned, will be described and their functions explained.

Det inses att ledningarna eller ledarna 24, hä och 3ë från hastighets- generatorn 20 respektive från rökmätaren 28 leder till en gång/kalibre- rande strömställare 58 i hastighetsenheten #0. Rökdensitetssignalen le- des härifrån utmed en ledare eller ledning 60 till organ 62, vilka kon- trollerar pennaggregatets 46 rörelse utmed y-axeln i kortskrivaren #2. šignalen för motorhastighet går till handinställningen 55, som innehåller :euuas-ss... __....___.,= . .a *ßg-'Ä štﬂtﬂ :ﬁïﬂvff " '""'“ïï' » ' ' . -~ ~_ - : =_s., ifs/fa-. -ﬁ oss--- Å 7901580-6 organ 6Å för att omställa värdet på signalen representerande den maximala hastighet, hos motorn som skall undersökas, en av/på-automatisk penn- kontroll 66 kopplad via en pennreläkontrollkrets 68 till en solenoid eller ett relä 70, vilket, när det energimatas, För pennan nedåt till kontakt med kurvan 50 mot verkan av en fjäder (icke visad) och en "penna-nedåt" manuell kohtrollströmställare 72, vilken även kontrollerar solenoiden eller reläet 70 via pennreläkontrollkretsen 5?, En ytterligare ström- ställare 7ü För “penna-nedåt" är anordnad på hastighetsenheten 40. Penn- reläkontrollkretsen 68 mottar sin elektriska effekt från huvudförrådet 38 via en regulator 90 längs med en ledare eller ledning 76.It will be appreciated that the leads or conductors 24, hä and 3ë from the speed generator 20 and from the smoke meter 28, respectively, lead to a once / calibrating switch 58 in the speed unit # 0. The smoke density signal is passed from here along a conductor or line 60 to means 62, which control the movement of the pen assembly 46 along the y-axis of the card printer # 2. the engine speed signal goes to the manual setting 55, which contains: euuas-ss ... __....___., =. .a * ßg-'Ä št ﬂ t ﬂ: ﬁ ï ﬂ vff "'" "'“ ïï '»' '. - ~ ~ _ -: = _s., ifs / fa-. -ﬁ oss --- Å 7901580-6 organ 6Å for switching the value of the signal representing the maximum speed, of the motor to be tested, an on / off automatic pen control 66 connected via a pen relay control circuit 68 to a solenoid or relay 70, which, when energized, moves the pen down to contact with the curve 50 against the action of a spring (not shown) and a "pen-down" manual carbon control switch 72, which also controls the solenoid or relay 70 via the pen relay control circuit 5 ?, an additional switch 7ü for "pen-down" is arranged on the speed unit 40. The pen relay control circuit 68 receives its electrical power from the main supply 38 via a controller 90 along a conductor or line 76.

Signalen för motorhastighet passerar från organet óë i handinställningen 55 till en filterkrets 78, som inkluderar en differentiator 80 för att differentiera hastighetssignalen i syfte att uppnå en signal proportio- nell mot hastigheten för hastighetsändringen i motorn under varje lug- down. Den senare signalen föres via en ledning eller ledare 82 till ett jämförelseorgan 8Ä, vari den jämföres med en referenssígnal represente- rande den tillåtna maximala hastigheten vid bromsning för att testet skall vara giltigt, varvid jämförelseorganet är beläget för att hindra, momen- tant och ögonblickligen, inskrivning av ett spår på kurvan 50 om broms- ningshastigheten överskrider det tillåtna maximala värdet. Detta sker genom att den verkar på pennreläkontrollkretsen 68 genom en ledare eller ledning 86. Referenssignalen, på vilken jämförelseorganet beror för dess drift, härledas från en referensspänning, som mottas vid intagen 88 från en regulator 90, som är kopplad via en ledare eller ledning 92 till huvud- källan 38, varvid regulatorn är avpassad att alstra ett jämnt likströms- uttag, som även matas till gång/kalibreringsströmställaren S8 och till en hastighetsdetektor 9k. Jämförelseorganet jämför också hastigheten för ändring i hastighetssignal med en noll-referensnivå i syfte att hindra inskrivning av ett spår om motorn av någon anledning skulle accelerera under försöket.The motor speed signal passes from the means óë in the manual setting 55 to a filter circuit 78, which includes a differentiator 80 for differentiating the speed signal in order to obtain a signal proportional to the speed of the speed change in the motor during each lug-down. The latter signal is transmitted via a line or conductor 82 to a comparator 8Ä, where it is compared with a reference signal representing the maximum permitted speed during braking in order for the test to be valid, the comparator being located to prevent, instantaneously and instantaneously , writing a track on curve 50 if the braking speed exceeds the maximum permissible value. This is done by acting on the pen relay control circuit 68 through a conductor or line 86. The reference signal on which the comparator depends for its operation is derived from a reference voltage received at the inputs 88 from a regulator 90 which is connected via a conductor or line 92. to the main source 38, the regulator being adapted to generate a uniform direct current outlet, which is also supplied to the running / calibration switch S8 and to a speed detector 9k. The comparator also compares the rate of change in velocity signal with a zero reference level in order to prevent the entry of a track if the engine for any reason should accelerate during the test.

Hastighetsdetektorn Bh har som sitt syfte att tiilförsäkra om att pennan endast registrerar den del av hastighetsintervallet, som är av intresse under varje lug-down. Den mottar den filtrerade hastighetssignalen via en ledare eller ledning 96 och verkar genom pennreläkontrollkretsen 68 7901580-6 via ledaren 98 i syfte att föra pennan nedåt på kurvan 50 när väl motor- hastigheten har nått 97 % av den maximala hastigheten och för att bringa pennan att lyftas från kurvan 50 när motorhastigheten har fallit till ett värde utgörande 37 2 av dess maximala värde.The purpose of the speed detector bra is to ensure that the pen only registers the part of the speed range that is of interest during each lug-down. It receives the filtered speed signal via a conductor or line 96 and acts through the pen relay control circuit 68 via the conductor 98 in order to move the pen downwards on the curve 50 once the motor speed has reached 97% of the maximum speed and to cause the pen to is lifted from curve 50 when the engine speed has fallen to a value equal to 37 2 of its maximum value.

Den filtrerade hastighetssignalen föres även till en buffert 100 innan den föras till en fjärrhastighetsmätare l02 samt till organ IOÄ, vilka reglerar pennaggregatets #6 rörelse utmed x-axeln i kortskrivaren #2.The filtered speed signal is also fed to a buffer 100 before being passed to a remote speedometer 102 and to means IOÄ, which regulate the movement of the pen assembly # 6 along the x-axis of the card printer # 2.

Som tidigare nämnts måste föraren eller mekanikern, som utför testet, snabbt uppmärksammas på om bromsningshastigheten för fordonsmotorn över- skrider den förutbestämda maximala nivån. I den i fig. 2 visade kretsen tillses detta genom att man införlivar en indikeringslampa l06, som slock- nar om sagda maximala nivå överskrides. Lampan l06 kan också utformas så att den blinkar intermittent efter upptäckandet av en förutbestämd, maxi- malt tillåten test-tidsperiod för att hindra fordonet från att bryta överhettning.As previously mentioned, the driver or mechanic performing the test must be alerted quickly if the braking speed of the vehicle engine exceeds the predetermined maximum level. In the circuit shown in Fig. 2, this is ensured by incorporating an indicator lamp 106, which goes out if said maximum level is exceeded. The lamp 106 can also be designed to flash intermittently after the detection of a predetermined, maximum permissible test time period to prevent the vehicle from breaking overheating.

De elektriska och elektroniska komponenterna använda i handinställningen 55, pennreläkontrollkretsen 68, filter + differentiatorkretsen 78, broms-, ningsjämförelseorganet BÅ och hastighetsupptäckaren 9Ä har ej beskri- vits i detalj eftersom deras struktur och funktion ligger inom området för fackmannen på elektronik-området. På liknande sätt är x/y-kort- skrivaren #2 komersiellt tillgänglig, varför icke heller den har be- skrivits i detalj.The electrical and electronic components used in the manual setting 55, the pen relay control circuit 68, the filter + the differentiator circuit 78, the brake, comparator BÅ and the speed detector 9Ä have not been described in detail because their structure and function are within the skill of the art. Similarly, the x / y card printer # 2 is commercially available, which is why it has not been described in detail either.

Fig. 3 visar tre vanliga, över varandra liggande spår ßßa, Äßb, Äßc på en kurva 50. Som framgår inkluderar kurvan förtryckta data så att spå- ren lätt kan tolkas. I syfte att underlätta spårens avläsning är kurvor 108, representerande möjliga gränser för motorer av olika storlekar be- stämda medelst deras nominella gasflöden i liter per sekund, tryckta på kurvorna.Fig. 3 shows three common, superimposed tracks ßßa, Äßb, Äßc on a curve 50. As can be seen, the curve includes pre-printed data so that the tracks can be easily interpreted. In order to facilitate the reading of the grooves, curves 108, representing possible limits for engines of different sizes, are determined by their nominal gas flows in liters per second, printed on the curves.

Sålunda åstadkommes enligt föreliggande uppfinning en anordning för att mäta rökavgivning från motorer på'ett effektivt, exakt och enkelt sätt.Thus, according to the present invention, there is provided an apparatus for measuring smoke emission from engines in an efficient, accurate and simple manner.

Claims

A device for measuring the emission of exhaust gases or fumes from an engine, comprising an x / y card printer with an electrical circuit arranged to receive an electrical signal proportional to the speed of the engine which tested, and an electrical signal, proportional to the density of the smoke emitted from the engine exhaust system and to dot these two signals against each other on a card during a lug-down test of the engine, characterized in that the electrical circuit also comprises a differentiator 10 (80) for differentiating the speed signal in order to obtain a signal proportional to the speed of the engine speed change and a comparison means (BA) for comparing this latter signal with a reference signal representing the limit or limits of the speed change rates, wherein the comparison means is arranged to momentarily prevent the writing of a track if the rate of change of the speed signal should be ear outside the said limit or boundaries.

Device according to claim 1, characterized in that the circuit of the card printer includes track control means which receive a signal which is proportional to the speed of the motor and which cause a track to be written on a card once the motor speed has reached a predetermined value and works to prevent the track from being entered when the motor speed has dropped to a predetermined lower value, the track being generated by a pen (# 6) with a solenoid (70) pressing it against a card and a spring lifting the pen from the card and wherein the track control means are arranged to control or regulate the energy supply of the pen solenoid to give the desired result.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the card has curves (108) printed thereon representing the maximum permissible level of smoke emission from motors W min uo ﬂ emr.