SU913130A1 - Устройство для отбора проб выхлопных газов двигателя транспортного средства 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к газоотборным устройствам для проведения газового анализа.

Известно устройство для отбора проб выхлопных газов двигателя транспортного средства, включающее газоотборную трубку, конец

которой соединен через насос с датчиком газоанализатора (11Однако с помощью этого устройства можцо

определить только содержание токсичных веществ в процессах, но нельзя узнать объем и, следовательно, массу токсичных веществ в отработавших газах, поэтому полностью оценить степень загрязнения автомобилем окружающей среды.

Известно также устройство для отбора проб выхлопных газов двигателя, содержащее смонтированные на стенде снабженный охладителем пробоотборник, соединенные с ним расходомер, распределитель и эластичную полую отборную' камеру для заполнения газом, а также закрепленный на основании стенда насос непрерывного действия для отбора газовой смеси, соединенный с эластииной камерой трубкой. Распределитель снабжен краном с рукояткой для

10

2

регулирования поступления отработавшего газа в эластичную камеру (объемом 7—8 м^{1 * 3 * с * * * * ще}). Известное устройство предназначено для постоянной установки на стенде при испытании по ездовому циклу автомобиля,, который размещают на беговых барабанах, а пробоотборник устройства подсоединяют к выхлопной трубе автомобиля. Отработавшие газы из охладителя поступают в распределитель и в зависимости от положения рукоятки крана распределителя направляются или в атмосферу, или в эластичную камеру, или из нее через отсасывающий вентилятор в атмосферу (21.

Недостатками устройства являются наличие эластичной камеры большого объема (7-8 м³), что затрудняет проведение испытаний на токсичность в реальных дорожных условиях, так как камеру сложно, а чаще невозможно, разместить в автомобиле, для определения объема газов в эластичной камере необходимо после ее наполнения пропустить газы с помощью отсасывающего вентилятора через счетчик расхода газа, что усложняет проведение испытаний и увеличивает время испытаний, ввиду отсут3

913130

4

ствия эластичных инертных материалов эластичную камеру изготавливают из полиэтилена, аэростатной ткани и других не инертных материалов, которые несколько изменяют состав отработавших газов и вызывают погрешность 5 измерений, удаление в атмосферу из эластичной камеры через насос непрерывного действия и газоанализатор (минуя расходомер) значительного количества газа может исказить данные испытаний, известное устройство не по- 10 зволяет проводить испытания автомобиля в натуральных условиях, а только на стенде.

Все это снижает точность измерения токсичности газов, увеличивает затраты времени, так как не позволяет отбирать пробы газов на 15 движущемся транспортном средстве в реальных дорожных условиях.

Целью изобретения является повышение точности измерения токсичности газов и ускорение процесса за счет обеспечения возмож- 20 ности отбора на движущемся транспортном средстве в реальных дорожных условиях.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для отбора проб выхлопных газов двигателя транспортного средства, содержащее 25 снабженный охладителем пробоотборник, соединенные с ним расходомер и распределитель, отборную камеру, согласно изобретения снабжено системой слежения, соединенной с пробоотборником, отборная камера выполнена в ₃₀ виде шприца, установленного на распределителе и снабженного электромеханическим приводом, соединенным с системой слежения, при этом шток шприца соединен с приводом фрикционно с помощью реечной тяги, снабженной электромагнитным приводом ее качания и соединенной с ним шарнирно.

Устройство также снабжено дополнительными шприцами, каждый из которых снабжен реечной тягой с электромагнитным приводом, при этом все шприцы соединены с общим электромеханическим приводом.

На фиг. 1 изображено устройство общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (электромагнитный привод качания тяги).

Устройство для отбора проб выхлопных газов двигателя транспортного средства содержит пробоотборник 1, расходомер 2, распределитель 3, шприц 4 с поршнем и штоком 5 для отбора газовой смеси. Распределитель 3 соединен с пробоотборником I входной трубкой 6, снабженной охладителем (показан штрих-пунктиром) и выходной трубкой 7. Устройство смонтировано на переносной панели 8, устанавливаемой на испытуемый автомобиль. К панели 8 укреплены распределитель 3 из эластичного материала и шприцы 4, полые иглы которых проходят через стенки распределителя 3 и входят во внутреннюю полость последнего.

Шприц 4 снабжен электромеханическим приводом выдвижения штока, который содержит вал 9, состоящий из смежных секций различного диаметра, с которым фрикционно связана реечная тяга 10. Вал 9 соединен с редуктором 11 и двигателем 12, подключенным к пробоотборнику 1 через систему слежения, которая необходима по следующим причинам.

Для ого, чтобы состав в шприце предлагаемого устройства был таким же, как и в эластичной камере объемом 7-8 м^э известного устройства, необходимо, чтобы объем газа, поступающий в шприц в единицу времени, был пропорционален объему газа, выходящему из выхлопной трубы. Согласно объеливенному закону газового состояния для одной ма<сы газа

РУ = РрУ₀ . Т Т_о

где Р, V и Т — давление, объем и температура при испытаниях,

ν₀ — объем при стандартных зна-

	чениях	давления Ро и	темпе
	ратуры	То-
Следовательно,	То	РУ	РУ
		- и
ν0	Ро	т	т '

где К - постоянная величина.

Поэтому в предлагаемом устройстве датчик 13 температуры, датчик 14 давления газов и датчик расходомера 2 соединены с умножителем 15, который через усилитель 16 связан с двигателем 12. Система слежения включает датчики 13, 14 и 2, умножитель 15 и усилитель 16. Шток шприца шарнирно соединен с одним концом тяги 10. Тяга 10, в свою очередь, другим ^концом соединена с дополнительным электромагнитным приводом ее качания. Электромагнитный привод качания реечной тяги 10 содержит электромагнит 17, установленный под тягой, с которым взаимодействует якорь 18. Реечную тягу 10 располагают между связанным с якорем 18 подпружиненным упором 19 и подпружиненным прижимным роликом 20.

С целью определения токсичности газов на различных режимах работы двигателя на распределителе установлено несколько шприцев 4, каждый из которых снабжен индивидуальными реечными тягами 10, связанными с соответствующими электромагнитными приводами их качания и с общим электромеханическим приводом выдвижения.

На фиг. 1 показано устройство с тремя тягами, предназначенными для измерения токсичности газов при трех режимах работы двигателя (при разгоне, при торможении и на всем ездовом цикле).

5

913130

6

Устройство для отбора проб выхлопных газов двигателя транспортного средства работает следующим образом.

Пробоотборник 1 подсоединен к выхлопной трубе 21 автомобиля и отработавшие газы из 5 одного конца пробоотборника 1 нагнетаются по трубке 6 в распределитель 3, а из него отсасываются по трубке 7 в другой конец пробоотборника 1. Установленные в последнем датчики 2, 13, 14 соответственно расхода, 10 температуры и давления газов через умножитель 15 и усилитель 16 подают команду на величину частоты вращения двигателя 12, который через редуктор 11 связан с валом 9. Если электрическая цепь электромагнита 17 замкну- 15 та, то реечная тяга 10 выведена подпружиненным упором 19 из фрикционного зацепления с валом 9 и шток шприца остается неподвижным. В начале взятия пробы газа размыкают цепь электромагнита 17 одной из тяг 10, при 20 этом якорь 18 пружиной отталкивается от электромагнита 17 и поднимается, поднимает прижимной ролик 20, который поднимает тягу 10 до сцепления с валом 9. Тяга 10 фрикционно взаимодействует с вращающимся валом 25 9, который перемещает ее и одновременно шток шприца 4. При этом в шприц набирается определенная порция газа. Так как вал 9 через систему слежения связан с пробоотборником 1, то частота его вращения и объем зо газа, поступающего в шприц будут пропорциональны ν<>. После того, как отбор Пробы газа произведен, включают электромагнит 17, якорь 18 и упор 19 опускается и смещает тягу 10, тем самым отсоединяя ее от вала 9.

Выключают и включают цепи электромагнитов '17 и тем самым заполняют шприцы 4 газами в зависимости от задач исследования. Например, если необходимо определить токсичность на всем ездовом цикле, при разгонах ₄₀ и при торможениях путем заполнения 3 шприцев, обозначенных соответственно А, Б, С, то шприц А включают в работу (с помощью электромагнита 17) в начале испытаний и выключают в конце испытаний. Шприц Б включают в работу в начале каждого разгона и выключают в его конце, шприц С включают в работу и выключают соответственно в начале и конце каждого торможения. Если по условиям испытаний время заполнения некоторых шприцев 4 относительно мало, то для того, чтобы ⁵⁰ в них попало достаточное для анализа количество газа, устанавливают соответствующую сменную часть вала 9 с большим диаметром.

В предлагаемом устройстве предусмотрено приспособление длд определения объёма газа ⁵⁵ Vо, прошедшего через выпускную трубку за время, при котором наполняется данный шприц 4. Например, объем ν₀ определяется

по положению кромки поршня шприца 4 относительно масштабных меток, нанесенных на наружной поверхности стеклянного цилиндра шприца 4. По окончании испытаний определяют объем ν„, по пробе газа в шприце 4 определяют объемное содержание токсичного вещества и подсчитывают массу токсичного вещества. Предлагаемое устройство позволяет применить для сбора газов емкость около 5 см³ вместо емкости 7-8 м³ в известном устройстве, т.е. примерно в 1000000 раз меньше, что делает устройство компактным и упрощает проведение испытаний. Устройство для отбора проб выхлопных газов двигателя транспортного средства позволит повысить точность измерения токсичности газов за счет взятых пробы непосредственно в дорожных условиях и за счет применения емкости из стекла и исключения взаимодействия газа с материалом стенок камеры, которое искажает действительную картину. Разработанная конструкция позволит уменьшить затраты времени на испытание также ввиду того, что его можно использовать для отбора выхлопных газов непосредственно на движущемся транспортном средстве в реальных натурных условиях. Устройство не требует изготовления насоса непрерывного действия для отбора газовой смеси, эластичной камеры большого объема, не требует установки отсасывающего газы вентилятора, просто в изготовлении и обслуживании. Для испытаний автомобилей на токсичность необходимы стенды с беговыми барабанами, содержащие нагрузочные и инерционные устройства. В нашей стране для испытаний на токсичность применяют импортные стенды. Применение предложенного устройства позволяет исключить такое дорогостоящее оборудование, экономить энергию и ускорить принятие действенных мер по защите окружающей среды.

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Устройство для отбора проб выхлопных газов двигателя транспортного средства, содержащее снабженный охладителем пробоотборник, соединенные с ним расходомер и распределитель, отборную камеру, от личающее· с я тем, что, с целью повышения точности измерения токсичности газов и ускорения процесса за счет обеспечения возможности отбора проб на движущемся транспортном средстве в реальных дорожных условиях, оно снабжено системой слежения, соединенной с пробоотборником, отборная камера выполнена в виде шприца, установленного на распределителе и снабженного электромеханическим приводом, соединенным с системой слежения, при этом

   7 913130

   8

   шток шприца соединен с приводом фрикцион· но с помощью реечной тяги, снабженной электромагнитным приводом ее качания и соединенной с ним шарнирно.
2. 2. Устройство по π.. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью одновременного определения токсичности газов на различных режимах работы двигателя, оно снабжено дополнительными шприцами, каждый из которых снабжен реечной тягой с электромагнитным приводом, при этом все шприцы соединены с общим электромеханическим приводом.

   Источцики информации, принятые во внимание при экспертизе
3. 5 1. Инструкция по диагностике систем питания автомобильных карбюраторных двигателей по содержанию окиси углерода в отработавших газах. РТМ-200-РСФСР-12-0022-77, М., 1977.

   Ю 2. Куров Б. А., Лаптев С. А. и Балабин И.В. Испытание автомобилей. М., 1976, с,. 58-62.

   913130

   Вив А

   ντ

   фиг2.