專利名稱：向內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)經(jīng)調(diào)節(jié)的燃燒氣體的方法和實(shí)施此方法的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種優(yōu)選地在試驗(yàn)臺(tái)上向內(nèi)燃機(jī)供給經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體尤其空氣的方法，包括向內(nèi)燃機(jī)供給濕度和/或溫度經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體；以及一種實(shí)施此方法的設(shè)備；以及一種確定內(nèi)燃機(jī)廢氣中有害物數(shù)量的方法，包括確定流動(dòng)的廢氣有害物濃度和量，其中廢氣用一種已知成分的稀釋氣體進(jìn)行稀釋；以及一種實(shí)施此后一種方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
吸入的空氣的狀態(tài)在很大程度上影響內(nèi)燃機(jī)的工作特性。在汽油機(jī)中例如發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩隨空氣壓力升高而增大每百帕約+0.12％。吸入的環(huán)境空氣的溫度提高1℃，在同樣的情況下引起例如功率下降約-0.5％。吸入的空氣的濕度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的直接影響不大，然而對(duì)廢氣排放尤其氮氧化物有不可忽略的影響。無(wú)論在汽油機(jī)還是在柴油機(jī)中都是這種情況。此外在汽油機(jī)中吸入濕度更大的空氣有可能使提前點(diǎn)火時(shí)刻達(dá)到曝震界限，這一點(diǎn)在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上的調(diào)整工作中必須加以考慮。
因?yàn)榛谑澜缧缘娜找鎳?yán)格的廢氣法規(guī)和更大的功率密度，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展工作對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性和精確度方面提出了越來(lái)越高的要求，從而需要盡最大可能消除全部在發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展進(jìn)程中影響試驗(yàn)結(jié)果的影響因素。由于吸入的空氣的狀態(tài)也屬于這些影響因素，所以有必要對(duì)進(jìn)氣加以調(diào)節(jié)，以便在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上獲得類似的試驗(yàn)條件。
在市場(chǎng)上可以買到用于內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣調(diào)節(jié)的已知的系統(tǒng)(例如奧地利(Graz)AVL-List有限公司的“Combustion Air Conditioning Unit”，或德國(guó)(Aachen)FEV Motorentechnik有限公司的“FEV Aircon”)。但這些系統(tǒng)直接連接在內(nèi)燃機(jī)的供氣系統(tǒng)上，并因而當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作狀態(tài)改變和由此引起的空氣流量改變時(shí)必須隨之立即改變內(nèi)燃機(jī)的空氣流量。例如，汽油機(jī)的最大空氣流量約為最小空氣流量的40倍。由此可以理解，在內(nèi)燃機(jī)空氣流量快速和動(dòng)態(tài)地改變的情況下，已知的系統(tǒng)只能有限地跟蹤這些改變，并因而在動(dòng)態(tài)的空氣流量變化過(guò)程中只能達(dá)到空氣狀態(tài)不良的調(diào)節(jié)品質(zhì)。在DE4015818C2中介紹了一種此類已知設(shè)備的例子。
反之，在DE2536047A1中說(shuō)明了一種單純的負(fù)壓模擬，完全不涉及燃燒用空氣完備的調(diào)節(jié)設(shè)備。此外在此已知的設(shè)備中設(shè)一容器，料想將用于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒用空氣和發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣進(jìn)入此容器，在那里它們也許還可以混合或相互影響，由此幾乎不可能實(shí)現(xiàn)在可靠和恒定的條件下進(jìn)行的空氣調(diào)節(jié)。特別在高度動(dòng)態(tài)的工作狀態(tài)下，在例如DE2536047A1公開的設(shè)備中，由于壓力脈動(dòng)、大范圍的紊流、溫度梯度等，燃燒空氣與廢氣摻混的危險(xiǎn)性很大。此外，在這里燃燒用空氣根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的需要吸入此容器中，這同樣導(dǎo)致幾乎不可能實(shí)施恒定的空氣調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的是，克服傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法和設(shè)備的這一些和另一些缺點(diǎn)，并在很大程度上允許即使在動(dòng)態(tài)的和高度動(dòng)態(tài)的工作條件下也能可靠和恒定地調(diào)節(jié)燃燒用空氣。
在發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的另一個(gè)主題是廢氣測(cè)量技術(shù)，其中應(yīng)由可測(cè)量的有害物濃度確定發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣內(nèi)有害物存在的數(shù)量。為了這種計(jì)算需要從其中提取廢氣試樣的流動(dòng)廢氣的流量(質(zhì)量)。此量或直接測(cè)量或借助于下列物料流量的平衡式確定供給的空氣質(zhì)量+供給的燃油質(zhì)量＝排出的廢氣質(zhì)量。其中，供給的燃油質(zhì)量可以高精度和動(dòng)態(tài)地測(cè)量。對(duì)于術(shù)語(yǔ)有害物數(shù)量還應(yīng)補(bǔ)充說(shuō)明，在廢氣分析的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)中考慮的幾乎僅僅是有害物質(zhì)量。用于確定在氣流內(nèi)有害物的傳感器通常測(cè)量有害物濃度，亦即相對(duì)于一個(gè)氣體基準(zhǔn)量(在實(shí)際或在標(biāo)準(zhǔn)條件下的質(zhì)量或體積)的有害物數(shù)量，實(shí)際上僅僅是有害物質(zhì)量(例如單位為mg)。因此為了確定廢氣流中的有害物質(zhì)量，必須將在測(cè)量點(diǎn)測(cè)得的濃度與相應(yīng)的流量(質(zhì)量流量或體積流量)相乘。
若采取已知的技術(shù)措施，或?qū)⒐┤氲目諝獾牧髁炕蛱貏e有利地將排出的廢氣流量保持常數(shù)，則得出一個(gè)用于準(zhǔn)確利用平衡式的簡(jiǎn)單系統(tǒng)。這例如在廢氣測(cè)量技術(shù)中借助所謂CVS(Constant VolumeSampling定容取樣檢驗(yàn))系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，它被標(biāo)準(zhǔn)化并設(shè)計(jì)為一些用于確定廢氣內(nèi)有害物數(shù)量的公認(rèn)為準(zhǔn)確的裝置。在CVS系統(tǒng)中通常規(guī)定高的稀釋系數(shù)。由此以及尤其對(duì)于低有害物發(fā)動(dòng)機(jī)，其結(jié)果是產(chǎn)生極低的有害物濃度，這種濃度幾乎不再能用分析器確定?，F(xiàn)在提供了一種用于確定有害物數(shù)量與CVS系統(tǒng)不同的方案，即，與直接測(cè)量或供給的空氣質(zhì)量流量或特別有利地廢氣質(zhì)量流量相結(jié)合，分析未經(jīng)稀釋或較少稀釋的廢氣。然而，此方法迄今未能正確實(shí)施，因?yàn)闉榇怂璧膫鞲衅饔懈鞣N缺陷。尤其是只能不令人滿意地檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的高動(dòng)力學(xué)和在平均流上疊加的嚴(yán)重的流動(dòng)和壓力脈動(dòng)，以及這些傳感器通常不完全適用于高溫和腐蝕性的廢氣。為了解決這些問(wèn)題，建議了一些用于平均流的穩(wěn)流容器和流量測(cè)量裝置，但是它們尺寸很大，難以在發(fā)動(dòng)機(jī)上使用，以及往往歪曲發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的工作條件。
因此本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種方法和設(shè)備，它們能以簡(jiǎn)單而可靠的方式準(zhǔn)確地按規(guī)定稀釋廢氣并因而準(zhǔn)確地確定有害物數(shù)量。
首先提到的那個(gè)與燃燒氣體的調(diào)節(jié)有關(guān)的目的按本發(fā)明這樣達(dá)到向內(nèi)燃機(jī)供入濕度和/或溫度經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體，其中，在任何時(shí)刻均提供一個(gè)基本上恒定的完全經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體量，該量至少相應(yīng)于有關(guān)的內(nèi)燃機(jī)最大需要的量，以及，內(nèi)燃機(jī)不需要的燃燒氣體在內(nèi)燃機(jī)旁流過(guò)并與其廢氣混合。采取此措施，空氣調(diào)節(jié)不一定要?jiǎng)討B(tài)地跟蹤，而是發(fā)動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)臺(tái)上從一個(gè)針對(duì)最大需要的燃燒用空氣的流量中分出一個(gè)針對(duì)當(dāng)前工作狀態(tài)所需要的燃燒空氣量。連接在上游的調(diào)節(jié)設(shè)備反正必須針對(duì)最大燃燒空氣量設(shè)計(jì)，而在按本發(fā)明的情況下調(diào)節(jié)區(qū)段通過(guò)的是一個(gè)恒定的質(zhì)量流量并因而可使這種調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單。
按本發(fā)明另一項(xiàng)有利的特征規(guī)定，內(nèi)燃機(jī)不需要的燃燒氣體在內(nèi)燃機(jī)旁流過(guò)并與其廢氣混合。由此可以簡(jiǎn)單的方式在系統(tǒng)中在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際需要的燃燒用空氣的分叉點(diǎn)與廢氣出口之間獲得一個(gè)小的和可粗調(diào)的壓力差，并由此也保證了燃燒用空氣與廢氣之間物質(zhì)分離。
若在內(nèi)燃機(jī)后抽出燃燒氣體/廢氣混合物，優(yōu)選地借助確定的相對(duì)于環(huán)境壓力的負(fù)壓，則可達(dá)到設(shè)備的一種能簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)的負(fù)壓調(diào)節(jié)。
另一方面，作為替換形式或附加地也可以規(guī)定，燃燒氣體在相對(duì)于環(huán)境壓力為提高了的壓力的情況下供入內(nèi)燃機(jī)，不需要的燃燒氣體在內(nèi)燃機(jī)旁流過(guò)。
在這種情況下有利地規(guī)定，在經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體與廢氣或內(nèi)燃機(jī)后的廢氣/燃燒氣體混合物之間的壓降調(diào)整在0.3與5毫巴(mbar)之間，優(yōu)選在0.5與3毫巴之間。
由此不僅在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣側(cè)而且在發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣側(cè)都可以將壓力調(diào)節(jié)在至少-300毫巴與+300毫巴之間。這通過(guò)一種CVS方法借助至少為發(fā)動(dòng)機(jī)最大需要量約1.2倍的燃燒氣體至少一個(gè)低的余量進(jìn)行。這種低的壓降還保證，對(duì)于精確的負(fù)壓或過(guò)壓模擬，不僅內(nèi)燃機(jī)進(jìn)口而且其出口或連接在上游或下游的系統(tǒng)，均基本上保持相同的壓力水平。在這里，壓力調(diào)節(jié)所需的實(shí)際值檢測(cè)優(yōu)選地在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)(Ansaugtrakt)處進(jìn)行，換句話說(shuō)，在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣裝置出口處的壓力，在預(yù)先規(guī)定的壓降范圍內(nèi)，跟蹤進(jìn)氣系統(tǒng)處的壓力。
按本發(fā)明另一項(xiàng)有利的特征規(guī)定，流量與絕對(duì)壓力無(wú)關(guān)基本上保持常數(shù)。在這里以及在下文中，流量，不僅質(zhì)量流量而且體積流量，均可看作是流動(dòng)的數(shù)量。在恒定的流量中允許含有大的以及也許還是動(dòng)態(tài)的壓力脈動(dòng)，為的是使氣體調(diào)節(jié)達(dá)到低的調(diào)節(jié)成本并因而相應(yīng)地使設(shè)備的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。為了保持燃燒氣體(空氣)流量恒定或進(jìn)一步也保持其他氣體例如(經(jīng)稀釋的)廢氣流量恒定，可考慮使用各種已知的裝置。例如可使用羅茨式鼓風(fēng)機(jī)(Roots-Geblaese)和類似的氣體輸送裝置，它們每個(gè)工作行程或每轉(zhuǎn)一圈輸送一恒定的氣體體積，所以流動(dòng)的質(zhì)量取決于氣體的壓力和溫度以及工作行程頻率或轉(zhuǎn)速。也可以采用下游連接氣體輸送裝置(抽風(fēng)機(jī))的臨界噴嘴(一個(gè)或多個(gè))，尤其文杜里式噴嘴(一個(gè)或多個(gè))，其中，流動(dòng)氣體的數(shù)量通過(guò)噴嘴(一個(gè)或多個(gè))各最窄點(diǎn)的橫截面積與那里造成的音速的乘積得出。這意味著，流動(dòng)的體積和流動(dòng)的質(zhì)量只與噴嘴前的壓力和溫度有關(guān)，但與噴嘴后的壓力無(wú)關(guān)。用于保持流量恒定的裝置的另一種實(shí)施形式是亞臨界噴嘴，其中與出口壓力(Hinterdruck)的關(guān)系通過(guò)相應(yīng)的測(cè)量和調(diào)節(jié)技術(shù)考慮。所有這些用于保持流量恒定的裝置通常必須校準(zhǔn)。然后，所關(guān)心的流量(例如在現(xiàn)實(shí)條件下或在標(biāo)準(zhǔn)條件下的質(zhì)量流量或體積流量)由裝置相應(yīng)的校準(zhǔn)系數(shù)并根據(jù)裝置前的氣體壓力和溫度得出。
為了能更進(jìn)一步改善高度模擬，按本發(fā)明的另一個(gè)特征規(guī)定，內(nèi)燃機(jī)附近的環(huán)境保持為與經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體同樣的壓力。由此在內(nèi)燃機(jī)的區(qū)域內(nèi)處處存在相同的條件，其結(jié)果是在試驗(yàn)臺(tái)上可以非常準(zhǔn)確地模擬要求的海拔高度。
有利地，內(nèi)燃機(jī)被經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體環(huán)流，由此也可以利用吸入的空氣尤其就溫度而言作為接近實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)境空氣。但為此必須注意，通過(guò)旁通管道輸送足夠的空氣，使得在箱子內(nèi)不因被發(fā)動(dòng)機(jī)加熱而形成不允許的和尤其過(guò)高的溫度。例如對(duì)于可能設(shè)置的氣體輸送裝置或?qū)τ诳赡苓B接的廢氣測(cè)量技術(shù)應(yīng)有利的是，供給廢氣的稀釋氣體不高于30℃，優(yōu)選不高于25℃。但另一方面應(yīng)既不會(huì)在未經(jīng)稀釋的廢氣內(nèi)也不會(huì)在已稀釋的廢氣內(nèi)導(dǎo)致所含水蒸氣凝結(jié)，因此也必須注意，經(jīng)稀釋的廢氣溫度不應(yīng)過(guò)低，例如不降低到50℃以下。因此，根據(jù)使用狀態(tài)可能要求例如借助一附加的熱交換器專門調(diào)整供應(yīng)管道內(nèi)的氣體溫度。
本發(fā)明第二個(gè)目的與上面已說(shuō)明的那些重要特征一致地采取下列措施達(dá)到在任何時(shí)刻向內(nèi)燃機(jī)供給基本上恒定的完全經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的、濕度和/或溫度經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體量，該量至少相應(yīng)于有關(guān)的內(nèi)燃機(jī)最大需要的量，其中廢氣用未被內(nèi)燃機(jī)消耗的燃燒氣體量稀釋。因此這種新型系統(tǒng)可有利地用于廢氣測(cè)量技術(shù)，其中此系統(tǒng)應(yīng)用于按規(guī)定稀釋廢氣。至少約1.2倍發(fā)動(dòng)機(jī)最大需要量的這一僅僅為了調(diào)節(jié)所需的低的燃燒氣體余量，對(duì)于CVS系統(tǒng)在大多數(shù)情況下，亦即在對(duì)有害物數(shù)量的確定準(zhǔn)確度上不只是提出低的精度要求時(shí)，規(guī)定得太低了，并因而通常應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)。優(yōu)選地為了稀釋內(nèi)燃機(jī)的廢氣，規(guī)定所供給的經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的稀釋氣體有利的余量在發(fā)動(dòng)機(jī)最大需要量的至少4倍至10倍的范圍內(nèi)。
現(xiàn)在，為了根據(jù)廢氣中測(cè)得的濃度確定實(shí)際從內(nèi)燃機(jī)排放的有害物數(shù)量，流動(dòng)數(shù)量(質(zhì)量)的數(shù)據(jù)是必要的。為此，按本發(fā)明第一種實(shí)施方案規(guī)定，排出的用未消耗的燃燒氣體量稀釋過(guò)的廢氣的流量保持常數(shù)，以及確定供給內(nèi)燃機(jī)的燃燒氣體的量和燃油量。
因?yàn)榇_定基本上恒定的量特別簡(jiǎn)單，所以在這里有利地規(guī)定，排出的用未消耗的燃燒氣體量稀釋過(guò)的廢氣的流量保持常數(shù)以及確定此流量。
但也可以與上述方案不同地這樣確定有害物數(shù)量，即，將供給的燃燒氣體流量保持常數(shù)，以及確定此量和供給內(nèi)燃機(jī)的燃油量。
在這方面有利的是將供給的燃燒氣體流量保持常數(shù)并確定經(jīng)稀釋的廢氣的流量。此方法可優(yōu)選地用較少稀釋的廢氣實(shí)現(xiàn)并有下列優(yōu)點(diǎn)對(duì)流量傳感器的要求大大降低，因?yàn)樵诖宋恢靡环矫娲嬖趲缀鹾愣ǖ膹U氣質(zhì)量流量，以及另一方面廢氣由于空氣稀釋而脈動(dòng)降低，溫度降低以及腐蝕性降低。
按本發(fā)明另一項(xiàng)特征規(guī)定，有害物濃度的確定在排出的用未消耗的燃燒氣體量稀釋的廢氣內(nèi)進(jìn)行。在這里，上面針對(duì)流量傳感器所說(shuō)過(guò)的內(nèi)容同樣適用于此用于有害物濃度的傳感器或取樣器。
但按本發(fā)明另一種實(shí)施方案，有害物濃度的確定當(dāng)然也可以在未稀釋的廢氣中進(jìn)行，并因而直接地和不因也許在稀釋氣體中帶入的物質(zhì)造成謬誤地進(jìn)行。
若要求直接測(cè)量有害物濃度，為了提高精度可以規(guī)定，附加地還確定在提供使用的燃燒氣體中的有害物濃度。此值然后可在確定內(nèi)燃機(jī)排放的有害物數(shù)量時(shí)考慮。
有利地，針對(duì)用于確定有害物數(shù)量的方法還可以規(guī)定，可供使用的燃燒氣體的量是內(nèi)燃機(jī)最大需要量的多倍。
有害物排放的確定還有必要在不同的海拔高度和/或環(huán)境條件下進(jìn)行，所以在這里也采取下列措施進(jìn)行這種模擬，即，在內(nèi)燃機(jī)后抽出燃燒氣體/廢氣混合物，優(yōu)選地借助確定的相對(duì)于環(huán)境壓力的負(fù)壓；或，燃燒氣體在相對(duì)于環(huán)境壓力為提高了的壓力下供給內(nèi)燃機(jī)，不需要的燃燒氣體在內(nèi)燃機(jī)旁流過(guò)。
在這里肯定有利的是，在經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體與廢氣或內(nèi)燃機(jī)后的燃燒氣體/廢氣混合物之間的壓降調(diào)整在0.3與5毫巴之間，優(yōu)選在0.5與3毫巴之間。
還有利的是，在確定廢氣中有害物的過(guò)程中，流量與絕對(duì)壓力無(wú)關(guān)地基本上保持常數(shù)。
準(zhǔn)確模擬差別很大的海拔高度和/或環(huán)境條件也可以借助這樣一種廢氣測(cè)量方法達(dá)到，即，將內(nèi)燃機(jī)附近的環(huán)境保持與經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體相同的壓力；或，使內(nèi)燃機(jī)被經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體環(huán)流。
在這里，特別在為了高度模擬而使用負(fù)壓的情況下應(yīng)當(dāng)注意，有關(guān)的測(cè)量?jī)x表也處于環(huán)境空氣壓力下，但通常沒(méi)有規(guī)定這些測(cè)量?jī)x表在廢氣壓力達(dá)-300毫巴時(shí)使用。因此應(yīng)規(guī)定，例如在廢氣分析設(shè)備中，負(fù)壓必須借助附加的泵補(bǔ)償。對(duì)于借助CVS的測(cè)量，在LD范圍內(nèi)不允許雙重稀釋。因此存在下列測(cè)量可能性或廢氣測(cè)量依情況決定稀釋，但基于低的稀釋度只能用加熱的分析器。除此之外在從供應(yīng)管道通向內(nèi)燃機(jī)的管道的分叉點(diǎn)前附加測(cè)量(幾乎)恒定的空氣流量?；蚩蓪⒋苏麄€(gè)系統(tǒng)放大，以達(dá)到最低稀釋度rdil≥4。
前言首先提到的目的按本發(fā)明還通過(guò)一種向內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體的設(shè)備達(dá)到，它包括向內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)濕度和/或溫度經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體的管道，也許在此供應(yīng)管道內(nèi)包括一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，其中，此供應(yīng)管道針對(duì)至少相關(guān)的內(nèi)燃機(jī)最大需要的燃燒氣體量設(shè)計(jì)，以及，從此供應(yīng)管道分叉出一根可與內(nèi)燃機(jī)連接的進(jìn)氣管，一根可與內(nèi)燃機(jī)連接的排氣管在進(jìn)氣管的分叉點(diǎn)后面通入供應(yīng)管道。
除了上面已提到的涉及方法的優(yōu)點(diǎn)外，所介紹的按本發(fā)明具有其供應(yīng)管道的設(shè)備還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即存在一種良好的流動(dòng)特征，這種流動(dòng)特征保證到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒用空氣沒(méi)有摻混廢氣并因而經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒用空氣的參數(shù)不發(fā)生變化。
按本發(fā)明的另一項(xiàng)特征，一條可與內(nèi)燃機(jī)連接的排氣管在進(jìn)氣管的分叉點(diǎn)后面通入供應(yīng)管道。由此在保持全部上面論及的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)提供了負(fù)壓調(diào)整的可能性。
有利地，在按本發(fā)明的設(shè)備中，還相應(yīng)在供應(yīng)管道內(nèi)進(jìn)氣管分叉點(diǎn)與排氣管匯合點(diǎn)之間設(shè)置用于將壓力差調(diào)整在0.3與5毫巴之間優(yōu)選在0.5與3毫巴之間范圍內(nèi)的裝置。因此，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的所有工作狀態(tài)，從怠速到全負(fù)荷，均保證在燃燒用空氣與廢氣之間可靠的物質(zhì)分離。
以相同的方式也同樣可以達(dá)到這一效果或附加地保證達(dá)到此效果，即，在進(jìn)氣管分叉點(diǎn)與排氣管匯合點(diǎn)之間設(shè)置用于保證一個(gè)最小的，至少對(duì)應(yīng)于廢氣在經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體內(nèi)擴(kuò)散速度的流速的裝置。
按本發(fā)明的設(shè)備可以連接在一中央空氣調(diào)節(jié)裝置上，除了這種可能性之外還可以將此調(diào)節(jié)裝置包括在按本發(fā)明的設(shè)備中，在這種情況下在供應(yīng)管道內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣管分叉點(diǎn)前，設(shè)置一些用于調(diào)整和控制溫度和/或濕度的裝置，例如氣體冷卻器、液滴分離器、氣體加熱器以及優(yōu)選地包括蒸汽配量閥的供汽管。
為了能實(shí)施過(guò)壓調(diào)節(jié)，在按本發(fā)明的設(shè)備的一種實(shí)施形式中規(guī)定，在進(jìn)氣管分叉點(diǎn)前設(shè)一氣體輸送裝置，以及在排氣管匯合點(diǎn)后設(shè)一氣體流量調(diào)節(jié)裝置。
另一方面可以這樣實(shí)施負(fù)壓調(diào)節(jié)，即，在進(jìn)氣管分叉點(diǎn)前設(shè)一氣體流量調(diào)節(jié)裝置，以及在排氣管匯合點(diǎn)后設(shè)一氣體輸送裝置。當(dāng)然也可以組合上述兩種調(diào)節(jié)方案。
為了預(yù)防在設(shè)計(jì)尤其形式上為離心通風(fēng)機(jī)或離心式鼓風(fēng)機(jī)的氣體輸送裝置時(shí)發(fā)生困難，這些困難在運(yùn)行具有較大負(fù)壓的設(shè)備時(shí)和/或由于輸送廢氣/空氣混合物時(shí)可能出現(xiàn)，有利的是在內(nèi)燃機(jī)與氣體輸送裝置之間設(shè)至少一個(gè)換熱器。由此負(fù)壓工作甚至可達(dá)約500毫巴(這大約相當(dāng)于6000m海拔高度)。
有關(guān)氣體輸送裝置的選擇應(yīng)根據(jù)要求選出恰當(dāng)?shù)念愋?。在例如羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的情況下有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。首先，負(fù)壓達(dá)550毫巴(必須在虹吸管中保證約-500毫巴)沒(méi)有任何困難，而離心鼓風(fēng)機(jī)在期望的結(jié)構(gòu)尺寸下有一極限為約450毫巴。此外，借助一種轉(zhuǎn)速可調(diào)的羅茨式鼓風(fēng)機(jī)不僅可以調(diào)節(jié)負(fù)壓而且可以調(diào)節(jié)過(guò)壓，并因而不再需要在油箱的末端設(shè)調(diào)節(jié)閥，因?yàn)榻柚_茨式鼓風(fēng)機(jī)也可以節(jié)流。但有利的是針對(duì)負(fù)壓運(yùn)行在發(fā)動(dòng)機(jī)前的調(diào)節(jié)區(qū)段后設(shè)節(jié)流閥，以便使調(diào)節(jié)區(qū)段不承受高的負(fù)壓作用。
羅茨式鼓風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速一定時(shí)，與空氣壓力無(wú)關(guān)地輸送近似恒定的體積流量。但空氣質(zhì)量流量隨壓力變化而改變?，F(xiàn)在為了使調(diào)節(jié)區(qū)段的空氣質(zhì)量流量近似保持常數(shù)，節(jié)流閥可根據(jù)空氣壓力額定值相應(yīng)地調(diào)整(這些位置在投入運(yùn)行時(shí)確定并相應(yīng)地存入調(diào)節(jié)器)。然后通過(guò)羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)(例如借助PID調(diào)節(jié)器)進(jìn)行壓力調(diào)整。
羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的一個(gè)缺點(diǎn)在于供入的氣體混合物限制為約50-60℃的最大允許溫度。因此若應(yīng)只需要負(fù)壓達(dá)約350毫巴，則可回到離心式鼓風(fēng)機(jī)，它可以在溫度達(dá)約150℃的情況下工作。
可以簡(jiǎn)單和可靠的方式實(shí)施量的調(diào)節(jié)，只要?dú)怏w流量調(diào)節(jié)裝置由調(diào)節(jié)閥構(gòu)成。
在這里可以有利的方式平行于調(diào)節(jié)閥設(shè)至少一個(gè)細(xì)調(diào)閥。
此外可采取措施保證物質(zhì)分離，即，在進(jìn)氣管分叉點(diǎn)與排氣管匯合點(diǎn)之間設(shè)一氣體輸送裝置。通過(guò)此裝置還可調(diào)整和影響在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口側(cè)與廢氣側(cè)之間期望的壓差。
按另一種實(shí)施形式或與上述裝置之一組合，物質(zhì)分離也可以這樣實(shí)現(xiàn)在供應(yīng)管道內(nèi)，優(yōu)選地至少在進(jìn)氣管分叉點(diǎn)與排氣管匯合點(diǎn)之間，設(shè)用于使流動(dòng)層流化的裝置。
獲得此效果的另一種替代形式是，在供應(yīng)管道內(nèi)，進(jìn)氣管分叉點(diǎn)與排氣管匯合點(diǎn)之間，設(shè)一波阻抗和/或消音器。
為了簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)地設(shè)計(jì)此設(shè)備，內(nèi)燃機(jī)高動(dòng)力學(xué)的過(guò)程應(yīng)對(duì)于經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的氣體所需要的量沒(méi)有或只有最小的影響。因此按本發(fā)明的一種有利的實(shí)施形式，此設(shè)備的特征在于，至少氣體輸送裝置之一與相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)處于相對(duì)位置的氣體流量調(diào)節(jié)裝置在調(diào)節(jié)技術(shù)上互相連接。因而可實(shí)現(xiàn)一種調(diào)節(jié)理念，即，即使在壓力動(dòng)態(tài)變化的情況下，通過(guò)此設(shè)備也能將流量基本上保持常數(shù)。
有利地，在這里氣體輸送裝置的輸送能力可取決于在相對(duì)處的調(diào)節(jié)裝置的位置調(diào)整。若例如用于改變?cè)谠O(shè)備中存在的壓力(或壓力變化過(guò)程)的節(jié)流閥已調(diào)整，則例如設(shè)計(jì)為離心鼓風(fēng)機(jī)的氣體輸送裝置的轉(zhuǎn)速也同時(shí)應(yīng)以這種方式匹配，即，使經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的氣體的流量與絕對(duì)壓力無(wú)關(guān)地基本上保持為常數(shù)。
為了能在準(zhǔn)確規(guī)定的條件下盡可能接近實(shí)際情況地檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)，按本發(fā)明另一項(xiàng)特征規(guī)定，在進(jìn)氣管分叉點(diǎn)與排氣管匯合點(diǎn)之間的距離基本上等于空氣濾清器進(jìn)口與汽車排氣裝置末端之間的距離，汽車的內(nèi)燃機(jī)被供給經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體。
按本發(fā)明的另一項(xiàng)特征規(guī)定，設(shè)一個(gè)封閉的腔用于安裝內(nèi)燃機(jī)，該腔與供應(yīng)管道中進(jìn)氣管分叉點(diǎn)與排氣管匯合點(diǎn)之間的區(qū)段連接。由此，要檢驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)加入在連接管道內(nèi)存在的壓力，因此此壓力也從外部作用在發(fā)動(dòng)機(jī)上，這樣做尤其在高度模擬(低空氣壓力)時(shí)有突出的優(yōu)點(diǎn)。
有利地，在這里在進(jìn)氣管分叉點(diǎn)與排氣管匯合點(diǎn)之間的供應(yīng)管道區(qū)段內(nèi)設(shè)一封閉的用于安裝內(nèi)燃機(jī)的腔。此由一個(gè)可封閉和可相對(duì)于環(huán)境密封的箱子構(gòu)成的腔可以是發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的組成部分，并因而當(dāng)另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)在試驗(yàn)臺(tái)上試驗(yàn)時(shí)它留在試驗(yàn)臺(tái)上。但有利地此箱子是托盤的組成部分，發(fā)動(dòng)機(jī)裝在此托盤上以及托盤用于將發(fā)動(dòng)機(jī)輸送和停泊在試驗(yàn)臺(tái)上。
一種確定內(nèi)燃機(jī)廢氣中有害物數(shù)量的設(shè)備，包括至少一個(gè)用于確定有害物濃度的測(cè)量點(diǎn)，例如傳感器或取樣裝置，和一個(gè)氣體流量確定裝置，它有一個(gè)從廢氣通道到已知成分的稀釋氣體供應(yīng)通道的通道，這種設(shè)備規(guī)定用于達(dá)到以此具體的發(fā)明為基礎(chǔ)的第二個(gè)目的。此設(shè)備按本發(fā)明其特征在于，稀釋氣體供應(yīng)通道針對(duì)至少相關(guān)的內(nèi)燃機(jī)最大需要的燃燒氣體量設(shè)計(jì)，以及從此供應(yīng)通道分叉出一根可與內(nèi)燃機(jī)連接的進(jìn)氣管。用于確定完全或近似保持常數(shù)的燃燒氣體(空氣)流量(質(zhì)量流量或體積流量)或(已稀釋的)廢氣流量(質(zhì)量或體積流量)的確定裝置，可以通過(guò)不同的和已知的方式實(shí)現(xiàn)，例如借助用于質(zhì)量或體積流量的流量傳感器，例如熱線或超聲測(cè)量系統(tǒng)或(直接)在用于保持流量恒定的裝置前的氣體壓力和溫度測(cè)量系統(tǒng)，在這里，此裝置的校準(zhǔn)常數(shù)和可能的其他參數(shù)(例如羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)在確定流量時(shí)考慮。
在這里，有利地稀釋氣體的供應(yīng)通道針對(duì)相關(guān)的內(nèi)燃機(jī)最大需要的燃燒氣體量的多倍設(shè)計(jì)。
為了降低對(duì)傳感器或取樣裝置的要求，以及能將它們使用于一方面存在幾乎恒定的廢氣質(zhì)量流量和另一方面廢氣由于空氣稀釋因而脈動(dòng)較小、溫度較低和腐蝕性較低的地方，按本發(fā)明的另一項(xiàng)特征，將確定廢氣通道中有害物濃度的測(cè)量點(diǎn)設(shè)在稀釋氣體的供應(yīng)通道中廢氣通道匯合點(diǎn)后面。
相比之下，使用耐用的傳感器或裝置，若將確定廢氣通道中有害物濃度的測(cè)量點(diǎn)設(shè)在稀釋氣體供應(yīng)通道中廢氣通道匯合點(diǎn)前，便可以實(shí)施更準(zhǔn)確因而是更直接的測(cè)量。
為了也能考慮稀釋氣體中的有害物積存量，有利地在稀釋氣體供應(yīng)通道內(nèi)，在廢氣通道匯合點(diǎn)前，設(shè)附加的用于確定稀釋氣體供應(yīng)通道中有害物濃度的測(cè)量點(diǎn)。
為了使氣體流量確定裝置能取得與前面已提及的同樣的效果和優(yōu)點(diǎn)，將它們?cè)O(shè)在與確定有害物濃度相同的區(qū)段內(nèi)。
對(duì)于借助于供給的稀釋氣體與供給的燃油量的平衡方程式確定廢氣質(zhì)量流量的方法，按本發(fā)明的設(shè)備另一種實(shí)施形式，在稀釋氣體供應(yīng)通道內(nèi)設(shè)氣體流量確定裝置，同樣有利的是，設(shè)一個(gè)供給內(nèi)燃機(jī)的燃油質(zhì)量測(cè)量裝置。但這兩個(gè)裝置也可以為了校準(zhǔn)或檢驗(yàn)直接通過(guò)傳感器獲知的值單個(gè)或共同設(shè)置。


下面可借助附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。其中圖1示意表示本發(fā)明用于負(fù)壓和過(guò)壓工作的設(shè)備；圖2是與圖1相應(yīng)的用于負(fù)壓和過(guò)壓調(diào)節(jié)和沒(méi)有壓力損失補(bǔ)償?shù)囊晥D；圖3是與圖1相應(yīng)的僅用于過(guò)壓調(diào)節(jié)的視圖；圖4是與圖1相應(yīng)的僅用于負(fù)壓調(diào)節(jié)的視圖；圖5是與圖1相應(yīng)的用于高精度過(guò)壓和負(fù)壓調(diào)節(jié)的視圖；圖6是按本發(fā)明的設(shè)備示意圖，包括一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)和在裝配狀態(tài)也設(shè)置的進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)組成的試件；圖7相應(yīng)于圖6，其中整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)處于一封閉的腔內(nèi)；圖8是圖7所示設(shè)備的改型，包括設(shè)計(jì)為供應(yīng)管道貫流段的箱子；圖9相應(yīng)于圖6，其中設(shè)有有害物數(shù)量測(cè)量的測(cè)量或取樣點(diǎn)；圖10是本發(fā)明的一種對(duì)應(yīng)于圖9的實(shí)施形式，但測(cè)量或取樣點(diǎn)以及傳感器有另一種配置；圖11是相應(yīng)于圖6的實(shí)施形式，測(cè)量或取樣點(diǎn)以及傳感器又是另一種配置；圖12表示按本發(fā)明的設(shè)備的一種實(shí)施形式，其中設(shè)燃燒用空氣流量和燃油消耗量的確定部件；以及，圖13是一種設(shè)計(jì)方案，它既可以進(jìn)行進(jìn)氣的調(diào)節(jié)和環(huán)境壓力模擬，尤其是高度模擬，又可以進(jìn)行廢氣分析。
具體實(shí)施例方式
在圖示的實(shí)施例中，按本發(fā)明的設(shè)備包括已組合在內(nèi)的調(diào)節(jié)區(qū)段，沿空氣流動(dòng)方向看，其組成部分有帶進(jìn)氣口4的濾塵器5，輸送空氣用的裝置6優(yōu)選徑向通風(fēng)機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)，用于負(fù)壓工作的調(diào)節(jié)閥7、空氣冷卻器8、優(yōu)選地是一種空氣-冷水換熱器，它有可借助冷水調(diào)節(jié)閥9調(diào)整的冷卻劑流量、冷凝液的液滴分離器10、以及可借助控制器12調(diào)整熱功率的空氣加熱器11。為了調(diào)節(jié)空氣濕度可設(shè)一蒸汽發(fā)生器13，借助蒸汽計(jì)量閥14可計(jì)量從這里出發(fā)的蒸汽，以調(diào)整主空氣管道15中的空氣濕度。絕對(duì)壓力傳感器16、溫度傳感器17和濕度傳感器18用于測(cè)量空氣狀態(tài)。
在設(shè)備的這些部分中經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的空氣，通過(guò)主空氣管道15向在主管道20與進(jìn)氣通道2之間的分叉點(diǎn)19供給一個(gè)對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)最大需要的量。因此，在上游的調(diào)節(jié)區(qū)段4至18始終處理相同數(shù)量要供給的空氣，從而尤其使此調(diào)節(jié)空氣的調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)極其簡(jiǎn)單。因此在要試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)所有的變化，甚至所有高動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)變。都可以捕集到，以及在任何時(shí)刻向內(nèi)燃機(jī)1供應(yīng)一定和恒定的經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒用空氣量。在主管道20內(nèi)可按選擇設(shè)一小型的轉(zhuǎn)速可調(diào)的軸流式通風(fēng)機(jī)21，用于補(bǔ)償壓力損失或用于調(diào)整在發(fā)動(dòng)機(jī)1進(jìn)氣通道2與廢氣通道3之間準(zhǔn)確規(guī)定的壓力差，軸流式通風(fēng)機(jī)21借助調(diào)節(jié)器33根據(jù)管道20入口與出口之間的壓差調(diào)整轉(zhuǎn)速。壓差的測(cè)量通過(guò)壓差傳感器22進(jìn)行。管道20和內(nèi)燃機(jī)1的廢氣通道3通過(guò)出口段23通入排氣通道24。在排氣通道24末端設(shè)用于過(guò)壓工作的調(diào)節(jié)閥25。用于負(fù)壓工作的空氣輸送裝置26，優(yōu)選徑向通風(fēng)機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)，處于排氣口27前，排氣口27用于將排氣流排入環(huán)境或試驗(yàn)臺(tái)的廢氣系統(tǒng)中。必要時(shí)還可以在內(nèi)燃機(jī)1與空氣輸送裝置26之間優(yōu)選在排氣通道24內(nèi)設(shè)一附加的換熱器，由此簡(jiǎn)化空氣輸送裝置的設(shè)計(jì)以及擴(kuò)大可以選擇的類型的范圍，還可以避免發(fā)生由于在內(nèi)燃機(jī)1后面廢氣/空氣混合和/或由于在高負(fù)壓(達(dá)350至400毫巴)下工作帶來(lái)的問(wèn)題。
為了運(yùn)行此系統(tǒng)以及調(diào)整所期望的空氣狀態(tài)，采用一電子控制與調(diào)節(jié)裝置28，其中集成了全部為運(yùn)行此設(shè)備必要的壓力29和30、溫度31和濕度32控制裝置與調(diào)節(jié)器。其中有利地考慮到將質(zhì)量流量與絕對(duì)壓力無(wú)關(guān)地基本上保持常數(shù)。為此目的，設(shè)備側(cè)至少氣體輸送裝置6、26、21之一，與相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)1處于相對(duì)位置的氣體流量調(diào)節(jié)裝置7、25在調(diào)節(jié)技術(shù)上連接起來(lái)。因?yàn)樵谶^(guò)壓工作時(shí)迄今只考慮可忽略的小的壓力變化，所以此調(diào)節(jié)方案主要針對(duì)負(fù)壓工作，為此，設(shè)在內(nèi)燃機(jī)1前的調(diào)節(jié)裝置7與位于內(nèi)燃機(jī)1后的氣體輸送裝置25在調(diào)節(jié)技術(shù)上相互連接。根據(jù)大多設(shè)計(jì)為節(jié)流閥的調(diào)節(jié)裝置7、25的位置，調(diào)整至少取決于轉(zhuǎn)速的氣體輸送裝置6、26、21的輸送能力。
此方法的工作方式可借助圖1說(shuō)明如下內(nèi)燃機(jī)1通過(guò)進(jìn)氣通道2吸入為燃燒所需的空氣質(zhì)量流量mein并將其供燃燒用。通過(guò)燃燒形成的廢氣質(zhì)量流量maus經(jīng)過(guò)廢氣通道3重新排出。此方法的任務(wù)是，與環(huán)境條件無(wú)關(guān)地調(diào)整進(jìn)氣通道2進(jìn)口處的空氣狀態(tài)，亦即壓力，溫度和濕度。此外應(yīng)使廢氣通道3出口處的壓力盡可能等于進(jìn)氣通道2進(jìn)口處的壓力。在這里，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1在試驗(yàn)臺(tái)上運(yùn)行時(shí)的空氣導(dǎo)引如下進(jìn)行。由于兩個(gè)空氣輸送裝置6、26的作用，規(guī)定的空氣質(zhì)量流量mL通過(guò)進(jìn)氣口4經(jīng)空氣輸送裝置6、用于負(fù)壓工作的調(diào)節(jié)閥7、空氣冷卻器8、液滴分離器10和空氣加熱器11，輸入主空氣管道15。在主管道20和進(jìn)氣通道2的分叉點(diǎn)19，空氣質(zhì)量流量mL分成主管道空氣質(zhì)量流量mBP和燃燒用空氣質(zhì)量流量mein。旁路空氣質(zhì)量流量mBP借助轉(zhuǎn)速可調(diào)的用于補(bǔ)償壓力損失的軸流式通風(fēng)機(jī)21輸送，并在廢氣通道3的出口23處在主管道20中與廢氣質(zhì)量流量maus匯合成排氣質(zhì)量流量mEx。此排氣質(zhì)量流量mEx通過(guò)用于過(guò)壓工作的調(diào)節(jié)閥25、用于負(fù)壓工作的空氣輸送裝置26和排氣口27，輸送到環(huán)境中或試驗(yàn)臺(tái)的排氣系統(tǒng)中。
對(duì)于各空氣或廢氣質(zhì)量流量的關(guān)系，可列舉下列基于質(zhì)量守恒定理和連續(xù)性的關(guān)系式mein＝作為發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的函數(shù)的變量(i)maus＝mein+mBr(ii)
式中mBr是燃燒所需的燃料質(zhì)量流量。
但在使用普通的液態(tài)或固體燃料和近似的燃燒化學(xué)計(jì)算法或超化學(xué)計(jì)算法(überstchiometrischen)時(shí)，則適用mBr＜＜mein(iii)例如，當(dāng)使用市場(chǎng)出售的柴油時(shí)，化學(xué)計(jì)算的空氣燃料比為14.5公斤空氣/公斤燃料，并因而適用下式mBr=mein14.5,]]>這證實(shí)了上面列舉的關(guān)系式(iii)對(duì)于粗略估算質(zhì)量流量，基于式(iii)，可以忽略燃料質(zhì)量流量mBr，以及(ii)也可寫成maus≈mein(iv)因此對(duì)于在用于調(diào)節(jié)空氣狀態(tài)的部件中出現(xiàn)并因而是此方法調(diào)節(jié)品質(zhì)的決定性參量的空氣質(zhì)量流量mL和mEx，可對(duì)內(nèi)燃機(jī)(1)所有工作狀態(tài)描述為mL＝mein+mBP(v)以及mEx＝maus+mBP(vi)于是，將(iv)式用于(v)和(vi)可寫為mL＝mEx(vii)由此看出，對(duì)于調(diào)節(jié)空氣狀態(tài)起決定性作用的空氣質(zhì)量流量mL和mEx幾乎與內(nèi)燃機(jī)1的工作狀態(tài)及其動(dòng)態(tài)特性無(wú)關(guān)，并因而僅僅取決于調(diào)節(jié)技術(shù)方面各部件的設(shè)計(jì)和工作方式。由此，顯然，采用此方法也可以跟蹤內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行方式的動(dòng)態(tài)變化。內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行方式的變化僅僅造成溫度并因而空氣質(zhì)量流量mEx的密度的改變。這些改變也可以用此方法通過(guò)調(diào)節(jié)裝置的特性加以補(bǔ)償，不過(guò)在很大程度上可通過(guò)系統(tǒng)一般的設(shè)計(jì)參數(shù)，例如空氣質(zhì)量流量mL的大小來(lái)影響。
空氣流量mL的狀態(tài)以及空氣質(zhì)量流量mEx的壓力的調(diào)節(jié)按如下所述進(jìn)行
在過(guò)壓工作時(shí)壓力的調(diào)節(jié)若期望的空氣壓力應(yīng)高于環(huán)境壓力，則空氣壓力的調(diào)節(jié)借助空氣輸送裝置6與過(guò)壓工作的調(diào)節(jié)閥25的協(xié)同工作，通過(guò)提升壓力和輸送空氣質(zhì)量流量mL進(jìn)行?？諝廨斔脱b置6以恒定的轉(zhuǎn)速工作，其中，空氣質(zhì)量流量選擇得至少與內(nèi)燃機(jī)1最大空氣消耗量一樣大，但有利地是甚至比它大得多。通過(guò)空氣質(zhì)量流量借助過(guò)壓工作的調(diào)節(jié)閥25的節(jié)流，從空氣輸送裝置6出口一直到過(guò)壓工作的調(diào)節(jié)閥25的整個(gè)管道系統(tǒng)提高到期望的空氣壓力。在這里，過(guò)壓工作的調(diào)節(jié)閥25的位置通過(guò)過(guò)壓調(diào)節(jié)閥的電子調(diào)節(jié)器30調(diào)整。在管道系統(tǒng)中實(shí)時(shí)的壓力通過(guò)絕對(duì)壓力傳感器16測(cè)量，并轉(zhuǎn)換為比例于壓力的電信號(hào)。此信號(hào)作為實(shí)際信號(hào)傳輸給過(guò)壓調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)器30。調(diào)節(jié)器30將此實(shí)際信號(hào)與使用者期望的額定值作比較，并在過(guò)壓調(diào)節(jié)閥26上產(chǎn)生一個(gè)與調(diào)節(jié)閥的位置成比例的控制信號(hào)。在此工作方式中完全打開用于負(fù)壓工作的調(diào)節(jié)閥7的位置，以避免在此閥處不希望的節(jié)流效果。
在負(fù)壓工作時(shí)壓力的調(diào)節(jié)若期望的空氣壓力應(yīng)低于環(huán)境壓力，則空氣壓力的調(diào)節(jié)通過(guò)用于負(fù)壓工作的調(diào)節(jié)閥7的節(jié)流和通過(guò)負(fù)壓工作的空氣輸送裝置26抽吸空氣質(zhì)量流量mL進(jìn)行。空氣輸送裝置26以恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，其中，空氣質(zhì)量流量仍選擇為至少與發(fā)動(dòng)機(jī)1最大空氣消耗量一樣大，優(yōu)選地甚至仍選擇為比它大得多。通過(guò)用負(fù)壓工作的調(diào)節(jié)閥7節(jié)流空氣質(zhì)量流量，從負(fù)壓工作的調(diào)節(jié)閥一直到空氣輸送裝置26抽吸側(cè)的整個(gè)管道系統(tǒng)降到期望的空氣壓力。在這里，負(fù)壓工作的調(diào)節(jié)閥7的位置通過(guò)負(fù)壓調(diào)節(jié)閥的電子調(diào)節(jié)器29調(diào)整。管道系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)壓力通過(guò)絕對(duì)壓力傳感器16測(cè)量并轉(zhuǎn)換為比例于壓力的電信號(hào)。此信號(hào)作為實(shí)際信號(hào)傳輸給負(fù)壓調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)器29。調(diào)節(jié)器29將此實(shí)際信號(hào)與使用者期望的額定信號(hào)作比較，并在負(fù)壓調(diào)節(jié)閥7上產(chǎn)生一個(gè)與調(diào)節(jié)閥位置成比例的控制信號(hào)。在此工作方式中完全打開過(guò)壓工作調(diào)節(jié)閥25的位置，以避免在此閥處不希望的節(jié)流效果。
溫度調(diào)節(jié)
空氣質(zhì)量流量mein溫度的調(diào)整借助于空氣冷卻器8和空氣加熱器11的作用進(jìn)行。根據(jù)期望的額定溫度，可以進(jìn)行空氣質(zhì)量流量的加熱或冷卻。實(shí)時(shí)的實(shí)際溫度通過(guò)溫度傳感器17測(cè)量并轉(zhuǎn)換為比例于溫度的電信號(hào)。此信號(hào)作為實(shí)際信號(hào)傳輸給溫度調(diào)節(jié)器31。調(diào)節(jié)器31將此實(shí)際信號(hào)與使用者期望的額定信號(hào)作比較，并根據(jù)是需要冷卻還是需要加熱，在冷水調(diào)節(jié)閥9上或在熱功率控制裝置12上產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的控制信號(hào)。因此，期望的額定溫度的調(diào)整，借助于空氣冷卻器調(diào)整所需要的冷卻劑流量，和/或調(diào)整空氣加熱器所需要的加熱功率實(shí)現(xiàn)。也可能出現(xiàn)這種工作狀態(tài)，即，在這些工作狀態(tài)下必須不僅冷卻而且事后加熱(也可見濕度的調(diào)節(jié)部分所述)。
空氣濕度的調(diào)節(jié)空氣質(zhì)量流量mein濕度的調(diào)整借助于空氣冷卻器8的作用并通過(guò)節(jié)流來(lái)自蒸汽發(fā)生器13的蒸汽進(jìn)行?？諝赓|(zhì)量流量mL在空氣冷卻器8內(nèi)一直冷卻到低于露點(diǎn)溫度，并由于由此引起的空氣流內(nèi)所含水分的凝結(jié)而被干燥。形成的冷凝水在流過(guò)液滴分離器時(shí)被分離并排出。期望的濕度的調(diào)整通過(guò)計(jì)量在主空氣通道15內(nèi)的水蒸氣進(jìn)行。實(shí)時(shí)的實(shí)際濕度通過(guò)濕度傳感器18測(cè)量并轉(zhuǎn)換為比例于濕度的電信號(hào)。此信號(hào)作為實(shí)際信號(hào)傳輸給濕度調(diào)節(jié)器32。此調(diào)節(jié)器32將實(shí)際信號(hào)與使用者期望的額定信號(hào)值作比較，并根據(jù)是需要冷卻(除濕)或是需要加濕，在冷水調(diào)節(jié)閥9或蒸汽計(jì)量閥14上產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的控制信號(hào)。
下列目的，即防止在經(jīng)稀釋的廢氣內(nèi)(主要是水蒸氣)凝結(jié)，也與以上所述的兩個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)有關(guān)。因此，經(jīng)稀釋的廢氣的溫度必須高于其露點(diǎn)，對(duì)于未稀釋的廢氣露點(diǎn)一般小于52℃。因此附加地可規(guī)定加熱通過(guò)主空氣通道15流動(dòng)的燃燒氣體。不過(guò)在大多數(shù)情況下內(nèi)燃機(jī)的廢氣比使用于稀釋廢氣的氣體(亦即內(nèi)燃機(jī)1不需要的燃燒氣體)溫度高得多，因此經(jīng)稀釋的廢氣也比稀釋氣體溫度高并因而在(幾乎)所有的情況下均不會(huì)導(dǎo)致凝結(jié)，也不需要附加的加熱。
主管道內(nèi)壓力損失的補(bǔ)償若由于對(duì)廢氣通道內(nèi)的空氣質(zhì)量流量的壓力調(diào)節(jié)品質(zhì)有特別的要求而有必要時(shí)，可在管道20內(nèi)設(shè)轉(zhuǎn)速可調(diào)的軸流式通風(fēng)機(jī)21。在管道20內(nèi)的壓力損失通過(guò)壓差傳感器22測(cè)量，并作為實(shí)際電信號(hào)傳輸給軸流式通風(fēng)機(jī)21的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)速的調(diào)整以這樣的方式進(jìn)行，即應(yīng)能補(bǔ)償和控制壓力損失。
通過(guò)省略某些部件可以實(shí)現(xiàn)按本發(fā)明的各種實(shí)施方案，例如圖2表示了一種按本發(fā)明的設(shè)備，但它只針對(duì)過(guò)壓工作和主管道20內(nèi)的壓力損失補(bǔ)償。
若允許這種廢氣反壓調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)精度以及在進(jìn)氣通道2與廢氣通道3之間的一個(gè)小而要準(zhǔn)確調(diào)整的壓差是允許的，則可以免去用于壓力損失補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)速可調(diào)的軸流式通風(fēng)機(jī)21(見圖1)以及軸流式通風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)器33。
用于純粹過(guò)壓工作的實(shí)施方案圖3表示了一種適用于單純過(guò)壓工作(相對(duì)于周圍環(huán)境而言)的實(shí)施方案。與圖1相比，此實(shí)施方案省去了用于建立負(fù)壓的部件。因此在此實(shí)施方案中沒(méi)有圖1的用于負(fù)壓工作的調(diào)節(jié)閥7，用于負(fù)壓工作的空氣輸送裝置26以及負(fù)壓調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)器29。
用于純粹負(fù)壓工作的實(shí)施方案(圖4)圖4表示了一種適用于單純負(fù)壓工作(相對(duì)于周圍環(huán)境而言)的實(shí)施方案。與圖1相比，此實(shí)施方案省去了用于建立過(guò)壓的部件。因此在此實(shí)施方案中沒(méi)有圖1的用于過(guò)壓工作的空氣輸送裝置6、用于過(guò)壓工作的調(diào)節(jié)閥25以及用于過(guò)壓調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)器30。
高精度空氣壓力調(diào)節(jié)的實(shí)施方案(圖5)圖5表示了本發(fā)明的一種實(shí)施方案，通過(guò)這一方案不僅對(duì)于過(guò)壓而且對(duì)于負(fù)壓都可以實(shí)現(xiàn)高精度的壓力調(diào)節(jié)。在這里，用于調(diào)整過(guò)壓或負(fù)壓的調(diào)節(jié)閥7、25通過(guò)分別并聯(lián)一個(gè)細(xì)調(diào)閥7a、25a加以補(bǔ)充，細(xì)調(diào)閥的流動(dòng)截面的尺寸設(shè)計(jì)為比調(diào)節(jié)閥的小得多。在這種情況下期望的空氣壓力的調(diào)整以這樣的方式進(jìn)行，即，開始借助調(diào)節(jié)閥7或25實(shí)施空氣壓力的粗調(diào)。在低于實(shí)際壓力與額定壓力規(guī)定的調(diào)節(jié)偏差后，固定這些調(diào)節(jié)閥7、25的位置并且不再改變。期望的空氣壓力的最終調(diào)整隨后借助細(xì)調(diào)閥7a和25a進(jìn)行。
此實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)是，一方面借助于調(diào)節(jié)閥7、25可使空氣壓力迅速靠近期望值，以及另一方面借助精確調(diào)諧的細(xì)調(diào)閥7a、25a可實(shí)現(xiàn)高精度的壓力調(diào)節(jié)。
實(shí)際工作中特別有利的是，在試驗(yàn)臺(tái)上的條件準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)于既定條件時(shí)，這些既定條件在試件按規(guī)定運(yùn)行時(shí)也存在，尤其在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中存在，因而它們也在汽車中所設(shè)的空氣濾清器、排氣裝置等中存在。因此如圖6示意表示的那樣，有利地將供應(yīng)管道設(shè)計(jì)為，使在去內(nèi)燃機(jī)1進(jìn)氣管道2的分叉點(diǎn)19與排氣管道3匯合點(diǎn)23之間用于經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒用空氣的供應(yīng)管道15的長(zhǎng)度，基本上與包括全部連接在上游的進(jìn)氣系統(tǒng)部分和連接在下游的排氣系統(tǒng)部分在內(nèi)的整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)部件等長(zhǎng)。換句話說(shuō)，在分叉點(diǎn)19與匯合點(diǎn)23之間的長(zhǎng)度等于在汽車的空氣濾清器進(jìn)口1a與排氣裝置末端1b之間的距離。
圖7表示此設(shè)備另一種有利的實(shí)施形式，它的基本結(jié)構(gòu)相應(yīng)于圖6所示的結(jié)構(gòu)，圖中只表示了整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中包括空氣濾清器1a、排氣裝置1b、進(jìn)氣管2和排氣管3，處于一個(gè)可相對(duì)于環(huán)境封閉和密封的箱子28b內(nèi)，箱子的內(nèi)壓通過(guò)管道29b被置于管道15的壓力下。圖8表示，圖7所示的箱子可設(shè)計(jì)為管道15的一個(gè)貫流的區(qū)段28a。在這種情況下發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣直接取自此箱子，所以分叉點(diǎn)19處于發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣部位，亦即由進(jìn)氣管2的開口端構(gòu)成。這是有利的，因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣部位不必連接任何管道，這種管道在有些情況下對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)1a、2的特性有不利的影響。
下面應(yīng)說(shuō)明按本發(fā)明的方法或按本發(fā)明的設(shè)備在廢氣測(cè)量技術(shù)方面的設(shè)計(jì)，其中，應(yīng)根據(jù)有害物濃度的測(cè)量值確定在發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣內(nèi)存在的有害物數(shù)量。在本例中這有利地借助一種所謂CVS(ConstantVolume Sampling)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，它們被標(biāo)準(zhǔn)化并設(shè)計(jì)為一些用于確定廢氣中有害物數(shù)量的公認(rèn)為準(zhǔn)確的裝置。前面已說(shuō)明的高稀釋度可通過(guò)將內(nèi)燃機(jī)1的廢氣引入在內(nèi)燃機(jī)旁流過(guò)而燃燒過(guò)程不需要的燃燒氣體達(dá)到。在這里有利地通過(guò)與此燃燒用以及現(xiàn)在同時(shí)也是稀釋用氣體的調(diào)節(jié)可能的結(jié)合，也可以以簡(jiǎn)單而可靠的方式實(shí)現(xiàn)廢氣準(zhǔn)確規(guī)定的稀釋并因而實(shí)現(xiàn)有害物數(shù)量的準(zhǔn)確確定。
為了根據(jù)可測(cè)量的有害物濃度確定廢氣有害物數(shù)量，可以直接測(cè)量在取樣點(diǎn)流動(dòng)的廢氣量?；蚶觅|(zhì)量平衡方程式(燃燒空氣質(zhì)量+燃料質(zhì)量＝廢氣質(zhì)量)，這一方程必然也適用于由發(fā)動(dòng)機(jī)和所屬的用于燃燒用空氣或廢氣的供應(yīng)及排出通道組成的按本發(fā)明的系統(tǒng)。在這方面特別有利的是，保持排出廢氣的質(zhì)量流量不變。這可以采取已知的裝置例如臨界噴嘴或羅茨式鼓風(fēng)機(jī)達(dá)到。
有利地，在內(nèi)燃機(jī)1旁流過(guò)接著用于稀釋廢氣的燃燒用空氣是發(fā)動(dòng)機(jī)最大進(jìn)氣量的多倍，所以廢氣用至少相同的或更多的稀釋空氣量稀釋。按特別有利的方式，也可以改造已知的CVS系統(tǒng)并應(yīng)用于按本發(fā)明的進(jìn)氣調(diào)節(jié)，亦即發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣從CVS系統(tǒng)經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的新鮮空氣提取以及將廢氣如在CVS系統(tǒng)中規(guī)定的那樣供入廢氣稀釋系統(tǒng)中。
為了克服在測(cè)量進(jìn)氣或廢氣質(zhì)量流量用于分析未經(jīng)或經(jīng)少量稀釋的廢氣時(shí)的困難，有利地將按本發(fā)明的系統(tǒng)用于進(jìn)氣調(diào)節(jié)并用于比較低度的稀釋，其中在供給經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的進(jìn)氣的區(qū)域內(nèi)所需要的流量測(cè)量仍在旁路管道分叉點(diǎn)前進(jìn)行。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)工作的情況下，也能對(duì)于幾乎恒定和無(wú)脈動(dòng)的空氣流量使用高精度的傳感器。
為了進(jìn)一步改善進(jìn)氣或廢氣質(zhì)量流量的測(cè)量用于分析未經(jīng)或經(jīng)少量稀釋的廢氣，規(guī)定將按本發(fā)明的系統(tǒng)用于進(jìn)氣調(diào)節(jié)以及用于比較低度地稀釋的廢氣的分析。
此外還可以規(guī)定，在為了廢氣分析通過(guò)按本發(fā)明的系統(tǒng)比較低度地廢氣稀釋后，可到達(dá)另一個(gè)稀釋系統(tǒng)供使用，這一系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)可能需要的附加的廢氣稀釋。尤其在下列情況下這樣做是有優(yōu)點(diǎn)的，即，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作與針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的廢氣稀釋所必需的調(diào)節(jié)條件差別很大。
用于有害物數(shù)量測(cè)量的設(shè)備的第一種實(shí)施例表示在圖9中，該設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于圖6所示的結(jié)構(gòu)，只是在管道24中設(shè)置一個(gè)廢氣分析器31a的測(cè)量點(diǎn)30a以及一個(gè)流量確定裝置33a的測(cè)量點(diǎn)32a。有利地，確定管道24中的流量用廢氣質(zhì)量流量傳感器進(jìn)行，但在許多情況下，這種確定考慮到部件25、26的校準(zhǔn)系數(shù)和必要時(shí)其他信號(hào)(例如羅茨式鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速)，借助廢氣壓力和溫度傳感器就足夠了，上述其他信號(hào)可通過(guò)用一些點(diǎn)表示的信號(hào)線34傳輸。
在有些情況下，例如在測(cè)量柴油廢氣中顆粒和碳氧化合物含量時(shí)，在位置23的稀釋空氣溫度不允許降到某個(gè)極限值例如50℃以下，因?yàn)橐蝗粡U氣組分會(huì)凝結(jié)和析出。因此，可能需要的是，在位置19與23之間的管道15中設(shè)加熱裝置(圖中未示出)，它將在調(diào)節(jié)設(shè)備5-18中經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的空氣補(bǔ)充加熱到需要的稀釋溫度。為了在這種情況下保護(hù)抽風(fēng)機(jī)，還有可能進(jìn)一步要求在用于廢氣分析的測(cè)量點(diǎn)后將廢氣重新冷卻。為了在確定有害物時(shí)也能考慮在供給的燃燒氣體并因而也是用作內(nèi)燃機(jī)廢氣的稀釋氣體中的有害物積存量，有利地可在稀釋氣體供應(yīng)通道15與廢氣通道的匯合點(diǎn)23之前，優(yōu)選地還在去內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣管道2分叉點(diǎn)19之前，設(shè)置一個(gè)附加的用于確定此供應(yīng)通道中有害物濃度的測(cè)量點(diǎn)35。從此測(cè)量點(diǎn)35向廢氣分析器31a引出一根導(dǎo)線36。
圖10對(duì)應(yīng)于圖9，只是確定部件37并非用于確定在管道24內(nèi)的經(jīng)稀釋的廢氣的流量，而是用于確定位置19前的空氣總量。部件37優(yōu)選地仍是一個(gè)氣體質(zhì)量流量傳感器，但在許多情況下這種確定考慮到部件5-18的校準(zhǔn)系數(shù)和必要時(shí)其他信號(hào)(例如羅茨式鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)，借助于氣體壓力和溫度傳感器就足夠了，上述其他信號(hào)可通過(guò)用一些點(diǎn)表示的信號(hào)線38a傳輸。但在這里需要補(bǔ)充一個(gè)燃油消耗量的確定部件39，包括在發(fā)動(dòng)機(jī)1上或在發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)中的一個(gè)測(cè)量點(diǎn)40。
圖11對(duì)應(yīng)于圖6，只是廢氣分析器31a的測(cè)量點(diǎn)30a設(shè)在排氣管3內(nèi)并因而用于分析未經(jīng)稀釋的廢氣。為了將有害物濃度換算為有害物數(shù)量，可能希望的是在管道3內(nèi)設(shè)用于確定未經(jīng)稀釋的廢氣流量的確定部件42的測(cè)量點(diǎn)41。
圖12對(duì)應(yīng)于圖11，只是在這里設(shè)用于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣的確定部件42a和在管道2內(nèi)的測(cè)量點(diǎn)43，以及用于燃油消耗量的確定部件39、40(與圖10中類似)。
圖13可能是一種優(yōu)選的實(shí)施方案，它能以特別有利的方式不僅實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣調(diào)節(jié)和環(huán)境壓力模擬，尤其高度模擬而且實(shí)現(xiàn)廢氣分析。圖中表示將位置19設(shè)計(jì)為管道15放大和貫流的容積，并因而允許通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)2和1a自由吸取經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的空氣。此容積19與進(jìn)氣系統(tǒng)1a和發(fā)動(dòng)機(jī)1以及排氣系統(tǒng)1b同處于一箱子28內(nèi)部，箱子28附加地還通過(guò)管道29與管道15壓力連通。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，廢氣分析實(shí)際上不受可能的發(fā)動(dòng)機(jī)外表污染物蒸汽的干擾。盡管如此，亦即箱子28在此情況下雖然未被稀釋空氣流過(guò)，也不能完全排除這種可能性有害物可通過(guò)壓力連通管道29從箱子進(jìn)入通道15中。因此有利的是，與例如圖9不同，稀釋空氣可能存在的有害物的測(cè)量點(diǎn)35要在管道29連接部位之后，但當(dāng)然仍在位置23之前，設(shè)在通道15中。在管道24中，如在圖9中那樣，設(shè)置用于經(jīng)稀釋的廢氣的流量以及有害物濃度的測(cè)量點(diǎn)30a和32a。
權(quán)利要求
1.向內(nèi)燃機(jī)供給經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體的方法，包括向內(nèi)燃機(jī)供入濕度和/或溫度經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體，其中，在任何時(shí)刻均提供一個(gè)基本上恒定的完全經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體的量，該量至少相應(yīng)于有關(guān)的內(nèi)燃機(jī)最大需要的量；其特征為內(nèi)燃機(jī)不需要的燃燒氣體在內(nèi)燃機(jī)旁流過(guò)并與其廢氣混合。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為燃燒氣體/廢氣混合物在內(nèi)燃機(jī)后抽出。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為燃燒氣體在相對(duì)于環(huán)境壓力為提高了的壓力的情況下供入內(nèi)燃機(jī)，不需要的燃燒氣體在內(nèi)燃機(jī)旁流過(guò)。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為在經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體與廢氣或內(nèi)燃機(jī)后的燃燒氣體/廢氣混合物之間的壓降調(diào)整在0.3與5毫巴之間。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的氣體的流量與絕對(duì)壓力無(wú)關(guān)地基本上保持為常數(shù)。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為內(nèi)燃機(jī)附近的環(huán)境保持為與經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體基本上相同的壓力。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征為內(nèi)燃機(jī)被經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體環(huán)流。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為在試驗(yàn)臺(tái)上實(shí)施所述方法。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為所述燃燒氣體為空氣。
10.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征為燃燒氣體/廢氣混合物在內(nèi)燃機(jī)后借助確定的相對(duì)于環(huán)境壓力的負(fù)壓被抽出。
11.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征為所述壓降調(diào)整在0.5與3毫巴之間。
12.確定內(nèi)燃機(jī)廢氣中有害物數(shù)量的方法，包括確定流動(dòng)廢氣的有害物濃度及數(shù)量，其中廢氣借助一種已知成分的稀釋氣體進(jìn)行稀釋，其特征為在任何時(shí)刻向內(nèi)燃機(jī)供給一個(gè)基本上恒定、完全經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的濕度和/或溫度經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體量，該量至少相應(yīng)于有關(guān)的內(nèi)燃機(jī)最大需要的量，其中廢氣用未被內(nèi)燃機(jī)消耗的燃燒氣體量稀釋。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征為排出的用未消耗的燃燒氣體量稀釋過(guò)的廢氣流量保持常數(shù)，以及確定供給內(nèi)燃機(jī)的燃燒氣體的量和燃料量。
14.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征為排出的用未消耗的燃燒氣體量稀釋過(guò)的廢氣流量保持常數(shù)以及確定此流量。
15.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征為供給的燃燒氣體流量保持常數(shù)，以及確定此量和供給內(nèi)燃機(jī)的燃料量。
16.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征為供給的燃燒氣體流量保持常數(shù)；以及，確定經(jīng)稀釋的廢氣流量。
17.按照權(quán)利要求12至16之一所述的方法，其特征為有害物濃度的確定在排出的用未消耗的燃燒氣體量稀釋過(guò)的廢氣內(nèi)進(jìn)行。
18.按照權(quán)利要求12至16之一所述的方法，其特征為有害物濃度的確定在未經(jīng)稀釋的廢氣內(nèi)進(jìn)行。
19.按照權(quán)利要求12至16之一所述的方法，其特征為附加地還確定在提供使用的燃燒氣體內(nèi)的有害物濃度。
20.按照權(quán)利要求12至16之一所述的方法，其特征為可供使用的燃燒氣體的量是內(nèi)燃機(jī)最大需要量的多倍。
21.按照權(quán)利要求12至16之一所述的方法，其特征為在內(nèi)燃機(jī)后抽出燃燒氣體/廢氣混合物。
22.按照權(quán)利要求12至16之一所述的方法，其特征為燃燒氣體在相對(duì)于環(huán)境壓力為提高了的壓力的情況下供入內(nèi)燃機(jī)，不需要的燃燒氣體在內(nèi)燃機(jī)旁流過(guò)。
23.按照權(quán)利要求12至16之一所述的方法，其特征為在經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體與廢氣或內(nèi)燃機(jī)后的燃燒氣體/廢氣混合物之間的壓降調(diào)整在0.3與5毫巴之間。
24.按照權(quán)利要求12至16之一所述的方法，其特征為經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的氣體的流量與絕對(duì)壓力無(wú)關(guān)地基本上保持為常數(shù)。
25.按照權(quán)利要求12至16之一所述的方法，其特征為內(nèi)燃機(jī)附近的環(huán)境保持為與經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體基本上相同的壓力。
26.按照權(quán)利要求25所述的方法，其特征為內(nèi)燃機(jī)被經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體環(huán)流。
27.按照權(quán)利要求21所述的方法，其特征為在內(nèi)燃機(jī)后借助確定的相對(duì)于環(huán)境壓力的負(fù)壓抽出燃燒氣體/廢氣混合物。
28.按照權(quán)利要求23所述的方法，其特征為所述壓降調(diào)整在0.5與3毫巴之間。
29.向內(nèi)燃機(jī)供給經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體的設(shè)備，包括向內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)濕度和/或溫度經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體的供應(yīng)管道(15)，該供應(yīng)管道(15)針對(duì)至少相關(guān)的內(nèi)燃機(jī)(1)最大需要的燃燒氣體量設(shè)計(jì)，以及，從此供應(yīng)管道(15)分叉出一根可與內(nèi)燃機(jī)(1)連接的進(jìn)氣管(2)，其特征為一根可與內(nèi)燃機(jī)(1)連接的排氣管(3)在進(jìn)氣管(2)的分叉點(diǎn)后面通入供應(yīng)管道(15)。
30.按照權(quán)利要求28或29所述的設(shè)備，其特征為用于將壓力差調(diào)整在0.3與5毫巴之間范圍內(nèi)的裝置，設(shè)在供應(yīng)管道(15)內(nèi)進(jìn)氣管(2)的分叉點(diǎn)與排氣管(3)匯合點(diǎn)之間。
31.按照權(quán)利要求28或29所述的設(shè)備，其特征為在進(jìn)氣管(2)的分叉點(diǎn)與排氣管(3)匯合點(diǎn)之間，設(shè)置用于保證一個(gè)最小的至少對(duì)應(yīng)于廢氣在經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體內(nèi)擴(kuò)散速度的流速的裝置。
32.按照權(quán)利要求28或29所述的設(shè)備，其特征為在供應(yīng)管道(15)內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)(1)進(jìn)氣管(2)分叉點(diǎn)前，設(shè)置一些用于調(diào)整和控制溫度和/或濕度的裝置(8-18)，包括氣體冷卻器、液滴分離器、氣體加熱器以及供汽管。
33.按照權(quán)利要求28或29所述的設(shè)備，其特征為在進(jìn)氣管(2)分叉點(diǎn)前設(shè)一氣體輸送裝置(6)，以及在排氣管(3)匯合點(diǎn)后設(shè)氣體流量調(diào)節(jié)裝置(25、25a)。
34.按照權(quán)利要求28或29所述的設(shè)備，其特征為在進(jìn)氣管(2)分叉點(diǎn)前設(shè)氣體流量調(diào)節(jié)裝置(7)，以及在排氣管(3)匯合點(diǎn)后設(shè)一氣體輸送裝置(26)。
35.按照權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其特征為在內(nèi)燃機(jī)(1)與氣體輸送裝置(26)之間設(shè)至少一個(gè)熱交換器。
36.按照權(quán)利要求33或34所述的設(shè)備，其特征為氣體流量調(diào)節(jié)裝置(7、25)由調(diào)節(jié)閥構(gòu)成。
37.按照權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其特征為平行于調(diào)節(jié)閥(7、25)設(shè)至少一個(gè)細(xì)調(diào)閥(25a)。
38.按照權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其特征為在進(jìn)氣管(2)分叉點(diǎn)與排氣管(3)匯合點(diǎn)之間設(shè)一氣體輸送裝置(21)。
39.按照權(quán)利要求28或29所述的設(shè)備，其特征為在供應(yīng)管道內(nèi)設(shè)用于使流動(dòng)層流化的裝置。
40.按照權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其特征為在供應(yīng)管道內(nèi)進(jìn)氣管(2)分叉點(diǎn)與排氣管(3)匯合點(diǎn)之間設(shè)一波阻抗和/或消音器。
41.按照權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其特征為至少氣體輸送裝置(6、26、21)之一與相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)(1)處于相對(duì)位置的氣體流量調(diào)節(jié)裝置(7、25)在調(diào)節(jié)技術(shù)上互相連接。
42.按照權(quán)利要求41所述的設(shè)備，其特征為氣體輸送裝置(6、26、21)的輸送能力取決于在相對(duì)處的調(diào)節(jié)裝置(7、25)的位置調(diào)整。
43.按照權(quán)利要求28或29所述的設(shè)備，其特征為在進(jìn)氣管(2)的分叉點(diǎn)(19)與排氣管(3)的匯合點(diǎn)(23)之間的距離，基本上等于空氣濾清器進(jìn)口(1a)與汽車排氣裝置(1b)末端之間的距離，汽車的內(nèi)燃機(jī)(1)被供給經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的燃燒氣體。
44.按照權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其特征為設(shè)一個(gè)封閉的腔(28)用于安裝內(nèi)燃機(jī)(1)，該腔(28)與供應(yīng)管道(15)中進(jìn)氣管(2)分叉點(diǎn)與排氣管(3)匯合點(diǎn)之間的區(qū)段連接。
45.按照權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其特征為在進(jìn)氣管(2)分叉點(diǎn)與排氣管(3)匯合點(diǎn)之間的供應(yīng)管道(15)區(qū)段內(nèi)設(shè)一封閉的用于安裝內(nèi)燃機(jī)(1)的腔(28a)。
46.按照權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征為在試驗(yàn)臺(tái)上使用所述設(shè)備。
47.按照權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征為所述燃燒氣體為空氣。
48.按照權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其特征為所述裝置將壓力差調(diào)整在0.5與3毫巴之間。
49.按照權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其特征為所述包括供汽管包括蒸汽計(jì)量閥。
50.按照權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其特征為在進(jìn)氣管(2)分叉點(diǎn)與排氣管(3)匯合點(diǎn)之間設(shè)所述使流動(dòng)層流化的裝置。
51.用于確定內(nèi)燃機(jī)廢氣內(nèi)有害物數(shù)量的設(shè)備，包括至少一個(gè)用于確定有害物濃度的測(cè)量點(diǎn)，和一個(gè)氣體流量確定裝置，它有一個(gè)從廢氣通道到已知成分的稀釋氣體供應(yīng)通道的通道，其特征為稀釋氣體供應(yīng)通道(15)針對(duì)至少相關(guān)的內(nèi)燃機(jī)(1)最大需要的燃燒氣體量設(shè)計(jì)，以及從此供應(yīng)通道(15)分叉出一根可與內(nèi)燃機(jī)(1)連接的進(jìn)氣管(2)。
52.按照權(quán)利要求51所述的設(shè)備，其特征為稀釋氣體的供應(yīng)通道(15)針對(duì)相關(guān)的內(nèi)燃機(jī)(1)最大需要的燃燒氣體量的多倍設(shè)計(jì)。
53.按照權(quán)利要求51或52所述的設(shè)備，其特征為在稀釋氣體供應(yīng)通道(15)中的廢氣通道(3)匯合點(diǎn)(23)后面，設(shè)確定廢氣通道(24)內(nèi)有害物濃度的測(cè)量點(diǎn)(30a)。
54.按照權(quán)利要求51或52所述的設(shè)備，其特征為在稀釋氣體供應(yīng)通道(15)中的匯合點(diǎn)前，設(shè)確定廢氣通道(3)內(nèi)有害物濃度的測(cè)量點(diǎn)(30a)。
55.按照權(quán)利要求51或52所述的設(shè)備，其特征為在稀釋氣體供應(yīng)通道(15)中的廢氣通道(3)匯合點(diǎn)前，設(shè)確定稀釋氣體供應(yīng)通道(15)內(nèi)有害物濃度的附加測(cè)量點(diǎn)(35)。
56.按照權(quán)利要求54所述的設(shè)備，其特征為氣體流量的確定裝置(32、33；41、42)設(shè)在與確定有害物濃度的測(cè)量點(diǎn)(30a)相同的區(qū)段。
57.按照權(quán)利要求51或52所述的設(shè)備，其特征為氣體流量確定裝置(37、38；38a)設(shè)置在稀釋氣體供應(yīng)通道(15)內(nèi)。
58.按照權(quán)利要求51或52所述的設(shè)備，其特征為設(shè)一個(gè)供給內(nèi)燃機(jī)(1)燃料質(zhì)量的測(cè)量裝置(39、40)。
59.按照權(quán)利要求51所述的設(shè)備，其特征為所述測(cè)量點(diǎn)為傳感器或取樣裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及向內(nèi)燃機(jī)供給經(jīng)調(diào)節(jié)的燃燒氣體的方法和設(shè)備，包括供入濕度和/或溫度經(jīng)調(diào)節(jié)的燃燒氣體。為了即使在動(dòng)態(tài)工作條件下也在很大程度上更可靠、恒定地調(diào)節(jié)燃燒用空氣，提供一基本上恒定的完全經(jīng)調(diào)節(jié)的燃燒氣體量，該量至少相應(yīng)于有關(guān)的內(nèi)燃機(jī)最大需要的量，其中，內(nèi)燃機(jī)不需要的燃燒氣體在內(nèi)燃機(jī)旁流過(guò)并與其廢氣混合。本發(fā)明還涉及一種用已知成分的稀釋氣體稀釋廢氣來(lái)確定內(nèi)燃機(jī)廢氣中有害物數(shù)量的方法。為了能以簡(jiǎn)單和可靠的方式實(shí)施準(zhǔn)確規(guī)定的廢氣稀釋并因而準(zhǔn)確地確定有害物數(shù)量。給基本上恒定的完全經(jīng)調(diào)節(jié)的濕度和/或溫度經(jīng)調(diào)節(jié)的燃燒氣體量，該量至少相應(yīng)于有關(guān)的內(nèi)燃機(jī)最大需要的量，以及廢氣用被內(nèi)燃機(jī)消耗的燃燒氣體量稀釋。
文檔編號(hào)F02M31/00GK101086221SQ20071010100
公開日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2001年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月22日
發(fā)明者約翰·西姆普爾, 漢斯·艾拉赫 申請(qǐng)人:Avl里斯脫有限公司