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用于確定內(nèi)燃機中NOx和/或CO2的特定和/或絕對排放值的方法及測量裝置與流程

文檔序號:12007305閱讀:來源:國知局
用于確定內(nèi)燃機中NOx和/或CO2的特定和/或絕對排放值的方法及測量裝置與流程

技術(shù)特征:
1.一種用于確定一內(nèi)燃機(3)中的NOx及CO2的特定和/或絕對排放值(19)的方法,其特征在于:測量所述內(nèi)燃機(3)的至少一氣缸(2)中的一氣缸壓力(1)的一時間曲線(5)并由此取得所述氣缸壓力(1)的一氣缸壓力曲線(10),該氣缸壓力曲線(10)是一曲軸(7)的一旋轉(zhuǎn)角度的函數(shù);隨后由所述氣缸壓力曲線(10)取得所述內(nèi)燃機(3)的一輸出功率(11)及一排氣質(zhì)量流量(12);所得的排氣質(zhì)量流量(12)與所測的內(nèi)燃機(3)的排氣(15)中的NOx濃度(17)相結(jié)合,并與已確定的輸出功率(11)相結(jié)合,以形成所述NOx和/或CO2的特定和/或絕對排放值(19)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:所得的排氣質(zhì)量流量(12)與氣缸(2)的排氣(15)中的NOx濃度(17)相結(jié)合,并與已確定的輸出功率(11)相結(jié)合,以形成NOx和/或CO2的特定和/或絕對排放值(19)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:對所述內(nèi)燃機(3)的所有氣缸(2)分別測量一氣缸壓力的一時間曲線(5)并由此取得氣缸壓力(1)關(guān)于一曲軸(7)或所述曲軸(7)的一旋轉(zhuǎn)角度或所述旋轉(zhuǎn)角度的一氣缸壓力曲線(10)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法,其特征在于:由一指示功率測定所述輸出功率(11),其中利用所述內(nèi)燃機(3)的一預(yù)定機械效率水平;并且/或者預(yù)先在實驗臺上測量所述機械效率水平或者利用一機械效率水平的相關(guān)系數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于:通過工作測試或試驗預(yù)先在實驗臺上測量所述機械效率水平或者利用機械效率水平的相關(guān)系數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于:為確定所述指示功率,取得所述氣缸(2)的一上換向點;并且/或者為取得所述排氣質(zhì)量流量(12),利用一計算機程序(21)算出所述氣缸壓力曲線(10),其中所述計算機程序(21)包含一發(fā)動機模型(22)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于:由所述氣缸壓力曲線取得所述氣缸(2)的所述上換向點。8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法,其特征在于:為取得所述排氣質(zhì)量流量(12),進行排氣(15)中的CO2濃度(25)的測定;并且/或者為取得所述排氣質(zhì)量流量(12),進行排氣(15)中的O2濃度(27)的測定。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于:通過計算碳平進行進行排氣(15)中的CO2濃度(25)的測定;過計算氧平衡進行排氣(15)中的O2濃度(27)的測定。10.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法,其特征在于:通過利用一發(fā)動機模型(22)確定所述排氣質(zhì)量流量(12),其中所述發(fā)動機模型(22)模擬所述內(nèi)燃機(3)的開式熱力循環(huán)并由此模擬所述內(nèi)燃機(3)中的氣體交換;并且/或者利用所述發(fā)動機模型(22)模擬所述內(nèi)燃機(3)的一進氣系統(tǒng)及排氣裝置(31),以確定所述至少一個氣缸(2)中的壓力及溫度的時間曲線。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于:利用所述發(fā)動機模型(22)將通過所述氣缸(2)的未燃進氣的質(zhì)量流量考慮在內(nèi);并且/或者從所述氣缸壓力曲線(10)推導(dǎo)出燃燒率并由該燃燒率推導(dǎo)出一燃料消耗量(30),其中由所述燃料消耗量及所述未燃進氣的質(zhì)量流量或一空氣質(zhì)量流量確定所述排氣質(zhì)量流量(12);并且/或者為確定所述燃料消耗量(30),進行釋熱率分析。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,其特征在于:通過分析所述氣缸壓力曲線(10)進行所述釋熱率分析。13.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法,其特征在于:對每一氣缸(2)依次或同時進行所述氣缸壓力(1)的所述時間曲線(5)的測量;并且/或者所述內(nèi)燃機(3)是一柴油發(fā)動機;并且/或者通過所述氣缸(2)的一指示活栓測量或選取所述氣缸壓力(1)的所述時間曲線(5)。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于:所述內(nèi)燃機(3)是船舶柴油發(fā)動機或固定式柴油發(fā)動機。15.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法,其特征在于:為測量所述氣缸壓力(1)的所述時間曲線(5),在預(yù)定的時間點測量所述氣缸壓力(1);并且/或者額外測量增壓空氣的溫度和/或增壓空氣的壓力。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其特征在于:在彼此呈規(guī)律性間隔的預(yù)定時間點測量所述氣缸壓力(1)。17.一種用于確定一內(nèi)燃機中的NOx及CO2的特定和/或絕對排放值的測量裝置,其特征在于:至少一用于測量氣缸壓力(1)的時間曲線(5)的壓力傳感器(8)可連接至所述內(nèi)燃機(3)的至少一氣缸(2);所述壓力傳感器(8)的一信號輸出端(9)可連接至一數(shù)據(jù)處理單元(6);所述數(shù)據(jù)處理單元(6)設(shè)置用以由所述氣缸壓力(1)的所述時間曲線(5)取得一氣缸壓力曲線(10),該氣缸壓力曲線(10)表示所述氣缸壓力(1)與一曲軸(7)的一旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系;所述數(shù)據(jù)處理單元(6)設(shè)置用以由所述氣缸壓力曲線(10)確定所述內(nèi)燃機(3)的一輸出功率(11)并由所述氣缸壓力曲線(10)確定一排氣質(zhì)量流量(12);用于測量所述內(nèi)燃機(3)的排氣(15)中NOx濃度(17)的一排氣NOx測量單元(13)可連接至所述內(nèi)燃機(3),所述排氣NOx測量單元(13)用于測量所述至少一氣缸(2)的排氣(15)中NOx濃度(17);所述排氣NOx測量單元(13)的一信號輸出端(14)連接至所述數(shù)據(jù)處理單元(6);所述數(shù)據(jù)處理單元(6)設(shè)置用以由所得的排氣質(zhì)量流量(12)與所測的NOx濃度(17)算出所述NOx和/或CO2的特定和/或絕對排放值(19)。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的測量裝置,其特征在于:一用于測量所述氣缸壓力(1)的所述時間曲線(5)的壓力傳感器(8)可連接至所述內(nèi)燃機(3)的每一氣缸(2),所述壓力傳感器(8)或每一壓力傳感器(8)的一信號輸出端(9)可連至一數(shù)據(jù)處理單元(6)。19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的測量裝置,其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理單元(6)設(shè)置用以由所述氣缸壓力曲線(10)確定所述氣缸(2)的上換向點;并且/或者在一存儲器(20)中存儲至少一種有關(guān)所述內(nèi)燃機(3)的機械效率水平的信息;并且/或者所述數(shù)據(jù)處理單元(6)具有一測時器(23),用于測量所述氣缸壓力(1)的所述時間曲線(5)。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的測量裝置,其特征在于:在所述存儲器(20)中存儲至少一種有關(guān)所述內(nèi)燃機(3)的機械效率水平的相關(guān)系數(shù)。21.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的測量裝置,其特征在于:所述內(nèi)燃機(3)連接至一排氣CO2測量單元(24),利用該排氣CO2測量單元(24)可確定排氣(15)中的CO2濃度(25);并且/或者所述內(nèi)燃機(3)連接至一排氣O2測量單元(26),利用該排氣O2測量單元(26)可確定排氣(15)中的O2濃度(27)。22.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的測量裝置,其特征在于:在所述數(shù)據(jù)處理單元(6)中實現(xiàn)所述內(nèi)燃機(3)的一發(fā)動機模型(22),利用該發(fā)動機模型(22)可由所述氣缸壓力曲線(10)計算所述排氣質(zhì)量流量(12);并且/或者所述發(fā)動機模型(22)繪出所述內(nèi)燃機(3)的碳平衡和/或氧平衡;并且/或者在所述數(shù)據(jù)處理單元(6)中構(gòu)造一釋熱率分析裝置,該釋熱率分析裝置設(shè)置用于由所述氣缸壓力曲線(10)計算燃料消耗量(30)。23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的測量裝置,其特征在于:所述內(nèi)燃機(3)是一柴油發(fā)動機;并且/或者所述壓力傳感器(8)可連接至所述氣缸(2)的一指示活栓。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的測量裝置,其特征在于:所述內(nèi)燃機(3)是船舶柴油發(fā)動機或固定式柴油發(fā)動機。25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的測量裝置,其特征在于:所述排氣NOx測量單元(13)和/或所述排氣CO2測量單元(24)和/或所述排氣O2測量單元(26)可布置于所述內(nèi)燃機(3)的一排氣裝置(31)之內(nèi)或之上;并且/或者所述排氣NOx測量單元(13)和/或所述排氣CO2測量單元(24)和/或所述排氣O2測量單元(26)集成于一便攜式測量裝置中。26.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的測量裝置,其特征在于:所述測量裝置(4)可構(gòu)造成固定式裝置或永久性安裝的裝置;并且/或者傳感器可設(shè)置用于增壓空氣的溫度和/或增壓空氣的壓力。
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