DE4018872C2

DE4018872C2 - Method for determining the mass concentrations of pollutants in the exhaust gases from internal combustion engines

Info

Publication number: DE4018872C2
Application number: DE19904018872
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Roppelt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1996-02-08
Anticipated expiration: 2010-06-14
Also published as: DE4018872A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ermit teln der Massenkonzentrationen von Schadstoffen in den Abgasen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraft fahrzeug-Verbrennungsmotoren bei verschiedenen Fahr und/oder Betriebszuständen, bei dem Abgas und Mischluft zusammengeführt und zu einem nach Schadstoffkonzentra tion und Temperatur homogenen verdünnten Abgasstrom innig miteinander vermischt werden und dann einem kon stanten Volumenstrom der verdünnten Abgase ein zu diesem proportionaler Probegasstrom entnommen sowie hinsichtlich der darin enthaltenen Schadstoffe nach Art und jeweiliger Massenkonzentration analysiert wird.The invention relates to a method for detection of the mass concentrations of pollutants in the Exhaust gases from internal combustion engines, in particular from power vehicle internal combustion engines at different driving and / or operating conditions in which the exhaust gas and mixed air merged and to a pollutant concentration tion and temperature homogeneous diluted exhaust gas flow be intimately mixed together and then a con constant volume flow of the diluted exhaust gases taken from this proportional sample gas flow as well with regard to the pollutants contained therein Type and respective mass concentration analyzed becomes.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art, das sich der sogenannten CVS (constant volume sampling)-Meß methode bedient, wird einem konstanten Volumenstrom aus innig miteinander vermischten - unverdünnten - Abgasen und Zuluft ein Probegasstrom entnommen und letzterer zur Füllung von Meßbeuteln herangezogen, deren Inhalt dann hinsichtlich Art und Konzentration der enthaltenen Schadstoffe analysiert wird. Da die Befüllung der Meßbeutel größere Zeiträume von beispiels weise 500 Sekunden beansprucht, können mit der vorbe kannten Meßmethode nur über den jeweiligen Befüllungs zeitraum gebildete Mittelwerte der Schadstoffemissionen ermittelt werden. In Abhängigkeit von kurzfristigen Änderungen des Betriebszustandes auftretende Verände rungen der einzelnen Schadstoffanteile sind hingegen nicht erfaßbar.In a known method of this type, the the so-called CVS (constant volume sampling) measurement method is used, a constant volume flow from intimately mixed - undiluted - Exhaust gases and supply air are taken from a sample gas stream and the latter used to fill measuring bags, their content then in terms of type and concentration the contained pollutants is analyzed. Since the Filling the measuring bags larger periods of example 500 seconds can be used with the vorbe Known measuring method only via the respective filling period-formed mean values of the pollutant emissions be determined. Depending on short-term Changes in the operating state the individual pollutant fractions are, however not detectable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines Meßverfahren der obengenannten Art und Zweckbestimmung, das eine dynamische Messung der jeweils anfallenden Schadstoffemissionen ermög licht.In contrast, the object of the present invention is the creation of a measurement method of the above Type and purpose, which is a dynamic measurement of the respective pollutant emissions light.

Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, daß bei dem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der konstante Volumenstrom verdünnter Abgase durch zeitlich vari ierende Zugabe von Mischluft zu den unverdünnten Ab gasen erzeugt wird, daß die jeweiligen Volumina der unverdünnten Abgase und/oder der zur Verdünnung einge setzten Mischluft in aufeinander folgenden Zeitinter vallen, die beispielsweise eine Sekunde betragen können, kontinuierlich dynamisch gemessen sowie die für jedes Zeitintervall geltenden Verdünnungsverhältnisse be stimmt werden und daß anhand dieser Verdünnungsverhält nisse die Ermittlung der Schadstoff-Massenkonzentratio nen in den unverdünnten Abgasen durch Hochrechnung der in den verdünnten Abgasen gemessenen Schadstoffkon zentrationen erfolgt. This problem is solved in that in the process according to the preamble of claim 1 the constant Volume flow of diluted exhaust gases through time-varying Adding mixed air to the undiluted Ab is generated that the respective volumes of the undiluted exhaust gases and / or those used for dilution set mixed air in successive time intervals vallen, which can be, for example, one second, continuously measured dynamically as well as for each Time interval applicable dilution ratios be be true and that based on this dilution ratio nisse the determination of the pollutant mass concentration in the undiluted exhaust gases by extrapolation the pollutant concentration measured in the diluted exhaust gases centers.

Während bei dem Verfahren nach dem Stande der Technik jeweils nur die sich über die Dauer der Befüllung der Meßbehälter ergebenden Mittelwerte bestimmt werden können, gelingt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine dynamische Messung der Abgasemissionen nach Art und jeweiliger Massenkonzentration, weil aufeinander folgend in sehr kurzen Meßintervallen von beispielsweise jeweils einer Sekunde die Volumina der unverdünnten Ab gase und/oder der zur Verdünnung eingesetzten Mischluft gemessen werden und dadurch das Verdünnungsverhältnis des verdünnten Abgasstroms jeweils präzise ermittelt und dadurch eine einfache Hochrechnung auf die unver dünnten Abgase möglich wird. Durch Verrechnung der Schadstoffkonzentrationen mit den gemessenen Volumina ist nicht nur eine integrale, sondern auch eine zeit lich aufgelöste Bestimmung des Schadstoffmassenaus stoßes möglich, und zwar in Zeitintervallen von weniger als eine Sekunde.While in the prior art method in each case only the ones over the duration of the filling of the Average values resulting from the measuring container can be determined can succeed in the inventive method a dynamic measurement of exhaust emissions according to Art and respective mass concentration, because each other following in very short measuring intervals of, for example the volumes of the undiluted Ab gases and / or the mixed air used for dilution be measured and thereby the dilution ratio of the diluted exhaust gas flow precisely determined and thereby a simple extrapolation to the non thin exhaust gases is possible. By offsetting the Pollutant concentrations with the measured volumes is not only an integral, but also a time resolved determination of the pollutant mass possible, in intervals of less than a second.

Bei der Erfindung handelt es sich somit um eine dynamische Volumenmessung, wobei zwar auch über das jeweilige Meßin tervall Mittelwerte gebildet werden, aber die Messungen werden aufeinanderfolgend in sehr kurzen Zeitintervallen von beispielsweise weniger als einer Sekunde durchgeführt. Dadurch sind im Betrieb auftretende Änderungen der Volumen ströme schnell und präzise erfaßbar.The invention is therefore a dynamic one Volume measurement, although also via the respective meas tervall averages are formed, but the measurements are consecutive in very short time intervals of less than a second, for example. As a result, changes in volume occur during operation currents can be grasped quickly and precisely.

Nach dem Prospekt "Modell 797 Probengasverdünner", 1980 der Firma KONTRON TECHNIK GMBH sind bei dem in dieser Druckschrift erläuterten Probengasverdünner die Volumina des Rohabgases und auch der Mischluft jeweils für sich konstant, so daß sich ein im wesentlichen zeitlich konstantes Verdünnungsverhältnis ergibt. Dabei wird mittels einer Venturidüse ein konstanter Fluß des unverdünnten Abgases erzeugt, dem ein ebenfalls kon stanter Volumenstrom eines Nullgases zugesetzt wird. Die im Zusammenhang mit dem in dem genannten Prospekt erläuterten System beschriebene Probengasverdünnung ist nicht zur Messung von sich dynamisch ändernden Volumina verdünnter Abgase wie auch der Mischluft und damit einhergehender, sich ebenfalls dynamisch ändernder Verdünnungsverhältnisse geeignet, wie dies bei einer Aufgabenstellung zur Messung an beispiels weise Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren mit dynamischen Änderungen sowohl der Schadstoffkonzentration wie auch der Ausstoßvolumina in extrem kurzen Zeitinterval len erforderlich ist.According to the brochure "Model 797 sample gas thinner", 1980 from KONTRON TECHNIK GMBH are with the in this The sample gas diluents explained the volumes of the raw exhaust gas and also the mixed air for each constant so that it is essentially temporal constant dilution ratio results. Doing so by means of a Venturi nozzle a constant flow of undiluted exhaust gas generated, which also a con constant volume flow of a zero gas is added. The related in the prospectus mentioned system described sample gas dilution is not for measuring dynamically changing Volumes of diluted exhaust gases as well as the mixed air and related, also dynamic changing dilution ratios like this with a task for measurement on example wise automotive internal combustion engines with dynamic Changes in both the pollutant concentration as also the output volumes in an extremely short time interval len is required.

Zwischen dem Verfahren nach der vorgenannten Druck schrift und dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht ein prinzipieller Unterschied darin, daß bei der Erfindung zur Bildung des konstanten Volumenstroms verdünnter Abgase Mischluft in sich ständig ändern der Menge diesen Abgasen zugesetzt wird.Between the process according to the aforementioned pressure scripture and the method according to the invention a fundamental difference in that the Invention for the formation of the constant volume flow diluted exhaust gases mixed air change constantly the amount is added to these exhaust gases.

Ferner ist in dem Aufsatz von Luther "über die Messung von Kraftfahrzeug-Emissionen" (erschienen in STAUB 21, Nr. 2, Seiten 125 bis 131) eine gaschromatografische Analysemethode für gas förmige Mehrkomponentensysteme beschrieben, bei der es durch Automatisierung der Probenahme und durch Einstellung eines bestimmten Analyseprogramms möglich ist, in konstanter folge immer die gleichen Komponenten eines Gasgemisches zu analysieren und zu registrieren, so daß eine fortlaufende Überwachung der Zusammensetzung von Gas strömen möglich ist. Dabei sind die zur Analyse notwen digen Substanzmengen klein und liegen für Gase zwischen 0,01 und 5,0 Milliliter. Die Meßzeiten liegen bei gaschromatografischen Methoden in der Regel in der Größenordnung von etlichen Minuten, die sich beim Nachweis von höheren Isotopenmassen, welche im übrigen durch höherwertige Kohlenwasserstoffverbindungen in der Regel auch in den Abgasen von Kraftfahrzeug- Verbrennungsmotoren auftreten, bis zur Größenordnung von einer halben Stunde erstrecken können. Es handelt sich somit bei der beschriebenen Methode nicht um eine dynamische Meßmethode.Furthermore, in the essay by Luther "on measurement of motor vehicle emissions "(published in STAUB 21, No. 2, pages 125 to 131) a gas chromatographic Analysis method for gaseous multi-component systems described by automation of the Sampling and by hiring a specific Analysis program is possible, in constant order always the same components of a gas mixture to analyze and register so that a continuous monitoring of the composition of gas stream is possible. They are necessary for analysis small amounts of substance and are between gases 0.01 and 5.0 milliliters. The measuring times are included gas chromatographic methods usually in the Order of magnitude of several minutes, which takes about Evidence of higher isotope masses, which in the rest through higher quality hydrocarbon compounds usually also in the exhaust gases from motor vehicles Internal combustion engines occur up to the order of magnitude can extend from half an hour. It deals is not concerned with the method described a dynamic method of measurement.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, die Verdünnungsverhältnisse für die jeweiligen Meßintervalle durch Messung der Volumina nur einer der Komponenten zur Bildung des konstanten Volumen stroms der verdünnten Abgase, nämlich der unverdünnten Abgase oder der Zuluft, sowie durch Differenzbildung zwischen diesen Meßwerten und dem konstanten Volumen strom der verdünnten Abgase zu ermitteln. Angesichts der unterschiedlichen und jeweils vom Fahr- bzw. Betriebszustand abhängigen Temperaturverhältnisse der unver dünnten Abgase sollten in den Meßintervallen mit Vorteil jeweils die zur Bildung des verdünnten Abgas stroms herangezogenen Mischluft-Volumina ermittelt und die entsprechenden Abgas-Volumina als Differenz zwischen dem konstanten Volumenstrom der verdünnten Abgase und der eingesetzten Mischluft gebildet werden.An expedient development of the invention provides before, the dilution ratios for each Measuring intervals by measuring the volumes of only one of the components for the formation of the constant volume stream of the diluted exhaust gases, namely the undiluted Exhaust gases or the supply air, as well as through difference formation between these measurements and the constant volume flow of the diluted exhaust gases. Given the different and each of the driving or Operating conditions dependent temperature conditions the un thin exhaust gases should be included in the measuring intervals Advantage each to form the diluted exhaust gas current mixed air volumes determined and the corresponding exhaust gas volumes as a difference between the constant volume flow of the diluted Exhaust gases and the mixed air used are formed.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung braucht für die durch zuführende Ermittlung der Schadstoff-Massenkonzen trationen indessen nicht der gesamte Abgasstrom einge setzt zu werden, was als "Vollstrommethode" bezeichnet werden kann, sondern es kann auch ein definierter Teilstrom der unverdünnten Abgase mit Mischluft zu sammengeführt und zu einem homogenen verdünnten Abgas strom mit konstantem Volumen vermischt werden, wobei die Volumina der unverdünnten Abgase und des davon abgezweigten Teilstroms zur Bildung des verdünnten Abgasstroms in jedem Meßintervall ermittelt und die im verdünnten Abgasstrom gemessenen Schadstoffkon zentrationen wiederum entsprechend dem jeweiligen Verdünnungsverhältnis auf die unverdünnten Abgase hochgerechnet werden. Dieses Verfahren kann als "Teil strommethode" bezeichnet werden und hat für solche Anwendungsfälle besondere Bedeutung, bei denen sehr große Abgas-Volumina je Zeiteinheit anfallen.According to another embodiment, the need for leading determination of the pollutant mass concentration However, the entire exhaust gas flow is not reduced to become what is referred to as the "full flow method" can be, but it can also be a defined one Partial flow of the undiluted exhaust gases with mixed air brought together and to a homogeneous diluted exhaust gas stream are mixed with constant volume, whereby the volumes of the undiluted exhaust gases and of them branched partial stream to form the diluted Exhaust gas flow is determined in every measuring interval and the Pollutant con. measured in the diluted exhaust gas flow concentrations in turn according to the respective Dilution ratio to the undiluted exhaust gases be extrapolated. This procedure can be considered a "part current method "and has for such Use cases of particular importance in which very large exhaust gas volumes occur per unit of time.

Anhand der beigefügten Zeichnung sollen nachstehend zwei Ausführungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln von Schadstoffkonzentrationen in den Abgasen insbesondere von Kraftfahrzeug-Ver brennungsmotoren bei verschiedenen Fahr- bzw. Betriebs zuständen erläutert werden: Based on the attached drawing, below two possible embodiments of the invention Procedure for determining pollutant concentrations in the exhaust gases, in particular from motor vehicle ver internal combustion engines at different driving or operating states are explained:

Fig. 1 in einem Prinzipschaubild die sogenannte Vollstrommethode, bei der die anfallenden Abgase mit Zuluft, die der Atmosphäre ent nommen wird, zu einem konstanten Volumen strom verdünnter Abgase zusammengeführt und innig vermischt werden, Fig. 1 in a schematic diagram of the so-called full-flow method, wherein the resulting exhaust gases with fresh air, the atmosphere is taken ent, brought together to a constant volume flow of diluted gases and are intimately mixed,

Fig. 2 in einem Fig. 1 entsprechenden Prinzipschau bild die sogenannte Teilstrommethode, bei der nur ein Teilstrom der anfallenden unver dünnten Abgase mit Zuluft zusammengeführt und zur Bildung eines konstanten Volumenstroms verdünnter Abgase vermischt wird und Fig. 2 in a Fig. 1 corresponding principle view picture the so-called partial flow method, in which only a partial flow of the resulting undiluted exhaust gases are combined with supply air and mixed to form a constant volume flow of diluted exhaust gases and

Fig. 3 in einer graphischen Darstellung den über einer Zeitachse aufgetragenen konstanten Volumenstrom verdünnter Abgase mit seinen jeweiligen Anteilen aus Zuluft und unverdünntem Abgas. Fig. 3 is a graphical representation of the constant volume flow of diluted exhaust gases plotted over a time axis with its respective proportions of supply air and undiluted exhaust gas.

Die beiden nachstehend zu beschreibenden Verfahrens möglichkeiten stützen sich auf die sogenannte CVS-Methode, bei der ein konstanter Volumenstrom aus innig miteinander vermischten unverdünnten Abgasen und Zuluft gebildet und ein davon abgezweigter Probegasstrom zur Analyse der in diesem Probegasstrom enthaltenen Schadstoffkonzentrationen herangezogen wird.The two procedures to be described below possibilities are based on the so-called CVS method, at which a constant volume flow from intimately to each other mixed undiluted exhaust gases and supply air are formed and a branched sample gas stream for analysis of the in this sample gas stream contained pollutant concentrations is used.

Bei der in Fig. 1 veranschaulichten Vollstrommethode gelangt der gesamte Abgasstrom von einem Abgaserzeuger 10, bei dem es sich um eine Kobenbrennkraftmaschine, aber auch um eine Gasturbine handeln kann, gemäß Pfeil 11 über eine Meßeinrichtung 12 zu einer Mischeinrich tung 14, der über einen Zuluftfilter 15 und eine Meßeinrichtung 16 gemäß Pfeil 17 Mischluft zugeführt wird. In der Mischeinrichtung 14 werden die unver dünnten Abgase und die Zuluft zu einem hinsichtlich der Schadstoffkonzentrationen und Temperatur homogenen Abgasstrom 18 konstanten Volumens miteinander ver mischt. Der Abgasstrom 18 wird mittels eines Gebläses 20 gefördert.In the full flow method illustrated in Fig. 1, the entire exhaust gas flow from an exhaust gas generator 10 , which can be a piston internal combustion engine, but also a gas turbine, according to arrow 11 via a measuring device 12 to a mixing device 14 , which has a supply air filter 15 and a measuring device 16 according to arrow 17 mixed air is supplied. In the mixing device 14 , the undiluted exhaust gases and the supply air are mixed together to form a constant volume of exhaust gas 18 which is homogeneous with regard to the pollutant concentrations and temperature. The exhaust gas stream 18 is conveyed by means of a fan 20 .

Die Mischeinrichtung 14 kann, was indessen bekannt und deshalb nicht weiter dargestellt ist und auch keiner weiteren Erläuterung bedarf, mit einem Wärmeaustauscher gekoppelt sein, mittels dessen der verdünnte Abgas strom durch Kühlung oder Wärmezufuhr auf eine konstante oder zumindest annähernd konstante Temperatur eingestellt werden kann. Wenn dabei noch im wesentlichen Druck konstanz gewährleistet wird, gelingt es neben der Konstanz des Volumenstroms auch Konstanz des Massen stroms zu erreichen.The mixing device 14 can, however, which is known and therefore not shown further and also requires no further explanation, be coupled to a heat exchanger, by means of which the diluted exhaust gas stream can be adjusted to a constant or at least approximately constant temperature by cooling or supplying heat. If this essentially guarantees constant pressure, it is possible to achieve not only the constancy of the volume flow but also the constancy of the mass flow.

Mittel zum Erzeugen eines konstanten Volumenstroms sind bekannt. Bei nach der sogenannten CVS-Methode arbeitenden Anlagen haben sich insbesondere Drehkolben gebläse als für diesen Zweck geeignet erwiesen.Means for generating a constant volume flow are known. With the so-called CVS method working systems have in particular rotary lobes blowers proved to be suitable for this purpose.

Gemäß Fig. 1 werden die vom Abgaserzeuger 10 kommenden unverdünnten Abgase und die Zuluft über je eine Meßein richtung 12, 16 der Mischeinrichtung 14 zugeführt und dabei die jeweiligen Volumina der beiden Gasströme er mittelt. In Fig. 3 sind die jeweiligen Anteile der unver dünnten Abgas-Volumina und der Zuluft aufgetragen, die gemeinsam den konstanten Volumenstrom verdünnter Abgase bilden. Aus dem Verhältnis des unverdünnten Abgas-Volumens entsprechenden Zuluft-Volumen im jeweils betrachteten Zeitintervall ergibt sich in sehr einfacher Weise das jeweilige Verdünnungsverhältnis.Referring to FIG. 1, the exhaust gas coming from the generator 10 undiluted exhaust gases and the supply air via one MESSEIN device 12, 16 supplied to the mixer 14 while the respective volumes of the two gas streams, it averages. In Fig. 3, the respective proportions of the raw exhaust gas volumes and the supply air are applied which together form the constant volume flow of diluted gases. The respective dilution ratio is obtained in a very simple manner from the ratio of the supply air volume corresponding to the undiluted exhaust gas volume in the respective time interval.

Von dem hinsichtlich seiner Schadstoffkonzentration und Temperatur homogenen verdünnten Abgasstrom wird in bekannter leise ein Probegasstrom abgezweigt und hinsichtlich Art und Konzentration der darin ent haltenen Schadstoffe in ebenfalls bekannter Weise analysiert. Dies ist bekannt und bedarf keiner weiteren Erörterung. Die so ermittelten Schadstoffkonzentra tionen sind in entsprechend dem im jeweiligen Zeit intervall vorliegenden Verdünnungsverhältnis in ein facher Weise auf den unverdünnten Abgasstrom hoch rechenbar und damit bestimmbar.Of that with regard to its pollutant concentration and temperature becomes homogeneous diluted exhaust gas flow in a known quiet a sample gas stream branched off and in terms of type and concentration of ent keeping pollutants in a known manner analyzed. This is known and requires no further Discussion. The pollutant concentration determined in this way tions are in the according to the respective time Interval dilution ratio in one high on the undiluted exhaust gas flow calculable and therefore determinable.

Die Vollstrommethode gemäß Fig. 1 kann auch in der Weise Anwendung finden, daß lediglich die zur Bildung des konstanten Volumenstroms aus verdünnten Abgasen zugeführte Zuluft laufend ermittelt und aus der Diffe renz zwischen dem konstanten Volumenstrom verdünnter Abgase und den jeweiligen Zuluft-Volumina die unver dünnten Abgas-Volumina bestimmt werden. In diesem falle wird die Meßeinrichtung 12 zur laufenden Messung der unverdünnten Abgasvolumina nicht benötigt. Diesem Meß verfahren kommt insofern Bedeutung zu, als die laufende Volumenmessung an dem thermisch nicht belasteten Zuluftstrom vorgenommen wird und es daher keiner Maßnahmen gegen schädliche thermische Einwirkungen bedarf. The full-flow method shown in FIG. 1 can also be in the way apply that only the power supplied for forming the constant volume flow of diluted exhaust supply air continuously determined and from the Diffe rence between the constant volume flow of diluted gases and the respective intake air volumes of the undiluted exhaust gas -Volumes are determined. In this case, the measuring device 12 is not required for the continuous measurement of the undiluted exhaust gas volumes. This measuring method is important insofar as the current volume measurement is carried out on the supply air flow which is not thermally loaded and therefore no measures are required against harmful thermal influences.

Umgekehrt ist selbstverständlich auch eine Verfahrens verwirklichung in der Weise möglich, daß lediglich die Abgas-Volumina laufend gemessen und die jeweils zur Bildung des verdünnten Abgasstroms erforderlichen Zuluft-Volumina aus der Differenz zwischen dem konstanten verdünnten Volumenstrom und den gemessenen Abgas- Volumina bestimmt werden. Dabei wird die Meßeinrichtung 16 zur laufenden Messung der Zuluft-Volumina nicht benötigt.Conversely, it is of course also possible to implement a method in such a way that only the exhaust gas volumes are measured continuously and the supply air volumes required in each case to form the diluted exhaust gas flow are determined from the difference between the constant diluted volume flow and the measured exhaust gas volumes. The measuring device 16 is not required for the ongoing measurement of the supply air volumes.

In Fig. 2 sind für gleiche Teile wie in Fig. 1 die gleichen Bezugszeichen verwendet, zur Unterscheidung jedoch durch einen Strich gekennzeichnet.In Fig. 2 the same reference numerals are used for the same parts as in Fig. 1, however, to distinguish them by a dash.

Bei der Teilstrommethode gemäß Fig. 2 wird hingegen aus dem vom Abgaserzeuger 10′ gemäß Pfeil 11′ kommenden unverdünnten Abgasstrom, der über eine Meßeinrich tung 12′ geführt ist, lediglich ein Teilstrom abgezweigt und gemäß Pfeil 21 über eine weitere Meßeinrichtung 22 einer Mischeinrichtung 14′ zugeführt und in dieser mit Zuluft zu einem homogenen verdünnten Abgasstrom konstan ten Volumens zusammengeführt, während der übrige Teil der unverdünnten Abgase gemäß Pfeil 23 unmittelbar abgeführt wird. Demgemäß werden mittels der dem Abgaser zeuger 10′ nachgeschalteten Meßeinrichtung 12′ das gesamte unverdünnte Abgasvolumen und mittels der weiteren Meßeinrichtung 22 die Volumina des abgezweigten und der Mischeinrichtung 14′ zugeführten Abgasteilstroms gemessen, der zusammen mit der ebenfalls über einen Filter 15′ und eine Meßeinrichtung 16 gemäß Pfeil 17′ zugeführten Misch luft in der Mischeinrichtung zu dem konstanten Volumenstrom verdünnter Abgase vermischt wird, der hinsichtlich Schadstoffkonzentration und Temperatur homogen ist. Die Volumenkonstanz des verdünnten Abgasstroms wird ebenfalls mittels einer geeigneten Fördereinrichtung 20′ erzeugt, wie beispielsweise eines Drehkolbengebläses.In the partial flow method according to FIG. 2, however, only a partial flow is branched off from the undiluted exhaust gas stream coming from the exhaust gas generator 10 'according to arrow 11 ', which is guided via a measuring device 12 ', and according to arrow 21 via a further measuring device 22 of a mixing device 14 ' supplied and combined in this with supply air to a homogeneous dilute exhaust gas stream constant volume, while the remaining part of the undiluted exhaust gas is discharged directly according to arrow 23 . Accordingly, by means of the exhaust gas generator 10 'downstream measuring device 12 ' the total undiluted exhaust gas volume and by means of the further measuring device 22 the volumes of the branched and the mixing device 14 'supplied partial exhaust gas flow, which together with that also via a filter 15 ' and a measuring device 16th according to arrow 17 'supplied mixed air is mixed in the mixing device to the constant volume flow of diluted exhaust gases, which is homogeneous in terms of pollutant concentration and temperature. The constant volume of the diluted exhaust gas flow is also generated by means of a suitable conveyor 20 ', such as a rotary blower.

Bei der Teilstrommethode müssen zur Ermittlung des jeweiligen Verdünnungsverhältnisses zunächst die Abgas- und Zuluftanteile im konstanten Volumenstrom der verdünnten Abgase in der oben in Verbindung mit der Vollstrommethode nach Fig. 1 erläuterten Weise ermittelt und das diesbezügliche Verdünnungsverhältnis durch Verhältnisbildung bestimmt werden. Da sowohl die jeweiligen Gesamtvolumina der Abgase und die Volumina des davon zur Bildung des verdünnten Abgas stroms abgezweigten Abgasteilstroms infolge laufender Messung bekannt sind, gelingt auch bei dieser Methode die Umrechnung auf den Gesamtstrom unverdünnter Abgase und damit die Ermittlung der in diesen auftretenden Schadstoff-Massenkonzentrationen in einfacher Weise.In the partial flow method, to determine the respective dilution ratio, the flue gas and supply air fractions must first be determined in the constant volume flow of the diluted exhaust gases in the manner explained above in connection with the full flow method according to FIG. 1, and the relevant dilution ratio must be determined by forming the ratio. Since both the respective total volumes of the exhaust gases and the volumes of the exhaust gas partial branches diverted from them to form the diluted exhaust gas stream as a result of ongoing measurement are known, this method also enables conversion to the total flow of undiluted exhaust gases and thus the determination of the pollutant mass concentrations occurring in them simple way.

Claims

Method for determining the mass concentrations of pollutants in the exhaust gases of internal combustion engines, in particular motor vehicle internal combustion engines in different driving and / or operating states, in which exhaust gas and mixed air are brought together and intimately mixed to form a dilute exhaust gas stream which is homogeneous according to the pollutant concentration and temperature and then one constant volume flow of the diluted exhaust gases a gas flow proportional to this sample is taken and analyzed for the pollutants contained therein by type and concentration, characterized in that the constant volume flow of diluted exhaust gases is generated by the time-varying addition of mixed air to the undiluted exhaust gases, that the respective volumes of the undiluted exhaust gases and / or the mixed air used for dilution are measured dynamically continuously in successive time intervals, and those applicable to each time interval Dilution ratios are determined and that the dilution ratios are used to determine the pollutant mass concentrations in the undiluted exhaust gases by extrapolating the pollutant concentrations measured in the diluted exhaust gases.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the dilution ratios for each Measuring intervals by measuring the volume of one of the Components exhaust gas and mixed air as well as through diffs boundary between these measured values and the con constant volume flow of the diluted exhaust gases determined will.

3. The method according to claim 2, characterized in that that in the measuring intervals each for formation of the diluted exhaust gas flow Volumes determined and the corresponding exhaust gas volumes as the difference between mixed air and the constant Volume flow of the diluted exhaust gases are formed.

4. The method according to claim 1, characterized in that a defined partial flow of the undiluted exhaust gases combined with mixed air and to a homogeneous diluted exhaust gas stream mixed with constant volume being, the volumes of the neat exhaust gases and the branch stream branched off from it for formation of the diluted exhaust gas flow in every measuring interval determined and those measured in the diluted exhaust gas flow Pollutant concentrations in turn according to the respective dilution ratio to the undiluted Exhaust gases are extrapolated.