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Title:
METHOD AND DEVICE FOR SUPPLYING CONDITIONED COMBUSTION GAS TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/036993
Kind Code:
A2
Abstract:
Disclosed is a method for supplying combustion gas to an internal combustion engine. In said method, a permanently substantially constant amount of fully pressure, moisture, and/or temperature-conditioned combustion gas is fed, said amount corresponding to the amount consumed at least under full load, combustion gas that is not needed is directed past the internal combustion engine, and the exhaust gas of the internal combustion engine is mixed with a diluent gas and is preferably suctioned off in a constant volume flow. In order to be able to adjust as flexibly as possible and freely predefine the pressure conditions in and around the engine or the mass ratios of the suction, bypass, and exhaust gas flow, the proportion of the combustion gas that is fed to the internal combustion engine is regulated independently of the load state of the internal combustion engine. For this purpose, the device for supplying conditioned combustion gas to an internal combustion engine (1) comprises a supply pipe (5) to the internal combustion engine (1). Said supply pipe (5) extends from a conditioning system (4) and is provided with a connection (11) to the surroundings of the internal combustion engine (1). A first throughput regulating mechanism (14) is provided between said connection (11) and the internal combustion engine (1).

Inventors:
KHAGHANIAN SEYED MEHDI (AT)
Application Number:
PCT/AT2007/000455
Publication Date:
April 03, 2008
Filing Date:
September 27, 2007
Export Citation:
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Assignee:
AVL LIST GMBH (AT)
KHAGHANIAN SEYED MEHDI (AT)
International Classes:
G01M15/00; G01S15/58
Domestic Patent References:
WO2002042730A22002-05-30
Foreign References:
AT8089U22006-01-15
US20040255653A12004-12-23
GB525186A1940-08-22
KR20010058055A2001-07-05
Attorney, Agent or Firm:
LAMINGER, Norbert et al. (Wien, AT)
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Claims:
π td πsprucπe:

1. Verfahren zur Versorgung einer Verbrennungsmaschine mit konditioniertem Verbrennungsgas, insbesonders Luft, vorzugsweise in Prüfständen, umfassend die Zuführung von zu jedem Zeitpunkt der im wesentlichen gleichen Menge von vollständig Druck-, Feuchte- und/oder temperaturkonditioniertem Verbrennungsgas, welche Menge zumindest der von der jeweiligen Verbrennungsmaschine bei Volllast verbrauchten Menge entspricht, wobei nicht benötigtes Verbrennungsgas an der Verbrennungsmaschine vorbeigeleitet wird, und wobei das Abgas der Verbrennungsmaschine mit einem Verdünnungsgas gemischt und vorzugsweise mit konstantem Volumsstrom abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des der Verbrennungsmaschine zugeführten Verbrennungsgases unabhängig von deren Lastzustand geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nicht der Verbrennungsmaschine zugeführtes Verbrennungsgas in die Umgebung der Verbrennungsmaschine geblasen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nicht von der Verbrennungsmaschine benötigtes Verbrennungsgas als Verdünnungsgas mit dem Abgas der Verbrennungsmaschine gemischt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck und/oder die Menge des mit dem Abgas gemischten Verbrennungsgases unabhängig vom Zustand der Verbrennungsmaschine und unabhängig von der Regelung des der Verbrennungsmaschine zugeführten Verbrennungsgases geregelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des abgesaugten Abgases der Verbrennungsmaschiπe unabhängig vom Zustand der Verbrennungsmaschine, unabhängig von der Regelung der Menge des der Verbrennungsmaschine zugeführten Verbrennungsgases und unabhängig von der Regelung der Menge des mit dem Abgas gemischten Verbrennungsgases geregelt wird.

6. Vorrichtung zur Versorgung einer Verbrennungsmaschine (1) mit konditioniertem Verbrennungsgas, insbesonders Luft, vorzugsweise in Prüfständen, umfassend eine von einer Konditionierungsanlage (4) ausgehende Versorgungsleitung (5) zur Verbrennungsmaschine für Druck / feuchte- und/oder temperaturkonditioniertes Verbrennungsgas, allenfalls ein Gebläse in der Versorgungsleitung, sowie eine Absauganlage

_ rur aas ADgas er er rennungsmasc ine, vorzugsweise eine s-Anlage /, ö, , wobei die Konditionierungsanlage (4) und die Versorgungsleitung (5) für zumindest die von der jeweiligen Verbrennungsmaschine (1) bei Volllast benötigte Menge an Verbrennungsgas ausgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsleitung (5) eine Verbindung (11) mit der Umgebung der Verbrennungsmaschine (1) aufweist und zwischen dieser Verbindung (11) und der Verbrennungsmaschine (1) eine erste Durchfluß-Regeleinrichtung (14) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mit der Umgebung der Verbrennungsmaschine (1) durch eine vorzugsweise austauschbare trichterförmige Ausblasöffnung (11) vor einer Einlassöffnung (12) eines zur Verbrennungsmaschine (1) weiterführenden Leitungsabschnittes (3) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Durchfluß-Regeleinrichtung (14) in dem zur Verbrennungsmaschine (1) weiterführenden Leitungsabschnitt (3) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungspassage (15) von dem zur Verbrennungsmaschine (1) weiterführenden Leitungsabschnitt (3) zur Absauganlage (7, 8, 9) für das Abgas vorgesehen ist, ausgehend von einer Stelle zwischen der ersten Durchfluß-Regeleinrichtung (14) und der Verbrennungsmaschine (1), wobei in dieser Verbindungspassage (15) eine zweite Durchfluß-Regeleinrichtung (16) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgasleitung (6) vor der Absauganlage (7, 8, 9) eine dritte Durchfluß-Regeleinrichtung (17) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Durchfluß-Regeleinrichtungen (14, 16, 17 ,18) durch vorzugsweise jederzeit und unabhängig voneinander einstellbare Regelklappen gebildet sind.

Description:

erranren un orric ung zur ersorgung einer er rennuMy iM iiiiic konditioniertem Verbrennungsgas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Versorgung einer Verbrennungsmaschine mit konditioniertem Verbrennungsgas, insbesonders Luft, vorzugsweise in Prüfständen, umfassend die Zuführung von zu jedem Zeitpunkt der im wesentlichen gleichen Menge von vollständig Druck-, Feuchte- und/oder temperaturkonditioniertem Verbrennungsgas, welche Menge zumindest der von der jeweiligen Verbrennungsmaschine bei Volllast verbrauchten Menge entspricht, wobei nicht benötigtes Verbrennungsgas an der Verbrennungsmaschine vorbeigeleitet wird, und wobei das Abgas der Verbrennungsmaschine mit einem Verdünnungsgas gemischt und vorzugsweise mit konstantem Volumsstrom abgesaugt wird, sowie eine Vorrichtung zur Versorgung einer Verbrennungsmaschine mit konditioniertem Verbrennungsgas, insbesonders Luft, vorzugsweise in Prüfständen, umfassend eine von einer Konditionierungsanla- ge ausgehende Versorgungsleitung zur Verbrennungsmaschine für Druck / feuchte- und/oder temperaturkonditioniertes Verbrennungsgas, allenfalls ein Gebläse in der Versorgungsleitung, sowie eine Absauganlage für das Abgas der Verbrennungsmaschine, vorzugsweise eine CVS- Anlage, wobei die Konditionierungsanlage und die Versorgungsleitung für zumindest die von der jeweiligen Verbrennungsmaschine bei Volllast benötigte Menge an Verbrennungsgas ausgelegt sind.

Der Zustand der Ansaugluft beeinflußt in starkem Maße das Betriebsverhalten einer Verbrennungsmaschine. Ansteigender Luftdruck erhöht etwa bei Ottomotoren das Motordrehmoment, während eine Temperaturerhöhung der Verbrennungsluft einen Leistungsabfall verursacht. Der Feuchtegehalt der Ansaugluft hat zwar wenig Einfluss auf die Motorleistung, jedoch sind Auswirkungen auf die Abgasemissionen, besonders der Stickoxide, nicht zu vernachlässigen, was sowohl bei Otto- als auch Dieselmotoren der Fall ist. Da die Entwicklungsarbeiten von Verbrennungsmaschinen immer höhere Anforderungen bezüglich der Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Versuchsergebnisse stellt, ist es daher erforderlich, sämtliche die Versuchsergebnisse beeinflussende Umstände so weit wie möglich zu eliminieren und zu diesem Zweck die Ansaugluft zu konditionieren, um vergleichbare Versuchsbedingungen am Motorenprüfstand zu erreichen. Andererseits sollen aber die Druckverhältnisse am und um den Motor möglichst flexibel einstellbar sein, um viele Betriebszustände und Umweltbedingungen simulieren zu können.

Bekannte Systeme zur Konditionierung der Ansaugluft für Verbrennungsmaschinen sind am Markt käuflich verfügbar (z.B. „Combustion Air Conditioning Unit der Firma AVL-List GmbH, Graz/österreich oder FEV AirCon der Firma FEV Motorentechnik GmbH, Aachen/Deutschland). Diese Systeme werden aber direkt an das Luftversorgungssystem der Verbrennungsmaschine angeschlossen, und müssen auf diese Weise bei änderungen des Be-

- e szubianaes αer er rennungsm c ine un araus o gen e ngen c - satzes direkt den änderungen des Luftdurchsatzes der Verbrennungsmaschine folgen, welcher sich beim Ottomotor etwa um das 40-fache ändern kann. Schnellen und dynamischen änderungen des Luftdurchsatzes der Verbrennungsmaschine können diese Systeme daher nur eingeschränkt folgen, so daß während der dynamischen Luftdurchsatzänderungen nur eine schlechte Regelgüte der Luftzustände erreicht wird. Ein Beispiel für eine derartige bekannte Anlage ist auch in der DE 40 15 818 A beschrieben. Dieses geschlossene System kann überhaupt nicht mit konstanter Luftmenge betrieben werden, sondern muß dem jeweiligen Bedarf der Verbrennungsmaschine nachgefahren werden.

In der DE 25 36 047 Al ist dagegen eine reine Unterdrucksimulation beschrieben, bei der keinerlei Vorkehrungen für eine komplette Konditionierung der Verbrennungsluft getroffen sind. überdies können sich die für den Motor gedachte Verbrennungsluft und das Abgas des Motors in einem Behälter vermischen bzw. gegenseitig beeinflussen, speziell bei hoch dynamischen Betriebszuständen aufgrund von Druckpulsationen, großräumigen Turbulenzen, thermischen Gradienten usw., wodurch eine sichere und konstante Bedingungen bietende Konditionierung kaum möglich ist.

Interne Vorgänge in Verbrennungskraftmaschinen, wie etwa Gegenstand der DE 35 44 247 A, beginnen erst mit dem Eintritt des Verbrennungsgases in den Ansaugtrakt bzw. die Luftverdichtersektion der Maschine. Es wird daher der Verbrennungsmaschine als gesamtes keine vollständig konditionierte und über die Zeit konstante Menge an Verbrennungsluft zugeführt, und eine Bypassleitung existiert lediglich um die Verdichtersektion herum, in welcher jedoch keine konditionierte Verbrennungsluft geführt wird. Auch hier wird aufgrund der noch vor der Konditioniersektion abzweigenden Bypassleitung nur genau diejenige Menge an Verbrennungsluft konditioniert und dem Motor zugeführt, die momentan benötigt wird. Auch die DE 42 31 681 A betrifft einen internen Prozeß einer Verbrennungsmaschine mit interner Verbrennung, ohne Bypass um die Verbrennungsmaschine und ohne Ausgleich für allfälliges im überschuss zugeführtes Verbrennungsgas, so daß dieser Prozeß nicht mit konstanter konditionierter Menge an Verbrennungsluft verwirklicht werden kann. Ein Bypass ist in der DE 198 57 059 A beschrieben, welcher jedoch vom Abgas und entgegen der Richtung der Verbrennungsluft durchströmt wird.

Eine sichere, konstante Konditionierung der Verbrennungsluft auch unter dynamischen und hoch dynamischen Betriebsbedingungen ist in der WO 02/42730 A2 beschrieben. Dabei wird zu jedem Zeitpunkt eine im wesentlichen konstante, vollständig konditionierte Menge des Verbrennungsgases bereitgestellt, welche zumindest der von der jeweiligen Verbrennungsmaschine maximal benötigten Menge entspricht, so daß die Konditionierung nicht dynamisch nachgeführt werden muß. Der Motor am Prüfstand zweigt sich aus einer konstanten, für den

- zustand benötige Menge ab, während nicht benötigtes Verbrennungsgas an der Verbrennungsmaschine vorbeigeleitet und mit deren Abgas gemischt wird. Da die Druckregelung weit vor dem Motor erfolgt und die Mengenbemessung der vom Motor angesaugten Verbrennungsluft allein durch den Motor selbst gesteuert wird, sind viele Parameter vorgegeben oder nur langsam veränderbar, die für bestimmte Testzwecke gern einfach, rasch und flexibel, insbe- sonders aber unabhängig vom Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine, angepasst werden sollen.

Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Verfahren und die Vorrichtung wie eingangs beschrieben derart zu verbessern, daß die Druckverhältnisse am und um den Motor bzw. die Mengenverhältnisse von Ansaugung, Bypass und Abgasströmung möglichst flexibel einstellbar und frei vorgebbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs definierte Verfahren erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des der Verbrennungsmaschine zugeführten Verbrennungsgases unabhängig von deren Lastzustand geregelt wird. Die Konditionierung erfolgt auch hier für eine konstante Menge an Verbrennungsgas, vorzugsweise entsprechend der maximalen Menge die der Motor bei Volllast benötigt, welche konstante und vollständig konditionierte Menge auch bis vor die Verbrennungsmaschine zugeführt wird. Die aber nun tatsächlich der Verbrennungsmaschine in deren Ansaugtrakt zugeführte Menge an Verbrennungsgas wird frei wählbar eingestellt und geregelt, ohne daß der Last- bzw. Betriebszustand des Motors unmittelbaren Einfluß auf diese Mengenbemessung hat. Damit sind schnell und flexibel die unterschiedlichsten Druckwerte am Ansaugtrakt der Verbrennungsmaschine zu realisieren, unabhängig vom Druck in der Umgebung. Dies ist auch bei Verwendung von für Normaldruck ausgelegten Messgeräten am Prüfstand vorteilhaft.

Gemäß einer vorteilhaften Variante dieses Verfahrens ist vorgesehen, daß nicht der Verbrennungsmaschine zugeführtes Verbrennungsgas in die Umgebung der Verbrennungsmaschine geblasen wird. Dies ist die einfachste Variante zum Ableiten der nicht vom Motor benötigen Verbrennungsluft, welche dann - je nach absoluter Menge an zugeführtem, konditioniertem Verbrennungsgas - auch eine Druckeinstellung in der Umgebung der Verbrennungsmaschine erlaubt, vorzugsweise unabhängig vom Druck am Ansaugtrakt der Verbrennungsmaschine.

Wenn für Analysen am Abgas von Motoren dieses heiße Abgas verdünnt werden muß, wird vorteilhafterweise eine Variante des Verfahrens angewendet, bei welcher nicht von der Verbrennungsmaschine benötigtes Verbrennungsgas als Verdünnungsgas mit dem Abgas der Verbrennungsmaschine gemischt wird.

um aucn nier au ie us egung er essgera e üc sic ne men zu ön e , un andererseits beliebige Druckzustände abgasseitig der Verbrennungsmaschine einstellen und einregeln zu können, ist eine vorteilhafte erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, bei welcher der Druck und/oder die Menge des mit dem Abgas gemischten Verbrennungsgases unabhängig vom Zustand der Verbrennungsmaschine und unabhängig von der Regelung des der Verbrennungsmaschine zugeführten Verbrennungsgases geregelt wird.

Vorzugsweise ist das Verfahren in seiner bezüglich der Druckeinstellung in den verschiedenen Bereichen an und/oder um die Verbrennungsmaschine flexibelsten Ausgestaltung dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des abgesaugten Abgases der Verbrennungsmaschine unabhängig vom Zustand der Verbrennungsmaschine, unabhängig von der Regelung der Menge des der Verbrennungsmaschine zugeführten Verbrennungsgases und unabhängig von der Regelung der Menge des mit dem Abgas gemischten Verbrennungsgases geregelt wird.

Die eingangs definierte Vorrichtung zur Versorgung einer Verbrennungsmaschine mit konditioniertem Verbrennungsgas, insbesonders Luft, vorzugsweise in Prüfständen, ist zur Lösung der eingangs genannten Aufgabenstellung dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsleitung eine Verbindung mit der Umgebung der Verbrennungsmaschine aufweist und zwischen dieser Verbindung und der Verbrennungsmaschine eine erste Durchfluß- Regeleinrichtung vorgesehen ist. über diese Regeleinrichtung kann aus einer konstante Menge an konditioniertem Verbrennungsgas die tatsächlich dem Motor zugeführte Menge frei wählbar eingestellt und geregelt werden. Diese Regelung kann ohne Beeinflussung durch den Last- bzw. Betriebszustand des Motors erfolgen, wodurch schnell und flexibel die unterschiedlichsten Druckwerte am Ansaugtrakt der Verbrennungsmaschine zu realisieren sind, unabhängig vom Druck in der Umgebung des Motors.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dieser Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mit der Umgebung der Verbrennungsmaschine durch eine vorzugsweise austauschbare trichterförmige Ausblasöffnung vor einer Einlassöffnung eines zur Verbrennungsmaschine weiterführenden Leitungsabschnittes gebildet ist. Damit ist ohne weiteren apparativen Aufwand die Ableitung der nicht vom Motor benötigten oder ihm aufgrund der Regelung nicht zugeführten Verbrennungsluft in die Umgebung des Motors bzw. beliebige Bereiche des Prüfstandes oder der Testzelle möglich.

Vorteilhafterweise ist weiters die erste Durchfluß-Regeleinrichtung in dem zur Verbrennungsmaschine weiterführenden Leitungsabschnitt vorgesehen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese weiters dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungspassage von dem zur Verbrennungsmaschine weiterführenden Leitungsabschnitt zur Absauganlage für das Abgas vorgese-

en st, ausgehend von e ner e e zw sc en er ers en urc u - ege e nr c ung un er Verbrennungsmaschine, wobei in dieser Verbindungspassage eine zweite Durchfluß- Regeleinrichtung vorgesehen ist. In dieser Ausführung ist weitestgehende Flexibilität in der Einstellung der Druckverhältnisse in der Umgebung der Verbrennungsmaschine, an deren Ansaugtrakt als auch in der Abgasabsaugung gegeben, wobei die Druckverhältnisse in jedem dieser Bereiche prinzipiell unabhängig von jedem anderen Bereich wählbar sind.

Um abgasseitig neben der eher indirekten Beeinflussung des Druckes über den (Ge- gen)Druck in der Absauganlage für das Abgas eine direktere und damit auch schnellere Druckregelung zu ermöglichen, ist eine Variante der Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgasleitung vor der Absauganlage eine dritte Durchfluß-Regeleinrichtung vorgesehen ist.

Vorteilhafterweise sind bei einfachem und funktionssicherem Aufbau zumindest einige der Durchfluß-Regeleinrichtungen durch vorzugsweise jederzeit und unabhängig voneinander einstellbare Regelklappen gebildet.

In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungsfigur näher erläutert werden, in welcher Zeichnungsfigur schematisch ein Prüfstand für Verbrennungskraftmaschinen entsprechend einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dargestellt ist.

Eine Verbrennungskraftmaschine 1, beispielsweise ein Otto- oder Dieselmotor, wird über eine Leitung 2 mit Brennstoff und über eine Leitung 3 mit Verbrennungsgas, vorzugsweise Luft, versorgt. Die Verbrennungsluft wird über eine üblicherweise außerhalb der eigentlichen Prüfstandszelle befindlichen Konditionierungsanlage 4 und die Versorgungsleitung 5 in einer Menge dem Prüfstand zugeführt, welche der vom Motor 1 maximal verbrauchten Menge entspricht. Damit ist von der vorgeschalteten Konditionierungsstrecke 4 immer die gleiche Menge an zuzuführender Luft zu behandeln, was die Auslegung insbesonders der Regelung dieser Konditionierung äußerst einfach macht, da die Dynamik der Verbrennungsmaschine nicht berücksichtigt werden muß.

Das Abgas der Verbrennungskraftmaschine 1 wird über eine Abgasleitung 6 und eine Absauganlage für das Abgas der Verbrennungsmaschine, vorzugsweise eine CVS-Anlage 7, 8, 9 abgeführt, bestehend aus dem CVS-Filter 7, dem Verdünnungstunnel 8 und dem Gebläse 9. Zwischen dem Filter 7 und dem Verdünnungstunnel 8 kann eine Verbindungspassage 10 zur Konditionierungsanlage 4 installiert sein.

Die Konditionierungsanlage 4 für das Verbrennungsgas wird üblicherweise einen Staubfilter, eine Einrichtung zur Förderung des Gases, vorzugsweise einen Radialventilator oder ein Gebläse, eine Regelklappe für Unterdruckbetrieb, einen Luftkühler - vorzugsweise einen Luft-Kaltwasser Wärmetauscher mit einem durch ein Stellventil für Kaltwasser einstell-

aren uurcnsaiz von u me ium - , einen rop ena sc ei er ür ondensat, sowie einen mittels Steuereinrichtung in der Heizleistung regelbaren Lufterhitzer enthalten. Zur Regelung der Luftfeuchte kann ein Dampferzeuger vorgesehen sein, von dem aus Dampf über ein Dampfdosierventil zur Einstellung der Luftfeuchte in die Hauptluftleitung dosiert werden kann.

Die in diesen Anlagenteilen konditionierte Luft gelangt über die Versorgungsleitung 5 zu einer vorzugsweise austauschbaren trichterförmige Ausblasöffnung 11 vor einer Einlassöffnung 12 der zur Verbrennungsmaschine weiterführenden Leitung 3. Vorteilhafterweise ist in der Einlassöffnung 12 ein Filter 13 eingesetzt, um Verunreinigungen aus der Umgebung der Einlassöffnung nicht in die Leitung 3 eintreten zu lassen.

Zur raschen und frei wählbaren Einstellung und Regelung des Anteiles an Verbrennungsluft, der über die Leitung 3 der Verbrennungsmaschine 1 zugeführt wird, ist zwischen der Einlassöffnung 12 und der Verbrennungsmaschine 1, vorzugsweise nahe der Einlassöffnung 12, eine erste Durchfluß-Regeleinrichtung vorgesehen, welche vorzugsweise als jederzeit und unabhängig von jeglichen anderen Regeleinrichtungen am Prüfstand einstellbare Regelklappe 14 ausgebildet ist. Aufgrund der Zuführung von zu jedem Zeitpunkt einer im wesentlichen gleichen Menge von vollständig konditioniertem Verbrennungsgas, welche Menge zumindest der von der jeweiligen Verbrennungsmaschine 1 bei Volllast verbrauchten Menge entspricht, können alle Veränderungen im Betrieb des zu prüfenden Motors, selbst alle hoch dynamischen übergänge, sowie alle willkürlich zum Einstellen bestimmter Betriebszustände und Druckverhältnisse in und um den Motor 1 auftretende Anforderungen aufgefangen werden und der Verbrennungsmaschine 1 wird zu jedem Zeitpunkt eine sicher und konstant konditionierte und eine durch Einstellung und Ausregelung über die Regelklappe 14 frei wählbare Menge an Verbrennungsluft zugeführt.

Von dem zur Verbrennungsmaschine 1 führenden Leitungsabschnitt 3 geht auch noch eine Verbindungspassage 15 zur Absauganlage 7, 8, 9, vorzugsweise zum Verdünnungstunnel 8 der CVS-Anlage aus. Diese Verbindungspassage 15 geht von einer Stelle zwischen der ersten Durchfluß-Regeleinrichtung 14 und der Verbrennungsmaschine 1 aus und enthält vorteilhafterweise eine zweite Durchfluß-Regeleinrichtung, welche wiederum als jederzeit und unabhängig von jeglichen anderen Regeleinrichtungen am Prüfstand einstellbare Regelklappe 16 ausgebildet ist. Damit können mit prinzipiell beliebigen Druckwerten aufgrund der unabhängigen Regelung die hohen vorgeschriebenen Verdünnungsfaktoren durch Mischung des Abgases der Verbrennungsmaschine 1, der über den Filter 7 angesaugten Umgebungsluft und des nicht für den Verbrennungsvorgang benötigten, konditionierten Verbrennungsgas erreicht werden. Dabei ist durch die Einbindung des konditionierten Verbrennungsgases als Verdünnungsgas eine genaue Schadstoffmengenbestimmung in einfacher und sicherer Weise ermöglicht. Vorteilhafterweise soll die an der Verbrennungsmaschine 1 vorbeigeleitete Verbren-

, , maximalen Ansaugluftmenge des Motors 1 sein, sodaß das Abgas mit mindestens derselben Menge oder mehr an Verdünnungsluft verdünnt wird.

Eine weitere, dritte Durchfluß-Regeleinrichtung ist in der Abgasleitung 6 vor deren Einmündung in die Absauganlage 7, 8, 9 vorgesehen, welche ebenfalls vorzugsweise als jederzeit und unabhängig voneinander einstellbare Regelklappe 17 ausgebildet ist. Damit können auch rasch und direkt Druckverhältnisse eingestellt werden, die vom üblichen Schema abweichen, bei dem der Druck am Austritt des Abgaskanals 6 weitgehend jenem am Eintritt 12 des als Ansaugkanal fungierenden Leitungsabschnittes 3 entsprechen.

Im Leitungsabschnitt 3 kann eine weitere Regelklappe 18 als Durchfluß- Regeleinrichtung vorgesehen sein, um zusammen mit der Durchfluß-Regeleinrichtung 17 im Abgaskanal 6 einen den jeweiligen Anforderungen entsprechenden Differenzdruck zwischen Motoreinlaß und Motorauslaß einstellen zu können.

Aufgrund der Ausblasöffnung 11 am Ende der Leitung 5 für die konditionierte Verbrennungsluft kann bei ausreichender Luftmenge und geeigneter Einstellung der Regelklappen 14, 16, 17, die gesamte Prüfstandszelle und damit der gesamte Motor, inkl Luftfilter, Auspuffanlage, Ansaugleitung 3 und Abgasleitung 6, auf den Druck der Leitung 5 gebracht werden.

In der Verbindungspassage 15 kann optional ein kleiner drehzahlregelbarer Axialventilator Druckverlustkompensation bzw. zur Einstellung einer genau definierten Druckdifferenz zwischen Ansaugleitung 3 Abgasleitung 6 des Motors 1 angeordnet werden, der mit Hilfe eines Reglers in Abhängigkeit des Differenzdrucks zwischen Mündung und Austritt der Verbindungspassage 15 drehzahlgeregelt wird.

Zum Betrieb des Systems und zum Einregeln der gewünschten Druck- und Luftzustände ist eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung vorgesehen, in der alle zum Betrieb notwendigen Steuereinrichtungen und Regler integriert sind. Dabei ist vorteilhafterweise darauf Rücksicht genommen, dass der Massendurchfluß unabhängig vom Absolutdruck im wesentlichen konstant gehalten wird.

Regelung des Drucks bei Unterdruckbetrieb:

Wenn der gewünschte Luftdruck am Motor 1 niedriger als der Umgebungsdruck sein soll, erfolgt die Regelung des Luftdruckes hauptsächlich durch Drosselung an der Regelklappe 14 für Unterdruckbetrieb und Ansaugen des Luftmassenstromes von der Luftfördereinrichtung für Unterdruckbetrieb durch die Leitung 3. Die Luftfördereinheit der Konditionierungsanlage 4 wird mit konstanter Drehzahl betrieben, wobei der Luftmassenstrom zumindest gleich groß dem maximalen Luftverbrauch des Motors 1 gewählt wird, vorzugsweise sogar deutlich größer. Durch Drosselung des Luftmassenstromes mit der mit einem elektronischen Regler ver-

unoei ieii eytiwdppe w r as gesam e e ungssys em von er κegeικιappe rur n- terdruckbetrieb bis zum Motor 1 auf den gewünschten Luftdruck abgesenkt. Wahlweise wird je nach Verwendungszweck dieser Luftdruck stufenweise (Stationärbetrieb) oder dynamisch (Dynamischer Betriebszustand) abgesenkt bzw. wieder erhöht.

Der aktuelle Druck im Rohrleitungssystem hinter der Regelklappe 14 wird dabei durch einen Absolutdruckfühler in der Leitung 3 gemessen und in ein elektrisches, dem Druck proportionales Signal umgewandelt. Dieses Signal wird an den Regler für Regelklappe 14 als Ist- Signal übermittelt. Der Regler wird durch ein Automatisierungssystem oder auch manuell gestellt. Durch Vergleich dieses Ist-Signals mit dem durch den Benutzer gewünschten Sollwert wird ein die Stellung der Regelklappe 14 berücksichtigendes Stellsignal erzeugt.

Die Stellung der Regelklappe 17 dient dazu den Druckunterschied zwischen der Ansaugluft in Leitung 3 und dem Abgas in Leitung 17 konstant oder bei Bedarf auch gleich zu halten. Die Einstellung des Unterdruckes in der Leitung 3 kann durch öffnen der Regelklappe 16 in der Verbindungsleitung zum Verdünnungstunnel 8 der CVS-Anlage 7, 8, 9 unterstützt werden.

Regelung des Drucks bei überdruckbetrieb:

Wenn der gewünschte Luftdruck höher als der Umgebungsdruck sein soll, erfolgt die Regelung des Luftdruckes durch Druckanhebung in der Konditionieranlage 4 und/oder größere öffnung der Regelklappe 14 in der Leitung 3 zum Motor 1. Die Luftfördereinrichtung der Konditionieranlage 4 kann mit konstanter Drehzahl betrieben werden, wobei der Luftmassenstrom zumindest wieder gleich groß, vorteilhafterweise sogar deutlich größer, gewählt wird, als der maximale Luftverbrauch der Verbrennungsmaschine 1. Auch durch Zusammenspiel der weit geöffneten Regelklappe 14 mit überwiegend geschlossener Regelklappe 16 wird das gesamte Leitungssystem 3 bis hin zum Motor 1 auf den gewünschten Luftdruck angehoben. Die Stellung der Regelklappen 14 bzw. 16 für überdruckbetrieb wird dabei wieder durch elektronische Regler eingestellt. In gleicher Weise wie für die Unterdruckregelung wird der aktuelle Druck durch einen Absolutdruckfühler gemessen und in ein elektrisches, dem Druck proportionales Signal umgewandelt, das an den Regler für die Regelklappen 14, 16 als Ist-Signal ü- bermittelt wird.

Die Stellung der Regelklappe 17 dient auch hier dazu den Druckunterschied zwischen der Ansaugluft in Leitung 3 und dem Abgas in Leitung 17 konstant oder bei Bedarf auch gleich zu halten. Die Regelklappen ermöglichen wahlweise je nach Verwendungszweck die stufenweise (Stationärbetrieb) oder dynamische (Dynamischer Betriebszustand) Erhöhung bzw. Wiederabsenkung dieses Luftdrucks.

Patentansprüche: