SCHOLL, Ralph, Thorsten (Im Gloegglihof 18, Riehen, CH-4125, CH)
MAIER, Andreas (Fischingerstr. 21, Binzen, 79589, DE)
BÜRKLER, Markus (Witterswilerstrasse 3, Ettingen, CH-4106, CH)
VINCENT, Michael, Grange (Im Römergarten 10, Therwil, CH-4106, CH)
THORN, Frank (Hebelstrasse 23b, Hausen, 79688, DE)
SCHOLL, Ralph, Thorsten (Im Gloegglihof 18, Riehen, CH-4125, CH)
MAIER, Andreas (Fischingerstr. 21, Binzen, 79589, DE)
BÜRKLER, Markus (Witterswilerstrasse 3, Ettingen, CH-4106, CH)
VINCENT, Michael, Grange (Im Römergarten 10, Therwil, CH-4106, CH)
| Patentansprüche 1. Verfahren zur Erfassung von Emissionen von Fahrzeugen, die von einem Verbrennungsmotor angetrieben werden, in Abhängigkeit von der Zeit oder ihrer Position, dadurch gekennzeichnet, dass im Zusammenhang mit der Schadstoffemission stehende Werte gemessen und fortlaufend dokumentiert und archiviert werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schadstoffemission direkt im Abgas gemessen, dokumentiert und archiviert wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Treibstoffverbrauch gemessen, dokumentiert und archiviert wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Umschaltung auf unterschiedliche Treibstoffe der Verbrauch pro Treibstofftyp gemessen, dokumentiert und archiviert wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Mischung von unterschiedlichen Treibstoffen der Verbrauch pro Treibstofftyp gemessen, dokumentiert und archiviert wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität des dem Verbrennungsmotor zugeführten Treibstoffes gemessen, dokumentiert und archiviert wird. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des dem Verbrennungsmotor zugeführten Treibstoffes gemessen, dokumentiert und archiviert wird. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des dem Verbrennungsmotor zugeführten Treibstoffes gemessen, dokumentiert und archiviert wird. 9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Erfassung von Messwerten, die im Zusammenhang mit der Schadstoffemission stehen und einen mit den Erfas- sungsmitteln verbundenen Rechner zur Verarbeitung, Dokumentation und Archivierung der Messwerte. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Mittel zur direkten Schadstoffmessung im Abgas. 11. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch mehrere Treibstofftanks mit unterschiedlichen Treibstoffen, mit Durchflusszählern versehene Treibstoffleitungen zum Motor und einen über Signalleitungen mit den Durchfluss- zählern verbundenen Rechner zur Erfassung des Treib- stoffVerbrauchs in Abhängigkeit von der Zeit bzw. der Position . 12. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Umschaltventil in den Treibstoffleitungen zur Umschal- tung von einem Tank zu einem anderen. 13. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Mischeinrichtung in den Treibstoffleitungen zur Mischung unterschiedlicher Treibstoffe. 14. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Sensoren zur Messung der Viskosität, Temperatur oder Dichte des Treibstoffes in den Treibstoffleitungen . |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Emissionen von Fahrzeugen in Abhängigkeit von ihrer Positi- on und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Der Begriff Fahrzeuge umfasst im Rahmen dieser Beschreibung neben Landfahrzeugen auch Wasser- und Luftfahrzeuge, d.h. also auch Schiffe und Flugzeuge, und zwar speziell solche mit einer Umstellmöglichkeit zwischen verschiedenen Treibstoffen oder Treibstoffmischungen.
Emissionen, wie z.B. Kohlendioxyd (CO 2 ), Stickoxide (NO x ), Schwefeloxide (SO x ) und nicht-methanhaltige flüchtige orga- nische Verbindungen (NMVOC) stehen in unmittelbarem Zusammenhang mit den verbrannten Treibstoffen und deren Qualität, wie z.B. Schweröl (heavy fuel oil, HFO), Diesel mit allen seinen Untergruppen, Kerosin, Benzin, Gas etc.
Zur Zeit wird bei landgebundenen Fahrzeugen in einigen Ländern pauschal eine Freigabe für bestimmte Umweltzonen vergeben, die sich aus den Spezifikationen des Fahrzeugs ableitet. Dies geschieht auch bei Hybridfahrzeugen unabhängig davon mit welchem Treibstoff das Fahrzeug betrieben wird.
Auf Schiffen erfolgt ein Treibstoffwechsel oder eine Umstellung auf eine bestimmte Treibstoffmischung vor den entsprechenden „emmission control areas". Der Zeitpunkt und die Position des Schiffes nach dem kompletten Wechsel wer- den im Logbuch des Schiffes als „Beleg" festgehalten.
In der Luftfahrt ist noch kein Betrieb mit unterschiedlichen Treibstoffen bekannt. Diese bisher angewendeten Verfahren sind für eine genauere Erfassung und Überwachung der Emissionen unzureichend. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur verbesserten Emissionskontrolle aufzufinden und die manuellen Logbucheinträge auf Schiffen durch eine personenunabhängige Erfassung zu ersetzen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass im Zusammenhang mit der Schadstoffemission stehende Werte gemessen und fortlaufend dokumentiert und archiviert werden. Dabei gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten, nämlich entweder die Schadstoffemission direkt im Abgas oder indirekt über die TreibstoffZusammensetzung zu messen.
Neben der Auswahl des Treibstoffs ist auch die Menge
(kg/km, kg/Std, etc.) entscheidend. Für die meisten Emissionsbestandteile wie z.B. CO 2 , NO x , SO x und NMVOC kann pro verwendeten Treibstoff ein durchschnittlicher Faktor ermittelt werden.
Vorzugsweise wird daher der Treibstoffverbrauch und bei Um- schaltung auf unterschiedliche Treibstoffe oder bei Mischung von unterschiedlichen Treibstoffen der Verbrauch pro Treibstofftyp gemessen, dokumentiert und archiviert.
Gemäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden zudem treibstoffrelevante Parameter wie Viskosität, Dichte und Temperatur erfasst.
Diese Parameter sind Indikatoren für die Zusammensetzung des Treibstoffs und gelten einzeln oder in Kombination als Nachweis für den verwendeten Treibstoff zu einem bestimmten Zeitpunkt und einer bestimmten GPS-Position und ersetzen somit bei Schiffen die manuellen Logbucheinträge. Es ist auch möglich, die ermittelten Daten direkt an die Behörden zur Einhaltung der Emissions-Kontrolle zu übermitteln und somit eine effektive Umsetzung der gesetzlichen Bestimmungen zu gewährleisten.
Im Folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit direkter Emissionsmessung
Fig. 2 ein Nachweisdiagramm für eine Systemanord- nung gemäss Fig. 1
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Anordnung zum Treibstoffwechsel
Fig. 4 ein Nachweisdiagramm für eine Systemanordnung gemäss Fig. 3
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer alternativen Anordnung zum Treibstoffwechsel
Fig. 6 ein Nachweisdiagramm für eine Systemanordnung gemäss Fig. 5
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Anord- nung mit Treibstoffmischung
Fig. 8 ein Nachweisdiagramm für eine Systemanordnung gemäss Fig. 7 Fig. 9 eine schematische Darstellung einer alternativen Anordnung mit Treibstoffmischung
Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsform der Erfindung, werden die relevanten Bestandteile der
Schadstoffemission, die ein Schiffsmotor 1 bei der Verbrennung eines Treibstoffs 2 erzeugt, direkt im Abgas 3 gemessen. In dem in Fig. 2 dargestellten Nachweisdiagramm zeigt die durchgezogene Kurve den Verlauf der relevanten Schad- Stoffbestandteile in Abhängigkeit von der Zeit bzw. von der Position des Schiffs, bis ein Wert unterhalb eines vorgegebenen, durch die gestrichelte Linie dargestellten Grenzwerts G erreicht ist.
Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung macht es möglich, in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Schiff, je nach den Emissionsbestimmungen in bestimmten Zonen zwischen beispielsweise vier verschiedenen Treibstofftypen umzustellen. Es ist ein Tank 4 für Gas, ein zweiter Tank 5 für Diesel, ein dritter Tank 6 für Schweröl und ein weiterer Tank 7 für einen vierten Treibstoff vorhanden. Von allen Tanks führen Leitungen 8 über Regelventile 9 und Durchflusszähler 10 zu einem Umschaltventil 11 und von dort weiter zum Motor 12 führen. Durch das Umschaltventil 11 wird jeweils ein Treib- stofftyp ausgewählt, d.h. es erfolgt eine 100-prozentige
Umschaltung. Die Durchflusszähler messen den Durchfluss des jeweils verbrauchten Treibstoffes pro Zeiteinheit oder in Abhängigkeit von der durch GPS ermittelten Position. Dies erfolgt in der Weise, dass die Ausgangssignale der Durch- flusszähler 10 über Leitungen 13 zu einem Rechner 14 gelangen, wo sie zu Signalen vom GPS und/oder zur Fahr- bzw. Uhrzeit in Beziehung gesetzt werden und das in Fig. 4 gezeigte Nachweisdiagramm ergeben, in welchem die strichpunktierte Kurve den Treibstoff mit einem über dem gestrichelt dargestellten Grenzwert G liegenden Schadstoffausstoss und die durchgezogene Kurve den Treibstoff mit einem unter dem Grenzwert G liegenden Schadstoffausstoss darstellt.
Die in Fig. 5 gezeigte Anordnung entspricht im Wesentlichen der Anordnung gemäss Fig. 3. Zusätzlich zu der Durchflussmessung sind jedoch in der Zuleitung zum Motor noch ein Temperatursensor 15, ein Viskositätssensor 16 und/oder ein Dichtesensor 17 angeordnet, deren Ausgangssignale zusätz- lieh oder alternativ dem Rechner 14 zugeführt werden, der sie in Bezug zur GPS-Position oder zur Zeit setzt. Diese Parameter sind Indikatoren für die Zusammensetzung des Treibstoffs und gelten einzeln oder in Kombination als Nachweis für den verwendeten Treibstoff und ergeben das in der Fig. 6 gezeigte Nachweisdiagramm, das im Wesentlichen dem der Fig. 2 entspricht, in diesem Fall aber durch indirekte Messung gewonnen wird.
In der in Fig. 7 gezeigten Anordnung werden, wie in den vorher beschriebenen Anordnungen, stromabwärts von den
Tanks mit den Durchflusszählern 10 die Durchflussmengen der einzelnen Treibstoffe gemessen. Anstelle eines Umschaltventils ist in dieser Anordnung jedoch eine Mischeinrichtung 18 vorgesehen, in welcher die verschiedenen Treibstoffe bzw. Mischungskomponenten in einem Verhältnis gemischt werden, mit dem die Schadstoffgrenzen eingehalten werden (Mischungen bzw. Emulsionen verschiedener Treibstoffe oder Mischungskomponenten, x% Volumen- oder Massenanteile, z.B. x% Diesel, 100%-x% HFO oder andere Mischungen) . Als Mischungs- komponenten kommen nicht nur Treibstoffe, sondern beispielsweise auch Wasser in Frage. Auch in dieser Anordnung setzt der Rechner 14 die Durchflussmengen der einzelnen Treibstoffe bzw. Mischungskomponenten in Bezug zur GPS- Position oder zur Zeit mit dem Ergebnis des in Fig. 8 ge- zeigten Nachweisdiagramms für beispielsweise zwei Treibstoffe. In diesem Diagramm steht die strichpunktierte Kurve für einen Treibstoff mit über dem Grenzwert (gestrichelte Linie) liegendem und die durchgezogene Kurve für einen Treibstoff mit tiefem Schadstoffausstoss . Werden die beiden Treibstoffe gemischt, so ergibt sich die gepunktete Kurve.
In der in Fig. 9 gezeigten Anordnung werden, wie im Fall der Anordnung gemäss Fig. 5, zusätzlich oder alternativ die Parameter Temperatur, Viskosität und oder Dichte des Treibstoffgemisches gemessen und dem Rechner 14 zur Erstellung des in Fig. 6 gezeigten Nachweisdiagramms zugeleitet.
Next Patent: MASTERING METHOD, MASTERING DEVICE AND SUBSTRATE MASTER