用于测定内燃机的废气中的颗粒数目的方法技术

在一种用于测定内燃机的废气中的颗粒数目的方法中，测定表征颗粒数量特性的参量，例如形式为过滤器黑化或确定浓度，其中，还测量废气的吸收时间或吸收体积，并且必要时由特征参量和吸收时间或吸收体积通过第一换算函数计算黑化值，由特征参量、吸收时间或吸收量和第一换算函数的数据通过第二换算函数测定颗粒数目。现在为了能实现将分析可能性扩展出关于颗粒数目的结论，附加地测定在过滤器上的压力情况，并且由此通过第三换算函数和由颗粒数量确定平均颗粒直径，并且由特征参量、吸收时间或吸收体积、第一换算函数的数据并且由所确定的平均颗粒直径在借助于不同的中间计算过程和换算函数的情况下通过一个第四换算函数测定颗粒数目，所述中间计算过程和所述换算函数都能组合成共同的这个第四函数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】在一种中，测定表征颗粒数量特性的参量，例如形式为过滤器黑化或确定浓度，其中，还测量废气的吸收时间或吸收体积，并且必要时由特征参量和吸收时间或吸收体积通过第一换算函数计算黑化值，由特征参量、吸收时间或吸收量和第一换算函数的数据通过第二换算函数测定颗粒数目。现在为了能实现将分析可能性扩展出关于颗粒数目的结论，附加地测定在过滤器上的压力情况，并且由此通过第三换算函数和由颗粒数量确定平均颗粒直径，并且由特征参量、吸收时间或吸收体积、第一换算函数的数据并且由所确定的平均颗粒直径在借助于不同的中间计算过程和换算函数的情况下通过一个第四换算函数测定颗粒数目，所述中间计算过程和所述换算函数都能组合成共同的这个第四函数。【专利说明】
本专利技术涉及一种，其中，测定表征颗粒数量特征的参量、例如形式为过滤器的黑化或确定浓度，其中，还测量废气的吸收时间或吸收体积，并且必要时由特征参量和吸收时间或吸收体积通过第一换算函数计算黑化值，由特征参量、吸收时间或吸收体积和第一换算函数的数据通过第二换算函数测定颗粒数目。
技术介绍
这种方法应用于炭黑颗粒测量用的测量仪器中，但主要并不仅用于测量爆发引擎的炭黑颗粒排放。除了黑化值(Filter Smoke Number (滤纸烟度数)FSN)之外,在此也可以给出单位为mg/m3的浓度值。如在AT 6349U1中所描述的那样，附加地也可以测定平均颗粒直径并且将其提供用于进一步计算。在DE 102006024089 Al中公开了一种用于确定排气系中的炭黑颗粒过滤器的装载状态的方法。附加于在颗粒过滤器上的压力损耗，也还测量参考分量并且建立第一校准函数和第二校准函数。DE 102006041478 Al又描述了一种用于测定在内燃机的废气中的炭黑浓度的方法，其中，积累式颗粒传感器确定炭黑浓度并且传感器信号借助于预定的修正、如例如温度被补偿。
技术实现思路
现在本专利技术的任务在于，改善开头所描述的方法的分析可能性。为了解决该任务，本专利技术的特征在于，附加地测定过滤器上的压力情况，并且由此通过第三换算函数和由颗粒数量来确定平均颗粒直径，并且由特征参量、吸收时间或吸收体积、第一换算函数的数据和由所确定的平均颗粒直径在借助不同的中间计算过程和换算函数的情况下通过一个第四换算函数测定颗粒数目，所述中间计算过程和所述换算函数都能组合为共同的这个第四函数。对典型的颗粒排放总体，或多或少能良好地通过平均颗粒直径的恒定因数来描述颗粒尺寸在平均颗粒直径附近的分布函数的半值宽度。在使用这些数据的情况下，以此能够由过滤器纸的滤纸黑化、所测得的平均直径并且利用颗粒分布的半值宽度的值同样来估计或计算颗粒数目的值，该值被用于使颗粒数目计算精确化，或者也作为单独的测量值或估计值给出。已确定的是，颗粒数目与颗粒浓度之间存在相关性，尤其是在测量涉及固体颗粒的总排放、尤其是废气颗粒的碳成分的总排放时。这点尤其是尽管或尤其是即使颗粒从“形成”的时刻直到测量浓度和颗粒数目的时刻的滞留持续时间处于大约I秒或更大(但至少大于0.1秒)的范围内时也适用。因为用于炭黑颗粒测量的许多仪器通过颗粒在过滤器纸上的沉积和积聚来积分地获得测量参量(FSN或mg/m3)，这意味着:颗粒的“滞留持续时间”在积聚的角度来看总是可被视为比该“大约I秒”大非常多。这尤其是对于如下情况适用，即，在一次或多次测量上的测量值被积分并且对测量数据进行总和分析。这种测量例如可以这样进行，使得由不同测试点测得的滤纸黑化的值和所属的测量时间借助于不同的周期数据被加权并且求和，并且总积分作为“周期”重要的测量值(单位为mg/测试和/或数目/测试)来给出。滤纸黑化的求和在此必须通过绕开“浓度值”来进行，因为该关系非线性地变化。备选地，“值的求和”可以通过能由滤纸黑化计算的面积浓度(单位为mg/m2)或通过体积浓度(单位为mg/m3)单独地进行。关系“x/测试”意味着，参考量可以仅为mg的，或mg/m3的废气，或者可以是mg/功率或mg/km或mg/英里…并且可以是等效的“颗粒数目”/测试。根据本专利技术的一种有利的变型方案，本方法如下地扩展，即，选择至少0.1秒、优选至少I秒的吸收时间。根据本专利技术的另一种实施形式规定，由确定的平均颗粒直径和恒定的因数确定颗粒尺寸在该平均颗粒直径附近的分布函数的半值宽度，并且由特征参量、确定的平均直径和半值宽度的值确定颗粒数目。本专利技术的另一种实施形式的特征在于，相继地实施多次测量，所测定的颗粒数量根据其相应的吸收时间、吸收体积或者吸收长度而加权地求和或积分，并且由这些被加权求和的值测定积分的颗粒数目。有利地，附加于所给出的特征，确定总测试体积，积累与预定的权重因数成比例的体积流并且由此确定颗粒的数量和数目，并且在考虑相应吸收体积与总测试体积之间的关系的情况下测定颗粒的积分的数量和数目，其中，优选的是，通过测量仪器的过滤器纸吸收的废气的体积流与权重因数成比例地调整或调节，并且由此与权重因数相应的废气量通过过滤器纸被吸收。 根据本专利技术的另一种可选的特征规定，相继地实施多次测量，测定每次测量的颗粒的数量和数目，并且计算平均值和所属的测量值不精确度或者说测量值不确定性。本专利技术的另一种变型方案于是特征在于，在采样位置处的废气温度和/或废气从颗粒形成位置直到采样位置的平均滞留持续时间考虑到计算中。如已确定的那样，在采样部位处的废气温度用于改善和优化颗粒数目与由FSN值得到的浓度测量之间的相关性。根据按本专利技术的方法的另一种实施形式规定，所述第二换算函数以双对数图并在非常小的直至每个测试大约IO14个颗粒的范围内表征颗粒质量与颗粒数目之间的线性关系，在颗粒数目进一步提高时然后转变成一反函数。在此，优选地可以规定，所述第二换算函数在每个测试的颗粒数目为大约2X IO14到5 X IO14时具有峰值。【专利附图】【附图说明】以下应参照实施例和具体的应用更为详细地阐述本专利技术。附图在此示出了颗粒质量/测试、颗粒质量/kWh、颗粒质量/km和固体颗粒数目/测试、/km或/kWh之间的关系。【具体实施方式】根据本专利技术的方法的一种优选的应用是测量和估计内燃机、尤其是柴油机的废气中的颗粒数目。测量例如利用传统的“烟度计”来进行，在该烟度计中通常存储有由滤纸黑化和吸收时间或吸收体积到FSN值和/或浓度值的换算函数，如例如在EP0357668中所描述的那样。颗粒数目计算借助于如下函数来进行:该函数例如可以以Y=l/(A+B/x)的方式来表示，其中，这里X为颗粒的浓度、单位为mg/m3，而Y为颗粒数目/m3。这样的函数通常在确定的浓度范围内有效。浓度可以如所述地利用烟度计或任意其他方法、例如在重量上来利用过滤器测量和称重来测量。在烟度计的情况下，样本体积被确定并且被过滤器纸吸收。装载有炭黑的过滤器纸被照射，过滤器装载量通过测量所反射的光来确定。在过滤器纸上所积累的颗粒的所测得的炭黑颗粒浓度Pk (单位为yg/m3)例如可以通过如下形式的公式来计算，Pk=Konz*1000 单位为 μ g/m3 (I)其中，利用Konz=颗粒浓度(单位mg/m3)来表示。公式I中的Konz (单位为mg/m3)的值在此例如借助于烟度计AT1240D的手册第7版，2007年5月，第13.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·席费尔，A·伯格曼，
申请(专利权)人：AVL里斯脱有限公司，
类型：
国别省市：