专利名称：向内燃机供应经调节的燃烧气体的方法和实施此方法的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种优选地在试验台上向内燃机供给经过调节的燃烧气体尤其空气的方法，包括向内燃机供给湿度和/或温度经过调节的燃烧气体；以及一种实施此方法的设备；以及一种确定内燃机废气中有害物数量的方法，包括确定流动的废气有害物浓度和量，其中废气用一种已知成分的稀释气体进行稀释；以及一种实施此后一种方法的设备。
背景技术：
吸入的空气的状态在很大程度上影响内燃机的工作特性。在汽油机中例如发动机扭矩随空气压力升高而增大每百帕约+0.12％。吸入的环境空气的温度提高1℃，在同样的情况下引起例如功率下降约-0.5％。吸入的空气的湿度对发动机功率的直接影响不大，然而对废气排放尤其氮氧化物有不可忽略的影响。无论在汽油机还是在柴油机中都是这种情况。此外在汽油机中吸入湿度更大的空气有可能使提前点火时刻达到曝震界限，这一点在发动机试验台上的调整工作中必须加以考虑。
因为基于世界性的日益严格的废气法规和更大的功率密度，内燃机的发展工作对试验结果的可重复性和精确度方面提出了越来越高的要求，从而需要尽最大可能消除全部在发动机发展进程中影响试验结果的影响因素。由于吸入的空气的状态也属于这些影响因素，所以有必要对进气加以调节，以便在发动机试验台上获得类似的试验条件。
在市场上可以买到用于内燃机进气调节的已知的系统(例如奥地利(Graz)AVL-List有限公司的“Combustion Air Conditioning Unit”，或德国(Aachen)FEV Motorentechnik有限公司的“FEV Aircon”)。但这些系统直接连接在内燃机的供气系统上，并因而当内燃机工作状态改变和由此引起的空气流量改变时必须随之立即改变内燃机的空气流量。例如，汽油机的最大空气流量约为最小空气流量的40倍。由此可以理解，在内燃机空气流量快速和动态地改变的情况下，已知的系统只能有限地跟踪这些改变，并因而在动态的空气流量变化过程中只能达到空气状态不良的调节品质。在DE4015818C2中介绍了一种此类已知设备的例子。
反之，在DE2536047A1中说明了一种单纯的负压模拟，完全不涉及燃烧用空气完备的调节设备。此外在此已知的设备中设一容器，料想将用于发动机的燃烧用空气和发动机废气进入此容器，在那里它们也许还可以混合或相互影响，由此几乎不可能实现在可靠和恒定的条件下进行的空气调节。特别在高度动态的工作状态下，在例如DE2536047A1公开的设备中，由于压力脉动、大范围的紊流、温度梯度等，燃烧空气与废气掺混的危险性很大。此外，在这里燃烧用空气根据发动机的需要吸入此容器中，这同样导致几乎不可能实施恒定的空气调节。
发明内容
本发明的第一个目的是，克服传统的调节方法和设备的这一些和另一些缺点，并在很大程度上允许即使在动态的和高度动态的工作条件下也能可靠和恒定地调节燃烧用空气。
在发动机测量技术领域内的另一个主题是废气测量技术，其中应由可测量的有害物浓度确定发动机废气内有害物存在的数量。为了这种计算需要从其中提取废气试样的流动废气的流量(质量)。此量或直接测量或借助于下列物料流量的平衡式确定供给的空气质量+供给的燃油质量＝排出的废气质量。其中，供给的燃油质量可以高精度和动态地测量。对于术语有害物数量还应补充说明，在废气分析的标准和法规中考虑的几乎仅仅是有害物质量。用于确定在气流内有害物的传感器通常测量有害物浓度，亦即相对于一个气体基准量(在实际或在标准条件下的质量或体积)的有害物数量，实际上仅仅是有害物质量(例如单位为mg)。因此为了确定废气流中的有害物质量，必须将在测量点测得的浓度与相应的流量(质量流量或体积流量)相乘。
若采取已知的技术措施，或将供入的空气的流量或特别有利地将排出的废气流量保持常数，则得出一个用于准确利用平衡式的简单系统。这例如在废气测量技术中借助所谓CVS(Constant VolumeSampling定容取样检验)系统实现，它被标准化并设计为一些用于确定废气内有害物数量的公认为准确的装置。在CVS系统中通常规定高的稀释系数。由此以及尤其对于低有害物发动机，其结果是产生极低的有害物浓度，这种浓度几乎不再能用分析器确定。现在提供了一种用于确定有害物数量与CVS系统不同的方案，即，与直接测量或供给的空气质量流量或特别有利地废气质量流量相结合，分析未经稀释或较少稀释的废气。然而，此方法迄今未能正确实施，因为为此所需的传感器有各种缺陷。尤其是只能不令人满意地检测发动机工作的高动力学和在平均流上叠加的严重的流动和压力脉动，以及这些传感器通常不完全适用于高温和腐蚀性的废气。为了解决这些问题，建议了一些用于平均流的稳流容器和流量测量装置，但是它们尺寸很大，难以在发动机上使用，以及往往歪曲发动机经过调节的工作条件。
因此本发明的另一个目的是提供一种方法和设备，它们能以简单而可靠的方式准确地按规定稀释废气并因而准确地确定有害物数量。
首先提到的那个与燃烧气体的调节有关的目的按本发明这样达到向内燃机供入湿度和/或温度经过调节的燃烧气体，其中，在任何时刻均提供一个基本上恒定的完全经过调节的燃烧气体量，该量至少相应于有关的内燃机最大需要的量，以及，内燃机不需要的燃烧气体在内燃机旁流过并与其废气混合。采取此措施，空气调节不一定要动态地跟踪，而是发动机在试验台上从一个针对最大需要的燃烧用空气的流量中分出一个针对当前工作状态所需要的燃烧空气量。连接在上游的调节设备反正必须针对最大燃烧空气量设计，而在按本发明的情况下调节区段通过的是一个恒定的质量流量并因而可使这种调节比较简单。
按本发明另一项有利的特征规定，内燃机不需要的燃烧气体在内燃机旁流过并与其废气混合。由此可以简单的方式在系统中在发动机实际需要的燃烧用空气的分叉点与废气出口之间获得一个小的和可粗调的压力差，并由此也保证了燃烧用空气与废气之间物质分离。
若在内燃机后抽出燃烧气体/废气混合物，优选地借助确定的相对于环境压力的负压，则可达到设备的一种能简单地实现的负压调节。
另一方面，作为替换形式或附加地也可以规定，燃烧气体在相对于环境压力为提高了的压力的情况下供入内燃机，不需要的燃烧气体在内燃机旁流过。
在这种情况下有利地规定，在经过调节的燃烧气体与废气或内燃机后的废气/燃烧气体混合物之间的压降调整在0.3与5毫巴(mbar)之间，优选在0.5与3毫巴之间。
由此不仅在发动机进气侧而且在发动机废气侧都可以将压力调节在至少-300毫巴与+300毫巴之间。这通过一种CVS方法借助至少为发动机最大需要量约1.2倍的燃烧气体至少一个低的余量进行。这种低的压降还保证，对于精确的负压或过压模拟，不仅内燃机进口而且其出口或连接在上游或下游的系统，均基本上保持相同的压力水平。在这里，压力调节所需的实际值检测优选地在发动机进气系统(Ansaugtrakt)处进行，换句话说，在发动机排气装置出口处的压力，在预先规定的压降范围内，跟踪进气系统处的压力。
按本发明另一项有利的特征规定，流量与绝对压力无关基本上保持常数。在这里以及在下文中，流量，不仅质量流量而且体积流量，均可看作是流动的数量。在恒定的流量中允许含有大的以及也许还是动态的压力脉动，为的是使气体调节达到低的调节成本并因而相应地使设备的设计比较简单。为了保持燃烧气体(空气)流量恒定或进一步也保持其他气体例如(经稀释的)废气流量恒定，可考虑使用各种已知的装置。例如可使用罗茨式鼓风机(Roots-Geblaese)和类似的气体输送装置，它们每个工作行程或每转一圈输送一恒定的气体体积，所以流动的质量取决于气体的压力和温度以及工作行程频率或转速。也可以采用下游连接气体输送装置(抽风机)的临界喷嘴(一个或多个)，尤其文杜里式喷嘴(一个或多个)，其中，流动气体的数量通过喷嘴(一个或多个)各最窄点的横截面积与那里造成的音速的乘积得出。这意味着，流动的体积和流动的质量只与喷嘴前的压力和温度有关，但与喷嘴后的压力无关。用于保持流量恒定的装置的另一种实施形式是亚临界喷嘴，其中与出口压力(Hinterdruck)的关系通过相应的测量和调节技术考虑。所有这些用于保持流量恒定的装置通常必须校准。然后，所关心的流量(例如在现实条件下或在标准条件下的质量流量或体积流量)由装置相应的校准系数并根据装置前的气体压力和温度得出。
为了能更进一步改善高度模拟，按本发明的另一个特征规定，内燃机附近的环境保持为与经过调节的燃烧气体同样的压力。由此在内燃机的区域内处处存在相同的条件，其结果是在试验台上可以非常准确地模拟要求的海拔高度。
有利地，内燃机被经过调节的燃烧气体环流，由此也可以利用吸入的空气尤其就温度而言作为接近实际的发动机环境空气。但为此必须注意，通过旁通管道输送足够的空气，使得在箱子内不因被发动机加热而形成不允许的和尤其过高的温度。例如对于可能设置的气体输送装置或对于可能连接的废气测量技术应有利的是，供给废气的稀释气体不高于30℃，优选不高于25℃。但另一方面应既不会在未经稀释的废气内也不会在已稀释的废气内导致所含水蒸气凝结，因此也必须注意，经稀释的废气温度不应过低，例如不降低到50℃以下。因此，根据使用状态可能要求例如借助一附加的热交换器专门调整供应管道内的气体温度。
本发明第二个目的与上面已说明的那些重要特征一致地采取下列措施达到在任何时刻向内燃机供给基本上恒定的完全经过调节的、湿度和/或温度经过调节的燃烧气体量，该量至少相应于有关的内燃机最大需要的量，其中废气用未被内燃机消耗的燃烧气体量稀释。因此这种新型系统可有利地用于废气测量技术，其中此系统应用于按规定稀释废气。至少约1.2倍发动机最大需要量的这一仅仅为了调节所需的低的燃烧气体余量，对于CVS系统在大多数情况下，亦即在对有害物数量的确定准确度上不只是提出低的精度要求时，规定得太低了，并因而通常应远远超过。优选地为了稀释内燃机的废气，规定所供给的经过调节的稀释气体有利的余量在发动机最大需要量的至少4倍至10倍的范围内。
现在，为了根据废气中测得的浓度确定实际从内燃机排放的有害物数量，流动数量(质量)的数据是必要的。为此，按本发明第一种实施方案规定，排出的用未消耗的燃烧气体量稀释过的废气的流量保持常数，以及确定供给内燃机的燃烧气体的量和燃油量。
因为确定基本上恒定的量特别简单，所以在这里有利地规定，排出的用未消耗的燃烧气体量稀释过的废气的流量保持常数以及确定此流量。
但也可以与上述方案不同地这样确定有害物数量，即，将供给的燃烧气体流量保持常数，以及确定此量和供给内燃机的燃油量。
在这方面有利的是将供给的燃烧气体流量保持常数并确定经稀释的废气的流量。此方法可优选地用较少稀释的废气实现并有下列优点对流量传感器的要求大大降低，因为在此位置一方面存在几乎恒定的废气质量流量，以及另一方面废气由于空气稀释而脉动降低，温度降低以及腐蚀性降低。
按本发明另一项特征规定，有害物浓度的确定在排出的用未消耗的燃烧气体量稀释的废气内进行。在这里，上面针对流量传感器所说过的内容同样适用于此用于有害物浓度的传感器或取样器。
但按本发明另一种实施方案，有害物浓度的确定当然也可以在未稀释的废气中进行，并因而直接地和不因也许在稀释气体中带入的物质造成谬误地进行。
若要求直接测量有害物浓度，为了提高精度可以规定，附加地还确定在提供使用的燃烧气体中的有害物浓度。此值然后可在确定内燃机排放的有害物数量时考虑。
有利地，针对用于确定有害物数量的方法还可以规定，可供使用的燃烧气体的量是内燃机最大需要量的多倍。
有害物排放的确定还有必要在不同的海拔高度和/或环境条件下进行，所以在这里也采取下列措施进行这种模拟，即，在内燃机后抽出燃烧气体/废气混合物，优选地借助确定的相对于环境压力的负压；或，燃烧气体在相对于环境压力为提高了的压力下供给内燃机，不需要的燃烧气体在内燃机旁流过。
在这里肯定有利的是，在经过调节的燃烧气体与废气或内燃机后的燃烧气体/废气混合物之间的压降调整在0.3与5毫巴之间，优选在0.5与3毫巴之间。
还有利的是，在确定废气中有害物的过程中，流量与绝对压力无关地基本上保持常数。
准确模拟差别很大的海拔高度和/或环境条件也可以借助这样一种废气测量方法达到，即，将内燃机附近的环境保持与经过调节的燃烧气体相同的压力；或，使内燃机被经过调节的燃烧气体环流。
在这里，特别在为了高度模拟而使用负压的情况下应当注意，有关的测量仪表也处于环境空气压力下，但通常没有规定这些测量仪表在废气压力达-300毫巴时使用。因此应规定，例如在废气分析设备中，负压必须借助附加的泵补偿。对于借助CVS的测量，在LD范围内不允许双重稀释。因此存在下列测量可能性或废气测量依情况决定稀释，但基于低的稀释度只能用加热的分析器。除此之外在从供应管道通向内燃机的管道的分叉点前附加测量(几乎)恒定的空气流量。或可将此整个系统放大，以达到最低稀释度rdil≥4。
前言首先提到的目的按本发明还通过一种向内燃机供应经过调节的燃烧气体的设备达到，它包括向内燃机供应湿度和/或温度经过调节的燃烧气体的管道，也许在此供应管道内包括一台鼓风机，其中，此供应管道针对至少相关的内燃机最大需要的燃烧气体量设计，以及，从此供应管道分叉出一根可与内燃机连接的进气管，一根可与内燃机连接的排气管在进气管的分叉点后面通入供应管道。
除了上面已提到的涉及方法的优点外，所介绍的按本发明具有其供应管道的设备还有一个优点，即存在一种良好的流动特征，这种流动特征保证到达发动机的燃烧用空气没有掺混废气并因而经过调节的燃烧用空气的参数不发生变化。
按本发明的另一项特征，一条可与内燃机连接的排气管在进气管的分叉点后面通入供应管道。由此在保持全部上面论及的优点的同时提供了负压调整的可能性。
有利地，在按本发明的设备中，还相应在供应管道内进气管分叉点与排气管汇合点之间设置用于将压力差调整在0.3与5毫巴之间优选在0.5与3毫巴之间范围内的装置。因此，对于发动机的所有工作状态，从怠速到全负荷，均保证在燃烧用空气与废气之间可靠的物质分离。
以相同的方式也同样可以达到这一效果或附加地保证达到此效果，即，在进气管分叉点与排气管汇合点之间设置用于保证一个最小的，至少对应于废气在经过调节的燃烧气体内扩散速度的流速的装置。
按本发明的设备可以连接在一中央空气调节装置上，除了这种可能性之外还可以将此调节装置包括在按本发明的设备中，在这种情况下在供应管道内，内燃机进气管分叉点前，设置一些用于调整和控制温度和/或湿度的装置，例如气体冷却器、液滴分离器、气体加热器以及优选地包括蒸汽配量阀的供汽管。
为了能实施过压调节，在按本发明的设备的一种实施形式中规定，在进气管分叉点前设一气体输送装置，以及在排气管汇合点后设一气体流量调节装置。
另一方面可以这样实施负压调节，即，在进气管分叉点前设一气体流量调节装置，以及在排气管汇合点后设一气体输送装置。当然也可以组合上述两种调节方案。
为了预防在设计尤其形式上为离心通风机或离心式鼓风机的气体输送装置时发生困难，这些困难在运行具有较大负压的设备时和/或由于输送废气/空气混合物时可能出现，有利的是在内燃机与气体输送装置之间设至少一个换热器。由此负压工作甚至可达约500毫巴(这大约相当于6000m海拔高度)。
有关气体输送装置的选择应根据要求选出恰当的类型。在例如罗茨式鼓风机的情况下有两个突出的优点。首先，负压达550毫巴(必须在虹吸管中保证约-500毫巴)没有任何困难，而离心鼓风机在期望的结构尺寸下有一极限为约450毫巴。此外，借助一种转速可调的罗茨式鼓风机不仅可以调节负压而且可以调节过压，并因而不再需要在油箱的末端设调节阀，因为借助罗茨式鼓风机也可以节流。但有利的是针对负压运行在发动机前的调节区段后设节流阀，以便使调节区段不承受高的负压作用。
罗茨式鼓风机在转速一定时，与空气压力无关地输送近似恒定的体积流量。但空气质量流量随压力变化而改变。现在为了使调节区段的空气质量流量近似保持常数，节流阀可根据空气压力额定值相应地调整(这些位置在投入运行时确定并相应地存入调节器)。然后通过罗茨式鼓风机的转速调节(例如借助PID调节器)进行压力调整。
罗茨式鼓风机的一个缺点在于供入的气体混合物限制为约50-60℃的最大允许温度。因此若应只需要负压达约350毫巴，则可回到离心式鼓风机，它可以在温度达约150℃的情况下工作。
可以简单和可靠的方式实施量的调节，只要气体流量调节装置由调节阀构成。
在这里可以有利的方式平行于调节阀设至少一个细调阀。
此外可采取措施保证物质分离，即，在进气管分叉点与排气管汇合点之间设一气体输送装置。通过此装置还可调整和影响在发动机进口侧与废气侧之间期望的压差。
按另一种实施形式或与上述装置之一组合，物质分离也可以这样实现在供应管道内，优选地至少在进气管分叉点与排气管汇合点之间，设用于使流动层流化的装置。
获得此效果的另一种替代形式是，在供应管道内，进气管分叉点与排气管汇合点之间，设一波阻抗和/或消音器。
为了简单而经济地设计此设备，内燃机高动力学的过程应对于经过调节的气体所需要的量没有或只有最小的影响。因此按本发明的一种有利的实施形式，此设备的特征在于，至少气体输送装置之一与相对于内燃机处于相对位置的气体流量调节装置在调节技术上互相连接。因而可实现一种调节理念，即，即使在压力动态变化的情况下，通过此设备也能将流量基本上保持常数。
有利地，在这里气体输送装置的输送能力可取决于在相对处的调节装置的位置调整。若例如用于改变在设备中存在的压力(或压力变化过程)的节流阀已调整，则例如设计为离心鼓风机的气体输送装置的转速也同时应以这种方式匹配，即，使经过调节的气体的流量与绝对压力无关地基本上保持为常数。
为了能在准确规定的条件下尽可能接近实际情况地检验发动机，按本发明另一项特征规定，在进气管分叉点与排气管汇合点之间的距离基本上等于空气滤清器进口与汽车排气装置末端之间的距离，汽车的内燃机被供给经过调节的燃烧气体。
按本发明的另一项特征规定，设一个封闭的腔用于安装内燃机，该腔与供应管道中进气管分叉点与排气管汇合点之间的区段连接。由此，要检验的发动机加入在连接管道内存在的压力，因此此压力也从外部作用在发动机上，这样做尤其在高度模拟(低空气压力)时有突出的优点。
有利地，在这里在进气管分叉点与排气管汇合点之间的供应管道区段内设一封闭的用于安装内燃机的腔。此由一个可封闭和可相对于环境密封的箱子构成的腔可以是发动机试验台的组成部分，并因而当另一台发动机应在试验台上试验时它留在试验台上。但有利地此箱子是托盘的组成部分，发动机装在此托盘上以及托盘用于将发动机输送和停泊在试验台上。
一种确定内燃机废气中有害物数量的设备，包括至少一个用于确定有害物浓度的测量点，例如传感器或取样装置，和一个气体流量确定装置，它有一个从废气通道到已知成分的稀释气体供应通道的通道，这种设备规定用于达到以此具体的发明为基础的第二个目的。此设备按本发明其特征在于，稀释气体供应通道针对至少相关的内燃机最大需要的燃烧气体量设计，以及从此供应通道分叉出一根可与内燃机连接的进气管。用于确定完全或近似保持常数的燃烧气体(空气)流量(质量流量或体积流量)或(已稀释的)废气流量(质量或体积流量)的确定装置，可以通过不同的和已知的方式实现，例如借助用于质量或体积流量的流量传感器，例如热线或超声测量系统或(直接)在用于保持流量恒定的装置前的气体压力和温度测量系统，在这里，此装置的校准常数和可能的其他参数(例如罗茨式鼓风机的转速)在确定流量时考虑。
在这里，有利地稀释气体的供应通道针对相关的内燃机最大需要的燃烧气体量的多倍设计。
为了降低对传感器或取样装置的要求，以及能将它们使用于一方面存在几乎恒定的废气质量流量和另一方面废气由于空气稀释因而脉动较小、温度较低和腐蚀性较低的地方，按本发明的另一项特征，将确定废气通道中有害物浓度的测量点设在稀释气体的供应通道中废气通道汇合点后面。
相比之下，使用耐用的传感器或装置，若将确定废气通道中有害物浓度的测量点设在稀释气体供应通道中废气通道汇合点前，便可以实施更准确因而是更直接的测量。
为了也能考虑稀释气体中的有害物积存量，有利地在稀释气体供应通道内，在废气通道汇合点前，设附加的用于确定稀释气体供应通道中有害物浓度的测量点。
为了使气体流量确定装置能取得与前面已提及的同样的效果和优点，将它们设在与确定有害物浓度相同的区段内。
对于借助于供给的稀释气体与供给的燃油量的平衡方程式确定废气质量流量的方法，按本发明的设备另一种实施形式，在稀释气体供应通道内设气体流量确定装置，同样有利的是，设一个供给内燃机的燃油质量测量装置。但这两个装置也可以为了校准或检验直接通过传感器获知的值单个或共同设置。
下面可借助附图详细说明本发明。其中图1示意表示本发明用于负压和过压工作的设备；图2是与图1相应的用于负压和过压调节和没有压力损失补偿的视图；图3是与图1相应的仅用于过压调节的视图；图4是与图1相应的仅用于负压调节的视图；图5是与图1相应的用于高精度过压和负压调节的视图；图6是按本发明的设备示意图，包括一个由发动机和在装配状态也设置的进气和排气系统组成的试件；图7相应于图6，其中整个发动机处于一封闭的腔内；图8是图7所示设备的改型，包括设计为供应管道贯流段的箱子；图9相应于图6，其中设有有害物数量测量的测量或取样点；图10是本发明的一种对应于图9的实施形式，但测量或取样点以及传感器有另一种配置；图11是相应于图6的实施形式，测量或取样点以及传感器又是另一种配置；图12表示按本发明的设备的一种实施形式，其中设燃烧用空气流量和燃油消耗量的确定部件；以及，图13是一种设计方案，它既可以进行进气的调节和环境压力模拟，尤其是高度模拟，又可以进行废气分析。
具体实施例方式
在图示的实施例中，按本发明的设备包括已组合在内的调节区段，沿空气流动方向看，其组成部分有带进气口4的滤尘器5，输送空气用的装置6优选径向通风机或鼓风机，用于负压工作的调节阀7、空气冷却器8、优选地是一种空气-冷水换热器，它有可借助冷水调节阀9调整的冷却剂流量、冷凝液的液滴分离器10、以及可借助控制器12调整热功率的空气加热器11。为了调节空气湿度可设一蒸汽发生器13，借助蒸汽计量阀14可计量从这里出发的蒸汽，以调整主空气管道15中的空气湿度。绝对压力传感器16、温度传感器17和湿度传感器18用于测量空气状态。
在设备的这些部分中经过调节的空气，通过主空气管道15向在主管道20与进气通道2之间的分叉点19供给一个对应于发动机最大需要的量。因此，在上游的调节区段4至18始终处理相同数量要供给的空气，从而尤其使此调节空气的调节装置的设计极其简单。因此在要试验的发动机运行时所有的变化，甚至所有高动力学转变。都可以捕集到，以及在任何时刻向内燃机1供应一定和恒定的经过调节的燃烧用空气量。在主管道20内可按选择设一小型的转速可调的轴流式通风机21，用于补偿压力损失或用于调整在发动机1进气通道2与废气通道3之间准确规定的压力差，轴流式通风机21借助调节器33根据管道20入口与出口之间的压差调整转速。压差的测量通过压差传感器22进行。管道20和内燃机1的废气通道3通过出口段23通入排气通道24。在排气通道24末端设用于过压工作的调节阀25。用于负压工作的空气输送装置26，优选径向通风机或鼓风机，处于排气口27前，排气口27用于将排气流排入环境或试验台的废气系统中。必要时还可以在内燃机1与空气输送装置26之间优选在排气通道24内设一附加的换热器，由此简化空气输送装置的设计以及扩大可以选择的类型的范围，还可以避免发生由于在内燃机1后面废气/空气混合和/或由于在高负压(达350至400毫巴)下工作带来的问题。
为了运行此系统以及调整所期望的空气状态，采用一电子控制与调节装置28，其中集成了全部为运行此设备必要的压力29和30、温度31和湿度32控制装置与调节器。其中有利地考虑到将质量流量与绝对压力无关地基本上保持常数。为此目的，设备侧至少气体输送装置6、26、21之一，与相对于内燃机1处于相对位置的气体流量调节装置7、25在调节技术上连接起来。因为在过压工作时迄今只考虑可忽略的小的压力变化，所以此调节方案主要针对负压工作，为此，设在内燃机1前的调节装置7与位于内燃机1后的气体输送装置25在调节技术上相互连接。根据大多设计为节流阀的调节装置7、25的位置，调整至少取决于转速的气体输送装置6、26、21的输送能力。
此方法的工作方式可借助图1说明如下内燃机1通过进气通道2吸入为燃烧所需的空气质量流量mein并将其供燃烧用。通过燃烧形成的废气质量流量maus经过废气通道3重新排出。此方法的任务是，与环境条件无关地调整进气通道2进口处的空气状态，亦即压力，温度和湿度。此外应使废气通道3出口处的压力尽可能等于进气通道2进口处的压力。在这里，当内燃机1在试验台上运行时的空气导引如下进行。由于两个空气输送装置6、26的作用，规定的空气质量流量mL通过进气口4经空气输送装置6、用于负压工作的调节阀7、空气冷却器8、液滴分离器10和空气加热器11，输入主空气管道15。在主管道20和进气通道2的分叉点19，空气质量流量mL分成主管道空气质量流量mBP和燃烧用空气质量流量mein。旁路空气质量流量mBP借助转速可调的用于补偿压力损失的轴流式通风机21输送，并在废气通道3的出口23处在主管道20中与废气质量流量maus汇合成排气质量流量mEx。此排气质量流量mEx通过用于过压工作的调节阀25、用于负压工作的空气输送装置26和排气口27，输送到环境中或试验台的排气系统中。
对于各空气或废气质量流量的关系，可列举下列基于质量守恒定理和连续性的关系式mein＝作为发动机工作状态的函数的变量(i)maus＝mein+mBr(ii)
式中mBr是燃烧所需的燃料质量流量。
但在使用普通的液态或固体燃料和近似的燃烧化学计算法或超化学计算法(überstchiometrischen)时，则适用mBr＜＜mein(iii)例如，当使用市场出售的柴油时，化学计算的空气燃料比为14.5公斤空气/公斤燃料，并因而适用下式mBr=mein14.5,]]>这证实了上面列举的关系式(iii)对于粗略估算质量流量，基于式(iii)，可以忽略燃料质量流量mBr，以及(ii)也可写成maus≈mein(iv)因此对于在用于调节空气状态的部件中出现并因而是此方法调节品质的决定性参量的空气质量流量mL和mEx，可对内燃机(1)所有工作状态描述为mL＝mein+mBP(v)以及mEx＝maus+mBP(vi)于是，将(iv)式用于(v)和(vi)可写为mL＝mEx(vii)由此看出，对于调节空气状态起决定性作用的空气质量流量mL和mEx几乎与内燃机1的工作状态及其动态特性无关，并因而仅仅取决于调节技术方面各部件的设计和工作方式。由此，显然，采用此方法也可以跟踪内燃机运行方式的动态变化。内燃机运行方式的变化仅仅造成温度并因而空气质量流量mEx的密度的改变。这些改变也可以用此方法通过调节装置的特性加以补偿，不过在很大程度上可通过系统一般的设计参数，例如空气质量流量mL的大小来影响。
空气流量mL的状态以及空气质量流量mEx的压力的调节按如下所述进行
在过压工作时压力的调节若期望的空气压力应高于环境压力，则空气压力的调节借助空气输送装置6与过压工作的调节阀25的协同工作，通过提升压力和输送空气质量流量mL进行。空气输送装置6以恒定的转速工作，其中，空气质量流量选择得至少与内燃机1最大空气消耗量一样大，但有利地是甚至比它大得多。通过空气质量流量借助过压工作的调节阀25的节流，从空气输送装置6出口一直到过压工作的调节阀25的整个管道系统提高到期望的空气压力。在这里，过压工作的调节阀25的位置通过过压调节阀的电子调节器30调整。在管道系统中实时的压力通过绝对压力传感器16测量，并转换为比例于压力的电信号。此信号作为实际信号传输给过压调节阀调节器30。调节器30将此实际信号与使用者期望的额定值作比较，并在过压调节阀26上产生一个与调节阀的位置成比例的控制信号。在此工作方式中完全打开用于负压工作的调节阀7的位置，以避免在此阀处不希望的节流效果。
在负压工作时压力的调节若期望的空气压力应低于环境压力，则空气压力的调节通过用于负压工作的调节阀7的节流和通过负压工作的空气输送装置26抽吸空气质量流量mL进行。空气输送装置26以恒定的转速运行，其中，空气质量流量仍选择为至少与发动机1最大空气消耗量一样大，优选地甚至仍选择为比它大得多。通过用负压工作的调节阀7节流空气质量流量，从负压工作的调节阀一直到空气输送装置26抽吸侧的整个管道系统降到期望的空气压力。在这里，负压工作的调节阀7的位置通过负压调节阀的电子调节器29调整。管道系统中的实时压力通过绝对压力传感器16测量并转换为比例于压力的电信号。此信号作为实际信号传输给负压调节阀的调节器29。调节器29将此实际信号与使用者期望的额定信号作比较，并在负压调节阀7上产生一个与调节阀位置成比例的控制信号。在此工作方式中完全打开过压工作调节阀25的位置，以避免在此阀处不希望的节流效果。
温度调节
空气质量流量mein温度的调整借助于空气冷却器8和空气加热器11的作用进行。根据期望的额定温度，可以进行空气质量流量的加热或冷却。实时的实际温度通过温度传感器17测量并转换为比例于温度的电信号。此信号作为实际信号传输给温度调节器31。调节器31将此实际信号与使用者期望的额定信号作比较，并根据是需要冷却还是需要加热，在冷水调节阀9上或在热功率控制装置12上产生一个连续的控制信号。因此，期望的额定温度的调整，借助于空气冷却器调整所需要的冷却剂流量，和/或调整空气加热器所需要的加热功率实现。也可能出现这种工作状态，即，在这些工作状态下必须不仅冷却而且事后加热(也可见湿度的调节部分所述)。
空气湿度的调节空气质量流量mein湿度的调整借助于空气冷却器8的作用并通过节流来自蒸汽发生器13的蒸汽进行。空气质量流量mL在空气冷却器8内一直冷却到低于露点温度，并由于由此引起的空气流内所含水分的凝结而被干燥。形成的冷凝水在流过液滴分离器时被分离并排出。期望的湿度的调整通过计量在主空气通道15内的水蒸气进行。实时的实际湿度通过湿度传感器18测量并转换为比例于湿度的电信号。此信号作为实际信号传输给湿度调节器32。此调节器32将实际信号与使用者期望的额定信号值作比较，并根据是需要冷却(除湿)或是需要加湿，在冷水调节阀9或蒸汽计量阀14上产生一个连续的控制信号。
下列目的，即防止在经稀释的废气内(主要是水蒸气)凝结，也与以上所述的两个调节参数有关。因此，经稀释的废气的温度必须高于其露点，对于未稀释的废气露点一般小于52℃。因此附加地可规定加热通过主空气通道15流动的燃烧气体。不过在大多数情况下内燃机的废气比使用于稀释废气的气体(亦即内燃机1不需要的燃烧气体)温度高得多，因此经稀释的废气也比稀释气体温度高并因而在(几乎)所有的情况下均不会导致凝结，也不需要附加的加热。
主管道内压力损失的补偿若由于对废气通道内的空气质量流量的压力调节品质有特别的要求而有必要时，可在管道20内设转速可调的轴流式通风机21。在管道20内的压力损失通过压差传感器22测量，并作为实际电信号传输给轴流式通风机21的转速调节器。转速的调整以这样的方式进行，即应能补偿和控制压力损失。
通过省略某些部件可以实现按本发明的各种实施方案，例如图2表示了一种按本发明的设备，但它只针对过压工作和主管道20内的压力损失补偿。
若允许这种废气反压调节的调节精度以及在进气通道2与废气通道3之间的一个小而要准确调整的压差是允许的，则可以免去用于压力损失补偿的转速可调的轴流式通风机21(见图1)以及轴流式通风机的调节器33。
用于纯粹过压工作的实施方案图3表示了一种适用于单纯过压工作(相对于周围环境而言)的实施方案。与图1相比，此实施方案省去了用于建立负压的部件。因此在此实施方案中没有图1的用于负压工作的调节阀7，用于负压工作的空气输送装置26以及负压调节阀的调节器29。
用于纯粹负压工作的实施方案(图4)图4表示了一种适用于单纯负压工作(相对于周围环境而言)的实施方案。与图1相比，此实施方案省去了用于建立过压的部件。因此在此实施方案中没有图1的用于过压工作的空气输送装置6、用于过压工作的调节阀25以及用于过压调节阀的调节器30。
高精度空气压力调节的实施方案(图5)图5表示了本发明的一种实施方案，通过这一方案不仅对于过压而且对于负压都可以实现高精度的压力调节。在这里，用于调整过压或负压的调节阀7、25通过分别并联一个细调阀7a、25a加以补充，细调阀的流动截面的尺寸设计为比调节阀的小得多。在这种情况下期望的空气压力的调整以这样的方式进行，即，开始借助调节阀7或25实施空气压力的粗调。在低于实际压力与额定压力规定的调节偏差后，固定这些调节阀7、25的位置并且不再改变。期望的空气压力的最终调整随后借助细调阀7a和25a进行。
此实施方案的优点是，一方面借助于调节阀7、25可使空气压力迅速靠近期望值，以及另一方面借助精确调谐的细调阀7a、25a可实现高精度的压力调节。
实际工作中特别有利的是，在试验台上的条件准确对应于既定条件时，这些既定条件在试件按规定运行时也存在，尤其在汽车发动机中存在，因而它们也在汽车中所设的空气滤清器、排气装置等中存在。因此如图6示意表示的那样，有利地将供应管道设计为，使在去内燃机1进气管道2的分叉点19与排气管道3汇合点23之间用于经过调节的燃烧用空气的供应管道15的长度，基本上与包括全部连接在上游的进气系统部分和连接在下游的排气系统部分在内的整个发动机部件等长。换句话说，在分叉点19与汇合点23之间的长度等于在汽车的空气滤清器进口1a与排气装置末端1b之间的距离。
图7表示此设备另一种有利的实施形式，它的基本结构相应于图6所示的结构，图中只表示了整台发动机，其中包括空气滤清器1a、排气装置1b、进气管2和排气管3，处于一个可相对于环境封闭和密封的箱子28b内，箱子的内压通过管道29b被置于管道15的压力下。图8表示，图7所示的箱子可设计为管道15的一个贯流的区段28a。在这种情况下发动机的进气直接取自此箱子，所以分叉点19处于发动机1的进气部位，亦即由进气管2的开口端构成。这是有利的，因为在发动机1的进气部位不必连接任何管道，这种管道在有些情况下对进气系统1a、2的特性有不利的影响。
下面应说明按本发明的方法或按本发明的设备在废气测量技术方面的设计，其中，应根据有害物浓度的测量值确定在发动机废气内存在的有害物数量。在本例中这有利地借助一种所谓CVS(ConstantVolume Sampling)系统实现，它们被标准化并设计为一些用于确定废气中有害物数量的公认为准确的装置。前面已说明的高稀释度可通过将内燃机1的废气引入在内燃机旁流过而燃烧过程不需要的燃烧气体达到。在这里有利地通过与此燃烧用以及现在同时也是稀释用气体的调节可能的结合，也可以以简单而可靠的方式实现废气准确规定的稀释并因而实现有害物数量的准确确定。
为了根据可测量的有害物浓度确定废气有害物数量，可以直接测量在取样点流动的废气量。或利用质量平衡方程式(燃烧空气质量+燃料质量＝废气质量)，这一方程必然也适用于由发动机和所属的用于燃烧用空气或废气的供应及排出通道组成的按本发明的系统。在这方面特别有利的是，保持排出废气的质量流量不变。这可以采取已知的装置例如临界喷嘴或罗茨式鼓风机达到。
有利地，在内燃机1旁流过接着用于稀释废气的燃烧用空气是发动机最大进气量的多倍，所以废气用至少相同的或更多的稀释空气量稀释。按特别有利的方式，也可以改造已知的CVS系统并应用于按本发明的进气调节，亦即发动机的进气从CVS系统经过调节的新鲜空气提取以及将废气如在CVS系统中规定的那样供入废气稀释系统中。
为了克服在测量进气或废气质量流量用于分析未经或经少量稀释的废气时的困难，有利地将按本发明的系统用于进气调节并用于比较低度的稀释，其中在供给经过调节的进气的区域内所需要的流量测量仍在旁路管道分叉点前进行。这样做的优点是，即使在发动机动态工作的情况下，也能对于几乎恒定和无脉动的空气流量使用高精度的传感器。
为了进一步改善进气或废气质量流量的测量用于分析未经或经少量稀释的废气，规定将按本发明的系统用于进气调节以及用于比较低度地稀释的废气的分析。
此外还可以规定，在为了废气分析通过按本发明的系统比较低度地废气稀释后，可到达另一个稀释系统供使用，这一系统可以实现可能需要的附加的废气稀释。尤其在下列情况下这样做是有优点的，即，针对发动机工作与针对标准的废气稀释所必需的调节条件差别很大。
用于有害物数量测量的设备的第一种实施例表示在图9中，该设备的基本结构对应于图6所示的结构，只是在管道24中设置一个废气分析器31a的测量点30a以及一个流量确定装置33a的测量点32a。有利地，确定管道24中的流量用废气质量流量传感器进行，但在许多情况下，这种确定考虑到部件25、26的校准系数和必要时其他信号(例如罗茨式鼓风机转速)，借助废气压力和温度传感器就足够了，上述其他信号可通过用一些点表示的信号线34传输。
在有些情况下，例如在测量柴油废气中颗粒和碳氧化合物含量时，在位置23的稀释空气温度不允许降到某个极限值例如50℃以下，因为要不然废气组分会凝结和析出。因此，可能需要的是，在位置19与23之间的管道15中设加热装置(图中未示出)，它将在调节设备5-18中经过调节的空气补充加热到需要的稀释温度。为了在这种情况下保护抽风机，还有可能进一步要求在用于废气分析的测量点后将废气重新冷却。为了在确定有害物时也能考虑在供给的燃烧气体并因而也是用作内燃机废气的稀释气体中的有害物积存量，有利地可在稀释气体供应通道15与废气通道的汇合点23之前，优选地还在去内燃机1的进气管道2分叉点19之前，设置一个附加的用于确定此供应通道中有害物浓度的测量点35。从此测量点35向废气分析器31a引出一根导线36。
图10对应于图9，只是确定部件37并非用于确定在管道24内的经稀释的废气的流量，而是用于确定位置19前的空气总量。部件37优选地仍是一个气体质量流量传感器，但在许多情况下这种确定考虑到部件5-18的校准系数和必要时其他信号(例如罗茨式鼓风机的转速)，借助于气体压力和温度传感器就足够了，上述其他信号可通过用一些点表示的信号线38a传输。但在这里需要补充一个燃油消耗量的确定部件39，包括在发动机1上或在发动机供油系统中的一个测量点40。
图11对应于图6，只是废气分析器31a的测量点30a设在排气管3内并因而用于分析未经稀释的废气。为了将有害物浓度换算为有害物数量，可能希望的是在管道3内设用于确定未经稀释的废气流量的确定部件42的测量点41。
图12对应于图11，只是在这里设用于发动机进气的确定部件42a和在管道2内的测量点43，以及用于燃油消耗量的确定部件39、40(与图10中类似)。
图13可能是一种优选的实施方案，它能以特别有利的方式不仅实现进气调节和环境压力模拟，尤其高度模拟而且实现废气分析。图中表示将位置19设计为管道15放大和贯流的容积，并因而允许通过发动机的进气系统2和1a自由吸取经过调节的空气。此容积19与进气系统1a和发动机1以及排气系统1b同处于一箱子28内部，箱子28附加地还通过管道29与管道15压力连通。这样做的优点是，废气分析实际上不受可能的发动机外表污染物蒸汽的干扰。尽管如此，亦即箱子28在此情况下虽然未被稀释空气流过，也不能完全排除这种可能性有害物可通过压力连通管道29从箱子进入通道15中。因此有利的是，与例如图9不同，稀释空气可能存在的有害物的测量点35要在管道29连接部位之后，但当然仍在位置23之前，设在通道15中。在管道24中，如在图9中那样，设置用于经稀释的废气的流量以及有害物浓度的测量点30a和32a。
权利要求
1.向内燃机供给经过调节的燃烧气体的方法，包括向内燃机供入湿度和/或温度经过调节的燃烧气体，其中，在任何时刻均提供一个基本上恒定的完全经过调节的燃烧气体的量，该量至少相应于有关的内燃机最大需要的量；其特征为内燃机不需要的燃烧气体在内燃机旁流过并与其废气混合。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为燃烧气体/废气混合物在内燃机后抽出。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征为燃烧气体在相对于环境压力为提高了的压力的情况下供入内燃机，不需要的燃烧气体在内燃机旁流过。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征为在经过调节的燃烧气体与废气或内燃机后的燃烧气体/废气混合物之间的压降调整在0.3与5毫巴之间。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征为经过调节的气体的流量与绝对压力无关地基本上保持为常数。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征为内燃机附近的环境保持为与经过调节的燃烧气体基本上相同的压力。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征为内燃机被经过调节的燃烧气体环流。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征为在试验台上实施所述方法。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征为所述燃烧气体为空气。
10.按照权利要求2所述的方法，其特征为燃烧气体/废气混合物在内燃机后借助确定的相对于环境压力的负压被抽出。
11.按照权利要求4所述的方法，其特征为所述压降调整在0.5与3毫巴之间。
12.确定内燃机废气中有害物数量的方法，包括确定流动废气的有害物浓度及数量，其中废气借助一种已知成分的稀释气体进行稀释，其特征为在任何时刻向内燃机供给一个基本上恒定、完全经过调节的湿度和/或温度经过调节的燃烧气体量，该量至少相应于有关的内燃机最大需要的量，其中废气用未被内燃机消耗的燃烧气体量稀释。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征为排出的用未消耗的燃烧气体量稀释过的废气流量保持常数，以及确定供给内燃机的燃烧气体的量和燃料量。
14.按照权利要求12所述的方法，其特征为排出的用未消耗的燃烧气体量稀释过的废气流量保持常数以及确定此流量。
15.按照权利要求12所述的方法，其特征为供给的燃烧气体流量保持常数，以及确定此量和供给内燃机的燃料量。
16.按照权利要求12所述的方法，其特征为供给的燃烧气体流量保持常数；以及，确定经稀释的废气流量。
17.按照权利要求12至16之一所述的方法，其特征为有害物浓度的确定在排出的用未消耗的燃烧气体量稀释过的废气内进行。
18.按照权利要求12至16之一所述的方法，其特征为有害物浓度的确定在未经稀释的废气内进行。
19.按照权利要求12至16之一所述的方法，其特征为附加地还确定在提供使用的燃烧气体内的有害物浓度。
20.按照权利要求12至16之一所述的方法，其特征为可供使用的燃烧气体的量是内燃机最大需要量的多倍。
21.按照权利要求12至16之一所述的方法，其特征为在内燃机后抽出燃烧气体/废气混合物。
22.按照权利要求12至16之一所述的方法，其特征为燃烧气体在相对于环境压力为提高了的压力的情况下供入内燃机，不需要的燃烧气体在内燃机旁流过。
23.按照权利要求12至16之一所述的方法，其特征为在经过调节的燃烧气体与废气或内燃机后的燃烧气体/废气混合物之间的压降调整在0.3与5毫巴之间。
24.按照权利要求12至16之一所述的方法，其特征为经过调节的气体的流量与绝对压力无关地基本上保持为常数。
25.按照权利要求12至16之一所述的方法，其特征为内燃机附近的环境保持为与经过调节的燃烧气体基本上相同的压力。
26.按照权利要求25所述的方法，其特征为内燃机被经过调节的燃烧气体环流。
27.按照权利要求21所述的方法，其特征为在内燃机后借助确定的相对于环境压力的负压抽出燃烧气体/废气混合物。
28.按照权利要求23所述的方法，其特征为所述压降调整在0.5与3毫巴之间。
29.向内燃机供给经过调节的燃烧气体的设备，包括向内燃机供应湿度和/或温度经过调节的燃烧气体的供应管道(15)，该供应管道(15)针对至少相关的内燃机(1)最大需要的燃烧气体量设计，以及，从此供应管道(15)分叉出一根可与内燃机(1)连接的进气管(2)，其特征为一根可与内燃机(1)连接的排气管(3)在进气管(2)的分叉点后面通入供应管道(15)。
30.按照权利要求28或29所述的设备，其特征为用于将压力差调整在0.3与5毫巴之间范围内的装置，设在供应管道(15)内进气管(2)的分叉点与排气管(3)汇合点之间。
31.按照权利要求28或29所述的设备，其特征为在进气管(2)的分叉点与排气管(3)汇合点之间，设置用于保证一个最小的至少对应于废气在经过调节的燃烧气体内扩散速度的流速的装置。
32.按照权利要求28或29所述的设备，其特征为在供应管道(15)内，内燃机(1)进气管(2)分叉点前，设置一些用于调整和控制温度和/或湿度的装置(8-18)，包括气体冷却器、液滴分离器、气体加热器以及供汽管。
33.按照权利要求28或29所述的设备，其特征为在进气管(2)分叉点前设一气体输送装置(6)，以及在排气管(3)汇合点后设气体流量调节装置(25、25a)。
34.按照权利要求28或29所述的设备，其特征为在进气管(2)分叉点前设气体流量调节装置(7)，以及在排气管(3)汇合点后设一气体输送装置(26)。
35.按照权利要求34所述的设备，其特征为在内燃机(1)与气体输送装置(26)之间设至少一个热交换器。
36.按照权利要求33或34所述的设备，其特征为气体流量调节装置(7、25)由调节阀构成。
37.按照权利要求36所述的设备，其特征为平行于调节阀(7、25)设至少一个细调阀(25a)。
38.按照权利要求36所述的设备，其特征为在进气管(2)分叉点与排气管(3)汇合点之间设一气体输送装置(21)。
39.按照权利要求28或29所述的设备，其特征为在供应管道内设用于使流动层流化的装置。
40.按照权利要求29所述的设备，其特征为在供应管道内进气管(2)分叉点与排气管(3)汇合点之间设一波阻抗和/或消音器。
41.按照权利要求38所述的设备，其特征为至少气体输送装置(6、26、21)之一与相对于内燃机(1)处于相对位置的气体流量调节装置(7、25)在调节技术上互相连接。
42.按照权利要求41所述的设备，其特征为气体输送装置(6、26、21)的输送能力取决于在相对处的调节装置(7、25)的位置调整。
43.按照权利要求28或29所述的设备，其特征为在进气管(2)的分叉点(19)与排气管(3)的汇合点(23)之间的距离，基本上等于空气滤清器进口(1a)与汽车排气装置(1b)末端之间的距离，汽车的内燃机(1)被供给经过调节的燃烧气体。
44.按照权利要求29所述的设备，其特征为设一个封闭的腔(28)用于安装内燃机(1)，该腔(28)与供应管道(15)中进气管(2)分叉点与排气管(3)汇合点之间的区段连接。
45.按照权利要求29所述的设备，其特征为在进气管(2)分叉点与排气管(3)汇合点之间的供应管道(15)区段内设一封闭的用于安装内燃机(1)的腔(28a)。
46.按照权利要求28所述的设备，其特征为在试验台上使用所述设备。
47.按照权利要求28所述的设备，其特征为所述燃烧气体为空气。
48.按照权利要求30所述的设备，其特征为所述装置将压力差调整在0.5与3毫巴之间。
49.按照权利要求32所述的设备，其特征为所述包括供汽管包括蒸汽计量阀。
50.按照权利要求39所述的设备，其特征为在进气管(2)分叉点与排气管(3)汇合点之间设所述使流动层流化的装置。
51.用于确定内燃机废气内有害物数量的设备，包括至少一个用于确定有害物浓度的测量点，和一个气体流量确定装置，它有一个从废气通道到已知成分的稀释气体供应通道的通道，其特征为稀释气体供应通道(15)针对至少相关的内燃机(1)最大需要的燃烧气体量设计，以及从此供应通道(15)分叉出一根可与内燃机(1)连接的进气管(2)。
52.按照权利要求51所述的设备，其特征为稀释气体的供应通道(15)针对相关的内燃机(1)最大需要的燃烧气体量的多倍设计。
53.按照权利要求51或52所述的设备，其特征为在稀释气体供应通道(15)中的废气通道(3)汇合点(23)后面，设确定废气通道(24)内有害物浓度的测量点(30a)。
54.按照权利要求51或52所述的设备，其特征为在稀释气体供应通道(15)中的汇合点前，设确定废气通道(3)内有害物浓度的测量点(30a)。
55.按照权利要求51或52所述的设备，其特征为在稀释气体供应通道(15)中的废气通道(3)汇合点前，设确定稀释气体供应通道(15)内有害物浓度的附加测量点(35)。
56.按照权利要求54所述的设备，其特征为气体流量的确定装置(32、33；41、42)设在与确定有害物浓度的测量点(30a)相同的区段。
57.按照权利要求51或52所述的设备，其特征为气体流量确定装置(37、38；38a)设置在稀释气体供应通道(15)内。
58.按照权利要求51或52所述的设备，其特征为设一个供给内燃机(1)燃料质量的测量装置(39、40)。
59.按照权利要求51所述的设备，其特征为所述测量点为传感器或取样装置。
全文摘要
本发明涉及向内燃机供给经调节的燃烧气体的方法和设备，包括供入湿度和/或温度经调节的燃烧气体。为了即使在动态工作条件下也在很大程度上更可靠、恒定地调节燃烧用空气，提供一基本上恒定的完全经调节的燃烧气体量，该量至少相应于有关的内燃机最大需要的量，其中，内燃机不需要的燃烧气体在内燃机旁流过并与其废气混合。本发明还涉及一种用已知成分的稀释气体稀释废气来确定内燃机废气中有害物数量的方法。为了能以简单和可靠的方式实施准确规定的废气稀释并因而准确地确定有害物数量。给基本上恒定的完全经调节的湿度和/或温度经调节的燃烧气体量，该量至少相应于有关的内燃机最大需要的量，以及废气用被内燃机消耗的燃烧气体量稀释。
文档编号F02M31/00GK101086221SQ20071010100
公开日2007年12月12日 申请日期2001年11月22日 优先权日2000年11月22日
发明者约翰·西姆普尔, 汉斯·艾拉赫 申请人:Avl里斯脱有限公司