УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1994 года по МПК G01N1/24 

Изобретение относится к газоотборным устройствам для проведения анализа отработавших газов (ОГ) при производстве и эксплуатации транспортных средств.

Известно устройство для отбора проб выхлопных газов двигателя, позволяющего проводить отбор проб на движущемся транспортном средстве.

Устройство содержит снабженный охладителем пробоотборник, соединенные с ним расходомер и распределитель, отборную камеру, систему слежения, соединенную с пробоотборником. Отборная камера выполнена в виде шприца, установленного на распределителе и снабженного электромеханическим приводом, соединенным с системой слежения, при этом шток шприца соединен с приводом фрикционно с помощью реечной тяги, снабженной электромагнитным приводом ее качения и соединенной с ним шарнирно.

Это устройство может быть использовано для различных целей исследования, однако, его широкое применение для контроля состава ОГ транспортных средств в условиях эксплуатации затруднено необходимостью изготовления относительно сложных элементов шприцевой отборной камеры, а также системы слежения, включающей датчики температуры, давления и расхода газов.

Наиболее близким к заявленному решению является устройство для отбора проб отработавших газов двигателя транспортного средства, содержащее пробоотборник, соединенный с выхлопной трубой и посредством входной трубки с отборной эластичной камерой, смонтированной в переносном приспособлении, контрольно-регистрирующую аппаратуру.

Однако конструкция устройства громоздка, что затрудняет проведение испытаний в реальных дорожных условиях и не обеспечивает возможность определения полного объема отработавших газов двигателя за все время испытаний.

Цель изобретения - упрощение устройства и ускорение контроля состава газов на движущемся транспортном средстве в натуральных дорожных условиях.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для отбора отработавших газов, содержащем пробоотборник, соединенный с выхлопной трубой и посредством входной трубки с отборной эластичной камерой, согласно изобретению, отборная камера выполнена съемной и снабжена дистанционно управляемым запорным элементом, а переносное приспособление снабжено патрубком, выходной конец которого расположен в одной плоскости с концом пробоотборника.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид устройства для отбора проб ОГ двигателей.

Устройство содержит пробоотборник 1 и отборную эластичную камеру 2, размещенную в переносном каркасном разъемном ящике 3, например, из дюралюминия, снабженном патрубком 4. Отборная камера 2 с максимальным объемом 0,2 м³ закреплена к верхней пластине 5 каркасного разъемного ящика 3 и соединена с пробоотборником 1 посредством входной трубки 6, снабженной дистанционно управляемым запорным элементом 7 (например, конусным поворотным краном, задвижкой), закрепленным к разъемному ящику 3, и дистанционным управляемым запорным элементом 7. Каркасный ящик снаружи оснащен петлевой ручкой-захватом 8. Конец патрубка 4 разъемного ящика 3 находится в одной плоскости В-В с концом пробоотборника 1 и поэтому действующее здесь давление Р_о возникает также в разъемном ящике 3 и в находящейся в нем отборной камере 2, к которой присоединена трубка 6. Для обеспечения возможности подключения к выхлопной трубе 9 для отбора проб отработавших газов на автомобилях различной конструкции пробоотборник снабжен на одном конце резьбовой и соединен с гибким металлическим переходником 10 посредством гайки 11. Каркасный разъемный ящик 3 закреплен к кузову 12 автомобиля и соединен посредством опорной защелки 13 с пробоотборником.

Для того, чтобы состав газа в малой эластичной камере 2 был таким же, как в отборной камере объемом 7-8 м³, необходимо чтобы объем газа, поступающий в отборную камеру 2 в единицу времени был пропорционален объему газа, выходящему из выхлопной трубы 9. Это достигается путем соответствующего разделения потока газов в сечении А-А при давлении Р по двум коротким трубкам (трубке 6 и части пробоотборника 1), на выходе из которых в сечении по В-В давление равно Р_о.

Расход Q через короткую трубку в общем случае равен
Q = , м³/с, (1) где μ - коэффициент расхода;
S - площадь живого сечения;
g - ускорение свободного падения;
Q - давление в выбранных сечениях;
Р и Р_о - удельный вес газа, протекающего в трубке.

Обозначим расходы газа в сечении А-А в трубке 6 и части пробоотборника 1 соответственно индексами 1 и 2. Если учесть, что в каждый момент давление в выбранных сечениях и удельный вес газа в коротких трубках будут одинаковы, а величины μ и S для каждой короткой трубки являются постоянными, то отношение расходов газа в коротких трубках, полученных из выражения (ф-лы 1) , будет
Q₁/Q₂ = μ ₂S₁/μ ₂S₂ = N₁/N₂ = N . (2)
Таким же будет отношение объема газа V₁, поступающего в отборную камеру 2 за определенное время, к объему газа V₂, выходящему из пробоотборника 1 за то же время, что позволяет определить объем газов, вышедших из выхлопной трубы 9 за это время. Например, если известно, что V₁/V₂= N = 1/36, то объем газов V₃, вышедший из выхлопной трубы 9, будет равен
V₃ = V₁ + V₂ = V₁ +1/N˙V₁ = V₁/(1 + 1/N) = = 37V . (3)
Устройство для отбора проб отработавших газов двигателя работает следующим образом.

Каркасный разъемный ящик 3 закреплен к кузову 12, а переходник 10 подсоединен к выхлопной трубе 9 автомобиля. Если запорный орган 7 открыт, то поток отработавших газов поступает в пробоотборник 1, где в сечении А-А при давлении Р он разделяется по двум коротким трубкам: по трубке 6 в отборную камеру 2, где давление равно Р_о и по части пробоотборника 1 в атмосферу, где давление равно также Р_о. По окончании испытаний перекрывают запорный орган 7 и определяют объем V₁ газа в отборной камере, берут из нее пробы газа, по которым, с учетом формулы (3), определяют объемное содержание токсичного вещества.

Предлагаемое устройство не содержит сложных элементов, отличается простотой, что позволяет организовать его массовое производство в любой мастерской. Для монтажа устройства на автомобиле, например, рейсовом автобусе, достаточно закрепить переносной резервуар 3 к кузову, а переходник 10 к выхлопной трубе 9.

Данное изобретение при его использовании позволяет:
проводить испытания автомобилей на выделение вредных веществ ОГ в стационарных, так и в дорожных условиях; испытания автомобилей на выделение вредных веществ с ОГ в дорожных условиях позволяет определять массу вредных выбросов при расчете платежей за загрязнение природной среды, особенно в сфере эксплуатации, где практически отсутствуют роликовые нагрузочные стенды с инерционными маховыми массами и изготовление которых у нас в стране в обозримом будущем не предвидится;
экономию средств за счет отсутствия необходимости приобретения роликовых нагрузочных стендов;
сократить время контакта монтажа (демонтажа) устройства на автомобиле;
упростить изготовление устройства;
уменьшить металлоемкость конструкции;
снизить требования к изготовлению;
повысить долговечность и надежность его работы.

Назначение: отбор проб отработавших газов двигателя упрощенным устройством и с ускоренным контролем состава газов на движущемся транспортном средстве в натуральных дорожных условиях. Сущность изобретения: отработанная камера 2 выполнена съемной и снабжена дистанционно управляемым запорным элементом 7. Переносное приспособление снабжено патрубком 4, выходной конец которого расположен в одной плоскости с концом пробоотборника 1. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее пробоотборник, соединенный с выхлопной трубой и посредством входной трубки с отборной эластичной камерой, смонтированной в переносном приспособлении, и контрольно-регистрирующую аппаратуру, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и ускорения процесса контроля состава газов на движущемся транспортном средстве в натурных дорожных условиях, отборная камера выполнена съемной и снабжена дистанционно управляемым запорным элементом, а переносное приспособление снабжено патрубком, выходной конец которого расположен в одной плоскости с концом пробоотборника.