Wie sich die Umweltbedingungen auf die Prüfung von Motoremissionen auswirken

Genaue Angaben zu den Umgebungsbedingungen sind bei der Emissionsprüfung von Kraftfahrzeugen unerlässlich. Die miteinander verknüpften Variablen Temperatur, Druck und Luftfeuchtigkeit beeinflussen verschiedene Aspekte der Motorleistung.

Sowohl Ingenieure als auch Aufsichtsbehörden haben ein großes Interesse an Emissionsprüfungen. Für die Ingenieure sind die Werte und Anteile von NOx, SOx, Kohlenstoffoxide (CO und CO2), Blei und Restkohlenwasserstoffe zeigen, wie effektiv und vollständig die Verbrennung im Motor ist. Das wiederum gibt ihnen Aufschluss über den Wirkungsgrad und letztlich über die Motorleistung. Für die Aufsichtsbehörden sind die Emissionen das Entscheidende. Warum sie so sind, wie sie sind, ist weniger wichtig als die einfache Tatsache, dass der Motor sie in diesen Mengen freisetzt.

Die Emissionsprüfung kann darüber entscheiden, ob ein Motorprototyp in die nächste Entwicklungsphase geht oder ob eine Motorklasse für die Produktion zugelassen wird.

Die genaue Messung der Schlüsselparameter ist von entscheidender Bedeutung, und Fehler in der Instrumentierung können daher erhebliche finanzielle, vertragliche oder rechtliche Auswirkungen haben

Feuchtigkeit und Kohlenwasserstoffverbrennung

Die Luftfeuchtigkeit steht in einem relativ einfachen, direkten Zusammenhang mit den verschiedenen Nebenprodukten, die ein Motor ausstößt. In den idealen Systemen, über die wir alle in der Schule lernen (und die wir in der realen Welt nie antreffen), saugt ein Motor dichte, trockene Luft an. Wenn nur saubere, trockene Luft und Kraftstoff in optimaler Menge in den Motor gelangen würden, könnte jedes Kraftstoffmolekül verbrannt und der gesamte Sauerstoff verbraucht werden. Dies wird als stöchiometrische Verbrennung bezeichnet und würde zu vernachlässigbaren Emissionen führen.

Wasserdampf macht einen variablen Anteil der Luft aus. In feuchten Umgebungen, steigt das Verhältnis von Wasserdampf zu allen anderen Gasen (vor allem Sauerstoff), in trockener Umgebung sinkt es. Dies wirkt sich auf die für eine ideale Verbrennung erforderliche Brennstoffmenge aus.

Diese Schwankungen können den Wirkungsgrad des Motors verringern, wenn sie nicht korrekt gemessen und berücksichtigt werden. Bei Tests des Antriebsstrangs könnten unerwartete Emissionswerte auf einen ungenauen Feuchtigkeitssensor hinweisen.

Einfluss der Luftdichte auf die relative Luftfeuchtigkeit

Bei den meisten Messungen der Motorleistung hat das Verhältnis zwischen Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Druck den größten Einfluss.

Wenn man von einer Erhöhung der Luftfeuchtigkeit spricht, ist das analog zu einer Verringerung der Dichte der trockenen Luft. Wie auch immer, die Fähigkeit der Luft, Wasserdampf zu halten, hängt von der Lufttemperatur ab. Bei höheren Temperaturen, wirkt sich eine höhere relative Luftfeuchtigkeit noch stärker auf den Wirkungsgrad und die Emissionen des Motors aus, da ein höherer absoluter Wasserdampfgehalt Wasserdampf in den Motor gelangt. Ein Temperaturanstieg wirkt sich also noch stärker auf die Motorleistung aus: Die Luft ist weniger dicht, was an sich schon zu einer Die Luft ist weniger dicht, was an sich schon zu einer geringeren Leistung führt, aber es kann sich auch mehr Wasserdampf bilden, was die Leistung weiter verringert.

Die Höhenlage verstärkt diese Dynamik. Während die "dünnere Luft" in höheren Lagen weniger Kapazität für Wasserdampf hat, und daher trockener ist, wirkt sich die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit stärker aus, weil sie mit der ohnehin schon geringeren Dichte der Luftmoleküle interferiert. einer bereits geringeren Dichte von Luftmolekülen. 

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Die Umgebungsbedingungen sind weniger wichtig als die Eigenschaften der in den Motor eingeleiteten Luft. In dem Maße, in dem Ingenieure die Temperatur, den Druck und die Feuchtigkeit der in den Motor eingeleiteten Luft kontrollieren können, können sie den Antriebsstrang auf optimale Leistung unter realen Bedingungen abstimmen. Die Einstellung dieser Parameter und die Programmierung der Einlassluft Steuergeräte erfordert eine genaue Überwachung der Testumgebung.

Taupunktspiegel-Hygrometer nehmen zwei direkte Messungen vor: die Temperatur am Spiegel und den durch Kondensation verursachten Abfall des reflektierten Lichts. Da es keine abgeleiteten Messungen gibt, weisen die Geräte eine minimale Drift auf.

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Zuverlässigere Ergebnisse bei Emissionsprüfungen

Fehler in der Instrumentierung bei der Emissionsprüfung von Kraftfahrzeugen sind kostspielig für den Ruf und das Ergebnis Ihres Unternehmens, und für die Umwelt. Außerdem sind sie vermeidbar.

Wir liefern Prüfingenieuren und Betreibern seit Jahrzehnten genaue, zuverlässige und wiederholbare Daten. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, wenn Sie Fragen dazu haben, wie unsere Taupunktspiegel-Hygrometer Ihre Motortestverfahren verbessern können.




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