1.

EINFÜHRUNG

Bis auf einen winzigen Teil stammt der gesamte Kohlenstoff im Abgas aus dem Kraftstoff und bis auf einen minimalen Anteil ist er im Abgas als CO₂ feststellbar. Dies bildet die Grundlage für eine Überprüfung des Systems anhand von CO₂-Messungen. Der Kohlenstoffstrom in die Abgasmesssysteme hinein ist vom Kraftstoffdurchsatz abhängig. An mehreren Probenahmestellen in den Beprobungssystemen für Emissionen und Partikel wird der Kohlenstoffstrom anhand der CO₂-Konzentrationen und der Gasdurchsätze an diesen Stellen bestimmt. Demzufolge stellt der Motor eine bekannte Quelle eines Kohlenstoffstroms dar, und die Beobachtung dieses Kohlenstoffstroms im Auspuffrohr und am Austritt des Teilstrom-Partikel-Probenahmesystems ermöglicht die Überprüfung auf Leckdichtigkeit und Genauigkeit der Durchflussmessung. Diese Prüfung hat den Vorteil, dass die Komponenten hinsichtlich Temperatur und Durchsatz unter tatsächlichen Motorprüfbedingungen arbeiten. In der folgenden Abbildung sind die Probenahmestellen eingetragen, an denen die Kohlenstoffdurchsätze zu prüfen sind. Die spezifischen Gleichungen für die Kohlenstoffdurchsätze an jeder der Probenahmenstellen werden im Folgenden angegeben.

2.

BERECHNUNGEN

2.1.

Kohlenstoffdurchsatz am Motoreintritt (Stelle 1)

Der Kohlenstoffdurchsatz am Motoreintritt wird für einen Kraftstoff des Typs CH_αO_ε wie folgt bestimmt: Hierbei ist: q_mf = Massendurchsatz des Kraftstoffs, kg/s

2.2.

Kohlenstoffdurchsatz im Rohabgas (Stelle 2)

Der Kohlenstoffmassendurchsatz im Auspuffrohr des Motors wird aus Konzentration des rohen CO₂ und dem Massendurchsatz des Abgases bestimmt. Hierbei sind:

c_CO2,r=

Konzentration des feuchten CO₂ im Rohabgas, %

c_CO2,a=

Konzentration des feuchten CO₂ in der Umgebungsluft, % (ungefähr 0,04 %)

q_mew=

Massendurchsatz des Abgases, feucht, kg/s

M_re=

Molekularmasse des Abgases

Wird das CO₂ auf trockener Basis gemessen, so sind die Werte gemäß Nummer 5.2 der Anlage 1 zu diesem Anhang in Feuchtwerte umzuwandeln.

2.3.

Kohlenstoffdurchsatz im Verdünnungssystem (Stelle 3)

Der Kohlenstoffdurchsatz wird aus der Konzentration des verdünnten CO₂, dem Abgasmassendurchsatz und dem Probendurchsatz berechnet: Hierbei sind:

c_CO2,d=

Konzentration des feuchten CO₂ im verdünnten Abgas am Austritt des Verdünnungstunnels, %

c_CO2,a=

Konzentration des feuchten CO₂ in der Umgebungsluft, % (ungefähr 0,04 %)

q_mdew=

Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht, kg/s

q_mew=

Massendurchsatz des Abgases, feucht, kg/s (nur Teilstromsystem)

q_mp=

Abgasprobenahmestrom am Eintritt des Teilstrom-Verdünnungssystems, kg/s (nur Teilstromsystem)

M_re=

Molekularmasse des Abgases

Wird das CO₂ auf trockener Basis gemessen, so sind die Werte gemäß Nummer 5.2 in Anlage 1 zu diesem Anhang in Feuchtwerte umzuwandeln.

2.4. Die molekulare Masse (M_re) des Abgases ist wie folgt zu berechnen: Hierbei gilt:

q_mf=

Massendurchsatz des Kraftstoffs, kg/s

q_maw=

Massendurchsatz der Ansaugluft, feucht, kg/s

H_a=

Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockene Luft

M_ra=

Molekularmasse der trockenen Ansaugluft (= 28,9 g/mol)

α, δ, ε, γ=

Molverhältnis für einen Kraftstoff des Typs CH_αO_δN_εS_γ

Stattdessen können folgende Molekularmassen verwendet werden:

M_re (Diesel)=

28,9 g/mol

M_re (LPG)=

28,6 g/mol

M_re (NG)=

28,3 g/mol