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BG3

部分流稀释颗粒物取样系统

 

介绍

 

自 2004年以来, 稳态和瞬态BG3 PFD (部分流稀释) 技术通过发动机排放颗粒物进行了各种测试循环精确测量的验证。于2011年1月7日获得了美国EPA的联邦法规认可可作为替代全流CVS取样系统做发动机的法规认证。有

40 CFR part 1065有  Direct  Final  Rule  (DFR)  等等法规都已认可。并且国家标准车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法GB17691-2005（中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段）及最新修正案2008都认可了部分流系统。

 

BG3型号 PFD (部分流稀释) 取样系统是一套灵活性极高的发动机颗粒物排放取样设备，集合了9大技术特点。  BG3系统在全球已经应用超过300台套。已被全球发动机或汽车相关制造，测试企业，机构认可。

 

BG3 可用于各种燃料比例取样瞬态测试应用（柴油，汽油，天然气等） 可应用于各种规格大小的发动机，或整车测试。

BG3也可以应用在颗粒物排放的稳态循环测试 。稳态取样时间范围从两分钟到五分钟之前均可，依据发动机颗粒物排放量和滤纸尺寸大小的配置决定。 测试循环非常方便预设好，设置并运行。BG3 满足所有  ISO 8178, ISO 16183 and 40CFR 1065 瞬态测试和稳态测试(CFR Part 89)要求 。13点工况道路循环测试，系统也可以作为颗粒物粒径分析的稀释仪使用或气体排放稀释仪使用。

 

BG3美国EPA认可设备 ( 2011年一月)

 

 

通过与美国知名两大实验室5年的项目测试，最终获得EPA法规认证的许可，满足FTP ， 40 CFR Part 1065.12.等相关要求，可替代CVS系统作2007 和Tier IV瞬态，稳态的认证测试。符合所有重型车及轻型车40CFR Part 1065 测试程序. 更过关于BG3 EPA 批准的信息，请访问：

www.sierrainstruments.com/autotest/products/emissions-analytical/bg3_epa_approval

 

优点与特性

 

·    价格大约只是全流系统的十分之一

·    依据全流系统的规格及设计，BG能耗只是全流CVS的百分之一到千分之一

·    可以应用与任何规格的发动机，各种燃料的发动机测试台架。

·    弧形稀释统统超低颗粒物，免维护。

·    内部集成流量系统实现日镜像标定，确保在高稀释比情况下测试取样流量的准确性，重复性。

·    方便在各台架实验室中移动使用，提高使用效率，更快地回收投资。

·    满足所有ISO 8178 ，8工况, ISO 16183, 40 CFR 1065 ，CFR Part 89 和1999/96/EC 指令法规要求。

·    适用于催化剂前后颗粒物的精确测量，可用于颗粒物捕捉器的开发研究测试应用。

·    滤纸尺寸: 47 或 70mm 标准滤纸.

·    范围: 任何规格的发动机。

·    取样流量精度: 稀释比低于15:1时精度高于百份之三。

·    系统工作标准流量测量精度：1%的读数

·    QC取样流量检查质量流量计精度： <1% of FS.

·    取样时间： 0.1g/hp/hr8工况循环，采用70毫米单滤纸，建议每个工况点2-5分钟。

取样时间还要考虑分析天平的精确度，实际排放量大小。如果测试过程中使用了颗粒物捕捉器等过滤设备，取样时间可能需要长达20分钟。  

·    输入电源220 VAC, 50/60 Hz

·    稀释空气提供: 90 PSI, 3.5 CFM (6.2 bar, 6 m3/hr).

·    内部取样更新频率: 80Hz.

 

 

应用

 

·    瞬态和稳态发动机整车测试

·    任何规格的柴油，汽油，天然气发动机

·    适合于发动机或整车台架

 

系统描述

 

技术描述

 

BG3基本原理描述， 依据ISO8178-1 (5) 内容的表述“部分流稀释系统集合了流量控制和总流量取样”,或者简化地说“分离再稀释”的方式。而BG3与CVS不同的就是CVS是先稀释全部的原始排放气体然后再抽取一小部分稀释后的气体，简化地说“稀释再分离” ， 当BG3首先比例分离然后再稀释分离的一小部分原始排气然后通过滤纸收集取样颗粒。“分离再稀释”。BG3的设计维持稳定的发动机浪比例值最终获得了等同于全流CVS的测量效果

 

BG3最主要的工作就是当发动机在一个测试循环模式发动机在极短的时间内转速，负载，进气流量油耗等参数急剧变化时能够稳定控制代表发动机测试循环流量内的总流量值。发动机的进气质量流量可能在两秒内就有将近10倍的幅度变化。所以要在这极短的时间内确保恒定的排气流量比例需要极高的技术要求。

 

接近零损失的稀释通道:

 

BG-3作为集成系统，它结合了两部分的流量装置，分别从弧状部分流稀释通道中注入稀释空气和抽取采样排气。取样探头处的原始排气取样质量流量就是稀释空气流量和总质量流量计测得流量的差值。

 

取样流量由总流量和稀释流量计算得出。BG-3奇妙之处在于稀释流通道，它摆脱了通常PPFSS系统存在的重大缺陷,稀释通道壁上的颗粒物沉淀可能作为被稀释样品从原排气流中转移到滤纸上。稀释通道中零颗粒物损失和在滤纸前非常短的平衡区使BG区别于所有其它的PPFSS系统。

 

Sierra稀释通道技术是一个带压力舱。经调节的稀释空气由稀释通道外部进入,透过特殊多孔金属透射入洁净的稀释空气,然后携带并稀释样品排气，内部形成一个无碳氢化合物空气保护圈。这排除了稀释系统“颗粒残留”对测试取样的影响。

 

 

 

 

 

数据质量确保

 

1)  专利TDAC^TM技术（瞬态稀释空气流控制）允许引擎制造商可以非常迅速地收集非常正确的数据。TDAC技术同时能够将稀释质量流量控制器的速率正确地将实际的引擎排气质量流量和抽样流量形成一种相关比例关系瞬态稀释空气流控制（TDAC）系统利用部分流稀释通道设计的优势，独特的流量分配和控制系统，有效地实现了按比例取样。在颗粒物采样探头的流量迟滞时间大大低于ISO 16183 标准规格上的500毫秒迟滞时间。BG-3利用排气的真实测量确保与全流定容取样之间的相关性。位于TDAC系统内的系统稀释空气质量流量控制器测量和控制全流定容体积。带超快响应（<300毫秒）质量流量计的反馈环路中，流量控制阀系统提供比例流量控制阀一个反馈环路控制信号。稀释空气质量流量控制器和它的辅助仪表被保持在一个非常接近稀释通道的恒热环境内。TDAC的输入信号是由一个0-5伏的线性输出提供。这个0-5伏的线性输出来自一个带Sierra Air-Trak流量计（200毫秒快速响应时间的热质式质量流量计）的引擎。

 

2)  抽样流量确认：第三个质量流量计通过将被测流量值与BG-3设定测流量值比较确认抽样的流量。这用来作为每项测试前后的Go/No Go 抽样检查

 

3) 检定：BG-3可以不间断地控制和检定所有关键的操作和标定数据参数及读数，因此在每项测试之进行时，工程师可以在测试期中和测试后做决定

 

4)   标定

·    在每次测试期间的全自动日标定。

·    全自动泄漏检测，系统的零/满量程检测

·    与滤纸尺寸相对应的滤纸迎面速度（取样质量流量）

 

 

软件/用户界面

采用CADET控制核心技术。可本地控制或远程主控电脑控制。提供通道标定，镜像标定，跟踪分析数据比对，配置参数选项等功能。

 

 

与ISO16183标准参数比较

 

参数	最新的ISO DIS 16183容许限值	BG3规格
稀释空气精度	读数的+/- 2%	读数的+/- 1.5%
稀释排气的质量总流量	读数的+/- 2%	读数的+/- 1.5%
系统响应时间	=<0.5秒	0.3秒
尾气气体质量流量输入方式	1.直接输入         2.空气&燃料测量方式@(Gexhw = Gairw + Gfuel) 3.示踪器测量方式        4.空气流量和空气与燃料比例的测量方法	四个中任何一个
比例	GP，i与GEXH,i之间线性回归的相关性系数R2不应小于0.9关于GEXH，i的Gp估算标准误差不应超过最大Gp的5%。回归线的Gp截取值不应超过最大Gp的+/- 2%	符合要求
滤纸尺寸	颗粒物滤纸最小直径尺寸47mm。更大的过滤器尺寸可以接受。	47mm, 70mm
初级滤纸和次级滤纸	在测试顺序周期中被稀释排气取样应该在连续地在配对滤纸上进行（一张初级滤纸和一张次级滤纸）。	符合要求
气体通过滤纸的迎面速度	通过滤纸气流流速为35至100cm/s。起始测试压降和末端测试压降应该仅为25kPa	符合要求
滤纸荷重	滤纸尺寸小于或等于70mm时最小滤纸荷重应为0.25mg	符合要求
Gtotw精度（稀释排气质量总流量）	小于或等于+/- 2%	符合要求
Gdilw精度（稀释空气质量总流量）	小于或等于+/- 2%	符合要求
附加要求参数	所有与原始气体和稀释气体有关的稀释系统部件必须将颗粒物 的沉积或变化降低到最少	符合要求
Sp取样探头	最小的I.D.应为4mm排气管与探头的最小直径比应为4	可以到最小25毫米排气管
探头类型	开放的探头面朝向上游或下游，多孔或盖帽探头面朝向上游	符合要求