排気ガスの流量の推算

質問

ガソリンエンジンの排気ガスの流量を測定したいのですが、専用の流量計が余りに高価なため、吸入空気流量から排ガス流量を推定する方法が使えればと思っています。その算出式や原理などの詳しい情報は、どの様な方法で探せば良いか判りますか？　文献名や書籍名など具体的に教えて頂ければ助かります。よろしくお願いします。

回答No.3

noname#230359 · ベストアンサー

え～っ、毎度、元エンジン設計者で御座います。
この件については、普通の人よりは詳しいかと思い、書き込みます。

> 排気ガスの流量を測定したい
はっきり言って、排気管の中を流れる流量なのか？
それを標準状態にした時の体積なのか？　質量なのか？　等で、
話しが根底から変わります。
何の目的で、どの程度の精度で計りたいのですか？

排気管内に限定しても、場所によって温度が違うので
体積は一定ではありません。
まぁ、管内流速を計れれば、あとは計算で推計でしょうか。

> 吸入空気流量から排ガス流量を推定する方法
負荷の程度や燃焼状態に依って変化するので使えません。
熱力学的な計算をすれば、或る程度は推測可能ですけれどね。

堀場さんちの機器をレンタルでもするのが近道でしょう。

＃　排気管の出口に大きな袋を用意して一定時間採取。
＃　これを冷却して体積を小さくし、重量測定。
＃　この値から排気管内流速＆流量を計算で推定。
＃　面倒だし、精度が悪いですな。

まるで、どこかの大学の研究室みたいな話ですね。
文献は、燃焼や内燃機関の諸々の本が相当します。
機械学会の機械工学便覧、第１４分冊＝内燃機関くらいは読破しましょうね。
計算のヒントとなる式は出ています。

“ど真ん中”や“そのものズバリ”ばかりを求めてどうするんですか？
先に「計算のヒントとなる式は出ています」と書いた筈です。
自分で必要なものは、自分で導き出すのですよ。
そんな事では、実社会でやっていけませんよ。（学部生か院生でしょ？）
　＃　研究室の先生だったら大笑いだが・・。
企業での話なら、・・なんて言う自動車メーカー？（んな訳無いか。）
ついでに、便覧は読破しましょう。

質量流量なら比較的に楽。ベンチ室を一定環境に維持すれば計算に乗ります。
（±５％なら相応な精度での測定が必要です。）
実車で走行中のデータを取りたいのなら、これは至難の技ですが。

他の方のアドバイスにもあったし、私も書いたのですが、
堀場製作所の機器を短期レンタルするのが、もっとも現実的でしょう。
（堀場は御存知ですよね？　エンジン屋で知らなきゃ、モグリです。）

書き忘れました。
社団法人　自動車技術会　って御存知ですよね？（学会です。）
指導教官の方が入会されておられるかと思います。
（私も個人の正会員です。）
ここが出している各種の文献には、質量流量の求め方やらその他も
正にそのものズバリがあります。

毎年、春と秋には学会の論文発表がありますが、
流量に関しても幾多の研究発表がなされています。
（論文集を入手されるのが良いでしょう。）

研究に先立って、当然、他の研究論文は調べている筈ですので、
既に目を通しているとは思うのですが・・・。

お礼

回答ありがとうございます。
測定したいのは質量流量ですので、難易度は高い方だと思います。
精度は余り厳密なものを要求しません、±５％もあれば良いと思います（これでも贅沢？）
ご指摘の様に、機械工学便覧を見ましたが、求めている”ど真ん中”の記述は無かった様です。読破すれば別なのでしょうが・・・・
もしそのものズバリの情報ありましたら、よろしくご回答お願いします。

回答No.4

noname#230359

エンジン吸入空気量と燃料流量を計測すれば、質量保存則より排気ガスの質量流量は求められると思います。Gair + Gfuel = Gexhaustgas

吸入空気量[g/s]はラミナーで容積流量[L/s]が求まりますから,空気の密度を掛ければ求まります（空気密度は乾湿球計があれば求まります、式は複雑ですが...）

燃料流量は高価な流量計がなかった学生時代は燃料配管の途中にバイパスを設けて目盛付きガラス管を設置してストップウォッチで時間当たりの体積流量を測っていました。体積流量に密度を掛ければ質量流量が求まります。

お礼

最速の回答ありがとうございます。
質量保存則は理論的には勿論成り立つと思いますが、何らかの補正が必要な気がします。
その辺りの情報お持ちでしたら、再度アドバイスよろしくお願い致します。

回答No.2

noname#230359

この排ガス計測の目的は何でしょう？
官公庁への提出用なら専用の計測器で測定しないとダメな場合も
ゼニカネの問題で済む話なら聞き流してください
http://www.mandc.org/MandC/include/html/tech/40201.htm
http://www.jp.horiba.com/engine/mexa-6000ft/
http://www.an.shimadzu.co.jp/products/gc/gc.htm

レンタルと言う手も
http://www.orixrentec.jp/TM/
http://www.yrl.com/measure/tmrental/index.php

お礼

この様な専門性高い機器のレンタルは、そもそも行っていないだろうとの推測から、選択肢から除外して考えていました。
業者にあたってみます。情報ありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

ガソリンの燃焼のしかたによって排気ガスの成分が変化すると精度が悪化すると思いますが、
精度は要らないのでしょうか？

お礼

ご興味持って頂きありがとうございます。
求めているのは質量流量で、精度は±５％程度を考えています。
もし精度を±１０％にでも落とせば、測定がケタ違いに楽になるのでしたら、それでも良しとも思います。何か情報あればよろしくお願いします。