ПРИЛОЖЕНИЕ 4Б

Процедура на изпитване на двигатели със самовъзпламеняване чрез сгъстяване и двигатели с принудително запалване, използващи за гориво природен газ (ПГ) или втечнен нефтен газ (ВНГ), включваща световното хармонизирано сертифициране за тежък работен режим (WHDC, Световен технически регламент (gtr) № 4)

1. ПРИЛОЖЕНИЕ:

Към момента това приложение не се прилага за целите на одобрението на типа съгласно настоящото правило. Ще се прилага в бъдеще.

2. Запазено (1)

3. ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОЗНАЧЕНИЯ И СЪКРАЩЕНИЯ

3.1. Определения

За целта на настоящото правило,

3.1.1. „Непрекъснато регенериране“ означава регенерационният процес на системата за последваща обработка на отработили газове, който се извършва или постоянно, или поне веднъж за едно WHTC изпитване (изпитване по световния хармонизиран преходен цикъл) на пускане на загрял двигател. Такъв регенерационен процес няма да изисква специална процедура на изпитване.

3.1.2. „Времезакъснение“ означава времето между промяната на компонента, който се измерва в контролната точка, и реакция на системата — 10 % от крайното показание (t10), като сондата за взимане на проби се определя като контролна точка. За газообразните компоненти това е времето за преминаване на измервания компонент от сонда за взимане на проби до детектора.

3.1.3. „deNOx система“ означава система за последваща обработка на отработили газове, проектирана да намали емисиите на азотни окиси (NOx) (напр. пасивни и активни NOx-катализатори, NOx-адсорбери и системи за селективна каталитична редукция (SCR).

3.1.4. „Дизелов двигател“ означава двигател, който работи на принципа на самовъзпламеняване чрез сгъстяване.

3.1.5. „Дрейф“ означава разликата между показанията на измерителния уред при нулево или максимално натоварване преди и след измерването на емисиите.

3.1.6. „Семейство двигатели“ означава групиране на двигатели от производителя, които поради своята конструкция, както е определено в точка 5.2 от настоящото приложение, имат сходни емисионни характеристики; всички членове на семейството трябва да отговарят на приложимите гранични стойности за емисиите.

3.1.7. „Система на двигател“ означава двигателя, системата за контрол на емисии и комуникационният интерфейс (хардуер и съобщения) между модула за управление на системата на двигателя и всякo силово предаване или модул за управление на превозното средство.

3.1.8. „Тип двигател“ означава категория двигатели, които не се различават съществено по отношение на основните характеристики на двигателя.

3.1.9. „Система за последваща обработка на отработили газове“ означава катализатор (окисляващ или 3-пътeн), филтър за прахови частици, deNOx система, комбиниран филтър за deNOx-частици, или всякакво друго устройство за намаляване на емисии, което е инсталирано след двигателя. Това определение не включва рециркулацията на отработили газове (EGR), която се счита за неразделна част на двигателя.

3.1.10. „Метод на разреждане на целия поток“ означава процеса на смесване на общия поток обработили газове с разредител преди отделянето за анализ на част от разредените отработили газове.

3.1.11. „Газообразни замърсители“ означава въглероден окис, въглеводороди и/или неметановите въглеводороди (с предполагаемо съотношение от CH1,85 за дизелови двигатели, CH2,525 за ВНГ и CH2,93 за ПГ, и предполагаемата молекула CH3O0,5 (за дизелови двигатели, зареждани с етанол), метан (с предполагаемо съотношение от CH4 за ПГ) и азотни окиси, изразени като еквивалентни на азотен двуокис (NO2).

3.1.12. „Висока честота на въртене (n hi)“ означава най-високата честота на въртене, при която се постига 70 % от заявената максимална мощност.

3.1.13. „Ниска честота на въртене (n lo)“ означава най-ниската честота на въртене, при която се постига 55 % от заявената максимална мощност.

3.1.14. „Максимална мощност (Pmax)“ означава максималната мощност в kW, както е заявена от производителя.

3.1.15. „Максимален въртящ момент“ означава честотата на въртене, при която двигателят развива максимален въртящ момент, както е указано от производителя.

3.1.16. „Нормиран въртящ момент“ означава въртящ момент в проценти, нормиран спрямо възможния максимален въртящ момент при дадена честота на въртене.

3.1.17. „Задание от оператора“ означава команда на оператора за регулиране на мощността на двигателя. Операторът може да бъде лице (т.е. ръчно регулиране) или регулатор (т.е. автоматично регулиране), който изпраща по механичен или електронен път команда, задаваща определена мощност на двигателя. Тази команда може да идва от задействане на педала на газта или съответен сигнал, на лоста за ръчна газ или съответен сигнал, на лоста за подаване на гориво или съответен сигнал, на лоста за превключване на предавките или съответен сигнал, задаване на стойност на регулатора на оборотите или съответен сигнал.

3.1.18. „Базов двигател“ означава двигател, избран измежду семейство двигатели, така че емисионните му характеристики да са представителни за това семейство двигатели.

3.1.19. „Устройство за последваща обработка на прахови частици“ означава система за последваща обработка на отработили газове, проектирана за намаляване емисиите от прахови замърсители (PM) чрез механично, аеродинамично, дифузно или инерционно отделяне.

3.1.20. „Метод на разреждане на част от потока“ означава процесът на отделяне на част от общия поток обработили газове и последващото ѝ смесване с подходящо количество разредител преди филтъра за вземане на проба от прахови частици.

3.1.21. „Прахови частици (ПЧ)“ означава всеки материал, уловен върху определена филтрираща среда след разреждане на отработил газ с чист филтриран въздух, така че температурата му да е между 315 K (42° C) и 325 K (52° C), когато е измерена в точка непосредствено след филтъра; това е преди всичко въглерод, въглеводороди с кондензирани ядра и сулфати и вода.

3.1.22. „Периодично регенериране“ означава регенерационният процес на системата за последваща обработка на отработили газове, който настъпва периодично при по-малко от 100 часа нормална работа на двигателя. По време на цикли, в които има регенериране, емисионните норми могат да бъдат превишени.

3.1.23. „Изпитвателен цикъл със стабилни състояния и линейни преходи между тях“ означава изпитвателен цикъл с поредица от стабилни режими на изпитване на двигателя при определени честота на въртене и въртящ момент за всеки режим и с определени линейни преходи между тези режими (световен хармонизиран стационарен цикъл — WHSC).

3.1.24. „Номинална честота на въртене“ означава максималната честота на въртене при пълно натоварване, която е допускана от регулатора и е указана от производителя, или, ако такъв регулатор не е налице, честотата на въртене, при която се достига максимална мощност на двигателя, както е указано от производителя в документите за продажба и поддръжка.

3.1.25. „Време на реагиране“ означава разликата във времето между промяна на компонента, който се измерва в контролната точка, и реакция на системата от 90 % от крайното показание (t90), като пробната сонда се определя като контролната точка, при което промяната на измервания компонент е поне 60 % от пълната скала и се извършва за по-малко от 0,1 секунда. Времето на реагиране на системата се състои от времезакъснението към системата и времето за нарастване на системата.

3.1.26. „Време на нарастване“ означава разликата във времето между 10 % и 90 % реакция на крайното показание (t90 – t 10).

3.1.27. „Калибровъчна реакция“ се определя като средната реакция при работа с еталонен газ по време на интервал от 30 секунди.

3.1.28. „Специфични емисии“ означава масите на емисиите, изразени в g/kWh.

3.1.29. „Изпитвателен цикъл“ означава поредица от изпитвателни точки, всяка от която има определена честота на въртене и въртящ момент, които се следват от двигателя при устойчиво състояние (WHSC изпитване), или от преходни работни условия (WHTC).

3.1.30. „Време за преобразуване“ означава времето между промяната на измервания компонент в контролната точка и реакцията на системата от 50 % от крайното показание (t 50), като пробната сонда се определя като контролна точка. Времето за преобразуване се използва за изравняване на сигнала на различни измервателни уреди.

3.1.31. „Преходен изпитвателен цикъл“ означава изпитвателен цикъл с редица стандартизирани стойности на въртене и въртящия момент, които се пременят относително бързо във времето (WHTC).

3.1.32. „Срок на експлоатация“ означава съответното изминато разстояние и/или период от време, в рамките на които трябва да се обезпечи спазването на съответните гранични стойности на газообразните емисии и емисиите на прахови частици.

3.1.33. „Нулева реакция“ означава средната реакция при работа с нулев газ по време на интервал от 30 секунди.

3.2. Общи означения:

Означение Мерна единица Термин a 1 — Наклон на регресията a 0 — Пресечна точка на регресията с оста y A/F st — Стехиометрично отношение въздух-гориво c ppm/vol. % Концентрация c d ppm/vol. % Концентрация на суха база c w ppm/vol. % Концентрация на влажна база c b ppm/vol. % Фонова концентрация C d — Коефициент на нагнетяването c gas ppm/vol. % Концентрация на газовите компоненти d m Диаметър d V m Входен диаметър на тръба на Вентури D 0 m3/s Отчет за калибрирането на PDP D — Коефициент на разреждането Δt s Интервал от време e gas g/kWh Специфични емисии на газообразни компоненти e PM g/kWh Специфични емисии на прахови частици e r g/kWh Специфични емисии по време на регенериране e w g/kWh Претеглени специфични емисии E CO2 (%) Намаляващ показанията ефект на CO2 в NOx анализатор E E (%) Ефективност с етан E H2O (%) Намаляващ показанията ефект на водата в NOx анализатор E M (%) Ефективност с метан E NOx (%) Ефективност на NOx конвертор f Hz Честота на взимане проби f a — Атмосферен коефициент на лабораторията F s — Стехиометричен коефициент H a g/kg Абсолютна влажност нa входящия въздух H d g/kg Абсолютна влажност нa разтворителя i — Индекс, обозначаващ моментно измерване (напр. 1 Hz) k c — Специфичен коефициент за въглерод k f,d m3/kg гориво Допълнителен обем от горенето на сухи отработили газове k f,w m3/kg гориво Допълнителен обем от горенето на влажни отработили газове k h,D — Корекционен коефициент зa влажността на NOx при двигатели със самовъзпламеняване чрез сгъстяване k h,G — Корекционен коефициент зa влажността на NOx при двигатели с принудително запалване k r,u — Коефициент за корекция нагоре при регенерация k r,d — Коефициент за корекция надолу при регенерация k w,a — Корекционен коефициент зa входящия въздух от суха към влажна база k w,d — Корекционен коефициент зa разредителя от суха към влажна база k w,e — Корекционен коефициент зa разредените отработили газове от суха към влажна база k w,r — Корекционен коефициент зa неразредените отработили газове от суха към влажна база K V — Калибрираща функция на CFV λ — Коефициент на излишък на въздух m b mg Маса на събраната проба прахови частици от разредителя m d kg Маса на пробата разредител, преминала през филтрите за вземане на проби от прахови частици m ed kg Обща маса разредени отработили газове за изпитвателния цикъл m edf kg Маса на еквивалентните разредени отработили газове за изпитвателния цикъл m ew kg Обща маса отработили газове за изпитвателния цикъл m f mg Маса нa пробата нa събраните прахови частици m f,d mg Маса нa пробата нa частиците в събрания въздух за разреждане m gas g Маса на газообразните емисии за изпитвателния цикъл m f mg Маса на филтъра за вземане на проби от прахови частици m p mg Маса на събраната проба от прахови частици m PM g Маса на емисиите на прахови частици за изпитвателния цикъл m se kg Маса на пробата на отработилите газове за изпитвателния цикъл m sed kg Маса на разредените отработили газове, преминаващи през тунела за разреждане m sep kg Маса на разредените отработили газове, преминаващ през филтрите за събиране на прахови частици m ssd kg Маса на вторичния разредител M Nm Въртящ момент M a g/mol Моларна маса на входящия въздух M d g/mol Моларна маса на разредителя M e g/mol Моларна маса на отработилите газове M f Nm Въртящ момент, използван от спомагателните съоръжения/съоръженията, които допълнително се монтират M gas g/mol Моларна маса на газообразни компоненти M r Nm Въртящ момент, използван от спомагателните съоръжения/съоръженията, които се демонтират n — Брой на измерванията nr — Брой на измерванията с регенериране n мин.–1 Честота на въртене n hi мин.–1 Висока честота на въртене n lo мин.–1 Ниска честота на въртене n pref мин.–1 Предпочитана честота на въртене n p r/s Честота на въртене на PDP p a kPa Налягане на наситените пари във входящия в двигателя въздух p b kPa Общо атмосферно налягане p d kPa Налягане на наситените пари в разредителя P f kW Мощност, използвана от спомагателните съоръжения/съоръженията, които допълнително се монтират p p kPa Абсолютно атмосферно налягане p r kPa е налягането на водните пари след охладителя; p s kPa Атмосферно налягане на сухия въздух P kW Мощност P r kW Мощност, използвана от спомагателните съоръжения/съоръженията, които се демонтират q mad kg/s Масов дебит на входящ въздух на суха база q maw kg/s Масов дебит на входящ въздух на влажна база q mCe kg/s Масов дебит на въглеродния компонент в неразредените отработили газове q mCf kg/s Масов дебит на въглеродния компонент към двигателя q mCp kg/s Масов дебит на въглеродния компонент в системата за разреждане на част от потока q mdew kg/s Масов дебит на разредените отработилите газове на влажна база q mdw kg/s Масов дебит на разредителя на влажна база q mew kg/s Еквивалентен масов дебит на разредените отработили газове на влажна база q mew kg/s Масов дебит на отработилите газове на влажна база q mex kg/s Масов дебит на пробата, извлечена от тунела за разреждане q mf kg/s Масов дебит на горивото q mp kg/s Проба от потока на отработилия газ в системата за разреждане на част от потока q vCVS m3/s Обемен дебит на CVS q vt dm3/min Дебит в системата за анализ на отработилите газове qvt cm3/min Дебит на индикаторен газ r2 — Коефициент на определянето r d — Коефициент на разреждане r D — Отношение на диаметри на дозвукова тръба на Вентури r h — Коефициент на реагиране на въглеводородите на пламъчно-йонизационния детектор r m — Коефициент на реагиране на метанолите на пламъчно-йонизационния детектор r p — Отношение на налягане на дозвукова тръба на Вентури r s — Средна честота на вземане на проба ρ kg/m3 Плътност ρ e kg/m3 Плътност на отработилите газове σ — Стандартно отклонение s Стандартно отклонение T K Абсолютна температура T a K Абсолютна температура на входящия въздух t s Време t 10 s Време между стъпаловидното въвеждане и 10 % от крайното показание t 50 s Време между стъпаловидното въвеждане и 50 % от крайното показание t 90 s Време между стъпаловидното въвеждане и 90 % от крайното показание u — Съотношение между плътностите (или моларните маси) на газовите компоненти и отработилите газове, разделено на 1 000 u — Съотношение между плътностите на газовия компонент и отработилите газове V 0 m3/r Газов обем на PDP, изпомпван за оборот V s dm3 Обем на системата на анализатора W act kWh Действителна работа при изпитвателния цикъл W ref kWh Еталонна работа при изпитвателния цикъл X 0 m3/r Калибрираща функция на PDP

3.3. Означения и съкращения за състав на горивото

w ALF водородно съдържание на гориво, % маса w BET въглеродно съдържание на гориво, % маса w GAM сярно съдържание на гориво, % маса w DEL азотно съдържание на гориво, % маса w EPS кислородно съдържание на гориво, % маса α моларно водородно съотношение (H/C) γ моларно серно съотношение (S/C) δ моларно азотно съотношение (N/C) ε моларно кислородно съотношение (O/C)

по отношение на гориво CH α O ε N δ S γ

3.4. Означения и съкращения за химични компоненти

C1 Въглеводороди, изразени в еквивалент С единица CH4 Метан C2H6 Етан C3H8 Пропан CO Въглероден окис CO2 Въглероден двуокис DOP Диоктилфталат HC Въглеводороди H2O Вода NMHC Неметанови въглеводороди NOx Азотни окиси NO Азотен окис NO2 Азотен двуокис PM Прахови частици

3.5. Съкращения

CFV Тръба на Вентури с критичен поток CLD Хемилуминесцентен детектор CVS Проби с постоянен обем deNOx Система за последваща обработка на NOx EGR Рециркулация на отработилите газове FID Пламъчно-йонизационен детектор GC Газови хроматографи HCLD Загряван хемилуминесцентен детектор HFID Загряван пламъчно-йонизационен детектор LPG Втечнен нефтен газ NDIR Недисперсен инфрачервен анализатор NG Природен газ NMC Сепаратор за неметанови фракции PDP Обемна помпа % FS Процент от пълната скала PFS Система за разреждане на част от потока SSV Дозвукова тръба на Вентури VGT Турбина с променлива геометрия

4. ОБЩИ ИЗИСКВАНИЯ

Системата на двигателя трябва да е проектирана, конструирана и сглобена по такъв начин, че двигателят при нормални условия на употреба да отговаря на разпоредбите на настоящото приложение по време на срока на експлоатация според определенията на настоящото правило, включително когато е монтирана на превозното средство.

5. ИЗИСКВАНИЯ КЪМ РАБОТНИТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА СИСТЕМАТА

5.1. Емисии от газообразни и прахови замърсители от двигателя

Емисиите от газообразни и прахови замърсители от двигателя се определят по време на WHTC и WHSC изпитвателни цикли, както е описано в точка 7. Системите за измерване трябва да отговарят на изискванията за линеарност от точка 9.2 и спецификациите от точка 9.3 (измерване на газообразни емисии), точка 9.4 (измерване на прахови частици) и в допълнение 3 към настоящото приложение.

Органът за одобрение на типа може да одобри други системи или анализатори, ако се установи, че те дават еквивалентни резултати в съответствие с точка 5.1.1.

5.1.1. Еквивалентност

Определянето на еквивалентността на системата се основава на изследването на съпоставимостта между 7 (или повече) двойки проби на разглежданата система и една от еталонните системи от настоящото приложение.

„Резултатите“ означава претеглената стойност на емисиите за конкретен цикъл. Изпитванията за съпоставимост се извършват в една и съща лаборатория, изпитвателна камера и с един и същи двигател, и е желателно да протичат едновременно. Еквивалентността на усреднените стойности на пробна двойка двигатели се определя чрез статистиката на F-изпитване и t-изпитване, както е посочено в допълнение 4, точка А.4.3, получена при условията за лабораторна изпитвателна камера и двигател, описани по-горе. Резултатите извън средните се определят в съответствие с ISO 5725 и се изключват от базата данни. Системите, които ще се използват за изпитването за съпоставяне, подлежат на одобряване от органа за одобрение на типа.

5.2. Семейство двигатели

5.2.1. Общи положения

Семейство двигатели се определя чрез параметрите на основния дизайн. Те трябва да са общи за всички двигатели от семейството. Производителят на двигателя може да реши кои двигатели съставляват едно семейство, стига критериите за принадлежност, изброени в точка 5.2.3, да са спазени. Семейството двигатели се одобрява от органа за одобрение на типа. Производителят предоставя на органа за одобрение на типа необходимата информация относно нивата на емисиите на двигателите от семейството двигатели.

5.2.2. Специални случаи

В някои случаи е възможно взаимодействие на параметрите. Тези обстоятелства трябва също така да бъдат взети под внимание, за да се гарантира, че единствено двигателите, притежаващи сходни характеристики по отношение на емисиите от отработили газове, са включени в определено семейство двигатели. Тези случаи се идентифицират от производителя и се съобщават на органа за одобрение на типа. Впоследствие това трябва да се вземе предвид като критерий при създаването на ново семейство двигатели.

В случай на устройства или особености, които не са изброени в точка 5.2.3 и които силно влияят на нивото на емисии, производителят идентифицира това оборудване на основата на добрата инженерна практика и уведомява за него органа за одобрение на типа. Впоследствие това трябва да се вземе предвид като критерий при създаването на ново семейство двигатели.

В допълнение към параметрите, изброени в точка 5.2.3, производителят може да въведе допълнителни критерии, които правят възможно определянето на семейства с по-ограничен размер. Не е необходимо тези параметри да са параметрите, които имат влияние върху нивото на емисиите.

5.2.3. Параметри, определящи семейство двигатели

5.2.3.1. Цикъл на горене:

а) двутактов цикъл;

б) четиритактов цикъл;

в) роторен двигател;

г) други.

5.2.3.2. Конфигурация на цилиндровия блок

5.2.3.2.1. Разположение на цилиндрите в блока

а) V

б) в линия;

в) радиално;

г) други (F, W и др.).

5.2.3.2.2. Относително местоположение на цилиндрите

Двигатели с еднакъв блок могат да принадлежат към едно и също семейство, стига разстоянието между осите на цилиндрите да е еднакво.

5.2.3.3. Основно охладително средство

а) въздух;

б) вода;

в) масло.

5.2.3.4. Работен обем на отделния цилиндър

5.2.3.4.1. Двигател с работен обем за един цилиндър ≥ 0,75 dm3

За да се смята, че двигатели с работен обем за един цилиндър ≥ 0,75 dm3 принадлежат на едно и също семейство двигатели, амплитудата на работните обеми на индивидуалните цилиндри не трябва да превишава 15 % от най-големия работен обем на отделен цилиндър в семейството.

5.2.3.4.2. Двигател с работен обем за един цилиндър < 0,75 dm3

За да се смята, че двигатели с работен обем за един цилиндър < 0,75 dm3 принадлежат на едно и също семейство двигатели, амплитудата на работните обеми на индивидуалните цилиндри не трябва да превишава 30 % от най-големия работен обем на отделен цилиндър в семейството.

5.2.3.4.3. Двигател с други гранични стойности на работен обем на цилиндрите

С одобрението на органа за одобрение на типа двигатели с обем на индивидуалните цилиндри, който надхвърля пределните стойности, определени в точки 5.2.3.4.1 и 5.2.3.4.2, могат да се считат за принадлежащи към едно и също семейство. Това одобрение трябва да се основава на технически елементи (изчисления, симулации, опитни резултати), които показват, че превишаването на пределните стойности няма значително влияние върху емисиите на отработили газове.

5.2.3.5. Метод на всмукване на въздух:

а) естествено всмукване;

б) под налягане (с компресор);

в) под налягане с охладител на въздуха.

5.2.3.6. Тип гориво

а) дизел;

б) природен газ (ПГ);

в) втечнен петролен газ (ВНГ);

г) етанол.

5.2.3.7. Тип горивна камера

а) отворена горивна камера;

б) разделна камера;

в) други типове.

5.2.3.8. Тип запалване

а) с принудително запалване;

б) самовъзпламеняване чрез сгъстяване.

5.2.3.9. Клапани и смукателни и изпускателни отвори

а) конфигурация;

б) брой на клапаните на цилиндър.

5.2.3.10. Тип подаване на гориво

а) тип подаване на течно гориво: i) помпа, тръба (за високо налягане) и дюза; ii) редова помпа или разпределителна помпа; iii) система помпа-дюза; iv) акумулираща горивна система с високо налягане; v) карбуратор(и); vi) други;

б) тип подаване на газово гориво: i) газообразни; ii) течни; iii) смесители; iv) други;

в) други типове.

5.2.3.11. Разни устройства

а) рециркулация на отработили газове (EGR);

б) впръскване на вода;

в) нагнетяване на въздух;

г) други.

5.2.3.12. Технология за електронно управление

Наличието или липсата в двигателя на модул за електронно управление (ECU) се разглежда като основен параметър на семейството.

В случай на електронно управлявани двигатели производителят представя техническите елементи, с които се обяснява групирането на тези двигатели в едно и също семейство, т.е. причините, поради които се очаква тези двигатели да удовлетворяват едни и същи изисквания за емисиите.

Тези елементи могат да бъдат изчисления, симулации, оценки, описание на параметрите на впръскване, опитни резултати и др.

Примери за контролирани характеристики са:

а) регулиране на момента на впръскването;

б) налягане на впръскването;

в) множество впръсквания;

г) налягане на компресора;

д) VGT;

е) EGR.

5.2.3.13. Системи за последваща обработка на отработилите газове:

Функцията и комбинацията на следните устройства се счита за критерий за членство в семейство двигатели:

a) окисляващ катализатор;

б) трипътен катализатор;

в) система DeNOx със селективна редукция на NOx (добавка на химичен редуктор);

г) други deNOx системи;

д) уловител на прахови частици с пасивно регенериране;

е) уловител на прахови частици с активно регенериране;

ж) други уловители на прахови частици;

з) други устройства.

В случай на двигател, сертифициран без система за последваща обработка, било като базов двигател, или като член на семейство двигатели, този двигател, когато е оборудван с окисляващ катализатор, може да бъде включен в същото семейство, ако не изисква гориво с различни характеристики.

Ако двигателят изисква гориво със специфични характеристики (напр. уловители на прахови частици, които изискват специални добавки в горивото, за да се гарантира процеса на регенериране), решението за включване в същото семейство се основава на технически данни, предоставени от производителя. Тези данни указват, че очакваното ниво на емисиите от оборудвания двигател е в съответствие със същата пределна стойност, както и необорудваният двигател.

В случай на двигател, сертифициран със система за последваща обработка, било като базов двигател, или като член на семейство двигатели, чийто базов двигател е оборудван със същата система за последваща обработка, този двигател, когато е без система за последваща обработка, не може да бъде включен в същото семейство двигатели.

5.2.4. Избор на базовия двигател

5.2.4.1. Двигатели със самовъзпламеняване чрез сгъстяване

След като семейството двигатели е било съгласувано с органа за одобрение на типа, се избира базовият двигател от семейството, с използване на първостепенния критерий за най-висок горивен дебит за един такт при заявена честота на въртене при максимален въртящ момент. Когато два или повече двигателя удовлетворяват този основен критерий, базовият двигател се избира по втори критерий, който представлява максималното подаване на гориво за един такт на двигателя при номинална честота на въртене.

5.2.4.2. Двигатели с принудително запалване

След като семейството двигатели е било съгласувано с органа за одобрение на типа, се подбира базовият двигател от семейството, с използване на първостепенния критерий за най-голям работен обем. Когато два или повече двигателя удовлетворяват този основен критерий, базовият двигател се избира, като се използват вторичните критерии в следния ред:

а) най-високо ниво на подаване на гориво за един такт при честотата на въртене при заявена номинална мощност;

б) най-бързо предварение на запалването;

в) най-ниска норма на рециркулация на отработилите газове.

5.2.4.3. Забележки за избора на базовия двигател

В някои случаи органът за одобрение на типа може да реши, че подлагането на изпитване на допълнителни двигатели е най-добрият начин да се определи екземплярът с най-високо ниво на емисии. В такъв случай производителят предоставя целесъобразна информация, за да се определят двигателите в семейството, които вероятно имат най-високо ниво на емисии.

Ако двигателите от семейството притежават други особености, които може да се счита, че влияят на емисиите на отработилите газове, тези особености се определят и се отчитат при подбора на базовия двигател.

Ако двигателите от семейството отговарят на едни същи стойности на емисиите през различни периоди от срока на експлоатация, това също се отчита при избора на базовия двигател.

6. УСЛОВИЯ НА ИЗПИТВАНЕТО

6.1. Условия на изпитванията в лаборатория

Измерват се абсолютната температура (T a) на входящия въздух на двигателя, изразена в Келвин, и атмосферното налягане на сухия въздух (p s), изразено в kPa, а параметърът f a се определя съгласно следните изисквания: в многоцилиндрови двигатели, които имат отделни групи събирателни колектори, например с „V“ конфигурация, се взема средната температура на отделните групи. Параметърът f a се докладва заедно с резултатите от изпитването. За по-добра повторяемост и възпроизводство на резултатите от изпитването се препоръчва параметърът f a да е такъв, че: 0,93 ≤ f a ≤ 1,07.

а) двигатели със самовъзпламеняване чрез сгъстяване: двигатели с естествено всмукване и с механичен компресор: (1) двигатели с турбокомпресор със или без охлаждане на входящия въздух: (2)

б) двигатели с принудително запалване: (3)

6.2. Двигатели с охлаждане на въздуха на пълнене

Температурата на въздуха от компресора се отчита и трябва да е, при номинална честотата на въртене на двигателя и при пълно натоварване, в рамките на ± 5 К от максималната температура на въздуха на турбокомпресора, указана от производителя. Температурата на охлаждащата среда е най-малко 293 К (20° C).

Когато се използва изпитвателна система със стенд или външен вентилатор, температурата на въздуха от компресора е в рамките на ± 5 К от максималната температура на въздуха от турбокомпресора, указана от производителя, при номинална честотата на въртене и пълно натоварване. Зададените по-горе стойности на температурата и дебитът на охлаждащото средство на охладителя на въздуха от компресора не трябва да се променят за целия цикъл на изпитване, освен ако това води до непредставително преохлаждане на въздуха от компресора. Обемът на охладителя на въздуха от компресора трябва да се основава на добрата инженерна практика и да е представителен за сериен двигател в експлоатационни условия. Лабораторната система трябва да бъде проектирана така, че да се сведе до минимум натрупването на кондензат Преди изпитването на емисии натрупаният кондензат трябва да се дренира и всички дренажи трябва да бъдат напълно затворени.

Ако производителят на двигателя е посочил ограничения на пада на налягането на компресорния въздух в охладителя, трябва да се гарантира, че падът на налягането на компресорния въздух в охладителя при работните условия на двигателя е в границите на посочените от производителя ограничения. Падът на налягането трябва да се измерва на определените от производителя места.

6.3. Мощност на двигателите

Основа на измерването на специфичните емисии е мощността на двигателя и работата при цикъла, както са определени в точки 6.3.1— 6.3.5.

6.3.1. Общи положения за монтирането на двигателя

Двигателят се изпитва заедно със спомагателни устройства/оборудване, изброени в допълнение 7.

Ако спомагателните устройства/оборудване не са монтирани съгласно изискванията, тяхната мощност се взема предвид в съответствие с точки 6.3.2— 6.3.5.

6.3.2. Спомагателни устройства/оборудване, които се монтират за целите на изпитването на емисиите

Когато е нецелесъобразно да се монтират на изпитвателния стенд спомагателните устройства/оборудване, необходими съгласно допълнение 7, мощността, която те консумират, се определя и изважда от измерената мощност на двигателя (еталонна и действителна) за целия обхват на честотите на въртене за изпитването WHTC и за изпитвателните честоти на въртене за изпитването WHSC.

6.3.3. Спомагателни устройства/оборудване, които се демонтират за целите на изпитването

Когато не е възможно да се демонтират от изпитвателния стенд спомагателните устройства/оборудване, които не са необходими съгласно допълнение 7, мощността, която те консумират, се определя и прибавя към измерената мощност на двигателя (еталонна и действителна) за целия обхват на честотите на въртене за изпитването WHTC и за изпитвателните честоти на въртене за изпитването WHSC. Ако тази стойност е по-голяма от 3 % от максималната мощност при съответната честота на въртене, тя трябва да бъде доказана пред органа за одобрение на типа.

6.3.4. Определяне на спомагателната мощност

Мощността, консумирана от спомагателните устройства/оборудване, се определя единствено когато:

а) спомагателните устройства/оборудване, необходими съгласно допълнение 7, не са монтирани на двигателя; и/или

б) спомагателните устройства/оборудване, които не са необходими съгласно допълнение 7, са монтирани на двигателя.

Стойностите на спомагателната мощност и методът за измерване/изчисляване, служещ за нейното определяне, трябва да се предоставят от производителя на двигателя за цялата работна област на изпитвателните цикли и да се одобрят от техническата служба

6.3.5. Работа при цикъла на двигателя

Изчисляването на действителната и еталонната работа при цикъла (вж. точки 7.4.8 и 7.8.6) трябва да се основава на мощността на двигателя съгласно точка 6.3.1. В този случай P f и P r от формула 4 са равни на 0, а P е равно на P m.

Ако са монтирани спомагателни устройства/оборудване съгласно точки 6.3.2 и/или 6.3.3, мощността, която те консумират, се използва за коригиране на всяка моментна стойност на мощността при цикъла P m,i, както следва:

(4)

където:

P m,i е измерената мощност на двигателя, kW; P f,i е мощността, консумирана от подлежащите на монтиране спомагателни устройства/оборудване, kW; P r,i е мощността, консумирана от подлежащите на демонтиране спомагателни устройства/оборудване, kW.

6.4. Система на двигателя за засмукване на въздух

Използва се система на двигателя за засмукване на въздух или изпитвателна система със стенд, която има ограничител на засмукването на въздух със съпротивление в диапазон от ± 300 Ра спрямо максималната стойност, указана от производителя за неизползван въздушен филтър при работа на двигателя с номиналната честота и пълно натоварване. Разликата в статичното налягане на системата за ограничаване на засмукването на въздух се измерва в мястото, указано от производителя.

6.5. Изпускателна система на двигателя

Използва се изпускателна система на двигател или изпитвателна система със стенд, която дава противоналягане на отработилите газове в рамките на 80 до 100 % от максималната стойност, указана от производителя, когато двигателят работи при номинална честота и пълното натоварване. Ако максималното съпротивление на ограничителя е 5 kPa или по-малко, зададената точка не трябва да бъде с налягане по-ниско с повече от 1,0 kPa спрямо максимума. Изпускателната система на двигателя трябва да е съобразена с изискванията за взимане на проби от отработилите газове, както е посочено в точки 9.3.10 и 9.3.11.

6.6. Двигател със система за последваща обработка на отработилите газове

Ако двигателят е оборудван с устройство за последваща обработка на отработилите газове, изпускателната тръба трябва да има същия диаметър като на тръбата, използвана в действителни условия или посочена от производителя, за разстояние, равно на четири диаметъра преди разширителната част, където се намира устройството за последваща обработка.. Разстоянието от фланеца на изпускателния колектор или изхода на турбокомпресора до системата за последваща обработка е същото, което е указано в конфигурацията на превозното средство, или е в рамките на спецификациите на производителя за това разстояние. Противоналягането или ограничаването на потока на отработилите газове трябва да отговарят на гореописаните критерии и да могат да се регулират от клапан. При системи за последваща обработка с регулируемо ограничаване на потока на отработилите газове, максималното ограничаване се определя при условията на последващата обработка (степен на износване/стареене и регенериране/зареждане), посочени от производителя. Ако максималното съпротивление на ограничителя е 5 kPa или по-малко, зададената стойност на налягането не трябва да бъде по-ниска с повече от 1,0 kPa спрямо максимума. Контейнерът за последваща обработка може да се отстранява по време на симулираните изпитвания и по време на съставяне на диаграма на двигателя и да се замества с равностоен контейнер с неактивен катализатор.

Емисиите, измерени при изпитвателния цикъл, са представителни за съответните емисии в действителни работни условия. В случай на двигател, оборудван със система за последваща обработка на отработили газове, която изисква потреблението на реагент, реагентът, използван за всички изпитвания, трябва да бъде заявен от производителя.

За двигатели, чиито системи за последваща обработка на отработилите газове непрекъснато се регенерират, не се изисква специална процедура на изпитване, но е необходимо регенерационният процес да бъде доказан съгласно точка 6.6.1.

За двигатели, чиито системи за последваща обработка на отработилите газове периодично се регенерират, както е описано в точка 6.6.2, резултати от емисиите се коригират, за да отчетат регенерирането. В този случай средната емисия зависи от честотата на регенерирането, що се отнася до частта от изпитванията, през които се извършва регенерирането.

6.6.1. Непрекъснато регенериране

Емисиите се измерват при система за последваща обработка на обработили газове, която е така стабилизирана, че да е в режим на повторяеми емисии. Регенерационният процес се извършва най-малко веднъж по време на WHTC изпитването на пускане на загрял двигател и производителят заявява нормалните условия, при които става това (сажди, температура, противоналягане на отработили газове и т.н.).

За да се докаже, че регенерационният процес е непрекъснат, се провеждат най-малко три WHTC изпитвания при пускане на загрял двигател. За целите на доказването двигателят се подготвя в съответствие с точка 7.4.1, след това се загрява съгласно точка 7.6.3 и се провежда първото WHTC изпитване на пускане на загрял двигател. Последващите изпитвания при пускане на загрял двигател трябва да започват след загряване съгласно точка 7.6.3. При изпитванията се записват температурата и налягането (температурите преди и след системата за последваща обработка на отработили газове, противоналягане на обработилите газове и т.н.).

Ако условията, заявени от производителя, се срещат по време на изпитванията и резултатите от емисиите при три (или повече) WHTC изпитвания при пускане на загрял двигател не се различават с повече от ± 25 % или 0,005 g/kWh, в зависимост от това кое е по-голямо, системата за последваща обработка се счита за система с непрекъснато регенериране и се прилагат общите разпоредби за изпитване от точка 7.6 (Световен хармонизиран преходен цикъл — WHTC) и точка 7.7 (Световен хармонизиран стационарен цикъл — WHSC).

Ако системата за последваща обработка на отработили газове има защитен режим, който превключва към периодичен режим на регенериране, това се проверява съгласно точка 6.6.2. За този специфичен случай приложимите гранични стойности на емисиите могат да се превишат и няма да бъдат претегляни.

6.6.2. Периодично регенериране

За последващата обработка на отработили газове на база периодичен процес на регенериране, емисиите се измерват чрез най-малко три WHTC изпитвания при пускане на загрял двигател, едно по време на и две извън регенерирането при стабилизирана система за последваща обработка на отработили газове и резултатите се претеглят в съответствие с формула 5.

Процесът на регенериране настъпва най-малко един път по време на WHTC изпитването на пускане на загрял двигател. Двигателят може да бъде оборудван с превключвател, способен да предотврати или разреши регенерационния процес, при условие че това действие няма ефект върху оригиналната калибровка на двигателя.

Производителят обявява условията на нормалните параметри, при които се извършва регенерационният процес (сажди, температура, протиовналягане на отработили газове и т.н.), и неговата продължителност. Производителят предоставя също информация за честотата на регенерирането, що се отнася до броя на изпитванията, през които се извършва регенерирането, в сравнение с броя на изпитванията без регенериране. Точната процедура за определяне на тази честота се одобрява от органа, издаващ одобрението или сертификата на типа, въз основа на експлоатационни данни, като се използва добра техническа преценка.

Производителят осигурява система за последваща обработка на отработили газове, с цел постигане на регенериране по време на WHTC изпитването. За целите на изпитването двигателят се подготвя в съответствие с точка 7.4.1, след това се загрява в съответствие с точка 7.6.3 и започва WHTC изпитването при пускане на загрял двигател. По време на загряването на двигателя не се извършва регенериране.

Средните емисии между регенерационните фази се определят от средното аритметично на няколко приблизително равноотстоящи WHTC изпитвания при пускане на загрял двигател (g/kWh). Препоръчва се да се извърши поне едно WHTC изпитване при пускане на загрял двигател, възможно най-близко преди регенерационното изпитване, и едно WHTC изпитване при пускане на загрял двигател незабавно след регенерационното изпитване. Като алтернатива, производителят може да осигури данни, показващи, че емисиите остават константа (±25 % или 0,005 g/kWh, в зависимост от това кое е по-голямо) между регенерационните фази. В този случай могат да се използват емисиите само на едно WHTC изпитване при пускане на загрял двигател.

По време на регенерационното изпитване всички данни, необходими за откриване на регенерирането, се записват (СО или NOx емисии, температура преди и след системата за последваща обработка на отработили газове, противоналягане на отработилите газове и т.н.).

По време на регенерационното изпитване могат да се превишат приложимите гранични стойности на емисиите.

Процедурата на изпитването е изобразена схематично на фиг. 2.

Емисиите от WHTC изпитването при пускане на загрял двигател се претеглят, както следва:

(5)

където:

n е броят на WHTC изпитвания при пускане на загрял двигател извън регенерирането; nr е броят на WHTC изпитвания при пускане на загрял двигател по време на регенерирането (най-малко едно изпитване); са средните специфични емисии по време на регенерация, g/kWh; са средните специфични емисии по време на регенерация, g/kWh

За определянето на се прилагат следните предписания:

а) ако регенерацията обхваща повече от едно WHTC изпитване при пускане на загрял двигател, се провеждат последователни пълни WHTC изпитвания при пускане на загрял двигател, като продължава измерването на емисиите без загряване и изключване на двигателя, докато регенерацията завърши, и се изчислява средната стойност за WHTC изпитванията при пускане на загрял двигател;

б) ако регенерацията завърши по време на някое от WHTC изпитванията при пускане на загрял двигател, предвидената продължителност на изпитването се спазва;

в съгласие с органа за издаване на одобрение на типа могат да бъдат прилагани два вида корекционни стойности за регенерацията — корекционни коефициенти (в) или корекционни събираеми (г), въз основа на добра техническа преценка;

в) корекционните коефициенти се изчисляват, както следва: (нагоре) (6) (надолу) (6a)

г) корекционните събираеми се изчисляват, както следва: (нагоре); (7) (надолу). (8)

По отношение на изчисляването на специфичните емисии, посочено в точка 8.6.3, корекционните стойности за регенерацията се прилагат, както следва:

д) за изпитване без регенерация специфичните емисии e от формула 69 или 70 съответно се умножават или събират с k r,u;

е) за изпитване с регенерация специфичните емисии e от формула 69 или 70 съответно се умножават или събират с k r,d.

По искане на производителя, приложното поле на корекционните стойности за регенерацията може да бъде разширено, както следва:

ж) и за други членове на същото семейство двигатели;

з) и за други семейства двигатели, които използват същата система за последваща обработка с предварителното одобрение на органа за одобрение на типа, на основа на техническите доказателства, предоставени от производителя, за сходството на емисиите.

6.7. Охладителна система

Използва се система за охлаждане на двигателя, която е в състояние да поддържа двигателя при нормалните работни температури, предписани от производителя.

6.8. Смазочно масло

Смазочното масло се указва от производителя и е представително за смазочното масло, предлагано на пазара. Характеристиките на използваното смазочно масло за изпитването трябва да бъдат вписани и представени заедно с резултатите от изпитването.

6.9. Спецификации на еталонните горива

Еталонното гориво е указано в допълнение 2 към настоящото приложение за двигатели със самовъзпламеняване чрез сгъстяване и приложения 6 и 7 за двигатели, използващи за гориво СПГ и ВНГ.

Температурата на горивото е в съответствие с препоръките на производителя.

6.10. Картерни газове

Картерните газове не трябва да бъдат отделяни директно в околната атмосфера със следните изключения: двигателите, оборудвани с турбокомпресори, помпи, нагнетатели или свръхподаващи компресори за нагнетяване на въздух, могат да отделят картерни газове директно в околната атмосфера, ако картерните газове са добавени (физически или математически) към емисиите на отработилите газове при всички изпитвания на емисии. Производителите, които се възползват от това изключение, трябва да монтират двигателите така, че всички картерни газове да могат да бъдат насочени към системата за вземане на проба от емисиите.

За целите на настоящата точка картерните газове, които са насочени към изпускателната система, разположена преди системата за последваща обработка на отработилите газове, не се считат за отделяни директно в околната атмосфера.

За измерване на емисиите картерните газове се насочват към изпускателната система, както следва:

а) материалите на тръбопровода трябва да бъдат с гладки стени, електропроводими и да не реагират с картерните газове; дължината на тръбите трябва да бъде възможно най-късата;

б) броят на извивките на тръбопровода на лабораторния картер се свежда до минимум, като радиусът на всяка неизбежна извивка е възможно най-голям;

в) тръбопроводът за отвеждане на отработилите газове от лабораторния картер трябва да бъдат нагрят, тънкостенен или изолиран и трябва да отговаря на спецификациите на производителя на двигателя за противоналягането на картера;

г) тръбопроводът за отвеждане на отработилите газове от лабораторния картер се свързва към неразредените отработили газове след системата за последваща обработка на отработилите газове, след ограничителя на потока на отработилите газове, ако е монтиран такъв, и на достатъчно разстояние преди сондите за взимане на проби, за да се осигури пълно смесване с отработилите газове на двигателя преди вземането на проби. Тръбата за отработилите газове от картера трябва да достига до свободния поток отработили газове, за да се избегне влиянието на граничния слой и да се улесни смесването. Изходът на тръбата за отработилите газове от картера може да бъде ориентиран във всяка посока по отношение на потока на неразредените отработили газове.

7. ИЗПИТВАТЕЛНА ПРОЦЕДУРА

7.1. Принципи на измерване на емисиите

За измерването на специфичните емисии двигателят трябва да премине през изпитвателните цикли, определени в точки 7.2.1 и 7.2.2. Измерването на специфичните емисии изисква определянето на масата на компонентите в отработилите газове и съответната работа при цикъла на двигателя. Компонентите се определят посредством методите за вземане на проби, описани в точки 7.1.1 и 7.1.2.

7.1.1. Непрекъснато вземане на проби

При непрекъснато вземане на проби концентрацията на съответния компонент се измерва непрекъснато в неразредените и разредените отработили газове. Тази концентрация се умножава с постоянния дебит на (разредените или неразредените) отработили газове при мястото на вземане на проби, за да се определи масовият дебит на компонента. Емисиите на компонента се сумират за целия период на изпитвателния цикъл. Този сбор е общата маса на изпускания компонент.

7.1.2. Серийно вземане на проби

При серийното вземане на проби непрекъснато се извлича проба от неразредени или разредени отработили газове, която се съхранява за последващо измерване. Извлечената проба трябва да бъде пропорционална на дебита на неразредените или разредените отработили газове. Примери за серийно вземане на проби са събирането на разредени газообразни компоненти в торбичка и събирането на прахови частици (ПЧ) върху филтър. Концентрациите във взетата серийна проба се умножават по общата маса на отработилите газове или масовия дебит (разредени или неразредени) на отработилите газове, от които е извлечена партидата. Полученото произведение е общата маса или масовият поток на изпускания компонент. За изчисляване на концентрацията на прахови частици, отложените върху филтър прахови частици от пропорционално извлечени отработили газове се разделят на количеството филтрирани отработили газове.

7.1.3. Процедури на измерване

В настоящото приложение са описани две процедури на измерване, които са функционално еквивалентни. И двете процедури могат да бъдат използвани за изпитвателните цикли WHTC и WHSC:

а) газообразните компоненти се определят чрез непрекъснато вземане на проби от неразредените отработили газове, а праховите частици се определят, като се използва система за разреждане на част от потока;

б) газообразните компоненти и праховите частици се определят с използване на система за разреждане на целия поток (CVS система).

Допуска се която и да е комбинация от двата принципа (напр. измерване на неразредени газове и измерване на праховите частици в целия поток).

7.2. Изпитвателни цикли

7.2.1. Преходен изпитвателен цикъл WHTC

Преходният изпитвателен цикъл WHTC е описан в приложение 1 като секунда по секунда разчетена последователност на нормирани стойности на честота на въртене и въртящ момент. За да може изпитването да се проведе върху изпитвателната камера на двигателя, стандартизираните стойности се преобразуват в действителни стойности за отделния двигател, подложен на изпитване, въз основа на кривата на диаграмата на двигателя. Това преобразуване се нарича „денормализация“, а така развитият изпитвателен цикъл се приема за еталонен цикъл на двигателя, подлежащ на изпитване. Цикълът се извършва на изпитвателната камера с тези еталонни стойности на честота на въртене и въртящ момент и се записват действителните стойности на честотата на въртене и въртящия момент. С цел да се удостовери извършеното изпитване, при завършването му се прави регресивен анализ между еталонните и действителните стойности на честотата на въртене и въртящия момент.

За изчисляване на специфичните емисии, получени при изпитване на стенд, действителната работа при цикъла се изчислява чрез интегриране на действителната мощност на двигателя през време на цикъла. За удостоверяване на цикъла, действителната работа при цикъла трябва да е в рамките на предписаните гранични стойности за работата на цикъла от еталонния цикъл.

За газообразни замърсители може да се използва непрекъснато вземане на проби (неразредени или разредени отработили газове) или вземане на партида проби (разредени отработили газове). Пробата от праховите частици се разрежда с кондициониран разредител (например околен въздух) и се улавя на единичен подходящ филтър. Цикълът WHTC е изобразен схематично на фиг. 3.

7.2.2. Изпитвателен цикъл със стабилни състояния и линейни преходи между тях WHSC

Изпитвателният цикъл със стабилни състояния и преходи между тях WHSC се състои от определен брой нормирани режими на честота на въртене и натоварване, които трябва да се преобразуват спрямо еталонните стойности за отделния изпитван двигател въз основа на кривата на диаграмата на двигателя. Двигателят трябва да работи в продължение на предписаното време за всеки режим, като скоростта на въртене и натоварването се променят линейно в рамките на 20 ± 1 секунда. С цел да се удостовери извършеното изпитване, при завършването му се прави регресивен анализ между еталонните и действителните стойности на честотата на въртене и въртящия момент.

По време на изпитвателния цикъл се определят концентрацията на всеки газообразен замърсител, потокът на отработилите газове и изходящата мощност. Газообразните замърсители могат да записвани непрекъснато или да им се взима проба в торбичка за проби. Пробата от праховите частици се разрежда с кондициониран разредител (като околен въздух). Взима се една проба за цялата изпитвателна процедура и се улавя върху един подходящ филтър.

За изчисляване на специфичните емисии, получени при изпитване на стенд, действителната работа при цикъла се изчислява чрез интегриране на действителната мощност на двигателя през време на цикъла.

Цикълът WHSC е показан в таблица 1. С изключение на режим 1 началото на всеки режим се определя като началото на прехода от предишния режим.

Таблица 1

Изпитвателен цикъл WHSC

Режим Нормирана честота на въртене (%) Нормиран въртящ момент (%) Времетраене на режима (s), вкл. 20 s стабилно състояние 1 0 0 210 2 55 100 50 3 55 25 250 4 55 70 75 5 35 100 50 6 25 25 200 7 45 70 75 8 45 25 150 9 55 50 125 10 75 100 50 11 35 50 200 12 35 25 250 13 0 0 210 Сума 1 895

7.3. Обща последователност на изпитването

Следната схема съдържа общите указания, които следва да бъдат спазвани по време на изпитване. Подробностите за всяка стъпка са описани в съответните точки. Когато това е уместно, се допускат отклонения от указанията, но специфичните изисквания на съответните точки са задължителни.

При изпитване WHTC процедурата на изпитването се състои от изпитване на пускане на студен двигател, извършено след естествено или принудително охлаждане на двигателя, период на загряване и изпитване на пускане на загрял двигател.

При изпитване WHSC процедурата на изпитването се състои от изпитване на пускане на загрял двигател, извършено след подготовка на двигателя според WHSC, режим 9.

7.4. Диаграма и еталонен цикъл на двигателя

Предхождащи изпитването измервания на двигателя, проверки на работата му и калибриране на системите се правят преди процедурата на съставяне на диаграма на двигателя в съответствие с общата последователност на изпитванията, описана в точка 7.3.

Като основа за генерирането на еталонни цикли WHTC и WHSC, за двигателя трябва да се изготви диаграма при работа при пълно натоварване, за да се определят кривата на честотата на въртене спрямо въртящия момент и кривата на честотата на въртене спрямо максималната мощност. Изобразената крива на диаграмата трябва да се използва за денормализиране на честотата на въртене (точка 7.4.6) и въртящия момент (точка 7.4.7).

7.4.1. Загряване на двигателя

Двигателят се загрява, така че да достигне мощност между 75 % и 100 % от максималната мощност или съгласно препоръките на производителя и добрата техническа преценка. Към края на загряването двигателят трябва да се остави да работи, за да се стабилизират температурите на охлаждащия агент и на смазочното масло в границите на ± 2 % от техните средни стойности, в течение на поне 2 минути или докато термостатът започне да регулира температурата на двигателя.

7.4.2. Определяне на обхвата на диаграмата на скоростта на въртене

Минималната и максималната честотата на въртене, включени в диаграмата, се определят, както следва:

минималната честотата на въртене, включена в диаграмата = честотата на въртене на празен ход; максималната честотата на въртене, включена в диаграмата = n hi × 1,02 или честотата на въртене, при която въртящият момент при пълно натоварване спада до нула, избира се по-ниската от двете стойности

7.4.3. Методика за съставяне на крива на двигателя

След като двигателят е стабилизиран съгласно точка 7.4.1, диаграмата на двигателя се съставя, както следва:

а) двигателят се освобождава от хода и се пуска на празен ход;

б) двигателят трябва да работи при максимално задание от оператора при минималната честота на въртене, включена в диаграмата;

в) честотата на въртене на двигателя се увеличава със средна норма от 8 ± 1 min–1/s. от минималната до максималната честотата на въртене, включени в диаграмата, или с такава постоянна норма, че да са необходими 4 до 6 минути за преминаване по кривата от минималната до максималната честотата на въртене. Точките за нанасяне на честотата на въртене и въртящия момент се записват при норма на вземане на пробата от най-малко 1 точка в секунда.

При избор на вариант б) от точка 7.4.7 за определяне на отрицателните стойности на въртящия момент, изобразената крива на диаграмата може директно да продължи при минимално задание от оператора, от максималната честотата на въртене към минималната честотата на въртене.

7.4.4. Алтернативно изготвяне на диаграма

Ако производител счита, че гореописаните техники за изготвяне на диаграмата не са безопасни или представителни за даден двигател, може да се използва алтернативна технология за изготвяне на диаграмата. Тези алтернативни методи трябва да отговарят на предназначението на определените процедури за изобразяване на диаграма за определяне на възможния максимален въртящ момент при всички честоти на въртене на двигателя, достигани по време на изпитвателните цикли. Отклоненията от технологичните изисквания за изготвяне на диаграмата, определени в настоящата точка, по причини за безопасност или представителност се одобряват от органа за одобрение на типа заедно с обосновката за тяхното използване. За двигатели, оборудвани с регулатор на оборотите или турбокомпресор, диаграмата на въртящия момент не трябва да се построява при намаляващи честоти на въртене.

7.4.5. Повтаряне на изпитвания

Не е необходимо да се изготвя диаграма на двигателя преди осъществяването на всеки отделен цикъл на изпитване. Преди изпитвателен цикъл наново се изготвя диаграма на двигателя, когато:

а) по техническа преценка е изминал неоснователно дълъг срок от време от последната изготвена диаграма; или

б) по двигателя са извършвани физически изменения или повторно калибриране, които могат евентуално да повлияят върху работата на двигателя.

7.4.6. Денормализация на честотата на въртене

За да се генерират еталонни цикли, нормираните честоти на въртене от допълнение 1 (WHTC) и таблица 1 (WHSC) трябва да бъдат денормализирани, като се използва следната формула:

(9)

За определяне на n pref, интегралът на максималния въртящ момент трябва да бъде изчислен за интервала от n idle до n 95h от диаграмата на двигателя, определена в съответствие с точка 7.4.3.

Въртящите моменти на фигури 4 и 5 се определят, както следва:

n lo е най-ниската честота на въртене, при която мощността е 55 % от максималната мощност; n pref е честотата на въртене, при която интегралът на максималния въртящ момент е 51 % от стойността целия интеграл между n idle и n 95h; n hi е най-високата честота на въртене, при която мощността е 70 % от максималната мощност; n idle честотата при празен ход; n 95h е най-високата честота на въртене, при която мощността е 95 % от максималната мощност;

За двигатели (главно двигатели с принудително запалване) със стръмно падаща характеристика на регулатора, при които прекъсването на подаването на гориво не допуска двигателят да работи до n hi или n 95h, се прилагат следните предписания:

n hi във формула 9 се замества с n Pmax × 1,02; n 95h се замества с n Pmax × 1,02.

7.4.7. Денормализация на въртящия момент на двигателя

Стойностите на въртящия момент от таблицата на диаграма на работа на динамометричния стенд от допълнение 1 (WHTC) и таблица 1 се нормират до максималния въртящ момент при съответната честота на въртене. За да се генерират еталонни цикли, стойностите на въртящия момент за всяка отделна стойност на еталонната честота на въртене, определени в точка 7.4.6, трябва да бъдат денормализирани, като се използва кривата за изготвяне на диаграмата, определена съгласно точка 7.4.3, както следва:

(10)

където:

M norm,i е нормираният въртящ момент, %; M max,i е максималният въртящ момент, отбелязан на изобразената крива на диаграмата, Nm; M f,i е въртящият момент, използван от подлежащите на монтиране спомагателни устройства/оборудване, Nm; M r,i е въртящият момент, използван от подлежащите на демонтиране спомагателни устройства/оборудване, Nm.

Ако спомагателните устройства/оборудването са монтирани в съответствие с точка 6.3.1 и допълнение 7, M f и M rса със стойност 0.

Отрицателните стойности на въртящия момент в точки на външно задвижване (m в допълнение 1), се представят във вид на еталонни стойности, определени по един от следните начини:

а) отрицателна стойност на 40 % от положителния въртящ момент, достигнат в точката при съответната честота на въртене;

б) изобразяване на отрицателния въртящ момент, необходим за външно задвижване на двигателя при промяна от максималната до минималната честота на въртене в диаграмата;

в) определяне на отрицателния въртящ момент, необходим за външно задвижване на двигателя при обороти на празен ход и при n hi и линейната интерполация между тези две точки.

7.4.8. Изчисляване еталонната работа на цикъла

Еталонната работа при цикъла се определя по време на изпитвателния цикъл посредством синхронно изчисляване на моментните стойности на мощността на двигателя при еталонната честота на въртене и на еталонния въртящ момент, определени в точки 7.4.6 и 7.4.7. За изчисляването на еталонната работа при цикъла W ref (kWh) трябва да се интегрират моментните стойности на мощността на двигателя от изпитвателния цикъл. Ако спомагателните устройства не са монтирани в съответствие с точка 6.3.1, моментните стойности на мощността се коригират, като се използва формула (4) от точка 6.3.5.

За интегрирането на еталонната и действителната мощност на двигателя се използва същата методика. Ако трябва да се определят стойностите между съседни еталонни или съседни измерени стойности, се прилага линейна интерполация. При интегрирането на действителната работа на цикъла, всички отрицателни стойности на въртящия момент се нулират и се включват в стойността. Ако честотата на интегрирането е по-малка от 5 Hz и ако по време на даден отрязък от време стойността на въртящия момент се промени от положителна към отрицателна или от отрицателна към положителна, отрицателната част се пресмята и се нулира. Положителната част се включва в интегрираната стойност.

7.5. Процедури преди изпитването

7.5.1. Монтиране на измервателното оборудване

Апаратурата и сондите за вземане на проби трябва да се монтират в съответствие с предписанията. Изпускателната тръба се свързва със система за разреждане на целия поток, ако се използва такава.

7.5.2. Подготовка на измервателното оборудване за вземане на проби

Преди започване на вземането на проби на емисии се предприемат следните стъпки:

а) не по-късно от 8 часа преди вземането на проби на емисии се извършват проверки за пропуски в системата съгласно точка 9.3.4;

б) при серийно вземане на проби се свързват чисти средства за съхранение, като например празни торбички;

в) всички измервателни уреди се включват съгласно инструкциите на производителя на уредите и добрата техническа преценка;

г) включват се системите за разреждане, помпите за вземане на проби, охлаждащите вентилатори и системите за събиране на данни;

д) дебитите на пробите се регулират до желаните нива, като при желание се използват потоците на системата за обхождане;

е) топлообменниците на системата за вземане на проби се загряват и охлаждат предварително до температура в обхвата на тяхната работна температура за изпитване;

ж) загретите или охладените компоненти като проводите за вземане на проби, филтрите, охлаждащите течности и помпите се оставят да се стабилизират при работната си температура;

з) системата за разреждане на потока от отработили газове се включва поне 10 минути преди последователността на изпитването;

и) преди началото на всеки период от изпитването всички електронни устройства за интегриране се нулират или се нулират отново.

7.5.3. Проверяване на газовите анализатори

Избират се обхватите на газовите анализатори. Допускат се анализатори на емисии с автоматично или ръчно превключване на обхватите. По време на изпитвателния цикъл не трябва да се превключва обхватът на анализаторите на емисии. По същото време коефициентите на усилване на аналоговите операционни усилвател(и) на анализатора не трябва да бъдат превключвани по време на изпитвателния цикъл.

Определят се за всички анализатори условията, при които съответният уред дава нулево показание и най-горно показание, като се използват съотносими към международен стандарт газове, които отговарят на спецификациите от точка 9.3.3. Анализаторите от тип пламъчно-йонизационен детектор се регулират на основата на въглеродно число единица (C1).

7.5.4. Подготовка на филтрите за вземане на проби от прахови частици

Поне един час преди изпитването филтърът се поставя в частично покрито блюдо на Петри, защитено срещу прах, и се поставя в камера за претегляне, с цел стабилизация. В края на стабилизационния период филтърът се претегля и се записва тарата. След това филтърът се съхранява в затворено блюдо на Петри или затворен филтъродържател, докато започне изпитването. Филтърът се използва в рамките на осем часа след изваждането му от камерата за претегляне.

7.5.5. Регулиране на системата за разреждане

Общият поток на разредените отработили газове в система за разреждане на целия поток или потокът на разредените отработили газове в система за разреждане на част от потока се регулират така, че да се елиминира кондензацията на вода от системата и да се постигне температура върху повърхността на филтъра между 315 K (42° C) и 325 K (52° C).

7.5.6. Пускане на системата за взимане на проби на прахови частици

Системата за взимане на проби на прахови частици се пуска и поддържа в действие посредством байпас. Фоновото ниво на праховите частиците от разтвотителя може да се определи чрез вземане на проба от разтворителя преди влизането на отработилите газове в тунела за разреждане. Измерването може да бъде направено преди или след изпитването. Стойностите могат да бъдат усреднени, ако е направено измерване и в началото, и в края на цикъла. Ако за измерване на фона се използва различна система за вземане на проби, измерването се извършва успоредно с провеждането на изпитването.

7.6. Протичане на световния хармонизиран преходен цикъл (WHTC)

7.6.1. Охлаждане на двигателя

Може да се приложи процедура на естествено или принудително охлаждане. При принудително охлаждане се използва добрата инженерна преценка за конструиране на системи, които да изпращат охлаждащ въздух през двигателя, студено масло през смазочната система на двигателя, да отнемат топлината от охладителя през охладителната система на двигателя и да отнемат топлината от системата за последваща обработка на отработилите газове. В случай на принудително охлаждане на системата за последваща обработка на отработилите газове, охлаждащият въздух не се пуска в действие преди системата за последваща обработка на обработилите газове да се е охладила под температурата за задействане на катализатора. Не се допуска процедура на охлаждане, която има за последица непредставителни емисии.

7.6.2. Изпитването за пускане при студен двигател

Изпитването за пускане при студен двигател се започва, когато температурите на смазочната, охлаждащата и за последваща обработка системи на двигателя са между 293 и 303 K (20 и 30° C). Двигателят се пуска с използване на един от следните методи:

(a) двигателят се пуска, както се препоръчва в наръчника на потребителя, с използване на серийно произведен стартер и съответно зареден акумулатор или подходящ захранващ източник; или

б) двигателят се пуска с използване на динамометричен стенд. Двигателят се задвижва до ± 25 % от характерната му експлоатационна честота на развъртане на старта. Развъртането се спира в рамките на 1 секунда след пускането на двигателя. Ако двигателят не стартира след 15 секунди развъртане, развъртането се спира и се определя причината за неуспеха, освен ако наръчника на потребителя или наръчника за поддръжка и ремонт не описват по-дългото развъртане като нормално.

7.6.3. Период на загряване

Непосредствено след завършване на изпитването на пускане на студен двигател двигателят се подготвя за пускане на загрял двигател, като се използва период на затопляне от 10 ± 1 минута.

7.6.4. Изпитване за пускане на загрял двигател

Двигателят се пуска в края на периода на затопляне, както е определен в точка 7.6.3, с използване на методите на пускане, дадени в точка 7.6.2.

7.6.5. Последователност на изпитването

Последователността както на изпитването при пускане на студен двигател, така и на изпитването при пускане на загрял двигател започва с пуска на двигателя. След като двигателят е започнал да работи, се включва регулиране на цикъла така, че работата на двигателя да отговаря на първата зададена точка на цикъла.

Изпитването WHTC се извършва съгласно еталонния цикъл, посочен в точка 7,4. Контролните точки за честотата на въртене и въртящия момент се задават при 5 Hz (10 Hz препоръчително) или повече. Зададените точки се изчисляват чрез линейна интерполация между тези за 1 Hz на еталонния цикъл. Действителната честота на въртене и въртящ момент се записват най-малко всяка секунда по време на изпитвателния цикъл (1 Hz), а сигналите могат да се филтрират електронно.

7.6.6. Събиране на съответни данни за емисии

В началото на последователността на изпитването измервателното оборудване се пуска в действие, като едновременно:

а) започва да събира или анализира разредителя, ако се използва система за разреждане на пълния поток;

б) започва да събира или анализира неразредени или разредени отработили газове, в зависимост от използвания метод;

в) започва да измерва количеството разредени отработили газове и необходимите температури и налягания;

г) започва да записва масовият дебит на отработилите газове, ако се използва анализ на неразредени отработили газове;

д) започва да записва обратната връзка за честота на въртене и въртящия момент на динамометричния стенд.

Ако се използва измерване на неразредените отработили газове, концентрациите на емисиите ((NM)HC, CO и NOx) и масовият дебит на отработилите газове се измерват непрекъснато и съхраняват с честота поне 2 Hz в компютърна система. Всички други стойности могат да се записват при минимум едно измерване в секунда (1 Hz). За аналогови анализатори реакцията се записва и калибровъчните данни може да се прилагат при връзка в реално време или автономно по време оценката на данните.

Ако се използва система за разреждане на целия поток, съдържанието на НС и NOx се измерва непрекъснато в тунела за разреждане при честота най-малко от 2 Hz. Средните концентрации се определят чрез интегриране на сигналите от анализатора през време на изпитвателния цикъл. Времето на реагиране на системата не трябва да е повече 20 s и се координира с колебанията на потока CVS и, при необходимост, с отклоненията във времето за взимане на проби/изпитвателен цикъл. Съдържанието на СО, CO2 и неметанови въглеводороди може да се определи, като се интегрират непрекъснато измервани сигнали или се анализират концентрациите в торбичката за пробите, събрани по време на цикъла. Концентрациите на газообразните замърсители в разредителя се определят преди точката на навлизане на отработилите газове в тунела за разреждане, като се интегрират или събират във фонова торбичка. Всички други стойности се записват при най-малко едно измерване в секунда (1 Hz).

7.6.7. Вземане на проби от прахови частици

В началото на последователността на изпитването системата за събиране на проби от прахови частици се настройва от режим на обхождане към режим на събиране на частици.

Ако се използва система за разреждане на част от потока, помпата (помпите) за взимане на проба (проби) се регулират така, че дебитът на потока през сондата за взимане на проби от прахови частици или през тръбата за прехвърляне се поддържа пропорционален на масовия дебит на отработилите газове, определен в съответствие с точка 9.4.6.1.

Ако се използва система за разреждане на целия поток, помпата (помпите) за взимане на проба (проби) се регулират така, че дебитът на потока през сондата за взимане на проби от прахови частици или през тръбата за прехвърляне се поддържа на стойност до ±2,5 % от еталонния дебит. Ако се използва компенсация на потока (напр. пропорционално регулиране на пробен поток), необходимо е да се докаже, че съотношението между основния поток през тунела и пробния поток прахови частици не се променя с повече от ±2,5 % от еталонната му стойност (с изключение на първите 10 секунди от взимането на проби). Средната температура и налягане при газомера (газомерите) или входа на контролно-измервателния уред на потока се записва. Ако еталонният дебит не може да се поддържа по време на целия цикъл (в рамките на ±2,5 %) поради задръстване на филтъра с частици, изпитването се анулира. Изпитването се провежда отново с използване на по-нисък дебит на пробата.

7.6.8. Затихване на двигателя и неизправност на оборудването

Ако двигателят затихне в който и да е момент от изпитването на пускане на студен двигател, изпитването се анулира. Двигателят се подготвя и пуска отново съгласно методите на пускане от точка 7.6.2 и изпитването се повтаря.

Ако двигателят затихне в който и да е момент от изпитването на пускане на загрял двигател, изпитването се анулира. Двигателят се загрява съгласно точка 7.6.3 и изпитването на пускане на загрял двигател се повтаря. В този случай не е нужно да се повтори изпитването на пускане на студен двигател.

Ако се появи неизправност в което и да е необходимо изпитвателно оборудване по време на цикъла, изпитването се анулира и повтаря съобразно горните разпоредби.

7.7. Протичане на световния хармонизиран стационарен цикъл (WHSC)

7.7.1. Предварителна подготовка на системата за разреждане и на двигателя

Системата за разреждане и двигателя се пускат и загряват в съответствие с точка 7.4.1. След загряването двигателят и системата за вземане на проби се подготвят предварително като двигателят работи на режим 9 (вж. точка 7.2.2, таблица 1) за минимум 10 минути, като едновременно работи системата за разреждане. Могат да се събират за опит проби на емисии на прахови частици. Не е необходимо обаче стабилизирането или претеглянето на тези филтри за проба и те могат да бъдат бракувани. Дебитите трябва да са регулирани приблизително като дебитите, избрани за изпитването. След предварителната подготовка двигателят се изключва.

7.7.2. Пускане на двигателя

5 ± 1 минута след завършване на подготовката в режим 9, както е описано в точка 7.7.1, двигателят се пуска съгласно препоръчаната от производителя процедура за пускане в ръководството за експлоатация чрез серийно произведен стартер или динамометричен стенд в съответствие с точка 7.6.2.

7.7.3. Последователност на изпитването

Последователността на изпитването започва, след като двигателят е започнал да работи и в рамките на една минута след като работата на двигателя се регулира така, че да отговаря на първия режим на цикъла (празен ход).

Изпитването WHSC се извършва съгласно реда на изпитателните режими, изброени в таблица 1 от точка 7.2.2.

7.7.4. Събиране на съответни данни за емисии

В началото на последователността на изпитването измервателното оборудване се пуска в действие, като едновременно:

а) започва да събира или анализира разредителя, ако се използва система за разреждане на пълния поток;

б) започва да събира или анализира неразредени или разредени отработили газове, в зависимост от използвания метод;

в) започва да измерва количеството разредени отработили газове и необходимите температури и налягания;

г) започва да записва масовия дебит на отработилите газове, ако се използва анализ на неразредени отработили газове;

д) започва да записва обратната връзка за честотата на въртене и въртящия момент на динамометричния стенд.

Ако се използва измерване на неразредените отработили газове, концентрациите на емисиите (NM)HC, CO и NOx) и масовият дебит на отработилите газове се измерват постоянно и съхраняват с честота поне 2 Hz в компютърна система. Всички други стойности могат да се записват при минимум едно измерване в секунда (1 Hz). За аналогови анализатори реакцията се записва и калибровъчните данни може да се прилагат при връзка в реално време или автономно по време оценката на данните.

Ако се използва система за разреждане на целия поток, съдържанието на HC and NOx се измерва непрекъснато в тунела за разреждане при честота най-малко от 2 Hz. Средните концентрации се определят чрез интегриране на сигналите от анализатора през време на изпитвателния цикъл. Времето на реагиране на системата не трябва да е повече 20 s и се координира с колебанията на потока CVS и, при необходимост, с отклоненията във времето за взимане на проби/изпитвателен цикъл. Съдържанието на CO, CO2 и неметанови въглеводороди може да се определи като се интегрират непрекъснато измервани сигнали или се анализират концентрациите в торбичката за пробите, събрани по време на цикъла. Концентрациите на газообразните замърсители в разредителя се определят преди точката на навлизане на отработилите газове в тунела за разреждане, като се интегрират или събират във фонова торбичка Всички други стойности се записват при най-малко едно измерване в секунда (1 Hz).

7.7.5. Вземане на проби от прахови частици

В началото на последователността на изпитването, системата за събиране на проби от прахови частици се настройва от режим на обхождане към режим на събиране на частици. Ако се използва система за разреждане на част от потока, помпата (помпите) за взимане на проба (проби) се регулират така, че дебитът на потока през сондата за взимане на проби от прахови частици или през тръбата за прехвърляне се поддържа пропорционален на масовия дебит на отработилите газове, определен в съответствие с точка 9.4.6.1.

Ако се използва система за разреждане на целия поток, помпата (помпите) за взимане на проба (проби) се регулират така, че дебитът на потока през сондата за взимане на проби от прахови частици или през тръбата за прехвърляне се поддържа на стойност до ±2,5 % от еталонния дебит. Ако се използва компенсация на потока (напр. пропорционално регулиране на пробен поток), е необходимо да се докаже, че съотношението между основния поток през тунела и пробния поток прахови частици не се променя с повече от ±2,5 % от еталонната му стойност (с изключение на първите 10 секунди от взимането на проби). Средната температура и налягане при газомера (газомерите) или входа на контролно-измервателния уред на потока се записва. Ако еталонният дебит не може да се поддържа по време на целия цикъл (в рамките на ±2,5 %) поради задръстване на филтъра с частици, изпитването се анулира. Изпитването се провежда отново с използване на по-нисък дебит на пробата.

7.7.6. Затихване на двигателя и неизправност на оборудването

Ако двигателят затихне в който и да е момент от цикъла, изпитването се анулира. Двигателят се подготвя съгласно точка 7.7.1 и пуска отново съгласно точка 7.7.2 и изпитването се повтаря.

Ако се появи неизправност в което и да е необходимо изпитвателно оборудване по време на цикъла, изпитването се анулира и повтаря съобразно горните разпоредби.

7.8. Процедури преди изпитването

7.8.1. Действия след провеждане на изпитването

След завършване на изпитването се спира измерването на масовия дебит на отработилите газове, дебита на разредените отработили газове, газовия поток в събирателните торбички и помпата за взимане на проби от прахови частици. При интегриращата анализираща система взимането на проби продължава до изтичане на времето на реагиране на системата.

7.8.2. Проверка за пропорционално вземане на проби

За всяко пропорционално вземане на серийни проби като вземане на газови проби в торбичка или вземане на проби на прахови частици трябва да се удостовери, че пропорционалното вземане на проби се поддържа съгласно точки 7.6.7 и 7.7.5. Всяка проба, която не изпълнява изискванията, се анулира.

7.8.3. Подготовка и претегляне на филтрите за прахови частици

Филтърът за прахови частици се поставя в покрити или запечатани контейнери или филтъродържателите трябва да бъдат затворени с цел филтрите за вземане на проби с цел да се предпазят от замърсяване от околната среда. Така защитеният филтър за частици се връща в камерата за претегляне. Филтърът се поставя при работни условия в продължение на поне един час и след това се претегля съгласно точка 9.4.5. Брутното тегло на филтъра се записва.

7.8.4. Проверка за дрейф

Възможно най-бързо, но не по-късно от 30 минути след завършване на изпитвателния цикъл, или по време на периода на загряване трябва да се определят нулевото показание и показанието от горната точка на скалата за използваните обхвати на газовите анализатори. За целта на настоящата точка изпитвателният цикъл се определя, както следва:

а) за WHTC изпитването: пълната последователност: студен двигател — загряване — загрят двигател;

б) за WHTC изпитването на пускане на загрял двигател (точка 6.6): последователността: загряване — загрял двигател;

в) за WHTC изпитването на пускане на загрял двигател с многократна регенерация (точка 6.6): общ брой на изпитванията на пускане на загрял двигател;

г) за изпитването WHSC: изпитвателният цикъл.

Следните предписания се прилагат за дрейфа на анализатора:

а) нулевото показание и показанието от горната точка на скалата преди и след изпитването могат да се въведат директно във формула 66 от точка 8.6.1 без определяне на дрейфа;

б) ако дрейфовата разлика в резултатите преди и след изпитването е по-малка от 1 % от цялата скала, измерените концентрации могат да бъдат използвани некоригирани или могат да бъдат коригирани за дрейф съгласно точка 8.6.1;

в) ако дрейфовата разлика в резултатите преди и след изпитването е равна или по-голяма от 1 % от цялата скала, изпитването се анулира или измерените концентрации трябва да бъдат коригирани за дрейф съгласно точка 8.6.1;

7.8.5. Анализиране на вземането на газови проби в торбичка

Възможно най-бързо се извършва следното:

а) газовите проби в торбичка се анализират не по-късно от 30 минути след приключване на изпитването на пускане на загрял двигател или в периода на подготовка за изпитването на пускане на загрял двигател;

б) фоновите проби се анализират не по-късно от 60 минути след приключване на изпитването на пускане на загрял двигател.

7.8.6. Удостоверяване на работата при цикъла

Преди изчисляването на действителната работа при цикъла всякакви точки, записани при пускането на двигателя, се пропускат. Действителната работа при цикъла се определя по време на изпитвателния цикъл, като действителните стойности на скоростта на въртене и въртящия момент се използват синхронно за изчисляване на моментните стойности на мощността на двигателя. За изчисляването на действителната работа при цикъла W act (kWh) трябва да се интегрират моментните стойности на мощността на двигателя от изпитвателния цикъл. Ако спомагателните устройства/оборудване не са монтирани в съответствие с точка 6.3.1, моментните стойности на мощността се коригират, като се използва формула (4) от точка 6.3.5.

За интегрирането на действителната мощност на двигателя се използва същата методика като описаната в точка 7.4.8.

Действителната работа при цикъла W act се използва за сравнение с еталонната работа на цикъла W ref и за изчисляване на специфичните емисии, получени при изпитване на стенд (вж. точка 8.6.3).

Стойността на W act трябва да бъде между 85 % и 105 % от W ref.

7.8.7. Статистическа проверка на изпитвателния цикъл

Както за изпитването WHTC, така и за изпитването WHSC се извършва линейна регресия на действителните стойности (n act, M act, P act) към еталонните стойности (n ref, M ref, P ref).

За да се сведе до минимум ефектът на отклонение на времезакъснението между действителните и еталонните стойности на цикъла, цялата последователност на сигнали от обратната връзка по честота на въртене и въртящ момент на двигателя може се ускори или забави по отношение на еталонната честота на въртене и въртящ момент. Ако сигналите се коригират, честотата на въртене и въртящият момент трябва да се коригират със същата стойност и в същата посока.

Използва се методът на най-малките квадрати, като най-подходящото уравнение е от вида:

(11)

където:

y е действителната стойност на честота на въртене (min–1), въртящ момент (Nm) или мощност (kW); a1 е наклонът на кривата на регресия; x е еталонната стойност на честота на въртене (min–1), въртящ момент (Nm) или мощност (kW); a0 е точката на пресичане на кривата на регресия с оста y.

Стандартната грешка на оценяването (SEE) на „у“ спрямо „х“ и коефициентът на определяне (r2) се изчисляват за всяка една крива на регресия.

Препоръчва се този анализ да се извършва при 1 Hz. Изпитването се счита за валидно, ако са изпълнени всички критерии от таблица 2 (WHTC) или таблица 3 (WHSC).

Таблица 2

Допуски на кривата на регресия за изпитването WHTC

Честота на въртене Въртящ момент Мощност Стандартна грешка на оценяването (SEE) на у спрямо х Максимум 5 % от максималната изпитвателна честота на въртене Максимум 10 % от максималния въртящ момент на двигателя Максимум 10 % от максималната мощност на двигателя Наклон на кривата на регресията, a1 От 0,95 до 1,03 0,83—1,03 0,89—1,03 Коефициент за определяне, r2 Минимум 0,970 Минимум 0,850 Минимум 0,910 Пресичане на у с кривата на регресия, a0 Максимум 10 % от честотата на въртене на празния ход ± 20 Nm или ± 2 % от максимален въртящ момент, в зависимост от това кое е по-голямо ± 4 kW или ± 2 % от максималната мощност, в зависимост от това кое е по-голямо





Таблица 3

Допуски на кривата на регресия за изпитването WHSC

Честота на въртене Въртящ момент Мощност Стандартна грешка на оценяването (SEE) на у спрямо х Максимум 1 % от максималната изпитвателна честота на въртене Максимум 2 % от максималния въртящ момент на двигателя Максимум 2 % от максималната мощност на двигателя Наклон на кривата на регресията, a1 От 0,99 до 1,01 0,98—1,02 0,98—1,02 Коефициент за определяне, r2 Минимум 0,990 Минимум 0,950 Минимум 0,950 Пресичане на у с кривата на регресия, a0 Максимум 1 % от максималната изпитвателна честота на въртене ± 20 Nm или ± 2 % от максимален въртящ момент, в зависимост от това кое е по-голямо ± 4 kW или ± 2 % от максималната мощност, в зависимост от това кое е по-голямо

Единствено за целите на регресията е разрешено пропускането на точки, отбелязани в таблица 4, преди правенето на изчисления на регресията. Тези точки обаче не се пропускат за изчисляването на работата при цикъла и емисиите. Пропускането на точки може да се приложи към целия цикъл или която и да е негова част.

Таблица 4

Разрешено пропускане на точки от регресивните анализи

Събитие Условия Разрешено пропускане на точки Минимално задание от оператора (точка на празен ход) n ref = 0 % и M ref = 0 %; и M act > (M ref – 0,02M max. mapped torque) и M act < (M ref + 0,02M max. mapped torque) честота на въртене и въртящ момент Минимално задание от оператора (точка на работен режим на двигателя) M ref < 0 % мощност и въртящ момент Минимално задание от оператора n act ≤ 1.02 n ref и M act > M ref или n act > n ref и M act ≤ M ref' или n act > 1,02 n ref и M ref < M act ≤ (M ref + 0,02M max. mapped torque) мощност и въртящ момент или честота на въртене Максимално задание от оператора n act < n ref и M act ≥ M ref или n act ≥ 0,98 n ref и M act < M ref или n act < 0,98 n ref и M ref > M act ≥ (M ref – 0,02M max. mapped torque) мощност и въртящ момент или честота на въртене

8. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ЕМИСИИ

Крайният резултат от изпитването се закръглява еднократно до съответния брой знаци след десетичната запетая, посочени в приложимия стандарт за емисии, плюс една допълнителна значеща цифра, в съответствие с ASTM E 29-06B. Не се позволява получаването на окончателни резултати на специфичните емисии в режим на двигателна спирачка, чрез закръгляване на междинни стойности.

Пример на изчислителните процедури е даден във допълнение 6.

С предварителното съгласие на органа за одобрение на типа се допуска изчисляването на емисиите на моларна основа в съответствие с приложение 7 към gtr № [xx] относно протокол от изпитването на емисии отработили газове за извънпътна подвижна техника.

8.1. Коригиране за преминаване от сухо към влажно състояние

Ако емисиите се измерват на суха база, то измерената концентрация се преобразува към влажна база съгласно следната формула:

(12)

където:

c d е сухата концентрация в ppm и обемни проценти; kw е сухият/влажният корекционен коефициент (k w,a, k w,e или k w,d в зависимост от съответната използвана формула).

8.1.1. Неразредени отработили газове

(13)

или

(14)

или

(15)

като

(16)

както и

(17)

където:

H a е влажност на входящия въздух, g вода за kg сух въздух; w ALF е водородното съдържание на горивото, % маса; q mf,i е моментен масов дебит на горивото, kg/s; q mad,I е моментен масов дебит на сухия входящ въздух, kg/s; p r е налягането на водните пари след охладителя, kPa; p b е общо атмосферно налягане, kPa; w DEL е азотното съдържание на горивото, % маса; w EPS е кислородно съдържание на горивото, % маса; α е моларно водородно съотношение на горивото; c CO2 е концентрация на сух CO2, %; c CO е концентрация на сух CO, %.

Формулите (13) и (14) са принципно идентични, като коефициентът 1,008 във формули (13) и (15) представлява приближена стойност на по-точния знаменател във формула (14).

8.1.2. Разредени отработили газове

(18)

или

(19)

като

(20)

където:

α е моларното водородно съотношение на горивото; c CO2w е концентрацията на CO2 във влажен въздух, %; c CO2d е концентрация на CO2 в сух въздух, %; H d е влажността на разредителя, g вода за kg сух въздух; H a е влажността на входящия въздух, g вода за kg сух въздух; D е коефициентът на разреждане (вж. точка 8.5.2.3.2).

8.1.3. Разредител

(21)

като

(22)

където:

H d е влажността на разредителя, g вода за kg сух въздух.

8.2. Корекция на NOx за влага

Тъй като емисиите на NOx зависят от условията на околния въздух, концентрацията на NOx се коригира за влагата на околния въздух с коефициентите, дадени в точка 8.2.1 или 8.2.2. Влажността на входящия въздух Ha може да се получи от измерване на относителната влажност, измерване на темепратурата на оросяване измерване на налягането на изпаряване или измерване суха/мокра колба с помощта на общоприетите формули.

8.2.1. Двигатели със самовъзпламеняване чрез сгъстяване

(23)

където:

H a е влажност на входящия въздух, g вода за kg сух въздух.

8.2.2. Двигатели с принудително запалване

(24)

където:

H a е влажност на входящия въздух, g вода за kg сух въздух.

8.3. Корекцията за подемната сила на филтъра за прахови частици

Теглото на филтъра за вземане на проби се коригира за подемната му сила във въздушна среда. Корекцията за подемната му сила зависи от плътността на филтъра за вземане на проби, плътността на въздуха и плътността на калибровъчната тежест на везната и не отчита на подемната сила на самите прахови частици. Корекцията за подемна сила се прилага както за тарата на филтъра, така и за брутното теглото на филтъра.

Когато не е известна плътността на материала за направа на филтъра се използват следните плътности:

а) покрит с тефлон филтър от стъклени влакна: 2 300 kg/m3;

б) покрит с тефлон мембранен филтър: 2 144 kg/m3;

в) покрит с тефлон мембранен филтър с придържащ пръстен от полиметилпентен: 920 kg/m3.

За калибровъчни везни от неръждаема стомана се използва плътност от 8 000 kg/m3. Когато калибровъчните везни са от друг материал, трябва да се знае плътността му.

Използва се следната формула:

(25)

като

(26)

където:

m uncor е некоригираната маса на пробата от прахови частици, mg; ρ a е плътността на въздуха, kg/m3; ρ w е плътността на калибровъчната тежест на везната, kg/m3; ρ f е плътността на филтъра за вземане на проба от прахови частици, kg/m3; p b е общо атмосферно налягане, kPa; T a е температурата на околния на везната въздух, К; 28,836 е моларна маса на въздуха при еталонна влажност (282,5 K), g/mol; 8,3144 е моларна газова константа.

Масата на пробата от прахови частици mp, използвана в точки 8.4.3 и 8.5.3, се изчислява, както следва:

(27)

където:

m f,G е коригираната за подемната сила брутна маса на филтъра от прахови частици, mg; m f,T е коригираната за подемната сила тара на филтъра за прахови частици, mg.

8.4. Измерване при разреждане на част от потока и при неразредени отработили газове

Сигналите за моментната концентрация на газообразните компоненти, получени било чрез интегриране по време на цикъла, или чрез събиране на проби в торбичка, се използват за изчисляване на масовите емисии с помощта на умножение с моментния масов дебит на отработилите газове. Масовият дебит на отработилите газове може да се измерва пряко или да се изчисли с използване на методите за измерване на входящия поток на въздуха и горивото, метода на трасирането или измерването на входящия въздух и съотношението между въздуха и горивото. Трябва да се обърне специално внимание на времето на реагиране на различните уреди. Тези разлики се взимат предвид чрез изравняване на времето на сигналите. За праховите частици сигналите за масовия дебит на отработилите газове се използват за регулиране на системата за разреждане на част от потока така, че да се вземе проба, пропорционална на масовия дебит на отработилите газове. Качеството на пропорционалността се проверява с прилагане на регресивен анализ между потока на пробата и потока на отработилите газове в съответствие с точка 9.4.6.1. Пълната изпитвателна установка е изобразена схематично на фиг. 6.

8.4.1. Определяне на масовия поток отработили газове

8.4.1.1. Въведение

За изчисляване на емисиите от неразредените отработили газове и за регулиране на система за разреждане на част от потока е необходимо да се знае масовият дебит на отработилите газове. За определяне на този дебит може да се използва който и да е от методите, описани в точки 8.4.1.3 — 8.4.1.7.

8.4.1.2. Време на реагиране

За изчисляване на емисиите, времето на реагиране по който и да е от методите, описани в точки 8.4.1.3 — 8.4.1.7, трябва да е равно на или по-малко от времето на реагиране на анализатора от ≤ 10 s, изисквано в точка 9.3.5.

С цел регулиране на система за разреждане на част от потока се изисква по-бързо реагиране. За системи за разреждане на част от потока с регулиране в реално време се изисква време на реагиране ≤ 0,3 секунди. За системи за разреждане на част от потока с прогнозен контрол, на база предварително записано изпитване, се изисква време на реагиране на системата за измерване на потока отработили газове ≤ 5 секунди, с време на нарастване ≤ 1 секунда. Времето на реагиране на системата се указва от производителя на уреда. Изискванията към комбинираното време на реагиране на системата за измерване на потока отработили газове и системата за разреждане на част от потока са посочени в точка 9.4.6.1.

8.4.1.3. Метод на пряко измерване

Прякото измерване на моментния поток отработили газове може да се направи посредством системи, като например:

а) устройства за диференциално налягане като дюза на потока (вж. за подробности ISO 5167);

б) ултразвуков дебитомер;

в) вихров дебитодомер.

Взимат се предпазни мерки за избягване на грешки в измерването, които могат да повлияят върху грешките в стойностите на емисиите. Такива мерки включват внимателния монтаж на устройството в изпускателната система на двигателя съгласно препоръките на производителя на уреда и добрата инженерна практика. По-специално действието на двигателя и емисиите не трябва да бъдат повлияни от монтажа на устройството.

Дебитомерите трябва да отговарят на изискванията за линейност от точка 9.2.

8.4.1.4. Метод за измерване на дебита на въздуха и на горивото

Той включва измерване на въздушния поток и потока на горивото с подходящи дебитомери. Изчисляването на моментния поток на отработилите газове е, както следва:

(28)

където:

q mew,i е моментен масов дебит на отработилите газове, kg/s; q maw,i е моментен масов дебит на входящия въздух, kg/s; q mf,i е моментен масов дебит на горивото, kg/s;

Дебитомерите трябва да отговарят на изискванията за линейност от точка 9.2 и едновременно да са достатъчно точни, за да отговарят също на изискванията за линейност на потока на отработилите газове.

8.4.1.5. Метод за измерване чрез трасиране

Той включва измерване на концентрацията на индикаторен газ в отработилите газове.

Известно количество инертен газ (напр. чист хелий) се впръсква в потока отработили газове като индикаторен газ. Газът се смесва и разрежда с отработилите газове, но не реагира в изпускателната тръба. Концентрацията на газа се измерва в проба от отработилите газове.

За да се осигури пълно смесване на индикаторния газ, сондата за взимане на проба от отработили газове се разполага на разстояние 1 m или 30 пъти диаметъра на изпускателната тръба, в зависимост от това кое е по-голямо, след точката за впръскване на индикаторен газ. Сондата за вземане на проба може да се разположи по-близо до точката за впръскване, ако пълното смесване се проверява чрез сравнение на концентрацията на индикаторния газ с еталонната концентрация, когато индикаторният газ се впръсква преди двигателя.

Дебитът на индикаторния газ се задава така, че неговата концентрация при празен ход на двигателя след смесването да става по-малка от пълната скала на анализатора за индикаторен газ.

Дебитът на отработилите газове се изчислява, както следва:

(29)

където:

q mew,i е моментен масов дебит на отработилите газове, kg/s; q vt е дебит на индикаторния газ, cm3/min; c mix,i е моментна концентрация на индикаторния газ след смесване, ppm; ρ e е плътността на отработилите газове, kg/m3 (срвн. таблица 4); c b е фонова концентрация на индикаторния газ във входящия въздух, ppm.

Фоновата концентрация на индикаторния газ (c b) може да бъде определена чрез усредняване на фоновата концентрация, измерена непосредствено преди и след провеждане на изпитването.

Когато фоновата концентрация е по-малка от 1 % от концентрацията на индикаторния газ след смесване (c mix.i) в максималния поток отработили газове, тя може да се пренебрегне.

Системата като цяло трябва да отговаря на изискванията за линейност на потока на отработилите газове от точка 9.2.

8.4.1.6. Метод за измерване на въздушен поток и съотношение въздух— гориво

Той включва изчисление на масата на отработилите газове от въздушния поток и съотношението въздух— гориво. Моментният масов дебит на отработилите газове се изчислява, както следва:

(30)

като

(31)

(32)

където:

q maw,i е моментен масов дебит на входящия въздух, kg/s; A/F st стехиометрично съотношение въздух— гориво, kg/kg; λ i коефициентът на моментния излишък на въздух; c CO2d е концентрацията на сух CO2, %; c COd е концентрацията на сух CO, ppm c HCw е концентрацията на влажен HC, ppm.

Дебитомерът и анализаторите на въздуха трябва да отговарят на изискванията за линейност от точка 9.2 и едновременно да са достатъчно точни, за да отговарят също на изискванията за линейност на потока на отработилите газове от точка 9.2.

Ако оборудване за измерване на съотношението въздух— гориво, като например тип циркониев датчик, се използва за измерване на коефициента на излишъка на въздух, то трябва да отговаря на спецификациите от точка 9.3.2.7.

8.4.1.7. Метод на въглеродния баланс

Той включва изчисление на масата на отработилите газове от потокa на горивото и газообразните компоненти на отработилите газове, които съдържат въглерод. Моментният масов дебит на отработилите газове се изчислява, както следва:

(33)

като

(34)

както и

(35)

където:

q mf,i е моментен масов дебит на горивото, kg/s; H a е влажност на входящия въздух, g вода за kg сух въздух; w BET е кислородно съдържание на гориво, % маса; w ALF е водородното съдържание на горивото, % маса; w DEL е азотното съдържание на горивото, % маса; w EPS е кислородно съдържание на гориво, % маса; c CO2d е концентрацията на сух CO2, %; c CO2d,a e концентрацията на влажен CO2 в околния въздух, %; c CO е концентрацията на влажен CO, ppm; c HCw е концентрацията на влажен HC, ppm.

8.4.2. Определяне на газообразните компоненти

8.4.2.1. Въведение

Газообразните компоненти в неразредените отработили газове, изпускани от двигателя, който е подложен на техническите изпитвания, се измерват със системи за измерване и взимане на проба, описани в точка 9.3 и допълнение 3. Оценката на данните е описана в точка 8.4.2.2.

В точки 8.4.2.3 и 8.4.2.4 са описани две процедури на изчисляване, които са еквивалентни за еталонните горива от допълнение 2. Процедурата от точка 8.4.2.3 е по-пряка, тъй като използва табулирани стойности на u за съотношението между плътностите на компонент и на отработилите газове. Процедурата от точка 8.4.2.4 е по-точна за качества на горивата, които се отклоняват от спецификациите в допълнение 2, но изисква анализ на елементите от състава на горивото.

8.4.2.2. Оценяване на данните

Съответните данни за емисиите се записват и съхраняват в съответствие с точка 7.6.6.

За изчисляване на масовите емисии на газообразните комп