Само оригиналните текстове на ИКЕ на ООН имат правно действие съгласно международното публично право. Статутът и датата на влизане в сила на настоящото правило следва да бъдат проверени в последната версия на документа на ИКЕ на ООН за статута — TRANS/WP.29/343/, който е на разположение на електронен адрес: http://www.unece.org/trans/main/wp29/wp29wgs/wp29gen/wp29fdocstts.html.

Правило № 49 на Икономическата комисия за Европа на Организацията на обединените нации (ИКЕ на ООН) – Единни технически предписания за типово одобрение на:

Единни разпоредби относно мерките, които следва да се предприемат срещу емисиите на газообразни замърсители и прахови замърсители от двигатели със самовъзпламеняване чрез сгъстяване, предназначени за употреба в превозни средства и емисиите газообразни замърсители от двигатели с принудително запалване, използващи за гориво „природен газ“ или „втечнен нефтен газ“, предназначени за употреба в превозни средства

(Ревизия 4)

Включваща целия валиден текст до:

серия от изменения 05 – дата на влизане в сила:

СЪДЪРЖАНИЕ

ГЛАВА

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. ОБХВАТ

2. ОПРЕДЕЛЕНИЯ

3. ЗАЯВЛЕНИЕ ЗА ТИПОВО ОДОБРЕНИЕ

3.1. Заявление за типово одобрение на тип двигател или семейство двигатели, като отделна техническа единица

3.2. Заявление за типово одобрение за тип превозно средство по отношение на неговия двигател

3.3. Заявление за типово одобрение за тип превозно средство с одобрен двигател

3.4. Системи за бордова диагностика

4. ОДОБРЕНИЕ

4.1. Издаване на типово одобрение за универсално гориво

Типово одобрение за универсално гориво се издава при следните условия.

4.2. Издаване на типово одобрение с ограничения за гамата на горивото

Типово одобрение с ограничения за гамата на горивото се издава при следните условия.

4.3. Одобряване за емисии на отработили газове на член от семейството

5. ПРЕДПИСАНИЯ И ИЗПИТВАНИЯ

5.1. Общи положения

5.2. Спецификации относно емисиите на газообразни и прахови замърсители и дим

За изпитване за типовото одобрение по ред В1 или В2, или по ред С на таблиците в точка 5.2.1, емисиите се определят с изпитванията ESC, ELR и ЕТС.

За газови двигатели газообразните емисии се определят с изпитването ЕТС.

Процедурите за провеждане на изпитванията ESC и ELR са описани в приложение 4А, допълнение 1, а процедурата за изпитването ЕТС е описана в приложение 4А, допълнения 2 и 3.

Емисиите на газообразни и прахови замърсители, когато е приложимо, и на дим, когато е приложимо, от двигателите, предоставени за изпитване, се измерват по методите, описани в приложение 4А, допълнение 4. Приложение 4А, допълнение 7 описва препоръчителните системи за анализ за газообразни замърсители, препоръчителните системи за взимане на проби от прахови частици и препоръчителната система за измерване на дим.

Техническата служба може да одобри други системи или анализатори, ако се установи, че те дават еквивалентни резултати за съответния изпитвателен цикъл. Определянето на еквивалентността на системата се основава на изследването на съпоставимостта между 7 (или повече) двойки образци на разглежданата система и една от еталонните системи от настоящото правило. За емисии на прахови частици, като еквивалентни еталонни системи се признават единствено системата за пълно разреждане на потока или системата за разреждане на част от потока, които удовлетворяват изискванията на ISO 16183. „Резултати“ се отнася до стойността на отделен цикъл емисии. 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 двойка образци се определя чрез статистиката на F-изпитване и t-изпитване, както е описано в допълнение 4 към настоящото правило, получена при същите условия за лаборатория, изпитвателна камера и двигател. Резултатите извън средните се определят в съответствие с ISO 5725 и се изключват от базата данни. За въвеждане на нова система в настоящото правило определянето за еквивалентност се основава на изчислението за повторяемост и възпроизводимост, както е описано в ISO 5725.

5.3. Износоустойчивост и коефициенти на влошаване

5.4. Система за бордова диагностика (СБД)

5.5. Изисквания за осигуряване правилно действие на мерките за контрол на NOx

За етапа на определяне емисиите на NOx се измерват през изпитвателния цикъл ETC, съгласно разпоредбите на допълнение 2 към приложение 4А. Резултатът от ETC изпитването се използва за определяне на начина, по който се очаква да реагира системата за контрол на емисиите на NOx по време на демонстрационния процес (намаляване въртящия момент и/или предупредителен сигнал). Повредата се симулира по начин, при който нивото на NOx не превишава с повече от 1 g/kWh което и да е от пределните нива, дадени в точки 5.5.3.2. или 5.5.3.4.

6. ИНСТАЛИРАНЕ ВЪРХУ ПРЕВОЗНОТО СРЕДСТВО

7. СЕМЕЙСТВО ДВИГАТЕЛИ

7.1. Параметри, определящи семейството двигатели

Семейството двигатели, както е определено от неговия производител, трябва да съответства на разпоредбите на ISO 16185.

7.2. Избор на базовия двигател

7.3. Параметри за определяне на семейство двигатели със СБД

Семейството двигатели със СБД може да се определи чрез основни проектни параметри, които трябва да са общи за системите на двигателя в семейството.

За да може да се счита, че системите на двигателя принадлежат на едно и също семейство двигатели със СБД, следният списък с основни параметри трябва да бъде общ за всички:

8. СЪОТВЕТСТВИЕ НА ПРОИЗВОДСТВОТО

Процедурите за съответствие на производството трябва да съответства т на определените в Спогодбата, допълнение 2 (E/ECE/324-E/ECE/TRANS/505/Rev.2) с отчитане на следните изисквания:

8.4. Бордова диагностика (БД)

9. СЪОТВЕТСТВИЕ НА ПРЕВОЗНИ СРЕДСТВА/ДВИГАТЕЛИ В ЕКСПЛОАТАЦИЯ

10. САНКЦИИ ЗА НЕСЪОТВЕТСТВИЕ НА ПРОИЗВОДСТВОТО

11. ПРОМЯНА И РАЗШИРЕНИЕ НА ОДОБРЕНИЕТО НА ОДОБРЕН ТИП

12. ОКОНЧАТЕЛНО ПРЕКРАТЯВАНЕ НА ПРОИЗВОДСТВО

Ако притежателят на сертификат за одобрение напълно преустанови производството на тип, одобрен в съответствие с настоящото правило, той информира за това органа, който е издал одобрението. При получаване на съответното съобщение, този орган трябва да уведоми за това другите страни по Спогодбата от 1958 г., които прилагат настоящото правило, посредством уведомителен формуляр, съответстващ на образеца, даден в приложение 2А или 2Б към настоящото правило.

13. ПРЕХОДНИ РАЗПОРЕДБИ

13.1. Общи положения

13.2. Нови типови одобрения

13.3. Краен срок на действие на старите типови одобрения

13.4. Газови двигатели

13.5. Резервни двигатели за превозни средства в експлоатация

14. НАИМЕНОВАНИЯ И АДРЕСИ НА ТЕХНИЧЕСКИТЕ СЛУЖБИ, ОТГОВАРЯЩИ ЗА ПРОВЕЖДАНЕ НА ИЗПИТВАНИЯ ЗА ТИПОВО ОДОБРЕНИЕ И НА АДМИНИСТРАТИВНИТЕ ОТДЕЛИ

Страните, подписали Спогодбата от 1958 г., които прилагат настоящото правило трябва да съобщават на Секретариата на ООН наименованията и адресите на техническите служби, които отговарят за провеждането на изпитванията за даване на одобрение, както и тези на административните отдели, издаващи одобрение, и на които се изпращат формуляри, удостоверяващи одобрение, разширение, отказ за издаване на одобрение, оттегляне или окончателно прекратяване на производство, издадени в други страни.

(1) природен газ

(2) втечнен нефтен газ

(3) Правило № 83 се прилага само за превозни средства с еталонна маса ≤ 2,840 kg като разширение на одобрение, дадено за превозно средство от категориите M1 или N1.

(4) „R49 или R83“ означава, че производителите могат да получат типово одобрение съгласно настоящото правило или Правило № 83, вж. точка 1.2.

(5) Приложимо единствено за етап В в таблица 2 от точка 5.2.1.

(6) Дати на прилагане съгласно точка 5.4.2.

(7) Точка 5.4.1. от настоящото правило съдържа разпоредби за следене за главна функционална повреда, наместо следене за влошено функциониране или намаляване на каталитичната/филтърна ефективност на системата за последваща обработка на обработилите газове. Примери за главна функционална повреда са дадени в точки 3.2.3.2. и 3.2.3.3. от приложение 9А към настоящото правило.

(8) 1 — Германия, 2 — Франция, 3 — Италия, 4 — Нидерландия, 5 — Швеция, 6 — Белгия, 7 — Унгария, 8 — Чешка Република, 9 — Испания, 10 — Сърбия и Черна Гора, 11 — Обединено Кралство, 12 — Австрия, 13 — Люксембург, 14 — Швейцария, 15 (не е присвоен), 16 — Норвегия, 17 — Финландия, 18 — Дания, 19 — Румъния, 20 — Полша, 21 — Португалия, 22 — Русия, 23 — Гърция, 24 — Ирландия, 25 — Хърватия, 26 — Словения, 27 — Словакия, 28 — Беларус, 29 — Естония, 30 (не е присвоен), 31 — Босна и Херцеговина, 32 — Латвия, 33 — (не е присвоен), 34 — България, 35 (не е присвоен), 36 — Литва, 37 — Турция, 38 (не е присвоен), 39 — Азербайджан, 40 — бившата югославска Република Македония, 41 — (не е присвоен), 42 — Европейска общност (официалните одобрения се предоставят от държавите-членки, които използват техния съответен символ), 43 — Япония, 44 — (не е присвоен), 45 — Австралия, 46 — Украйна, 47 — Южна Африка, 48 — Нова Зеландия, 49 — Кипър, 50 — Малта, 51 — Република Корея, 52 — Малайзия и 53 — Тайланд и 56-Черна гора. Следващите числа се присвояват на останалите страни в хронологичния ред, в който те ратифицират или се присъединяват към Спогодбата за приемане на единни технически предписания за колесните превозни средства, за оборудването и частите, които могат да се монтират и/или използват в тях, както и за условията за взаимно признаване на предоставяните типови одобрения, издавани въз основа на тези предписания, като така присвояваните числа се съобщават от Генералния секретар на ООН на участващите в спогодбата страни.

(9) В съответствие с таблиците от точка 5.2.1. от настоящото правило.

(10) В съответствие с точка 5.4 от настоящото правило, газовите двигатели са изключени от СБД етап I.

(11) В съответствие с точка 5.5. от настоящото правило.

(12) До 1 октомври 2008 г. се прилага следното: „околна температура в обхвата от 279 K до 303 K (6 oC—30 oC)“.

(13) Преразглеждането на този температурен обхват ще бъде част от преразглеждането на настоящото правило, като специално се наблегне на това доколко е удачна долната граница на температурата.

(14) За двигатели, които имат ходов обем по-малък от 0,75 dm3 на цилиндър и честота на въртене при номинална мощност по-голяма от 3 000 min-1

(15) Единствено за двигатели, работещи с природен газ.

(16) Неприложимо за двигатели, използващи за гориво газ на етапи В1 и В2.

(17) За двигатели, които имат ходов обем по-малък от 0,75 dm3 на цилиндър и честота на въртене при номинална мощност по-голяма от 3 000 min-1

(18) Както е дефинирано в Консолидирано решение за конструкцията на превозните средства (R.E.3).

(19) В съответствие с таблиците в точка 5.2.1. от настоящото правило.

(20) В съответствие с точка 5.4. от настоящото правило газовите двигатели са изключени от БД, етап I.

(21) В съответствие с точка 5.5. от настоящото правило.

През (H)CLD се пропуска еталонен газ NO с концентрация от 80 % до 100 % от обхвата на скалата на най-често използвания обхват и измерената стойност за NO се записва като D. След това еталонният газ NO се пропуска през вода със стайна температура и преминава през анализатора (H)CLD, като стойността на NO се записва като C. Абсолютното работно налягане на анализатора и температурата на водата се определят и се записват съответно като стойности Е и F. Определя се налягането на насищане на сместа с пара, на което съответства температурата F на струята вода и което се записва като стойност G. Концентрацията на водната пара (Н, в %) в сместа се изчислява, както следва:

През анализатора NDIR се пропуска еталонен газ CO2 с концентрация от 80 % до 100 % от обхвата на скалата на най-високия измервателен обхват и се записва измерената стойност на CO2 , като A. След това газът се разрежда до около 50 % с еталонен газ NO и се пропуска през NDIR и през (H)CLD, след което се записват измерените стойности на CO2 и на NO — съответно В и С. След това се прекратява подаването на CO2 и единствено еталонният газ NO преминава през (H)CLD, а стойността на NO се записва, като D.

При изключен озонатор, анализаторът се включва в режим NO и се прекъсва подаването на кислород или синтетичен въздух. Показанието за съдържанието на NOx не трябва да се отклонява с повече от ± 5 % от концентрацията, измерена съгласно точка 1.7.2. (анализаторът е в режим NO).

Анализаторът NO се включва на режим NOx, за да може сега газовата смес (състояща се от NO, NO2, O2 и N2) да преминава през преобразувателя. Отчетената стойност на концентрацията а се записва (анализаторът е в режим NOx).

След това озонаторът се задейства, за да създаде достатъчен обем от озон, за да намали концентрацията на NO до около 20 % (най-малко 10 %) от концентрацията при калибрирането, дадена в точка 1.7.2. Отчетената стойност на концентрацията „d“ се записва (анализаторът е в режим NO).

Химилуминсцентните детектори CLD и HCLD се калибрират следвайки спецификациите на производителя в най-често използвания работен обхват с използване на нулев газ и еталонен газ (със съдържание на NO, което отговаря на около 80 % от работния обхват и концентрацията на NO2 в газовата смес е по-ниска от 5 % от концентрацията на NO). Анализаторът на NOx е настроен на режим за анализ на NO, така че еталонният газ да не преминава през преобразувателя. Отчетената концентрация се записва.

(замърсяване ≤ 1 ppm C1, ≤ 1 ppm CO, ≤ 400 ppm CO2, ≤ 0,1 ppm NO);

(замърсяване ≤ 1 ppm C1, ≤ 1 ppm CO, ≤ 400 ppm CO2, ≤ 0,1 ppm NO);

брой на ETC изпитванията по време на регенерация (най-малко едно ETC);

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 хармонизираното в световен мащаб сертифициране за тежък режим на работа (WHDC, световен технически регламент (GTR) № 4)

1. ПРИЛОЖЕНИЕ

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

3. ОПРЕДЕЛЕНИЯ, СИМВОЛИ 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 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 транспортното време на измервания компонент от сондата за взимане на проби до детектора, като сондата за взимане на проби се определя като контролна точка.

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

3.1.6. „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.

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

3.1.8. „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.

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

3.1.10. „Газов двигател“ означава двигател, който използва за гориво природен газ (ПГ) или втечнен нефтен газ (ВНГ).

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 (nhi)“ означава най-високата честота на въртене, при която се постига 70 % от заявената максимална мощност.

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

3.1.14. „Максимална мощност (Pmax)“ означава максималната мощността 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. „Базов двигател“ означава двигател, избран измежду семейство двигатели, така че емисионните му характеристики да са представителни за това семейство двигатели.

3.1.17. „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.

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

3.1.19. „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 oC) и 325 K (52 oC), когато е измерена в точка непосредствено след филтъра; това е преди всичко въглерод, въглеводороди с кондензирани ядра и сулфати и вода.

3.1.20. „% натоварване“ означава част от наличния максимален въртящ момент при зададена честота на въртене.

3.1.21. „Периодично регенериране“ означава регенерационния 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.

3.1.22. „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(WHSC).

3.1.23. „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.

3.1.24. „Време за реагиране“ означава разликата във времето между бърза 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 за реакция на системата се състои от времезакъснението към системата и времето за нарастване на системата.

3.1.25. „Време на нарастване“ означава разликата във времето между 10 % и 90 % реакция на крайното показание (t90 – t10 ).

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

3.1.27. „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);

3.1.28. „Време за преобразуване“ означава времето между промяната на измервания компонент в контролната точка и реакцията на системата от 50 % от крайното показание (t50 ), като пробната сонда се определя като контролна точка. Времето за преобразуване се използва за изравняване на сигнала на различни измервателни уреди.

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

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

Фиг. 1

Определения на реагиране на системата

3.2. Общи символи:

Символ Единица Термин 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 cb ppm/vol.% Фонова концентрация C d — Коефициент на нагнетяването 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 p g/kWh Специфични емисии по време на регенериране e w g/kWh Претеглени специфични емисии E CO2 % Потушаващ ефект на CO2 в NOx анализатор E E % Топлотворна способност на етана E H2O % Потушаващ ефект на водата в NOx анализатор E M % Топлотворна способност на метана E NOx % Ефективност на NOx преобразувател 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 въздуха за разреждане i — Индекс, обозначаващ моментно измерване (напр. 1 Hz) k f — Специфичен коефициент на гориво k h,D — Коефициент за коригиране нa влажността за NOx при двигатели със самовъзпламеняване чрез сгъстяване k h,G — Коефициент за коригиране нa влажността за NOx при двигатели с принудително запалване k r — Коефициент на регенериране k w,a — Коефициент за коригиране нa входящия въздух от суха към влажна база k w,d — Коефициент за коригиране на въздуха за разреждане от суха към влажна база k w,e — Коефициент за коригиране нa разредените отработили газове от суха към влажна база k w,r — Коефициент за коригиране нa неразредените отработили газове от суха към влажна база K V — Калибрираща функция CFV λ — Коефициент на излишък на въздух m d kg Маса на пробата на въздуха за разреждане, преминал през филтрите за взимане на проби на 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 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 въздух за разреждане M a g/mol Моларна маса на входящия въздух M e g/mol Моларна маса на отработилите газове M gas g/mol Моларна маса на газообразни компоненти n — Брой на измерванията nr — Брой на измерванията по време на регенериране n min-1 Честота на въртене n hi min-1 Висока честота на въртене n lo min-1 Ниска честота на въртене n pref min-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 във въздуха за разреждане p p kPa Абсолютно атмосферно налягане p r kPa Налягане на водни пари след охладителя p s kPa Атмосферно налягане на сухия въздух qm ad kg/s Масов дебит на входящ въздух на суха база qm aw kg/s Масов дебит на входящ въздух на влажна база qm Ce kg/s Масов дебит на въглеродния компонент в неразредените отработили газове qm Cf kg/s Масов дебит на въглеродния компонент към двигателя qm Cp kg/s Масов дебит въглеродния компонент в системата за разреждане на част от потока qm dew kg/s Масов дебит на разредените отработилите газове на влажна база qm dw kg/s Масов дебит на въздух за разреждане на влажна база qm edf kg/s Еквивалентен масов дебит на разредените отработили газове на влажна база qm ew kg/s Масов дебит на отработилите газове на влажна база qm ex kg/s Масов дебит на пробата, извлечена от тунела за разреждане qm f kg/s Масов дебит на горивото qm p kg/s Проба от потока на отработилия газ в системата за разреждане на част от потока qv CVS m3/s Обемен дебит на CVS qv s dm3/min Системен дебит на системата за анализ на отработилите газове qv t cm3/min Дебит на индикаторен газ r d — Коефициент на разреждане r D — Отношение на диаметри на инфразвукова 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 инфразвукова тръба на Вентури r s — Средна честота на вземане на проба ρ kg/m3 Плътност ρe kg/m3 Плътност на отработилите газове σ Стандартно отклонение T К Абсолютна температура T a К 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 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 на изпитвателния цикъл W ref kWh Еталонна работа на изпитвателния цикъл X 0 m3/r Калибрираща функция на PDP

3.3. Символи 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)

отнасящи се до гориво CHαOεNδSγ

3.4. Символи и съкращения за химични компоненти

C1 Въглеводороди, изразени в еквивалент C1 CH4 Метан C2H6 Етан C3H8 Пропан CO Въглероден окис CO2 Въглероден двуокис DOP Диоктилфталати 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 Химилуминсцентен датчик 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 химилуминесцентен датчик 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 % от пълната скала PFS Система за частично разреждане на потока SSV Инфразвукова 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.

5. ИЗИСКВАНИЯ КЪМ РАБОТАТА 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, издаващ типовото одобрение, 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 на 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, 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, издаващ типовото одобрение.

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, издаващ типовото одобрение. Производителят предоставя на органа, издаващ типовото одобрение, 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, издаващ типовото одобрение. 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, издаващ типовото одобрение. 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 a) 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 a) 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 a) 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 пределни стойности на работен обем на цилиндрите С одобрението на органа, издаващ типовото одобрение, 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 смукване на въздух: a) естествено смукване; б) под налягане (с компресор); в) под налягане с охладител на въздуха.

5.2.3.6. Тип гориво a) дизел; б) природен газ (ПГ); в) втечнен петролен газ (ВНГ); г) етанол.

5.2.3.7. Тип горивна камера a) отворена горивна камера; б) разделна камера; в) други типове.

5.2.3.8. Тип запалване a) с принудително запалване; б) със самовъзпламеняване чрез сгъстяване.

5.2.3.9. Клапани и смукателни и изпускателни отвори a) конфигурация; б) брой на клапаните на цилиндър.

5.2.3.10. Тип подаване на гориво a) 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 a) 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: a) регулиране на момента на впръскването; б) налягане на впръскването; в) множество впръсквания; г) налягане на компресора; д) VGT; (е) рециркулация на обработилите газове.

5.2.3.13. 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, издаващ типовото одобрение, 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, издаващ типовото одобрение, 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:

a) 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, издаващ одобрението или сертификата, 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 целесъобразната 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 при смукателния отвор 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.

a) Двигатели със самовъзпламеняване чрез сгъстяване: двигатели с естествено смукване 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 oC).

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 на 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.

6.3. Мощност на двигателя

Основа на измерването на специфичните емисии е ненормираната мощност, както е определена в Правило № 85 на ИКЕ.

Спомагателното оборудване, което е необходимо само при експлоатацията на превозното средство и което може да бъде монтирано върху двигателя, се отстранява за изпитването. Следният неизчерпателен списък е само примерен:

a) пневматичен компресор на спирачките;

б) компресор за кормилно управление;

в) компресор на климатичната инсталация;

г) помпи за хидравличните цилиндри.

Когато спомагателното оборудване не е отстранено, мощността, консумирана от него, се определя, за да се регулират зададените стойности и да се изчисли работата на двигателя, извършена по време на изпитвателния цикъл.

6.4. Система на двигателя за пълнене с въздух

Използва се система за пълнене с въздух или система на изпитвателната лаборатория, която представлява система за ограничаване на въздушния приток в рамките на ± 300 Ра от максималната стойност, указана от производителя за неизползван въздушен филтър, когато двигателят работи при номинална честота и пълно натоварване.

6.5. Изпускателна система на двигателя

Използва се изпускателна система на двигателя или система на изпитвателната лаборатория, която дава противоналягане на отработилите газове в рамките на ± 650 Ра от максималната стойност, указана от производителя, когато двигателят работи при номинална честота и пълното натоварване. Изпускателната система на двигателя трябва да е съобразена с изискванията за взимане на проби от отработилите газове, както е посочено в точки 8.3.2.2. и 8.3.3.2.

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, за разстояние, равно на четири диаметъра преди началото на разширителната част, където се намира устройството за последваща обработка. Разстоянието от фланеца на изпускателния колектор или изхода на турбокомпресора до устройството 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 ограниченията на отработилите газове трябва да отговарят на гореописаните критерии и да могат да се регулират от клапан. Контейнерът за последваща обработка може да се отстранява по време на симулираните изпитвания и по време на съставяне на графика 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 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.

Системи за последваща обработка на отработилите газове с непрекъсната регенерация съгласно точка 6.6.1. не изискват специална процедура на изпитване.

6.6.1. Непрекъснато регенерирането

За система за последваща обработка на обработили газове, която се основава на непрекъснато регенерирането, 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 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. 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.).

Системата за последваща обработка се счита за задоволителна, ако условията, заявени от производителя, се срещат по време на изпитването зa достатъчно дълго време и резултатите от емисиите не се разсейват с повече от ±15 %.

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 пределни 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 две ЕТС изпитвания, едно по време на и две извън регенерирането при стабилизирана система за последваща обработка на отработили газове и резултатите се претеглят.

Процесът на регенериране настъпва най-малко един път по време на ЕТС изпитването. 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 заявява условията на нормалните параметри, при които се извършва регенерационният процес (сажди, температура, противоналягане на отработили газове и т.н.), както и неговата продължителност, въз основа на броя изпитвателни цикли (nr). Производителят също осигурява всичките данни за определяне на броя изпитвателни цикли между две регенерирания (n). Точната процедура за определяне на това време се одобрява от органа, издаващ типовото одобрение, въз основа на добра техническа преценка.

Производителят осигурява система за последваща обработка на отработили газове, с цел постигане на регенериране по време на WHTC изпитването. По време на подготвителната фаза 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. Препоръчва се да се извърши поне едно WHTC изпитване, възможно най-близко преди регенерационното изпитване, и едно WHTC незабавно след регенерационното изпитване. Като алтернатива, производителят може да осигури данни, показващи, че емисиите остават константа (± 15 %) между регенерационните фази. В този случай се използват емисиите само на едно WHTC изпитване.

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 газовеи т.н.).

По време на регенерационния процес могат да се превишат приложимите пределни стойности на емисиите.

Измерените емисии се претеглят съгласно точка 8.5.2.2. и крайният претеглен резултат не трябва да превишава приложимите пределни стойности на емисиите. Процедурата на изпитването е изобразена схематично на фиг. 2.

Фиг. 2

Схема на периодично регенерирането:

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.

7. ПРОЦЕДУРИ ЗА ПРОВЕЖДАНЕ НА ИЗПИТВАНИЯТА

7.1. Принципи на измерване на емисиите

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

a) газообразните компоненти се измерват в неразредените отработили газове в реално време, а праховите частици се определят като се използва система за частично разреждане на потока;

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

в) допуска се коя да е комбинация от двата принципа (напр. измерване на неразредени газове и измерване на целия поток прахови частици.

Двигателят се подлага на изпитвателни цикли, указани по-долу.

7.2. 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, които се прилагат за всички двигатели, обхванати в това приложение. <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 графиката на двигателя. Това преобразуване се нарича „денормализация“ , а така развитият изпитвателен цикъл се приема за еталонен цикъл на двигателя, който ще се изпитва. 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 на между еталонните и действителните стойности на честотата на въртене и въртящия момент.

За изчисляване на специфичните спирачни емисии, действителната работа на цикъла се изчислява чрез интегриране на действителната мощност на двигателя през време на цикъла. За удостоверяване на цикъла, действителната работа на цикъла трябва да е в рамките на предписаните пределни стойности за работата на цикъла от еталонния цикъл (работа на еталонния цикъл).

Газообразните замърсители могат да бъдат отчитани непрекъснато или да им се взима проба в торба за проби. Пробата на праховите частици се разрежда с кондициониран околен въздух и се улавят на единичен подходящ филтър. WHTC е изобразен схематично на фиг. 3.

Фиг. 3

Изпитвателен цикъл WHTC

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

Изпитвателният цикъл със стабилни състояния и линейни преходи между тях WHSC се състои от определен брой нормирани режими на честота на въртене и натоварване, които обхващат типичния работен диапазон на двигателите с тежък режим на работа. Не се извършва пробег в режим 0, а въпросният режим само се отчита математически посредством тегловен коефициент от 0,24 и нулеви емисии и мощност. 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 секунди. 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.

При всеки режим и линейните преходи между режимите се определят концентрацията на всеки газообразен замърсител, потокът на отработилите газове и изходящата мощност, както и усреднените измерени стойности за цикъла на изпитване. Газообразните замърсители могат да записвани непрекъснато или да им се взима проба в торба за проби. Пробата на праховите частици се разрежда с кондициониран околен въздух. Взима се една проба за цялата изпитвателна процедура и се събира върху един подходящ филтър.

За изчисляване на специфичните емисии в режим на двигателна спирачка, действителната работа на цикъла се изчислява чрез интегриране на действителната мощност на двигателя през време на цикъла.

WHSC е показан в таблица 1. Тегловните коефициенти (WF) са дадени само за справка. Режимът на празен ход е разделен на две: режим 1 в началото и режим 13 в края на цикъла на изпитването.

Таблица 1

Изпитване WHSC

Режим M Нормирана честота на въртене ( %) Нормиран товар ( %) Тегловен коефициент за сравнение Времетраене на режима: вкл. 20 s стабилно състояние 0 Изменение на въртящия момент — 0,24 — 1 0 0 0,17/2 210 2 55 100 0,02 50 3 55 25 0,10 250 4 55 70 0,03 75 5 35 100 0,02 50 6 25 25 0,08 200 7 45 70 0,03 75 8 45 25 0,06 150 9 55 50 0,05 125 10 75 100 0,02 50 11 35 50 0,08 200 12 35 25 0,10 250 13 0 0 0,17/2 210 Сума 1,00 1 895

7.4. 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 параграфи 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.

7.5. Процедура за съставяне на графика на двигателя

За да се генерират WHTC и WHSC върху изпитвателната камера, за двигателя трябва да се изготви графика преди провеждането на изпитвателния цикъл, за да се определят кривата на честотата на въртене спрямо момента на въртене и кривата на честотата на въртене спрямо мощността.

7.5.1. Определяне обхвата на графиката на скоростта на въртене

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

Минималната честотата на въртене, включена в графиката = честотата на въртене на празен ход ата Максималната честотата на въртене, включена в график = n hi x 1,02 или честотата на въртене , при която въртящият момент при пълно натоварване спада до нула, взема се по-ниската от двете стойности

7.5.2. Методика за съставяне на крива на двигателя

Двигателят се загрява при максимална мощност, за да се стабилизират параметрите на двигателя, съгласно препоръките на производителя и на добрата инженерна практика. След като двигателят е стабилизиран, графиката на двигателя се съставя, както следва:

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

б) двигателят се пуска при настройка за пълно натоварване на впръсквателната помпа при минималната честота на въртене, включена в графиката;

в) честотата на въртене на двигателя се увеличава със средна норма от 8 ± 1 min-1/s от минималната и максималната честотата на въртене, включени в графиката. Точките за нанасяне на честотата на въртене и въртящия момент се записват при норма на взимане на пробата от най-малко 1 точка в секунда.

7.5.3. Алтернативно изготвяне на графика

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

7.5.4. Повтаряне на изпитвания

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

a) по техническа преценка е изминал неоснователно дълъг срок от време от последната изготвена графика; или

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

7.6. Генериране на еталонен изпитвателен цикъл

7.6.1. Денормализация на честота на въртене

Честота на въртене на двигателя се денормализира, като се използва следната формула:

Действителна честота на въртене = n norm × (0,45 × n lo+0,45 × n pref+0,1 × n hi – n idle) × 2,0327 + n idle (4)

където:

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; n hi е най-високата честота на въртене, при която мощността е 70 % от максималната мощност; n idle честота при празен ход;

както е показано на фиг. 4.

Фиг. 4

Определяне на изпитвателните честоти на въртене

7.6.1.1. Определяне на предпочитаните честоти

От графиката на двигателя, определена в съответствие с точка 7.5.2. интегралът от максималния въртящ момент се изчислява за интервала n idle до n 95h. n 95h е най-високата честота на въртене, при която мощността е 95 % от максималната мощност. Тогава n pref се определя като честотата на въртене, която отговаря на 51 % от стойността на целия интеграл, както е показано на фиг. 5.

Фиг. 5

Определяне на n pref

7.6.2. Денормализация на въртящия момент на двигателя

Стойностите на въртящия момент от таблицата на графика на работа на динамометричния стенд от допълнение 1 се нормират до максималния въртящ момент при съответната честота на въртене. Стойностите на въртящия момент на еталонния цикъл се денормализират, като се използва кривата за изготвяне на графиката, определена съгласно точка 1.3, както следва:

(5)

за съответната действителна честота на въртене, определена в точка 7.6.1.

7.6.3. Пример за процедура на денормализация

Като пример, следната контролна точка се денормализира:

% от честотата на въртене = 43 % % от въртящия момент = 82 %

При дадени следни стойности:

n lo = 1,015 min-1 n hi = 2,200 min-1 n pref = 1,300 min-1 n idle = 600 min-1

се получава:

= 1,178 min-1

където максимален въртящ момент от 700 Nm се наблюдава на кривата на графиката при 1 178 min-1.

= 574 Nm

7.7. Потвърждаване на проведеното изпитване

7.7.1. Изчисляване цикъла на работа

Всякакви точки, записани при пускането на двигателя, се пропускат. Работата на цикъла W act (kWh), се изчислява на основата на стойностите на честотата на въртене и въртящия момент от обратната връзка за работата на двигателя. Еталонната работа на цикъла W ref (kWh) се изчислява на основата на еталонните стойности на честотата на въртене и въртящия момент на двигателя. Действителната работа на цикъла W act, се използва за сравнение с еталонната работа на цикъла W ref и за изчисляване специфичните спирачни емисии (вж. точка и 8.5.2.1.).

За интегрирането на еталонната и действителната мощност на двигателя се използва същата методология. 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.

Стойността на W actе между 85 % и 105 % от W ref.

7.7.2. Статистическа проверка на изпитвателния цикъл

Извършва се линейна регресия на действителните стойности към еталонните за честотата на въртене, въртящия момент и мощността.

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 от обратната връзка се сменят, и честотата на въртене и въртящият момент трябва да се сменят в същото количество и същата посока.

Използва се методът на най-малките квадрати, като най-пригодното уравнение има вида:

y = mx + b (6)

където:

y = действителна стойност на честота на въртене (min-1), въртящ момент (Nm) или мощност (kW) m = наклон на кривата на регресия x = еталонна стойност на честота на въртене (min-1), въртящ момент (Nm) или мощност (kW) b = пресичането на у с кривата на регресия

Стандартната грешка на оценяването (SEE) на у по х и коефициентът на определяне (r2) се изчислява 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.

Таблица 2

Допуски на кривата на регресия

Честота на въртене Въртящ момент Мощност Стандартна грешка на оценяването (SEE) на у спрямо х макс. 100 min-1 макс. 13 % от максималния въртящ момент на двигателя макс. 8 % от максималната мощност на двигателя Наклон на кривата на регресията, m 0,95 дo 1,03 0,83 - 1,03 0,89 - 1,03 Коефициент за определяне, r2 мин. 0,970 мин. 0,850 мин. 0,910 Пресичане на у с кривата на регресия b ± 50 min-1 ± 20 Nm или ± 2 % от максимален въртящ момент, което е по-голямо ± 4 kW или ± 2 % от максималната мощност, което е по-голямо

Единствено за целите на регресията е разрешено заличаването на точки, отбелязани в таблица 3, преди правенето на изчисления на регресията. Тези точки, обаче, не се заличават за изчисляването на работата на цикъла и емисиите. Точка на празен ход се дефинира като точка, която има нормиран еталонен въртящ момент от 0 % и нормирана еталонна честота на въртене от 0 %. Заличаването на точки може да се приложи към целия цикъл или която и да е негова част.

Таблица 3

Разрешени заличавания на точки от регресивните анализи

Условие Точки, които могат да се заличат Първи 6 ± 1 секунди Честота на въртене, въртящ момент, мощност Пълен товар и действителен въртящ момент < 95 % от еталонния въртящ момент Въртящ момент и/или мощност Пълен товар и действителна честота на въртене < 95 % от еталонната честота на въртене Честота на въртене и/или мощност Липса на товар и действителен въртящ момент > еталонния въртящ момент Момент на въртене и/или мощност Липса на товар и действителен въртящ момент < ± 2 % от макс. въртящ момент (точка на празен ход) Честота на въртене и/или мощност Липса на товар и еталонен въртящ момент < 0 % от макс. въртящ момент (точка на режим на работа на двигателя) Момент на въртене и/или мощност

7.8. Провеждане на изпитване на емисиите

7.8.1. Въведение

Емисиите на отработилите газове от двигателя, които се измерват, включват газообразни компоненти (въглероден окис, обща маса на въглеводородите или неметановите въглеводороди, метан и азотни окиси) и прахови частици. В допълнение, често се използва въглероден двуокис, като индикаторен газ при определяне коефициента на разреждане на системите за разреждане на част от или целия поток.

Горните замърсители се изследват по време на предписаните изпитвателни цикли. Концентрацията на газообразните компонентите се определя през цикъла или в неразредените обработили газове, чрез интегриране на сигналите от анализатора, или в разредените отработили газове на CVS система за разреждане на целия поток, чрез интегриране или взимане на проба с торба. За праховите частици се събира пропорционална проба от разредените отработили газове върху указан филтър чрез частично разреждане на потока или разреждане на целия поток. В зависимост от използвания метод, дебитът на неразредените или разредени отработили газове се определя по време на цикъла, за да се изчислят стойностите на масовите емисии замърсители. За да се изчислят граммолите на всеки замърсител, излъчвани на киловатчас, стойностите на масовите емисии се отнасят към работата на двигателя, изчислена в съответствие с точка 7.7.1.

7.8.2. Процедури преди изпитването

Предхождащи изпитването измервания на двигателя, проверки на работата му и калибриране на системите се правят преди процедурата на съставяне на графика на двигателя в съответствие с общата последователност, описана в точка 7.4.

7.8.2.1. Охлаждане на двигателя (единствено при изпитване на пускане на студен двигател)

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 отнеме 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.

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

Поне един час преди изпитването всеки филтър 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 всеки филтър се претегля и се записва теглото на 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.

7.8.2.3. Монтиране на измервателното оборудване

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

7.8.2.4. Предварителна подготовка на системата за разреждане и на двигателя (WHSC единствено)

Системата за разреждане и двигателя се пускат и загряват. След загряването, двигателят и системата за вземане на проби се подготвят предварително като двигателят работи на режим 9 за минимум 10 минути, а едновременно работи или системата за разреждане на част от потока, или системата за разреждане на целия поток и системата за вторично 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 са регулирани приблизително като дебитите, избрани за изпитването.

7.8.2.5. 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 обхождащ провод. Фоновото ниво на праховите частиците от разредения въздух може да се определи чрез вземане на проба от разредения въздух 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.

7.8.2.6. 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 урегулират така, че да се елиминира кондензацията на вода от системата и да се постигне температура върху повърхността на филтъра между 315 K (42 oC) и 325 K (52 oC).

7.8.2.7. Проверяване на анализаторите

Емисионните анализатори се нулират и регулират. Когато се използват торби за пробите, те се изпразват от съдържанието си.

7.8.3. Процедура за пускане на двигателя

7.8.3.1. Изпитване на пускане на студен двигател (WHTC единствено)

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 oC). 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 завъртане, завъртането 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.

7.8.3.2. Период на загряване (единствено WHTC)

Непосредствено след завършване на изпитването на пускане на студен двигател, двигателят се загрява за 5 + 1 минути.

7.8.3.3. Изпитване за пускане на загрял двигател

7.8.3.3.1. WHTC

Двигателят се пуска в края на периода на загряване, както е определен в точка 7.8.3.2. , с използване на процедурите, дадени в точка 7.8.3.1.

7.8.3.3.2. WHSC

Пет минути след завършване на подготовката в режим 9, както е описано в точка 7.8.2.4., 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 7.8.3.1.

7.8.4. Протичане на цикъла

Общите изисквания, изложени в настоящата точка се прилагат и за изпитването на пускане на студен двигател, посочено в точка 7.8.3.1., и за изпитването на пускане на загрял двигател, посочено в точка 7.8.3.3.

7.8.4.1. Последователност на изпитването

Последователността на изпитването започва с пускането на двигателя.

Изпитването се извършва съгласно еталонния цикъл, посочен в точка 7.2. 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.

Изпитването WHSC се извършва съгласно реда на изпитателните режими, изброени в таблица 1 от точка 7.3.

7.8.4.2. Реагиране на анализатора:

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

a) започва да събира или анализира въздуха за разреждане, 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 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 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 отговорът 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 постоянно 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 за реакция на системата е не повече 20 s и се координира с колебанията на потока CVS и, при необходимост, отклоненията във времето за взимане на проби/изпитвателен цикъл. Съдържанието на СО, CO2, NMHC и CH се определя, като се интегрират непрекъснато измервани сигнали или се анализират концентрациите в торбата за пробите, събрани по време на цикъла. Концентрациите на газообразните замърсители във въздуха за разреждане се определят, като се интегрират или събират във фонова торба. Всички други стойности се записват при най-малко едно измерване в секунда (1 Hz).

7.8.4.3. Вземане на проби от праховите частици

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

Ако се използва система за частично разреждане на потока, помпата/ите за взимане на проба/и 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 8.3.3.3..

Ако се използва система за разреждане на целия поток, помпата/ите за взимане на проба/и 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 (т.е. пропорционално регулиране на пробен поток), трябва да се демонстрира, че отношението между основния поток през тунела и пробния поток прахови частици не се променя с повече от ±2,5 % от еталонната си стойност (с изключение на първите 10 секунди от взимането на проби). Средната температура и налягане при газомера/ите 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.

7.8.4.4. Затихване на двигателя и неизправност на оборудването

Ако двигателят затихне в кой да е момент от изпитването на пускане на студен двигател при WHTC или при WHSC, изпитването се анулира. Двигателят се подготвя и пуска отново съгласно методите на пускане от точка 7.8.3.1. и изпитването се повтаря.

Ако двигателят затихне в кой да е момент от изпитването на пускане на студен двигател при WHTC, изпитването се анулира. Двигателят се загрява за продължителен период съгласно точка 7.8.3.2. 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 кое да е необходимо изпитвателно оборудване по време на цикъла, изпитването се анулира и повтаря съобразно горните разпоредби, в зависимост от изпитвателния цикъл.

7.8.4.5. 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 торби и помпата за взимане на проби от прахови частици. При интегриращата анализираща система, взимането на проби продължава до изтичане на времето за реакция на системата.

Концентрациите в събирателните торби, ако се използват такива, се анализират възможно най-бързо, но не по-късно от 20 минути след края на изпитвателния цикъл.

След изпитването на емисии се използват нулев газ и същия калибровъчен газ за повторна проверка на анализаторите. Изпитването се счита за приемливо, когато разликата между резултатите преди изпитването и след изпитването е по-малка от 2 % от стойността на калибровъчния газ.

Филтърът за частици се връща в камерата за претегляне не по-късно от един час след завършване на изпитването. Той се кондиционира в блюдо на Петри, което е защитено срещу прах и позволява въздухообмен, поне за един час, и след това се претегля. Бруто теглото на филтъра се записва.

8. ИЗЧИСЛЯВАНЕ И ИЗМЕРВАНЕ НА ЕМИСИИТЕ

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 29-04 Не се позволява получаването на окончателни резултати на специфичните емисии в режим на двигателна спирачка, чрез закръгляване на междинни стойности.

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:

cw = k w × c d (7)

където:

cw в влажната концентрация в ppm и обемни % c d в сухата концентрация в ppm и обемни % k w е сухия/влажен коефициент

8.1.1. Неразредени отработили газове

(8)

или

(9)

или

(10)

като

k f = 0,055594 x w ALF+0,0080021 x w DEL+0,0070046 x w EPS (11)

както и

(12)

където:

H a е влажността 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 водното налягане на изпаряване след охладителя, kPa p b е общото атмосферно налягане, kPa, w DEL е азотното съдържание на горивото, % маса w EPS е кислородно съдържание на гориво, % маса α е моларно водородно съотношение на горивото c CO2 е концентрация сух CO2 , % c CO е концентрация сух CO , %

Формулите (8) и (9) са принципно идентични, като коефициентът 1,008 във формули (8) и (10) представлява приближена стойност на по-точния знаменател във формула (9).

8.1.2. Разредени отработили газове

(13)

или

(14)

като

(15)

където:

α е моларно водородно съотношение на горивото c CO2w е концентрация на влажен CO2, % c CO2d е концентрация на сух CO2, % H d е влажност на въздухa за разреждане, g вода за kg сух въздух H a е влажност на входящ въздух за разреждане, g вода за kg сух въздух D е коефициент на разреждане (вж. точка 8.4.2.4.2.)

8.1.3. Въздух за разреждане

(16)

като

(17)

където:

H d е влажност на въздуха за разреждане, 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, H a, може да се получи от измерване на относителната влажност, измерване на точката 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

(18)

където:

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

8.2.2. Двигатели с принудително запалване

k h.G = 0,6272+44,030 x 10-3 x H a – 0,862 x 10-3 x H a 2 (19)

където:

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

8.3. Измерване при частично разреждане на 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 торба, 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, метод на трасирането или измерване на входящия въздух и съотношението между въздуха и горивото. Следва да се обърне специално внимание на времето на реакция 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 8.3.3.3. Пълната изпитвателна установка е изобразена схематично на фиг. 6.

Фиг. 6

Схема за измерване на потока неразредени отработили газове или част от потока

8.3.1. Определяне на масовия поток отработили газове

8.3.1.1. Въведение

За изчисление на емисиите от неразредените отработили газове и за регулиране на система за частично разреждане на потока, е необходимо да се знае масовият дебит на отработилите газове. За определяне на този дебит може да се използва кой да е от методите, описани в точки 8.3.1.3 до 8.3.1.6 .

8.3.1.2. Време на реагиране

За изчисляване на емисиите, времето на реагиране по кой да е от методите, описани в точки 8.3.1.3 до 8.3.1.6 , 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 за реакция ≤ 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 за реагиране на системата за измерване на потока отработили газове и системата за разреждане на част от потока са посочени в точка 8.3.3.3.

8.3.1.3. Метод на пряко измерване

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

a) устройства за диференциално налягане, както 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. Те включват внимателния монтаж на устройството в системата за отработили газове на двигателя съгласно препоръките на производителя 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.

8.3.1.4. 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:

qm ew,i = qm aw,i + qm f,i (20)

където:

qm ew,i е моментен масов дебит на отработилите газове, kg/s qm aw,i е моментен масов дебит на входящия въздух, kg/s qm f,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.

8.3.1.5. 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:

(21)

където:

qm ew,i е моментен масов поток на отработилите газове, kg/s qv t е дебит на индикаторния газ, cm3/min c mix,i е моментна концентрация на индикаторния газ след смесване, ppm ρe 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.ii) 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.

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

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

(22)

като

(23)





(24)

където:

qm ew,i е моментен масов дебит на отработилите газове, kg/s

qm aw,i е моментен масов дебит на входящия въздух, kg/s

A/F st е стехиометрично съотношение въздух—гориво, kg/kg

λi е 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.

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

8.3.2. Определяне на газообразните компоненти

8.3.2.1. 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 8.3.2.3.

В точки 8.3.2.4. и 8.3.2.5. са описани две процедури на изчисляване, които са еквивалентни за еталонните горива от допълнение 2. Процедурата от точка 8.3.2.4. е по-пряка, тъй като използва табулирани стойности на u за съотношението между плътностите на компонент и на отработилите газове. Процедурата от точка 8.3.2.5. е по-точна за качества на горивата, които се отклоняват от спецификациите в допълнение 2, но изисква анализ на елементите от състава на горивото.

8.3.2.2. Вземане на проби от газообразните емисии

Сондите за взимане на проба от газообразни емисии се поставят на разстояние най-малко 0,5 m или 3 пъти диаметъра на изпускателната тръба — което е по-голямо, преди изхода на изпускателната системата, но достатъчно близо до двигателя, за да се осигури температура на отработилите газове поне 343 K (70 oC) в сондата.

При многоцилиндровите двигатели с изпускателен колектор с разклонения, входът на сондата се поставя достатъчно далече надолу, за да се гарантира, че пробата е представителна за средните емисии отработили газове, генерирани от всички цилиндри. При многоцилиндрови двигатели с отделни групи колектори, като например конфигурация „Vee“ на двигател, се препоръчва да се комбинират колекторите преди сондата за проби. Ако това не е практично, допуска се пробата да се вземе от групата с най-висока CO2 емисия. За изчисляване на емисиите отработили газове се използва общият масов поток на отработили газове.

Ако двигателят е оборудван със система за последваща обработка на отработилите газове, пробата от отработилите газове се взима след системата за последващата обработка на отработилите газове.

8.3.2.3. Оценяване на данните

За оценка на газообразните емисии, концентрации на емисиите неразредени отработили газове (HC, СО и NOx) и масовия дебит на отработилите газове се записват и съхраняват с поне 2 Hz в компютърна система. Всички други данни се записват при най-малко 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.

За изчисление на масовите емисии на газообразните компоненти, графиките на записаните концентрации и на масовия поток отработили газове се изравняват по времето на преобразуване, както е определено в точка 3.1.28. Времето за реакция от всеки анализатор на газообразни емисии и от системата за масов поток на отработили газове се определя съгласно точки 8.3.1.2 и 9.3.5., съответно, и се записва.

8.3.2.4. Изчисляване на масовите емисии, основано на таблични стойности

Масата на замърсителите (g/изпитване) се определя като се изчислят моментните маси на емисиите от неразредените концентрации на замърсителите и от масовия поток на отработилите газове, които се изравняват с времето на преобразуване, както е определено в съответствие с точка 8.3.2.3., като се интегрират моментните стойности от цикъла и интегрираните стойности се умножат със стойностите u от таблица 4. Ако е измерена на суха база, коефициентът на преобразуване от сухо към влажно състояние съгласно раздел 8.1. се прилага към моментните стойности на концентрацията преди да са направени каквито и да е допълнителни изчисления.

За изчислението на NOx, масовата емисия се умножава с корекционния коефициент за влажността k h,D, или k h,G, както е определен съгласно точка 8.2.

Пример на такава процедура на изчисляване е даден в допълнение 6.

Прилага се следната формула:

(в g/изпитване) (25)

където:

u gas е отношение между плътността на компонента в отработилите газове и плътността на отработилите газове c gas,i е моментна концентрация на съответния компонент в отработилите газове, ppm qm ew,i е моментен масов поток на отработилите газове, kg/s f е данни за честота на взимане проби, Hz n е брой измервания

Таблица 4

Стойности u на неразредените отработили газове и плътност на компонентите

Гориво ρe Газ NOx СО HC CO2 O2 CH4 ρgas [kg/m3] 2,053 1,250 (2) 1,9636 1,4277 0,716 u gas (3) Дизел 1,2943 0,001586 0,000966 0,000479 0,001517 0,001103 0,000553 Етанол 1,2757 0,001609 0,000980 0,000805 0,001539 0,001119 0,000561 СПГ (4) 1,2661 0,001621 0,000987 0,000558 (5) 0,001551 0,001128 0,000565 Пропан 1,2805 0,001603 0,000976 0,000512 0,001533 0,001115 0,000559 Бутан 1,2832 0,001600 0,000974 0,000505 0,001530 0,001113 0,000558 ВНГ (6) 1,2811 0,001602 0,000976 0,000510 0,001533 0,001115 0,000559

8.3.2.5. Изчисление на масовите емисии, основано на точни формули

Масата на замърсителите (g/изпитване) се определя като се изчислят моментните маси на емисиите от неразредените концентрации на замърсителите, стойностите u и от масовия поток на отработилите газове, които се изравняват с времето на преобразуване, както е определено в съответствие с точка 8.3.2.3., като се интегрират моментните стойности от цикъла. Ако е измерена на суха база, коефициентът на преобразуване на стойността от сухо към влажно състояние съгласно раздел 8.1.се прилага към моментните стойности на концентрацията преди да са направени каквито и да е допълнителни изчисления.

За изчислението на NOx, се използва масовата емисия се умножава с корекционния коефициент на влажността k h,D, или k h,G, както е определен съгласно точка 8.2..

Прилага се следната формула:

(в g/изпитване) (26)

където:

u gas,i е моментното отношение между плътността на компонента в отработилите газове и плътността на отработилите газове c gas,i е моментна концентрация на съответния компонент в отработилите газове, ppm qm ew,i е моментен масов поток на отработилите газове, kg/s f е данни за честота на взимане проби, Hz n е брой измервания

Моментните u стойности се изчисляват, както следва:

ugas,i = M gas/(Me,i x 1 000) (27)

или

u gas,i = ρgas/(ρe, i x 1 000) (28)

като

ρgas = M gas/22,414 (29)

където:

M gas е доларната маса на газовия компонент, g/mol (срвн. допълнение 6) M e,i е моментна моларна маса на отработилите газове, g/mol ρgas е плътност на газовия компонент, kg/m3 ρe,i е моментна плътност на отработилите газове, kg/m3

За гориво с общ състав CHαOεNδSγ, моларната маса на отработилите газове, M e, се получава при допускане на пълно изгаряне, както следва:

(30)

където:

qm aw,i е моментен масов дебит на входящия въздух на влажна база, kg/s qm f,i е моментен масов дебит на горивото, kg/s H a е влажност на входящия въздух, g вода за kg сух въздух M a е моларна маса на сухия входящ въздух = 28,965 g/mol

Плътността на отработилите газове ρe се получава, както следва:

(31)

където:

qm ad,i е моментен масов дебит на входящия въздух на суха база, kg/s qm f,i е моментен масов дебит на горивото, kg/s H a е влажност на входящия въздух, g вода за kg сух въздух k f е специфичния коефициент на гориво съгласно формула 11 от точка 8.1.1.

8.3.3. Определяне на праховите частици

8.3.3.1. Въведение

Определянето на праховите частици изисква разреждане на проба с помощта на филтриран околен въздух въздух,синтетичен въздух или азот. Системата за разреждане на част от потока се регулира така, че да елиминира напълно кондензирането на вода в системите за разреждане и за вземане на проби и да поддържа температурата на разредените отработили газове между 315 K (42 oC) и 325 K (52 oC) непосредствено преди филтъродържателите. Допуска се въздухът за разреждане да се изсушава преди постъпването му в системата за разреждане, което е особено полезно, когато влажността на въздуха за разреждане е висока. Температурата на въздуха за разреждане е по-висока от 288 K (15 oC) в непосредствена близост до входа в тунела на разреждането.

Система за разреждане на част от потока трябва да бъде проектирана, така че да извлече пропорционална неразредена проба отработили газове от струята отработили газове на двигателя, като по този начин реагира на отклоненията в дебита на струята отработили газове, и да въвежда въздуха за разреждане в пробата, за да се постигне температура между 315 K (42 oC) и 325 K (52 oC) в изпитвателния филтър. При това е от съществено значение, коефициентът на разреждане или коефициентът на вземане на проби rd или rs да се определи така, че да се изпълнят изискванията за точност от точка 9.4.4.

За определянето на масата на праховите частици са необходими система за взимане на проби от прахови частици, филтри за взимане на проби от прахови частици, аналитична везна и камера за претегляне с регулиране на температурата и влажността. Данните на системата са описани в точка 9.4.

8.3.3.2. Вземане на проби от праховите частици

По принцип сондата за вземане на проби от частици се монтира в непосредствена близост до сондата за газообразните емисии, но достатъчно далече, за да не оказва влияние. Поради това разпоредбите за монтаж от точка 8.3.2.2. се отнасят също така за вземане на проби от прахови частици. Проводът за взимане на проби трябва да съответства на изискванията, посочени в допълнение 3.

При многоцилиндровите двигатели с изпускателен колектор с разклонения, входът на сондата се поставя достатъчно надолу, за да се гарантира пробата да е представителна за средните емисии отработили газове, генерирани от всички цилиндри. При многоцилиндрови двигатели с отделни групи колектори, като например конфигурация „Vee“ на двигател, се препоръчва да се комбинират колекторите преди сондата за проби. Ако това не е практично, допуска се пробата да се вземе от групата с най-висока емисия на прахови частици. За изчисление на емисиите отработили газове се използва общият масов поток на отработили газове.

8.3.3.3. Време за реагиране на системата

За регулиране на система за разреждане на част от потока се изисква бърз реагиране от системата. Времето за преобразуване на системата се определя чрез процедурата в точка 9.4.7.3. Ако комбинираното време за преобразуване на измерването на потока отработили газове (вж. точка 8.3.1.2.) и системата за разреждане на част от потока е по-малко от 0,3 сек, се използва контрол в реално време. Ако времето за преобразуване превишава 0,3 s, трябва да се използва прогнозен контрол на основа на предварително записано изпитване. В този случай времето за нарастване е ≤ 1 s и комбинираното времезакъснението е ≤ 10 s.

Общата реакция на системата се проектира така, че да осигури представителна проба от прахови частици qm p,i, пропорционална на масовия поток на отработилите газове. За определяне на пропорционалността се извършва регресивен анализ на qm p,i спрямо qm ew,i при най-малко 5 Hz честота на снемане на данни, като трябва да са изпълнени следните критерии:

a) коефициентът на смесена корелация r 2 на линейната регресия между qm p,i и qm ew,i да не бъде по-малък от 0,95;

б) стандартната грешка на оценка на qm p,i върху qm ew,i да не превишава 5 % от максимума на qm p,i;

в) отсечката qm p от линията не регресията не трябва да превишава ± 2 % от максимума на qm p.

Изисква се изпреварващо регулиране, ако комбинираните време за преобразуване на системата за прахови частици t 50,P и време за преобразуване на сигнала на масовия поток отработили газове t 50,F са > 0,3 s. В този случай се провежда предварително изпитване и сигналът на масовия поток отработили газове от това изпитване да се използва за регулиране на пробния поток в системата частици. Точно регулиране на системата за разреждане на част от потока се получава, ако кривата на времето на qm ew, pre от предварителното изпитване, която следи q mp , е изместена с време на изпреварване t 50,P + t 50,F.

За установяване на корелацията между qm p,i и qm ew,i, се използват данните, снети по време на действителното изпитване, като qm ew,i е изместено във времето с t50,F спрямо qm p,i (t 50,P не участва в интервала на изместване). Това означава, че изместването във времето между qm ew и qm p е разликата в техните времена на преобразуване, които бяха определени в точка 9.4.7.3.

8.3.3.4. Оценяване на данните

От бруто теглото на филтрите се вади теглото на тарата, определено съгласно точка 7.8.2.2., като резултатът е масата на пробата прахови частици m f.. За оценка на концентрацията на частиците се записва общата маса на пробата (m sep) през филтъра за времето на изпитвателния цикъл.

С предварителното одобрение на органа, издаващ типовото одобрение, масата на праховите частици може да бъде коригирана за нивото на праховите частици във въздуха за разреждане, определено в точка 7.8.2.5., съобразно добрата инженерна практика и специфичните проектни характеристики на използваната система за измерване праховите частици.

8.3.3.5. Изчисляване на масовите емисии

В зависимост от конструкцията на системата, масата на праховите частици (g/изпитване) се изчислява по кой да е от методите в точки 8.3.3.5.1. или 8.3.3.5.2 след корекция за изтласкване на масата на пробата от прахови частици съгласно точка 9.4.3.5. Пример на изчислителните процедури е даден във допълнение 6.

8.3.3.5.1. Изчисление на основата на съотношението на пробата

m PM = m f/(r s x 1,000) (32)

където:

m f е маса на праховите частици, събрани като проба по време на цикъла, mg.

r s е средно съотношение на пробите по време на цикъла

като

(33)

където:

m se е маса на пробата по време на ц