PŘÍLOHA 4A

Postup zkoušky

1. ÚVOD

1.3. Princip měření

Měřenými emisemi znečišťujících látek z výfuku motoru jsou plynné složky (oxid uhelnatý, celek uhlovodíků u vznětových motorů, jen při zkoušce ESC; uhlovodíky jiné než methan u vznětových a plynových motorů, jen při zkoušce ETC; methan u plynových motorů, jen při zkoušce ETC a oxidy dusíku), částice (jen u vznětových motorů) a kouř (u vznětových motorů, jen při zkoušce ELR). Kromě toho se oxid uhličitý často používá jako indikační plyn ke stanovení poměru ředění u systémů s ředěním části toku a u systémů s ředěním plného toku. Podle osvědčené technické praxe se doporučuje, aby se měřil oxid uhličitý jako výborný prostředek k rozpoznání problémů měření v průběhu zkoušky.

S motorem zahřátým na provozní teplotu se v průběhu předepsaného neustáleného cyklu, který vystihuje s velmi dobrou přibližností silniční jízdní režimy specifické pro motory velkého výkonu montované do nákladních automobilů a autobusů, analyzují výše uvedené znečišťující látky po zředění celkového množství výfukových plynů stabilizovaným okolním vzduchem (systém CVS s dvojitým ředěním u částic) nebo určením plynných složek v surových výfukových plynech a částic při použití systému s ředěním části toku. Za použití signálů zpětné vazby pro točivý moment a otáček motoru přicházejících z dynamometru se integruje výkon v čase trvání cyklu a výsledkem je práce vykonaná motorem za cyklus. U systému CVS se koncentrace NOx a HC za cyklus určí integrací signálu analyzátoru, zatímco koncentrace CO, CO2 a NMHC se může určit integrací signálu analyzátoru nebo odběrem vzorku do vaku. Provádí-li se měření na surových výfukových plynech, určí se všechny plynné složky za cyklus integrací signálu analyzátoru. Pokud jde o částice, zachytí se vhodným filtrem úměrný vzorek. K provedení výpočtu hodnot hmotnosti emisí znečišťujících látek se určí průtok surových nebo zředěných výfukových plynů za cyklus. Z hodnot hmotnosti emisí ve vztahu k práci motoru se určí počet gramů každé znečišťující látky emitované na kilowatthodinu, jak je popsáno v dodatku 2 této přílohy.

2. PODMÍNKY ZKOUŠEK

2.1. Podmínky zkoušky motoru

Změří se absolutní teplota Ta nasávaného vzduchu na vstupu do motoru vyjádřená v kelvinech a suchý atmosférický tlak ps vyjádřený v kPa a podle následujících ustanovení se určí parametr fa. Ve víceválcových motorech s rozvětveným sacím potrubím, např. při uspořádání motoru do tvaru V, se bere průměrná teplota jednotlivých větví.

2.2. Motory s chlazením přeplňovacího vzduchu

Musí se zaznamenávat teplota přeplňovacího vzduchu, která se smí lišit při otáčkách deklarovaného maximálního výkonu a při plném zatížení o ± 5 K od maximální teploty přeplňovacího vzduchu uvedené v odstavci 1.16.3 dodatku 1 přílohy 1. Teplota chladicího média musí být nejméně 293 K (20 oC).

Jestliže se použije systém ve zkušebně nebo vnější dmychadlo, smí se teplota přeplňovacího vzduchu lišit o ±5 K od maximální teploty přeplňovacího vzduchu uvedené v odstavci 1.16.3 dodatku 1 přílohy 1 při otáčkách deklarovaného maximálního výkonu a při plném zatížení. Nastavení chladiče přeplňovacího vzduchu, kterým se splňují výše uvedené podmínky, se musí použít pro celý zkušební cyklus.

2.3. Systém sání motoru

Musí se použít systém sání motoru, který má vstupní odpor vzduchu lišící se nejvýše o ±100 Pa od horní hranice motoru pracujícího při otáčkách maximálního deklarovaného výkonu a s plným zatížením.

2.4. Výfukový systém motoru

Musí se použít výfukový systém, který má protitlak ve výfuku lišící se nejvýše o ±1 000 Pa od horní hranice motoru pracujícího při otáčkách maximálního deklarovaného výkonu a s plným zatížením a jehož objem se neliší o více než ± 40 % od objemu uvedeného výrobcem. Může se použít systém zkušebny, pokud reprodukuje skutečné provozní podmínky motoru. Výfukový systém musí splňovat požadavky na odběr vzorků výfukových plynů stanovené v odstavci 3.4 dodatku 4 této přílohy a v odstavci 2.2.1 dodatku 7, pododstavci „EP výfuková trubka“ a odstavci 2.3.1, pododstavci „EP výfuková trubka“.

Jestliže je motor vybaven zařízením k následnému zpracování výfukových plynů, musí mít výfuková trubka stejný průměr, jako se používá v praxi v místě vzdáleném proti směru proudění nejméně 4 průměry trubky od vstupu v začátku expanzní části, která obsahuje zařízení k následnému zpracování výfukových plynů. Vzdálenost mezi přírubou sběrného výfukového potrubí nebo výstupem z turbokompresoru a zařízením k následnému zpracování výfukových plynů musí být stejná jako v uspořádání na vozidle nebo musí mít hodnotu uvedenou výrobcem. Protitlak ve výfuku, popřípadě odpor, musí splňovat stejná kritéria, jak je uvedeno výše, a mohou být seřízeny ventilem. Nádrž obsahující zařízení k následnému zpracování výfukových plynů se může při orientační zkoušce a při mapování vlastností motoru vyjmout a může se nahradit rovnocennou nádrží s neaktivním nosičem katalyzátoru.

2.5. Systém chlazení

Musí se použít systém chlazení motoru s dostatečnou kapacitou k udržení běžných pracovních teplot motoru předepsaných výrobcem.

2.6. Mazací olej

Údaje o mazacím oleji použitém při zkoušce musí být zapsány a předloženy zároveň s výsledky zkoušky podle odstavce 7.1 přílohy 1.

2.7. Palivo

Zkušebním palivem musí být referenční palivo uvedené v příloze 5.

Teplotu paliva a měřicí bod stanoví výrobce v rámci mezních hodnot uvedených v odstavci 1.16.5 přílohy 1. Teplota paliva nesmí být nižší než 306 K (33 oC). Jestliže není určena, musí mít na vstupu systému dodávky paliva hodnotu 311 K ± 5 K (38 oC ± 5 oC).

U motorů na NG a LPG musí být teplota paliva a měřicí bod v rozmezí mezních hodnot stanovených v odstavci 1.16.5 přílohy 1 nebo u motorů, které nejsou základními motory, v odstavci 1.16.5 dodatku 3 přílohy 1.

Průměrné emise mezi fázemi regenerace se určí z aritmetického průměru několika rovnoměrně rozloženými zkouškami ETC. Doporučuje se provést nejméně jednu zkoušku ETC pokud možno co nejblíže před zkouškou regenerace a jednu zkoušku ETC bezprostředně po zkoušce regenerace. Lze zvolit i jiné řešení, kdy výrobce poskytne údaje, kterými prokáže, že emise jsou mezi fázemi regenerace konstantní (± 15 %). V tomto případě je možno použít emise pouze jedné zkoušky ETC.

(1) Zkušební body musí být vybrány za použití schválených statistických postupů náhodného výběru.

SVC = (Ymax1, C + Ymax2, C + Ymax3, C)/3

Filtr se vloží zpět do vážicí komory a stabilizuje se po dobu nejméně jedné hodiny, avšak nejvýše po dobu 80 hodin, a pak se zváží. Zaznamená se brutto hmotnost filtrů a odečte se jejich vlastní hmotnost (viz odstavec 2.1), výsledkem je hmotnost vzorku částic mf.

Sled a) až c) se provede s motorem běžícím při otáčkách C.

Nejméně jednu hodinu před zkouškou se vloží každý filtr do částečně uzavřené Petriho misky, která je chráněna před znečištěním prachem, a umístí se do vážicí komory ke stabilizaci. Na konci stabilizace se každý filtr zváží a zaznamená se vlastní hmotnost filtru. Filtr se pak uloží do uzavřené Petriho misky nebo do utěsněného nosiče filtru do doby, kdy bude použit při zkoušce. Filtr se musí použít do osmi hodin po vyjmutí z vážicí komory. Zaznamená se vlastní hmotnost filtru.

Zmapují se vlastnosti motoru podél křivky plného zatížení z nejvyšších otáček bez zatížení do volnoběžných otáček, přičemž se použije nejméně 5 měřicích bodů v intervalech 1 000 min-1 a měřicích bodů v rozmezí ± 50 min-1 otáček deklarovaného maximálního výkonu. Maximální výkon, nhi a nlo se určí z této mapovací křivky vlastností a otáčky motoru A, B a C se vypočtou podle výše uvedených ustanovení.

Dodatek 2

Zkušební cyklus ETC

1. POSTUP MAPOVÁNÍ VLASTNOSTÍ MOTORU

1.1. Určení rozsahu otáček pro mapu vlastností motoru

K vykonání zkoušky ETC na zkušebním stanovišti se musí před zkušebním cyklem zmapovat vlastnosti motoru, aby bylo možno určit křivku závislosti otáček a točivého momentu. Minimální a maximální otáčky pro mapování jsou vymezeny takto:

Minimální otáčky pro mapování = otáčky volnoběhu Maximální otáčky pro mapování = nhi × 1,02 nebo otáčky, při kterých točivý moment plného zatížení klesne na nulu, podle toho, které z nich jsou nižší

1.2. Vytvoření mapy výkonových vlastností motoru

Motor se zahřeje při maximálním výkonu, aby se stabilizovaly parametry motoru podle doporučení výrobce a osvědčené technické praxe. Po stabilizaci motoru se takto vytvoří mapa vlastností motoru:

a) motor se odlehčí a běží při volnoběžných otáčkách;

b) motor běží s nastavením vstřikovacího čerpadla na plné zatížení při minimálních otáčkách pro mapování;

c) otáčky motoru se zvyšují s průměrným přírůstkem 8 ± 1 min- 1/s z minimálních otáček pro mapování na maximální otáčky pro mapování. Body otáček motoru a točivého momentu se zaznamenávají s frekvencí záznamu nejméně jeden bod za sekundu.

1.3. Vytvoření mapovací křivky

Všechny body měření zaznamenané podle odstavce 1.2 tohoto dodatku se spojí lineární interpolací. Výslednou křivkou točivého momentu je mapovací křivka, která musí být použita k přepočítání normalizovaných hodnot točivého momentu cyklu motoru na skutečné hodnoty točivého momentu motoru pro zkušební cyklus, jak je popsáno v odstavci 2 tohoto dodatku.

1.4. Jiné způsoby mapování

Jestliže se výrobce domnívá, že výše uvedený postup mapování není jistý nebo reprezentativní pro kterýkoli daný motor, mohou se použít jiné způsoby mapování. Tyto jiné způsoby musí splňovat záměr vymezených mapovacích postupů k určení maximálního točivého momentu dosažitelného při všech otáčkách motoru, které se vyskytují v průběhu zkušebních cyklů. Odchylky od způsobů mapování uvedených v tomto odstavci musí být z důvodů spolehlivosti nebo reprezentativnosti schváleny technickou zkušebnou zároveň se zdůvodněním jejich použití. V žádném případě se však nesmějí použít nepřetržité sestupné změny otáček motoru u regulovaných motorů nebo u motorů přeplňovaných turbodmychadlem.

1.5. Opakované zkoušky

Motor nemusí být zmapován před každým jednotlivým zkušebním cyklem. Motor se musí znovu zmapovat před zkušebním cyklem, jestliže:

a) podle odborného úsudku uplynula neúměrně dlouhá doba od posledního mapování, nebo

b) na motoru byly vykonány mechanické změny nebo následná kalibrování, které potenciálně mohou ovlivnit výkonové vlastnosti motoru.

2. GENEROVÁNÍ REFERENČNÍHO ZKUŠEBNÍHO CYKLU

Zkušební cyklus neustálených provozních podmínek je popsán v dodatku 3 této přílohy. Normalizované hodnoty točivého momentu a otáček se musí převést, jak je uvedeno dále, na skutečné hodnoty, které udávají referenční cyklus.

2.1. Skutečné otáčky

Otáčky se převedou z normalizovaných hodnot podle této rovnice:

Referenční otáčky nref odpovídají 100 % hodnot otáček uvedených v plánu průběhu zkoušky motoru na dynamometru v dodatku 3. Jsou vymezeny takto (viz obrázek 1 v odstavci 2):

nref = nlo + 95 % × (nhi - nlo)

kde nhi a nlo jsou buď vymezeny podle odstavce 2, nebo určeny podle odstavce 1.1 dodatku 1 této přílohy.

2.2. Skutečný točivý moment

Jako točivý moment je normalizován maximální točivý moment při odpovídajících otáčkách. Hodnoty točivého momentu referenčního cyklu se musí převést z normalizovaného stavu následujícím způsobem za použití mapovací křivky určené podle odstavce 1.3:

skutečný toč. moment = ( % točivého momentu x maximální točivý moment)/100

pro příslušné skutečné otáčky určené podle odstavce 2.1 tohoto dodatku.

Ke generování referenčního cyklu se musí použít jako negativní hodnoty točivého momentu bodů, v kterých je motor poháněn (m), hodnoty převedené z normalizovaného stavu podle jednoho z následujících postupů:

a) 40 % negativních z pozitivního točivého momentu, který je dosažitelný v bodu přiřazených otáček;

b) zmapování negativního točivého momentu potřebného k pohánění motoru z minimálních do maximálních otáček pro mapování;

c) určení negativního točivého momentu potřebného k pohánění motoru při otáčkách volnoběhu a při referenčních otáčkách a lineární interpolace mezi oběma těmito body.

2.3. Příklad postupu převedení z normalizovaného stavu

Jako příklad se převede z normalizovaného stavu následující zkušební bod:

% hodnoty otáček = 43 % hodnoty točivého momentu = 82

Jsou dány tyto hodnoty:

referenční rychlost = 2 200 min- 1 otáčky volnoběhu = 600 min- 1

Z toho vyplývá:

skutečné otáčky = (43 × (2 200 – 600)/100) + 600 = 1 288 min- 1

skutečný točivý moment = (82 × 700/100) = 574 Nm

přičemž maximální točivý moment zjištěný z mapovací křivky při otáčkách 1 288 min- 1 je 700 Nm.

3. PROVEDENÍ ZKOUŠKY EMISÍ

Na žádost výrobce se může provést před měřicím cyklem orientační zkouška ke stabilizování motoru a výfukového systému.

Motory na zemní plyn a na LPG se musí zaběhnout zkouškou ETC. Motory na zemní plyn a LPG se musí zaběhnout zkouškou ETC. Motor musí proběhnout nejméně dvěma cykly ETC, dokud emise CO měřené v jednom cyklu ETC nepřekročí o více než 10 % emise CO změřené v předcházejícím cyklu ETC.

3.1. Příprava odběrných filtrů (v případě potřeby)

Nejméně jednu hodinu před zkouškou se umístí každý filtr do částečně uzavřené Petriho misky, která je chráněná před znečištěním prachem, a uloží se do vážicí komory za účelem stabilizace. Na konci stabilizace se každý filtr zváží a zaznamená se jeho vlastní hmotnost. Filtr se pak uloží do uzavřené Petriho misky nebo do utěsněného nosiče filtru do doby, kdy bude použit při zkoušce. Filtr se musí použít do osmi hodin po vyjmutí z vážicí komory. Zaznamená se vlastní hmotnost filtru.

3.2. Montáž měřicího zařízení

Požadovaným způsobem se namontují přístroje a odběrné sondy. Výfuková trubka se napojí na systém s ředěním plného toku výfukových plynů, pokud se používá.

3.3. Startování ředicího systému a motoru

Ředicí systém a motor se nastartují a nechají se zahřát až do doby, kdy se všechny teploty a tlaky při maximálním výkonu stabilizují podle doporučení výrobce a osvědčené technické praxe.

3.4. Startování systému odběru vzorků částic (jen u vznětových motorů)

Systém odběru vzorků částic se nastartuje a nechá se běžet s obtokem. Hladina pozadí částic v ředicím vzduchu se může určit vedením ředicího vzduchu přes filtry částic. Jestliže se použije filtrovaný ředicí vzduch, může se vykonat jedno měření před zkouškou nebo po ní. Jestliže ředicí vzduch není filtrován, mohou se provést měření na začátku a na konci cyklu a pak se z nich určí průměrné hodnoty.

Ředicí systém a motor se nastartují a nechají se zahřát až do doby, kdy se všechny teploty a tlaky při maximálním výkonu stabilizují podle doporučení výrobce a osvědčené technické praxe.

V případě periodické regenerace nesmí k regeneraci dojít při zahřívání motoru.

3.5. Nastavení ředicího systému

Průtok ředicím systémem (s ředěním plného toku nebo části toku) se nastaví tak, aby v systému nedošlo k žádné kondenzaci vody a aby maximální teplota ve vstupní části filtru byla nejvýše 325 K (52 oC) (viz odstavec 2.3.1 dodatku 7, DT).

3.6. Kontrola analyzátorů

Analyzátory emisí se vynulují a kalibrují. Jestliže se použijí odběrné vaky, musí se vyprázdnit.

3.7. Postup startování motoru

Stabilizovaný motor se nastartuje podle postupu startování doporučeného výrobcem v příručce uživatele, s použitím buď sériově vyrobeného spouštěče nebo dynamometru. Volitelně se může motor nastartovat přímo ze stabilizační fáze, přičemž se motor při dosažení otáček volnoběhu nevypne.

3.8. Zkušební cyklus

3.8.1. Postup zkoušky Když motor dosáhne volnoběžných otáček, zahájí se postup zkoušky. Zkouška se musí vykonat podle referenčního cyklu stanoveného v odstavci 2 tohoto dodatku. Body seřízení, které určují otáčky a točivý moment motoru, musí být udávány s frekvencí 5 Hz nebo s frekvencí vyšší (doporučuje se frekvence 10 Hz). Otáčky a točivý moment, kterými motor reaguje, se v průběhu zkušebního cyklu zaznamenávají nejméně jednou za sekundu a signály se mohou elektronicky filtrovat.

3.8.2. Měření plynných emisí

3.8.2.1. Systém s ředěním plného toku Je-li motor nastartován přímo ze stabilizační fáze, nastartují se při startování motoru nebo postupu zkoušky současně měřicí zařízení pro: a) začátek odběru nebo analýzy ředicího vzduchu; b) začátek odběru nebo analýzy zředěných výfukových plynů; c) začátek měření množství zředěných výfukových plynů (CVS) a požadovaných teplot a tlaků; d) začátek záznamu zpětnovazebních hodnot otáček a točivého momentu dynamometru. HC a NOx se musí nepřetržitě měřit v ředicím tunelu s frekvencí 2 Hz. Průměrná koncentrace se určí integrováním signálů analyzátoru po dobu trvání zkušebního cyklu. Doba odezvy systému nesmí být delší než 20 s a popřípadě musí být koordinována s kolísáním toku CVS a s odchylkami doby trvání odběru vzorků/zkušebního cyklu. CO, CO2, NMHC a CH4 se určí integrováním nebo analýzou koncentrací plynů shromážděných v průběhu cyklu ve vacích k odběru vzorků. Koncentrace plynných znečišťujících látek v ředicím vzduchu se určí integrováním nebo shromážděním ve vaku k odběru ředicího vzduchu. Všechny ostatní hodnoty se zaznamenají nejméně jedním měřením za sekundu (1 Hz).

3.8.2.2 Měření surových výfukových plynů Je-li motor nastartován přímo ze stabilizační fáze, nastartují se při startování motoru nebo postupu zkoušky současně měřicí zařízení pro: a) začátek analýzy koncentrací surových výfukových plynů; b) začátek měření průtoku výfukových plynů nebo nasávaného vzduchu a paliva; c) začátek záznamu zpětnovazebních hodnot otáček a točivého momentu dynamometru. K vyhodnocení plynných emisí se musí koncentrace emisí (HC, CO a NOx) a hmotnostní průtok výfukových plynů zaznamenávat a ukládat do počítačového systému s frekvencí alespoň 2 Hz. Doba odezvy systému nesmí být delší než 10 s. Všechny ostatní údaje se mohou zaznamenávat s frekvencí nejméně 1 Hz. U analogových analyzátorů se zaznamená doba odezvy a kalibrační údaje je možno použít on-line nebo off-line při vyhodnocování údajů. K výpočtu hmotnosti emisí plynných složek je nutno časově synchronizovat křivky zaznamenaných koncentrací a křivku hmotnostního průtoku výfukových plynů pomocí doby transformace podle odstavce 2 tohoto předpisu. Proto se doba odezvy každého analyzátoru plynných emisí a systému k měření hmotnostního průtoku výfukových plynů určí podle odstavce 4.2.1 a odstavce 1.5 dodatku 5 této přílohy a zaznamená se.

3.8.3. Odběr vzorků částic (v případě potřeby)

3.8.3.1. Systém s ředěním plného toku Jestliže cyklus začíná přímo ze stabilizační fáze, přepne se systém odběru vzorků částic z obtoku na shromažďování částic při nastartování motoru nebo na začátku postupu zkoušky. Jestliže se nepoužije žádná kompenzace průtoku, seřídí se čerpadlo/čerpadla k odběru vzorků tak, aby se průtok odběrnou sondou částic nebo přenosovou trubkou udržoval na hodnotě nastaveného průtoku s přípustnou odchylkou ± 5 %. Jestliže se použije kompenzace průtoku (tj. proporcionální řízení toku vzorků), musí se prokázat, že poměr průtoku hlavním tunelem vůči průtoku vzorků částic kolísá nejvýše o ± 5 % jeho nastavené hodnoty (s výjimkou prvních 10 sekund odběru vzorků). Při postupu s dvojitým ředěním je průtok vzorků netto rozdílem mezi průtokem odběrnými filtry a průtokem sekundárního ředicího vzduchu. Musí se zaznamenávat průměrné hodnoty teploty a tlaku na vstupu do plynoměru/plynoměrů nebo do přístrojů k měření průtoku. Jestliže není možno udržet nastavený průtok v průběhu úplného cyklu (v mezích ± 5 %) vzhledem k vysokému zatížení filtru částicemi, je zkouška neplatná. Zkouška se musí opakovat s menším průtokem nebo s filtrem většího průměru.

3.8.3.2. Systém s ředěním části toku Jestliže cyklus začíná přímo ze stabilizační fáze, přepne se systém odběru vzorků částic z obtoku na shromažďování částic při nastartování motoru nebo na začátku postupu zkoušky. K regulaci systému s ředěním části toku je nutná rychlá odezva systému. Doba transformace systému se určí postupem podle odstavce 3.3 dodatku 5 této přílohy. Je-li společná doba transformace systému k měření průtoku výfukových plynů (viz odstavec 4.2.1 tohoto dodatku) a systému s ředěním části toku kratší než 0,3 sekundy, je možno použít on-line kontrolu. Je-li doba transformace delší než 0,3 sekundy, je nutno použít dopřednou kontrolu na základě předem zaznamenané zkoušky. V tomto případě musí být doba náběhu ≤ 1 sekund a doba zpoždění kombinace ≤ 10 sec. Celková doba odezvy musí být nastavena tak, aby byl zajištěn reprezentativní vzorek částic qmp, i, úměrný hmotnostnímu průtoku výfukových plynů. K určení úměrnosti se provede regresní analýza qmp, i a qmew, i, s frekvencí sběru dat nejméně 1 Hz a musí být splněna tato kritéria: a) korelační koeficient R2 lineární regrese mezi qmp, i a qmew, i nesmí být nižší než 0,95; b) směrodatná chyba odhadnuté hodnoty qmp, i jako funkce qmew, i nesmí překročit 5 % max. qmp; c) úsek qmp regresní přímky nesmí překročit ± 2 % max. qmp. Volitelně se může provést předběžná zkouška a signál hmotnostního průtoku výfukových plynů z předběžné zkoušky se může použít k regulaci průtoku vzorku do systému částic (dopředná kontrola). Tento postup je nutný, pokud je doba transformace systému částic t50, P, doba transformace signálu hmotnostního průtoku výfukových plynů t50, F nebo obě větší než 0,3 s. Správné regulace systému s ředěním části toku se dosáhne, pokud se časová křivka qmew, pre z předběžné zkoušky, která reguluje qmp, posune o dopředný čas t50, P + t50, F. Ke zjištění korelace mezi qmp, i a qmew, i se použijí údaje shromážděné během skutečné zkoušky, přičemž qmew, i se časově upraví o t50, F vztaženo k qmp, i (t50, P nemá vliv na časovou synchronizaci). To znamená, že časový posun mezi qmew a qmp je rozdílem jejich dob transformace, které byly určeny podle odstavce 3.3 dodatku 5 této přílohy.

3.8.4. Zastavení motoru Jestliže se motor zastaví v kterémkoli okamžiku zkušebního cyklu, musí se stabilizovat a znovu nastartovat a zkouška se musí opakovat. Jestliže dojde v průběhu zkušebního cyklu k chybné funkci některého z požadovaných zkušebních zařízení, je zkouška neplatná.

3.8.5. Úkony po zkoušce Při ukončení zkoušky se zastaví měření objemu zředěných výfukových plynů nebo průtok surových výfukových plynů, průtok plynu do odběrných vaků a čerpadlo k odběru vzorků částic. U integrovaného analyzačního systému musí odběr vzorků pokračovat, dokud neuplynou časové intervaly odezvy systému. Jestliže se použily odběrné vaky, musí se koncentrace jejich obsahu analyzovat co nejdříve, nejpozději do 20 minut od ukončení zkušebního cyklu. Po zkoušce emisí se použije nulovací plyn a tentýž kalibrovací plyn rozpětí k překontrolování analyzátorů. Zkouška se pokládá za platnou, jestliže rozdíl mezi výsledky před zkouškou a po zkoušce je menší než 2 % hodnoty kalibračního plynu rozpětí.

3.9. Ověření provedení zkoušky

3.9.1. Posun údajů K minimalizování zkreslujícího účinku časové prodlevy mezi zpětnovazebními hodnotami a hodnotami referenčního cyklu se může celý sled zpětnovazebních signálů otáček a točivého momentu časově posunout před sled referenčních otáček a točivého momentu nebo za něj. Jestliže se zpětnovazební signály posunou, musí se jak otáčky, tak i točivý moment posunout o stejnou hodnotu ve stejném směru.

3.9.2. Výpočet práce cyklu Skutečná práce cyklu Wact (kWh) se vždy vypočte ze dvojice zaznamenaných zpětnovazebních otáček motoru a hodnot točivého momentu. Výpočet se musí provést po každém posunutí zpětnovazebních údajů, jestliže je takto zvoleno. Skutečná práce cyklu Wact se použije k porovnání s prací referenčního cyklu Wref a k výpočtu emisí specifických pro brzdu (viz odstavce 5.5 a 6.3 tohoto dodatku). Stejný postup se může použít k integrování jak referenčního, tak skutečného výkonu motoru. Jestliže se mají určit hodnoty mezi sousedními referenčními hodnotami nebo sousedními změřenými hodnotami, provede se lineární interpolace. Při integrování práce referenčního cyklu a skutečného cyklu se všechny negativní hodnoty točivého momentu položí rovny nule a započítají se. Jestliže se integrování provede při frekvenci nižší než 5 Hz a jestliže se během daného časového intervalu hodnota točivého momentu mění z pozitivní na negativní nebo z negativní na pozitivní, vypočte se negativní podíl a položí se rovný nule. Pozitivní podíl se započítá do integrované hodnoty. Wact musí být mezi – 15 % a + 5 % hodnoty Wref

3.9.3. Statistické potvrzení správnosti zkušebního cyklu Pro otáčky, točivý moment a výkon se provedou lineární regrese zpětnovazebních hodnot na referenční hodnoty. Výpočet se musí provést po každém posunutí zpětnovazebních údajů, jestliže je tak zvoleno. Musí se použít postup nejmenších čtverců, přičemž rovnice k nejlepšímu přizpůsobení má tento tvar: y = mx + b kde: y = zpětnovazební (skutečná) hodnota otáček (min- 1), točivého momentu (Nm) nebo výkonu (kW) m = sklon regresní přímky x = referenční hodnota otáček (min- 1), točivého momentu (Nm) nebo výkonu (kW) b = pořadnice průsečíku regresní přímky s osou y Pro každou regresní přímku se vypočte směrodatná chyba odhadnuté hodnoty (SE) jako y = f(x), a koeficient určení r2. Tuto analýzu se doporučuje provést při 1 Hz. Všechny negativní referenční hodnoty točivého momentu a přiřazené zpětnovazební hodnoty se musí vypustit z výpočtu statistického potvrzení správnosti točivého momentu a výkonu pro cyklus. Aby se zkouška mohla pokládat za platnou, musí splňovat kritéria tabulky 7. Tabulka 7 Mezní odchylky regresní přímky Otáčky Točivý moment Výkon Směrodatná chyba SE odhadu y jako funkce x max. 100 min–1 max. 13 % největšího točivého momentu motoru podle mapy výkonu max. 8 % největšího výkonu motoru podle mapy výkonu Sklon regresní přímky, m 0,95 až 1,03 0,83-1,03 0,89-1,03 Koeficient určení, r2 min. 0,9700 min. 0,8800 min. 0,9100 Pořadnice b průsečíku regresní přímky s osou y ± 50 min–1 ± 20 Nm nebo ± 2 % max. točivého momentu podle toho, která hodnota je větší ± 4 kW nebo ± 2 % max. výkonu podle toho, která hodnota je větší Z regresních analýz lze vypustit některé body, jak je uvedeno v tabulce 8. Tabulka 8 Přípustná vypuštění bodů z regresní analýzy Podmínky Body, které se vypustí plné zatížení a zpětnovazební hodnota točivého momentu < 95 % referenční hodnoty točivého momentu točivý moment a/nebo výkon plné zatížení a zpětnovazební hodnota otáček < 95 % referenční hodnoty otáček otáčky a/nebo výkon bez zatížení, žádný bod volnoběhu a zpětnovazební hodnota točivého momentu > referenční hodnota točivého momentu točivý moment a/nebo výkon bez zatížení, zpětnovazební hodnota otáček ≤ otáčky volnoběhu + 50 min-1 a zpětnovazební hodnota točivého momentu = výrobcem určený/naměřený točivý moment volnoběhu ± 2 % max. točivého momentu otáčky a/nebo výkon bez zatížení, zpětnovazební hodnota otáček > otáčky volnoběhu + 50 min-1 a zpětnovazební hodnota točivého momentu > 105 % referenční hodnoty točivého momentu točivý moment a/nebo výkon bez zatížení a zpětnovazební hodnota otáček > 105 % referenční hodnoty otáček otáčky a/nebo výkon

4. VÝPOČET PRŮTOKU VÝFUKOVÝCH PLYNŮ

4.1. Určení průtoku zředěných výfukových plynů

Celkový průtok zředěných výfukových plynů za celý cyklus (kg/zkouška) se vypočte ze změřených hodnot v průběhu celého cyklu a z odpovídajících kalibračních údajů zařízení k měření průtoku (V0 pro PDP, KV pro CFV, Cd pro SSV) podle odstavce 2 dodatku 5 této přílohy. Použijí se následující vzorce, jestliže se teplota zředěných výfukových plynů udržuje konstantní v průběhu celého cyklu s použitím výměníku tepla (± 6 K pro PDP-CVS, ± 11 K pro CFV-CVS nebo ± 11 K pro SSV-CVS), viz dodatek 7 přílohy 4A.

Pro systém PDP-CVS:

med = 1,293 × V0 × NP × (pb – p1) × 273 / (101,3 × T)

kde:

V0 = objem plynu načerpaného za otáčku při podmínkách zkoušky, m3/ot. NP = celkový počet otáček čerpadla za zkoušku pb = atmosférický tlak ve zkušební komoře, kPa p1 = podtlak na vstupu čerpadla, kPa T = průměrná teplota zředěných výfukových plynů na vstupu čerpadla za celý cyklus, K

Pro systém CFV-CVS:

med = 1,293 × t × Kv × pp / T 0,5

kde:

t = doba trvání cyklu, s KV = kalibrační koeficient Venturiho trubice s kritickým prouděním pro běžné podmínky pp = absolutní tlak na vstupu Venturiho trubice, kPa T = absolutní teplota na vstupu Venturiho trubice, K

Pro systém SSV-CVS

kde:

kde:

A0 = soubor konstant a převodů jednotek = 0,006111 v SI jednotkách d = průměr hrdla SSV, m Cd = koeficient průtoku SSV pp = absolutní tlak na vstupu Venturiho trubice, kPa T = teplota na vstupu Venturiho trubice, K rp = poměr hrdla SSV k absolutnímu statickému tlaku na vstupu = rD = poměr průměru hrdla SSV, d, k vnitřnímu průměru přívodní trubky D

Jestliže je použit systém s kompenzací průtoku (tj. bez výměníku tepla), musí se vypočítat okamžité hmotnostní emise a integrovat pro celý cyklus. V tomto případě se okamžitá hmotnost zředěných výfukových plynů vypočte takto.

Pro systém PDP-CVS:

med, i = 1,293 × V0 × NP, i × (pb – p1) × 273/(101,3 × T)

kde:

NP, i = celkový počet otáček čerpadla za časový interval

Pro systém CFV-CVS:

med, i = 1,293 × Δti × KV × pp/T0,5

kde:

Δti = časový interval, s

Pro systém SSV-CVS:

med, i = 1,293 × QSSV × Δti

kde:

Δti = časový interval, s

Výpočet v reálném čase je spuštěn přiměřenou hodnotou Cd, např. 0,98, nebo přiměřenou hodnotou Qssv. Je-li výpočet spuštěn hodnotou Qssv, použije se k vyhodnocení Re počáteční hodnota Qssv.

Během všech emisních zkoušek musí být Reynoldsovo číslo na hrdle SSV v rozsahu Reynoldsových čísel použitých k odvození kalibrační křivky podle odstavce 2.4 dodatku 5 této přílohy.

4.2. Určení hmotnostního průtoku surových výfukových plynů

K výpočtu emisí v surových výfukových plynech a k regulaci systému s ředěním části toku je nutné znát hmotnostní průtok výfukových plynů. K určení hmotnostního průtoku výfukových plynů lze použít některý z postupů popsaných v odstavcích 4.2.2 až 4.2.5 tohoto dodatku.

4.2.1. Doba odezvy

K provedení výpočtu emisí musí být doba odezvy u kteréhokoli níže popsaného postupu rovna nebo kratší, než je požadavek na dobu odezvy analyzátoru podle odstavce 1.5 dodatku 5 této přílohy.

K regulaci systému s ředěním části toku je nutná rychlejší odezva. U systému s ředěním části toku s on-line kontrolou se požaduje doba odezvy ≤ 0,3 sekundy. U systému s ředěním části toku s dopřednou kontrolou na základě předem zaznamenané zkoušky se požaduje doba odezvy systému měření průtoku výfukových plynů ≤ 5 sekund s dobou náběhu ≤ 1 sekunda. Dobu odezvy systému stanoví výrobce přístroje. Kombinované požadavky na dobu odezvy systému měření průtoku výfukových plynů a systému s ředěním části toku jsou uvedeny v odstavci 3.8.3.2.

4.2.2. Postup přímého měření

Přímé měření průtoku výfukových plynů je možno provádět systémy, jako jsou:

a) přístroje k měření rozdílu tlaků, např. průtoková clona,

b) ultrazvukový průtokoměr,

c) vířivý průtokoměr.

Je třeba učinit taková opatření, aby se zabránilo chybám měření, které mají vliv na chyby hodnot emisí. K těmto opatřením patří opatrná montáž přístroje do výfukového zařízení motoru podle doporučení výrobce přístroje a v souladu s osvědčenou technickou praxí. Montáží přístroje nesmí být dotčen zejména výkon motoru a emise.

Přesnost určení průtoku výfukových plynů musí být nejméně ±2,5 % udávaných hodnot nebo ±1,5 % maximální hodnoty motoru podle toho, která hodnota je vyšší.

4.2.3. Postup měření vzduchu a paliva

Ten spočívá v měření průtoku vzduchu a průtoku paliva. Používají se průtokoměry vzduchu a paliva, které splňují požadavek na přesnost průtoku výfukových plynů podle odstavce 4.2.2 tohoto dodatku. Výpočet průtoku výfukových plynů se provede takto:

4.2.4. Sledovací postup měření

Ten spočívá v měření koncentrace sledovacího plynu ve výfukových plynech. Známé množství inertního plynu (např. helia) se vstříkne do průtoku výfukových plynů jako sledovací plyn. Plyn se smíchá s výfukovými plyny a tím se zředí, nesmí však reagovat ve výfukovém potrubí. Pak se měří koncentrace plynu ve vzorku výfukových plynů.

Aby se zajistilo úplné smíchání sledovacího plynu, umístí se odběrná sonda výfukových plynů nejméně 1 m nebo 30násobek průměru výfukové trubky (zvolí se větší z obou hodnot) ve směru toku plynů od místa vstřiku. Odběrnou sondu je možno umístit blíže k místu vstřiku, je-li úplné smíchání ověřeno srovnáním koncentrace sledovacího plynu s referenční koncentrací při vstřiku sledovacího plynu proti směru toku od motoru.

Průtok sledovacího plynu se nastaví tak, aby koncentrace sledovacího plynu při volnoběhu motoru po smíchání byla nižší než plný rozsah stupnice analyzátoru sledovacího plynu.

Výpočet průtoku výfukových plynů se provede takto:

kde:

qmew, i = okamžitý hmotnostní průtok výfukových plynů, kg/s qvt = průtok sledovacího plynu, cm3/min cmix.i = okamžitá koncentrace sledovacího plynu po smíchání, ppm ρe) = hustota výfukových plynů, kg/m3 (srov. tabulka 6) cb = koncentrace pozadí sledovacího plynu v nasávaném vzduchu, ppm

Je-li koncentrace pozadí menší než 1 % koncentrace sledovacího plynu po smíchání (cmix.i) při nejvyšším průtoku výfukových plynů, je možno koncentraci pozadí nebrat v úvahu.

Celý systém musí splňovat požadavky na přesnost měření průtoku výfukových plynů a musí být kalibrován podle odstavce 1.7 dodatku 5 této přílohy.

4.2.5. Postup měření průtoku vzduchu a poměru vzduchu a paliva

Ten spočívá ve výpočtu hmotnosti emisí z průtoku vzduchu a poměru vzduchu k palivu. Výpočet okamžitého hmotnostního průtoku výfukových plynů se provádí takto:

kde:

kde:

A/Fst = stechiometrický poměr vzduchu a paliva, kg/kg λ = poměr přebytečného vzduchu cCO2 = koncentrace CO2 v suchém stavu, % cCO = koncentrace CO v suchém stavu, ppm cHC = koncentrace HC, ppm

Průtokoměr vzduchu musí splňovat požadavky na přesnost podle odstavce 2.2 dodatku 4 této přílohy, použitý analyzátor CO2 musí splňovat požadavky v odstavci 3.3.2 dodatku 4 této přílohy a celý systém musí splňovat požadavky na přesnost měření průtoku výfukových plynů.

Volitelně je možno k měření poměru nadbytečného vzduchu použít zařízení k měření poměru vzduchu a paliva, např. čidlo typu zirkonium, které splňuje požadavky v odstavci 3.3.6 dodatku 4 této přílohy.

5. VÝPOČET PLYNNÝCH EMISÍ

5.1. Vyhodnocení údajů

K vyhodnocení plynných emisí ve zředěných výfukových plynech se zaznamenají koncentrace emisí (HC, CO a NOx) a hmotnostní průtok zředěných výfukových plynů podle odstavce 3.8.2.1 tohoto dodatku a uloží se do počítače. U analogových analyzátorů se zaznamená doba odezvy a kalibrační údaje je možno použít on-line nebo off-line při vyhodnocování údajů.

K vyhodnocení plynných emisí v surových výfukových plynech se zaznamenají koncentrace emisí (HC, CO a NOx) a hmotnostní průtok výfukových plynů podle odstavce 3.8.2.2 tohoto dodatku a uloží se do počítače. U analogových analyzátorů se zaznamená doba odezvy a kalibrační údaje je možno použít on-line nebo off-line při vyhodnocování údajů.

5.2. Korekce suchého / vlhkého stavu

Je-li koncentrace měřena na suchém základě, převede se na vlhký základ podle následujícího vzorce. U nepřetržitého měření se konverze použije před dalším výpočtem na každé okamžité měření.

Použijí se rovnice v odstavci 5.2 dodatku 1 této přílohy.

5.3. Korekce na vlhkost a teplotu u NOx

Protože emise NOx jsou závislé na vlastnostech okolního vzduchu, musí se koncentrace NOx korigovat z hlediska okolní teploty a vlhkosti faktory uvedenými v odstavci 5.3 dodatku 1 této přílohy. Faktory jsou platné v rozsahu 0 až 25 g/kg vzduchu v suchém stavu.

5.4. Výpočet hmotnostních průtoků emisí

Hmotnost emisí za cyklus (g/zkouška) se vypočte následujícím způsobem v závislosti na použitém postupu měření. Naměřená koncentrace se převede na vlhký základ podle odstavce 5.2 dodatku 1 této přílohy, jestliže se již neměří na vlhkém základě. Použijí se příslušné hodnoty pro ugas, které jsou uvedeny v tabulce 6 dodatku 1 této přílohy pro zvolené složky na základě ideálních vlastností plynů a paliv relevantních pro tento předpis.

a) pro surové výfukové plyny: kde: ugas = poměr mezi hustotou složky výfukových plynů a hustotou výfukových plynů podle tabulky 6 cgas, i = okamžitá hodnota koncentrace dané složky v surových výfukových plynech, ppm qmew, i = okamžitý hmotnostní průtok výfukových plynů, kg/s f = frekvence sběru dat, Hz n = počet měření

b) pro zředěné výfukové plyny bez kompenzace průtoku: mgas = ugas × cgas × qmew kde: ugas = poměr mezi hustotou složky výfukových plynů a hustotou vzduchu z tabulky 6 cgas = průměrná koncentrace dané složky korigovaná pozadím, ppm med = celková hmotnost zředěného výfukových plynů za cyklus, kg

c) pro zředěné výfukové plyny s kompenzací průtoku: kde: ce, i = okamžitá koncentrace dané složky změřená ve zředěných výfukových plynech, ppm cd = koncentrace dané složky změřená v ředicím vzduchu, ppm qmdew, i = okamžitý hmotnostní průtok zředěných výfukových plynů, kg/s med = celková hmotnost zředěných výfukových plynů za celý cyklus, kg ugas = poměr mezi hustotou složky výfukových plynů a hustotou vzduchu z tabulky 6 D = faktor ředění (viz odstavec 5.4.1)

V případě potřeby se koncentrace NMHC a CH4 vypočte některým z postupů uvedených v odstavci 3.3.4 dodatku 4 této přílohy:

a) postup GC (pouze u systému s ředěním plného toku): cNMHC = cHC – cCH4

b) postup NMC: kde: cHC(se separátorem) = koncentrace HC, když vzorek plynu protéká NMC cHC(bez separátoru) = koncentrace HC, když vzorek plynu obtéká NMC

5.4.1. Určení koncentrací korigovaných pozadím (pouze u systému s ředěním celého toku)

Aby se určily netto koncentrace znečišťujících látek, musí se od změřených koncentrací odečíst průměrné koncentrace pozadí plynných znečišťujících látek v ředicím vzduchu. Průměrné hodnoty koncentrací pozadí se mohou určit postupem používajícím odběrný vak nebo nepřetržitým měřením s integrací. Použije se následující vzorec:

kde:

ce = koncentrace dané znečišťující látky změřená ve zředěných výfukových plynech, ppm cd = koncentrace dané znečišťující látky změřená v ředicím vzduchu, ppm D = faktor ředění

Faktor ředění se vypočte takto:

a) pro vznětové motory a pro plynové motory na LPG

b) pro plynové motory na NG kde: cCO2 = koncentrace CO2 ve zředěných výfukových plynech, % objemu cHC = koncentrace HC ve zředěných výfukových plynech, ppm C1 cNMHC = koncentrace NMHC ve zředěných výfukových plynech, ppm C1 cCO = koncentrace CO ve zředěných výfukových plynech, ppm FS = stechiometrický faktor

Koncentrace změřené na suchém základě se převedou na vlhký základ podle odstavce 5.2 dodatku 1 této přílohy.

Stechiometrický faktor se vypočte takto:

kde:

α, ε = jsou molární poměry vztažené na palivo C Hα Oε

Jestliže není složení paliva známo, mohou se použít tyto stechiometrické faktory:

Fs (vznětové motory) = 13,4 Fs (LPG) = 11,6 Fs (NG) = 9,5 Fs (ethanol) = 12,3

5.5. Výpočet specifických emisí

Emise (g/kWh) se vypočtou takto:

a) pro všechny složky vyjma NOx:

b) NOx: kde: Wact = skutečná práce vykonaná v cyklu podle odstavce 3.9.2

5.5.1. V případě systému k následnému zpracování výfukových plynů s periodickou regenerací se emise váží takto:

kde:

n1 = počet zkoušek ETC mezi dvěma regeneracemi n2 = počet zkoušek ETC během regenerace (nejméně jedna zkouška ETC) Mgas, n2 = emise během regenerace Mgas, n1 = emise po regeneraci

6. VÝPOČET EMISÍ ČÁSTIC (V PŘÍPADĚ POTŘEBY)

6.1. Vyhodnocení údajů

Filtr částic se vloží zpět do vážicí komory nejpozději do jedné hodiny po dokončení zkoušky. Stabilizuje se v částečně uzavřené Petriho misce, která je chráněná před znečištěním prachem, po dobu nejméně jedné hodiny a nejvýše 80 hodin a poté se zváží. Zaznamená se hrubá hmotnost filtru a odečte se jeho vlastní hmotnost, výsledkem je hmotnost vzorku částic mf. K vyhodnocení koncentrace částic se zaznamená celková hmotnost vzorku (msep), který prošel filtry za zkušební cyklus.

Jestliže se musí použít korekce pozadím, musí se zaznamenat hmotnost ředicího vzduchu md, který prošel filtry, a hmotnost částic mf, d.

6.2. Výpočet hmotnostního průtoku

6.2.1. Systém s ředěním plného toku

Hmotnost částic (g/zkouška) se vypočte takto:

kde:

mf = hmotnost částic odebraných za celý cyklus, mg msep = hmotnost zředěných výfukových plynů, které prošly odběrnými filtry částic, kg med = hmotnost zředěných výfukových plynů za celý cyklus, kg

Jestliže se použije systém dvojitého ředění, odečte se hmotnost sekundárního ředicího vzduchu od celkové hmotnosti dvojitě zředěných výfukových plynů, který prošly odběrnými filtry částic.

kde:

mset = hmotnost dvojitě zředěných výfukových plynů, který prošly filtrem částic, kg mssd = hmotnost sekundárního ředicího vzduchu, kg

Jestliže se určuje hladina částic v pozadí ředicího vzduchu podle odstavce 3.4, může se hmotnost částic korigovat pozadím. V tomto případě se hmotnost částic (g/zkouška) vypočte takto:

kde:

mPT, msep, med = viz výše

md = hmotnost primárního ředicího vzduchu odebraného systémem odběru vzorků částic pozadí, kg mf, d = hmotnost částic pozadí shromážděných z primárního ředicího vzduchu, mg D = faktor ředění stanovený v odstavci 5.4.1

6.2.2. Systém s ředěním části toku

Hmotnost částic (g/zkouška) se vypočte některým z těchto postupů:

a) kde: mf = hmotnost částic odebraných za celý cyklus, mg msep = hmotnost zředěných výfukových plynů, které prošly odběrnými filtry částic, kg medf = hmotnost rovnocenných zředěných výfukových plynů za celý cyklus, kg Celková hmotnost rovnocenných zředěných výfukových plynů za celý cyklus se určí takto: kde: qmedf, i = okamžitý hmotnostní průtok rovnocenných zředěných výfukových plynů, kg/s qmew, i = okamžitý hmotnostní průtok výfukových plynů, kg/s rd, i = okamžitý ředicí poměr qmdew, i = okamžitý hmotnostní průtok zředěných výfukových plynů procházejících ředicím tunelem, kg/s qmdw, i = okamžitý hmotnostní průtok ředicího vzduchu, kg/s f = frekvence sběru dat, Hz n = počet měření

(b) kde: mf = hmotnost částic odebraných za celý cyklus, mg rs = průměrný poměr odběru vzorků za celý cyklus kde: kde: mse = hmotnost vzorku za celý cyklus, kg mew = celkový hmotnostní průtok výfukových plynů za celý cyklus, kg msep = hmotnost zředěných výfukových plynů, které prošly odběrnými filtry částic, kg msed = hmotnost zředěných výfukových plynů, které prošly ředicím tunelem, kg Pozn. : V případě systému odběru celkového vzorku jsou hodnoty msep a Msed totožné.

6.3. Výpočet specifických emisí

Emise částic (g/kWh) se vypočtou takto:

kde:

Wact = skutečná práce vykonaná v cyklu podle odstavce 3.9.2, kWh.