PŘÍLOHA 4B

Zkušební postup pro vznětové motory a zážehové motory poháněné zemním plynem nebo zkapalněným ropným plynem zohledňující celosvětový harmonizovaný postup osvědčení pro motory velkého výkonu a těžká užitková vozidla (WHDC, celosvětový technický předpis GTR č. 4)

1. POUŽITELNOST

Tato příloha prozatím neplatí pro schválení typu podle tohoto předpisu. Její platnost na ně bude rozšířena v budoucnu.

2. Vyhrazeno. (1)

3. DEFINICE, SYMBOLY A ZKRATKY

3.1 Definice

Pro účely tohoto předpisu se rozumí:

3.1.1 ‚nepřetržitou regenerací‘ proces regenerace systému následného zpracování výfukových plynů, k němuž dochází buď nepřetržitě nebo alespoň jednou během zkoušky WHTC s teplým startem. Tento proces regenerace nevyžaduje zvláštní postup zkoušky;

3.1.2 ‚dobou zpoždění‘ časový rozdíl mezi změnou složky, která se má v referenčním bodě měřit, a odezvou systému u 10 % posledních udávaných hodnot (t10 ), přičemž je jako referenční bod vymezena odběrná sonda. U plynných znečišťujících látek se jedná o dobu dopravy měřené složky od odběrné sondy k detektoru;

3.1.3 ‚systémem ke snížení emisí NOx‘ systém následného zpracování výfukových plynů, které má snížit emise oxidů dusíku (NOx) (např. pasivní a aktivní katalyzátory chudých NOx, adsorbenty NOx a systémy selektivní katalytické redukce (SCR));

3.1.4 ‚vznětovým motorem‘ motor, který pracuje na principu zapalování kompresí;

3.1.5 ‚posunem‘ posun mezi odezvou na nulu a na plný rozsah měřicího přístroje před zkouškou emisí a po ní;

3.1.6 ‚rodinou motorů‘ výrobcem stanovená skupina motorů, které mají vzhledem ke své konstrukci vymezené v odstavci 5.2 této přílohy podobné vlastnosti emisí výfukových plynů; všechny jednotlivé motory rodiny musí splňovat platné mezní hodnoty emisí;

3.1.7 ‚systémem motoru‘ motor, systém regulace emisí a komunikační rozhraní (technické vybavení a hlášení) mezi elektronickou řídicí jednotkou/jednotkami motoru (ECU) a jinou hnací jednotkou nebo řídicí jednotkou vozidla;

3.1.8 ‚typem motoru‘ kategorie motorů, které se neliší v zásadních vlastnostech;

3.1.9 ‚systémem následného zpracování výfukových plynů‘ katalyzátor (oxidační nebo třícestný), filtr částic, systém ke snížení emisí NOx, kombinovaný systém ke snížení emisí NOx a filtr částic nebo jiné zařízení ke snížení emisí, které je namontováno za motorem. Tato definice nezahrnuje recirkulaci výfukových plynů (EGR), která je považována za nedílnou součást motoru;

3.1.10 ‚postupem ředění plného toku‘ proces míšení celkového průtoku výfukových plynů s ředicím médiem před oddělováním frakce zředěných výfukových plynů určené k analýze;

3.1.11 ‚plynnými znečišťujícími látkami‘ oxid uhelnatý, uhlovodíky a/nebo uhlovodíky jiné než methan (vyjádřené ekvivalentem CH1,85 pro vznětové motory, CH2,525 pro motory na LPG a CH2,93 pro motory na NG a molekulou CH3O0,5 pro vznětové motory na ethanol), methan (vyjádřený ekvivalentem CH4 pro NG) a oxidy dusíku (vyjádřené ekvivalentem oxidu dusičitého (NO2));

3.1.12 ‚horními otáčkami (nhi )‘ nejvyšší otáčky, při kterých motor dosahuje 70 % maximálního deklarovaného výkonu;

3.1.13 ‚dolními otáčkami (n lo)‘ nejnižší otáčky, při kterých motor dosahuje 55 % maximálního deklarovaného výkonu;

3.1.14 ‚maximálním výkonem (Pmax)‘ maximální výkon v kW podle prohlášení výrobce;

3.1.15 ‚otáčkami maximálního točivého momentu‘ otáčky motoru, při kterých je dosaženo maximálního točivého momentu uvedeného výrobcem;

3.1.16 ‚normalizovaným točivým momentem‘ točivý moment motoru vyjádřený v procentech a vztažený k maximálnímu dosažitelnému točivému momentu při určitých otáčkách motoru;

3.1.17 ‚požadavkem operátora‘ vstup zadaný operátorem motoru k řízení výstupu motoru. Operátorem muže být osoba (tj. ruční vstup), nebo regulátor (tj. automatický vstup), které mechanicky nebo elektronicky signalizují vstup, kterým se požaduje výstup motoru. Vstup se může uskutečnit pedálem nebo signálem akcelerátoru, pákou nebo signálem ovládání škrticí klapky, pákou nebo signálem ovládání dodávky paliva, pákou nebo signálem ovládání otáček, nebo nastavením nebo signálem regulátoru;

3.1.18 ‚základním motorem‘ motor vybraný z rodiny motorů tak, aby jeho emisní vlastnosti byly reprezentativní pro tuto rodinu motorů;

3.1.19 ‚systémem následného zpracování částic‘ systém následného zpracování výfukových plynů určený ke snížení emisí znečišťujících částic (PM) pomocí mechanické, aerodynamické, difúzní nebo inerční separace;

3.1.20 ‚postupem ředění části toku‘ proces oddělení části celkového průtoku výfukových plynů a jejího následného míšení s příslušným množstvím ředicího média před odběrným filtrem částic;

3.1.21 ‚částicemi (PM)‘ jakýkoli materiál, který se zachytí na stanoveném filtračním médiu po zředění výfukových plynů čistým filtrovaným vzduchem tak, aby se jejich teplota pohybovala v rozmezí 315 K (42 °C) a 325 K (52 °C); jedná se především o uhlík, kondenzované uhlovodíky a sírany s přidruženou vodou;

3.1.22 ‚periodickou regenerací‘ proces regenerace systému následného zpracování výfukových plynů, k němuž dochází pravidelně a zpravidla v době kratší než 100 hodin běžného chodu motoru. Během cyklů, při nichž dochází k regeneraci, mohou být emisní normy překročeny;

3.1.23 ‚zkušebním cyklem v ustáleném stavu s lineárními přechody‘ zkušební cyklus se sledem zkušebních režimů, ve kterých je motor v ustáleném stavu a z nichž je každý vymezen určitými otáčkami, točivým momentem a lineárním přechodem mezi jednotlivými režimy (WHSC);

3.1.24 ‚jmenovitými otáčkami‘ nejvyšší otáčky při plném zatížení dovolené regulátorem, které uvádí výrobce v prodejní a servisní dokumentaci, nebo, není-li takový regulátor použit, otáčky při kterých je dosaženo maximálního výkonu motoru uvedeného výrobcem v prodejní a servisní dokumentaci;

3.1.25 ‚dobou odezvy‘ časový rozdíl mezi změnou složky, která se má v referenčním bodě měřit, a doby odezvy systému u 90 % posledních udávaných hodnot (t90), přičemž je jako referenční bod vymezena odběrná sonda, změna měřené složky je nejméně 60 % plného rozsahu (FS) a probíhá za méně než 0,1 s. Doba odezvy systému se skládá z doby zpoždění k systému a doby náběhu systému;

3.1.26 ‚dobou náběhu‘ časový rozdíl mezi odezvou u 10 % a 90 % posledních udávaných hodnot (t90 – t10 );

3.1.27 ‚odezvou pro plný rozsah‘ střední odezva na kalibrační plyn pro plný rozsah v průběhu časového intervalu 30 s;

3.1.28 ‚specifickými emisemi‘ hmotnost emisí vyjádřená v g/kWh;

3.1.29 ‚zkušebním cyklem‘ sled fází zkoušky, z nichž každá je definována určitými otáčkami a točivým momentem, které musí mít motor v ustáleném stavu (zkouška WHSC) nebo za neustálených provozních podmínek (zkouška WHTC);

3.1.30 ‚dobou transformace‘ časový rozdíl mezi změnou složky, která se má v referenčním bodě měřit, a odezvou systému u 50 % posledních udávaných hodnot (t50 ), přičemž je jako referenční bod vymezena odběrná sonda. Doba transformace se používá k synchronizaci signálů různých měřicích přístrojů;

3.1.31 ‚zkušebním cyklem v neustáleném stavu‘ zkušební cyklus se sledem normalizovaných hodnot otáček a točivého momentu, které se v čase poměrně rychle mění (WHTC);

3.1.32 ‚životností‘ příslušná ujetá vzdálenost a/nebo časový interval, v rámci kterých musí být dodrženy příslušné mezní hodnoty pro plynné emise a emise částic;

3.1.33 ‚odezvou na nulu‘ střední odezva na nulovací plyn v průběhu časového intervalu 30 s.

3.2 Všeobecné značky

Značka Jednotka Označení a1 — Sklon regresní přímky a0 — Pořadnice průsečíku regresní přímky s osou y A/F st — Stechiometrický poměr vzduchu a paliva c ppm/obj. % Koncentrace c d ppm/obj. % Koncentrace na suchém základě c w ppm/obj. % Koncentrace na vlhkém základě cb ppm/obj. % Koncentrace pozadí C d — Koeficient průtoku SSV cgas ppm/% obj. Koncentrace plynných složek d m Průměr d V m Průměr hrdla Venturiho trubice D 0 m3/s Úsek na ose souřadnic příslušející kalibrační funkci PDP D — Faktor ředění Δt s Časový interval e gas g/kWh Specifické emise plynných složek e PM g/kWh Specifické emise částic e p g/kWh Specifické emise během regenerace e w g/kWh Vážené specifické emise E CO2 % Utlumující rušivý vliv CO2 u analyzátoru NOx E E % Účinnost ethanu E H2O % Utlumující rušivý vliv vody u analyzátoru NOx E M % Účinnost methanu E NOx % Účinnost konvertoru NOx f Hz Frekvence záznamu dat f a — Faktor ovzduší v laboratoři F s — Stechiometrický faktor H a g/kg Absolutní vlhkost nasávaného vzduchu H d g/kg Absolutní vlhkost ředicího média i — Index označující okamžité měření (např. 1 Hz) k c — Specifický faktor uhlíku k f,d m3/kg fuelm3/kg paliva Doplňující objem spalování u suchého výfukového plynu k f,w m3/kg fuelm3/kg paliva Doplňující objem spalování u vlhkého výfukového plynu k h,D — Korekční faktor vlhkosti pro NOx pro vznětové motory k h,G — Korekční faktor vlhkosti pro NOx pro zážehové motory k r,u — Korekční faktor regenerace směrem nahoru k r,d — Korekční faktor regenerace směrem dolů k w,a — Korekční faktor převodu ze suchého stavu na vlhký stav pro nasávaný vzduch k w,d — Korekční faktor převodu ze suchého stavu na vlhký stav pro ředicí vzduch k w,e — Korekční faktor převodu ze suchého stavu na vlhký stav pro zředěné výfukové plyny k w,r — Korekční faktor převodu ze suchého stavu na vlhký stav pro surové výfukové plyny K V — Kalibrační funkce CFV λ — Poměr přebytečného vzduchu m b mg Hmotnost vzorku částic odebraného z ředicího média m d kg Hmotnost vzorku ředicího média prošlého odběrnými filtry částic m ed kg Celková hmotnost zředěných výfukových plynů za cyklus m edf kg Hmotnost rovnocenných zředěných výfukových plynů za zkušební cyklus m ew kg Celková hmotnost výfukových plynů za cyklus m gas g Hmotnost plynných emisí za zkušební cyklus m f mg Hmotnost odběrných filtrů částic m p mg Hmotnost odebraného vzorku částic m PM g Hmotnost emisí částic za zkušební cyklus m se kg Hmotnost vzorku výfukových plynů za zkušební cyklus m sed kg Hmotnost zředěných výfukových plynů, které prošly ředicím tunelem m sep kg Hmotnost zředěných výfukových plynů, které prošly odběrnými filtry částic m ssd kg Hmotnost sekundárního ředicího média M Nm Točivý moment M a g/mol Molární hmotnost nasávaného vzduchu M d g/mol Molární hmotnost ředicího média M e g/mol Molární hmotnost výfukových plynů M f Nm Točivý moment absorbovaný pomocnými zařízeními, jež se mají namontovat M gas g/mol Molární hmotnost plynných složek M r Nm Točivý moment absorbovaný pomocnými zařízeními, jež se mají odmontovat n — Počet měření nr — Počet měření s regenerací n min–1 Otáčky motoru n hi min–1 Horní otáčky motoru n lo min–1 Dolní otáčky motoru n pref min–1 Preferované otáčky motoru n p r/s Otáčky čerpadla PDP p a kPa Tlak nasycených par vzduchu nasávaného motorem p b kPa Celkový atmosférický tlak p d kPa Tlak nasycených par ředicího média P f kW Příkon absorbovaný pomocnými zařízeními, jež se mají namontovat p p kPa Absolutní tlak p r kW Tlak vodních par po chladící lázni p s kPa Atmosférický tlak suchého vzduchu P kW Příkon p r kW Příkon absorbovaný pomocnými zařízeními, jež se mají odmontovat qmad kg/s Hmotnostní průtok nasávaného vzduchu v suchém stavu qmaw kg/s Hmotnostní průtok nasávaného vzduchu ve vlhkém stavu qmCe kg/s Hmotnostní průtok uhlíku v surových výfukových plynech qmCf kg/s Hmotnostní průtok uhlíku do motoru qmCp kg/s Hmotnostní průtok uhlíku v systému s ředěním části toku qmdew kg/s Hmotnostní průtok zředěných výfukových plynů na vlhkém základě qmdw kg/s Hmotnostní průtok ředicího média na vlhkém základě qmedf kg/s Hmotnostní průtok rovnocenných zředěných výfukových plynů na vlhkém základě qmew kg/s Hmotnostní průtok výfukových plynů na vlhkém základě qmex kg/s Hmotnostní průtok vzorku odebraného z ředicího tunelu qmf kg/s Hmotnostní průtok paliva qmp kg/s Průtok vzorku výfukových plynů do systému s ředěním části toku q vCVS m3/s Objemový průtok CVS qvs dm3/min Systémový průtok analyzátoru výfukových plynů qvt cm3/min Průtok sledovacího plynu r2 — Koeficient určení r d — Ředicí poměr r D — Poměr průměru SSV r h — Faktor odezvy FID na uhlovodíky r m — Faktor odezvy FID na methanol r p — Poměr tlaku SSV r s — Průměrný poměr odběru vzorků ρ kg/m3 Hustota ρ e kg/m3 Hustota výfukových plynů σ — Směrodatná odchylka s Směrodatná odchylka T K Absolutní teplota V 0 m3/r Objemový průtok PDP načerpaný za otáčku V s dm3 Objem systému analyzátoru výfukových plynů W act kWh Skutečná práce ve zkušebním cyklu W ref kWh Práce referenčního cyklu ve zkušebním cyklu X 0 m3/r Kalibrační funkce PDP

3.3 Značky a zkratky složení paliva

w ALF Obsah vodíku v palivu, % hmot. w BET Obsah uhlíku v palivu, % hmot. w GAM Obsah síry v palivu, % hmot. w DEL Obsah dusíku v palivu, % hmot. w EPS Obsah kyslíku v palivu, % hmot. α Molární poměr vodíku (H/C) γ Molární poměr síry (S/C) δ Molární poměr dusíku (N/C) ε Molární poměr kyslíku (O/C)

vztaženo na palivo CH α O ε N δ S γ

3.4 Značky a zkratky chemických složek

C1 Uhlovodíky ekvivalentní uhlíku 1 CH4 Methan C2H6 Ethan C3H8C3H8 Propan CO Oxid uhelnatý CO2 Oxid uhličitý DOP Dioktylftalát HC Uhlovodíky H2O Voda NMHC Uhlovodíky jiné než methan NOx Oxidy dusíku NO Oxid dusný NO2 Oxid dusičitý PM Částice

3.5 Zkratky

CFV Venturiho trubice s kritickým průtokem CLD Chemoluminiscenční detektor CVS Odběr vzorků s konstantním objemem deNOx Systém následného zpracování NOx EGR Recirkulace výfukových plynů FID Plamenoionizační detektor GC Plynový chromatograf HCLD Vyhřívaný chemoluminiscenční detektor HFID Vyhřívaný plamenoionizační detektor LPG Zkapalněný ropný plyn NDIR Nedisperzní analyzátor s absorpcí v infračerveném pásmu NG Zemní plyn NMC Separátor uhlovodíků jiných než methan PDP Objemové dávkovací čerpadlo % FS % plného rozsahu PFS Systém s ředěním části toku SSV Venturiho trubice s podzvukovým prouděním VGT Turbína s proměnnou geometrií

4. OBECNÉ POŽADAVKY

Systém motoru musí být konstruován, vyroben a namontován tak, aby umožnil motoru za běžného používání splnit požadavky této přílohy během celé jeho životnosti, jak stanoví tento předpis, a to i tehdy, když je namontován do vozidla.

5. PROVOZNÍ POŽADAVKY

5.1 Emise plynných znečišťujících látek a znečišťujících částic

Emise plynných znečišťujících látek a znečišťujících částic z motoru musí být určeny na základě cyklů zkoušek WHTC a WHSC, jak je popsáno v odstavci 7. Měřicí systémy musí splňovat požadavky na linearitu stanovené v odstavci 9.2, požadavky stanovené v odstavcích 9.3 (měření plynných emisí) a 9.4 (měření částic) a požadavky v dodatku 3.

Schváleny mohou být schvalovacím orgánem i jiné systémy nebo analyzátory, jestliže se potvrdí, že poskytují rovnocenné výsledky v souladu s odstavcem 5.1.1.

5.1.1 Rovnocennost

Určení rovnocennosti systému se musí zakládat na korelační studii zahrnující 7 párů vzorků (nebo více párů) a porovnávající uvažovaný systém s jedním ze systémů uvedených v této příloze.

‚Výsledky‘ představují konkrétní váženou hodnotu emisí cyklu. Korelační zkoušky se musí provést v téže laboratoři, na tomtéž zkušebním stanovišti a s tímtéž motorem a pokud možno se provedou současně. Jak je popsáno v dodatku 4 odstavce A.4.3, rovnocennost průměrných hodnot zkušebních párů se určuje na základě statistických údajů F-testu a t-testu, které byly v ohledu zkušebního stanoviště a motoru získány za totožných podmínek, jak je popsáno výše. Odlehlé hodnoty se určí v souladu s normou ISO 5725 a vyloučí se z databáze. Systémy, které se použijí ke korelačním testům, podléhají schválení schvalovacím orgánem.

5.2 Rodina motorů

5.2.1 Obecně

Rodina motorů je určena konstrukčními parametry. Ty musí být pro všechny motory jedné rodiny společné. Zda motory patří do stejné rodiny motorů, může rozhodnout výrobce, pokud jsou dodržena kritéria vyjmenovaná v odstavci 5.2.3. Rodina motorů musí být schválena schvalovacím orgánem. Výrobce schvalovacímu orgánu poskytne příslušné informace o hodnotách emisí motorů v rodině motorů.

5.2.2 Zvláštní případy

V některých případech se mohou parametry navzájem ovlivňovat. Tyto vlivy se musí brát v úvahu, aby se zajistilo, že do rodiny motorů jsou zahrnuty pouze motory, které mají z hlediska emisí znečišťujících látek podobné vlastnosti. Tyto případy musí být určeny výrobcem a oznámeny schvalovacímu orgánu. Budou brány v úvahu jako kritérium při stanovování nové rodiny motorů.

Zařízení nebo prvky, které nejsou uvedeny v odstavci 5.2.3 a které mají silný vliv na hodnoty emisí, musí být označeny výrobcem na základě osvědčené technické praxe a oznámeny schvalovacímu orgánu. Budou brány v úvahu jako kritérium při stanovování nové rodiny motorů.

Kromě parametrů uvedených v odstavci 5.2.3 může výrobce zavést další kritéria, která umožní vymezení rodin motorů menší velikosti. Takové parametry nemusí nutně ovlivňovat hodnoty emisí.

5.2.3 Parametry vymezující rodinu motorů

5.2.3.1 Spalovací cyklus

a) dvoudobý

b) čtyřdobý

c) rotační motor

d) jiný

5.2.3.2 Uspořádání válců

5.2.3.2.1 Řazení válců v bloku

a) do tvaru V

b) v řadě

c) radiálně

d) jinak (F, W atd.)

5.2.3.2.2 Relativní řazení válců

Motory se stejným blokem mohou patřit do stejné rodiny, pokud jsou rozteče vrtání jejich válců totožné.

5.2.3.3 Hlavní chladicí médium

a) vzduch

b) voda

c) olej

5.2.3.4 Zdvihový objem jednotlivých válců

5.2.3.4.1 Motory se zdvihovým objemem válce ≥ 0,75 dm3

Aby motory se zdvihovým objemem válce ≥ 0,75 dm3 mohly být považovány za motory patřící do jedné rodiny motorů, nesmí rozptyl jejich zdvihových objemů válce přesahovat 15 % nejvyššího zdvihového objemu válce v této rodině motorů.

5.2.3.4.2 Motory se zdvihovým objemem válce < 0,75 dm3

Aby motory se zdvihovým objemem válce < 0,75 dm3 mohly být považovány za motory patřící do jedné rodiny motorů, nesmí rozptyl jejich zdvihových objemů válce přesahovat 30 % nejvyššího zdvihového objemu válce v této rodině motorů.

5.2.3.4.3 Motory s jinými mezními hodnotami zdvihového objemu válce

Motory se zdvihovým objemem válce, který přesahuje mezní hodnoty vymezené v odstavcích 5.2.3.4.1 a 5.2.3.4.2, mohou být považovány za motory patřící do jedné rodiny po schválení schvalovacím orgánem. Schválení musí být založeno na technických materiálech (výpočty, simulace, výsledky pokusů atd.), které prokážou, že překročení mezních hodnot nemá významný vliv na emise výfukových plynů.

5.2.3.5 Způsob nasávání vzduchu

a) atmosférické sání

b) přeplňování

c) přeplňování s chladičem

5.2.3.6 Druh paliva

a) motorová nafta

b) zemní plyn (NG)

c) zkapalněný zemní plyn (LPG)

d) ethanol

5.2.3.7 Druh spalovacího prostoru

a) přímý vstřik

b) dělený spalovací prostor

c) jiné typy

5.2.3.8 Typ zapalování

a) zážehové

b) vznětové

5.2.3.9 Ventily a kanály

a) konfigurace

b) počet ventilů na jeden válec

5.2.3.10 Typ dodávky paliva

a) Typ dodávky tekutého paliva i) čerpadlo a (vysokotlaké) potrubí a vstřikovací tryska ii) řadové čerpadlo nebo čerpadlo s rozdělovačem iii) čerpací jednotka nebo vstřikovací jednotka iv) vstřikování se společným tlakovým potrubím v) karburátor/y vi) jiný

b) Typ dodávky plynného paliva i) plynný ii) kapalinou iii) směšovací zařízení iv) jiný

c) jiné typy

5.2.3.11 Další zařízení

a) recirkulace výfukových plynů (EGR)

b) vstřikování vody

c) přípusť vzduchu

d) jiná

5.2.3.12 Strategie elektronického řízení

Přítomnost nebo nepřítomnost elektronické řídicí jednotky (ECU) v motoru je považována za základní parametr rodiny motorů.

V případě elektronicky řízených motorů musí výrobce předložit technické materiály, které zdůvodní seskupení těchto motorů do jedné rodiny, tj. důvody, proč se předpokládá, že tyto motory budou splňovat stejné požadavky na hodnoty emisí.

Těmito materiály mohou být výpočty, simulace, odhady, popisy parametrů vstřikování, výsledky pokusů atd.

Sledovanými vlastnostmi jsou například:

a) časování

b) tlak vstřikování

c) vícenásobný vstřik

d) přeplňovací tlak

e) VGT

f) EGR

5.2.3.13 Systémy následného zpracování výfukových plynů

Činnost a kombinace následujících zařízení jsou považovány za kritéria členství v rodině motorů:

a) oxidační katalyzátor

b) třícestný katalyzátor

c) systém ke snížení emisí NOx se selektivní redukcí NOx (přidávání redukčního činidla)

d) ostatní systémy ke snížení emisí NOx

e) filtr částic s pasivní regenerací

f) filtr částic s aktivní regenerací

g) jiné filtry částic

h) jiná zařízení

Byl-li motor schválen bez systému následného zpracování výfukových plynů, ať už jako základní motor nebo jako motor z rodiny motorů, pak tento motor může být zařazen do stejné rodiny motorů, jestliže je vybaven oxidačním katalyzátorem a nevyžaduje jiné palivové vlastnosti.

Má-li zvláštní palivové požadavky (např. filtry částic vyžadující zvláštní přísady v palivu k zajištění procesu regenerace), rozhodnutí o zařazení do stejné rodiny musí být založeno na technických materiálech poskytnutých výrobcem. Tyto dokumenty doloží, že očekávané hodnoty emisí takto vybaveného motoru jsou v souladu se stejnými mezními hodnotami jako motory, které tak vybavené nejsou.

Byl-li motor schválen se systémem následného zpracování výfukových plynů, ať už jako základní motor nebo jako motor z rodiny motorů, jejíž základní motor je vybaven stejným systémem následného zpracování výfukových plynů, pak tento motor nesmí být zařazen do stejné rodiny motorů, jestliže není vybaven systémem následného zpracování výfukových plynů.

5.2.4 Volba základního motoru

5.2.4.1 Vznětové motory

Poté, co byla rodina motorů schválena schvalovacím orgánem, je základním kritériem pro výběr základního motoru rodiny motorů největší dávka paliva na zdvih při deklarovaných otáčkách maximálního točivého momentu motoru. V případě, kdy toto hlavní kritérium splňují zároveň dva nebo více motorů, užije se jako druhé kritérium pro volbu základního motoru největší dodávka paliva na jeden zdvih při jmenovitých otáčkách.

5.2.4.2 Zážehové motory

Poté, co byla rodina motorů schválena schvalovacím orgánem, je základním kritériem pro výběr základního motoru rodiny motorů největší zdvihový objem. V případě, kdy toto hlavní kritérium splňují zároveň dva nebo více motorů, užije se jako druhé kritérium pro volbu základního motoru v následujícím pořadí:

a) největší dodávka paliva na zdvih při otáčkách deklarovaného jmenovitého výkonu;

b) největší předstih zážehu;

c) nejmenší poměr recirkulace výfukových plynů.

5.2.4.3 Poznámky k volbě základního motoru

Schvalovací orgán může dojít k závěru, že nejhorší případ emisí rodiny motorů je možno nejlépe určit zkouškou dalších motorů. V takovém případě výrobce motoru předloží příslušné informace, aby bylo možno určit, které motory v rodině motorů mají s největší pravděpodobností nejvyšší hodnoty emisí.

Jestliže motory rodiny motorů mají další vlastnosti, které by mohly být pokládány za vlastnosti ovlivňující emise výfukových plynů, musí se tyto vlastnosti také určit a brát v úvahu při volbě základního motoru.

Jestliže pro motory v jedné rodině motorů platí stejné hodnoty emisí v rámci různých životností, musí to být při volbě základního motoru bráno v úvahu.

6. PODMÍNKY ZKOUŠEK

6.1 Podmínky laboratorních zkoušek

Změří se absolutní teplota (T a) v sání vzduchu pro motor vyjádřená v kelvinech a suchý atmosférický tlak (p s) vyjádřený v kPa a podle následujících ustanovení se určí parametr f a. Ve víceválcových motorech s rozvětveným sacím potrubím, např. při uspořádání motoru do V, se bere průměrná teplota oddělených větví. Parametr f a se uvede v protokolu o zkoušce spolu s výsledky zkoušky. Pro lepší opakovatelnost a reprodukovatelnost výsledku zkoušky se doporučuje, aby parametr f a byl takový, že platí: 0,93 ≤ f a ≤ 1,07.

a) Vznětové motory: Motory s atmosférickým sáním a motory mechanicky přeplňované: (1) Motory přeplňované turbokompresorem s chlazením nasávaného vzduchu nebo bez tohoto chlazení: (2)

b) Zážehové motory: (3)

6.2 Motory s chlazením přeplňovacího vzduchu

Teplota přeplňovacího vzduchu musí být zaznamenána a musí se při jmenovitých otáčkách a plném zatížení pohybovat v rozmezí ± 5 K maximální teploty přeplňovacího vzduchu uvedené výrobcem. Teplota chladicího média musí být nejméně 293 K (20 °C).

Je-li použit laboratorní zkušební systém nebo vnější dmychadlo, musí být průtok chladicího média nastaven tak, aby dosáhl teploty přeplňovacího vzduchu v rozmezí ± 5 K od maximální teploty přeplňovacího vzduchu uvedené výrobcem při jmenovitých otáčkách a plném zatížení. Výše uvedené nastavení teploty chladicího média a průtoku chladicího média v chladiči přeplňovacího vzduchu se po dobu trvání celého cyklu nesmí měnit, pokud to nezpůsobí nereprezentativní přechlazení přeplňovacího vzduchu. Objem chladiče přeplňovaného vzduchu musí být určen na základě osvědčené technické praxe a musí být reprezentativní pro namontovaný sériově vyráběný motor v provozu. Laboratorní systém musí být konstruován tak, aby v něm docházelo k co nejmenší akumulaci kondenzátu. Před zkouškou emisí musí být veškerý naakumulovaný kondenzát vypuštěn a všechna vypouštěcí zařízení se musí úplně uzavřít.

Jestliže výrobce motoru specifikuje mezní hodnoty poklesu tlaku při průchodu chladicím systémem přeplňovacího vzduchu, musí se zajistit, aby pokles tlaku při průchodu chladicím systémem přeplňovacího vzduchu za podmínek motoru stanovených výrobcem byl v mezích specifikovaných výrobcem. Pokles tlaku se měří v místech určených výrobcem.

6.3 Motorový pohon

Základem měření specifických emisí je výkon motoru a práce vykonaná ve zkušebním cyklu, jak je stanoveno v odstavcích 6.3.1 až 6.3.5.

6.3.1 Instalace motoru obecně

Motor se zkouší s pomocnými zařízeními, jejichž seznam je uveden v dodatku 7.

Jestliže nejsou pomocná zařízení instalována podle požadavků, jejich příkon se vezme v úvahu v souladu s odstavci 6.3.2 až 6.3.5.

6.3.2 Pomocná zařízení, která se namontují při zkoušce emisí

Jestliže není vhodné montovat pomocné zařízení požadované podle dodatku 7 na zkušební stav, určí se příkon těchto zařízení a odečte se od změřeného výkonu motoru (referenčního a skutečného) v celém rozsahu otáček motoru cyklu WHTC a v rozsahu zkušebních otáček cyklu WHSC.

6.3.3 Pomocná zařízení, která se při zkoušce odmontují

Není-li možné pomocná zařízení, která se nevyžadují podle dodatku 7, odmontovat, může se určit příkon těchto zařízení a přičte se ke změřenému výkonu motoru (referenčnímu a skutečnému) v celém rozsahu otáček motoru cyklu WHTC a v rozsahu zkušebních otáček cyklu WHSC. Převyšuje-li tato hodnota 3 % maximálního výkonu při otáčkách užitých při zkoušce, je třeba to prokázat schvalovacímu orgánu.

6.3.4 Určení příkonu pomocného zařízení

Příkon pomocných zařízení je nutno určit jen u

a) pomocných zařízení požadovaných podle dodatku 7, která nejsou namontována do motoru, a/nebo

b) pomocných zařízení požadovaných podle dodatku 7, která jsou namontována do motoru.

Hodnoty příkonu pomocných zařízení motoru a metodu měření/výpočtu k určení příkonu pomocných zařízení motoru předloží výrobce motoru pro celý provozní rozsah zkušebních cyklů a schválí je schvalovací orgán.

6.3.5 Práce motoru vykonaná ve zkušebním cyklu

Výpočet práce vykonané v referenčním cyklu a ve skutečném cyklu (viz odstavci 7.4.8 a 7.8.6) vychází z výpočtu výkonu motoru podle odstavce 6.3.1. V tom případe jsou P f a Pr v rovnici 4 rovné nule a P se rovná P m.

Jsou-li pomocná zařízení motoru namontována podle odstavce 6.3.2 a/nebo 6.3.3, použije se jejich příkon ke korekci každé hodnoty P m,i výkonu v právě probíhajícím zkušebním cyklu takto:

(4)

Kde

P m,i je změřený výkon motoru, kW, P f,i je příkon pomocných zařízení motoru, která se namontují, kW, P r,i je příkon pomocných zařízení motoru, která se odmontují, kW.

6.4 Systém sání motoru

Musí se použít systém sání motoru nebo laboratorní zkušební systém, jehož vstupní odpor vzduchu se liší nejvýše o ± 300 Pa od maximální hodnoty uvedené výrobcem pro čistý čistič vzduchu u motoru běžícího při jmenovitých otáčkách a s plným zatížením. Statický rozdíl tlaku na vstupním odporu se měří v místě určeném výrobcem.

6.5 Výfukový systém motoru

Musí se použít výfukový systém motoru nebo laboratorní zkušební systém, jehož protitlak ve výfuku činí 80 až 100 % maximální hodnoty uvedené výrobcem při jmenovitých otáčkách a s plným zatížením. Jestliže je maximální odpor 5 kPa nebo menší, nastavený bod musí být nejméně 1,0 kPa od maxima. Výfukový systém musí splňovat požadavky na odběr vzorků výfukových plynů stanovené v odstavcích 9.3.10 a 9.3.11.

6.6 Motor se systémem následného zpracování výfukových plynů

Jestliže je motor vybaven systémem k následnému zpracování výfukových plynů, musí mít výfuková trubka stejný průměr, jako se používá v praxi, nebo jak stanoví výrobce, do vzdálenosti nejméně čtyři průměry trubky proti směru proudění od expanzní části, která obsahuje zařízení k následnému zpracování výfukových plynů. Vzdálenost mezi přírubou sběrného výfukového potrubí nebo výstupem z turbokompresoru a systémem 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. U zařízení k následnému zpracování výfukových plynů s proměnlivým odporem je maximální odpor výfuku definován při podmínce následného zpracování (záběh/stárnutí a regenerace / úroveň zaplnění) specifikované výrobcem. Jestliže je maximální odpor 5 kPa nebo menší, nastavený bod musí být nejméně 1,0 kPa od maxima. Nádrž obsahující zařízení k následnému zpracování výfukových plynů se může vyjmout pro orientační zkoušky a pro mapování vlastností motoru a nahradit rovnocennou nádrží s neaktivním nosičem katalyzátoru.

Emise naměřené během zkušebního cyklu musí být reprezentativní pro emise ve skutečném provozu. Jestliže je motor vybaven systémem k následnému zpracování výfukových plynů, který vyžaduje použití činidla, musí být činidlo, jež se má použít při všech zkouškách, udáno výrobcem.

Motory vybavené systémem k následnému zpracování výfukových plynů s kontinuální regenerací nevyžadují zvláštní postup zkoušky, avšak proces regenerace je nutno prokázat podle odstavce 6.6.1.

U motorů vybavených systémem k následnému zpracování výfukových plynů, které jsou periodicky regenerovány, jak je popsáno v odstavci 6.6.2, musí být výsledky hodnot emisí upraveny tak, aby braly v úvahu jednotlivé regenerace. V takovém případě průměrná hodnota emisí závisí na frekvenci regenerace z hlediska těch částí zkoušek, během kterých k regeneraci dochází.

6.6.1 Nepřetržitá regenerace

Emise se měří na systému k následnému zpracování výfukových plynů stabilizovaném tak, aby docházelo k opakovatelnému chování z hlediska emisí. K procesu regenerace musí dojít během zkoušky WHTC se startem za tepla nejméně jednou a výrobce musí udat normální podmínky, za nichž dochází k regeneraci (množství úsad sazí, teplota, protitlak výfukových plynů atd.).

Aby se prokázalo, že je regenerační proces nepřetržitý, musí být provedeny nejméně tři zkoušky WHTC s teplým startem. Pro účely tohoto prokázání se musí motor zahřát podle odstavce 7.4.1, stabilizovat podle odstavce 7.6.3 a musí se provést první zkouška WHTC se startem za tepla. Následné zkoušky se startem za tepla se zahájí po stabilizaci motoru podle odstavce 7.6.3. Během zkoušek musí být zaznamenány teplota a tlak ve výfuku (teplota před a za systémem k následnému zpracování plynů, protitlak ve výfuku atd.).

Jestliže v průběhu zkoušek nastanou podmínky deklarované výrobcem a výsledky tří (nebo více) zkoušek WHTC se startem za tepla se neliší o více než ± 25 % nebo 0,005 g/kWh, podle toho, která hodnota je větší, pokládá se systém k následnému zpracování výfukových plynů za druh s kontinuální regenerací a platí obecná ustanovení pro zkoušky podle odstavce 7.6 (WHTC) a odstavce 7.7 (WHSC).

Má-li systém k následnému zpracování výfukových plynů bezpečnostní režim, který se přepíná na režim periodické regenerace, zkouška se provádí podle odstavce 6.6.2. V tomto zvláštním případě mohou být příslušné mezní hodnoty emisí překročeny a nebudou váženy.

6.6.2 Periodická regenerace

U systému k následnému zpracování výfukových plynů, který je založen na procesu periodické regenerace, se emise na stabilizovaném systému k následnému zpracování výfukových plynů měří nejméně třemi zkouškami WHTC se startem za tepla, přičemž jedna je s regenerací a dvě bez regenerace, a výsledky se zváží.

K procesu regenerace musí dojít během zkoušky WHTC se startem za tepla nejméně jednou. Motor může být vybaven přepínačem, který umožňuje zamezit procesu regenerace nebo ho umožnit za předpokladu, že toto nemá žádný vliv na původní kalibrování motoru.

Výrobce určí běžné podmínky, za nichž k regeneraci dochází (výfukové saze, teplota, protitlak výfukových plynů atd.), a její trvání. Výrobce poskytne rovněž údaje o četnosti regenerace vyjádřené počtem zkoušek, během nichž dojde k regeneraci, v porovnání s počtem zkoušek bez regenerace. Přesný postup určení této četnosti bude založen na údajích z provozu a osvědčeném technickém úsudku a dohodne se se schvalovacím orgánem.

Výrobce poskytne systém k následnému zpracování výfukových plynů, který byl zatížen, aby bylo během zkoušky WHTC dosaženo regenerace. Pro účely této zkoušky se musí motor zahřát podle odstavce 7.4.1, stabilizovat podle odstavce 7.6.3 a musí se provést zkouška WHTC se startem za tepla. K regeneraci nesmí dojít během zahřívání motoru.

Průměrné specifické hodnoty emisí mezi fázemi regenerace se určí aritmetickým průměrem výsledků několika rovnoměrně rozložených zkoušek WHTC s teplým startem (g/kWh). Musí být provedena nejméně jedna zkouška WHTC s teplým startem co nejblíže před zkouškou regenerace a jedna zkouška WHTC s teplým startem ihned po zkoušce regenerace. Lze zvolit alternativní řešení, kdy výrobce poskytne údaje, kterými prokáže, že emise jsou mezi fázemi regenerace konstantní (±25 % nebo 0,005 g/kWh, podle toho, která hodnota je vyšší). V tomto případě je možno použít emise pouze jedné zkoušky WHTC s teplým startem.

Během zkoušky regenerace se zaznamenávají všechny údaje, které jsou potřebné ke zjištění regenerace (emise CO nebo NOx, teplota před systémem k následnému zpracování výfukových plynů a za ním, protitlak výfukových plynů atd.).

Během zkoušky regenerace mohou být překročeny příslušné mezní hodnoty emisí.

Schéma postupu zkoušky je na obrázku 2.

Emise při zkoušce WHTC se startem za tepla se zváží takto:

(5)

kde

n je počet zkoušek WHTC se startem za tepla bez regenerace, nr je počet zkoušek WHTC se startem za tepla s regenerací, (nejméně jedna zkouška), jsou průměrné specifické emise bez regenerace, g/kWh, jsou průměrné specifické emise s regenerací, g/kWh.

Pro určení platí následující ustanovení:

a) Jestliže regenerace zaujímá více než jednu zkoušku WHTC se startem za tepla, provedou se následující úplné zkoušky WHTC se startem za tepla a pokračuje se v měření emisí bez stabilizace a bez zastavování motoru, dokud není regenerace ukončena, a vypočte se průměr ze zkoušek WHTC se startem za tepla.

b) Jestliže regenerace skončí v průběhu kterékoli zkoušky WHTC se startem za tepla, pokračuje se ve zkoušce do dosažení její celé délky.

Po dohodě se schvalovacím orgánem se mohou použít korekční faktory na regeneraci, a to buď multiplikativní (písm. c), nebo aditivní (písm. d), které jsou založeny na osvědčené odborné analýze.

c) Multiplikativní korekční faktory se vypočtou takto: (nahoru) (6) (dolů) (6a)

d) Aditivní korekční faktory se vypočtou takto: (nahoru) (7) (dolů) (8)

Pokud jde o výpočet specifických emisí podle odstavce 8.6.3, použijí se tyto korekční faktory na regeneraci:

e) u zkoušky bez regenerace se k r,u násobí hodnotou specifických emisí e v rovnici 69 nebo se přičte k této hodnotě v rovnici 70,

f) u zkoušky s regenerací se k r,u násobí hodnotou specifických emisí e v rovnici 69 nebo se odečte od této hodnoty v rovnici 70.

Na žádost výrobce mohou být korekční faktory na regeneraci

g) rozšířeny na ostatní členy stejné rodiny motorů,

h) rozšířeny na jiné rodiny motorů používající stejný systém k následnému zpracování výfukových plynů, pokud toto rozšíření předběžně povolil schvalovací orgán na základě výrobcem předaných technických dokladů, že emise jsou podobné.

6.7 Chladicí soustava

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

6.8 Mazací olej

Údaje o mazacím oleji musí být uvedeny výrobcem a olej musí být reprezentativní pro mazací oleje dostupné na trhu; vlastnosti mazacího oleje použitého při zkoušce musí být zaznamenány a předloženy zároveň s výsledky zkoušky.

6.9 Vlastnosti referenčního paliva

Pro vznětové motory je referenční palivo vymezeno v dodatku 2 této přílohy a pro motory na NG a LPG v přílohách 6 a 7.

Teplota paliva musí být v souladu s doporučeními výrobců.

6.10 Emise z klikové skříně

Žádné emise z klikové skříně nesmí být vypouštěny přímo do okolního ovzduší, s následující výjimkou: motory vybavené turbodmychadly, čerpadly, dmychadly nebo splňovacími zařízeními se sáním vzduchu mohou vypouštět emise z klikové skříně do okolního ovzduší, jestliže se při všech zkouškách emisí přidají k emisím z výfuku (buď fyzicky, nebo matematicky). Výrobci, kteří této výjimky využijí, musí nainstalovat motory tak, aby všechny emise z klikové skříně mohly být odvedeny do odběrného systému.

Pro účely tohoto odstavce se emise z klikové skříně, které se v celém průběhu provozu odvádějí do proudu výfukových plynů před zařízením k následnému zpracování výfukových plynů, nepokládají za vypouštěné přímo do okolního ovzduší.

Volné emise z klikové skříně musí být odváděny do výfukového systému za účelem měření emisí takto:

a) Potrubí musí být z materiálu s hladkým povrchem, elektricky vodivého a nereagujícího s emisemi z klikové skříně. Trubky musí být co nejkratší.

b) Počet ohybů potrubí, kterým se ve zkušebně odvádějí plyny z klikové skříně, musí být co nejmenší a poloměr všech nevyhnutelných ohybů musí být co největší.

c) Potrubí, kterým se ve zkušebně odvádějí plyny z klikové skříně, musí být vyhřívané, tenkostěnné nebo izolované a musí splňovat specifikace výrobce motoru týkající se protitlaku v klikové skříni.

d) Potrubí, kterým se odvádějí plyny z klikové skříně, musí ústit do proudu výfukových plynů za každým systémem k následnému zpracování výfukových plynů, za každým odporem, který je namontován do výfuku, a v dostatečné vzdálenosti před všemi odběrnými sondami, aby se před odběrem zajistilo úplné smíšení s výfukovými plyny z motoru. Potrubí, kterým se vedou plyny z klikové skříně, musí zasahovat do volného proudu výfukových plynů, aby se zabránilo jevům mezní vrstvy a aby se podporovalo smíšení. Výstup z potrubí, kterým se vedou plyny z klikové skříně, může být orientován v libovolném směru vzhledem k proudu surového výfukového plynu.

7. POSTUP ZKOUŠKY

7.1 Zásady měření emisí

K měření specifických emisí je třeba, aby motor prošel zkušebními cykly stanovenými v odstavcích 7.2.1 a 7.2.2. K měření specifických emisí je třeba určit hmotnost složek ve výfukových plynech a odpovídající práci motoru v průběhu cyklu. Složky se určí metodami odběru popsanými v odstavcích 7.1.1 a 7.1.2.

7.1.1 Plynulý odběr vzorků

U plynulého odběru vzorků se nepřetržitě měří koncentrace složky v surovém nebo ve zředěném výfukovém plynu. Tato koncentrace se vynásobí nepřetržitým průtokem výfukového plynu (surového nebo zředěného) v místě odběru emisí k určení hmotnostního průtoku složky. Emise složky se v průběhu zkušebního cyklu neustále sčítají. Tento součet je celkovou hmotností vypouštěné složky.

7.1.2 Odběr vzorků dávkami

U odběru dávek se plynule odebírá vzorek surového nebo zředěného výfukového plynu a ukládá se pro pozdější měření. Odebraný vzorek musí být proporcionální k průtoku surového nebo zředěného výfukového plynu. U jednotlivých odebraných dávek jsou plynné složky shromážděny ve vaku a znečišťující částice jsou zachyceny na filtru. Koncentrace složek odebraných do dávky se vynásobí celkovou hmotností výfukového plynu nebo hmotnostního průtoku (surového nebo zředěného plynu), z nichž byla dávka během zkušebního cyklu odebrána. Výsledkem je celková hmotnost nebo hmotnostní průtok vypouštěné složky. K výpočtu koncentrace znečišťujících částic se částice zachycené z proporcionálně odebraného výfukového plynu na filtru vydělí množstvím přefiltrovaného výfukového plynu.

7.1.3 Postupy měření

V této příloze jsou popsány dva postupy měření, které jsou funkčně rovnocenné. Oba postupy se mohou použít pro každý ze zkušebních cyklů WHTC a WHSC:

a) vzorky plynných složek se odebírají plynule ze surového výfukového plynu a částice se určí s použitím systému s ředěním části toku;

b) plynné složky a částice se určí s použitím systému s ředěním plného toku (systém CVS).

Je možné tyto dva postupy (např. měření plynných složek v surovém výfukovém plynu a měření částic v systému s ředěním plného toku) jakkoli kombinovat.

7.2 Zkušební cykly

7.2.1 Zkušební cyklus v neustáleném stavu WHTC

Zkušební cyklus v neustáleném stavu WHTC je uveden v dodatku 1 jako sled každou sekundu se střídajících normalizovaných hodnot otáček a točivého momentu. Před zkouškou motoru na zkušebním stanovišti musí být normalizované hodnoty převedeny pro konkrétní zkoušený motor na základě mapovací křivky na skutečné hodnoty. Tento převod se označuje jako denormalizace a zkušební cyklus takto vytvořený jako referenční cyklus motoru, který má být zkoušen. S těmito referenčními hodnotami otáček a točivého momentu se na zkušebním stanovišti provede zkušební cyklus a zaznamenají se skutečné hodnoty otáček, točivého momentu a výkonu. K ověření zkoušky se po jejím dokončení provede regresní analýza mezi referenčními a skutečnými hodnotami otáček, točivého momentu a výkonu.

K provedení výpočtu emisí specifických pro brzdu se vypočte skutečná práce cyklu integrováním skutečného výkonu motoru během cyklu. K potvrzení správnosti cyklu je třeba, aby skutečná práce v průběhu cyklu byla v předepsaných mezích práce v průběhu referenčního cyklu.

Pro plynné znečišťující látky se může použít kontinuální odběr vzorků (ze surového nebo zředěného výfukového plynu) nebo odběr vzorků dávkami (zředěný výfukový plyn). Vzorek částic se zředí stabilizovaným ředicím médiem (jako je okolní vzduch) a zachytí se jedním vhodným filtrem. Schéma postupu zkoušky WHTC je na obrázku 3.

7.2.2 Zkušební cyklus WHSC v ustáleném stavu s lineárními přechody

Zkušební cyklus WHSC v ustáleném stavu s lineárními přechody se skládá z několika normalizovaných režimů otáček a zatížení, které musí být převedeny pro konkrétní zkoušený motor na základě mapovací křivky na skutečné hodnoty. Motor musí pracovat v každém režimu po předepsanou dobu, přičemž se v prvních 20 ± 1 sekundách lineárně mění otáčky a zatížení. K ověření zkoušky se po jejím dokončení provede regresní analýza mezi referenčními a skutečnými hodnotami otáček, točivého momentu a výkonu.

Koncentrace každé plynné znečišťující látky, průtok výfukových plynů a výkon se určuje v průběhu celého zkušebního cyklu. Plynné znečišťující látky mohou být zaznamenány současně nebo odebrány pomocí odběrného vaku. Vzorek částic se zředí stabilizovaným ředicím médiem (jako je okolní vzduch). V průběhu celého postupu zkoušky se odebere jeden vzorek a zachytí se jedním vhodným filtrem.

K provedení výpočtu emisí specifických pro brzdu se vypočte skutečná práce cyklu integrováním skutečného výkonu motoru během cyklu.

Zkouška WHSC je popsána v tabulce 1. S výjimkou prvního režimu se začátek každého režimu stanoví jako začátek lineárního přechodu z předcházejícího režimu.

Tabulka 1

Zkušební cyklus WHSC

Režim Normalizované otáčky (%) Normalizovaný točivý moment (%) Trvání režimu (s), včetně 20s lineárního přechodu 1 0 0 210 2 55 100 50 3 55 25 250 4 55 70 75 5 35 100 50 6 25 25 200 7 45 70 75 8 45 25 150 9 55 50 125 10 75 100 50 11 35 50 200 12 35 25 250 13 0 0 210 Součet 1 895

7.3 Obecné fáze zkoušky

Následující vývojový diagram uvádí obecné pokyny, které by měly být během zkoušky dodrženy. Podrobnosti o každém kroku jsou uvedeny v příslušných odstavcích. Odchylky od obecných pokynů jsou povoleny, je-li to vhodné, avšak konkrétní požadavky v příslušných odstavcích jsou závazné.

Při zkoušce WHTC se zkušební postup skládá ze zkoušky se studeným startem, po které následuje buď přirozené nebo nucené chlazení motoru, interval odstavení za tepla a teplý start.

Při zkoušce WHSC se zkušební postup skládá ze zkoušky s teplým startem, po kterém následuje stabilizační fáze v režimu WHSC 9.

7.4 Měření motoru

Měření motoru, kontroly vlastností motoru a kalibrace systému před zkouškou se vykonají před postupem mapování motoru v souladu s obecným průběhem zkoušky znázorněným v odstavci 7.3.

Jako základ pro generování referenčního cyklu WHTC a WHSC musí být motor zmapován v provozu s plným zatížením k určení křivek závislostí otáček na maximálním točivém momentu a závislostí otáček na maximálním výkonu. Mapovací křivky se použijí k denormalizaci otáček motoru (odstavec 7.4.6) a točivého momentu motoru (odstavec 7.4.7).

7.4.1 Zahřátí motoru

Motor se musí zahřát provozem mezi 75 a 100 % jeho maximálního výkonu nebo podle doporučení výrobce a osvědčeného technického úsudku. Ke konci zahřívání musí být provoz takový, aby se teplota chladiva motoru a mazacího oleje stabilizovala v rozmezí ± 2 % jejich středních hodnot po dobu nejméně 2 minut, nebo dokud nezačne teplotu motoru řídit termostat.

7.4.2 Určení rozsahu otáček mapování

Minimální a maximální otáčky pro mapování jsou definovány takto:

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

7.4.3 Křivka mapování motoru

Když byl motor stabilizován podle odstavce 7.4.1, provede se mapování motoru následujícím postupem:

a) motor se odlehčí a běží při volnoběžných otáčkách;

b) motor běží podle maximálního požadavku operátora při minimálních otáčkách pro mapování;

c) otáčky motoru se zvyšují se středním přírůstkem (8 ± 1) min–1/s z minimálních otáček pro mapování na maximální otáčky pro mapování, nebo při konstantním poměru tak, aby přechod od minimálních do maximálních mapovacích otáček trval 4 až 6 minut. Odstavci otáček motoru a točivého momentu se zaznamenávají s frekvencí alespoň jednoho odstavce za sekundu.

Pokud se ke stanovení negativního referenčního točivého momentu použije odstavec 7.4.7 písm. b), může mapovací křivka pokračovat přímo s minimálním požadavkem operátora od maximálních do minimálních mapovacích otáček.

7.4.4 Jiné způsoby mapování

Jestliže podle výrobce není výše uvedený postup mapování spolehlivý nebo reprezentativní pro kterýkoli daný motor, lze použít jiné způsoby mapování. Tyto jiné způsoby musí splňovat záměr vymezených mapovacích postupů k určení maximálního točivého momentu dosažitelného při všech otáčkách motoru, kterých je dosaženo v průběhu zkušebních cyklů. Odchylky od způsobů mapování uvedených v tomto odstavce musí být z důvodů spolehlivosti nebo reprezentativnosti schváleny schvalovacím orgánem zároveň se zdůvodněním jejich použití. V žádném případě se však nesmí pro křivku točivého momentu použít sestupné změny otáček motoru u regulovaných motorů nebo u motorů přeplňovaných turbodmychadlem.

7.4.5 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 zmapování, nebo

b) byly na motoru vykonány mechanické změny nebo následná kalibrování, které mohou mít vliv na výkon motoru.

7.4.6 Denormalizace otáček motoru

Ke generování referenčních cyklů se normalizované otáčky podle dodatku 1 (WHTC) a tabulky 1 (WHSC) denormalizují s použitím následující rovnice:

(9)

K určení n pref se vypočte integrál maximálního točivého momentu z n idle po n 95h z mapovací křivky motoru určené podle odstavce 7.4.3.

Otáčky motoru na obrázku 4 a 5 jsou definovány takto:

n lo jsou nejnižší otáčky, při kterých výkon dosahuje 55 % maximálního výkonu n pref jsou otáčky motoru, při kterých integrál maximálního točivého momentu představuje 51 % celého integrálu mezi n idle a n 95h n hi jsou nejvyšší otáčky, při kterých výkon dosahuje 70 % maximálního výkonu n idle jsou volnoběžné otáčky n 95h jsou nejvyšší otáčky, při kterých výkon dosahuje 95 % maximálního výkonu

U motorů (hlavně zážehových) s prudce klesající křivkou regulátoru, kdy zastavení přívodu paliva brání motoru v provozu do n hi nebo do n 95h, platí následující ustanovení:

n hi v rovnici 9 se nahradí výrazem n Pmax × 1,02, n 95h se nahradí výrazem n Pmax × 1,02.

7.4.7 Denormalizace hodnot točivého momentu

Hodnoty točivého momentu v režimu dynamometru motoru podle přílohy 1 (WHTC) a tabulky 1 (WHSC) jsou normalizovány na maximální točivý moment při příslušných otáčkách. Ke generování referenčních cyklů musí být hodnoty točivého momentu pro každou individuální hodnotu referenčních otáček určenou podle odstavce 7.4.6 denormalizovány s použitím křivky mapování, která byla stanovena podle odstavce 7.4.3, takto:

(10)

kde:

M norm,i je normalizovaný točivý moment, v % M max,i je maximální točivý moment z mapovací křivky, Nm M f,i je točivý moment absorbovaný pomocnými zařízeními motoru, která se namontují, Nm M r,i je točivý moment absorbovaný pomocnými zařízeními motoru, která se odmontují, Nm

Jsou-li pomocná zařízení motoru namontována v souladu s odstavcem 6.3.1 a dodatkem 7, rovná se M f a M r nule.

Negativní hodnoty točivého momentu v odstavcích, v nichž je motor poháněn (m v dodatku 1), musí pro účely generování referenčního cyklu přejímat referenční hodnoty určené podle každého z následujících způsobů:

a) negativních 40 % z pozitivního točivého momentu, který je k dispozici v přidruženém odstavce otáček,

b) mapování negativního točivého momentu požadovaného k pohonu motoru z maximálních na minimální mapovací otáčky,

c) určení negativního točivého momentu požadovaného k pohonu motoru při volnoběžných otáčkách a při n hi a lineární interpolace mezi těmito dvěma odstavci.

7.4.8 Výpočet práce vykonané v referenčním cyklu

Práce vykonaná v referenčním cyklu se určí za zkušební cyklus synchronním výpočtem okamžitých hodnot výkonu motoru z referenčních otáček a referenčního točivého momentu, jak je stanoveno v odstavcích 7.4.6 a 7.4.7. K výpočtu práce vykonané v referenčním cyklu W ref (kWh) se hodnoty okamžitého výkonu motoru integrují za zkušební cyklus. Jestliže nejsou namontována pomocná zařízení v souladu s odstavcem 6.3.1, korigují se okamžité hodnoty výkonu s použitím rovnice (4) podle odstavce 6.3.5.

Stejná metoda se použije 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 skutečného cyklu se všechny negativní hodnoty točivého momentu nastaví na nulu a započítají se. Jestliže se integrování provede při frekvenci menší než 5 Hz a jestliže se během daného časového úseku hodnota točivého momentu mění z pozitivní na negativní nebo z negativní na pozitivní, vypočte se negativní podíl a nastaví se na nulu. Pozitivní podíl se započítá do integrované hodnoty.

7.5 Postupy před zkouškami

7.5.1 Instalace měřicího zařízení

Přístroje a odběrné sondy se nainstalují, jak je požadováno. Výfuková trubka se připojí k systému s ředěním plného toku, jestliže je použit.

7.5.2 Příprava měřicího zařízení pro odběr vzorků

Před začátkem odběru vzorků emisí se učiní následující kroky:

a) V průběhu 8 hodin předcházejících odběru emisí podle odstavce 9.3.4 se přezkouší těsnost systému.

b) Pro odběr vzorků v dávkách se připojí čisté prostředky k ukládání, jako jsou vyprázdněné vaky.

c) Spustí se všechny měřicí přístroje podle instrukcí výrobce přístrojů a osvědčeného technického úsudku.

d) Nastartují se ředicí systémy, odběrná čerpadla, chladicí ventilátory a systém pro shromažďování údajů.

e) Seřídí se průtoky vzorků na požadované úrovně, s použitím obtoků, je-li to žádoucí.

f) Výměníky tepla v systému odběru vzorků se předehřejí nebo předchladí, aby se nalézaly ve svých provozních rozsazích teplot pro zkoušku.

g) Vyhřívané nebo chlazené komponenty, jako jsou odběrná potrubí, filtry, chladiče a čerpadla se stabilizují na své provozní teploty.

h) Systém k ředění toku výfukových plynů se uvede do činnosti nejméně 10 minut před začátkem sledu zkoušek.

i) Všechna elektronická integrační zařízení se před začátkem každého intervalu zkoušky vynulují nebo znovu vynulují.

7.5.3 Kontrola analyzátorů plynů

Vyberou se pracovní rozsahy analyzátoru plynu. Jsou přípustné analyzátory emisí s automatickým nebo ručním přepínáním pracovních rozsahů. V průběhu zkušebního cyklu se nesmí přepínat pracovní rozsah analyzátorů emisí. Zároveň se také v průběhu zkušebního cyklu nesmí přepínat zesílení analogového provozního zesilovače (zesilovačů) analyzátoru.

Odezva na nulu a na plný rozsah stupnice se určí u všech analyzátorů, které používají mezinárodně vysledovatelné plyny, jež odpovídají specifikacím odstavce 9.3.3. U analyzátorů FID se musí zkontrolovat plný rozsah stupnice na bázi uhlíkového čísla jedna (C1).

7.5.4 Příprava filtru k odběru vzorku částic

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

7.5.5 Nastavení ředicího systému

Celkový tok zředěného výfukového plynu v systému s ředěním plného toku nebo tok zředěného výfukového plynu systémem s ředěním části toku musí být seřízen tak, aby nemohlo docházet ke kondenzaci vody v systému a aby se na čele filtru dosáhlo teploty mezi 315 K (42 °C) a 325 K (52 °C).

7.5.6 Nastartování systému k odběru vzorků částic

Systém k odběru vzorků částic se nastartuje a nechá se běžet s obtokem. Hladina částic pozadí v ředicím médiu se může určit odběrem vzorků ředicího média před vstupem výfukového plynu do ředicího tunelu. Měření se může provést před zkouškou nebo po ní. Jestliže se měří jak na začátku, tak na konci cyklu, může se vypočítat průměrná hodnota výsledků. Jestliže se k měření pozadí použije jiný systém k odběru vzorků, měří se současně s vlastní zkouškou.

7.6 Provedení zkoušky WHTC

7.6.1 Ochlazení motoru

Použije se způsob přirozeného nebo nuceného chlazení. U nuceného chlazení se použije osvědčený technický úsudek k nastavení systémů tak, aby chladicí vzduch obtékal motor, aby studený olej proudil mazacím systémem motoru, aby se teplo z chladiva odvádělo chladicím systémem motoru a aby se odvádělo teplo ze systému k následnému zpracování výfukových plynů. V případě nuceného ochlazení systému k následnému zpracování výfukových plynů se nesmí chladicí vzduch použít, dokud se tento systém neochladí pod teplotu, při které dojde k jeho katalytické aktivaci. Není přípustný žádný způsob ochlazování, který by vedl k nereprezentativním emisím.

7.6.2 Zkouška se startem za studena

Zkouška se startem za studena se zahájí, když teploty maziva motoru, chladiva a systémů následného zpracování jsou všechny v rozmezí 293 K až 303 K (20 °C až 30 °C). Motor se pak nastartuje jedním z následujících postupů:

a) motor se nastartuje postupem doporučeným výrobcem v příručce uživatele, s použitím buď sériově vyrobeného startéru a dostatečně nabité baterie, nebo jiného vhodného napájení, nebo

b) motor se nastartuje dynamometrem. Motor musí být poháněn nejvýše na ± 25 % svých běžných provozních protáčecích otáček. Protáčení se přeruší nejpozději 1 sekundu po rozběhnutí motoru. Nenastartuje-li motor po 15 sekundách protáčení, přeruší se protáčení a určí se příčina selhání startu, kromě případu, kdy příručka pro uživatele nebo příručka pro údržbu a opravy uvádí, že delší doba startování je normální.

7.6.3 Fáze stabilizace za tepla

Bezprostředně po ukončení zkoušky se startem za studena se motor stabilizuje pro zkoušku se startem za tepla provedením stabilizace za tepla v trvání 10 ± 1 minut.

7.6.4 Zkouška se startem za tepla

Motor se nastartuje na konci doby stabilizace za tepla definované v odstavci 7.6.3 a ke startování se použijí postupy uvedené v odstavci 7.6.2.

7.6.5 Postup zkoušky

Postup zkoušky jak se startem za studena, tak se startem za tepla začíná nastartováním motoru. Jakmile motor běží, spustí se řízení cyklu, aby činnost motoru odpovídala prvnímu odstavce seřízení v cyklu.

Zkouška WHTC se provede podle referenčního cyklu, který je stanoven v odstavci 7.4. Odstavci seřízení, které určují otáčky a točivý moment motoru, musí být udávány s frekvencí 5 Hz nebo vyšší (doporučuje se frekvence 10 Hz). Odstavci seřízení se vypočtou lineární interpolací mezi hodnotami seřízení 1 Hz referenčního cyklu. Skutečné otáčky motoru a točivý moment se registrují nejméně jednou za sekundu v průběhu celého zkušebního cyklu (frekvence 1 Hz) a signály se mohou elektronicky filtrovat.

7.6.6 Sběr dat týkajících se emisí

Na začátku zkoušky se nastartují současně měřicí zařízení:

a) zahájí se odběr nebo analýza ředicího vzduchu, je-li použit systém s ředěním plného toku;

b) zahájí se odběr nebo analýza surového nebo zředěného výfukového plynu, podle použité metody;

c) zahájí se měření množství zředěného výfukového plynu a požadovaných teplot a tlaků;

d) zahájí se registrace hmotnostního průtoku výfukového plynu, jestliže je použita analýza surového výfukového plynu;

e) zahájí se záznam zpětnovazebních hodnot otáček a točivého momentu dynamometru.

Jestliže se měří emise v surovém výfukovém plynu, měří se průběžně koncentrace emisí ((NM)HC, CO a NOx) a hmotnostní průtok výfukového plynu a ukládá se s frekvencí nejméně 2 Hz do počítačového systému. Všechny ostatní údaje se mohou registrovat s frekvencí nejméně 1 Hz. U analogových analyzátorů se registruje odezva a kalibrační údaje se mohou použít buď online, nebo offline v průběhu vyhodnocování údajů.

Jestliže je použit systém s ředěním plného toku, musí se HC a NOx měřit průběžně v ředicím tunelu s frekvencí nejméně 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 a NMHC se může určit integrováním signálů průběžného měření nebo analýzou koncentrací plynů shromážděných v průběhu cyklu ve vacích k jímání vzorků. Koncentrace plynných znečišťujících látek v ředicím médiu se určí v místě před vstupem výfukového plynu do ředicího tunelu integrováním nebo shromážděním ve vaku k odběru vzorku pozadí. Všechny ostatní hodnoty, které se musí měřit, se registrují s frekvencí nejméně jednoho měření za sekundu (1 Hz).

7.6.7 Odběr vzorků částic

Na začátku zkoušky se přepne systém odběru vzorků částic z obtoku na shromažďování částic.

Jestliže je použit systém s ředěním části toku, musí být čerpadlo (čerpadla) k odběru vzorků seřízeno tak, aby se průtok odběrnou sondou částic nebo přenosovou trubkou udržoval v poměru k hmotnostnímu průtoku výfukového plynu, určenému podle odstavce 9.4.6.1.

Jestliže je použit systém s ředěním plného toku, musí být čerpadlo (čerpadla) k odběru vzorků seřízeno tak, aby se průtok odběrnou sondou částic nebo přenosovou trubkou udržoval na hodnotě nastaveného průtoku s přípustnou odchylkou ±2,5 %. Jestliže se použije kompenzace průtoku (tj. proporcionální řízení toku vzorků), musí se prokázat, že poměr průtoku hlavním tunelem k průtoku vzorků částic kolísá nejvýše o ±2,5 % jeho nastavené hodnoty (kromě prvních 10 sekund odběru vzorků). Musí se zaznamenávat průměrné hodnoty teploty a tlaku na vstupu do plynoměru/plynoměrů nebo do přístrojů k měření průtoku. Jestliže není možno vzhledem k vysokému zatížení filtru částicemi udržet nastavený průtok v průběhu úplného cyklu v mezích ±2,5 %, je zkouška neplatná. Zkouška se musí opakovat s menším průtokem odebíraného vzorku.

7.6.8 Zastavení motoru a chybná funkce zařízení

Jestliže se motor zastaví v kterémkoli okamžiku v průběhu zkoušky se startem za studena, je zkouška neplatná. Motor se musí stabilizovat a znovu nastartovat podle požadavků odstavce 7.6.2 a zkouška se musí opakovat.

Jestliže se motor zastaví v kterémkoli okamžiku v průběhu zkoušky se startem za tepla, je zkouška se startem za tepla neplatná. Motor se musí stabilizovat podle odstavce 7.6.3 a zkouška se startem za tepla se musí opakovat. V tomto případě není potřebné opakovat zkoušku se startem za studena.

Jestliže dojde v průběhu zkušebního cyklu k chybné funkci některého z požadovaných zkušebních zařízení, je zkouška neplatná a musí se opakovat podle výše uvedených ustanovení.

7.7 Provedení zkoušky WHSC

7.7.1 Přípravná stabilizace ředicího systému a motoru

Ředicí systém a motor se nastartuje a zahřeje podle odstavce 7.4.1. Po zahřátí se motor a odběrný systém stabilizují provozem motoru v režimu 9 (viz odstavec 7.2.2 tabulka 1) po dobu nejméně 10 minut, přičemž je současně v chodu ředicí systém. Mohou se jímat předběžné vzorky emisí částic. Filtry k odběru předběžného vzorku částic není třeba stabilizovat nebo zvážit a mohou se dát do odpadu. Průtoky se nastaví přibližně na hodnoty vybrané pro zkoušku. Po přípravné stabilizaci se motor zastaví.

7.7.2 Startování motoru

5 ± 1 minut po ukončení přípravné stabilizace režimem 9, jak je popsáno v odstavci 7.7.1, se motor nastartuje podle postupu pro startování doporučeného výrobcem v příručce pro uživatele, s použitím buď sériově vyrobeného startéru, nebo dynamometru, podle odstavce 7.6.2.

7.7.3 Postup zkoušky

Zkouška začne poté, co motor běží, a do jedné minuty poté, co je činnost motoru řízena tak, aby mohl začít první režim cyklu (volnoběh).

Cyklus WHSC se provede podle pořadí zkušebních režimů, jak je uvedeno v tabulce 1 odstavce 7.2.2.

7.7.4 Sběr dat týkajících se emisí

Na začátku zkoušky se nastartují současně měřicí zařízení:

a) zahájí se odběr nebo analýza ředicího média, je-li použit systém s ředěním plného toku;

b) zahájí se odběr nebo analýza surového nebo zředěného výfukového plynu podle použité metody;

c) zahájí se měření množství zředěného výfukového plynu a požadovaných teplot a tlaků;

d) zahájí se registrace hmotnostního průtoku výfukového plynu, jestliže je použita analýza surového výfukového plynu;

e) zahájí se záznam zpětnovazebních hodnot otáček a točivého momentu dynamometru.

Jestliže se měří emise v surovém výfukovém plynu, měří se průběžně koncentrace emisí ((NM)HC, CO a NOx) a hmotnostní průtok výfukového plynu a ukládá se s frekvencí nejméně 2 Hz do počítačového systému. Všechny ostatní údaje se mohou registrovat s frekvencí nejméně 1 Hz. U analogových analyzátorů se registruje odezva a kalibrační údaje se mohou použít buď online, nebo offline v průběhu vyhodnocování údajů.

Jestliže je použit systém s ředěním plného toku, musí se HC a NOx měřit průběžně v ředicím tunelu s frekvencí nejméně 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 a NMHC se může určit integrováním signálů průběžného měření nebo analýzou koncentrací plynů shromážděných v průběhu cyklu ve vacích k jímání vzorků. Koncentrace plynných znečišťujících látek v ředicím médiu se určí v místě před vstupem výfukového plynu do ředicího tunelu integrováním nebo shromážděním ve vaku k odběru vzorku pozadí. Všechny ostatní hodnoty, které se musí měřit, se registrují s frekvencí nejméně jednoho měření za sekundu (1 Hz).

7.7.5 Odběr vzorků částic

Na začátku zkoušky se přepne systém odběru vzorků částic z obtoku na shromažďování částic. Jestliže je použit systém s ředěním části toku, musí být čerpadlo (čerpadla) k odběru vzorků seřízeno tak, aby se průtok odběrnou sondou částic nebo přenosovou trubkou udržoval v poměru k hmotnostnímu průtoku výfukového plynu, určenému podle odstavce 9.4.6.1.

Jestliže je použit systém s ředěním plného toku, musí být čerpadlo (čerpadla) k odběru vzorků seřízeno tak, aby se průtok odběrnou sondou částic nebo přenosovou trubkou udržoval na hodnotě nastaveného průtoku s přípustnou odchylkou ±2,5 %. Jestliže se použije kompenzace průtoku (tj. proporcionální řízení toku vzorků), musí se prokázat, že poměr průtoku hlavním tunelem k průtoku vzorků částic kolísá nejvýše o ±2,5 % jeho nastavené hodnoty (kromě prvních 10 sekund odběru vzorků). 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 ±2,5 % vzhledem k vysokému zatížení filtru částicemi, je zkouška neplatná. Zkouška se musí opakovat s menším průtokem odebíraného vzorku.

7.7.6 Zastavení motoru a chybná funkce zařízení

Jestliže se motor kdykoli v průběhu cyklu zastaví, je zkouška neplatná. Motor se musí stabilizovat podle odstavce 7.7.1 a znovu nastartovat podle odstavce 7.7.2 a zkouška se musí opakovat.

Jestliže dojde v průběhu zkušebního cyklu k chybné funkci některého z požadovaných zkušebních zařízení, je zkouška neplatná a musí se opakovat podle výše uvedených ustanovení.

7.8 Postupy po zkoušce

7.8.1 Úkony po zkoušce

Při ukončení zkoušky se zastaví měření hmotnostního průtoku výfukového plynu, objemu zředěného výfukového plynu, průtok plynu do odběrných vaků a čerpadlo k odběru vzorků částic. Pro integrační systém analyzátoru musí odběr vzorků pokračovat, dokud neuplynou doby odezvy systému.

7.8.2 Ověření proporcionálního odběru vzorků

U každé proporcionální dávky odebraných vzorků, jako je vzorek v jímacím vaku nebo vzorek částic, se ověří, že byl udržován proporcionální odběr podle odstavců 7.6.7 a 7.7.5. Každý vzorek, který nesplňuje požadavky, se pokládá za neplatný.

7.8.3 Stabilizování a vážení filtru částic

Filtr částic se musí umístit do zakrytých nebo utěsněných nádržek nebo se uzavřou držáky filtru, aby se odběrné filtry chránily proti kontaminaci z okolí. Takto chráněný filtr se vrátí do vážicí komory. Filtr se musí stabilizovat po dobu nejméně jedné hodiny a pak se zváží podle odstavce 9.4.5. Celková hmotnost filtru se zaznamená.

7.8.4 Ověření posunů

Co nejdříve, avšak nejpozději do 30 minut po ukončení zkušebního cyklu nebo v průběhu stabilizace, se určí odezvy na nulu a na měřicí plný rozsah pro použité měřicí rozsahy analyzátoru plynů. Pro účely tohoto odstavce je zkušební cyklus definován takto:

a) pro WHTC: úplný sled: za studena – stabilizace – za tepla,

b) pro zkoušku WHTC se startem za tepla (odstavec 6.6): sled: stabilizace – za tepla,

c) pro zkoušku WHTC se startem za tepla a s vícenásobnou regenerací (odstavec 6.6): celkový počet zkoušek se startem za tepla,

d) pro WHSC: zkušební cyklus.

Pro posun analyzátoru platí následující ustanovení:

a) odezvy na nulu a na plný měřicí rozsah před zkouškou, a dále na nulu a na plný měřicí rozsah po zkoušce se mohou přímo vložit do rovnice 66 podle odstavce 8.6.1, aniž by se určil posun,

b) jestliže je posun mezi výsledky před zkouškou a po zkoušce menší než 1 % plného rozsahu stupnice, mohou se použít změřené koncentrace bez korekce, nebo se mohou korigovat posunem podle odstavce 8.6.1,

c) jestliže se rozdíl posunu mezi výsledky před zkouškou a po zkoušce rovná 1 % plného rozsahu stupnice nebo je větší než tato hodnota, zkouška je neplatná, nebo se změřené koncentrace musí korigovat posunem podle odstavce 8.6.1.

7.8.5 Analýza plynných vzorků v jímacím vaku

Co možno nejdříve se provedou následující úkony:

a) vzorky plynů v jímacím vaku se analyzují nejpozději do 30 minut po ukončení zkoušky se startem za tepla nebo v době stabilizace před zkouškou se startem za studena,

b) vzorky pozadí se analyzují do 60 minut po ukončení zkoušky se startem za tepla.

7.8.6 Potvrzení správnosti práce vykonané v cyklu

Před vypočtením skutečné práce vykonané v cyklu se vypustí všechny odstavci měření zaznamenané v průběhu startování motoru. Skutečná práce vykonaná v cyklu se určí za celý cyklus tak, že se synchronně použijí hodnoty skutečných otáček a skutečného točivého momentu k výpočtu okamžitých hodnot výkonu motoru. Okamžité hodnoty výkonu motoru se integrují za celý zkušební cyklus k výpočtu skutečné práce v cyklu W act (kWh). Nejsou-li namontována pomocná zařízení podle odstavce 6.3.1, okamžité hodnoty výkonu se korigují použitím rovnice 4 uvedené v odstavci 6.3.5.

K integraci skutečného výkonu motoru se použije tatáž metodika popsaná v odstavci 7.4.8.

Skutečná práce v cyklu W act se použije k porovnání s referenční prací v cyklu W act a k výpočtu specifických emisí na zkušebním stavu (viz odstavec 8.6.3).

W act musí být mezi 85 % a 105 % hodnoty W ref.

7.8.7 Statistické údaje k potvrzení správnosti zkušebního cyklu

Jak pro WHTC, tak pro WHSC se provedou lineární regrese skutečných hodnot (n act, M act, P act) na referenční hodnoty (n ref, M ref, P ref).

Aby se minimalizoval zkreslující účinek časové prodlevy mezi skutečnými a referenčními hodnotami v cyklu, může být celý sled signálů dávaných z motoru pro otáčky a točivý moment časově předsunut nebo opožděn vzhledem ke sledu referenčních otáček a točivého momentu. Jsou-li skutečné signály posunuty, musí se otáčky a točivý moment posunout o stejnou hodnotu a ve stejném směru.

Použije se metoda nejmenších čtverců s nejvhodnější rovnicí, která má tvar:

(11)

kde:

y je skutečná hodnota otáček (min–1), točivého momentu (Nm) nebo výkonu (kW) a1 je sklon regresní přímky x je referenční hodnota otáček (min–1), točivého momentu (Nm) nebo výkonu (kW) a0 je pořadnice průsečíku regresní přímky s osou y

Pro každou regresní přímku se vypočte standardní chyba odhadu hodnoty y v závislosti na x a koeficient určení (r2).

Doporučuje se, aby se tato analýza vykonala při 1 Hz. Aby byla zkouška pokládána za platnou, musí být splněna kritéria tabulky 2 (WHTC) nebo tabulky 3 (WHSC).

Tabulka 2

Dovolené odchylky regresní přímky u cyklu WHTC

Rychlost Točivý moment Výkon Směrodatná chyba odhadu (SEE) y jako funkce x nejvýše 5 % maximálních otáček při zkoušce nejvýše 10 % maximálního točivého momentu motoru při zkoušce nejvýše 10 % maximálního výkonu motoru Sklon regresní přímky, a1 0,95 až 1,03 0,83 – 1,03 0,89 – 1,03 Koeficient určení, r2 nejméně 0,970 nejméně 0,850 nejméně 0,910 Pořadnice regresní přímky s osou y, a0 nejvýše 10 % otáček volnoběhu ± 20 Nm nebo ± 2 % maximálního točivého momentu podle toho, která hodnota je větší ± 4 kW nebo ± 2 % maximálního výkonu podle toho, která hodnota je větší





Tabulka 3

Dovolené odchylky regresní přímky u cyklu WHSC

Rychlost Točivý moment Výkon Směrodatná chyba odhadu (SEE) y jako funkce x nejvýše 1 % maximálních otáček při zkoušce nejvýše 2 % maximálního točivého momentu motoru při zkoušce nejvýše 2 % maximálního výkonu motoru Sklon regresní přímky, a1 0,99 až 1,01 0,98 – 1,02 0,98 – 1,02 Koeficient určení, r2 nejméně 0,990 nejméně 0,950 nejméně 0,950 Pořadnice regresní přímky s osou y, a0 nejvýše 1 % maximálních otáček při zkoušce ± 20 Nm nebo ± 2 % maximálního točivého momentu podle toho, která hodnota je větší ± 4 kW nebo ± 2 % maximálního výkonu podle toho, která hodnota je větší

Pouze pro účely regrese je možné před regresním výpočtem vypustit odstavci měření uvedené v tabulce 4. Avšak tyto odstavci nelze vypustit při výpočtu práce v cyklu a při výpočtu emisí. Tyto odstavci se mohou vypustit pro celý cyklus nebo kteroukoli jeho část.

Tabulka 4

Přípustná vypuštění odstavců měření z regresní analýzy

Případ Podmínky Přípustná vypuštění odstavců měření Minimální požadavek operátora (bod volnoběhu) n ref = 0 % a M ref = 0 % a M act > (M ref – 0,02M max. zmapovaný točivý moment) a M act < (M ref + 0,02M max. zmapovaný točivý moment) otáčky a výkon Minimální požadavek operátora (bod, kdy je motor poháněn zkušebním stavem) M ref < 0 % výkon a točivý moment Minimální požadavek operátora n act ≤ 1,02 n ref a M act > M ref nebo n act > n ref a M act ≤ M ref' nebo n act > 1,02 n ref a M ref < M act ≤ (M ref + 0,02M max. zmapovaný točivý moment) výkon a buď točivý moment, nebo otáčky Maximální požadavek operátora n act < n ref a M act ≥ M ref nebo n act ≥ 0,98 n ref a M act < M ref nebo n act < 0,98 n ref a M ref > M act ≥ (M ref– 0,02M max. zmapovaný točivý moment) výkon a buď točivý moment, nebo otáčky

8. VÝPOČET EMISÍ

Konečné výsledky zkoušky se zaokrouhlí jedenkrát na takový počet míst za desetinnou čárkou, který je uveden v příslušné normě pro emise, plus jedna doplňková významná číslice podle normy ASTM E 29-06B. Není přípustné žádné zaokrouhlování mezilehlých hodnot použitých k určení konečného výsledku emisí specifických pro zkušební stav.

Příklady postupů výpočtu jsou uvedeny v dodatku 6.

Výpočet emisí na molárním základě, podle přílohy 7 gtr č. [xx] týkající se zkušebního protokolu o emisích výfukových plynů u nesilničních mobilních strojů (NRMM), je přípustný s předchozím souhlasem orgánu pro homologaci typu.

8.1 Korekce suchého/vlhkého stavu

Jestliže se emise měří na suchém základě, převede se změřená koncentrace na vlhký základ podle následujícího vzorce:

(12)

kde:

c d je koncentrace v suchém stavu v ppm nebo % objemu kw je korekční faktor suchého stavu na vlhký stav (k w,a, k w,e nebo k w,d podle toho, která rovnice se použila).

8.1.1 Surové výfukové plyny

(13)

nebo

(14)

nebo

(15)

přičemž:

(16)

a

(17)

kde:

H a je vlhkost nasávaného vzduchu, g vody na 1 kg vzduchu v suchém stavu w ALF je obsah vodíku v palivu, % hmot. q mf,i je okamžitý hmotnostní průtok paliva, kg/s q mad,I je okamžitý hmotnostní průtok suchého nasávaného vzduchu, kg/s p r je tlak vodních par po chladicí lázni, kPa p b je celkový atmosférický tlak, kPa w DEL je obsah dusíku v palivu, % hmot. w EPS je obsah kyslíku v palivu, % hmot. α je molární poměr vodíku v palivu c CO2 je koncentrace CO2 v suchém stavu, % c CO je koncentrace CO v suchém stavu, %

Rovnice 13 a 14 jsou v podstatě identické a faktor 1,008 použitý v rovnicích 13 a 15 je aproximací přesnějšího jmenovatele, který byl použit v rovnici 14.

8.1.2 Ředěný výfukový plyn

(18)

nebo

(19)

přičemž

(20)

kde:

α je molární poměr vodíku v palivu c CO2w koncentrace CO2 ve vlhkém stavu, % c CO2d je koncentrace CO2 v suchém stavu, % H d je vlhkost ředicího média, g vody v 1 kg vzduchu v suchém stavu H a je vlhkost nasávaného vzduchu, g vody na 1 kg vzduchu v suchém stavu D je faktor ředění (viz odstavec 8.5.2.3.2)

8.1.3 Ředicí médium

(21)

přičemž:

(22)

kde:

H d je vlhkost ředicího média, g vody v 1 kg vzduchu v suchém stavu

8.2 Korekce vlhkosti u NOx

Protože emise NOx jsou závislé na vlastnostech okolního vzduchu, musí se koncentrace NOx korigovat z hlediska vlhkosti faktory uvedenými v odstavcích 8.2.1 nebo 8.2.2. Vlhkost nasávaného vzduchu Ha lze vypočítat z hodnot změřené relativní vlhkosti, změřeného rosného odstavce, změřeného tlaku vodních par nebo z měření psychrometrem, s použitím všeobecně přijatých rovnic.

8.2.1 Vznětové motory

(23)

kde:

H a je vlhkost nasávaného vzduchu, g vody na 1 kg vzduchu v suchém stavu

8.2.2 Zážehové motory

(24)

kde:

H a je vlhkost nasávaného vzduchu, g vody na 1 kg vzduchu v suchém stavu

8.3 Korekce filtru částic vztlakovým účinkem

Hmotnost filtru k odběru vzorků částic je nutno korigovat jeho vztlakovým účinkem ve vzduchu. Korekce vztlakovým účinkem závisí na hustotě filtru k odběru vzorků, hustotě vzduchu a hustotě kalibračního závaží vah a neuvažuje vztlakový účinek samotných znečišťujících částic. Vztlakovým účinkem se musí korigovat jak hmotnost obalu filtru, tak celková hmotnost filtru.

Jestliže hustota materiálu filtru není známa, použijí se následující hodnoty hustoty:

a) filtr ze skleněných vláken pokrytých teflonem: 2 300 kg/m3

b) filtr tvořený teflonovou membránou: 2 144 kg/m3

c) filtr tvořený teflonovou membránou s nosným kroužkem z polymethylpentenu: 920 kg/m3

Pro kalibrační závaží z nerezavějící oceli se použije hodnota hustoty 8 000 kg/m3. Jsou-li kalibrační závaží z jiného materiálu, musí být známa jejich hustota.

Použije se následující vzorec:

(25)

přičemž:

(26)

kde:

m uncor je nekorigovaná hmotnost filtru částic, mg ρ a je hustota vzduchu, kg/m3 ρ w je hustota kalibračního závaží vah, kg/m3 ρ f je hustota filtru k odběru vzorku částic, kg/m3 p b je celkový atmosférický tlak, kPa T a je teplota vzduchu prostředí, v kterém jsou váhy, K 28,836 je molární hmotnost vzduchu při referenční vlhkosti (282,5 K), g/mol 8,3144 je molární konstanta plynu

Hmotnost vzorku částic mp použitá v odstavcích 8.4.3 a 8.5.3 se vypočte takto:

(27)

kde:

m f,G je celková hmotnost filtru částic korigovaná vztlakovým účinkem, mg m f,T je celková hmotnost obalu filtru částic korigovaná vztlakovým účinkem, mg

8.4 Ředění části toku (PFS) a měření emisí v surovém výfukovém plynu

Signály udávající okamžitou koncentraci plynných složek se použijí k výpočtu hmotnostních emisí vynásobením okamžitou hmotnostní hodnotou průtoku výfukového plynu. Hmotnostní průtok výfukového plynu se může měřit přímo nebo se může vypočítat s použitím metody měření nasávaného vzduchu a průtoku paliva, metody sledovacího plynu nebo měření nasávaného vzduchu a poměru vzduchu a paliva. Zvláštní pozornost je nutno věnovat dobám odezvy jednotlivých přístrojů. Tyto rozdíly se musí upravit časovým vyrovnáním signálů. Při měření částic se použijí signály hmotnostního průtoku výfukového plynu k řízení systému s ředěním části toku, aby odebíral vzorek proporcionálně k hmotnostnímu průtoku výfukového plynu. Proporcionalitu je třeba kontrolovat regresní analýzou mezi tokem vzorku a tokem výfukového plynu podle odstavce 9.4.6.1. Schéma principu úplného systému je znázorněno na obrázku 6.

8.4.1 Určení hmotnostního průtoku výfukových plynů

8.4.1.1 Úvod

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 některou z metod popsaných v odstavcích 8.4.1.3 až 8.4.1.7.

8.4.1.2 Doba odezvy

K výpočtu emisí musí být doba odezvy u kterékoli z metod popsaných v odstavcích 8.4.1.3 až 8.4.1.7 rovna nebo kratší, než je doba odezvy analyzátoru ≤ 10 s, požadovaná podle odstavce 9.3.5.

K regulaci systému s ředěním části toku se požaduje 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 kontrolou předem 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 9.4.6.1.

8.4.1.3 Postup přímého měření

Přímé měření okamžitého průtoku výfukových plynů se musí provádět pomocí systémů, jako jsou:

a) přístroje k měření rozdílu tlaků, např. průtoková tryska (podrobnosti viz norma ISO 5167)

b) ultrazvukový průtokoměr

c) vírový průtokoměr.

Je třeba přijmout bezpečnostní opatření, aby se zabránilo chybám měření, které způsobí chyby hodnot emisí. K těmto bezpečnostním opatřením patří pečlivá instalace zařízení do výfukového systému motoru podle doporučení výrobce přístroje a podle osvědčené technické praxe. Instalace zařízení nesmí ovlivnit zejména vlastnosti motoru a emise.

Průtokoměry musí splňovat požadavky na linearitu podle odstavce 9.2.

8.4.1.4 Postup měření vzduchu a paliva

Zahrnuje měření průtoku vzduchu a průtoku paliva vhodnými průtokoměry. Výpočet okamžitého průtoku výfukového plynu se provádí takto:

(28)

kde:

q mew,i je okamžitý hmotnostní průtok výfukového plynu, kg/s q maw,i je okamžitý hmotnostní průtok nasávaného vzduchu, kg/s q mf,i je okamžitý hmotnostní průtok paliva, kg/s

Průtokoměry musí splňovat požadavky na linearitu podle odstavce 9.2, avšak musí být dostatečně přesné, aby splňovaly také požadavky na linearitu pro průtok výfukových plynů.

8.4.1.5 Sledovací postup měření

Tato metoda zahrnuje měření koncentrace sledovacího plynu ve výfukových plynech.

Známé množství inertního plynu (např. čistého helia) se vpustí do toku výfukového plynu 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 smíšení sledovacího plynu, umístí se odběrná sonda výfukového plynu nejméně 1 m nebo 30násobek průměru výfukové trubky, podle toho, která z hodnot je vyšší, ve směru toku plynů od místa vpuštění sledovacího plynu. Odběrnou sondu je možno umístit blíže k místu vpuštění, je-li ověřeno úplné smíšení porovnáním koncentrace sledovacího plynu s referenční koncentrací, které se dosáhne při vpuštění sledovacího plynu blíže k motoru proti směru toku.

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

Výpočet průtoku výfukového plynu se provede takto:

(29)

kde:

q mew,i je okamžitý hmotnostní průtok výfukového plynu, kg/s qvt je průtok sledovacího plynu, cm3/min c mix,i je okamžitá koncentrace sledovacího plynu po smíchání, ppm ρ e je hustota výfukových plynů, kg/m3 (srov. tabulka 4) c b je koncentrace pozadí sledovacího plynu v nasávaném vzduchu, ppm

Koncentraci pozadí sledovacího plynu (c b) je možno určit jako průměrnou hodnotu z koncentrace změřené bezprostředně před zkouškou a změřené po zkoušce.

Je-li koncentrace pozadí menší než 1 % koncentrace sledovacího plynu po smísení (c mix,i) při nejvyšším průtoku výfukového plynu, je možno koncentraci pozadí nebrat v úvahu.

Celý systém musí splňovat požadavky na linearitu průtoku výfukového plynu podle odstavce 9.2.

8.4.1.6 Metoda měření průtoku vzduchu a poměru vzduchu a paliva

Touto metodou se určuje výpočet hmotnostního průtoku výfukového plynu z průtoku vzduchu a z poměru vzduchu k palivu. Okamžitá hmotnost výfukového plynu se vypočte takto:

(30)

přičemž:

(31)

(32)

kde:

q maw, i je okamžitý hmotnostní průtok nasávaného vzduchu, kg/s A/F st je stechiometrický poměr vzduchu a paliva, kg/kg λ i je okamžitý poměr přebytečného vzduchu c CO2d je koncentrace CO2 v suchém stavu, % c COd je koncentrace CO v suchém stavu, ppm c HCw je koncentrace HC ve vlhkém stavu, ppm

Průtokoměr vzduchu a analyzátory musí splňovat požadavky na linearitu podle odstavce 9.2 a celý systém musí splňovat požadavky na linearitu průtoku výfukového plynu podle odstavce 9.2.

Jestliže je k měření přebytku vzduchu použito zařízení k měření poměru vzduchu k palivu, jako je snímač na bázi oxidu zirkoničitého, musí splňovat specifikace podle odstavce 9.3.2.7.

8.4.1.7 Metoda bilance uhlíku

Tato metoda zahrnuje výpočet hmotnosti výfukového plynu z průtoku paliva a plynných složek výfukového plynu obsahujících uhlík. Okamžitá hmotnost výfukového plynu se vypočte takto:

(33)

přičemž:

(34)

a

(35)

kde:

q mf,i je okamžitý hmotnostní průtok paliva, kg/s H a je vlhkost nasávaného vzduchu, g vody na 1 kg vzduchu v suchém stavu w BET je obsah uhlíku v palivu, % hmot. w ALF je obsah vodíku v palivu, % hmot. w DEL je obsah dusíku v palivu, % hmot. w EPS je obsah kyslíku v palivu, % hmot. c CO2d je koncentrace CO2 v suchém stavu, % c CO2d,a je koncentrace CO2 v nasávaném vzduchu, % c CO je koncentrace CO v suchém stavu, ppm c HCw je koncentrace HC ve vlhkém stavu, ppm

8.4.2 Určení plynných složek

8.4.2.1 Úvod

Plynné složky v surovém výfukovém plynu emitované ze zkoušeného motoru se měří měřicími systémy a systémy odběru vzorků popsanými v odstavci 9.3 a v dodatku 3. Údaje se vyhodnotí podle odstavce 8.4.2.2.

V odstavcích 8.4.2.3 a 8.4.2.4 jsou popsány dva postupy výpočtu, které jsou rovnocenné pro referenční palivo podle dodatku 2. Postup podle odstavce 8.4.2.3 je jednodušší, protože k poměru mezi složkami a hustotou výfukových plynů používá tabulku hodnot u. Postup podle odstavce 8.4.2.4 je přesnější pro jakosti paliva, které jsou odlišné od specifikací v dodatku 2, avšak vyžaduje elementární analýzu složení paliva.

8.4.2.2 Vyhodnocení údajů

Údaje týkající se emisí se zaznamenávají a ukládají v souladu s odstavcem 7.6.6.

K výpočtu hmotnostních emisí plynných složek se průběhy zaznamenaných koncentrací a průběh hmotnostního průtoku výfukového plynu vyrovnají dobou transformace definovanou v odstavci 3.1.30. Proto se doba odezvy každého analyzátoru plynných emisí a systému hmotnostního průtoku výfukového plynu určí podle příslušného z odstavců 8.4.1.2 a 9.3.5 a zaznamená se.

8.4.2.3 Výpočet hmotnostních emisí na základě hodnot sestavených do tabulky

Hmotnost znečišťujících látek (g/zkoušku) se určí výpočtem okamžitých hmotnostních emisí z koncentrací surových znečišťujících látek a hmotnostního průtoku výfukového plynu, vyrovnaných podle doby transformace, jak je stanoveno v odstavci 8.4.2.2, integrováním okamžitých hodnot v průběhu cyklu a vynásobením integrovaných hodnot hodnotami u z tabulky 5. Jestliže se měří při suchém stavu, musí se před každým dalším výpočtem u hodnot okamžitých koncentrací provést korekce ze suchého stavu na vlhký stav podle odstavce 8.1.

K výpočtu NOx se hmotnostní emise případně vynásobí korekčním faktorem vlhkosti k h,D nebo k h,G podle odstavce 8.2.

Použije se následující rovnice:

(in g/test) (36)

kde:

u gas je příslušná hodnota složky výfukového plynu z tabulky 5, c gas,i je okamžitá koncentrace složky ve výfukových plynech, ppm q mew,i je okamžitý hmotnostní průtok výfukových plynů, kg/s f je frekvence ukládání dat, Hz n je počet provedených měření

Tabulka 5

Hodnoty u pro surový výfukový plyn a pro hustoty složek

Palivo ρ e Plyn NOx CO HC CO2 O2 CH4 ρ gas [kg/m3] 2,053 1,250 (2) 1,9636 1,4277 0,716 u gas (3) motorová nafta 1,2943 0,001586 0,000966 0,000479 0,001517 0,001103 0,000553 ethanol 1,2757 0,001609 0,000980 0,000805 0,001539 0,001119 0,000561 CNG (4) 1,2661 0,001621 0,000987 0,000528 (5) 0,001551 0,001128 0,000565 propan 1,2805 0,001603 0,000976 0,000512 0,001533 0,001115 0,000559 butan 1,2832 0,001600 0,000974 0,000505 0,001530 0,001113 0,000558 LPG (6) 1,2811 0,001602 0,000976 0,000510 0,001533 0,001115 0,000559

8.4.2.4 Výpočet hmotnostních emisí na základě přesných rovnic

Hmotnost znečišťujících látek (g/zkoušku) se určí výpočtem okamžitých hmotnostních emisí z koncentrací surových znečišťujících látek, hodnot u a hmotnostního průtoku výfukového plynu, synchronizovaných podle doby transformace, jak je stanoveno v odstavci 8.4.2.2, a integrováním okamžitých hodnot v průběhu cyklu. Jestliže se měří při suchém stavu, musí se před každým dalším výpočtem u hodnot okamžitých koncentrací provést korekce ze suchého stavu na vlhký stav podle odstavce 8.1.

K výpočtu NOx se hmotnostní emise vynásobí korekčním faktorem vlhkosti k h,D nebo k h,G podle odstavce 8.2.

Použije se následující rovnice:

(in g/test) (37)

kde:

u gas,i se vypočte z rovnice 38 nebo 39 c gas,i je okamžitá koncentrace složky ve výfukových plynech, ppm q mew,i je okamžitý hmotnostní průtok výfukových plynů, kg/s f je frekvence ukládání dat, Hz n je počet provedených měřen

Okamžité hodnoty u se vypočtou takto:

(38)

nebo

(39)

přičemž:

(40)

kde:

M gas je molární hmotnost složky plynu, g/mol (srov. dodatek 6) M e,i je okamžitá molární hmotnost výfukových plynů, g/mol ρ gas je hustota složky plynu, kg/m3 ρ e,i je okamžitá hustota výfukového plynu, kg/m3

Molární hmotnost výfukového plynu M e se vypočte pro všeobecné složení paliva CH α O ε N δ S γ , za předpokladu úplného spalování, takto:

(41)

kde:

q maw,i je okamžitý hmotnostní průtok nasávaného vzduchu na vlhkém základě, kg/s q mf,i je okamžitý hmotnostní průtok paliva, kg/s H a je vlhkost nasávaného vzduchu, g vody na 1 kg vzduchu v suchém stavu M a je molární hmotnost nasávaného vzduchu v suchém stavu = 28,965 g/mol

Hustota výfukových plynů ρ e se odvodí takto:

(42)

kde:

q mad,i je okamžitý hmotnostní průtok nasávaného vzduchu na suchém základě, kg/s q mf,i je okamžitý hmotnostní průtok paliva, kg/s H a je vlhkost nasávaného vzduchu, g vody na 1 kg vzduchu v suchém stavu k fw je specifický faktor paliva pro vlhký výfukový plyn (rovnice 16) v odstavci 8.1.1.

8.4.3 Určení částic

8.4.3.1 Vyhodnocení údajů

Hmotnost částic se vypočte podle rovnice 27 uvedené v odstavci 8.3. K vyhodnocení koncentrace částic se zaznamená celková hmotnost vzorku (m sep), který prošel filtrem za zkušební cyklus.

S předchozím souhlasem schvalovacího orgánu se může hmotnost částic korigovat obsahem částic v ředicím médiu, jak stanoví odstavec 7.5.6, v souladu s osvědčenou technickou praxí a specifickými konstrukčními vlastnostmi použitého systému k měření částic.

8.4.3.2 Výpočet hmotnostních emisí

V závislosti na konstrukci systému se vypočte hmotnost částic (g/zkoušku) jednou z metod uvedených v odstavcích 8.4.3.2.1 nebo 8.4.3.2.2 po korekci vztlakovým účinkem hmotnosti filtru se vzorkem částic podle odstavce 8.3.

8.4.3.2.1 Výpočet založený na poměru odběru vzorků

(43)

kde:

m p je hmotnost částic odebraných za celý cyklus, mg r s je průměrný poměr odběru vzorků za celý cyklus

přičemž:

(44)

kde:

m se je hmotnost vzorku za celý cyklus, kg m ew je celkový hmotnostní průtok výfukových plynů za celý cyklus, kg m sep je hmotnost zředěných výfukových plynů, které prošly odběrnými filtry částic, kg m sed je hmotnost zředěných výfukových plynů, které prošly ředicím tunelem, kg

V případě systému s odběrem celkového vzorku jsou hodnoty m sep a m sed stejné.

8.4.3.2.2 Výpočet založený na ředicím poměru

(45)

kde:

m p je hmotnost částic odebraných za celý cyklus, mg m sep je hmotnost zředěných výfukových plynů, které prošly odběrnými filtry částic, kg m edf je hmotnost rovnocenných zředěných výfukových plynů za celý cyklus, kg

Celková hmotnost rovnocenných zředěných výfukových plynů za celý cyklus se určí takto:

(46)

(47)

(48)

kde:

q medf,i je okamžitý hmotnostní průtok rovnocenných ředicích výfukových plynů, kg/s q mew,i je okamžitý hmotnostní průtok výfukového plynu, kg/s r d,i je okamžitý ředicí poměr q mdew,i je okamžitý hmotnostní průtok zředěných výfukových plynů, kg/s q mdw,i je okamžitý hmotnostní průtok výfukového plynu, kg/s f je frekvence ukládání dat, Hz n je počet provedených měření

8.5 Měření emisí s ředěním plného toku (CVS)

K výpočtu hmotnostních emisí se použijí signály měření koncentrací plynných složek, a to buď integrací za celý cyklus, nebo odběrem do jímacích vaků, které se vynásobí hmotnostním průtokem zředěného výfukového plynu. Hmotnostní průtok výfukového plynu se měří systémem odběru s konstantním objemem (CVS), který může používat objemové dávkovací čerpadlo (PDP), Venturiho trubici kritického průtoku (CFV) nebo Venturiho trubici s podzvukovým prouděním (SSV) s kompenzací průtoku nebo bez této kompenzace.

K odběru do jímacích vaků a k jímání částic se odebírá proporcionální vzorek z výfukového plynu ze systému CVS. U systému bez kompenzace průtoku se nesmí poměr průtoku vzorku a průtoku systému CVS lišit o více než ±2,5 % od hodnoty seřízené pro zkoušku. U systému s kompenzací průtoku musí být každý z jednotlivých průtoků konstantní s dovolenou odchylkou ±2,5 % od příslušné cílové hodnoty průtoku.

Schéma celé zkušební sestavy je znázorněno na obrázku 7.

8.5.1 Určení průtoku zředěného výfukového plynu

8.5.1.1 Úvod

Pro výpočet emisí ve zředěném výfukovém plynu je nutno znát hmotnostní průtok zředěného výfukového plynu. Celkový hmotnostní průtok zředěného výfukového plynu za cyklus (kg/zkoušku) se vypočte z hodnot změřených v průběhu cyklu a z odpovídajících údajů o kalibraci zařízení k měření průtoku (V 0 pro PDP, K V pro CFV, C d pro SSV) jednou z metod popsaných v odstavcích 8.5.1.2 až 8.5.1.4. Jestliže celkový průtok vzorku částic (m sep) přesáhne 0,5 % celkového průtoku CVS (m ed), musí se průtok CVS korigovat hodnotou m sep nebo se musí průtok vzorku částic vést zpět do systému CVS před průtokoměr.

8.5.1.2 Systém PDP-CVS

Hmotnostní průtok za celý cyklus se vypočte následujícím způsobem, jestliže se teplota zředěného výfukového plynu udržuje v průběhu celého cyklu na konstantní hodnotě v rozmezí ± 6 K použitím výměníku tepla:

(49)

kde:

V 0 je objem plynu načerpaného za otáčku při podmínkách zkoušky, m3/ot n P je celkový počet otáček čerpadla za zkoušku p p je absolutní tlak na vstupu čerpadla, kPa T je střední teplota zředěného výfukového plynu na vstupu čerpadla, K

Jestliže se použije systém s kompenzací průtoku (tj. bez výměníku tepla), pak se okamžité hmotnostní emise vypočtou a integrují za celý cyklus. V tomto případě se okamžitá hmotnost zředěného výfukového plynu vypočte takto:

(50)

kde:

n P,i je celkový počet otáček čerpadla za časový interval

8.5.1.3 Systém CFV-CVS

Hmotnostní průtok za celý cyklus se vypočte následujícím způsobem, jestliže se teplota zředěného výfukového plynu udržuje v průběhu celého cyklu na konstantní hodnotě v rozmezí ± 11 K použitím výměníku tepla:

(51)

kde:

t je doba trvání cyklu, s K V je kalibrační koeficient Venturiho trubice s kritickým prouděním pro normální podmínky p p je absolutní tlak na vstupu do Venturiho trubice, kPa T je absolutní teplota na vstupu Venturiho trubice, K

Jestliže se použije systém s kompenzací průtoku (tj. bez výměníku tepla), pak se okamžité hmotnostní emise vypočtou a integrují za celý cyklus. V tomto případě se okamžitá hmotnost zředěného výfukového plynu vypočte takto:

(52)

kde:

Δti je časový interval, s

8.5.1.4 Systém SSV-CVS

Hmotnostní průtok za celý cyklus se vypočte následujícím způsobem, jestliže se teplota zředěného výfukového plynu udržuje v průběhu celého cyklu v rozmezí ± 11 K použitím výměníku tepla:

(53)

přičemž:

(54)

kde:

A 0 je 0,006111 v jednotkách SI d V je průměr hrdla SSV, m C d je koeficient průtoku SSV p p je absolutní tlak na vstupu do Venturiho trubice, kPa T je teplota na vstupu Venturiho trubice, K r p je poměr absolutního statického tlaku v hrdle SSV a na vstupu SSV, r D je poměr průměru hrdla SSV d k vnitřnímu průměru přívodní trubky D

Jestliže se použije systém s kompenzací průtoku (tj. bez výměníku tepla), pak se okamžité hmotnostní emise vypočtou a integrují za celý cyklus. V tomto případě se okamžitá hmotnost zředěného výfukového plynu vypočte takto:

(55)

kde:

Δt i je časový interval, s

Výpočet v reálném čase je spuštěn přiměřenou hodnotou C d, např. 0,98, nebo s přiměřenou hodnotou Q ssv. Je-li výpočet spuštěn Q ssv, použije se počáteční hodnota Q ssv k vyhodnocení Reynoldsova čísla.

V průběhu všech zkoušek emisí musí být Reynoldsovo číslo v hrdle zařízení SSV v rozmezí Reynoldsových čísel, které byly použity k vytvoření kalibrační křivky určené podle odstavce 9.5.4.

8.5.2 Určení plynných složek

8.5.2.1 Úvod

Plynné složky ve zředěném výfukovém plynu emitovaném ze zkoušeného motoru se měří postupy popsanými v dodatku 3. Výfukový plyn se ředí filtrovaným okolním vzduchem, syntetickým vzduchem nebo dusíkem. Maximální průtok systému s plným tokem musí být dostatečně velký, aby úplně vyloučil kondenzaci vody v ředicím systému a v odběrném systému. Postupy vyhodnocení údajů a výpočtů jsou popsány v odstavcích 8.5.2.2 a 8.5.2.3.

8.5.2.2 Vyhodnocení údajů

Údaje týkající se emisí se zaznamenávají a ukládají v souladu s odstavcem 7.6.6.

8.5.2.3 Výpočet hmotnostních emisí

8.5.2.3.1 Systémy s konstantním hmotnostním průtokem

U systémů s výměníkem tepla se určí hmotnost znečišťujících látek z následující rovnice:

(g/zkoušku) (56)

kde:

u gas je příslušná hodnota složky výfukového plynu z tabulky 6 c gas je střední koncentrace složky korigovaná koncentrací okolního prostředí, ppm m ed je celková hmotnost zředěného výfukového plynu za celý cyklus, kg

Jestliže se měří na suchém základě, použije se korekce suchého stavu na vlhký stav podle odstavce 8.1.

K výpočtu NOx se hmotnostní emise případně vynásobí korekčním faktorem vlhkosti k h,D nebo k h,G, jak je stanoveno v odstavci 8.2.

Hodnoty u jsou uvedeny v tabulce 6. Pro výpočet hodnot u gas se předpokládalo, že hustota zředěného výfukového plynu je rovna hustotě vzduchu. Proto jsou hodnoty u gas identické s hodnotami jednotlivých plynných složek, avšak odlišné pro HC.

Tabulka 6

Hodnoty u pro zředěný výfukový plyn a pro hustoty složek

Palivo ρ de Plyn NOx CO HC CO2 O2 CH4 ρ gas [kg/m3] 2,053 1,250 (7) 1,9636 1,4277 0,716 u gas (8) motorová nafta 1,293 0,001588 0,000967 0,000480 0,001519 0,001104 0,000553 ethanol 1,293 0,001588 0,000967 0,000795 0,001519 0,001104 0,000553 CNG (9) 1,293 0,001588 0,000967 0,000517 (10) 0,001519 0,001104 0,000553 propan 1,293 0,001588 0,000967 0,000507 0,001519 0,001104 0,000553 butan 1,293 0,001588 0,000967 0,000501 0,001519 0,001104 0,000553 LPG (11) 1,293 0,001588 0,000967 0,000505 0,001519 0,001104 0,000553

Alternativně je možno vypočítat hodnoty u s použitím přesného postupu výpočtu, který je obecně popsán v odstavci 8.4.2.4, takto:

(57)

kde:

M gas je molární hmotnost složky plynu, g/mol (srov. dodatek 6) M e je molární hmotnost výfukových plynů, g/mol M d je molární hmotnost ředicího média = 28,965 g/mol D je faktor ředění (viz odstavec 8.5.2.3.2)

8.5.2.3.2 Určení koncentrací korigovaných pozadím

Aby se určily netto koncentrace znečišťujících látek, musí se od změřených koncentrací odečíst střední koncentrace pozadí plynných znečišťujících látek v ředicím vzduchu. Střední hodnoty koncentrací pozadí se mohou určit metodou vaku k jímání vzorků nebo průběžným měřením s integrací. Použije se následující vzorec:

(58)

kde:

c gas,e je koncentrace složky naměřená ve zředěných výfukových plynech, ppm c d je koncentrace složky změřená v ředicím médiu, ppm D je faktor ředění

Faktor ředění se vypočte takto:

a) pro vznětové motory a pro plynové motory na LPG (59)

b) pro plynové motory na NG (60)

kde:

c CO2,e je koncentrace CO2 ve vlhkém stavu ve zředěných výfukových plynech, % objemu c HC,e je koncentrace HC ve vlhkém stavu ve zředěných výfukových plynech, ppm C1 c NMHC,e je koncentrace NMHC ve vlhkém stavu ve zředěných výfukových plynech, ppm C1 c CO,e je koncentrace CO ve vlhkém stavu ve zředěných výfukových plynech, ppm F S je stechiometrický faktor

Stechiometrický faktor se vypočte takto:

(61)

kde:

α je molární poměr vodíku v palivu (H/C)

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

F S (vznětové motory) = 13,4 F S (LPG) = 11,6 F S (NG) = 9,5

8.5.2.3.3 Systémy s kompenzací průtoku

U systémů bez výměníku tepla se hmotnost znečišťujících látek (g/zkoušku) určí výpočtem okamžitých hmotnostních emisí a integrováním okamžitých hodnot za celý cyklus. Také korekce pozadím se použije přímo na okamžité hodnoty koncentrací. Použije se následující rovnice:

(62)

kde:

c gas,e je koncentrace složky naměřená ve zředěných výfukových plynech, ppm c d je koncentrace složky změřená v ředicím médiu, ppm m ed,i je okamžitá hmotnost zředěného výfukového plynu, kg m ed je celková hmotnost zředěného výfukového plynu za celý cyklus, kg u gas je hodnota podle tabulky 6 D je faktor ředění

8.5.3 Určení částic

8.5.3.1 Výpočet hmotnostních emisí

Hmotnost částic (g/zkoušku) se vypočte po korekci vztlakovým účinkem filtru se vzorkem částic podle odstavce 8.3 takto:

(63)

kde:

m p je hmotnost částic odebraných za celý cyklus, mg m sep je hmotnost zředěných výfukových plynů, které prošly odběrnými filtry částic, kg m ed je hmotnost zředěného výfukového plynu za celý cyklus, kg

přičemž:

(64)

kde:

m set je hmotnost dvojitě ředěného výfukového plynu, který prošel filtrem částic, kg m ssd je hmotnost sekundárního ředicího média, kg

Jestliže se určuje hladina částic pozadí v ředicím médiu podle odstavce 7.5.6, může se