1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 1
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►B ►M3 RICHTLINIE DES RATES
vom 3. Dezember 1987
zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über Maßnahmen gegen die Emission
gasförmiger Schadstoffe und luftverunreinigender Partikel aus Selbstzündungsmotoren zum
Antrieb von Fahrzeugen und die Emission gasförmiger Schadstoffe aus mit Erdgas oder Flüs-
siggas betriebenen Fremdzündungsmotoren zum Antrieb von Fahrzeugen ◄
(88/77/EG)
(ABl. L 36 vom 9.2.1988, S. 33)
Geändert durch:
Amtsblatt
Nr. Seite Datum
►M1Richtlinie 91/542/EWG des Rates vom 1. Oktober 1991 L 295 1 25.10.1991
►M2Richtlinie 96/1/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 22.
Januar 1996L 40 1 17.2.1996
►M3Richtlinie 1999/96/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom
13. Dezember 1999L 44 1 16.2.2000
►M4Richtlinie 2001/27/EG der Kommission vom 10. April 2001 L 107 10 18.4.2001
Geändert durch:
►A1Beitrittsakte Österreichs, Finnlands und Schwedens C241 21 29.8.1994
(angepaßt durch den Beschluß 95/1/EG, Euratom, EGKS des Rates) L 1 1 1.1.1995
Berichtigt durch:►
C1Berichtigung, ABl. L 266 vom 6.10.2001, S. 15 (2001/27/EG)
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RICHTLINIE DES RATES
vom 3. Dezember 1987
zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über
Maßnahmen gegen die Emission gasförmiger Schadstoffe und luft-verunreinigender Partikel aus Selbstzündungsmotoren zum Antriebvon Fahrzeugen und die Emission gasförmiger Schadstoffe aus mitErdgas oder Flüssiggas betriebenen Fremdzündungsmotoren zum
Antrieb von Fahrzeugen
(88/77/EG)
DER RAT DER EUROPÄISCHEN GEMEINSCHAFTEN —
gestützt auf den Vertrag zur Gründung der Europäischen Wirtschaftsge-
meinschaft, insbesondere auf Artikel 100A,
auf Vorschlag der Kommission(1),
in Zusammenarbeit mit dem Europäischen Parlament(2),
nach Stellungnahme des Wirtschafts- und Sozialausschusses(3),
in Erwägung nachstehender Gründe:
Es müssen die erforderlichen Maßnahmen getroffen werden, um bis
zum 31. Dezember 1992 den Binnenmarkt schrittweise zu verwirkli-chen. Der Binnenmarkt umfaßt einen Raum ohne Binnengrenzen, indem der freie Verkehr von Waren, Personen, Dienstleistungen undKapital gewährleistet ist.
Das erste Aktionsprogramm der Europäischen Gemeinschaft für den
Umweltschutz, das am 22. November 1973 vom Rat verabschiedetwurde, enthält bereits die Aufforderung, den neuesten wissenschaftli-chen Fortschritten bei der Bekämpfung der Luftverschmutzung durch
Abgase aus Kraftfahrzeugmotoren Rechnung zu tragen und die bereits
erlassenen Richtlinien entsprechend anzupassen. Im dritten Aktionspro-gramm sind weitere Anstrengungen im Hinblick auf eine beträchtlicheVerringerung des derzeitigen Schadstoffemissionsniveaus der Kraft-fahrzeugmotoren vorgesehen.
Die technischen Vorschriften, denen die Kraftfahrzeuge nach den
einzelstaatlichen Rechtsvorschriften genügen müssen, betreffen unteranderem die Emission gasförmiger Schadstoffe aus Dieselmotorenzum Antrieb von Fahrzeugen.
Diese Vorschriften sind von einem Mitgliedstaat zum anderen
verschieden, was zu Behinderungen des freien Verkehrs der betroffenenErzeugnisse führen kann. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, daßalle Mitgliedstaaten - entweder zusätzlich zu oder anstelle ihrer
derzeitigen Regelung - gleiche Vorschriften erlassen, damit vor allem
das EWG-Betriebserlaubnisverfahren gemäß der Richtlinie 70/156/EWG des Rates vom 6. Februar 1970 zur Angleichung der Rechtsvor-schriften der Mitgliedstaaten über die Betriebserlaubnis fürKraftfahrzeuge und Kraftfahrzeuganhänger(
4), zuletzt geändert durch
die Richtlinie 87/403/EWG(5), auf jeden Fahrzeugtyp angewandt
werden kann.
Dabei sollten die technischen Vorschriften übernommen werden, die
von der UN-Wirtschaftskommission für Europa in der Regelung Nr.
49 genehmigt worden sind („Einheitliche Vorschriften für die Geneh-
migung von Dieselmotoren hinsichtlich der Emission luftverunreini-gender Gase“); diese Regelung ist dem Übereinkommen vom 20.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 2
(1) ABl. Nr. C 193 vom 31. 7. 1986, S. 3.
(2) Standpunkt vom 18. November 1987 (ABl. Nr. C 345 vom 21. 12. 1987, S.
61).
(3) ABl. Nr. C 333 vom 29. 12. 1986, S. 17.
(4) ABl. Nr. L 42 vom 23. 2. 1970, S. 1.
(5) ABl. Nr. L 220 vom 8. 8. 1987, S. 44.▼M3
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März 1958 über die Annahme einheitlicher Bedingungen für die
Genehmigung der Ausrüstungsgegenstände und Teile von Kraftfahr-zeugen und über die gegenseitige Anerkennung der Genehmigung als
Anhang beigefügt.
Die Kommission hat sich verpflichtet, dem Rat bis Ende 1988
Vorschläge zur weiteren Herabsetzung der Grenzwerte für die drei
dieser Richtlinie unterliegenden Schadstoffe und zur Festlegung von
Grenzwerten für die Partikelemission vorzulegen —
HAT FOLGENDE RICHTLINIE ERLASSEN:
Artikel 1
Im Sinne dieser Richtlinie bezeichnet der Ausdruck
— „Fahrzeug“ ein durch einen Selbstzündungs- oder Gasmotor ange-
triebenes Fahrzeug im Sinne von Anhang II Abschnitt A derRichtlinie 70/156/EWG, mit Ausnahme von Fahrzeugen der KlasseM1 mit einer technisch zulässigen Gesamtmasse von bis zu 3,5 t;
— „Selbstzündungs- oder Gasmotor“ die Bewegungsantriebsquelle
eines Fahrzeugs, für die als selbständige technische Einheit im
Sinne von Artikel 2 der Richtlinie 70/156/EWG eine Typgenehmi-
gung erteilt werden kann;
— „EEV“ ein besonders umweltfreundliches Fahrzeug, das heißt ein
Fahrzeug, das von einem Motor angetrieben wird, der den fakulta-tiven Grenzwerten für die Emission gemäß Zeile C der Tabellen inAbschnitt 6.2.1 von Anhang I entspricht.
Artikel 2
(1) Ab 1. Juli 1988 dürfen die Mitgliedstaaten nicht aufgrund der
Emission gasförmiger Schadstoffe eines Motors
— die EWG-Betriebserlaubnis, die Ausstellung des in Artikel 10
Absatz 1 letzter Gedankenstrich der Richtlinie 70/156/EWG vorge-
sehenen Dokuments oder die Betriebserlaubnis mit nationaler
Geltung für eine von einem Dieselmotor angetriebene Fahrzeug-bauart verweigern,
— die Zulassung, den Verkauf, die Inbetriebnahme oder Benutzung
von Fahrzeugen dieser Bauart untersagen,
— die EWG-Betriebserlaubnis oder die Betriebserlaubnis mit natio-
naler Geltung für eine Dieselmotorbauart verweigern,
— den Verkauf oder die Benutzung neuer Dieselmotoren untersagen,
wenn den Vorschriften der Anhänge dieser Richtlinie entsprochen wird.(2) Ab 1. Juli 1988 dürfen die Mitgliedstaaten aufgrund der Emis-
sion gasförmiger Schadstoffe eines Motors
— die Betriebserlaubnis mit nationaler Geltung für eine von einem
Dieselmotor angetriebene Fahrzeugbauart verweigern,
— die Betriebserlaubnis mit nationaler Geltung für eine Dieselmotor-
bauart verweigern,
wenn den Vorschriften der Anhänge dieser Richtlinie nicht entsprochen
wird.
(3) Bis zum 30. September 1990 gilt Absatz 2 nicht für von einem
Dieselmotor angetriebene Fahrzeugbauarten sowie für Dieselmotorbau-arten, die im Anhang zu einem Betriebserlaubnisbogen, der vor diesemZeitpunkt gemäß der Richtlinie 72/306/EWG ausgestellt wurde,beschrieben sind.
(4) Ab 1. Oktober 1990 können die Mitgliedstaaten aufgrund der
Emission gasförmiger Schadstoffe eines Motors
— die Zulassung, den Verkauf, die Inbetriebnahme oder die Benutzung
neuer, von einem Dieselmotor angetriebener Fahrzeuge untersagen,1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 3
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— den Verkauf oder die Benutzung neuer Dieselmotoren untersagen,
wenn den Vorschriften der Anhänge dieser Richtlinie nicht entsprochen
wird.
Artikel 3
(1) Der Mitgliedstaat, der die Betriebserlaubnis für einen Dieselmo-
tortyp erteilt hat, trifft die erforderlichen Maßnahmen, damit er von
jeder Änderung unterrichtet wird, die ein Bauteil oder ein Merkmal
nach Anhang I Punkt 2.3 betrifft. Die zuständigen Behörden diesesMitgliedstaats befinden darüber, ob der geänderte Motor erneut geprüftund darüber ein neuer Prüfbericht erstellt werden muß. Die Änderungwird nicht genehmigt, wenn die Prüfung ergibt, daß die Vorschriftendieser Richtlinie nicht eingehalten werden.
(2) Der Mitgliedstaat, der die Betriebserlaubnis für eine Fahrzeug-
bauart in bezug auf deren Dieselmotor erteilt hat, trifft die
erforderlichen Maßnahmen, damit er von jeder Änderung dieser Fahr-zeugbauart hinsichtlich des eingebauten Motors unterrichtet wird. Diezuständigen Behörden dieses Mitgliedstaats befinden darüber, ob nachsolchen Änderungen Maßnahmen nach der Richtlinie 70/156/EWG,
insbesondere nach Artikel 4 oder 6, zu treffen sind.
Artikel 4
Änderungen, die zur Anpassung der Anhänge an den technischen Fort-
schritt notwendig sind, werden nach dem Verfahren des Artikels 13 der
Richtlinie 70/156/EWG erlassen.
Artikel 5
(1) Die Mitgliedstaaten erlassen die erforderlichen Rechts- und
Verwaltungsvorschriften, um dieser Richtlinie vor dem 1. Juli 1988nachzukommen. Sie setzen die Kommission unverzüglich hiervon inKenntnis.
(2) Nach Bekanntgabe dieser Richtlinie unterrichten die Mitglied-
staaten ferner die Kommission so rechtzeitig von den wichtigsten
Rechts- und Verwaltungsvorschriften, die sie auf dem unter diese Rich-
tlinie fallenden Gebiet zu erlassen beabsichtigen, daß die Kommissionsich hierzu äußern kann.
Artikel 6
Spätestens Ende 1988 prüft der Rat anhand eines Vorschlags der
Kommission, ob die Grenzwerte für die drei dieser Richtlinie unterlie-genden Schadstoffe weiter verringert und Grenzwerte für diePartikelemissionen festgelegt werden sollen.
Artikel 7
Diese Richtlinie ist an die Mitgliedstaaten gerichtet.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 4
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ANHANG I
GELTUNGSBEREICH, BEGRIFFSBESTIMMUNGEN UND ABKÜR-
ZUNGEN, ANTRAG AUF ERTEILUNG EINER EG-TYPGENEHMI-
GUNG, VORSCHRIFTEN UND PRÜFUNGEN UND ÜBEREINSTIM-
MUNG DER PRODUKTION
1. GELTUNGSBEREICH
Diese Richtlinie gilt für die Emission gasförmiger Schadstoffe und
luftverunreinigender Partikel aus allen Kraftfahrzeugen, die mit einem
Selbstzündungsmotor ausgerüstet sind, und für die Emission
gasförmiger Schadstoffe aus allen Kraftfahrzeugen, die mit einem
mit Erdgas oder Flüssiggas betriebenen Fremdzündungsmotor ausge-
stattet sind, und für Selbstzündungs- und Fremdzündungsmotoren im
Sinne von Artikel 1, mit Ausnahme der Fahrzeuge der Klassen N1,
N2und M2, die nach der Richtlinie 70/220/EWG des Rates(1), zuletzt
geändert durch die Richtlinie 98/77/EG der Kommission(2), eine
Typgenehmigung erhalten haben.
2. BEGRIFFSBESTIMMUNGEN UND ABKÜRZUNGEN
Im Sinne dieser Richtlinie bezeichnet der Ausdruck:
2.1. „Prüfzyklus“ eine Abfolge von Prüfphasen mit jeweils einer
bestimmten Drehzahl und einem bestimmten Drehmoment, die der
Motor unter stationären (ESC-Prüfung) bzw. instationären Bedin-
gungen (ETC-, ELR-Prüfung) durchlaufen muß;
2.2. „Genehmigung eines Motors (einer Motorenfamilie)“ die Genehmi-
gung eines Motortyps (einer Motorenfamilie) hinsichtlich des
Niveaus der Emissionen gasförmiger Schadstoffe und luftverunreini-
gender Partikel;
2.3. „Dieselmotor“ einen Motor, der nach dem Prinzip der Kompressions-
zündung arbeitet;
„Gasmotor“ einen Motor, der mit Erdgas (NG) oder Flüssiggas (LPG)
betrieben wird;
2.4. „Motortyp“ eine Kategorie von Motoren, die sich in den Hauptmerk-
malen, die in Anhang II dieser Richtlinie festgelegt sind, nicht
voneinander unterscheiden;
2.5. „Motorenfamilie“ die von einem Hersteller festgelegte Gruppe von
Motoren mit konstruktionsbedingt ähnlichen Abgas-Emissionseigen-
schaften gemäß Anhang II Anlage 2 dieser Richtlinie; die einzelnen
Motoren der Familie dürfen die geltenden Emissionsgrenzwerte nicht
überschreiten;
2.6. „Stamm-Motor“ einen innerhalb einer Motorenfamilie ausgewählten
Motor, dessen Emissionseigenschaften für die Motorenfamilie reprä-
sentativ sind;
2.7. „gasförmige Schadstoffe“ Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe
(wobei ausgegangen wird von CH1,85bei Diesel, CH2,525bei Flüssiggas
und CH2,93bei Erdgas (NMHC)) und einem Molekül von CH3O0,5bei
mit Ethanol betriebenen Dieselmotoren), Methan (wobei ausgegangenwird von CH
4bei Erdgas) und Stickstoffoxide, letztere ausgedrückt
als Stickstoffdioxid (NO2)-Äquivalent;
„luftverunreinigende Partikel“ Abgasbestandteile, die bei einer
Temperatur von höchstens 325 K (52 ºC) nach Verdünnung der
Abgase mit gefilterter reiner Luft an einem besonderen Filtermedium
abgeschieden werden;
2.8. Rauchtrübung im Abgasstrom eines Dieselmotors schwebende
Partikel, die Licht absorbieren, reflektieren oder brechen;1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 5
(1) ABl. L 76 vom 6.4.1970, S. 1.
(2) ABl. L 286 vom 23.10.1998, S. 1.▼M4
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2.9. „Nutzleistung“ die Leistung in EG-kW, abgenommen auf dem Prüf-
stand am Ende der Kurbelwelle oder ihrem Äquivalent und ermittelt
nach dem EG-Verfahren zur Messung der Motorleistung nach der
Richtlinie 80/1269/EWG der Kommission(1), zuletzt geändert durch
die Richtlinie 97/21/EG(2);
2.10. „angegebene Höchstleistung (Pmax)“ die vom Hersteller in seinem
Antrag auf Erteilung einer Typgenehmigung angegebene Höchstlei-
stung in EG-kW (Nutzleistung);
2.11. „Teillastverhältnis“ den prozentualen Anteil des höchsten zur Verfü-
gung stehenden Drehmoments bei einer bestimmten Motordrehzahl;
2.12. „ESC-Prüfung“ einen Prüfzyklus bestehend aus 13 stationären Prüf-
phasen, der gemäß Abschnitt 6.2 dieses Anhangs durchzuführen ist;
2.13. „ELR-Prüfung“ einen Prüfzyklus bestehend aus einer Folge von Bela-
stungsschritten bei gleichbleibenden Drehzahlen, der gemäß Abschnitt
6.2 dieses Anhangs durchzuführen ist;
2.14. „ETC-Prüfung“ einen Prüfzyklus bestehend aus 1 800 instationären, je
Sekunde wechselnden Phasen, der gemäß Abschnitt 6.2 dieses
Anhangs durchzuführen ist;
2.15. „Motorbetriebsdrehzahlbereich“ den Motordrehzahlbereich gemäß
Anhang III dieser Richtlinie, der während des normalen Motorbetriebs
am häufigsten genutzt wird und zwischen der niedrigen und hohen
Drehzahl liegt;
2.16. „niedrige Drehzahl (nlo)“ die niedrigste Motordrehzahl, bei der sich
50 % der angegebenen Höchstleistung einstellen;
2.17. „hohe Drehzahl (nhi)“ die höchste Motordrehzahl, bei der sich 70 %
der angegebenen Höchstleistung einstellen;
2.18. „Motordrehzahlen A, B und C“ die Prüfdrehzahlen innerhalb des
Motorbetriebsdrehzahlbereichs, der bei den ESC- und ELR-Prüfungen
gemäß Anhang III Anlage 1 dieser Richtlinie zum Einsatz gelangt;
2.19. „Kontrollbereich“ den Bereich zwischen den Motordrehzahlen A und
C und ein Teillastverhältnis zwischen 25 und 100;
2.20. „Bezugsdrehzahl (nref)“ 100 Prozent des Drehzahlwerts, der für eine
Entnormierung der relativen Drehzahlwerte der ETC-Prüfung gemäß
Anhang III Anlage 2 dieser Richtlinie zu verwenden ist;
2.21. „Trübungsmesser“ ein Gerät zur Messung der Trübung durch Rußpar-
tikel nach dem Prinzip der Lichtschwächung;
2.22. „NG-Gasgruppe“ entweder Gasgruppe H oder Gasgruppe L gemäß
den Begriffsbestimmungen der Europäischen Norm EN 437 vom
November 1993;
2.23. „Selbstanpassungsfähigkeit“ eine Motorvorrichtung, die das Aufrecht-
erhalten eines gleichbleibenden Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gestattet;
2.24. „Nachkalibrierung“ eine Feinabstimmung eines NG-Motors zum
Erzielen der gleichen Leistung (Leistung, Kraftstoffverbrauch) in
einer anderen Erdgasgruppe;
2.25. „Wobbeindex (unterer Index Wloder oberer Index Wu)“ den
Quotienten aus dem Heizwert eines Gases pro Volumeneinheit und
der Quadratwurzel der relativen Dichte des Gases unter denselben
Bezugsbedingungen:
W¼HGas/C2ﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃ
ρLuft =ρGasp
2.26. „ λ-Verschiebungsfaktor (Sλ)“ einen Ausdruck, der die erforderliche
Flexibilität eines Motorsteuersystems bezüglich einer Änderung des
Überschuß-Luft-Verhältnisses beschreibt, wenn der Motor mit einem
Gas betrieben wird, das nicht aus reinem Methan besteht (zur Berech-
nung von Sλsiehe Anhang VII).
2.27. „EEV“ (Enhanced Environmentally Friendly Vehicle) ein besonders
umweltfreundliches Fahrzeug, das heißt ein Fahrzeug, das von einem
Motor angetrieben wird, der den fakultativen Grenzwerten für die1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 6
(1) ABl. L 375 vom 31.12.1980, S. 46.
(2) ABl. L 125 vom 16.5.1997, S. 31.
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Emission gemäß Zeile C der Tabellen in Abschnitt 6.2.1 des vorlie-
genden Anhangs entspricht.
2.28. „Abschalteinrichtung“ eine Einrichtung, die Betriebsgrößen (Fahr-
zeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl, eingelegten Gang, Temperatur,
Unterdruck im Ansaugtrakt oder andere) misst oder erfasst, um die
Funktion eines beliebigen Teils der emissionsmindernden Einrichtung
zu aktivieren, zu verändern, zu verzögern oder zu deaktivieren, so
dass die Wirkung der emissionsmindernden Einrichtung unter übli-
chen Betriebsbedingungen verringert wird, es sei denn, die
Bedingungen, unter denen das geschieht, sind in den angewandten
Verfahren für die Zertifizierungsprüfung ausdrücklich vorgesehen;
Dieses Konstruktionsteil gilt nicht als Abschalteinrichtung, wenn
— die Notwendigkeit der Einrichtung zum Schutz des Motors gegen
zeitweilige Betriebszustände, die zu Beschädigung oder Ausfällen
führen könnten, gerechtfertigt ist und für den gleichen Zweck
keine anderen Maßnahmen anwendbar sind, durch die die Wirk-
samkeit der emissionsmindernden Einrichtung nicht verringert
wird;
— die Einrichtung nur arbeitet, wenn dies zum Anlassen und/oder
Warmlaufen des Motors erforderlich ist und für den gleichen
Zweck keine anderen Maßnahmen zur Anwendung gelangen,
durch die die Wirksamkeit der emissionsmindernden Einrichtung
nicht verringert wird.
Abbildung 1
Spezifische Definitionen der Prüfzyklen
2.29. „Zusatzsteuereinrichtung“ eine Einrichtung, Funktion oder Steuerstra-
tegie am Motor oder am Fahrzeug, die den Motor oder seine
Nebenaggregate vor schädlichen Betriebszuständen schützt oder die
das Anlassen des Motors erleichtert. Als Zusatzsteuereinrichtung
kann auch eine Strategie oder Vorkehrung gelten, die nachweislich
keine Abschalteinrichtung ist;
2.30. „anormale Emissionsminderungsstrategie“ eine Strategie oder
Maßnahme, durch die die Wirkung der emissionsmindernden Einrich-
tung unter üblichen Betriebsbedingungen auf weniger als das im
jeweiligen Emissionsprüfverfahren geforderte Maß verringert wird.
►M42.31.◄Symbole und Abkürzungen
►M42.31.1.◄Symbole für Prüfkennwerte
Symbol Einheit Begriff
APm2Querschnittsfläche der isokinetischen Probenahme-
sonde1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 7
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Symbol Einheit Begriff
ATm2Querschnittsfläche des Auspuffrohrs
CEE— Ethan-Wirkungsgrad
CEM— Methan-Wirkungsgrad
C1 — C1-äquivalenter Kohlenwasserstoffconc ppm/vol-% Konzentration (mit nachgestellter Bestandteilbezeich-
nung)
D
0m3/s Achsabschnitt der PDP-Kalibrierfunktion
DF — VerdünnungsfaktorD — Bessel-Funktionskonstante
E — Bessel-Funktionskonstante
E
Zg/kWh Interpolierter NOx-Emissionswert am Regelpunkt
fa— Atmosphärischer Faktor im Labor
fcs−1Bessel-Filtergrenzfrequenz
FFH— Kraftstoffspezifischer Faktor für die Berechnung der
Feuchtkonzentration anhand der Trockenkonzentra-
tion
FS— Stöchiometrischer Faktor
GAIRWkg/h Massendurchsatz der Ansaugluft, feucht
GAIRDkg/h Massendurchsatz der Ansaugluft, trocken
GDILWkg/h Massendurchsatz der Verdünnungsluft, feucht
GEDFWkg/h äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten
Abgases, feucht
GEXHWkg/h Massendurchsatz des Abgases, feucht
GFUELkg/h Kraftstoffmassendurchsatz
GTOTWkg/h Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht
H MJ/m3Heizwert
HREFg/kg Bezugswert der absoluten Feuchtigkeit (10,71 g/kg)
Hag/kg Absolute Feuchtigkeit der Ansaugluft
Hdg/kg Absolute Feuchtigkeit der Verdünnungsluft
HTCRAT mol/mol Wasserstoff-Kohlenstoff-Verhältnis
i — Unterer Index für eine einzelne PrüfphaseK — Bessel-Konstantekm
−1Lichtabsorptionskoeffizient
KH,D— Feuchtigkeitskorrekturfaktor für NOxbei Dieselmo-
toren
KH,G— Feuchtigkeitskorrekturfaktor für NOxbei Gasmotoren
KVCFV-Kalibrierfunktion
KW,a— Korrekturfaktor für Umrechnung vom trockenen zum
feuchten Bezugszustand der Ansaugluft
KW,d— Korrekturfaktor für Umrechnung vom trockenen zum
feuchten Bezugszustand der Verdünnungsluft
KW,e— Korrekturfaktor für Umrechnung vom trockenen zum
feuchten Bezugszustand des verdünnten Abgases
KW,r— Korrekturfaktor für Umrechnung vom trockenen zum
feuchten Bezugszustand des Rohabgases
L % Prozentuales Drehmoment, bezogen auf das maxi-
male Drehmoment bei Prüfdrehzahl
Lam Effektive optische Weglänge
m Steigung der PDP-Kalibrierfunktionmass g/h oder g Unterer Index für den SchadstoffmassendurchsatzrateM
DILkg Masse der durch die Partikel-Probenahmefilter gelei-
teten Probe der verdünnten Luft1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 8
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Symbol Einheit Begriff
Mdmg Abgeschiedene Partikel-Probenahmemasse der
Verdünnungsluft
Mfmg Abgeschiedene Partikel-Probenahmemasse
Mf,pmg Am Hauptfilter abgeschiedene Partikel-Probenahme-
masse
Mf,bmg Am Nachfilter abgeschiedene Partikel-Probenahme-
masse
MsamMasse der durch die Partikel-Probenahmefilter gelei-
teten Probe der verdünnten Abgase
MSECkg Masse der sekundären Verdünnungsluft
MTOTWkg CVS-Masse über den gesamten Zyklus, feucht
MTOTW,ikg Momentane CVS-Masse, feucht
N % Trübung
NP— PDP-Umdrehungen über den gesamten Zyklus
NP,i— PDP-Umdrehungen während eines Zeitabschnitts
n min−1Motordrehzahl
nps−1PDP-Drehzahl
nhimin−1Hohe Motordrehzahl
nlomin−1Niedrige Motordrehzahl
nrefmin−1Bezugsmotordrehzahl für ETC-Prüfung
pakPa Sättigungsdampfdruck der Motoransaugluft
pAkPa Absoluter Druck
pBkPa Barometrischer Gesamtdruck
pdkPa Sättigungsdampfdruck der Verdünnungsluft
pskPa Trockener atmospärischer Druck
p1kPa Ansaugunterdruck an der Pumpeneintrittsöffnung
P(a) kW Leistungsaufnahme der Hilfseinrichtungen, die für
die Prüfung angebracht werden
P(b) kW Leistungsaufnahme der Hilfseinrichtungen, die für
die Prüfung entfernt werden
P(n) kW Nichtkorrigierte NutzleistungP(m) kW Auf dem Prüfstand gemessene Leistung
Ω — Bessel-Konstante
Q
sm3/s CVS-Volumendurchsatz
q — Verdünnungsverhältnis
r — Quotient der Querschnittsflächen der isokinetischen
Sonde und des Auspuffrohrs
Ra% Relative Feuchtigkeit der Ansaugluft
Rd% Relative Feuchtigkeit der Verdünnungsluft
Rf— FID-Responsfaktor
ρ kg/m3Dichte
S kW Einstellwert des Leistungsprüfstands
Sim−1Momentaner Rauchwert
Sλλ-Verschiebungsfaktor
T K Absolute Temperatur
TaK Absolute Temperatur der Ansaugluft
t s Meßzeit
tes Elektrische Ansprechzeit
tfs Filteransprechzeit für die Besselfunktion
tps Physikalische Ansprechzeit1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 9
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Symbol Einheit Begriff
∆t s Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden Rauch-
meßwerten
∆tis Zeitabstand bei momentaner CFV-Strömung
τ % Rauch-Transmissionsgrad
V0m3/rev PDP-Volumendurchsatz unter tatsächlichen Bedin-
gungen
W — Wobbeindex
WactkWh Tatsächliche ETC-Zyklusarbeit
WrefkWh ETC-Bezugszyklusarbeit
WF — Wichtungsfaktor
WFE— Effektiver Wichtungsfaktor
X0m3/rev Kalibrierfunktion des PDP-Volumendurchsatzes
Yim−1gemittelter 1-s-Bessel-Rauchwert
2.31.2. Symbole für die chemischen Bestandteile
CH4Methan
C2H6Ethan
C2H5OH Ethanol
C3H8Propan
CO Kohlenmonoxid
DOP Dioctylphthalat
CO2Kohlendioxid
HC Kohlenwasserstoffe
NMHC Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe
NOxStickstoffoxid
NO Stickoxid
NO2Stickstoffdioxid
PT Partikel
►M42.31.3.◄Abkürzungen
CFV Venturi-Rohr mit kritischer Strömung
CLD Chemilumineszenzanalysator
ELR Europäische Prüfung mit lastabhängigem Fahrzyklus
ESC Europäische Prüfung mit stationärem Fahrzyklus
ETC Europäische Prüfung mit instationärem Fahrzyklus
FID Flammenionisationsdetektor
GC Gaschromatograph
HCLD beheizter Chemilumineszenzanalysator
HFID beheizter Flammenionisationsdetektor
LPG Flüssiggas
NDIR nichtdispersiver Infrarot-Resonanzabsorber
NG Erdgas
NMC Nicht-Methan-Cutter
3. ANTRAG AUF ERTEILUNG DER EG-TYPGENEHMIGUNG
3.1 Antrag auf Erteilung der EG-Typgenehmigung für einen
Motortypoder eine Motorenfamilie als selbständige technische
Einheit
3.1.1. Der Antrag auf Erteilung einer Typgenehmigung für einen Motortyp
oder eine Motorenfamilie hinsichtlich des Emissionsniveaus von
gasförmigen Schadstoffen und luftverunreinigenden Partikeln bei
Dieselmotoren und hinsichtlich des Emissionsniveaus von
gasförmigen Schadstoffen bei Gasmotoren ist vom Motorenhersteller
oder einem rechtmäßig bestellten Vertreter einzureichen.
3.1.2. Dem Antrag sind die unten angegebenen Unterlagen in dreifacher
Ausfertigung und folgendes beizufügen:
3.1.2.1. eine Beschreibung des Motortyps bzw. der Motorenfamilie, die
sämtliche, die Anforderungen der Artikel 3 und 4 der Richtlinie 70/1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 10
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156/EWG erfüllenden Angaben nach Anhang II dieser Richtlinie
enthält;
3.1.3. ein Motor, der den in Anhang II aufgeführten Merkmalen des Motor-
typs oder des Stamm-Motors entspricht, ist dem technischen Dienst,
der für die Durchführung der Prüfungen nach Abschnitt 6 zuständig
ist, zur Verfügung zu stellen;
3.2. Antrag auf Erteilung der EG-Typgenehmigung für einen Fahr-
zeugtyphinsichtlich des Motors
3.2.1. Der Antrag auf Erteilung einer Typgenehmigung für ein Fahrzeug
hinsichtlich der Emission gasförmiger Schadstoffe und luftverunreini-
gender Partikel durch seinen Dieselmotor oder seine
Dieselmotorenfamilie sowie hinsichtlich des Emissionsniveaus von
gasförmigen Schadstoffen durch seinen Gasmotor oder seine Gasmo-
torenfamilie ist vom Fahrzeughersteller oder einem rechtmäßig
bestellten Vertreter einzureichen.
3.2.2. Dem Antrag sind die unten angegebenen Unterlagen in dreifacher
Ausfertigung und folgendes beizufügen:
3.2.2.1. eine Beschreibung des Fahrzeugtyps, der mit dem Motor verbundenen
Fahrzeugteile und des Motortyps bzw. der Motorenfamilie mit den in
Anhang II geforderten Angaben und den gemäß Artikel 3 der Rich-
tlinie 70/156/EWG erforderlichen Unterlagen.
3.3. Antrag auf Erteilung einer EG-Typgenehmigung für einen Fahr-
zeugtypmit einem genehmigten Motor
3.3.1. Der Antrag auf Erteilung einer Typgenehmigung für ein Fahrzeug
hinsichtlich der Emission gasförmiger Schadstoffe und luftverunreini-
gender Partikel durch seinen genehmigten Dieselmotor oder seine
genehmigte Dieselmotorenfamilie und hinsichtlich des Emissionsni-
veaus von gasförmigen Schadstoffen durch seinen genehmigten
Gasmotor oder seine genehmigte Gasmotorenfamilie ist vom Fahr-
zeughersteller oder einem rechtmäßig bestellten Vertreter
einzureichen.
3.3.2. Dem Antrag sind die unten angegebenen Unterlagen in dreifacher
Ausfertigung und folgendes beizufügen:
3.3.2.1. eine Beschreibung des Fahrzeugtyps und der mit dem Motor verbun-
denen Fahrzeugteile mit den in Anhang II geforderten Angaben und
ein Exemplar des EG-Typgenehmigungsbogens (Anhang VI) für den
Motor bzw. die Motorenfamilie als selbständige technische Einheit,
die in den Fahrzeugtyp eingebaut ist, sowie die gemäß Artikel 3 der
Richtlinie 70/156/EWG erforderlichen Unterlagen.
4. EG-TYPGENEHMIGUNG
4.1. Erteilung einer EG-Typgenehmigung aufgrund von Vielstofffähig-
keit
Eine EG-Typgenehmigung aufgrund von Vielstofffähigkeit wird
erteilt, wenn folgende Voraussetzungen erfüllt sind:
4.1.1. Im Fall von Dieselkraftstoff werden die Anforderungen dieser Rich-
tlinie von dem Stamm-Motor mit dem im Anhang IV beschriebenen
Kraftstoff eingehalten.
4.1.2. Bei Erdgas muss nachgewiesen werden, dass der Stamm-Motor zur
Anpassung an jede am Markt möglicherweise angebotene Kraftstoff-
zusammensetzung in der Lage ist. Bei Erdgas gibt es in der Regel
zwei Arten von Kraftstoff: Kraftstoff mit hohem Heizwert (Gasgruppe
H) und Kraftstoff mit niedrigem Heizwert (Gasgruppe L). Innerhalb
der beiden Gruppen ist die Spannbreite jedoch groß. Erhebliche
Unterschiede treten in Bezug auf den mit dem Wobbe-Index ausge-druckten Energiegehalt und den λ-Verschiebungsfaktor (S λ)auf. Die
Formeln für die Berechnung des Wobbe-Index und von S λsind unter
Nummer 2.25 und 2.26 angegeben. Erdgas mit einem λ-Verschie-
bungsfaktor zwischen 0,89 und 1,08 (0,89 ≤Sλ≤1,08) wird der
Gasgruppe H zugerechnet, während Erdgas mit einem λ-Verschie-
bungsfaktor zwischen 1,08 und 1,19 (1,08 ≤Sλ≤1,19) der
Gasgruppe L zugerechnet wird. Die Zusammensetzung der Bezugs-
kraftstoffe trägt der extremen Veränderlichkeit von S λRechnung.
Der Stamm-Motor muss die Anforderungen dieser Richtlinie hinsicht-
lich der Bezugskraftstoffe G
R(Kraftstoff 1 ) und G25(Kraftstoff 2),1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 11
▼M4
▼M4
gemäß der Beschreibung im Anhang IV, erfüllen, ohne dass zwischen
den beiden Prüfungen eine Neueinstellung der Kraftstoffzufuhr
erfolgt. Nach dem Kraftstoffwechsel ist jedoch ein Anpassungslauf
über einen ETC-Zyklus ohne Messung zulässig. Vor der Prüfung
muss der Stamm-Motor gemäß dem in Anhang III Anlage 2 Nummer
3 angegebenen Verfahren eingefahren werden.
4.1.2.1. Auf Antrag des Herstellers kann der Motor mit einem dritten Kraft-
stoff (Kraftstoff 3) geprüft werden, wenn der λ-Verschiebungsfaktor
(Sλ)zwischen 0,89 (d. h. im unteren Bereich von GR) und 1,19 (d. h.
im oberen Bereich von G25) liegt, z. B. wenn Kraftstoff 3 ein handels-
üblicher Kraftstoff ist. Die Ergebnisse dieser Prüfung können als
Grundlage für die Bewertung der Übereinstimmung der Produktion
herangezogen werden.
4.1.3. Im Fall eines mit Erdgas betriebenen Motors, der sich an die
Gasgruppe H einerseits und die Gasgruppe L andererseits selbst
anpassen kann, und bei dem die Umschaltung zwischen der
Gasgruppe H und der Gasgruppe L mittels eines Schalters erfolgt, ist
der Stamm-Motor mit dem jeweiligen in Anhang IV für jede
Gasgruppe spezifizierten Bezugskraftstoff bei jeder Schalterstellung
zu prüfen: Die Kraftstoffe sind GR(Kraftstoff 1) und G23(Kraftstoff
3) für die Gasgruppe H und G25(Kraftstoff 2) und G23(Kraftstoff 3)
für die Gasgruppe L. Der Stamm-Motor muss die Anforderungen
dieser Richtlinie in beiden Schalterstellungen erfüllen, ohne dass
zwischen den beiden Prüfungen bei jeder Schalterstellung eine
Neueinstellung der Kraftstoffzufuhr erfolgt. Nach dem Kraftstoff-
wechsel ist jedoch ein Anpassungslauf über einen ETC-Zyklus ohne
Messung zulässig. Vor der Prüfung muss der Stamm-Motor gemäß
dem in Anhang III Anlage 2 Nummer 3 angegebenen Verfahren
eingefahren werden.
4.1.3.1. Auf Antrag des Herstellers kann der Motor statt mit G23(Kraftstoff 3)
mit einem dritten Kraftstoff geprüft werden, wenn der λ-Verschie-
bungsfaktor (S λ)zwischen 0,89 (d. h. im unteren Bereich von GR)
und 1,19 (d. h. im oberen Bereich von G25), liegt, z. B. wenn Kraft-
stoff 3 ein handelsüblicher Kraftstoff ist. Die Ergebnisse dieser
Prüfung können als Grundlage für die Bewertung der Übereinstim-
mung der Produktion herangezogen werden.
4.1.4. Bei Erdgasmotoren ist das Verhältnis der Emissionsmessergebnisse
„r“ für jeden Schadstoff wie folgt zu ermitteln:
4.1.5. Bei LPG (Flüssiggas) muss nachgewiesen werden, dass der Stamm-
Motor zur Anpassung an jede am Markt möglicherweise angebotene
Kraftstoffzusammensetzung in der Lage ist. Bei LPG schwankt die
C3/C4-Zusammensetzung. Die Bezugskraftstoffe tragen diesen
Schwankungen Rechnung. Der Stamm-Motor muss die Emissionsan-
forderungen hinsichtlich der Bezugskraftstoffe A und B gemäß der
Beschreibung im Anhang IV erfüllen, ohne dass zwischen den beiden
Prüfungen eine Neueinstellung der Kraftstoffzufuhr erfolgt. Nach dem
Kraftstoffwechsel ist jedoch ein Anpassungslauf über einen ETC-
Zyklus ohne Messung zulässig. Vor der Prüfung muss der Stamm-
Motor gemäß dem in Anhang III Anlage 2 Nummer 3 angegebenen
Verfahren eingefahren werden.
4.1.5.1. Das Verhältnis der Emissionsmessergebnisse „r“ für jeden Schadstoff
ist wie folgt zu ermitteln:
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 12
▼M4
4.2. Erteilung einer EG-Typgenehmigung mit Gasgruppenein-
schränkung
Eine EG-Typgenehmigung mit Gasgruppeneinschränkung wird erteilt,
wenn folgende Voraussetzungen erfüllt sind:
4.2.1. Genehmigung der Abgasemissionen eines Motors, der mit Erdgas
betrieben wird und für den Betrieb entweder mit der Gasgruppe H
oder mit der Gasgruppe L ausgelegt ist.
Der Stamm-Motor ist mit dem entsprechenden Bezugskraftstoff
gemäß Anhang IV für die jeweilige Gasgruppe zu prüfen. Die Kraft-
stoffe sind GR(Kraftstoff 1) und G23(Kraftstoff 3) für die Gasgruppe
H und G25(Kraftstoff 2) und G23(Kraftstoff 3) für die Gasgruppe L.
Der Stamm-Motor muss die Anforderungen dieser Richtlinie erfüllen,
ohne dass zwischen den beiden Prüfungen die Kraftstoffzufuhr nach-
gestellt wird. Nach Wechsel des Kraftstoffs ist es jedoch zulässig, zur
Anpassung einen vollständigen ETC-Prüfzyklus ohne Messung zu
durchlaufen. Vor der Prüfung muss der Stamm-Motor gemäß dem in
Anhang III Anlage 2 Nummer 3 angegebenen Verfahren eingefahren
werden.
4.2.1.1. Auf Antrag des Herstellers kann der Motor statt mit G23(Kraftstoff 3)
mit einem dritten Kraftstoff geprüft werden, wenn der λ-Verschie-
bungsfaktor (S λ)zwischen 0,89 (d. h. dem unteren Bereich von GR)
und 1,19 (d. h. dem oberen Bereich von G25) liegt, z. B. wenn Kraft-
stoff 3 ein handelsüblicher Kraftstoff ist. Die Ergebnisse dieser
Prüfung können als Grundlage für die Bewertung der Übereinstim-
mung der Produktion herangezogen werden.
4.2.1.2. Das Verhältnis der Emissionsmessergebnisse „r“ für jeden Schadstoff
ist wie folgt zu ermitteln:
4.2.1.3. Bei Auslieferung an den Kunden muss der Motor mit einem Schild
versehen sein (siehe Nummer 5.1.5), auf dem angegeben ist, für
welche Gasgruppe der Motor zugelassen ist.
4.2.2. Genehmigung der Abgasemissionen eines Motors, der mit Erdgas
oder LPG betrieben wird und für den Betrieb mit Kraftstoff einer
bestimmten Zusammensetzung ausgelegt ist.
4.2.2.1. Der Stamm-Motor muss bei Betrieb mit Erdgas die Emissionsanforde-
rungen für die Bezugskraftstoffe GRund G25bzw. bei Betrieb mit
LPG die Emissionsanforderungen für die Bezugskraftstoffe A und B
gemäß Anhang IV erfüllen. ►C1Zwischen den Prüfungen ist eine
Feinabstimmung des Kraftstoffsystems zulässig. ◄Diese Feinabstim-
mung besteht in einer Nachkalibrierung der Datenbasis des
Kraftstoffsystems, ohne dass es zu einer Änderung der grundlegenden
Steuerstrategie oder der grundlegenden Struktur der Datenbasis
kommt. Der Austausch von Teilen, die in direktem Bezug zur Höhe
des Kraftstoffdurchsatzes stehen (z. B. Einspritzdüsen) ist zulässig.
4.2.2.2. Auf Wunsch des Herstellers kann der Motor mit den Bezugskraft-
stoffen GRund G23oder G25und G23geprüft werden. In diesem Fall
gilt die Typgenehmigung nur für die Gasgruppe H beziehungsweise
L.
4.2.2.3. Bei Auslieferung an den Kunden muss der Motor mit einem Schild
versehen sein (siehe Nummer 5.1.5), auf dem angegeben ist, fürwelche Kraftstoffzusammensetzung der Motor kalibriert wurde.
4.3. Genehmigung der Abgasemissionen von Motoren einer Motoren-
familie
4.3.1. Mit Ausnahme des in Abschnitt 4.3.2 genannten Falls wird die
Genehmigung eines Stamm-Motors ohne erneute Prüfung für jede1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 13
▼M4
Kraftstoffzusammensetzung innerhalb derselben Gasgruppe, für die
die Genehmigung des Stamm-Motors gilt (im Fall von Genehmi-
gungen nach Nummer 4.2.2), oder für dieselben Kraftstoffe, für die
die Genehmigung des Stamm-Motors gilt (im Fall von Genehmi-
gungen nach Nummer 4.1 oder 4.2), auf alle Motoren einer
Motorenfamilie erweitert.
4.3.2. Zweitprüfmotor
Stellt der technische Dienst im Fall eines Antrags auf Erteilung einer
Typgenehmigung für einen Motor oder für eine Fahrzeug hinsichtlich
eines Motors, der zu einer Motorenfamilie gehört, fest, dass der einge-
reichte Antrag hinsichtlich des ausgewählten Stamm-Motors für die in
Anhang I Anlage 1 beschriebene Motorenfamilie nicht vollständig
repräsentativ ist, so kann der technische Dienst einen anderen und
gegebenenfalls einen zusätzlichen Bezugsprüfmotor auswählen und
prüfen.
4.4. Typgenehmigungsbogen
Für die Genehmigung entsprechend Nummer 3.1, 3.2 und 3.3 wird
eine Bescheinigung entsprechend dem Muster in Anhang VI ausge-
stellt.
5. KENNZEICHNUNG DER MOTOREN
5.1. Der als technische Einheit zugelassene Motor muß folgende Angaben
tragen:
5.1.1. Handelsmarke oder Handelsname des Herstellers des Motors;
5.1.2. Handelsbezeichnung des Herstellers;5.1.3. die EG-Typgenehmigungsnummer, der der (die) Kennbuchstabe(n)
des Landes, das die EG-Typgenehmigung erteilt hat, voranzustellen
ist (sind)(
1).
5.1.4. bei einem NG-Motor ist nach der EG-Typgenehmigungsnummer eines
der folgenden Kennzeichen anzubringen:
— H für den Fall, daß der Motor für die Gasgruppe H genehmigt und
kalibriert ist;
— L für den Fall, daß der Motor für die Gasgruppe L genehmigt und
kalibriert ist;
— HL für den Fall, daß der Motor sowohl für die Gasgruppe H als
auch für die Gasgruppe L genehmigt und kalibriert ist;
—Htfür den Fall, daß der Motor für eine spezielle Gaszusammenset-
zung der Gasgruppe H genehmigt und kalibriert ist und durch eine
Feinabstimmung des Motor-Kraftstoffsystems auf ein anderes
spezielles Gas der Gasgruppe H eingestellt werden kann;
—Ltfür den Fall, daß der Motor für eine spezielle Gaszusammenset-
zung der Gasgruppe L genehmigt und kalibriert ist und durch eine
Feinabstimmung des Motor-Kraftstoffsystems auf ein anderes
spezielles Gas der Gasgruppe L eingestellt werden kann;
—H Ltfür den Fall, daß der Motor für eine spezielle Gaszusammen-
setzung entweder der Gasgruppe H oder der Gasgruppe L
genehmigt und kalibriert ist und durch eine Feinabstimmung des
Motor-Kraftstoffsystems auf ein anderes spezielles Gas entweder
der Gasgruppe H oder der Gasgruppe L eingestellt werden kann.
5.1.5. Schilder
Für mit Erdgas und LPG betriebene Motoren mit einer Typgenehmi-
gung mit Gasgruppeneinschränkung sind nachstehende Schilder zu
verwenden:
5.1.5.1. Inhalt
Folgende Angaben müssen enthalten sein:
Im Fall von Abschnitt 4.2.1.3 muß auf dem Schild folgendes ange-
geben sein: „VERWENDUNG NUR MIT ERDGAS DER
GASGRUPPE H“. Gegebenenfalls ist „H“ durch „L“ zu ersetzen.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 14
(1) 1 = Deutschland, 2 = Frankreich, 3 = Italien, 4 = Niederlande, 5 = Schweden, 6 =
Belgien, 9 = Spanien, 11 = Vereinigtes Königreich, 12 = Österreich, 13 = Luxemburg,16 = Norwegen, 17 = Finnland, 18 = Dänemark, 21 = Portugal, 23 = Griechenland, FL
= Liechtenstein, IS = Island, IRL= Irland▼M3
▼M3
Im Fall von Abschnitt 4.2.2.3 muß auf dem Schild folgendes ange-
geben sein: „VERWENDUNG NUR MIT ERDGAS DER
SPEZIFIKATION …“ oder gegebenenfalls „VERWENDUNG NUR
MIT FLÜSSIGGAS DER SPEZIFIKATION …“. Es sind sämtliche
Angaben aus den entsprechenden Tabellen in Anhang VI sowie die
einzelnen, durch den Motorenhersteller spezifizierten Bestandteile
und Grenzwerte aufzuführen.
Die Buchstaben und Zahlen müssen eine Mindesthöhe von 4 mm
aufweisen.
Anmerkung:
Wenn eine derartige Kennzeichnung wegen Platzmangels nicht
möglich ist, kann ein vereinfachter Code verwendet werden. In
diesem Fall müssen Erläuterungen mit allen oben genannten Angaben
sowohl für Personen, die den Kraftstofftank füllen oder Wartungs-
oder Reparaturarbeiten am Motor und seinen Hilfseinrichtungen
ausführen, als auch für die zuständigen Behörden leicht zugänglich
sein. Die Stelle, an der diese Erläuterungen untergebracht werden,
und der Inhalt dieser Erläuterungen werden einvernehmlich zwischen
dem Hersteller und der Genehmigungsbehörde festgelegt.
5.1.5.2. Eigenschaften
Die Schilder müssen eine Haltbarkeit entsprechend der Nutzlebens-
dauer des Motors haben und deutlich lesbar sein. Die Buchstaben
und Zahlen darauf müssen unauslöschbar sein. Darüber hinaus ist die
Befestigung der Schilder für die Nutzlebensdauer des Motors auszu-
legen, und es darf nicht möglich sein, die Schilder ohne Zerstörung
oder Unkenntlichmachung zu entfernen.
5.1.5.3. Anbri ngung
Die Schilder müssen an einem Motorteil befestigt sein, das für den
üblichen Betrieb des Motors notwendig ist und normalerweise
während der Nutzlebensdauer des Motors keiner Auswechslung
bedarf. Zudem müssen sie so angebracht sein, daß sie für den durch-
schnittlichen Betrachter nach Anbringung aller für den Motorbetrieb
erforderlichen Hilfseinrichtungen des Motors gut sichtbar sind.
5.2. Im Fall eines Antrags auf Erteilung einer EG-Typgenehmigung für
einen Fahrzeugtyp hinsichtlich des Motors ist das in Abschnitt 5.1.5
beschriebene Schild auch in der Nähe der Kraftstoffeinfüllöffnung
anzubringen.
5.3. Im Fall eines Antrags auf Erteilung einer EG-Typgenehmigung für
einen Fahrzeugtyp mit einem genehmigten Motor ist das in Abschnitt
5.1.5 beschriebene Schild auch in der Nähe der Kraftstoffeinfüllö-
ffnung anzubringen.
6. VORSCHRIFTEN UND PRÜFUNGEN
6.1. Allgemeines
6.1.1. Emissionsmindernde Einrichtungen
6.1.1.1. Bauteile, die die Emission gasförmiger Schadstoffe und verunreini-
gender Partikel aus Dieselmotoren und die Emission gasförmiger
Schadstoffe aus Gasmotoren beeinflussen können, müssen so konstru-
iert, gefertigt, montiert und eingebaut sein, dass der Motor im
Normalbetrieb die Anforderungen dieser Richtlinie erfüllt.
6.1.2. Arbeitsweise der emissionsmindernden Einrichtungen
6.1.2.1. Die Verwendung einer Abschalteinrichtung oder der Einsatz anor-
maler Emissionsminderungsstrategien ist untersagt.
6.1.2.2. Eine Zusatzsteuereinrichtung kann unter einer der folgenden Voraus-
setzungen in einen Motor oder in ein Fahrzeug eingebaut werden:
— Sie arbeitet nicht innerhalb der in Nummer 6.1.2.4 beschriebenen
Betriebsparameter.
— Sie wird innerhalb der in Nummer 6.1.2.4 beschriebenen Betriebs-
parameter nur zeitweilig für Zwecke aktiviert wie den Schutz des
Motors und der Einrichtungen zur Steuerung des Gasstroms(1), die1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 15
(1) Von der Kommission bis 31. Dezember 2001 zu überprüfen.▼M4
▼C1
▼C1
Begrenzung der Rauchentwicklung(1) oder den Kaltstart und das
Warmlaufen.
— Sie wird nur durch fahrzeuginterne Signale für Zwecke wie die
Wahrung der Betriebssicherheit oder den Notbetrieb aktiviert.
6.1.2.3. Eine Einrichtung, Funktion oder Vorkehrung zur Motorsteuerung, die
unter den in Nummer 6.1.2.4 beschriebenen Betriebsbedingungen
aktiv ist und die eine Änderung der Steuerstrategie gegenüber der in
den Emissionsprüfzyklen verwendeten Steuerstrategie bewirkt, ist
zulässig, wenn entsprechend den Bestimmungen von Nummer 6.1.3
und/oder 6.1.4 einwandfrei nachgewiesen wird, dass sie die Wirkung
der emissionsmindernden Einrichtung nicht beeinträchtigt. Andern-
falls gilt sie als Abschalteinrichtung.
6.1.2.4. Die in Nummer 6.1.2.2 genannten Betriebsparameter unter stationären
und instationären Bedingungen (1) sind:
— Höhe nicht mehr als 1 000 m über NN (oder Luftdruck nicht unter
90 kPa);
— Umgebungstemperatur zwischen 283 und 303 K (10-30 ºC),— Motorkühlmitteltemperatur zwischen 343 und 368 K (70-95 ºC).
6.1.3. Besondere Bestimmungen für elektronisch gesteuerte Emissionsminde-
rungseinrichtungen
6.1.3.1. Erforderliche Dokumentation:
Der Hersteller muss eine Dokumentation vorlegen, die Aufschluss
gibt über die Grundkonzeption der Einrichtung und über die
Verfahren zur Steuerung der Ausgangsgrößen, unabhängig davon, ob
diese direkt oder indirekt gesteuert werden.
Diese Dokumentation ist in zwei Teile zu gliedern:
a) die förmliche Dokumentation, die dem technischen Dienst bei der
Vorführung zur Typgenehmigungsprüfung zu übergeben ist. Sie
umfasst eine vollständige Beschreibung der Einrichtung. DieBeschreibung kann knapp gehalten werden, sofern sie erkennen
lässt, dass in ihr alle Ausgangsgrößen berücksichtigt sind, die sich
aus jeder möglichen Konstellation der verschiedenen
Eingangsgrößen ergeben können. Diese Unterlagen sind den in
Anhang I Nummer 3 genannten Unterlagen beizufügen;
b) zusätztliche Unterlagen, aus denen hervorgeht, welche Betriebspa-
rameter von einer eventuell vorhandenen Zusatzsteuereinrichtung
verändert werden und innerhalb welcher Grenzen die Zusatzsteu-
ereinrichtung arbeitet. Die zusätzlichen Unterlagen umfassen
Angaben zur Logik des Kraftstoffregelsystems, zu den Steuerstra-
tegien und zu den Schaltpunkten bei allen Betriebszuständen.
Die zusätzlichen Unterlagen umfassen ferner eine Begründung für
die eventuelle Verwendung einer Zusatzsteuereinrichtung sowie
weitere Informationen und Prüfergebnisse, aus denen ersichtlich
ist, wie die in den Motor oder in das Fahrzeug eingebaute Zusatz-
steuereinrichtung die Schadstoffemissionen beeinflusst.
Diese zusätzlichen Unterlagen werden streng vertraulich behandelt
und verbleiben beim Hersteller, sie sind jedoch bei der Typgeneh-
migungsprüfung und jederzeit während der Gültigkeitsdauer der
Typgenehmigung zur Prüfung vorzulegen.
6.1.4. Um zu prüfen, ob eine Strategie oder Vorkehrung als Abschalteinrich-
tung im Sinne von Nummer 2.28 oder als anormale Emissionsminde-
rungsstrategie im Sinne von Nummer 2.30 anzusehen ist, kann die
Typgenehmigungsbehörde eine zusätzliche NO
x-Messung nach dem
im ETC-Prüfzyklus vorgesehenen Verfahren verlangen; sie kann
zusammen mit der Typgenehmigungsprüfung oder der Prüfung der
Übereinstimmung der Produktion vorgenommen werden.
6.1.4.1. Alternativ zu den Bestimmungen in Anhang III Anlage 4 der Rich-
tlinie 88/77/EWG kann beim ETC-Prüfzyklus die NOx-Probe aus
dem Rohabgas entnommen werden; dabei ist nach den Vorschriften
der Norm ISO DIS 16183 vom 15. Oktober 2000 zu verfahren.
6.1.4.2. Bei der Prüfung, ob eine Strategie oder Vorkehrung als Abschaltein-
richtung im Sinne von Nummer 2.28 oder als anormale
Emissionsminderungsstrategie im Sinne von Nummer 2.30 anzusehen
ist, gilt für den jeweils geltenden NOx-Grenzwert eine zusätzliche
Toleranz von 10 %.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 16
(1) Von der Kommission bis 31. Dezember 2001 zu überprüfen.
▼C1
6.1.5. Übergangsbestimmungen für die Erweiterung der Typgenehmigung.
6.1.5.1. Die Übergangsbestimmungen für die Erweiterung der Typgenehmi-
gung gelten ausschließlich für neue Dieselmotoren und Neufahrzeuge
mit Antrieb durch Dieselmotor, die eine Typgenehmigung nach den
Bestimmungen von Anhang I Nummer 6.2.1 Tabellen 1 und 2 Zeile
A der Richtlinie 88/77/EWG erhalten haben.
6.1.5.2. Alternativ zu den Bestimmungen von Nummer 6.1.3 und 6.1.4 kann
der Hersteller dem technischen Dienst auch die Ergebnisse einer
zusätzlichen NOx-Messung nach dem im ETC-Prüfzyklus vorgese-
henen Verfahren vorlegen, die nach den Bestimmungen von Nummer
6.1.4.1 und 6.1.4.2 an einem Motor vorgenommen wurde, der dem in
Anhang II beschriebenen Stamm-Motor entspricht. Der Hersteller
muss zudem schriftlich erklären, dass in diesem Motor keine Abschal-
teinrichtung oder anormale Emissionsminderungsstrategie im Sinne
von Nummer 2 dieses Anhangs zum Einsatz kommt.
6.1.5.3. Der Hersteller muss ferner schriftlich erklären, dass die Ergebnisse
der NOx-Messung und die Erklärung der Übereinstimmung mit dem
Stamm-Motor, die er nach Nummer 6.1.4 vorlegt, auch für alle
anderen Motortypen der in Anhang II beschriebenen Motorenfamilie
gelten.
6.2. Vorschriften hinsichtlich der Emissionen von gasförmigen Schad-
stoffen und luftverunreinigenden Partikeln und Rauch
Für die Zwecke der Typgenehmigung in bezug auf die Zeile A der
Tabellen in Abschnitt 6.2.1 sind die Emissionen in ESC- und ELR-
Prüfungen mit herkömmlichen Dieselmotoren, eingeschlossen solche
mit elektronischer Kraftstoffeinspritzung, Abgasrückführung (AGR)
und/oder Oxidationskatalysatoren, zu messen. Dieselmotoren, die mit
modernen Systemen zur Abgasnachbehandlung, beispielsweise
deNOx-Katalysatoren und/oder Partikelfiltern ausgestattet sind,
müssen zusätzlich einer ETC-Prüfung unterzogen werden.
Für die Zwecke der Typgenehmigung in bezug auf die Zeile B 1 oder
B 2 oder die Zeile C der Tabellen in Abschnitt 6.2.1 sind die Emis-
sionen in ESC-, ELR- und ETC-Prüfungen zu messen.
Bei Gasmotoren werden die gasförmigen Emissionen mittels der
ETC-Prüfung gemessen.
Die ESC- und ELR-Prüfverfahren werden in Anhang III Anlage 1 und
das ETC-Prüfverfahren in Anhang III Anlagen 2 und 3 beschrieben.
Die Emission gasförmiger Schadstoffe und luftverunreinigender
Partikel (falls anwendbar) und Rauch (falls anwendbar) aus dem zur
Prüfung vorgeführten Motor muß nach den in Anhang III Anlage 4beschriebenen Verfahren gemessen werden. In Anhang V sind die
empfohlenen analytischen Systeme für die gasförmigen Schadstoffe,
die empfohlenen Probenahmesysteme und das empfohlene
Rauchmeß-System dargestellt.
Andere Systeme oder Analysatoren können durch den Technischen
Dienst zugelassen werden, wenn mit ihnen bei dem jeweiligen Prüfzy-
klus erwiesenermaßen gleichwertige Ergebnisse erzielt werden. Die
Bestimmung der Gleichwertigkeit der Systeme muß auf der Grund-
lage einer sieben (oder mehr) Probenpaare umfassenden
Korrelationsstudie zwischen dem zu prüfenden System und einem
der Bezugssysteme dieser Richtlinie erfolgen. Bei Partikelemissionen
ist nur das Vollstrom-Verdünnungsverfahren als Bezugssystem zuge-
lassen. „Ergebnisse“ beziehen sich auf den Emissionswert eines
speziellen Zyklus. Die Korrelationsprüfungen sind im selben Labor,
in derselben Prüfzelle und mit demselben Motor durchzuführen und
finden vorzugsweise gleichzeitig statt. Die Gleichwertigkeit ist
gegeben, wenn die Mittelwerte der Probenpaare mit einer Toleranz
von ± 5 % übereinstimmen. Zur Aufnahme eines neuen Systems in
die Richtlinie muß bei der Bestimmung der Gleichwertigkeit die
Berechnung der Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit nach ISO
5725 zugrunde gelegt werden.
6.2.1. Grenzwerte
Die spezifische Masse des Kohlenmonoxids, der gesamten Kohlen-
wasserstoffe, der Stickstoffoxide und der Partikel, die bei der ESC-
Prüfung gemessen wird, und die bei der ELR-Prüfung gemessene
Rauchtrübung dürfen die in Tabelle 1 angegebenen Werte nicht über-
schreiten.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 17
▼M3
▼M3
Tabelle 1
Grenzwerte für ESC- und ELR-Prüfung
ZeileKohlenmo-
noxidKohlenwas-
serstoffeStickstoff-
oxidePartikelRauchtrü-
bung
(CO) g/
kWh(HC) g/
kWh(NOx)g /
kWh(PT) g/kWh m−1
A (2000) 2,1 0,66 5,0 0,10 0,13 (1) 0,8
B 1 (2005) 1,5 0,46 3,5 0,02 0,5
B 2 (2008) 1,5 0,46 2,0 0,02 0,5C (EEV) 1,5 0,25 2,0 0,02 0,15
(1) Für Motoren mit einem Hubraum von unter 0,75 dm3je Zylinder und einer Nennleistungsdrehzahl
von über 3000 min−1.
Bei Dieselmotoren, die zusätzlich der ETC-Prüfung unterzogen
werden, und insbesondere bei Gasmotoren darf die spezifische Masse
des Kohlenmonoxids, der Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe, des
Methans (falls anwendbar), der Stickstoffoxide und der Partikel (falls
anwendbar) die in Tabelle 2 angegebenen Werte nicht überschreiten.
Tabelle 2
Grenzwerte für ETC-Prüfung (1)
ZeileKohlenmo-
noxidNicht-
Methan-
Kohlenwas-
serstoffeMethanStickstoff-
oxidePartikel
(CO) g/
kWh(NMHC) g/
kWh(CH4)(2)g /
kWh(NOx)g /
kWh(PT) (3) g/kWh
A (2000) 5,45 0,78 1,6 5,0 0,16 0,21 (4)
B 1 (2005) 4,0 0,55 1,1 3,5 0,03B 2 (2008) 4,0 0,55 1,1 2,0 0,03
C (EEV) 3,0 0,40 0,65 2,0 0,02
(1) Die Bedingungen für die Überprüfung der Annehmbarkeit der ETC-Prüfung (siehe Anhang III
Anlage 2 Abschnitt 3.9), mit der die Einhaltung der in Zeile A festgelegten Grenzwerte bei denEmissionen mit Gas betriebener Motoren gemessen wird, werden gemäß dem Verfahren des Artikels13 der Richtlinie 70/156/EWG überprüft und erforderlichenfalls geändert.
(
2) Nur für Erdgasmotoren.
(3) Gilt nicht für mit Gas betriebene Motoren in Stufe A und Stufen B 1 und B 2.
(4) Für Motoren mit einem Hubraum von unter 0,75 dm3je Zylinder und einer Nennleistungsdrehzahl
von über 3000 min−1.
6.2.2. Kohlenwasserstoffmessung bei Diesel- und Gasmotoren
6.2.2.1. Ein Hersteller kann nach Wahl die Masse der gesamten Kohlenwas-
serstoffe (THC) mit der ETC-Prüfung ermitteln, statt die Masse der
Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe zu messen. In diesem Fall ist der
Grenzwert für die Masse der gesamten Kohlenwasserstoffe gleich
dem Grenzwert für die Masse der Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe
in Tabelle 2.
6.2.3. Spezielle Anforderungen an Dieselmotoren
6.2.3.1. Die spezifische Masse der Stickstoffoxide, die an den zufällig
gewählten Prüfpunkten innerhalb des Kontrollbereichs der ESC-
Prüfung gemessen werden, dürfen die aus den benachbarten Prüf-
phasen interpolierten Werte um höchstens 10 % überschreiten (siehe
Anhang III Anlage 1 Abschnitte 4.6.2 und 4.6.3).
6.2.3.2. Der Rauchwert bei der zufällig gewählten ELR-Prüfdrehzahl darf den
höchsten Rauchwert der beiden benachbarten Prüfdrehzahlen um1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 18
▼M3
höchstens 20 % oder—falls dieser höher ist—den Grenzwert um
höchstens 5 % überschreiten.
7. EINBAU DES MOTORS IN DAS FAHRZEUG
7.1. Der Einbau des Motors in Fahrzeuge darf nur unter Einhaltung der
folgenden Werte erfolgen, die eine Voraussetzung für die Typgeneh-
migung des Motors bilden:
7.1.1. Der Ansaugunterdruck darf den in Anhang VI für den genehmigten
Motor angegebenen Wert nicht überschreiten.
7.1.2. Der Abgasgegendruck darf den in Anhang VI für den genehmigten
Motor angegebenen Wert nicht überschreiten.
7.1.3. Das Volumen der Auspuffanlage darf nur um höchstens 40 % von
dem in Anhang VI für den genehmigten Motor angegebenen Wert
abweichen.
7.1.4. Die Leistungsaufnahme durch die für den Betrieb des Motors notwen-
digen Hilfseinrichtungen darf den in Anhang VI für den genehmigten
Motor angegebenen Wert nicht überschreiten.
8. MOTORENFAMILIE
8.1. Kenndaten für die Festlegung der Motorenfamilie
Die durch den Motorenhersteller festgelegte Motorenfamilie kann
anhand grundlegender Kenndaten bestimmt werden, die allen Motoren
dieser Familie gemeinsam sind. In einigen Fällen ist eine Wechselwir-
kung zwischen den Kenndaten möglich. Diese Wirkungen müssen
ebenfalls berücksichtigt werden, damit sichergestellt wird, daß einer
bestimmten Motorenfamilie nur Motoren mit gleichartigen Abgas-
emissionsmerkmalen zugeordnet werden.
Motoren können ein und derselben Motorenfamilie zugeordnet
werden, wenn sie in den nachfolgend aufgeführten wesentlichen
Kenndaten übereinstimmen:
8.1.1. Arbeitsweise
— Zweitakt
— Viertakt
8.1.2. Kühlmittel
— Luft
— Wasser—Ö l
8.1.3. Gasmotoren und Motoren mit Nachbehandlungseinrichtung:
— Zylinderzahl
Andere Dieselmotoren mit weniger Zylindern als der Stamm-Motor
können als zur selben Motorenfamilie gehörend angesehen werden,
sofern das Kraftstoffsystem den Kraftstoff jedem Zylinder einzeln
zumißt).
8.1.4. Hubraum des einzelnen Zylinders
— die Gesamtstreuung darf für die Motoren höchstens 15 % betragen
8.1.5. Art der Luftansaugung:
— Saugmotoren
— aufgeladene Motoren— aufgeladene Motoren mit Ladeluftkühlung
8.1.6. Typ/Beschaffenheit des Brennraums:
— Vorkammer
— Wirbelkammer— Direkteinspritzung
8.1.7. Ventil- und Kanalanordnung, Größe und Anzahl:
— Zylinderkopf
— Zylinderwand— Kurbelgehäuse
8.1.8. Kraftstoffanlage (Dieselmotor):
— Pump-line-Einspritzung1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 19
▼M3
— Reiheneinspritzpumpe
— Verteilereinspritzpumpe
— Einzelelement
— Pumpe-Düse-System
8.1.9. Kraftstoffsystem (Gasmotoren):
— Mischer
— Zuführung des Gasgemisches (mit einer einzigen zentralen Düse
pro Motor, mit einer Düse pro Einlaßkanal)
— Flüssigkeitseinspritzung (Zentraleinspritzung, Einzeleinspritzung)
8.1.10. Zündsystem (Gasmotoren)8.1.11. Sonstige Merkmale:
— Abgasrückführung
— Wassereinspritzung/Emulsion
— Sekundärluft-Einspeisung
— Ladeluftkühlung
8.1.12. Abgasnachbehandlung:
— Dreiwegekatalysator
— Oxidationskatalysator
— Reduktionskatalysator
— Thermoreaktor
— Partikelfilter
8.2. Wahl des Stamm-Motors
8.2.1. Dieselmotoren
Das Hauptkriterium bei der Auswahl des Stamm-Motors der Motoren-
familie muß die höchste Kraftstofförderung pro Takt bei der
angegebenen Drehzahl bei maximalem Drehmoment sein. Stimmen
zwei oder mehr Motoren in diesem Hauptkriterium überein, so ist
die Auswahl des Stamm-Motors anhand eines zweiten Kriteriums,
nämlich der höchsten Kraftstofförderung pro Takt bei Nenndrehzahl,
vorzunehmen. Unter Umständen kann die Genehmigungsbehörde zu
dem Schluß gelangen, daß es am günstigsten ist, den schlechtesten
Emissionswert der Motorenfamilie durch Überprüfung eines zweiten
Motors zu bestimmen. Folglich kann die Genehmigungsbehörde zur
Prüfung einen weiteren Motor heranziehen, dessen Merkmale darauf
hindeuten, daß er die höchsten Emissionswerte aller Motoren dieser
Motorenfamilie aufweist.
Weisen die Motoren innerhalb einer Motorenfamilie weitere veränder-
liche Leistungsmerkmale auf, bei denen von einer Beeinflussung der
Abgasemissionen ausgegangen werden kann, so sind diese Merkmale
ebenfalls zu bestimmen und bei der Auswahl des Stamm-Motors zu
berücksichtigen.
8.2.2. Gasmotoren
Das Hauptkriterium bei der Auswahl des Stamm-Motors der Motoren-
familie muß der größte Hubraum sein. Stimmen zwei oder mehr
Motoren in diesem Hauptkriterium überein, so ist die Auswahl des
Stamm-Motors anhand von sekundären Kriterien in der nachstehend
angegebenen Reihenfolge vorzunehmen:
— höchste Kraftstofförderung je Takt bei der Nennleistungsdrehzahl;
— größte Zündfrühverstellung;
— niedrigste AGR-Rate;
— keine Luftpumpe oder Pumpe mit dem niedrigsten tatsächlichen
Luftdurchsatz.
Unter Umständen kann die Genehmigungsbehörde zu dem Schluß
gelangen, daß es am günstigsten ist, den schlechtesten Emissionswert
der Motorenfamilie durch Überprüfung eines zweiten Motors zu
bestimmen. Folglich kann die Genehmigungsbehörde aufgrund derje-
nigen Merkmale einen weiteren Motor zur Prüfung heranziehen, die
darauf hindeuten, daß er die höchsten Emissionswerte aller Motoren
dieser Motorenfamilie aufweist.
9. ÜBEREINSTIMMUNG DER PRODUKTION
9.1. Es sind Maßnahmen zur Gewährleistung der Übereinstimmung der
Produktion gemäß Artikel 10 der Richtlinie 70/156/EWG zu treffen.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 20
▼M3
Die Übereinstimmung der Produktion wird anhand der Daten geprüft,
die in dem Typgenehmigungsbogen in Anhang VI dieser Richtlinie
aufgeführt sind.
Sind die zuständigen Behörden mit dem Prüfverfahren des Herstellers
nicht einverstanden, so gelten die Abschnitte 2.4.2 und 2.4.3 des
Anhangs X der Richtlinie 70/156/EWG.
9.1.1. Sind Schadstoffemissionen an einem Motortyp zu messen, dessen
Typgenehmigung eine oder mehrere Erweiterungen erfahren hat, so
werden die Prüfungen an dem (den) Motor(en) durchgeführt, der
(die) in den Beschreibungsunterlagen der betreffenden Erweiterung
beschrieben ist (sind).
9.1.1.1. Übereinstimmung des Motors bei der Schadstoffprüfung:
Der Hersteller darf an den von der Behörde ausgewählten Motoren
keinerlei Einstellung vornehmen.
9.1.1.1.1. Drei Motoren werden als Stichproben willkürlich aus der Serie
entnommen. Motoren, für deren Typgenehmigung in bezug auf die
Zeile A der Tabellen in Abschnitt 6.2.1 nur die ESC- und ELR-
Prüfung oder nur die ETC-Prüfung vorgeschrieben ist, werden zur
Überprüfung der Übereinstimmung der Produktion den jeweils zutref-
fenden Prüfungen unterzogen. Mit Zustimmung der Behörde werden
alle anderen Motoren, deren Typgenehmigung in bezug auf Zeile A,
Zeile B 1 oder B 2 oder Zeile C der Tabellen in Abschnitt 6.2.1
erfolgt ist, zur Überprüfung der Übereinstimmung der Produktion
entweder der ESC-und ELR-Prüfung oder der ETC-Prüfung unter-
zogen. Die Grenzwerte sind in Abschnitt 6.2.1 dieses Anhangs
aufgeführt.
9.1.1.1.2. Ist die zuständige Behörde mit der vom Hersteller angegebenen
Standardabweichung der Produktion gemäß Anhang X der Richtlinie
70/156/EWG für Kraftfahrzeuge und Kraftfahrzeuganhänger einver-
standen, so werden die Prüfungen entsprechend der Anlage 1 des
vorliegenden Anhangs durchgeführt.
Ist die zuständige Behörde mit der vom Hersteller angegebenen
Standardabweichung der Produktion gemäß Anhang X der Richtlinie
70/156/EWG für Kraftfahrzeuge und Kraftfahrzeuganhänger nicht
einverstanden, so werden Prüfungen entsprechend der Anlage 2 des
vorliegenden Anhangs durchgeführt.
Auf Antrag des Herstellers können die Prüfungen entsprechend der
Anlage 3 dieses Anhangs durchgeführt werden.
9.1.1.1.3. Die Serienproduktion gilt auf der Grundlage einer Stichprobenprüfung
der Motoren als vorschriftsmäßig bzw. nicht vorschriftsmäßig, wenn
nach den Prüfkriterien der entsprechenden Anlage eine positive
Entscheidung für alle Schadstoffe bzw. eine negative Entscheidung
in bezug auf einen Schadstoff gefällt wurde.
Wurde eine positive Entscheidung in bezug auf einen Schadstoff
getroffen, so wird diese nicht durch zusätzliche Prüfungen beeinflußt,
die zu einer Entscheidung in bezug auf die übrigen Schadstoffe führen
sollen.
Wird keine positive Entscheidung in bezug auf sämtliche Schadstoffe
und keine negative Entscheidung in bezug auf einen Schadstoff erre-
icht, so ist die Prüfung an einem anderen Motor durchzuführen (siehe
Abbildung 2).
Der Hersteller kann die Prüfung jederzeit unterbrechen, wenn keine
Entscheidung erzielt wird. In diesem Fall wird eine negative Entschei-
dung in das Protokoll aufgenommen.
9.1.1.2. Die Prüfungen werden an neu gefertigten Motoren durchgeführt.
Gasmotoren werden gemäß Anhang III Anlage 2 Abschnitt 3 einge-
fahren.
9.1.1.2.1. Auf Antrag des Herstellers können die Prüfungen jedoch an Diesel-
oder Gasmotoren durchgeführt werden, die länger als während der
Zeitdauer, auf die in Abschnitt 9.1.1.2 Bezug genommen wird,
längstens aber 100 Stunden lang, eingefahren wurden. In diesem Fall
wird das Einfahrverfahren vom Hersteller durchgeführt. Dieser
verpflichtet sich, an den Motoren keinerlei Einstellung vorzunehmen.
9.1.1.2.2. Beantragt der Hersteller ein Einfahrverfahren gemäß Abschnitt
9.1.1.2.1, so kann sich dieses auf folgende Motoren erstrecken:
— auf alle zu prüfenden Motoren
oder1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 21
▼M3
— auf den ersten zu prüfenden Motor, wobei auf diesen Motor der
wie folgt bestimmte Evolutionskoeffizient angewandt wird:
— Die Schadstoffemissionen werden beim ersten geprüften Motor
bei Null und „x“ Stunden gemessen.
— Der Evolutionskoeffizient der Emissionen zwischen Null und
„x“ Stunden wird für jeden Schadstoff wie folgt berechnet:
Emissionen „x“ Stunden
Emissionen null Stunden
Er kann kleiner als 1 sein.
Die übrigen Motoren werden nicht eingefahren; auf ihre Emissions-
werte bei null Stunden wird jedoch der Evolutionskoeffizient
angewendet.
In diesem Falle sind folgende Werte zu messen:
— die Werte bei „x“ Stunden für den ersten Motor,
— die Werte bei null Stunden, multipliziert mit dem Evolutionskoef-
fizienten, für die folgenden Motoren.
9.1.1.2.3. Bei Dieselmotoren und mit LPG betriebenen Gasmotoren ist für alle
diese Prüfungen handelsüblicher Kraftstoff zulässig. Auf Antrag des
Herstellers können jedoch die in Anhang IV beschriebenen Bezugs-
kraftstoffe verwendet werden. Dies bedeutet, daß, wie in Abschnitt 4dieses Anhangs beschrieben, Prüfungen mit mindestens zwei Bezugs-
kraftstoffen für jeden Gasmotor durchzuführen sind.
9.1.1.2.4. Bei mit Erdgas betriebenen Gasmotoren ist für alle diese Prüfungen
folgender handelsüblicher Kraftstoff zulässig:
— bei mit H gekennzeichneten Motoren ein handelsüblicher Kraft-
stoff der Gasgruppe H (0,89 ≤Sλ≤1,00);
— bei mit L gekennzeichneten Motoren ein handelsüblicher Kraft-
stoff der Gasgruppe L (1,00 ≤Sλ≤1,19);
— bei mit HL gekennzeichneten Motoren ein handelsüblicher Kraft-
stoff im Extrembereich des λ-Verschiebungsfaktors
(0,89≤Sλ≤1,19).
Auf Antrag des Herstellers können jedoch die in Anhang IV beschrie-
benen Bezugskraftstoffe verwendet werden. Demnach sind die in
Nummer 4 dieses Anhangs beschriebenen Prüfungen durchzuführen.
9.1.1.2.5. Bei Meinungsverschiedenheiten aufgrund der Nichteinhaltung der
Grenzwerte durch Gasmotoren bei Betrieb mit handelsüblichem Kraft-
stoff sind die Prüfungen mit einem Bezugskraftstoff durchzuführen,
mit dem der Stamm-Motor geprüft wurde, oder gegebenenfalls mit
dem zusätzlichen Kraftstoff 3, auf den in den Abschnitten 4.1.3.1
und 4.2.1.1 Bezug genommen wird und der gegebenenfalls zur
Prüfung des Stamm-Motors verwendet wurde. Das Ergebnis ist
anschließend durch Anwendung des entsprechenden Faktors bzw. der
entsprechenden Faktoren „r“, „ra“ oder „rb“ gemäß den Nummern
4.1.4, 4.1.5.1 und 4.2.1.2 umzurechnen. Falls r, ra oder rb kleiner als
1 sind, ist keine Umrechnung vorzunehmen. Aus den Messerge-
bnissen und den errechneten Ergebnissen muss hervorgehen, dass der
Motor die Grenzwerte beim Betrieb mit allen entsprechenden Kraft-
stoffen (Kraftstoffe 1, 2 und gegebenenfalls 3 bei Erdgasmotoren
und Kraftstoffe A und B bei Flüssiggasmotoren) einhält.
9.1.1.2.6. Überprüfungen der Übereinstimmung der Produktion von Gasmo-
toren, die für den Betrieb mit einem Kraftstoff einer bestimmten
Zusammensetzung ausgelegt sind, sind mit dem Kraftstoff durchzu-
führen, für den der Motor kalibriert wurde.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 22
▼M4
▼M3
▼M3
Abbildung 2
Schema für die Überprüfung der Übereinstimmung der Produktion
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 23
▼M3
Anlage 1
VERFAHREN ZUR ÜBERPRÜFUNG DER ÜBEREINSTIMMUNG DER
PRODUKTION, WENN DIE STANDARDABWEICHUNG ZUFRIEDENS-
TELLEND AUSFÄLLT
1. Nachfolgend ist das Verfahren beschrieben, mit dem die Übereinstimmung
der Produktion hinsichtlich der Schadstoffemissionen überprüft wird, wenn
die vom Hersteller angegebene Standardabweichung der Produktion zufrie-
denstellend ausfällt.
2. Bei einer Stichprobengröße von mindestens drei Motoren beträgt die Wahr-
scheinlichkeit, daß ein zu 40 % fehlerhaftes Los eine Prüfung besteht, 0,95
(Herstellerrisiko = 5 %). Hingegen liegt die Wahrscheinlichkeit, daß ein zu
65 % fehlerhaftes Los angenommen wird, bei 0,10 (Verbraucherrisiko
= 10 %).
3. Für alle in Anhang I Abschnitt 6.2.1 aufgeführten Schadstoffe gilt folgendes
Verfahren (siehe Abbildung 2):
Es seien:
L = natürlicher Logarithmus des Schadstoff-Grenzwertes;
χi= natürlicher Logarithmus der Messung am i-ten Motor der Stichprobe;
s = geschätzte Standardabweichung der Produktion (unter Verwendung
des natürlichen Logarithmus der Meßwerte);
n = Stichprobengröße.
4. Der statistische Wert der Stichprobe ist zu ermitteln, indem die Summe der
Standardabweichungen vom Grenzwert nach folgender Formel berechnet
wird:
1
SXn
i¼1L/C0χi ðÞ
5. Dann gilt:
— Liegt der statistische Prüfwert über dem der Stichprobengröße entspre-
chenden Wert für eine positive Entscheidung (siehe Tabelle 3), so wird
in bezug auf den Schadstoff eine positive Entscheidung getroffen;
— Liegt der statistische Prüfwert unter dem der Stichprobengröße entspre-
chenden Wert für eine negative Entscheidung (siehe Tabelle 3), so wird
in bezug auf den Schadstoff eine negative Entscheidung getroffen;
— Andernfalls wird ein weiterer Motor gemäß Anhang I Abschnitt 9.1.1.1
geprüft, und das Berechnungsverfahren wird auf die um eine Einheit
erweiterte Stichprobe angewendet.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 24
▼M3
Tabelle 3
Grenzwerte für positive und negative Entscheidungen im Rahmen des Stichpro-
benplans von Anlage 1
Mindeststichprobengröße: 3
Kumulierte Anzahl der
geprüften Motoren (Stich-
probengröße)Grenzwert für positive
Entscheidung AnGrenzwert für negative
Entscheidung Bn
3 3,327 − 4,724
4 3,261 − 4,790
5 3,195 − 4,856
6 3,129 − 4,922
7 3,063 − 4,988
8 2,997 − 5,054
9 2,931 − 5,120
10 2,865 − 5,18511 2,799 − 5,251
12 2,733 − 5,317
13 2,667 − 5,383
14 2,601 − 5,449
15 2,535 − 5,515
16 2,469 − 5,581
17 2,403 − 5,647
18 2,337 − 5,713
19 2,271 − 5,779
20 2,205 − 5,845
21 2,139 − 5,911
22 2,073 − 5,977
23 2,007 − 6,043
24 1,941 − 6,109
25 1,875 − 6,175
26 1,809 − 6,241
27 1,743 − 6,307
28 1,677 − 6,373
29 1,611 − 6,43930 1,545 − 6,505
31 1,479 − 6,571
32 − 2,112 − 2,1121988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 25
▼M3
Anlage 2
VERFAHREN ZUR ÜBERPRÜFUNG DER ÜBEREINSTIMMUNG DER
PRODUKTION, WENN DIE STANDARDABWEICHUNG UNZUREICHEND
IST ODER KEINE ANGABE VORLIEGT
1. Nachstehend ist das Verfahren beschrieben, mit dem die Übereinstimmung
der Produktion hinsichtlich der Emission von Schadstoffen überprüft wird,
wenn die vom Hersteller angegebene Standardabweichung unzureichend ist
oder keine Angabe vorliegt.
2. Bei einer Stichprobengröße von mindestens drei Motoren wird das Stichpro-
benverfahren so gewählt, daß die Wahrscheinlichkeit, daß ein zu 40 %
fehlerhaftes Los eine Prüfung besteht, 0,95 (Herstellerrisiko = 5 %) beträgt.
Hingegen liegt die Wahrscheinlichkeit, daß ein zu 65 % fehlerhaftes Los
angenommen wird, bei 0,10 (Verbraucherrisiko = 10 %).
3. Die Messungen der in Anhang I Abschnitt 6.2.1 aufgeführten Schadstoffe
gelten als logarithmisch normal verteilt und sollten zunächst durch natürli-
ches Logarithmieren transformiert werden; m0sei die minimale und m die
maximale Stichprobengröße (m0= 3 und m = 32); n sei die tatsächliche
Stichprobengröße.
4. Wenn χ1,χ2…χi, die natürlichen Logarithmen der Messungen der Serie sind
und L der natürliche Logarithmus des Schadstoffgrenzwertes ist, dann gelten
di=χi−L
und
dn¼1
nXn
i¼1di
V2
n¼1
nXn
i¼1di/C0dn/C0/C1 2
5. Tabelle 4 enthält die Grenzwerte für eine positive (An) und negative (Bn)
Entscheidung bei der jeweiligen Stichprobengröße. Der statistische Prüfwert
ist der Quotient von dn=Vn;anhand dessen die positive oder negative
Entscheidung über die Serie nach folgender Regel getroffen wird:
Wenn m0≤n<m :
— positive Entscheidung, wenndn
Vn/C20An
— negative Entscheidung, wenndn
Vn/C21Bn
— eine weitere Messung durchführen, wenn A n/C20dn
Vn/C21Bn
6. Anmerkungen
Die folgenden rekursiven Formeln dienen zur Berechnung der aufeinanderfol-
genden statistischen Prüfwerte:
dn¼1/C01
n/C18/C19
dn/C01þ1
ndn
V2
n¼1/C01
n/C18/C19
V2
n/C01þdn/C0dn/C0/C1 2
n/C01
n¼2;3;...;d1¼d1;V1¼0/C0/C11988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 26
▼M3
Tabelle 4
Grenzwerte für positive und negative Entscheidungen im Rahmen des Stichpro-
benplans von Anlage 2
Mindeststichprobengröße: 3
Kumulierte Anzahl der
geprüften Motoren (Stich-
probengröße)Grenzwert für positive
Entscheidung AnGrenzwert für negative
Entscheidung Bn
3 − 0,80381 16,64743
4 − 0,76339 7,68627
5 − 0,72982 4,67136
6 − 0,69962 3,25573
7 − 0,67129 2,45431
8 − 0,64406 1,94369
9 − 0,61750 1,59105
10 − 0,59135 1,3329511 − 0,56542 1,13566
12 − 0,53960 0,97970
13 − 0,51379 0,85307
14 − 0,48791 0,74801
15 − 0,46191 0,65928
16 − 0,43573 0,58321
17 − 0,40933 0,51718
18 − 0,38266 0,45922
19 − 0,35570 0,40788
20 − 0,32840 0,36203
21 − 0,30072 0,32078
22 − 0,27263 0,28343
23 − 0,24410 0,24943
24 − 0,21509 0,21831
25 − 0,18557 0,18970
26 − 0,15550 0,16328
27 − 0,12483 0,13880
28 − 0,09354 0,11603
29 − 0,06159 0,0948030 − 0,02892 0,07493
31 − 0,00449 0,05629
32 0,03876 0,038761988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 27
▼M3
Anlage 3
VERFAHREN ZUR ÜBERPRÜFUNG DER ÜBEREINSTIMMUNG DER
PRODUKTION AUF ANTRAG DES HERSTELLERS
1. Nachstehend ist das Verfahren beschrieben, mit dem auf Antrag des Herstel-
lers die Übereinstimmung der Produktion hinsichtlich der Schadstoffemis-
sionen überprüft wird.
2. Bei einer Stichprobengröße von mindestens drei Motoren beträgt die Wahr-
scheinlichkeit, daß ein zu 30 % fehlerhaftes Los eine Prüfung besteht, 0,90
(Herstellerrisiko = 10 %). Hingegen liegt die Wahrscheinlichkeit, daß ein zu
65 % fehlerhaftes Los angenommen wird, bei 0,10 (Verbraucherrisiko
= 10 %).
3. Für jeden der in Anhang I Abschnitt 6.2.1 aufgeführten Schadstoffe gilt
folgendes Verfahren (siehe Abbildung 2):
Es seien:
L = Grenzwert für den Schadstoff,
xi= Meßwert für den i-ten Motor der Stichprobe,
n = Stichprobengröße.
4. Der statistische Prüfwert der Stichprobe ist zu ermitteln, indem die Anzahl
der nicht vorschriftsmäßigen Motoren ermittelt wird, d.h. xi≥L.
5. Dann gilt:
— Liegt der statistische Prüfwert unter dem der Stichprobengröße entspre-
chenden Wert für eine positive Entscheidung oder ist er gleich diesem
(siehe Tabelle 5), so wird in bezug auf den Schadstoff eine positive
Entscheidung getroffen;
— Liegt der statistische Prüfwert über dem der Stichprobengröße entspre-
chenden Wert für eine negative Entscheidung oder ist er gleich diesem
(siehe Tabelle 5), so wird in bezug auf den Schadstoff eine negative
Entscheidung getroffen.
— Andernfalls wird ein weiterer Motor gemäß Anhang I Abschnitt 9.1.1.1
geprüft, und das Berechnungsverfahren wird auf die um eine Einheit
erweiterte Stichprobe angewendet.
Die Grenzwerte für positive und negative Entscheidungen der Tabelle 5 werden
anhand der Internationalen Norm ISO 8422/1991 berechnet.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 28
▼M3
Tabelle 5
Grenzwerte für positive und negative Entscheidungen im Rahmen des Stichpro-
benplans von Anlage 3
Mindeststichprobengröße: 3
Kumulierte Anzahl der
geprüften Motoren (Stich-
probengröße)Grenzwert für positive
EntscheidungGrenzwert für negative
Entscheidung
3— 3
404
504
615
715
826
926
10 3 711 3 7
12 4 8
13 4 8
14 5 9
15 5 9
16 6 10
17 6 10
18 7 11
19 8 91988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 29
▼M3
ANHANG II
►(1)M4
►(2)C11988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 30
▼M3
Anlage 1
►(1)M4
►(2)C11988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 31
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 32
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 33
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 34
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 35
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 36
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 37
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 38
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 39
▼M3
Anlage 2
WESENTLICHE MERKMALE DER MOTORENFAMILIE
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 40
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 41
▼M3
Anlage 3
►(1)M4
►(2)C11988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 42
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 43
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 44
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 45
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 46
▼M3
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 47
▼M3
Anlage 4
MERKMALE DER MIT DEM MOTOR VERBUNDENEN FAHRZEUGTEILE
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 48
▼M3
ANHANG III
PRÜFVERFAHREN
1. EINLEITUNG
1.1. In diesem Anhang sind die Verfahren zur Bestimmung der Emission
gasförmiger Schadstoffe, luftverunreinigender Partikel und Rauch aus
den zu prüfenden Motoren beschrieben. Es werden drei Prüfzyklen darge-
stellt, die gemäß den Bestimmungen von Anhang I Abschnitt 6.2
Anwendung finden sollen:
— die ESC-Prüfung, bestehend aus dreizehn stationären Prüfphasen,
— die ELR-Prüfung, bestehend aus einer Folge von instationären Bela-
stungsschritten bei unterschiedlichen Drehzahlen, die Bestandteil
einer Prüfprozedur sind und aufeinanderfolgend durchgeführt werden;
— die ETC-Prüfung, bestehend aus einer Abfolge von instationären, je
Sekunde wechselnden Prüfphasen.
1.2. Für die Prüfung ist der Motor auf einer entsprechenden Prüfeinrichtung
aufzubauen und an einen Leistungsprüfstand anzuschließen.
1.3.Meßgrundsatz
Die zu messenden Abgasemissionen eines Motors enthalten gasförmige
Bestandteile (Kohlenmonoxid, Gesamtkohlenwasserstoffe bei Dieselmo-
toren nur im ESC-Prüfzyklus; Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe bei
Diesel- und Gasmotoren nur im ETC-Prüfzyklus; Methan bei Gasmotoren
im ETC-Prüfzyklus und Stickstoffoxide), Partikel (nur bei Dieselmotoren)
und Rauch (nur bei Dieselmotoren im ELR-Prüfzyklus). Zusätzlich wird
Kohlendioxid häufig als Tracergas zur Bestimmung des Verdünnungsver-
hältnisses von Teilstrom- und Vollstromverdünnungssystemen genutzt.
Nach guter Ingenieurpraxis empfiehlt sich die generelle Messung von
Kohlendioxid als besonders geeignetes Mittel zur Erkennung von
Meßproblemen während der Prüfung.
1.3.1. ESC-Prüfung
Während einer vorgeschriebenen Folge von Betriebszuständen des
warmgefahrenen Motors sind die Mengen der oben angeführten Abgas-
emissionen durch Entnahme einer Probe aus dem Rohabgas kontinuierlich
zu messen. Der Prüfzyklus besteht aus mehreren Drehzahl- und
Leistungsphasen, die dem Bereich entsprechen, in dem Dieselmotoren
normalerweise betrieben werden. Während der einzelnen Phasen sind die
Konzentrationswerte sämtlicher gasförmiger Schadstoffe, der Abgas-
durchsatz und die Leistungsabgabe zu bestimmen sowie die gemessenen
Werte zu gewichten. Die Partikelprobe ist mit konditionierter Umge-
bungsluft zu verdünnen. Eine Probe ist über das gesamte Prüfverfahren
zu entnehmen und an geeigneten Filtern abzuscheiden. Für jeden Schad-
stoff ist im Sinne von Anlage 1 dieses Anhangs die je Kilowattstunde
freigesetzte Menge in Gramm zu errechnen. Darüber hinaus ist an drei
vom Technischen Dienst(1) ausgewählten Prüfpunkten innerhalb des
Kontrollbereichs das NOxzu messen. Die gemessenen Werte sind mit
den Werten zu vergleichen, die aus den Phasen des Prüfzyklus errechnet
wurden, die die ausgewählten Prüfpunkte umhüllen. Die NOx-Kontrollun-
tersuchung dient dazu, die Wirksamkeit der Emissionsminderung des
Motors innerhalb des typischen Betriebsbereichs des Motors sicherzu-
stellen.
1.3.2. ELR-Prüfung
Während einer vorgeschriebenen Belastungsprüfung ist mit Hilfe eines
Trübungsmessers der Rauch eines warmgelaufenen Motors zu messen.
Dabei wird die Belastung des Motors bei gleichbleibender Fahrgeschwin-
digkeit und mit drei verschiedenen Motordrehzahlen von einem
Teillastverhältnis von 10 auf Vollast erhöht. Zusätzlich wird ein vierter,
vom Technischen Dienst(1) gewählter Belastungsschritt durchgeführt
und der Wert mit den Werten der vorhergehenden Belastungsschritte
verglichen. Mit Hilfe eines Mittelungsalgorithmus ist der Rauchspitzen-
wert gemäß Anlage 1 dieses Anhangs zu bestimmen.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 49
(1) Die Auswahl der Prüfpunkte erfolgt nach zugelassenen statistischen Zufälligkeitsver-
fahren.
▼M3
1.3.3. ETC-Prüfung
Während eines vorgeschriebenen instationären Zyklus bei betriebs-
warmem Motor, basierend auf einem Fahrprogramm, das in guter
Näherung den Straßenfahrbetrieb von Hochleistungsmotoren in Lastkraft-
wagen und Bussen beschreibt, sind die vorstehend genannten Schadstoffe
nach der Verdünnung des gesamten Abgases mit konditionierter Umge-
bungsluft zu messen. Anhand der vom Motorprüfstand kommenden
Rückführsignale in bezug auf Motordrehmoment und -drehzahl ist die
Leistung hinsichtlich der Zyklusdauer, aus der sich die vom Motor
während des Zyklus erzeugte Arbeit ergibt, zu integrieren. Durch Integra-
tion des Analysatorsignals wird die über den Zyklus aufgetretene NOx-
und HC-Konzentration bestimmt. Die CO-, CO2- und NMHC-Konzentra-
tion läßt sich durch Integration des Analysatorsignals oder unter
Verwendung einer Beutelprobe bestimmen. Bei Partikeln ist an geeig-
neten Filtern eine verhältnisgleiche Probe abzuscheiden. Zur Berechnung
der Massenemissionswerte der Schadstoffe ist der Durchsatz des
verdünnten Abgases über den Zyklus zu bestimmen. Die Massenemissi-
onswerte sind in Beziehung zur Motorarbeit zu setzen, um, wie in
Anlage 2 dieses Anhangs beschrieben, für die einzelnen Schadstoffe die
je Kilowattstunde freigesetzte Menge in Gramm zu errechnen.
2. PRÜFBEDINGUNGEN
2.1.Bedingungen für die Prüfung des Motors
2.1.1. Die absolute Temperatur Tader Ansaugluft am Motoreinlaß und der trok-
kene atmosphärische Druck ps(in kPa) sind zu messen, und die Kennzahl
F ist nach folgender Formel zu berechnen:
a) Bei Dieselmotoren:
Saugmotoren und mechanisch aufgeladene Motoren:
F¼99
ps/C18/C19
/C3Ta
298/C18/C190;7
Turbo-aufgeladene Motoren mit oder ohne Ladeluftkühlung:
F¼99
ps/C18/C190;7
/C3Ta
298/C18/C191;5
b) bei Gasmotoren:
F¼99
ps/C18/C191;2
/C3Ta
298/C18/C190;6
2.1.2. Gültigkeit der Prüfung
Für die Gültigkeit der Prüfung muß der Parameter F in folgenden
Grenzen liegen:
0,96≤F≤1,06
2.2.Motoren mit Ladeluftkühlung
Die Ladelufttemperatur ist aufzuzeichnen und soll bei der Drehzahl der
angegebenen Höchstleistung und Vollast nicht mehr als ± 5 K von der
höchsten, in Anhang II Anlage 1 Abschnitt 1.16.3 beschriebenen Ladel-
ufttemperatur abweichen. Die Temperatur des Kühlmittels muß
mindestens 293 K (20 ºC) betragen.
Bei Verwendung einer Prüfstandanlage oder eines externen Gebläses darf
die Ladelufttemperatur bei der Drehzahl der angegebenen Höchstleistung
und Vollast höchstens ± 5 K von der höchsten, in Anhang II Anlage 1
Abschnitt 1.16.3 beschriebenen Ladelufttemperatur abweichen. Die
Einstellung des Ladeluftkühlers zwecks Einhaltung der vorstehend
genannten Bedingung wird nicht geregelt und ist für den gesamten Prüf-
zyklus anzuwenden.
2.3.Ansaugsystem des Motors
Es ist ein Motor-Ansaugsystem zu verwenden, dessen Lufteinlaßwider-
stand höchstens ± 100 Pa von der Obergrenze des Motors abweicht,1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 50
▼M3
wenn dieser mit der Drehzahl der angegebenen Höchstleistung und
Vollast betrieben wird.
2.4.Motorauspuffanlage
Es ist eine Auspuffanlage zu verwenden, deren Abgasgegendruck
höchstens ± 1 000 Pa von der Obergrenze des Motors abweicht, wenn
dieser bei der Drehzahl der angegebenen Höchstleistung und Vollast
betrieben wird und deren Volumen im Bereich von ± 40 % der Herstelle-
rangaben liegt. Eine Prüfstandanlage kann verwendet werden, wenn sie
die tatsächlichen Motorbetriebsbedingungen wiedergibt. Die Auspuffan-
lage muß den Anforderungen für eine Abgasprobenahme gemäß Anhang
III Anlage 4 Abschnitt 3.4 und Anhang V Abschnitt 2.2.1, EP und
Abschnitt 2.3.1, EP genügen.
Ist der Motor mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung ausgestattet,
muß der Durchmesser des Auspuffrohrs genauso groß sein wie er in der
Praxis für wenigstens vier Rohrdurchmesser oberhalb des Einlasses am
Beginn des die Nachbehandlungseinrichtung enthaltenden Ausdehnungs-
abschnitts verwendet wird. Der Abstand von der Auspuffkrümmeran-
schlußstelle bzw. dem Turboladerauslaß bis zur Abgasnachbehandlungs-
einrichtung muß so groß sein wie in der Fahrzeugkonfiguration oder in
den Abstandsangaben des Herstellers angegeben. Abgasgegendruck bzw.
-widerstand müssen den vorstehend angeführten Kriterien entsprechen
und können mittels eines Ventils eingestellt werden. Für Blindprüfungen
und die Motorabbildung kann der Behälter der Nachbehandlungseinrich-
tung entfernt und durch einen gleichartigen Behälter mit inaktivem Kata-
lysatorträger ersetzt werden.
2.5.Kühlsystem
Es ist ein Motorkühlsystem zu verwenden, mit dem die vom Hersteller
vorgegebenen üblichen Betriebstemperaturen des Motors eingehalten
werden können.
2.6.Schmieröl
Die Kenndaten des zur Prüfung verwendeten Schmieröls sind aufzu-
zeichnen und zusammen mit den Prüfergebnissen gemäß Anhang II
Anlage 1 Abschnitt 7.1 vorzulegen.
2.7.Kraftstoff
Es ist der in Anhang IV beschriebene Bezugskraftstoff zu verwenden.Kraftstofftemperatur und Meßpunkt sind durch den Hersteller innerhalb
der in Anhang II Anlage 1 Abschnitt 1.16.5 angegebenen Grenzwerte zu
spezifizieren. Die Kraftstofftemperatur muß bei mindestens 306 K (33 ºC)
liegen und, falls nicht anders angegeben, am Einlaß der Einspritzpumpe
311 K ± 5 K (38 ºC ± 5 ºC) betragen.
Bei mit Erdgas oder Flüssiggas betriebenen Motoren müssen Kraftstoff-
temperatur und Meßpunkt innerhalb der in Anhang II Anlage 1
Abschnitt 1.16.5 angegebenen Grenzwerte liegen bzw. im Falle von
Nicht-Stamm-Motoren innerhalb der in Anhang II Anlage 3 Abschnitt
1.16.5 angegebenen Grenzwerte.
2.8.Prüfung der Abgasnachbehandlungssysteme
Ist der Motor mit einem Abgasnachbehandlungssystem ausgestattet, so
müssen die bei dem (den) Prüfzyklus (Prüfzyklen) gemessenen Emis-
sionen repräsentativ für die in der Praxis auftretenden Emissionen sein.
Kann dies mit einem einzigen Prüfzyklus (z.B. für Partikelfilter mit perio-
discher Regenerierung) nicht erreicht werden, so werden mehrere
Prüfzyklen durchgeführt. Von den Prüfergebnissen werden die Mittel-
werte gebildet und/oder sie werden gewichtet. Das genaue Verfahren ist
zwischen Motorhersteller und Technischem Dienst nach bestem techni-
schem Ermessen abzustimmen.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 51
▼M3
Anlage 1
ESC- UND ELR-PRÜFZYKLEN
1. EINSTELLUNG DES MOTORS UND DES LEISTUNGSPRÜFSTANDS
1.1Bestimmung der Motordrehzahlen A, B und C
Für die Angabe der Motordrehzahlen A, B und C durch den Hersteller
gelten folgende Bestimmungen:
Die hohe Drehzahl nhiist durch Berechnen von 70 % der angegebenen
höchsten Nutzleistung P(n) gemäß Anhang II Anlage 1 Abschnitt 8.2 zu
bestimmen. Die höchste Motordrehzahl, bei der dieser Leistungswert auf
der Leistungskurve eintritt, wird mit nhibezeichnet.
Die niedrige Drehzahl nloist durch Berechnen von 50 % der angegebenen
höchsten Nutzleistung P(n) gemäß Anhang II Anlage 1 Abschnitt 8.2 zu
bestimmen. Die niedrigste Motordrehzahl, bei der dieser Leistungswert
auf der Leistungskurve eintritt, wird mit nlobezeichnet.
Die Motordrehzahlen A, B und C sind wie folgt zu berechnen:Drehzahl A = n
lo+2 5%( nhi−nlo)
Drehzahl B = nlo+5 0%( nhi−nlo)
Drehzahl C = nlo+7 5%( nhi−nlo)
Die Motordrehzahlen A, B und C können mit einer der nachstehenden
Methoden überprüft werden:
a) Während des Genehmigungsverfahrens für die Motorleistung gemäß
der Richtlinie 80/1269/EWG sind zur genauen Bestimmung von nhiund nlozusätzliche Prüfpunkte zu bestimmen. Die Höchstleistung, nhiund nlowerden anhand der Leistungskurve bestimmt, und die Motor-
drehzahlen A, B und C werden entsprechend den oben angeführten
Vorschriften errechnet.
b) Der Motor ist entlang der Vollastkurve von der Höchstdrehzahl ohne
Belastung bis zur Leerlaufdrehzahl unter Verwendung von mindestens
fünf Meßpunkten pro 1000-min−1-Intervall und Meßpunkten im
Bereich von ± 50 min−1der Drehzahl bei angegebener Höchstleistung
abzubilden. Die Werte der Höchstleistung nhiund nlowerden anhand
dieser Abbildungskurve bestimmt, wobei die Motordrehzahlen A, B
und C entsprechend den oben angeführten Vorschriften zu errechnen
sind.
Liegt die Abweichung der gemessenen Motordrehzahlen A, B und C von
den vom Hersteller angegebenen Motordrehzahlen bei höchstens ± 3 %,
so sind die angegebenen Motordrehzahlen für die Emissionsprüfung zu
verwenden. Überschreitet eine der Motordrehzahlen diese Toleranz, so
sind die gemessenen Motordrehzahlen für die Emissionsprüfung zu
verwenden.
1.2.Bestimmung der Einstellungen des Leistungsprüfstands
Auf experimentellem Weg ist die Drehmomentkurve bei Vollast zu ermit-
teln, damit die Drehmomentwerte für die genannten Prüfphasen im
Nettozustand gemäß Anhang II Anlage 1 Abschnitt 8.2, ermittelt werden
können. Nötigenfalls ist die Leistungsaufnahme der von dem Motor ange-
triebenen Hilfseinrichtungen zu berücksichtigen. Die Einstellung des
Leistungsprüfstands für jede Prüfphase ist nach folgender Formel zu
berechnen:
s¼PnðÞ/C3L
100falls im Nettozustand geprüft
s¼PnðÞ/C3L
100þPaðÞ /C0PbðÞ ðÞ falls nicht im Nettozustand geprüft
Hierbei sind:
s = Einstellwert des Leistungsprüfstands, kW
P(n) = Nutzleistung des Motors gemäß Anhang II Anlage 1 Abschnitt
8.2 (kW)
L = Teillast gemäß Abschnitt 2.7.1 (%)
P(a) = Leistungsaufnahme der Hilfseinrichtungen, die gemäß Anhang II
Anlage 1 Abschnitt 6.1 angebracht werden1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 52
▼M3
P(b) = Leistungsaufnahme der Hilfseinrichtungen, die gemäß Anhang II
Anlage 1 Abschnitt 6.2 entfernt werden
2. DURCHFÜHRUNG DER ESC-PRÜFUNG
Auf Antrag des Herstellers kann vor dem Meßzyklus eine Blindprüfung
durchgeführt werden, um den Motor und die Auspuffanlage zu konditio-
nieren.
2.1.Vorbereitung der Probenahmefilter
Wenigstens eine Stunde vor der Prüfung ist jedes einzelne Filter(paar) in
einer verschlossenen, aber nicht abgedichteten Petrischale zur Stabilisie-
rung in eine Wägekammer zu bringen. Nach der Stabilisierungsphase ist
jedes Filter(paar) zu wägen und das Taragewicht aufzuzeichnen. Dann ist
das Filter(paar) in einer verschlossenen Petrischale oder einem abgedich-
teten Filterhalter bis zur Verwendung aufzubewahren. Wird das
Filter(paar) nicht binnen acht Stunden nach seiner Entnahme aus der
Wägekammer verwendet, so muß es vor seiner Verwendung erneut
konditioniert und gewogen werden.
2.2.Anbringung der Meßgeräte
Die Geräte und die Probenahmesonden sind wie vorgeschrieben anzu-
bringen. Wird zur Verdünnung der Auspuffgase ein Vollstromverdün-
nungssystem verwendet, so ist das Abgasrohr an das System
anzuschließen.
2.3.Inbetriebnahme des Verdünnungssystems und des Motors
Das Verdünnungssystem ist zu starten und der Motor anzulassen, um alle
Temperaturen und Drücke bei einer Höchstleistung entsprechend den
Herstellerempfehlungen und der guten Ingenieurpraxis zu stabilisieren.
2.4.Starten des Partikelprobenahmesystems
Das Partikelprobenahmesystem ist zu starten und auf Bypass zu
betreiben. Der Partikelhintergrund der Verdünnungsluft kann bestimmt
werden, indem Verdünnungsluft durch die Partikelfilter geleitet wird.
Bei Verwendung gefilterter Verdünnungsluft kann eine Messung vor
oder nach der Prüfung erfolgen. Wird die Verdünnungsluft nicht gefiltert,
so können Messungen am Beginn und am Ende des Zyklus vorgenommen
und die Mittelwerte berechnet werden.
2.5.Einstellung des Verdünnungsverhältnisses
Die Verdünnungsluft ist so einzustellen, daß die unmittelbar vor dem
Hauptfilter gemessene Temperatur des Abgases in keiner Phase höher ist
als 325 K (52 ºC). Das Verdünnungsverhältnis (q) darf nicht unter 4
liegen.
Bei Systemen, in denen das Verdünnungsverhältnis mittels der CO2- bzw.
NOx-Konzentrationsmessung geregelt wird, ist der CO2- bzw. NOx-Gehalt
der Verdünnungsluft zu Beginn und Ende jeder Prüfung zu messen. Die
vor der Prüfung gemessene CO2- bzw. NOx-Hintergrundkonzentration der
Verdünnungsluft darf von der nach der Prüfung gemessenen Konzentra-
tion um höchstens 100 ppm bzw. 5 ppm abweichen.
2.6.Überprüfung der Analysegeräte
Die Geräte für die Emissionsanalyse sind auf Null zu stellen und der
Meßbereich ist zu kalibrieren.
2.7.Prüfzyklus
2.7.1. Die Prüfung des Motors auf dem Leistungsprüfstand ist nach dem
folgenden 13-Phasen-Zyklus durchzuführen:
PrüfphaseMotordreh-
zahlTeillast-
verhältnisWichtungs-
faktorDauer der
Prüfphase
1 Leerlauf — 0,15 4 Minuten
2 A 100 0,08 2 Minuten
3 B 50 0,10 2 Minuten
4 B 75 0,10 2 Minuten1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 53
▼M3
PrüfphaseMotordreh-
zahlTeillast-
verhältnisWichtungs-
faktorDauer der
Prüfphase
5 A 50 0,05 2 Minuten
6 A 75 0,05 2 Minuten
7 A 25 0,05 2 Minuten
8 B 100 0,09 2 Minuten
9 B 25 0,10 2 Minuten
10 C 100 0,08 2 Minuten
11 C 25 0,05 2 Minuten
12 C 75 0,05 2 Minuten
13 C 50 0,05 2 Minuten
2.7.2. Prüffolge
Die Prüffolge ist zu beginnen. Die Prüfung ist in der in Abschnitt 2.7.1
angegebenen Reihenfolge der Prüfphasen durchzuführen.
Der Motor läuft in jeder Phase die vorgeschriebene Zeit, wobei Drehzahl
und Belastung jeweils in den ersten 20 Sekunden verändert werden. Die
vorgegebene Drehzahl muß im Bereich von ± 50 min−1liegen, und das
angegebene Drehmoment darf um höchstens ± 2 % vom höchsten Dreh-
moment der Prüfdrehzahl abweichen.
Auf Antrag des Herstellers kann die Prüffolge so oft wiederholt werden,
bis eine genügend große Partikelmenge am Filter abgeschieden ist. Der
Hersteller muß eine eingehende Beschreibung der Verfahren für die
Auswertung der Meßwerte und für Berechnungen vorlegen. Gasförmige
Emissionen werden nur im ersten Zyklus bestimmt.
2.7.3. Ansprechverhalten der Analysegeräte
Das Ansprechverhalten der Analysatoren ist auf einem Bandschreiber
aufzuzeichnen oder mit einem gleichwertigen Datenerfassungssystem zu
messen, wobei das Abgas während des gesamten Prüfzyklus durch die
Analysatoren strömen muß.
2.7.4. Partikelprobenahme
Während des gesamten Prüfvorgangs ist ein Filterpaar (Haupt- und Nach-
filter, siehe Anhang III Anlage 4) zu verwenden. Die im
Prüfzyklusverfahren angegebenen Wichtungsfaktoren sind in der Weise
zu berücksichtigen, daß in jeder einzelnen Phase des Zyklus eine Probe
proportional zum Massendurchsatz des Abgases genommen wird. Dies
läßt sich erreichen, indem Probendurchsatz, Probenahmezeit und/oder
Verdünnungsverhältnis entsprechend so eingestellt werden, daß das Krite-
rium für die effektiven Wichtungsfaktoren von Abschnitt 5.6 erfüllt wird.
Die Probenahme muß je Prüfphase mindestens 4 Sekunden je 0,01 Wich-
tungsfaktor dauern und innerhalb jeder Phase so spät wie möglich
erfolgen. Die Partikelprobenahme darf nicht früher als 5 Sekunden vor
dem Ende jeder Phase abgeschlossen sein.
2.7.5. Motorbedingungen
Motordrehzahl und Last, Ansauglufttemperatur und -unterdruck, Abgast-
emperatur und -gegendruck, Kraftstoffdurchsatz und Luft- bzw.
Abgasdurchsatz, Ladelufttemperatur, Kraftstofftemperatur und Feuchtig-
keit sind während jeder Phase aufzuzeichnen, wobei während der Zeit
der Partikelprobenahme, zumindest jedoch in der letzten Minute jeder
Phase, die Anforderungen hinsichtlich Drehzahl und Belastung des
Motors (siehe Abschnitt 2.7.2) erfüllt sein müssen.
Alle zusätzlich für die Berechnung erforderlichen Daten sind aufzu-
zeichnen (siehe Abschnitte 4 und 5).
2.7.6. Prüfung auf NOxinnerhalb des Kontrollbereichs
Die Prüfung auf NOxinnerhalb des Kontrollbereichs ist unmittelbar nach
Beendigung von Phase 13 durchzuführen.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 54
▼M3
In Phase 13 ist der Motor vor Beginn der Messungen für einen Zeitraum
von drei Minuten zu konditionieren. An unterschiedlichen, vom Techni-
schen Dienst ausgewählten Punkten innerhalb des Kontrollbereichs
werden drei Messungen vorgenommen(1). Die Zeitdauer für jede
Messung beträgt 2 Minuten.
Es wird das gleiche Meßverfahren angewendet wie bei der NOx-Messung
im Dreizehn-Phasen-Zyklus, und die Durchführung erfolgt gemäß den
Abschnitten 2.7.3, 2.7.5 und 4.1 dieser Anlage sowie gemäß Anhang III
Anlage 4 Abschnitt 3.
Die Berechnung wird gemäß Abschnitt 4 ausgeführt.
2.7.7. Erneute Überprüfung der Analysegeräte
Nach der Emissionsprüfung werden ein Nullgas und dasselbe Kalibriergas
zur erneuten Überprüfung verwendet. Für die Gültigkeit der Prüfung muß
die Differenz zwischen den vor der Prüfung und nach der Prüfung ermit-
telten Ergebnissen unter 2 % des Kalibriergaswertes betragen.
3. DURCHFÜHRUNG DER ELR-PRÜFUNG
3.1.Anbringung der Meßgeräte
Der Trübungsmesser und gegebenenfalls die Probenahmesonden sind
gemäß den allgemeinen Anbringungsvorschriften des Geräteherstellers
nach dem Auspufftopf oder, sofern vorhanden, der Nachbehandlungsein-
richtung anzubringen. Darüber hinaus sind gegebenenfalls die
Anforderungen von Abschnitt 10 der Norm ISO/DIS 11614 einzuhalten.
Vor der Durchführung der Nullpunkt- und Skalenendwertkontrolle ist der
Trübungsmesser entsprechend den Empfehlungen des Geräteherstellers
anzuwärmen und zu stabilisieren. Falls der Trübungsmesser mit einem
Spülluftsystem ausgestattet ist, um die optischen Bauelemente des Geräts
von Ruß freizuhalten, so ist dieses System ebenfalls entsprechend den
Herstellerempfehlungen in Betrieb zu setzen und einzustellen.
3.2.Überprüfung des Trübungsmessers
Die Nullpunkt- und Skalenendwertkontrolle ist im Ablesemodus des
Trübungsmessers durchzuführen, da die Skala des Trübungsmessers zwei
genau definierbare Kalibrierpunkte, die 0 %ige Trübung und die 100 %ige
Trübung, aufweist. Wenn das Meßgerät wieder auf den k-Ablesemodus
zum Prüfen eingestellt ist, wird der Lichtabsorptionskoeffizient auf der
Grundlage der gemessenen Trübung und der vom Hersteller des
Trübungsmessers angegebenen LAkorrekt errechnet.
Ohne Blockierung des Trübungsmesserlichtstrahls ist die Trübungsan-
zeige auf 0,0 % ± 1,0 % einzustellen. Bei Blockierung des Lichtweges
bis zum Empfänger ist die Anzeige auf 100,0 % ± 1,0 % einzustellen.
3.3.Prüfzyklus
3.3.1. Konditionierung des Motors
Der Motor und das System sind mit Höchstleistung warmzufahren, um
die Motorkennwerte entsprechend den Empfehlungen des Herstellers zu
stabilisieren. Mit der Vorkonditionierungsphase soll zudem verhindert
werden, daß die aktuelle Messung durch aus einer früheren Prüfung
stammende Ablagerungen in der Auspuffanlage beeinflußt wird.
Wenn der Motor stabilisiert ist, muß der Zyklus innerhalb von 20 s ± 2 s
nach der Vorkonditionierungsphase begonnen werden. Auf Antrag des
Herstellers kann vor dem Meßzyklus zur zusätzlichen Konditionierung
eine Blindprüfung durchgeführt werden.
3.3.2. Prüffolge
Die Prüfung besteht aus einer Folge von drei Belastungsschritten bei den
drei Motordrehzahlen A (Zyklus 1), B (Zyklus 2) und C (Zyklus 3), die
gemäß Anhang III Abschnitt 1.1, bestimmt wurden. Es folgt der Zyklus 4
mit einer Drehzahl, die durch den Technischen Dienst ausgewählt wird
und innerhalb des Kontrollbereichs und bei einer Belastung zwischen1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 55
(1) Die Auswahl der Prüfpunkte erfolgt nach zugelassenen statistischen Zufälligkeitsver-
fahren.
▼M3
10 % und 100 %(1) liegt. Während des Betriebs des Prüfmotors auf dem
Prüfstand ist die nachstehend beschriebene Abfolge einzuhalten (siehe
Abbildung 3).
Abbildung 3
Abfolge einer ELR-Prüfung
a) Der Motor ist 20 s ± 2 s lang bei einer Motordrehzahl A und einem
Teillastverhältnis von 10 % zu betreiben. Die vorgegebene Drehzahl
soll auf ± 20 min−1und das angegebene Drehmoment soll auf ± 2 %
des maximalen Drehmoments bei der Prüfdrehzahl gehalten werden.
b) Am Ende des vorhergehenden Abschnitts ist die Drehzahlregelstange
schnell in die vollständig geöffnete Stellung zu bringen und dort 10 s
± 1 s lang zu halten. Damit die Motordrehzahl während der ersten 3 s
um höchstens ± 150 min−1und während der verbleibenden Zeit des
Abschnitts um höchstens ± 20 min−1schwankt, ist die erforderliche
Prüfstandlast anzulegen.
c) Die unter a und b beschriebene Folge ist zweimal zu wiederholen.
d) Bei Beendigung des dritten Belastungsschritts ist der Motor innerhalb
von 20 s ± 2 s auf die Motordrehzahl B und ein Teillastverhältnis von
10 % einzustellen.
e) Die Folge a bis c ist mit dem bei der Motordrehzahl B laufenden
Motor durchzuführen.
f) Bei Beendigung des dritten Belastungsschritts ist der Motor innerhalb
von 20 s ± 2 s auf die Motordrehzahl C und ein Teillastverhältnis von
10 % einzustellen.
g) Die Folge a bis c ist mit dem bei der Motordrehzahl C laufenden
Motor durchzuführen.
h) Bei Beendigung des dritten Belastungsschritts ist der Motor innerhalb
von 20 s ± 2 s auf eine ausgewählte Motordrehzahl und ein beliebiges
Teillastverhältnis über 10 % einzustellen.
i) Die Folge a bis c ist mit dem bei der ausgewählten Motordrehzahl
laufenden Motor durchzuführen.
3.4.Zyklusvalidierung
Die relative Standardabweichung der mittleren Rauchwerte bei der jewei-
ligen Prüfdrehzahl (A, B, C) muß unter 15 % des Mittelwertes
(entsprechend der Berechnung von SVA,S VBund SVCgemäß Abschnitt
6.3.3 aus den drei aufeinanderfolgenden Belastungsschritten bei jeder
Prüfdrehzahl) oder, sofern dieser größer ist, unter 10 % des Grenzwertes
von Tabelle 1 in Anhang I liegen. Fällt die Differenz größer aus, ist die
Folge zu wiederholen, bis die Validierungskriterien in drei aufeinander-
folgenden Belastungsschritten erfüllt werden.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 56
(1) Die Auswahl der Prüfpunkte erfolgt nach zugelassenen statistischen Zufälligkeitsver-
fahren.
▼M3
3.5.Erneute Überprüfung des Trübungsmessers
Der Wert der Nullpunktdrift des Trübungsmessers nach der Prüfung darf
höchstens ± 5,0 % von dem Grenzwert in Anhang I, Tabelle 1 abweichen.
4. BERECHNUNG DER GASFÖRMIGEN EMISSIONEN
4.1.Auswertung der Meßwerte
Zur Bewertung der Emissionen gasförmiger Schadstoffe ist der Mittelwert
aus den Aufzeichnungen der letzten 30 Sekunden jeder Prüfphase zu
bilden. Aus den Mittelwerten der Aufzeichnungen und den entspre-
chenden Kalibrierdaten sind die mittleren Konzentrationen (conc) von
HC, CO und NOxwährend jeder Prüfphase zu bestimmen. Es kann eine
andere Art der Aufzeichnung angewandt werden, sofern diese eine gleich-
wertige Datenerfassung gewährleistet.
Bei der Prüfung auf NOxinnerhalb des Kontrollbereichs gelten die vorste-
henden Anforderungen nur für NOx.
Der Abgasdurchsatz GEXHWoder wahlweise der verdünnte Abgasdurchsatz
GTOTWsind gemäß Anhang III Anlage 4 Abschnitt 2.3 zu berechnen.
4.2.Umrechnung vom trockenen in den feuchten Bezugszustand
Falls die Messung nicht schon für den feuchten Bezugszustand vorgen-
ommen wurde, ist die gemessene Konzentration nach folgenden Formeln
in einen Wert für den feuchten Bezugszustand umzurechnen.
conc (feucht) = Kw* conc (trocken)
Für das Rohabgas:
KW;r¼1/C0FFH/C3GFUEL
GAIRD/C18/C19
/C0KW2
und
FFH¼1;969
1þGFUEL
GAIRW/C18/C19
Für das verdünnte Abgas:
KW;e;1¼1/C0HTCRAT /C3CO2% feuchtðÞ
200/C18/C19
/C0KW1
oder
KW;e;2¼1/C0KW1 ðÞ
1þHTCRAT /C3CO2% trockenðÞ
2000
BB@1
CCA
Für die Verdünnungsluft: Für die Ansaugluft (wenn anders
als die Verdünnungsluft):
K
W;d¼1/C0KW1 KW;a¼1/C0KW2
KW1¼1;608/C3Hd
1000 þ1;608/C3Hd ðÞKW2¼1;608/C3Ha
1000 þ1;608/C3Ha ðÞ
Hd¼6;220/C3Rd/C3pd
pB/C0pd/C3Rd/C310/C02Ha¼6;220/C3Ra/C3pa
pB/C0pa/C3Ra/C310/C02
Hierbei bedeuten:
Ha,Hd= g Wasser je kg trockener Luft1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 57
▼M3
Rd,Ra= relative Feuchtigkeit der Verdünnungs-/Ansaugluft, %
pd,pa= Sättigungsdampfdruck der Verdünnungs-/Ansaugluft, kPa
pB= barometrischer Gesamtdruck, kPa
4.3.Korrektur der NOx-Konzentration unter Berücksichtigung von
Temperatur und Feuchtigkeit
Da die NOx-Emission von den Bedingungen der Umgebungsluft abhängt,
ist die NOx-Konzentration unter Berücksichtigung von Temperatur und
Feuchtigkeit der Umgebungsluft mit Hilfe der in der folgenden Formel
angegebenen Faktoren zu korrigieren.
KH;D¼1
1þA/C3Ha/C010;71 ðÞ þ B/C3Ta/C0298 ðÞ
Hierbei bedeuten:
A = 0,309 GFUEL/GAIRD− 0,0266
B = − 0,209 GFUEL/GAIRD+ 0,00954
Ta= Temperatur der Ansaugluft, K (Temperatur und Feuchtigkeit sind
an derselben Stelle zu messen)
Ha= Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockener Luft
Ha¼6;220/C3Ra/C3pa
pB/C0pa/C3Ra/C310/C02
wobei gilt:
Ra= relative Feuchtigkeit der Ansaugluft, %
pa= Sättigungsdampfdruck der Ansaugluft, kPa
pB= barometrischer Gesamtdruck, kPa
4.4.Berechnung der Emissionsmassendurchsätze
Ausgehend von einer Abgasdichte von 1,293 kg/m3bei 273 K (0 ºC) und
101,3 kPa sind die Massendurchsätze der Emissionen (g/h) für jede Prüf-
phase wie folgt zu berechnen:
(1) NOx mass= 0,001587 * NOx conc*KH,D*GEXHW
(2) COx mass= 0,000966 * COconc*GEXHW
(3) HCmass= 0,000479 * HCconc*GEXHW
wobei NOx conc,C Oconc,H Cconc(1) die mittleren Konzentrationen (ppm) im
Rohabgas gemäß Abschnitt 4.1 bedeuten.
Falls die gasförmigen Emissionen wahlweise mit einem Vollstromverdün-
nungssystem berechnet werden, sind die folgenden Formeln anzuwenden:
(1) NOx mass= 0,001587 * NOx conc*KH,D*GTOTW
(2) COx mass= 0,000966 * COconc*GTOTW
(3) HCmass= 0,000479 * HCconc*GTOTW
wobei NOx conc,C Oconc,H Cconc(1) die mittleren hintergrundkorrigierten
Konzentrationen (ppm) jeder Phase im verdünnten Abgas gemäß Anhang
III Anlage 2 Abschnitt 4.3.1.1 bedeuten.
4.5.Berechnung der spezifischen Emissionen
Die Emissionen (g/kWh) sind für die einzelnen Bestandteile folgender-
maßen zu berechnen:
NOx¼X
NOx;mass/C3WFiX
PnðÞi/C3WFi1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 58
(1) Bezogen auf das C1-Äquivalent.
▼M3
CO¼X
COmass/C3WFiX
PnðÞi/C3WFi
HC¼X
HCmass/C3WFiX
PnðÞi/C3WFi
Bei der vorstehenden Berechnung werden die Wichtungsfaktoren (WF)
gemäß Abschnitt 2.7.1 verwendet.
4.6.Berechnung der Kontrollbereichswerte
In bezug auf die drei gemäß Abschnitt 2.7.6 ausgewählten Prüfpunkte ist
die NOx-Emission zu messen, gemäß Abschnitt 4.6.1 zu berechnen und
darüber hinaus durch Interpolation aus den Phasen des Prüfzyklus, die
dem jeweiligen Prüfpunkt gemäß Abschnitt 4.6.2 am nächsten liegen, zu
bestimmen. Anschließend werden die gemessenen Werte mit den interpo-
lierten Werten gemäß Abschnitt 4.6.3 verglichen.
4.6.1. Berechnung der spezifischen Emissionen
Die NOx-Emission ist für jeden Prüfpunkt (Z) folgendermaßen zu
berechnen:
NOx mass,Z= 0,001587 * NOx conc,Z*KH,D*GEXHW
NOx,Z=N Ox mass,Z/P(n)Z
4.6.2. Bestimmung des Emissionswertes aus dem Prüfzyklus
Die NOx-Emission ist für jeden Prüfpunkt aus den vier am nächsten
beieinanderliegenden Phasen des Prüfzyklus, die den ausgewählten Prüf-
punkt Z einhüllen, zu interpolieren (siehe Abbildung 4). Für diese Phasen
(R, S, T, U) gelten die folgenden Definitionen:
Drehzahl (R) = Drehzahl (T) = nRT
Drehzahl (S) = Drehzahl (U) = nSU
Teillastverhältnis (R) = Teillastverhältnis (S)
Teillastverhältnis (T) = Teillastverhältnis (U)
Die NOx-Emission des ausgewählten Prüfpunkts Z ist wie folgt zu
berechnen:
EZ=ERS+( ETU−ERS)·( MZ−MRS)/( MTU−MRS)
und:
ETU=ET+( EU−ET)·( nZ−nRT)/( nSU−nRT)
ERS=ER+( ES−ER)·( nZ−nRT)/( nSU−nRT)
MTU=MT+( MU−MT)·( nZ−nRT)/( nSU−nRT)
MRS=MR+( MS−MR)·( nZ−nRT)/( nSU−nRT)
Hierbei bedeuten:E
R,ES,ET,EU= spezifische NOx-Emission der gemäß Abschnitt
4.6.1 berechneten einhüllenden Phasen
MR,MS,MT,MU= Motordrehmoment der einhüllenden Phasen1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 59
▼M3
Abbildung 4
Interpolation des NOx-Prüfpunkts
4.6.3. Vergleich der NOx-Emissionswerte
Die gemessene spezifische NOx-Emission des Prüfpunkts Z (NOx,Z) wird
dem interpolierten Wert (EZ) wie folgt gegenübergestellt:
NOx,diff= 100 * (NOx,z−Ez)/Ez
5. BERECHNUNG DER PARTIKELEMISSIONEN
5.1.Auswertung der Meßwerte
Zur Partikelbewertung ist die Gesamtmasse (MSAM,i) der durch die Filter
geleiteten Proben für jede Prüfphase aufzuzeichnen.
Die Filter sind wieder in die Wägekammer zu bringen und wenigstens
eine, jedoch höchstens 80 Stunden lang zu konditionieren und dann zu
wägen. Das Bruttogewicht der Filter ist aufzuzeichnen und das Tarage-
wicht (siehe Abschnitt 2.1 dieser Anlage) abzuziehen. Die Partikelmasse
Mfist die Summe der an den Haupt- und Nachfiltern abgeschiedenen
Partikelmassen.
Bei Anwendung einer Hintergrundkorrektur sind die Masse (MDIL) der
durch die Filter geleiteten Verdünnungsluft und die Partikelmasse (Md)
aufzuzeichnen. Wurde mehr als eine Messung vorgenommen, so ist der
Quotient Md/MDILfür jede einzelne Messung zu berechnen und das Mittel
der Werte zu bestimmen.
5.2.Teilstromverdünnungssystem
Die in das Prüfprotokoll aufzunehmenden Ergebnisse der Prüfung der
Partikelemissionen werden in folgenden Schritten ermittelt. Da das
Verdünnungsverhältnis auf verschiedene Arten gesteuert werden darf,
gelten verschiedene Methoden zur Berechnung des äquivalenten Massen-
durchsatzes GEDFW. Alle Berechnungen müssen auf den Mittelwerten der
einzelnen Prüfphasen während der Probenahmedauer beruhen.
5.2.1. Isokinetische Systeme
GEDFW,i=GEXHW,i*qi
qi¼GDILW ;1þGEXHW ;i/C3r/C0/C1
GEXHW ;i/C3r/C0/C11988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 60
▼M3
wobei r dem Verhältnis der Querschnittsfläche der isokinetischen Sonde
und des Auspuffrohrs entspricht:
R¼Ap
AT
5.2.2. Systeme mit Messung der CO2- oder NOx-Konzentration
GEDFW,i=GEXHW,i*qi
qi¼concE;i/C0concA;i
concD;i/C0concA;i
Hierbei bedeuten:
concE= Konzentration des feuchten Tracergases im unverdünnten
Abgas
concD= Konzentration des feuchten Tracergases im verdünnten Abgas
concA= Konzentration des feuchten Tracergases in der Verdünnungs-
luft
Die auf trockener Basis gemessenen Konzentrationen sind gemäß
Abschnitt 4.2 dieser Anlage in Feuchtwerte umzuwandeln.
5.2.3. Systeme mit CO2-Messung und Kohlenstoffbilanzmethode (1)
GEDFW ;i¼206 ;5/C3GFUEL ;i
CO2D;i/C0CO2A;i
Hierbei bedeuten:
CO2D=C O2-Konzentration des verdünnten Abgases
CO2A=C O2-Konzentration der Verdünnungsluft
(Konzentrationen in Vol.- %, feucht)
Diese Gleichung beruht auf der Annahme der Kohlenstoffbilanz (die dem
Motor zugeführten Kohlenstoffatome werden als CO2freigesetzt) und
wird in nachstehenden Schritten ermittelt:
GEDFW,i=GEXHW,i*qi
und
qi¼206 ;5/C3GFUEL ;i
GEXHW ;i/C3CO2D;i/C0CO2A;i/C0/C1
5.2.4. Systeme mit Durchsatzmessung
GEDFW,i=GEXHW,i*qi
qi¼GTOTW ;i
GTOTW ;i/C0GDILW ;i/C0/C1
5.3.Vollstromverdünnungssystem
Die in das Prüfprotokoll aufzunehmenden Ergebnisse der Prüfung der
Partikelemissionen werden in folgenden Schritten ermittelt. Alle Berech-
nungen müssen auf den Mittelwerten der einzelnen Prüfphasen während
der Probenahmedauer beruhen.
GEDFW,i=GTOTW,i1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 61
(1) Der Wert ist nur gültig für den in Anhang IV beschriebenen Bezugskraftstoff.
▼M3
5.4.Berechnung des Partikelmassendurchsatzes
Der Partikelmassendurchsatz ist wie folgt zu berechnen:
PTmass¼Mf
MSAM/C3GEDFW
1000
Hierbei gilt:
GEDFW=Xi¼n
i¼1GEDFW ;i/C3WFi
MSAM=Xi¼n
i¼1MSAM ;i
i =1, … n
bestimmt über den Prüfzyklus durch Addition der in den einzelnen Prüf-
phasen während der Probenahmedauer gewonnenen Mittelwerte.
Die Hintergrundkorrektur des Partikelmassendurchsatzes kann wie folgt
vorgenommen werden:
PTmass¼Mf
MSAM/C0Md
MDIL/C3Xi¼n
i¼11/C01
DFi/C18/C19
/C3WFi ! !"#
/C3GEDFW
1000
Wird mehr als eine Messung durchgeführt, so ist (Md/MDIL) durch
Md=MDIL ðÞ zu ersetzen.
DFi= 13,4/(concCO2+ (concCO + concHC)*10−4)) für die einzelnen
Phasen,
oder
DFi= 13,4/concCO2für die einzelnen Phasen.
5.5.Berechnung der spezifischen Emissionen
Die Partikelemissionen sind folgendermaßen zu berechnen:
PT¼PTmassPPnðÞi/C3WFi
5.6.Effektiver Wichtungsfaktor
Der effektive Wichtungsfaktor WFE,iist für jede Prüfphase folgender-
maßen zu berechnen:
WFE;i¼MSAM ;i/C3GEDFW
MSAM/C3GEDFW ;i
Der Wert der effektiven Wichtungsfaktoren darf von den Werten der in
Abschnitt 2.7.1 aufgeführten Wichtungsfaktoren um höchstens ± 0,003
(± 0,005 für die Leerlaufphase) abweichen.
6. BERECHNUNG DER RAUCHTRÜBUNGSWERTE6.1.Bessel-Algorithmus
Der Bessel-Algorithmus ist für die Berechnung des 1-s-Mittelwertes der
momentanen, gemäß Abschnitt 6.3.1 umgerechneten Rauchmeßwerte zu
verwenden. Der Algorithmus emuliert ein Tiefpaßfilter zweiter Ordnung,
und für seine Anwendung bedarf es iterativer Berechnungen zur Ermitt-
lung der Koeffizienten. Diese Koeffizienten sind eine Funktion der
Ansprechzeit des Trübungsmeßsystems und der Abtastfrequenz. Aus
diesem Grund muß Abschnitt 6.1.1 wiederholt werden, sobald sich die
Ansprechzeit und/oder die Abtastfrequenz des Systems ändert.
6.1.1. Berechnung der Filteransprechzeit und der Bessel-Konstanten
Die erforderliche Bessel-Ansprechzeit (t
F) ist eine Funktion der physikali-
schen und elektrischen Ansprechzeit des Trübungsmeßsystems gemäß der
Beschreibung in Anhang III Anlage 4 Abschnitt 5.2.4, und berechnet sich
mittels der folgenden Gleichung:1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 62
▼M3
tF¼ﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃ
1/C0t2
pþt2
e/C16/C17r
Hierin bedeuten:
tp= physikalische Ansprechzeit, s
te= elektrische Ansprechzeit, s
Die Berechnungen zur Bestimmung der Filter-Grenzfrequenz (fc) basieren
auf einem Sprung der Eingangsgröße von 0 auf 1 in < 0,01s (siehe
Anhang VII). Die Ansprechzeit ist definiert als die Zeitspanne zwischen
dem Moment, an dem die Bessel-Ausgangsgröße 10 % erreicht (t10) und
dem Moment, an dem sie 90 % dieser Sprungfunktion erreicht (t90).
Hierzu ist eine Näherung durch Iteration an fcbis t90—t10≈tFdurchzu-
führen. Die erste Iteration an fcerfolgt nach folgender Formel:
fc=π/ (10 * tF)
Die Bessel-Konstanten E und K werden mittels folgender Gleichungen
berechnet:
E¼1
1þΩ/C3ﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃ
3/C3Dp
þD/C3Ω2
K = 2 * E * (D * Ω2−1 )−1
Hierin bedeuten:
D = 0,618034
∆t = 1/Abtastfrequenz
Ω= 1/[tan( π*∆t*fc)]
6.1.2. Berechnung des Bessel-Algorithmus
Unter Verwendung der Werte E und K ist der 1-s-Bessel-Mittelwert der
Reaktion auf eine Sprungeingangsgröße Sifolgendermaßen zu berechnen:
Yi=Yi−1+E*( Si+2*Si−1+Si−2−4*Yi−2)+K*( Yi−1−Yi−2)
Hierin bedeuten:S
i-2=Si-1=0
Si=1
Yi-2=Yi-1=0
Die Zeiten t10und t90sind zu interpolieren. Die zeitliche Differenz
zwischen t90und t10definiert die Ansprechzeit tFfür diesen Wert fc. Liegt
die Ansprechzeit nicht nahe genug an der geforderten Ansprechzeit, ist
die Iteration wie folgt so lange fortzusetzen, bis die tatsächlicheAnsprechzeit weniger als 1 % von der geforderten Anwort abweicht:
|(t
90−t10)−tF|≤0,01 * tF
6.2.Auswertung der Meßwerte
Die Rauchmeßwerte sind mit einer Mindestfrequenz von 20 Hz abzuta-
sten.
6.3.Rauchmessung
6.3.1. Umrechnung der Meßwerte
Da die Hauptmeßgröße aller Trübungsmesser die Durchlässigkeit ist, sind
die Rauchwerte vom Transmissionsgrad τwie folgt in den Lichtabsorpti-
onskoeffizienten K umzurechnen:
k¼/C01
LA/C3In 1 /C0N
100/C18/C19
und
N = 100 − τ1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 63
▼M3
Hierbei bedeuten:
k = Lichtabsorptionskoeffizient, m−1
LA= effektive optische Weglänge nach Angaben des Instrumentenher-
stellers, m
N = Trübung, %
τ= Transmissionsgrad, %
Die Konversion muß erfolgen, bevor die Meßwerte weiter verarbeitet
werden können.
6.3.2. Berechnung des gemittelten Bessel-Rauchwertes
Die erforderliche Filteransprechzeit tFwird durch die eigentliche Grenz-
frequenz fcerzeugt. Sobald diese Frequenz mit Hilfe des
Iterationsprozesses von Abschnitt 6.1.1 bestimmt worden ist, sind die
eigentlichen Bessel-Algorithmuskonstanten E und K zu berechnen.
Anschließend ist der Bessel-Algorithmus gemäß der Beschreibung in
Abschnitt 6.1.2 auf die Momentrauchkurve (k-Wert) anzuwenden:
Yi=Yi−1+E*( Si+2*Si−1+Si−2−4*Yi−2)+K*( Yi−1−Yi−2)
Der Bessel-Algorithmus ist seinem Wesen nach rekursiv. Somit sind für
den Beginn des Algorithmus einige Anfangseingangswerte Si−1und Si−2und Anfangsausgangswerte Yi−1und Yi−2notwendig. Diese können mit 0
angenommen werden.
Für jede Laststufe der drei Drehzahlen A, B und C ist aus den einzelnen
Yi-Werten der jeweiligen Rauchkurve der 1-s-Höchstwert Ymaxauszuwählen.
6.3.3. Endergebnis
Die mittleren Rauchwerte (SV) aus jedem Zyklus (Prüfdrehzahl) sind
folgendermaßen zu berechnen:
Bei Prüfdrehzahl A:
SVA=( Ymax1,A+Ymax2,A+Ymax3,A)/3
Bei Prüfdrehzahl B:
SVB=( Ymax1,B+Ymax2,B+Ymax3,B)/3
Bei Prüfdrehzahl C:
SVC=( Ymax1,C+Ymax2,C+Ymax3,C)/3
Hierin bedeuten:
Ymax1,Ymax2,Ymax3= höchster gemittelter 1-s-Bessel-Rauchwert bei jeder
der drei Laststufen.
Der Endwert berechnet sich wie folgt:
SV = (0,43 * SVA) + (0,56 * SVB) + (0,01 * SVC)1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 64
▼M3
Anlage 2
ETC-PRÜFZYKLUS
1. MOTORABBILDUNGSVERFAHREN
1.1.Bestimmung des Abbildungsdrehzahlbereichs
Zur Einrichtung des ETC in der Prüfzelle muß der Motor vor dem Prüf-
zyklus abgebildet werden, um die Drehzahl-Drehmoment-Kurve zu
bestimmen. Die niedrigste und die höchste Abbildungsdrehzahl ist wie
folgt definiert:
Niedrigste Abbildungsdrehzahl = Leerlaufdrehzahl
Höchste Abbildungsdrehzahl = nhi* 1,02 oder, sofern niedriger, die
Drehzahl, bei der das Vollastdrehmo-
ment auf Null sinkt
1.2.Erstellen der Motorleistungsabbildung
Der Motor ist bei Höchstleistung warmzufahren, um die Motorkenn-
daten entsprechend den Herstellerempfehlungen und der guten
Ingenieurpraxis zu stabilisieren. Wenn der Motor stabilisiert ist, wird
die Motorleistungsabbildung wie folgt erstellt:
a) Der Motor wird entlastet und bei Leerlaufdrehzahl betrieben.
b) Der Motor ist bei Vollast/vollständig geöffneter Drosselklappe mit
niedrigster Abbildungsdrehzahl zu betreiben.
c) Die Motordrehzahl ist mit einer mittleren Geschwindigkeit von 8 ± 1
min−1/s von der niedrigsten auf die höchste Abbildungsdrehzahl zu
steigern. Motordrehzahl- und -drehmomentpunkte sind bei einer
Abtastfrequenz von mindestens einem Punkt pro Sekunde aufzu-
zeichnen.
1.3.Erzeugung der Abbildungskurve
Alle gemäß Abschnitt 1.2 aufgezeichneten Meßwertpunkte sind mittels
linearer Interpolation zwischen den Punkten miteinander zu verbinden.
Die resultierende Drehmomentkurve ist die Abbildungskurve. Ihre
Verwendung erfolgt gemäß der Beschreibung in Abschnitt 2 für die
Umrechnung der normierten Drehmomentwerte des Motorzyklus in
tatsächliche Drehmomentwerte für den Prüfzyklus.
1.4.Andere Abbildungsverfahren
Ist ein Hersteller der Auffassung, daß die oben beschriebenen Abbil-
dungsverfahren für einen bestimmten Motor nicht sicher oder
repräsentativ sind, können andere Abbildungstechniken benutzt werden.
Diese anderen Techniken müssen dem Zweck der beschriebenen Abbil-
dungsverfahren genügen, der darin besteht, bei allen Motordrehzahlen,
die während der Prüfzyklen auftreten, das höchste verfügbare Drehmo-
ment zu bestimmen. Abweichungen von den in diesem Abschnitt
beschriebenen Abbildungstechniken aufgrund sicherheitstechnischer
Belange oder zugunsten einer besseren Repräsentativität müssen
zusammen mit der entsprechenden Begründung durch den Technischen
Dienst genehmigt werden. Auf keinen Fall jedoch dürfen kontinuier-
liche absteigende Änderungen der Motordrehzahl für geregelte oder
turbo-aufgeladene Motoren genutzt werden.
1.5.Wiederholungsprüfungen
Ein Motor muß nicht vor jedem einzelnen Prüfzyklus abgebildet
werden. Eine erneute Abbildung ist vor einem Prüfzyklus durchzu-
führen, wenn:
— ein nach technischem Ermessen unangemessen langer Zeitraum seit
der letzten Abbildung verstrichen ist,
oder
— an dem Motor mechanische Veränderungen oder Nachkalibrie-
rungen vorgenommen wurden, die sich möglicherweise auf die
Motorleistung auswirken.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 65
▼M3
2. ERSTELLUNG DES BEZUGSPRÜFZYKLUS
In Anlage 3 dieses Anhangs ist der instationäre Prüfzyklus beschrieben.
Zwecks Erhalt des Bezugszyklus sind die normierten Werte für Dreh-
moment und Drehzahl wie nachstehend beschrieben in tatsächliche
Werte umzuwandeln.
2.1.Tatsächliche Drehzahl
Die Drehzahl ist mittels folgender Gleichung zu entnormieren:
Tats¨achliche Drehzahl ¼%/C0Drehzahl Bezugsdrehzahl /C0Leerlaufdrehzahl ðÞ
100¼Leerlaufdrehzahl
Die Bezugsdrehzahl (nref) entspricht den im Ablaufplan für den Motor-
prüfstand (siehe Anlage 3) spezifizierten 100-%-Drehzahlwerten. Sie ist
folgendermaßen definiert (siehe Anhang I Abbildung 1):
nref=nlo+9 5%*( nhi−nlo)
worin nhiund nloentweder nach Anhang I Abschnitt 2 spezifiziert sind
oder nach Anhang III Anlage 1 Abschnitt 1.1 ermittelt werden.
2.2.Tatsächliches Drehmoment
Das Drehmoment wird auf das maximale Drehmoment bei der jewei-
ligen Drehzahl normiert. Anhand der gemäß Abschnitt 1.3 bestimmten
Abbildungskurve sind die Drehmomentwerte des Bezugszyklus wie
folgt zu entnormieren:
Tats¨achliches Drehmoment ¼Drehmoment in % /C3h¨ochstes Drehmoment
100
für die jeweilige tatsächliche Drehzahl gemäß Abschnitt 2.1.
Zur Einrichtung des Bezugszyklus müssen die negativen Drehmoment-
werte der Motorantriebspunkte („m“, Schubbetrieb) entnormierte Werte
annehmen, die nach einem der folgenden Verfahren bestimmt werden:
— negative 40 % des beim zugeordneten Drehzahlpunkt verfügbaren
positiven Drehmoments;
— Abbildung des negativen Drehmoments, das erforderlich ist, um die
Abbildungsdrehzahl des Motors vom niedrigsten zum höchsten Wert
zu steigern;
— Bestimmung des negativen Drehmoments, das erforderlich ist, um
den Motor bei der Leerlauf- und der Bezugsdrehzahl anzutreiben,
und lineare Interpolation zwischen diesen beiden Punkten.
2.3.Beispiel eines Entnormierungsverfahrens
Es folgt ein Beispiel, bei dem der folgende Prüfpunkt entnormiert
werden soll:
Drehzahl = 43 %
Drehmoment = 82 %
Es gelten folgende Werte:
Bezugsdrehzahl = 2200 min−1
Leerlaufdrehzahl = 600 min−1
Daraus folgt
tats¨achliche Drehzahl ¼43/C32200 /C0600 ðÞ
100þ600¼1288 min/C01
tats¨achliches Drehmoment ¼82/C3700
100¼574 Nm
wobei das in der Abbildungskurve beobachtete höchste Drehmoment
bei 1 288 min−1700 Nm beträgt.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 66
▼M3
3. DURCHFÜHRUNG DER EMISSIONSPRÜFUNG
Auf Antrag des Herstellers kann vor dem Meßzyklus eine Blindprüfung
durchgeführt werden, um den Motor und die Auspuffanlage zu kondi-
tionieren.
Mit Erdgas und mit LPG betriebene Motoren sind mit dem ETC-Prüf-
zyklus einzufahren. Der Motor wird für mindestens zwei ETC-
Prüfzyklen betrieben, bis der bei einem ETC-Prüfzyklus gemessene
CO-Ausstoß den im vorhergehenden ETC-Prüfzyklus gemessenen CO-
Ausstoß um nicht mehr als 25 % überschreitet.
3.1.Vorbereitung der Probenahmefilter (nur für Dieselmotoren)
Wenigstens eine Stunde vor der Prüfung ist jedes einzelne Filter(paar)
in einer verschlossenen, aber nicht abgedichteten Petrischale zur Stabi-
lisierung in eine Wägekammer zu bringen. Nach der
Stabilisierungsphase ist jedes Filter(paar) zu wägen und das Tarage-
wicht aufzuzeichnen. Dann ist das Filter(paar) in einer verschlossenen
Petrischale oder einem abgedichteten Filterhalter bis zur Verwendung
aufzubewahren. Wird das Filter(paar) nicht binnen acht Stunden nach
seiner Entnahme aus der Wägekammer verwendet, so muß es vor seiner
Verwendung erneut konditioniert und gewogen werden.
3.2.Anbringung der Meßgeräte
Die Geräte und Probenahmesonden sind wie vorgeschrieben anzu-
bringen. Das Abgasrohr ist an das Vollstromverdünnungssystemanzuschließen.
3.3.Inbetriebnahme des Verdünnungssystems und des Motors
Das Verdünnungssystem ist zu starten und der Motor anzulassen, bis
alle Temperaturen und Drücke bei Höchstleistung entsprechend den
Herstellerempfehlungen und der guten Ingenieurpraxis stabil sind.
3.4.Inbetriebnahme des Partikelprobenahmesystems (nur für Dieselmo-
toren)
Das Partikelprobenahmesystem ist zu starten und auf Bypass zu
betreiben. Der Partikelhintergrund der Verdünnungsluft kann bestimmt
werden, indem Verdünnungsluft durch die Partikelfilter geleitet wird.
Bei Verwendung gefilterter Verdünnungsluft kann eine Messung vor
oder nach der Prüfung erfolgen. Wird die Verdünnungsluft nicht gefil-
tert, so können Messungen am Beginn und am Ende des Zyklus
vorgenommen und die Mittelwerte berechnet werden.
3.5.Einstellung des Vollstromverdünnungssystems
Der gesamte verdünnte Abgasstrom ist so einzustellen, daß im System
keine Wasserkondensation auftritt und die maximale Filteranströmtem-
peratur 325 K (52 ºC) oder weniger beträgt (siehe Anhang V Nummer
2.3.1, DT).
3.6.Überprüfung der Analysegeräte
Die Geräte für die Emissionsanalyse sind auf Null zu stellen und der
Meßbereich ist zu kalibrieren. Sofern Probenahmebeutel zum Einsatz
kommen, sind diese luftleer zu machen.
3.7.Motoranlaßverfahren
Der stabilisierte Motor ist entsprechend dem vom Hersteller im Fahr-
zeughandbuch empfohlenen Anlaßverfahren mit Hilfe eines serie-
nmäßigen Anlaßmotors oder des Prüfstands zu starten. Wahlweise
kann die Prüfung direkt ab der Vorkonditionierungsphase des Motors
beginnen, wobei der Motor bei Erreichen der Leerlaufdrehzahl nicht
abgestellt wird.
3.8.Prüfzyklus
3.8.1. Prüffolge
Die Prüffolge ist zu beginnen, wenn der Motor die Leerlaufdrehzahl
erreicht hat. Die Prüfung muß entsprechend dem in Abschnitt 2 dieses
Anhangs dargestellten Prüfzyklus durchgeführt werden. Die Motordreh-
zahl- und Drehmomentführungssollwerte sind mit mindestens 5 Hz
(empfohlen 10 Hz) auszugeben. Gemessene Motordrehzahl und -dreh-1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 67
▼M3
moment sind während des Prüfzyklus wenigstens in Sekundenschritten
aufzuzeichnen, und die Signale können elektronisch gefiltert
3.8.2. Ansprechverhalten der Analysegeräte
Bei Anlassen des Motors oder mit Beginn der Prüffolge unmittelbar aus
der Vorkonditionierung heraus sind gleichzeitig folgende Messungen zu
starten:
— Sammeln oder Analysieren von Verdünnungsluft,
— Sammeln oder Analysieren von verdünntem Abgas,— Messen der Menge von verdünntem Abgas (CVS) sowie der erfor-
derlichen Temperaturen und Drücke;
— Aufzeichnen der Meßwerte von Drehzahl und Drehmoment des
Motorprüfstands.
HC und NO
xsind im Verdünnungstunnel fortlaufend mit einer Frequenz
von 2 Hz zu messen. Durch Integrieren der Analysatorsignale über den
Prüfzyklus werden die mittleren Konzentrationen bestimmt. Die
Systemansprechzeit darf nicht höher sein als 20 s und muß gegebenen-
falls mit den CVS-Durchsatzschwankungen und Probenahmezeit-/
Prüfzyklusabweichungen abgestimmt werden. Durch Integration oder
durch Analysieren der über den Zyklus im Probenahmebeutel gesam-
melten Konzentrationen erfolgt die Bestimmung von CO, CO2, NMHC
und CH4. Die Konzentrationen der gasförmigen Schadstoffe in der
Verdünnungsluft werden durch Integration oder durch Sammeln im
Hintergrundbeutel bestimmt. Alle übrigen Werte sind mit mindestens
einer Messung je Sekunde (1 Hz) aufzuzeichnen.
3.8.3. Partikelprobenahme (nur bei Dieselmotoren)
Erfolgt der Beginn des Zyklus mit dem Anlassen des Motors oder dem
Beginn der Prüffolge unmittelbar aus der Vorkonditionierung heraus, so
ist das Partikelprobenahmesystem von Bypass auf Partikelsammlung
umzuschalten.
Gelangt keine Durchflußmengenkompensation zum Einsatz, so ist (sind)
die Probenahmepumpe(n) so einzustellen, daß der Durchsatz durch die
Partikelprobenahmesonde bzw. das Übertragungsrohr auf ± 5 % des
eingestellten Durchsatzwertes konstant bleibt. Wird eine Durchflußmen-
genkompensation verwendet (d.h. eine Proportionalregelung des
Probenstroms), muß bewiesen werden, daß das Verhältnis von Haupt-
tunnelstrom zu Partikelprobenstrom um höchstens ± 5 % seines
Sollwertes schwankt (ausgenommen die ersten zehn Sekunden der
Probenahme).
Hinweis: Bei Doppelverdünnungsbetrieb ist der Probenstrom die
Nettodifferenz zwischen dem Probenfilter-Durchsatz und
dem Sekundär-Verdünnungsluftdurchsatz.
Die Mittelwerte von Temperatur und Druck am Einlaß des Gasmeß-
oder Durchflußmeßgeräts (der Gasmeß- oder Durchflußmeßgeräte) sind
aufzuzeichnen. Die Prüfung ist ungültig, wenn es wegen einer hohen
Partikel-Filterbeladung nicht möglich ist, den eingestellten Durchsatz
über den gesamten Zyklus hinweg mit einer Toleranz von ± 5 %
aufrechtzuerhalten. Die Prüfung wird mit einem geringeren Durchsatz
und/oder einem Filter mit größerem Durchmesser wiederholt.
3.8.4. Abwürgen des Motors
Wird der Motor zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Prüfzyklus
abgewürgt, so muß er vorkonditioniert und neu gestartet werden, und
die Prüfung ist zu wiederholen. Tritt bei einem der während des Prüfzy-
klus erforderlichen Meßgeräte eine Fehlfunktion auf, ist die Prüfung
ungültig.
3.8.5. Arbeitsgänge im Anschluß an die Prüfung
Zum Abschluß der Prüfung werden die Messung des Volumens des
verdünnten Abgases, der Gasstrom in die Sammelbeutel und die Parti-
kelprobenahmepumpe angehalten. Bei einem integrierenden
Analysesystem ist die Probenahme fortzusetzen, bis die Systemrespons-
zeiten abgelaufen sind.
Die Konzentrationen in den gegebenenfalls verwendeten Sammelbe-
uteln sind so rasch wie möglich und keinesfalls später als 20 min nach
Beendigung des Prüfzyklus zu analysieren.
Nach der Emissionsprüfung sind die Analysatoren mit Hilfe eines Null-
gases und desselben Kalibriergases neu zu überprüfen. Für die
Gültigkeit der Prüfung muß die Differenz zwischen den Ergebnissen1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 68
▼M3
vor und nach der Prüfung weniger als 2 % des Kalibriergaswertes
betragen.
Nur im Falle von Dieselmotoren sind die Partikelfilter bis spätestens
eine Stunde nach Prüfungsabschluß wieder in die Wägekammer zu
bringen und vor dem Wägen in einer verschlossenen, aber nicht abge-
dichteten Petrischale wenigstens eine, jedoch nicht mehr als 80 Stunden
lang zu konditionieren.
3.9.Überprüfung des Prüfungsdurchlaufs
3.9.1. Datenverschiebung
Zur Verringerung der Verzerrungswirkung der Zeitverzögerung
zwischen den Meßwerten und den Bezugszykluswerten kann die
gesamte Motordrehzahl- und -drehmomentmeßsignalfolge zeitlich nach
vorn oder hinten (bezogen auf die Bezugsdrehzahl und -drehmoment-
folge) verschoben werden. Bei einer Verschiebung der Meßsignale
müssen Drehzahl und Drehmoment um den gleichen Umfang und in
die gleiche Richtung verschoben werden.
3.9.2. Berechnung der Zyklusarbeit
Die tatsächliche Zyklusarbeit Wact(kWh) ist unter Verwendung jeweils
eines Paares von aufgezeichneten Motordrehzahl- und -drehmoment-
meßwerten zu berechnen. Dies erfolgt im Anschluß an jede
Verschiebung von Meßdaten, sofern diese Option gewählt wurde. Die
tatsächliche Zyklusarbeit Wactwird für den Vergleich mit der Bezugszy-
klusarbeit Wrefsowie zum Berechnen der bremsspezifischen Emissionen
(siehe Abschnitte 4.4 und 5.2) verwendet. Die gleiche Methodik ist
beim Integrieren sowohl der Bezugsmotorleistung als auch der tatsäch-
lichen Motorleistung anzuwenden. Sind zwischen benachbarten
Bezugswerten oder benachbarten Meßwerten Werte zu bestimmen,
gelangt die lineare Interpolation zur Anwendung.
Bei der Integration der Bezugszyklusarbeit und der tatsächlichen
Zyklusarbeit sind alle negativen Drehmomentwerte auf Null zu setzen
und einzuschließen. Findet die Integration bei einer Frequenz von unter
5 Hz statt und verändert sich das Vorzeichen des Drehmomentwertes in
einem gegebenen Zeitabschnitt von plus zu minus oder von minus zu
plus, so ist der negative Anteil zu berechnen und gleich Null zu setzen.
Der positive Anteil ist in den integrierten Wert einzuschließen.
Wactmuß zwischen − 15 % und + 5 % von Wrefliegen.
3.9.3. Validierungsstatistik für den Prüfzyklus
Für Drehzahl, Drehmoment und Leistung sind lineare Regressionen von
Meßwerten auf die Bezugswerte auszuführen. Dies erfolgt im Anschluß
an jede Meßdatenverschiebung, sofern diese Option gewählt wurde. Es
ist die Fehlerquadratmethode anzuwenden, wobei eine Gleichung der
folgenden Form für die beste Anpassung verwendet wird:
y=m x+b
Hierbei bedeuten:y = (tatsächlicher) Meßwert von Drehzahl (min
−1), Drehmoment
(Nm) oder Leistung (kW)
m = Steigung der Regressionsgeraden
x = Bezugswert von Drehzahl (min−1), Drehmoment (Nm) oder
Leistung (kW)
b = y-Achsabschnitt der Regressionsgeraden
Die Standardabweichung vom Schätzwert (SE) von y eingetragen über
x und der Bestimmungskoeffizient (r2) sind für jede einzelne Regressi-
onsgerade zu berechnen.
Es empfiehlt sich, diese Analyse bei 1 Hz auszuführen. Sämtliche nega-
tiven Bezugsdrehmomentwerte und die zugeordneten Meßwerte sind
aus der Berechnung der Drehmoment und -leistungsvalidierungsstatistik
für den Zyklus zu entfernen. Für die Gültigkeit der Prüfung müssen die
Kriterien von Tabelle 6 erfüllt sein.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 69
▼M4
Tabelle 6
Zulässige Abweichung der Regressionsgeraden
Drehzahl Drehmoment Leistung
Standardabweichung
vom Schätzwert (SE)
von Y über Xmax. 100 min–1max. 13 %
(15 %)(*) des
höchsten Motor-
drehmoments
entsprechend
Leistungsabbildungmax. 8 %
(15 %)(*) der
höchsten Motorlei-
stung entsprechend
Leistungsabbildung
Steigerung der
Regressionsgeraden0,95 bis 1,03 0,83 — 1,03 0,89 — 1,03 (0,83 —
1,03) (*)
Bestimmungskoeffi-
zienten, r2min. 0,9700 (min.0,9500)(*)min. 0,8800 (min.
0,7500)(*)min. 0,9100 (min.
0,7500)(*)
Y-Achsabschnitt der
Regressionsgeraden b± 50 min
–1± 20 Nm oder, falls
größer ± 2 % des
höchsten Drehmo-
ments (± 20 Nm
oder ± 3 %)(*)± 4 kW oder, falls
größer, ± 2 % der
höchsten Leistung
(± 4 kW oder
± 3 %)(*)
(*) Die Zahlen in Klammern können bis Oktober 2005 für die Typgenehmigungsprüfung von Gasmotoren
verwendet werden. (Bis 1. Oktober 2004 wird die Kommission über den technischen Fortschritt in der
Gasmotorentechnik berichten und aufgrund ihrer Erkenntnisse die in dieser Tabelle für Gasmotoren
angegebenen zulässigen Abweichungen der Regressionsgeraden bestätigen oder ändern.)
Punktstreichungen aus den Regressionsanalysen sind wie in Tabelle 7
angegeben zulässig.
Tabelle 7
Zulässige Punktstreichungen aus der Regressionsanalyse
Bedingung Zu streichende Punkte
Vollast/vollständig geöffnete
Drosselklappe und Drehmoment-
meßwert < DrehmomentbezugDrehmoment und/oder Leistung
Keine Last, kein Leerlaufpunkt
und Drehmomentmeßwert >
DrehmomentbezugDrehmoment und/oder Leistung
Keine Last/Drosselklappe
geschlossen, Leerlaufpunkt und
Drehzahl > als Bezugsleerlauf-
drehzahlDrehmoment und/oder Leistung
4. BERECHNUNG DER GASFÖRMIGEN EMISSIONEN
4.1.Bestimmung des Durchsatzes des verdünnten Abgases
Der Gesamtdurchsatz des verdünnten Abgases über den gesamten
Zyklus (kg/Prüfung) wird aus den Meßwerten über den gesamten
Zyklus und den entsprechenden Kalibrierdaten des Durchflußmeß-
gerätes errechnet (V0für PDP oder KVfür CFV gemäß Anhang III,
Anlage 5, Abschnitt 2). Wird die Temperatur des verdünnten Abgases
über den Zyklus mittels eines Wärmeaustauschers konstant gehalten
(± 6 K bei PDP-CVS, ± 11 K bei CFV-CVS, siehe Anhang V Abschnitt
2.3), sind die folgenden Formeln anzuwenden
Für das PDP-CVS-System:
MTOTW= 1,293 * V0*Np*( pB−p1) * 273 / (101,3 * T)
Hierin bedeuten:M
TOTW= Masse des verdünnten Abgases auf feuchter Basis über
den gesamten Zyklus, kg1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 70
▼M3
▼M3
V0= Volumen je Pumpenumdrehung unter Prüfbedingungen,
m3/rev
NP= Pumpen-Gesamtumdrehungszahl je Prüfung
pB= atmosphärischer Druck in der Prüfzelle, kPa
p1= Absenkung des Drucks am Pumpeneinlaß unter atmos-
phärischen Druck, kPa
T = mittlere Temperatur des verdünnten Abgases am
Pumpeneinlaß über den Zyklus, K
Für das CFV-CVS-System:
MTOTW= 1,293 * t * Kv*pA/T0,5
Hierin bedeuten:M
TOTW= Masse des verdünnten Abgases auf feuchter Basis über
den gesamten Zyklus, kg
t = Zyklusdauer, sK
v= Kalibrierkoeffizient des Venturi-Rohres mit kritischer
Strömung für Normzustand
pA= absoluter Druck am Venturi-Einlaß, kPa
T = absolute Temperatur am Venturi-Einlaß, K
Gelangt ein System mit Durchflußmengenkompensation zum Einsatz
(d.h. ohne Wärmeaustauscher), so sind die momentanen Massenemis-
sion zu berechnen und über den gesamten Zyklus zu integrieren. In
diesem Falle läßt sich die momentane Masse des verdünnten Abgases
wie folgt berechnen:
Für das PDP-CVS-System:
MTOTW,i= 1,293 * V0*Np,i*( pB−p1) * 273 / (101,3 · T)
Hierin bedeuten:M
TOTW,i= momentane Masse des verdünnten Abgases auf feuchter
Basis, kg
Np,i= Pumpen-Gesamtumdrehungen je Zeitintervall
Für das CFV-CVS System:
MTOTW,i= 1,293 * ∆ti*Kv*pA/T0,5
Hierin bedeuten:
MTOTW,i= momentane Masse des verdünnten Abgases auf feuchter
Basis, kg
∆ti= Zeitintervall, s
Beträgt die Probengesamtmasse der Partikel (MSAM) und gasförmigen
Schadstoffe mehr als 0,5 % des gesamten CVS-Durchflusses (MTOTW),
so ist der CVS-Durchfluß hinsichtlich MSAMzu korrigieren oder der
Strom der Partikelprobe ist vor der Durchflußmeßeinrichtung (PDP
oder CFV) zum CVS zurückzuführen.
4.2.Korrektur der NOx-Konzentration unter Berücksichtigung der
Feuchtigkeit
Da die NOx-Emission von den Bedingungen der Umgebungsluft
abhängig ist, muß die NOx-Konzentration unter Berücksichtigung der
Feuchtigkeit der Umgebungsluft mit Hilfe der in den folgenden
Formeln angegebenen Faktoren korrigiert werden.
a) Für Dieselmotoren:
KH;D¼1
1/C00;0182 /C3Ha/C010;71 ðÞ
b) Für Gasmotoren:
KH;G¼1
1/C00;0329 /C3Ha/C010;71 ðÞ
Hierin bedeuten:
Ha= Feuchtigkeit der Ansaugluft, Wasser je kg Trockenluft1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 71
▼M3
wobei gilt:
Ha¼6;220/C3Ra/C3pa
pB/C0pa/C3Ra/C310/C02
Ra= relative Feuchtigkeit der Ansaugluft, %
pa= Sättigungsdampfdruck der Ansaugluft, kPa
pB= barometrischer Gesamtdruck, kPa
4.3.Berechnung des Emissionsmassendurchsatzes
4.3.1. Systeme mit konstantem Massendurchsatz
Bei Systemen mit Wärmeaustauscher ist die Schadstoffmasse (g/
Prüfung) anhand der folgenden Gleichungen zu berechnen:
(1) NOx mass= 0,001587 * NOx conc*KH,D*MTOTW(Dieselmotoren)
(2) NOx mass= 0,001587 * NOx conc*KH,G*MTOTW(Gasmotoren)
(3) COmass= 0,000966 * COconc*MTOTW
(4) HCmass= 0,000479 * HCconc*MTOTW′(Dieselmotoren)
(5) HCmass= 0,000502 * HCconc*MTOTW′(LPG-Motoren)
(6) NMHCmass= 0,000516 * NMHCconc*MTOTW′(NG-Motoren)
(7) CH4 mass= 0,000552 * CH4 conc*MTOTW(NG-Motoren)
Hierin bedeuten:
NOx conc,C Oconc,H Cconc(1), NMHCconc= mittlere hintergrundkorrigierte
Konzentrationen über den
gesamten Zyklus aus Integra-
tion (für NOxund HC
obligatorisch) oder Beutelmes-
sung, ppm
MTOTW= Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den gesamten
Zyklus gemäß Abschnitt 4.1, kg
KH,D= Feuchtigkeitskorrekturfaktor für Dieselmotoren gemäß
Abschnitt 4.2
KH,G= Feuchtigkeitskorrekturfaktor für Gasmotoren gemäß
Abschnitt 4.2
Auf trockener Basis gemessene Konzentrationen sind gemäß Anhang III
Anlage 1 Abschnitt 4.2 in einen feuchten Bezugszustand umzurechnen.
Die Bestimmung von NMHCconcist abhängig von der verwendeten
Methode (siehe Anhang III Anlage 4 Abschnitt 3.3.4). In beiden Fällen
ist die CH4-Konzentration zu bestimmen und von der HC-Konzentration
wie folgt abzuziehen:
a) GC-Methode
NMHCconc=H Cconc−C H4 conc
b) NMC-Methode
NMHC conc¼HC ohne CutterðÞ /C3 1/C0CEM ðÞ /C0 HC mit CutterðÞ
CEE/C0CEM
Hierin bedeuten:
HC(mit Cutter) = HC-Konzentration, wobei das Probengas durch den
NMC geleitet wird
HC(ohne Cutter) = HC-Konzentration, wobei das Probengas um den
NMC herum geleitet wird
CEM= Methan-Wirkungsgrad gemäß Anhang III Anlage 5
Abschnitt 1.8.4.1.
CEE= Ethan-Wirkungsgrad gemäß Anhang III Anlage 5
Abschnitt 1.8.4.2.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 72
(1) Bezogen auf das C1-Äquivalent.
▼M3
4.3.1.1. Bestimmung der hintergrun dkorrigierten Konzentrationen
Um die Nettokonzentration der Schadstoffe zu bestimmen, sind die
mittleren Hintergrundkonzentrationen der gasförmigen Schadstoffe in
der Verdünnungsluft von den gemessenen Konzentrationen abzuziehen.
Die mittleren Werte der Hintergrundkonzentrationen können mit Hilfe
der Beutel-Methode oder durch laufende Messungen mit Integration
bestimmt werden. Die nachstehende Formel ist zu verwenden:
conc = conce− concd* (1 − (1/DF))
Hierin bedeuten:
conc = Konzentration des jeweiligen Schadstoffs im verdünnten
Abgas, korrigiert um die Menge des in der Verdünnungsluft
enthaltenen jeweiligen Schadstoffs, ppm
conce= Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen im
verdünnten Abgas, ppm
concd= Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen in der
Verdünnungsluft, ppm
DF = Verdünnungsfaktor
Der Verdünnungsfaktor berechnet sich wie folgt:
a) für Dieselmotoren und mit LPG betriebene Gasmotoren
DF¼FS
CO2;conceþHCconceþCOconce ðÞ /C3 10/C04
b) für mit NG betriebene Gasmotoren
DF¼FS
CO2;conceþNMHC conceþCOconce ðÞ /C3 10/C04
Hierbei bedeuten:
CO2, conce=C O2-Konzentration im verdünnten Abgas, Vol.- %
HCconce= HC-Konzentration im verdünnten Abgas, ppm C1
NMHCconce= NMHC-Konzentration im verdünnten Abgas, ppm C1
COconce= CO-Konzentration im verdünnten Abgas, ppm
FS= stöchiometrische Faktoren
Auf trockener Basis gemessene Konzentrationen sind gemäß Anhang III
Anlage 1 Abschnitt 4.2 einen feuchten Bezugszustand umzurechnen.
Der stöchiometrische Faktor berechnet sich wie folgt:
FS¼100/C3x
xþy
2þ3;76/C3xþy
4/C16/C17
Hierin bedeuten:
x, y = Kraftstoffzusammensetzung CxHy
Ist die Kraftstoffzusammensetzung unbekannt, können alternativ
folgende stöchiometrische Faktoren verwendet werden:
FS(Diesel) = 13,4
FS(LPG) = 11,6
FS(NG) = 9,5
4.3.2. Systeme mit Durchflußmengenkompensation
Bei Systemen ohne Wärmeaustauscher ist die Masse der Schadstoffe (g/
Prüfung) durch Berechnen der momentanen Masseemissionen und Inte-
grieren der momentanen Werte über den gesamten Zyklus zu
bestimmen. Darüber hinaus ist die Hintergrundkorrektur direkt auf den
momentanen Konzentrationswert anzuwenden. Hierzu dienen die
folgende Formeln:
(1) NO x mass ¼Xn
i¼1MTOTW ;i/C3NOx conce ;i/C30;001587 /C3KH;D/C0/C1
/C0MTOTW /C3NOx concd /C31/C01=DF ðÞ /C3 0;001587 /C3KH;D/C0/C1
DieselmotorenðÞ1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 73
▼M3
(2) NO x mass ¼Xn
i¼1MTOTW ;i/C3NOx conce ;i/C30;001587 /C3KH;G/C0/C1
/C0MTOTW /C3NOx concd /C31/C01=DF ðÞ /C3 0;001587 /C3KH;G/C0/C1
GasmotorenðÞ
(3) CO mass¼Xn
i¼1MTOTW ;i/C3COconce ;i/C30;000966/C0/C1
/C0MTOTW /C3COconcd /C31/C01=DF ðÞ /C3 0;000966 ðÞ
(4) HC mass¼Xn
i¼1MTOTW ;i/C3HCconce ;i/C30;000479/C0/C1
/C0MTOTW /C3HCconcd /C31/C01=DF ðÞ /C3 0;000479 ðÞ DieselmotorenðÞ
(5) HC mass¼Xn
i¼1MTOTW ;i/C3HCconce ;i/C30;000502/C0/C1
/C0MTOTW /C3HCconcd /C31/C01=DF ðÞ /C3 0;000502 ðÞ LPG/C0Motoren ðÞ
(6) NMHC mass¼Xn
i¼1MTOTW ;i/C3NMHC conce ;i/C30;000516/C0/C1
/C0MTOTW /C3NMHC concd /C31/C01=DF ðÞ /C3 0;000516 ðÞ NG/C0Motoren ðÞ
(7) CH 4 mass ¼Xn
i¼1MTOTW ;i/C3CH4 conce ;i/C30;000552/C0/C1
/C0MTOTW /C3CH4 concd /C31/C01=DF ðÞ /C3 0;000552 ðÞ NG/C0Motoren ðÞ
Hierin bedeuten:
conce= Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen im
verdünnten Abgas, ppm
concd= Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen in
der Verdünnungsluft, ppm
MTOTW,i= momentane Masse des verdünnten Abgases (siehe
Abschnitt 4.1), kg
MTOTW= Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den
gesamten Zyklus (siehe Abschnitt 4.1), kg
KH,D= Feuchtigkeitskorrekturfaktor für Dieselmotoren gemäß
Abschnitt 4.2
KH,G= Feuchtigkeitskorrekturfaktor für Gasmotoren gemäß
Abschnitt 4.2
DF = Verdünnungsfaktor gemäß Abschnitt 4.3.1.1
4.4.Berechnung der spezifischen Emissionen
Die Emissionen (g/kWh) sind für die einzelnen Bestandteile folgender-
maßen zu berechnen:
NOx¼NOx mass =WactDiesel /C0und Gasmotoren ðÞ
CO¼COmass =WactDiesel /C0und Gasmotoren ðÞ
HC¼HCmass =WactDiesel /C0und mit LPG betriebene Motoren ðÞ
NMHC ¼NMHC mass =Wactmit NG betriebene MotorenðÞ
CH4¼CH4 mass =Wactmit NG betriebene MotorenðÞ
Hierin bedeutet:
Wact= tatsächliche Zyklusarbeit gemäß Abschnitt 3.9.2, kWh
5. BERECHNUNG DER PARTIKELEMISSIONEN (NUR FÜR DIESEL-
MOTOREN)
5.1.Berechnung des Massendurchflusses
Die Partikelmasse (g/Prüfung) berechnet sich wie folgt:
PTmass¼Mf
MSAM/C3MTOTW
1000
Hierin bedeuten:
Mf= über den Zyklus abgeschiedene Partikelprobenahme-
masse, mg1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 74
▼M3
MTOTW= Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den gesamten
Zyklus gemäß Abschnitt 4.1, kg
MSAM= Masse des aus dem Verdünnungstunnel zum Abscheiden
von Partikeln entnommenen verdünnten Abgases, kg
und
Mf=Mf,p+Mf,b, sofern getrennt gewogen, mg
Mf,p= am Hauptfilter abgeschiedene Partikelmasse, mg
Mf,b= am Nachfilter abgeschiedene Partikelmasse, mg
Bei Verwendung eines Doppelverdünnungssystems ist die Masse der
Sekundärverdünnungsluft von der Gesamtmasse des zweifach
verdünnten Abgases, das zur Probenahme durch die Partikelfilter
geleitet wurde, abzuziehen.
MSAM=MTOT−MSEC
Hierin bedeuten:M
TOT= Masse des durch Partikelfilter geleiteten doppelt verdünnten
Abgases, kg
MSEC= Masse der Sekundärverdünnungsluft, kg
Erfolgt die Bestimmung des Partikelhintergrunds der Verdünnungsluft
nach Abschnitt 3.4, kann die Partikelmasse hintergrundkorrigiert
werden. In diesem Falle ist die Partikelmasse (g/Prüfung) folgender-
maßen zu berechnen:
PTmass¼Mf
MSAM/C0Md
MDIL/C31/C01
DF/C18/C19/C18/C19/C20/C21
/C3MTOTW
1000
Hierin bedeuten:
Mf,MSAM,MTOTW= siehe oben
MDIL= Masse der Primärverdünnungsluft, Probenahme mittels
Probenentnehmer für Hintergrundpartikel, kg
Md= abgeschiedene Hintergrundpartikelmasse der Primärverdün-
nungsluft, mg
DF = Verdünnungsfaktor gemäß Nummer 4.3.1.1
5.2.Berechnung der spezifischen Emission
Die Partikelemission (g/kWh) ist folgendermaßen zu berechnen:
PT¼PTmass =Wact
Hierin bedeutet:
Wact= tatsächliche Zyklusarbeit gemäß Nummer 3.9.2, kWh1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 75
▼M3
Anlage 3
ETC-ABLAUFPLAN FÜR DEN MOTORLEISTUNGSPRÜFSTAND
Zeit
sNormale Drehzahl
%Normales Drehmoment
%
100
200
300
400
500
600700
800
900
10 0 0
11 0 0
12 0 0
13 0 0
14 0 0
15 0 0
16 0,1 1,5
17 23,1 21,5
18 12,6 28,5
19 21,8 71
20 19,7 76,8
21 54,6 80,9
22 71,3 4,9
23 55,9 18,1
24 72 85,4
25 86,7 61,8
26 51,7 0
27 53,4 48,9
28 34,2 87,6
29 45,5 92,7
30 54,6 99,5
31 64,5 96,8
32 71,7 85,4
33 79,4 54,8
34 89,7 99,4
35 57,4 0
36 59,7 30,6
37 90,1 „m“
38 82,9 „m“
39 51,3 „m“
40 28,5 „m“
41 29,3 „m“
42 26,7 „m“
43 20,4 „m“
44 14,1 0
45 6,5 0
46 0 0
47 0 0
48 0 0
49 0 0
50 0 0
51 0 0
52 0 0
53 0 0
54 0 0
55 0 0
56 0 0
57 0 0
58 0 0
59 0 0
60 0 0
61 0 0
62 25,5 11,1
63 28,5 20,9
64 32 73,9
65 4 82,3
66 34,5 80,4
67 64,1 86
68 58 0
69 50,3 83,4
70 66,4 99,1
71 81,4 99,61988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 76
▼M3
Zeit
sNormale Drehzahl
%Normales Drehmoment
%
72 88,7 73,4
73 52,5 0
74 46,4 58,5
75 48,6 90,9
76 55,2 99,4
77 62,3 99
78 68,4 91,5
79 74,5 73,7
80 38 0
81 41,8 89,6
82 47,1 99,2
83 52,5 99,8
84 56,9 80,8
85 58,3 11,8
86 56,2 „m“
87 52 „m“
88 43,3 „m“
89 36,1 „m“
90 27,6 „m“
91 21,1 „m“
92 8 0
93 0 0
94 0 0
95 0 0
96 0 0
97 0 0
98 0 0
99 0 0
100 0 0
101 0 0
102 0 0
103 0 0
104 0 0
105 0 0
106 0 0
107 0 0
108 11,6 14,8
109 0 0
110 27,2 74,8
111 17 76,9
112 36 78
113 59,7 86
114 80,8 17,9
115 49,7 0
116 65,6 86
117 78,6 72,2
118 64,9 „m“
119 44,3 „m“
120 51,4 83,4
121 58,1 97
122 69,3 99,3
123 72 20,8
124 72,1 „m“
125 65,3 „m“
126 64 „m“
127 59,7 „m“
128 52,8 „m“
129 45,9 „m“
130 38,7 „m“
131 32,4 „m“
132 27 „m“
133 21,7 „m“
134 19,1 0,4
135 34,7 14
136 16,4 48,6
137 0 11,2
138 1,2 2,1
139 30,1 19,3
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1 622 61,6 17,7
1 623 61,7 8,7
1 624 61,7 1,4
1 625 61,7 5,9
1 626 61,2 8,1
1 627 61,9 45,8
1 628 61,4 31,5
1 629 61,7 22,3
1 630 62,4 21,7
1 631 62,8 21,9
1 632 62,2 22,2
1 633 62,5 31
1 634 62,3 31,3
1 635 62,6 31,7
1 636 62,3 22,8
1 637 62,7 12,6
1 638 62,2 15,2
1 639 61,9 32,6
1 640 62,5 23,1
1 641 61,7 19,41 642 61,7 10,8
1 643 61,6 10,2
1 644 61,4 „m“
1 645 60,8 „m“
1 646 60,7 „m“1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 97
▼M3
Zeit
sNormale Drehzahl
%Normales Drehmoment
%
1 647 61 12,4
1 648 60,4 5,3
1 649 61 13,1
1 650 60,7 29,6
1 651 60,5 28,9
1 652 60,8 27,1
1 653 61,2 27,3
1 654 60,9 20,6
1 655 61,1 13,9
1 656 60,7 13,4
1 657 61,3 26,1
1 658 60,9 23,7
1 659 61,4 32,1
1 660 61,7 33,5
1 661 61,8 34,1
1 662 61,7 17
1 663 61,7 2,5
1 664 61,5 5,9
1 665 61,3 14,9
1 666 61,5 17,2
1 667 61,1 „m“
1 668 61,4 „m“
1 669 61,4 8,8
1 670 61,3 8,8
1 671 61 18
1 672 61,5 13
1 673 61 3,7
1 674 60,9 3,1
1 675 60,9 4,7
1 676 60,6 4,1
1 677 60,6 6,7
1 678 60,6 12,8
1 679 60,7 11,9
1 680 60,6 12,4
1 681 60,1 12,4
1 682 60,5 12
1 683 60,4 11,8
1 684 59,9 12,4
1 685 59,6 12,4
1 686 59,6 9,1
1 687 59,9 0
1 688 59,9 20,4
1 689 59,8 4,4
1 690 59,4 3,1
1 691 59,5 26,3
1 692 59,6 20,1
1 693 59,4 35
1 694 60,9 22,1
1 695 60,5 12,2
1 696 60,1 11
1 697 60,1 8,2
1 698 60,5 6,7
1 699 60 5,1
1 700 60 5,1
1 701 60 9
1 702 60,1 5,7
1 703 59,9 8,5
1 704 59,4 6
1 705 59,5 5,5
1 706 59,5 14,2
1 707 59,5 6,2
1 708 59,4 10,3
1 709 59,6 13,8
1 710 59,5 13,9
1 711 60,1 18,9
1 712 59,4 13,1
1 713 59,8 5,4
1 714 59,9 2,9
1 715 60,1 7,1
1 716 59,6 121 717 59,6 4,9
1 718 59,4 22,7
1 719 59,6 22
1 720 60,1 17,4
1 721 60,2 16,61988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 98
▼M3
Zeit
sNormale Drehzahl
%Normales Drehmoment
%
1 722 59,4 28,6
1 723 60,3 22,4
1 724 59,9 20
1 725 60,2 18,6
1 726 60,3 11,9
1 727 60,4 11,6
1 728 60,6 10,6
1 729 60,8 16
1 730 60,9 17
1 731 60,9 16,1
1 732 60,7 11,4
1 733 60,9 11,3
1 734 61,1 11,2
1 735 61,1 25,6
1 736 61 14,6
1 737 61 10,4
1 738 60,6 „m“
1 739 60,9 „m“
1 740 60,8 4,8
1 741 59,9 „m“
1 742 59,8 „m“
1 743 59,1 „m“
1 744 58,8 „m“
1 745 58,8 „m“
1 746 58,2 „m“
1 747 58,5 14,3
1 748 57,5 4,4
1 749 57,9 0
1 750 57,8 20,9
1 751 58,3 9,2
1 752 57,8 8,2
1 753 57,5 15,3
1 754 58,4 38
1 755 58,1 15,4
1 756 58,8 11,8
1 757 58,3 8,1
1 758 58,3 5,5
1 759 59 4,1
1 760 58,2 4,9
1 761 57,9 10,1
1 762 58,5 7,5
1 763 57,4 7
1 764 58,2 6,7
1 765 58,2 6,6
1 766 57,3 17,3
1 767 58 11,4
1 768 57,5 47,4
1 769 57,4 28,8
1 770 58,8 24,3
1 771 57,7 25,5
1 772 58,4 35,5
1 773 58,4 29,3
1 774 59 33,8
1 775 59 18,7
1 776 58,8 9,8
1 777 58,8 23,9
1 778 59,1 48,2
1 779 59,4 37,2
1 780 59,6 29,1
1 781 50 25
1 782 40 20
1 783 30 15
1 784 20 10
1 785 10 5
1 786 0 0
1 787 0 0
1 788 0 0
1 789 0 0
1 790 0 0
1 791 0 01 792 0 0
1 793 0 0
1 794 0 0
1 795 0 0
1 796 0 01988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 99
▼M3
Zeit
sNormale Drehzahl
%Normales Drehmoment
%
1 797 0 0
1 798 0 0
1 799 0 0
1 800 0 0
„m“ = Motorantrieb.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 100
▼M3
Abbildung 5 zeigt eine graphische Darstellung des ETC-Ablaufplans für den Leistungsprüfstand.
Abbildung 5
ETC-Ablaufplan für den Leistungsprüfstand
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 101
▼M3
Anlage 4
MESS- UND PROBENAHMEVERFAHREN
1. EINLEITUNG
Die gasförmigen Schadstoffe, Partikelbestandteile sowie der Rauch, die
von dem zur Prüfung vorgeführten Motor emittiert werden, sind mit den
in Anhang V beschriebenen Methoden zu messen. Die Beschreibung
dieser Methoden in Anhang V umfaßt auch eine Darstellung der
empfohlenen Analysesysteme für die gasförmigen Emissionen
(Abschnitt 1) und der empfohlenen Partikelverdünnungs- und -proben-
ahmesysteme (Abschnitt 2) sowie der empfohlenen Trübungsmesser
für die Rauchgasmessung (Abschnitt 3).
Beim ESC sind die gasförmigen Bestandteile im unverdünnten Abgas
zu bestimmen. Wahlweise können sie im verdünnten Abgas bestimmt
werden, wenn ein Vollstromverdünnungssystem für die Partikelbestim-
mung verwendet wird. Die Partikel sind entweder mit einem Teilstrom-
oder mit einem Vollstromverdünnungssystem zu bestimmen.
Beim ETC darf für die Bestimmung der gasförmigen Bestandteile und
der Partikel nur ein Vollstromverdünnungssystem verwendet werden,
das als Bezugssystem gilt. Der Technische Dienst kann jedoch ein Teil-
stromverdünnungssystem genehmigen, wenn dessen Gleichwertigkeit
nach Anhang I Abschnitt 6.2 nachgewiesen wurde und wenn dem Tech-
nischen Dienst eine ausführliche Beschreibung der Verfahren für die
Auswertung der Daten und die Berechnung vorgelegt wird.
2. MOTORPRÜFSTAND UND AUSSTATTUNG DER PRÜFZELLE
Für die Emissionsprüfungen an Motoren auf Motorprüfständen ist
folgende technische Ausstattung zu verwenden.
2.1.Motorprüfstand
Es ist ein Motorprüfstand zu verwenden, der entsprechende Eigen-
schaften aufweist, um die in den Anlagen 1 und 2 zu diesem Anhang
beschriebenen Prüfzyklen durchzuführen. Die Anzeigegenauigkeit des
Systems zur Messung der Drehzahl muß ± 2 % betragen. Das System
zur Messung des Drehmoments muß bei > 20 % des Skalenendwerts
eine Anzeigegenauigkeit von ± 3 %, bei ≤20 % des Skalenendwerts
eine Genauigkeit von ± 0,6 % des Skalenendwerts aufweisen.
2.2.Sonstige Instrumente
Die Meßinstrumente für Kraftstoffverbrauch, Luftverbrauch, Kühl- und
Schmiermitteltemperatur, Abgasgegendruck und Unterdruck im Einlaß-
krümmer, Abgastemperatur, Ansauglufttemperatur, atmosphärischen
Druck, Luftfeuchtigkeit und Kraftstofftemperatur sind nach Vorschrift
zu verwenden. Diese Instrumente müssen den Anforderungen in Tabelle
8 entsprechen:
Tabelle 8
Genauigkeit der Meßinstrumente
Meßinstrument Genauigkeit
Kraftstoffverbrauch ± 2 % des Höchstwertes des Motors
Luftverbrauch ± 2 % des Höchstwertes des Motors
Temperaturen ≤600 K (327 ºC) ± 2 K absolut
Temperaturen > 600 K (327 ºC) ± 1 % Anzeigegenauigkeit
Atmosphärischer Druck ± 0,1 kPa absolut
Abgasdruck ± 0,2 kPa absolut
Ansaugunterdruck ± 0,05 kPa absolut
Sonstige Druckwerte ± 0,1 kPa absolut
Relative Luftfeuchtigkeit ± 3 % absolut
Absolute Luftfeuchtigkeit ± 5 % Anzeigegenauigkeit1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 102
▼M3
2.3.Abgasdurchsatz
Zur Berechnung der Emissionen im Rohabgas muß der Abgasdurchsatz
bekannt sein (siehe Anlage 1 Abschnitt 4.4). Der Abgasdurchsatz ist
nach einer der folgenden beiden Methoden zu ermitteln:
a) direkte Messung des Abgasdurchsatzes durch eine Durchflußdüse
oder ein gleichwertiges Meßsystem;
b) Messung des Luftdurchsatzes und des Kraftstoffdurchsatzes mittels
geeigneter Meßsysteme und Berechnung des Abgasdurchsatzes nach
folgender Gleichung:
GEXHW=GAIRW+GFUEL(für feuchte Abgasmasse)
Die Anzeigegenauigkeit bei der Bestimmung des Abgasdurchsatzes
muß mindestens ± 2,5 % betragen.
Andere gleichwertige Methoden können verwendet werden.
2.4.Durchsatz des verdünnten Abgases
Zur Berechnung der Emissionen im verdünnten Abgas mit Hilfe eines
Vollstromverdünnungssystems (bei ETC vorgeschrieben) muß der
Durchsatz des verdünnten Abgases bekannt sein (siehe Anlage 2
Abschnitt 4.3). Der gesamte Massendurchsatz des verdünnten Abgases
(GTOTW) oder die Gesamtmasse des verdünnten Abgases während des
Prüfzyklus' (MTOTW) sind mittels PDP oder CFV (Anhang V
Abschnitt 2.3.1) zu messen. Die Anzeigegenauigkeit muß mindestens
± 2 % betragen und ist entsprechend den Bestimmungen von Anhang
III Anlage 5 Abschnitt 2.4 zu bestimmen.
3. BESTIMMUNG DER GASFÖRMIGEN BESTANDTEILE3.1.Allgemeine Vorschriften für Analysegeräte
Die Analysegeräte müssen einen Meßbereich haben, der den Anforde-
rungen an die Genauigkeit bei der Messung der Konzentrationen der
Abgasbestandteile entspricht (Abschnitt 3.1.1). Es wird empfohlen, die
Analysegeräte so zu betreiben, daß die gemessene Konzentration
zwischen 15 % und 100 % des Skalenendwerts liegt.
Werden Ablesesysteme (Computer, Datenlogger) verwendet, die unter-
halb von 15 % des Skalenendwerts ein ausreichendes Maß an
Genauigkeit und Auflösung gewährleisten, sind auch Messungen unter
15 % des Skalenendwerts zulässig. In diesem Fall müssen zusätzliche
Kalibrierungen an mindestens vier von Null verschiedenen, nominell
in gleichem Abstand befindlichen Punkten vorgenommen werden, um
die Genauigkeit der Kalibrierkurven zu gewährleisten (Anhang III
Anlage 5 Abschnitt 1.5.5.2).
Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der Geräte muß so
ausgelegt sein, daß zusätzliche Fehler weitestgehend ausgeschlossen
sind.
3.1.1. Meßfehler
Der gesamte Meßfehler einschließlich der Querempfindlichkeit gegen-
über anderen Gasen (siehe Anhang III Anlage 5 Abschnitt 1.9) darf
hinsichtlich der Anzeigegenauigkeit ± 5 % bzw. in bezug auf den
Skalenendwert ± 3,5 % nicht überschreiten, wobei der jeweils kleinere
Wert gilt. Bei Konzentrationen unter 100 ppm darf der Meßfehler
± 4 ppm nicht überschreiten.
3.1.2. Wiederholbarkeit
Die Wiederholbarkeit, definiert als das 2,5fache der Standardabwei-
chung zehn wiederholter Ansprechreaktionen auf ein bestimmtes
Kalibriergas, darf für die verwendeten Meßbereiche über 155 ppm
(oder ppm C) höchstens ± 1 % der Skalenendkonzentration und für die
verwendeten Meßbereiche unter 155 ppm (oder ppm C) höchstens ± 2 %
betragen.
3.1.3. Rauschen
Das Peak-to-Peak-Ansprechen der Analysatoren auf Null- und Kali-
briergase darf während eines Zeitraums von zehn Sekunden 2 % des
Skalenendwerts bei allen verwendeten Bereichen nicht überschreiten.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 103
▼M3
3.1.4. Nullpunktdrift
Die Nullpunktdrift während eines Zeitraums von einer Stunde muß
weniger als 2 % des Skalenendwerts beim niedrigsten verwendeten
Bereich betragen. Der Nullpunktwert wird als mittleres Ansprechen
(einschließlich Rauschen) auf ein Nullgas in einem Zeitabschnitt von
30 Sekunden definiert.
3.1.5. Meßbereichsdrift
Die Meßbereichsdrift während eines Zeitraums von einer Stunde muß
weniger als 2 % des Skalenendwerts beim niedrigsten verwendeten
Bereich betragen. Als Meßbereich wird die Differenz zwischen Kali-
brierausschlag und Nullpunktwert definiert. Der Meßbereichskalibrie-
rausschlag wird definiert als mittlerer Ausschlag (einschließlich
Rauschen) auf ein Meßbereichskalibriergas in einem Zeitabschnitt von
30 Sekunden.
3.2.Gastrocknung
Das wahlweise zu verwendende Gastrocknungsgerät muß die Konzen-
tration der gemessenen Gase so gering wie möglich beeinflussen. Die
Anwendung chemischer Trockner zur Entfernung von Wasser aus der
Probe ist nicht zulässig.
3.3.Analysegeräte
Die bei der Messung anzuwendenden Grundsätze werden in den
Abschnitten 3.3.1 bis 3.3.4 beschrieben. Eine ausführliche Darstellung
der Meßsysteme ist in Anhang V enthalten. Die zu messenden Gase
sind mit den nachfolgend aufgeführten Geräten zu analysieren. Bei
nichtlinearen Analysatoren ist die Verwendung von Linearisierungs-
schaltkreisen zulässig.
3.3.1. Kohlenmonoxid-(CO-)Analyse
Der Kohlenmonoxidanalysator muß ein nichtdispersiver Infrarotabsorp-
tionsanalysator (NDIR) sein.
3.3.2. Kohlendioxid-(CO2-)Analyse
Der Kohlendioxidanalysator muß ein nichtdispersiver Infrarotabsorpti-
onsanalysator (NDIR) sein.
3.3.3. Kohlenwasserstoff-(HC-)Analyse
Bei Dieselmotoren muß der Kohlenwasserstoffanalysator ein beheizter
Flammenionisationsdetektor (HFID) mit Detektor, Ventilen, Rohrlei-
tungen usw. sein, der so zu beheizen ist, daß die Gastemperatur auf
463 K ± 10 K (190 ± 10 ºC) gehalten wird. Bei NG-betriebenen und
LPG-betriebenen Gasmotoren kann der Kohlenwasserstoffanalysator in
Abhängigkeit von der verwendeten Methode ein nichtbeheizter Flam-
menionisationsdetektor (FID) sein (siehe Anhang V Abschnitt 1.3).
3.3.4. Nichtmethan-Kohlenwasserstoff-(NMHC-)Analyse (nur für NG-betrie-
bene Gasmotoren)
Nichtmethan-Kohlenwasserstoff-(NMHC)-Analyse (nur für NG-betrie-
bene Gasmotoren)
3.3.4.1. Gaschromatographische (GC-)Methode
Zur Bestimmung der Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe ist das mit einem
bei 423 K (150 ºC) konditioniertem Gaschromatographen (GC) analy-
sierte Methan von den nach Abschnitt 3.3.3 gemessenen
Kohlenwasserstoffen zu subtrahieren.
3.3.4.2. Nicht-Methan-Cutte r-(NMC-)Methode
Die Bestimmung der Nichtmethanfraktion erfolgt mittels eines
beheizten, mit einem FID in Reihe angeordneten NMC gemäß
Abschnitt 3.3.3, indem das Methan von den Kohlenstoffen subtrahiert
wird.
3.3.5. Stickoxid-(NOx-)Analyse
Der Stickoxidanalysator muß ein Chemilumineszenzdetektor (CLD)
oder beheizter Chemilumineszenzdetektor (HCLD) mit einem NO2/
NO-Konverter sein, wenn die Messung im trockenen Bezugszustand
erfolgt. Bei Messung im feuchten Bezugszustand ist ein auf über 328 K
(55 ºC) gehaltener HCLD mit Konverter zu verwenden, vorausgesetzt,
die Prüfung auf Wasserdampf-Querempfindlichkeit (siehe Anhang III
Anlage 5 Abschnitt 1.9.2.2) ist erfüllt.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 104
▼M3
3.4.Probenahme von Emissionen gasförmiger Schadstoffe
3.4.1. Rohabgas (nur ESC)
Die Probenahmesonden für gasförmige Emissionen müssen so ange-
bracht sein, daß sie mindestens 0,5 m oder um das Dreifache des
Durchmessers des Auspuffrohrs (je nachdem, welcher Wert höher ist)
oberhalb vom Austritt der Auspuffanlage — soweit zutreffend —
entfernt sind und sich so nahe am Motor befinden, daß eine Abgastemp-
eratur vom mindestens 343 K (70 ºC) an der Sonde gewährleistet ist.
Bei einem Mehrzylindermotor mit einem verzweigten Auspuffkrümmer
muß der Einlaß der Sonde so weit in Strömungsrichtung entfernt sein,
daß die Probe für die durchschnittlichen Abgasemissionen aus allen
Zylindern repräsentativ ist. Bei einem Mehrzylindermotor mit einzelnen
Gruppen von Auspuffkrümmern, wie z.B. bei einem V-Motor, sind die
Entnahme individueller Proben von jeder Gruppe und die Mittelwertbil-
dung für die Abgasemission zulässig. Es können auch andere Methoden
angewandt werden, die den obigen Methoden nachweislich entsprechen.
Bei der Berechnung der Abgasemissionen ist der gesamte Abgasmas-
sendurchsatz des Motors zugrunde zu legen.
Ist der Motor mit einer Anlage zur Abgasnachbehandlung versehen, so
muß die Abgasprobe hinter dieser Anlage entnommen werden.
3.4.2. Verdünntes Abgas (beim ETC vorgeschrieben, beim ESC wahlfrei)
Das Auspuffrohr zwischen dem Motor und dem Vollstromverdünnungs-
system muß den Bestimmungen von Anhang V Abschnitt 2.3.1, EP,
entsprechen.
Die Sonde(n) für die Entnahme der gasförmigen Emissionen muß
(müssen) im Verdünnungstunnel an einer Stelle angebracht sein, wo
Verdünnungsluft und Abgas gut vermischt sind, und sich nahe der
Partikel-Probenahmesonde befinden.
Beim ETC kann die Probenahme nach zwei Methoden erfolgen:
— die Schadstoffproben werden über den gesamten Zyklus hinweg in
einen Probenahmebeutel geleitet und nach Abschluß der Prüfung
gemessen;
— die Schadstoffproben werden über den gesamten Zyklus hinweg
fortlaufend entnommen und integriert; für HC und NOxist diese
Methode vorgeschrieben.
4. PARTIKELBESTIMMUNG
Die Bestimmung der Partikel erfordert ein Verdünnungssystem. Die
Verdünnung kann mit einem Teilstrom- (nur ESC) oder Vollstromver-
dünnungssystem (bei ETC vorgeschrieben) erfolgen. Die
Durchflußleistung des Verdünnungssystems muß so groß sein, daß
keine Wasserkondensation im Verdünnungs- und Probenahmesystem
auftritt und daß die Temperatur des verdünnten Abgases unmittelbar
oberhalb der Filterhalter auf oder unter 325 K (52 ºC) gehalten werden
kann. Bei hoher Luftfeuchtigkeit ist es zulässig, die Verdünnungsluft
vor Eintritt in das Verdünnungssystem zu entfeuchten. Die Temperatur
der Verdünnungsluft muß 298 K ± 5 K (25 ºC ± 5 ºC) betragen. Bei
einer Umgebungstemperatur von weniger als 293 K (20 ºC) wird ein
Vorheizen der Verdünnungsluft über den Temperaturgrenzwert von
303 K (30 ºC) hinaus empfohlen. Jedoch darf die Temperatur der
Verdünnungsluft vor der Einleitung des Abgases in den Verdünnungs-
tunnel 325 K (52 ºC) nicht überschreiten.
Das Teilstromverdünnungssystem muß so beschaffen sein, daß eine
Teilung des Abgasstroms erfolgt, wobei der kleinere Teil mit Luft
verdünnt und anschließend zur Partikelmessung verwendet wird.
Demzufolge ist eine sehr genaue Bestimmung des Verdünnungsver-
hältnisses erforderlich. Es können verschiedene Teilungsmethoden
verwendet werden, wobei die Art der Teilung wesentlichen Einfluß auf
die zu verwendenden Probenahmegeräte und -verfahren hat (Anhang V
Abschnitt 2.2). Die Partikel-Probenahmesonde muß in der Nähe der
Probenahmesonde für die gasförmigen Emissionen sowie entsprechend
Abschnitt 3.4.1 angebracht sein.
Zur Bestimmung der Partikelmasse werden ein Partikel-Probenahmesy-
stem, Partikel-Probenahmefilter, eine Mikrogramm-Waage und eine
Wägekammer mit kontrollierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit
benötigt.
Bei der Partikel-Probenahme ist die Einzelfiltermethode anzuwenden,
bei der für alle Prüfphasen des Prüfzyklus ein Filterpaar verwendet1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 105
▼M3
wird (siehe Abschnitt 4.1.3). Bei der ESC-Prüfung muß während der
Probenahmephase der Prüfung stark auf die Sammelzeiten und die
Durchsätze geachtet werden.
4.1.Partikel-Probenahmefilter
4.1.1. Spezifikation der Filter
Es werden fluorkohlenstoffbeschichtete Glasfaserfilter oder Fluorkoh-
lenstoffmembranfilter benötigt. Bei allen Filtertypen muß der
Abscheidegrad von 0,3 µm DOP (Dioctylphthalat) bei einer Anströmge-
schwindigkeit des Gases zwischen 35 und 80 cm/s mindestens 95 %
betragen.
4.1.2. Filtergröße
Die Partikelfilter müssen einen Mindestdurchmesser von 47 mm haben
(37 mm wirksamer Durchmesser). Filter mit größerem Durchmesser
sind zulässig (Abschnitt 4.1.5).
4.1.3. Haupt- und Nachfilter
Die verdünnten Abgase werden während der Prüffolge durch ein hinter-
einander angeordnetes Filterpaar (Hauptfilter und Nachfilter) geleitet.
Das Nachfilter darf nicht weiter als 100 mm hinter dem Hauptfilter
liegen und dieses nicht berühren. Die Filter können getrennt oder paar-
weise — die beaufschlagten Seiten einander zugekehrt — gewogen
werden.
4.1.4. Filteranströmgeschwindigkeit
Es muß eine Gasanströmgeschwindigkeit durch das Filter von 35 bis
80 cm/s erreicht werden. Die Steigerung des Druckabfalls zwischen
Beginn und Ende der Prüfung darf 25 kPa nicht überschreiten.
4.1.5. Filterbeladung
Die empfohlene minimale Filterbeladung beträgt 0,5 mg/1 075 mm2
wirksamer Filterbereich. Die Werte für die gebräuchlichsten
Filtergrößen sind in Tabelle 9 enthalten.
Tabelle 9
Empfohlene Filterbeladung
Filterdurchmesser
(mm)Empfohlener Durch-
messer des wirksamen
Filterbereichs
(mm)Empfohlene minimale
Filterbeladung
(mg)
47 37 0,5
70 60 1,3
90 80 2,3
110 100 3,6
4.2.Spezifikation der Wägekammer und der Analysenwaage
4.2.1. Bedingungen für die Wägekammer
Die Temperatur der Kammer (oder des Raumes), in der (dem) die Parti-
kelfilter konditioniert und gewogen werden, ist während der gesamten
Dauer des Konditionierungs- und Wägevorgangs auf 295 K ± 3 K
(22 ºC ± 3 ºC) zu halten. Die Luftfeuchtigkeit ist auf einem Taupunkt
von 282,5 K ± 3 K (9,5 ºC ± 3 ºC) und auf einer relativen Feuchtigkeit
von 45 ± 8 % zu halten.
4.2.2. Vergleichsfilterwägung
Die Umgebungsluft der Wägekammer (oder des Wägeraums) muß frei
von jeglichen Schmutzstoffen (beispielsweise Staub) sein, die sich
während der Stabilisierung der Partikelfilter auf diesen absetzen
könnten. Störungen der in Abschnitt 4.2.1 dargelegten Spezifikationen
für den Wägeraum sind zulässig, wenn ihre Dauer 30 Minuten nichtüberschreitet. Der Wägeraum soll den vorgeschriebenen Spezifikationen
entsprechen, ehe das Personal ihn betritt. Wenigstens zwei unbenutzte
Vergleichsfilter oder Vergleichsfilterpaare sind vorzugsweise gleich-
zeitig mit den Probenahmefiltern (oder Filterpaaren) zu wiegen,
höchstens jedoch in einem Abstand von vier Stunden zu diesen. Die1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 106
▼M3
Vergleichsfilter müssen dieselbe Größe haben und aus demselben Mate-
rial bestehen wie die Probenahmefilter.
Wenn sich das Durchschnittsgewicht der Vergleichsfilter(-paare)
zwischen den Wägungen der Probenahmefilter um mehr als ± 5 %
(± 7,5 % je Filterpaar) der empfohlenen minimalen Filterbeladung
(Abschnitt 4.1.5) ändert, sind alle Probenahmefilter zu entfernen, und
die Abgasemissionsprüfung ist zu wiederholen.
Wenn die in Abschnitt 4.2.1 angegebenen Stabilitätskriterien für den
Wägeraum nicht erfüllt sind, aber bei der Wägung des Vergleichsfilters
(-filterpaares) die obigen Kriterien eingehalten wurden, kann der Moto-
renhersteller entweder die ermittelten Gewichte der Probenahmefilter
anerkennen oder die Prüfungen für ungültig erklären, wobei das
Kontrollsystem des Wägeraums zu justieren und die Prüfung zu wieder-
holen ist.
4.2.3. Analysenwaage
Die zur Bestimmung der Gewichte sämtlicher Filter benutzte Analysen-
waage muß eine Genauigkeit (Standardabweichung) von 20 µg und eine
Auflösung von 10 µg (1 Stelle = 10 µg) haben. Bei Filtern mit einem
Durchmesser von weniger als 70 mm sind eine Genauigkeit und
Auflösung von 2 µg bzw. 1 µg erforderlich.
4.3.Zusatzbestimmungen für die Partikelmessung
Alle mit den Rohabgasen oder verdünnten Abgasen in Berührung
kommenden Teile des Verdünnungssystems und des Probenahmesy-
stems vom Auspuffrohr bis zum Filterhalter sind so auszulegen, daßdie Ablagerung der Partikel darauf und die Veränderung der Partikel
so gering wie möglich gehalten werden. Alle Teile müssen aus elek-
trisch leitendem Material bestehen, das mit den Bestandteilen der
Abgase nicht reagiert; es muß zur Vermeidung elektrostatischer Effekte
geerdet sein.
5. RAUCHMESSUNG
Im folgenden Abschnitt werden die Spezifikationen für die vorgeschrie-
benen und die fakultativ einsetzbaren Prüfgeräte beschrieben, die für
die ELR-Prüfung zu verwenden sind. Zur Rauchmessung ist ein
Trübungsmesser zu verwenden, der über einen Anzeigemodus für die
Trübung und den Lichtabsorptionskoeffizienten verfügt. Die Trübungs-
anzeige ist nur zur Kalibrierung und zur Überprüfung des
Trübungsmessers zu verwenden. Die Messung der Rauchwerte im Prüf-
zyklus erfolgt im Anzeigemodus des Lichtabsorptionskoeffizienten.
5.1.Allgemeine Vorschriften
Bei der ELR-Prüfung ist die Anwendung eines Systems zur Rauchgas-
messung und Datenverarbeitung vorgeschrieben, das aus drei
funktionellen Einheiten besteht. Diese Einheiten können zu einem
einzigen Bauteil vereint oder miteinander zu einem System verbunden
werden. Es handelt sich um folgende drei Einheiten:
— einen Trübungsmesser, der den Spezifikationen von Anhang V
Abschnitt 3 entspricht;
— eine Datenverarbeitungseinheit, die die in Anhang III, Anlage 1
Abschnitt 6 beschriebenen Funktionen ausführen kann;
— einen Drucker und/oder ein elektronisches Speichermedium zur
Aufzeichnung und Ausgabe der benötigten Rauchwerte nach
Anhang III Anlage 1 Abschnitt 6.3.
5.2.Spezifische Vorschriften
5.2.1. Linearität
Die Linearität muß ± 2 % Trübung betragen.
5.2.2. Nullpunktdrift
Die Nullpunktdrift während eines Zeitraums von einer Stunde darf ± 1 %
Trübung nicht überschreiten.
5.2.3. Anzeige und Meßbereich des Trübungsmessers
Bei Anzeige der Trübung muß der Meßbereich 0—100 % Trübung und
die Anzeigegenauigkeit 0,1 % Trübung betragen. Bei Anzeige des Lich-
tabsorptionskoeffizienten muß der Meßbereich 0—30 m
−11988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 107
▼M3
Lichtabsorptionskoeffizient und die Anzeigegenauigkeit 0,01 m−1Lich-
tabsorptionskoeffizient betragen.
5.2.4. Ansprechzeit der Instrumente
Die physikalische Ansprechzeit des Trübungsmessers darf 0,2 s nicht
überschreiten. Die physikalische Ansprechzeit ist die zeitliche Differenzzwischen dem Erreichen von 10 % und 90 % des Zeigervollausschlags
durch den Ausgabewert eines Schnellreaktionsempfängers, wenn sich
die Trübung des zu messenden Gases in weniger als 0,1 s ändert.
Die elektrische Ansprechzeit des Trübungsmessers darf 0,05 s nicht
überschreiten. Die elektrische Ansprechzeit ist die zeitliche Differenz
zwischen dem Erreichen von 10 % und 90 % des Skalenendwerts durch
den Ausgabewert des Trübungsmessers, wenn die Lichtquelle in
weniger als 0,01 s unterbrochen wird oder völlig verlischt.
5.2.5. Neutralfilter
Wird bei der Kalibrierung des Trübungsmessers, bei Linearitätsmes-
sungen oder bei der Meßbereichseinstellung ein Neutralfilter
verwendet, so muß sein Wert mit einer Genauigkeit von 1,0 % der
Trübung bekannt sein. Der Nennwert des Filters ist mindestens einmal
jährlich auf seine Genauigkeit hin zu überprüfen, wobei ein auf eine
nationale oder internationale Norm zurückzuführendes Bezugsfilter zu
verwenden ist.
Neutralfilter sind Präzisionsinstrumente, die bei der Verwendung leicht
beschädigt werden können. Die Handhabung sollte auf ein Mindestmaß
beschränkt werden und, falls sie unumgänglich ist, mit Sorgfalt
erfolgen, um Kratzer und Verschmutzungen des Filters zu vermeiden.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 108
▼M3
Anlage 5
KALIBRIERVERFAHREN
1. KALIBRIERUNG DER ANALYSEGERÄTE
1.1.Einleitung
Jedes Analysegerät ist so oft wie nötig zu kalibrieren, damit es den in
dieser Richtlinie festgelegten Anforderungen an die Genauigkeit
entspricht. Das bei den Analysegeräten nach Anhang III Anlage 4
Abschnitt 3 sowie Anhang V Abschnitt 1 anzuwendende Kalibrierver-
fahren ist in diesem Abschnitt beschrieben.
1.2.Kalibriergase
Die Haltbarkeitsdauer aller Kalibriergase ist zu beachten.
Das vom Hersteller angegebene Verfallsdatum der Kalibriergase ist
aufzuzeichnen.
1.2.1. Reine Gase
Die erforderliche Reinheit der Gase ergibt sich aus den untenstehenden
Grenzwerten der Verunreinigung. Folgende Gase müssen verfügbar
sein:
Gereinigter Stickstoff
(Verunreinigung ≤1 ppm C1, ≤1 ppm CO, ≤400 ppm CO2,
≤0,1 ppm NO)
Gereinigter Sauerstoff
(Reinheitsgrad > 99,5 Vol.-% O2)
Wasserstoff-Helium-Gemisch
(40 ± 2 % Wasserstoff, Rest Helium)(Verunreinigung ≤1 ppm C1, ≤400 ppm CO
2)
Gereinigte synthetische Luft
(Verunreinigung ≤1 ppm C1, ≤1 ppm CO, ≤400 ppm CO2,
≤0,1 ppm NO)
(Sauerstoffgehalt 18-21 Vol.-%)
Gereinigtes Propan oder CO bei der CVS-Überprüfung.
1.2.2. Kalibrier- und Meßgase
Gasgemische mit folgender chemischer Zusammensetzung müssen
verfügbar sein:
C3H8und gereinigte synthetische Luft (siehe Nummer 1.2.1);
CO und gereinigter Stickstoff;NO
xund gereinigter Stickstoff (die in diesem Kalibriergas enthaltene
NO2-Menge darf 5 % des NO-Gehalts nicht übersteigen);
CO2und gereinigter Stickstoff
CH4und gereinigte synthetische Luft,
C2H6und gereinigte synthetische Luft.
Anmerkung: Andere Gaskombinationen sind zulässig, sofern die Gase
nicht miteinander reagieren.
Die tatsächliche Konzentration eines Kalibriergases muß innerhalb von
± 2 % des Nennwerts liegen. Alle Kalibriergaskonzentrationen sind als
Volumenanteil auszudrücken (Volumenprozent oder ppm als Volumen-
anteil).
Die zur Kalibrierung verwendeten Gase können auch mit Hilfe eines
Gasteilers, durch Zusatz von gereinigtem N2oder durch Zusatz von
gereinigter synthetischer Luft gewonnen werden. Die Mischvorrichtung
muß so ausgelegt sein, daß die Konzentrationen der Kalibriergasgemi-
sche mit einer Genauigkeit von ± 2 % bestimmt werden können.
1.3.Einsatz der Analyse- und Probenahmegeräte
Bei Einsatz der Analysegeräte sind die Anweisungen der Geräteher-
steller für die Inbetriebnahme und den Betrieb zu beachten. Die in den1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 109
▼M3
Abschnitten 1.4 bis 1.9 angegebenen Mindestanforderungen sind einzu-
halten.
1.4.Dichtheitsprüfung
Das System ist einer Dichtheitsprüfung zu unterziehen. Die Sonde ist
aus der Abgasanlage zu entfernen, und deren Ende ist zu verschließen.
Die Pumpe des Analysegerätes ist einzuschalten. Nach einer vorange-
gangenen Stabilisierungsphase müssen alle Durchflußmesser Null
anzeigen. Ist dies nicht der Fall, so sind die Entnahmeleitungen zu über-
prüfen, und der Fehler ist zu beheben.
Die maximal zulässige Undichtheitsrate auf der Unterdruckseite beträgt
0,5 % des tatsächlichen Durchsatzes für den geprüften Teil des
Systems. Die Analysatoren- und Bypass-Durchsätze können zur
Schätzung der tatsächlichen Durchsätze verwendet werden.
Eine weitere Methode ist die Schrittänderung der Konzentration am
Anfang der Probenahmeleitung durch Umstellung von Null- auf Kali-
briergas. Zeigt der Ablesewert nach einem ausreichend langen
Zeitraum eine im Vergleich zur eingeführten Konzentration geringere
Konzentration an, so deutet dies auf Probleme mit der Kalibrierung
oder Dichtheit hin.
1.5.Kalibrierverfahren
1.5.1. Geräteschrank
Sämtliche Geräte sind zu kalibrieren, und die Kalibrierkurven sind mit
Hilfe von Kalibriergasen zu überprüfen. Der Gasdurchsatz muß der
gleiche wie bei der Probenahme sein.
1.5.2. Aufheizzeit
Die Aufheizzeit richtet sich nach den Empfehlungen des Herstellers.
Sind dazu keine Angaben vorhanden, so wird für das Aufheizen der
Analysegeräte eine Mindestzeit von zwei Stunden empfohlen.
1.5.3. NDIR- und HFID-Analysatoren
Der NDIR-Analysator muß erforderlichenfalls abgeglichen und die
Flamme des HFID-Analysators optimiert werden (Abschnitt 1.8.1).
1.5.4. Kalibrierung
Jeder bei normalem Betrieb verwendete Meßbereich ist zu kalibrieren.Die CO-, CO
2-, NOx-, und HC-Analysatoren sind unter Verwendung
von gereinigter synthetischer Luft (oder Stickstoff) auf Null einzu-
stellen.
Die entsprechenden Kalibriergase sind in die Analysatoren einzuleiten
und die Werte aufzuzeichnen, und die Kalibrierkurve ist gemäß
Nummer 1.5.5 zu ermitteln.
Die Nulleinstellung ist nochmals zu überprüfen und das Kalibrierver-
fahren erforderlichenfalls zu wiederholen.
1.5.5. Ermittlung der Kalibrierkurve
1.5.5.1. Allgemeine Hinweise
Die Kalibrierkurve des Analysegerätes wird mit Hilfe von mindestens
fünf Kalibrierpunkten (außer Null) ermittelt, die in möglichst gleichen
Abständen angeordnet sein sollen. Der Nennwert der höchsten Konzen-
tration darf nicht weniger als 90 % des Skalenendwerts betragen.
Die Kalibrierkurve wird nach der Fehlerquadratmethode berechnet.
Falls der sich ergebende Grad des Polynoms größer als 3 ist, muß die
Zahl der Kalibrierpunkte (einschließlich Null) mindestens gleich diesem
Grad plus 2 sein.
Die Kalibrierkurve darf höchstens um ± 2 % vom Nennwert jedes Kali-
brierpunktes und höchstens um ± 1 % des Skalenendwerts bei Null
abweichen.
Anhand der Kalibrierkurve und der Kalibrierpunkte kann festgestellt
werden, ob die Kalibrierung richtig durchgeführt wurde. Die verschie-
denen Kenndaten des Analysegeräts sind anzugeben, insbesondere
— Meßbereich
— Empfindlichkeit
— Datum der Kalibrierung.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 110
▼M3
1.5.5.2. Kalibrierung bei weniger als 15 % des Skalenendwerts
Die Kalibrierkurve des Analysegerätes wird mit Hilfe von mindestens
vier zusätzlichen, nominell im gleichen Abstand voneinander angeord-
neten Kalibrierpunkten (außer Null) ermittelt, die unterhalb von 15 %
des Skalenendwerts liegen.
Die Kalibrierkurve wird nach der Fehlerquadratmethode berechnet.
Die Kalibrierkurve darf vom Nennwert jedes Kalibrierpunktes
höchstens um ± 4 % und vom Skalenendwert bei Null um höchstens
± 1 % abweichen.
Diese Bestimmungen gelten nicht bei einem Skalenendwert von bis zu
155 ppm.
1.5.5.3. Andere Methoden
Wenn nachgewiesen werden kann, daß sich mit anderen Methoden (z.
B. Computer, elektronisch gesteuerter Bereichsumschalter) die gleiche
Genauigkeit erreichen läßt, so dürfen auch diese benutzt werden.
1.6.Überprüfung der Kalibrierung
Jeder bei normalem Betrieb verwendete Betriebsbereich ist vor jeder
Analyse wie folgt zu überprüfen:
Die Kalibrierung wird unter Verwendung eines Nullgases und eines
Kalibriergases überprüft, dessen Nennwert mehr als 80 % des Skalen-
endwerts des Meßbereichs beträgt.
Weicht bei den beiden untersuchten Punkten der ermittelte Wert um
höchstens ± 4 % des Skalenendwerts vom angegebenen Bezugswert
ab, so können die Einstellparameter geändert werden. Sollte dies nicht
der Fall sein, so ist eine neue Kalibrierkurve nach den Vorschriften von
Abschnitt 1.5.5 zu ermitteln.
1.7.Prüfung der Wirksamkeit des NOx-Konverters
Der Wirkungsgrad des Konverters, der zur Umwandlung von NO2in
NO verwendet wird, ist gemäß den Abschnitten 1.7.1 bis 1.7.8 zu
bestimmen (Abbildung 6).
1.7.1. Prüfanordnung
Der Wirkungsgrad des Konverters kann mit Hilfe eines Ozongenerators
entsprechend der in Abbildung 6 (siehe auch Anhang III Anlage 4
Abschnitt 3.3.5) dargestellten Prüfanordnung nach dem folgenden
Verfahren bestimmt werden.
1.7.2. Kalibrierung
Der CLD und der HCLD sind in dem am meisten verwendeten Meßbe-
reich nach den Angaben des Herstellers unter Verwendung von Null-
und Kalibriergas (dessen NO-Gehalt ungefähr 80 % des Meßbereichs
entsprechen muß; die NO2-Konzentration des Gasgemischs muß
weniger als 5 % der NO-Konzentration betragen) zu kalibrieren. Der
NOx-Analysator muß auf den NO-Betriebszustand eingestellt sein, so
daß das Kalibriergas nicht durch den Konverter strömt. Die angezeigte
Konzentration ist aufzuzeichnen.
1.7.3. Berechnung
Der Wirkungsgrad des NOx-Konverters wird wie folgt berechnet:
Wirkungsgrad % ðÞ ¼1þa/C0b
c/C0d/C18/C19
/C3100
Hierbei bedeuten:
a= N Ox-Konzentration nach Abschnitt 1.7.6
b= N Ox-Konzentration nach Abschnitt 1.7.7
c = NO-Konzentration nach Abschnitt 1.7.4
d = NO-Konzentration nach Abschnitt 1.7.51988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 111
▼M3
1.7.4. Zusatz von Sauerstoff
Über ein T-Verbindungsstück wird dem durchströmenden Gas konti-
nuierlich Sauerstoff oder Nulluft zugesetzt, bis die angezeigte
Konzentration ungefähr 20 % niedriger als die angezeigte Kalibrierkon-
zentration nach Abschnitt 1.7.2 ist. ( Der Analysator befindet sich im
NO-Betriebszustand. ) Die angezeigte Konzentration c ist aufzuzeichnen.
Der Ozongenerator bleibt während des gesamten Vorgangs ausge-
schaltet.
1.7.5. Einschalten des Ozongenerators
Anschließend wird der Ozongenerator eingeschaltet, um so viel Ozon
zu erzeugen, daß die NO-Konzentration auf 20 % (Mindestwert 10 %)
der Kalibrierkonzentration nach Abschnitt 1.7.2 zurückgeht. Die ange-
zeigte Konzentration d ist aufzuzeichnen. ( Der Analysator befindet
sich im NO-Betriebszustand. )
1.7.6. NOx-Betriebszustand
Der NO-Analysator wird dann auf den NOx-Betriebszustand umge-
schaltet, wodurch das Gasgemisch (bestehend aus NO, NO2,O2und
N2) nun durch den Konverter strömt. Die angezeigte Konzentration a
ist aufzuzeichnen. ( Der Analysator befindet sich im NOx-Betriebszu-
stand.)
1.7.7. Ausschalten des Ozongenerators
Danach wird der Ozongenerator ausgeschaltet. Das Gasgemisch nach
Abschnitt 1.7.6 strömt durch den Konverter in den Meßteil. Die ange-
zeigte Konzentration b ist aufzuzeichnen. ( Der Analysator befindet sich
im NOx-Betriebszustand. )
1.7.8. NO-Betriebszustand
Wird bei abgeschaltetem Ozongenerator auf den NO-Betriebszustand
umgeschaltet, so wird auch der Zustrom von Sauerstoff oder syntheti-
scher Luft abgesperrt. Der am Analysegerät angezeigte NOx-Wert darf
dann von dem nach Abschnitt 1.7.2 gemessenen Wert um höchstens
± 5 % abweichen. ( Der Analysator befindet sich im NO-Betriebszu-
stand.)
1.7.9. Prüfabstände
Der Wirkungsgrad des Konverters ist vor jeder Kalibrierung des NOx-
Analysators zu bestimmen.
1.7.10. Vorgeschriebener Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad des Konverters darf nicht geringer als 90 % sein,
doch wird ein über 95 % liegender Wirkungsgrad ausdrücklich
empfohlen.
Anmerkung: Kann der Ozongenerator bei Einstellung des Analysators
auf den am meisten verwendeten Meßbereich keinen
Rückgang von 80 % auf 20 % gemäß Abschnitt 1.7.5
bewirken, so ist der größte Bereich zu verwenden, mit
dem der Rückgang bewirkt werden kann.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 112
▼M3
Abbildung 6
Schematische Darstellung des Gerätes zur Bestimmung des
Wirkungsgrades des NO2-Konverters
1.8.Einstellung des FID
1.8.1. Optimierung des Ansprechverhaltens des Detektors
Der HFID ist nach den Angaben des Geräteherstellers einzustellen. Um
das Ansprechverhalten zu optimieren, ist in dem am meisten verwen-
deten Betriebsbereich ein Kalibriergas aus Propan in Luft zu
verwenden.
Bei einer Einstellung des Kraftstoff- und Luftdurchsatzes, die den
Empfehlungen des Herstellers entspricht, ist ein Kalibriergas von
350 ± 75 ppm C in den Analysator einzuleiten. Das Ansprechverhalten
bei einem bestimmten Kraftstoffdurchsatz ist anhand der Differenz
zwischen dem Kalibriergas-Ansprechen und dem Nullgas-Ansprechen
zu ermitteln. Der Kraftstoffdurchsatz ist inkremental ober- und unter-
halb der Herstellerangabe einzustellen. Das Ansprechverhalten des
Kalibrier- und des Nullgases bei diesen Kraftstoffdurchsätzen ist aufzu-
zeichnen. Die Differenz zwischen dem Kalibrier- und dem Nullgas-
Ansprechen ist in Kurvenform aufzutragen und der Kraftstoffdurchsatz
auf die fette Seite der Kurve einzustellen.
1.8.2. Responsfaktoren für Kohlenwasserstoffe
Der Analysator ist unter Verwendung von Propan in Luft und gerei-
nigter synthetischer Luft entsprechend Abschnitt 1.5 zu kalibrieren.
Die Responsfaktoren sind bei Inbetriebnahme eines Analysegerätes und
später nach wesentlichen Wartungsterminen zu bestimmen. Der
Responsfaktor (Rf) für einen bestimmten Kohlenwasserstoff ist das
Verhältnis des am FID angezeigten C1-Wertes zur Konzentration inder Gasflasche, ausgedrückt in ppm C1.
Die Konzentration des Prüfgases muß so hoch sein, daß ungefähr 80 %
des Skalenendwerts angezeigt werden. Die Konzentration muß mit einer
Genauigkeit von ± 2 %, bezogen auf einen gravimetrischen Normwert,
ausgedrückt als Volumen, bekannt sein. Außerdem muß die Gasflasche
zuvor 24 Stunden lang bei 298 K ± 5 K (25 ºC ± 5 ºC) konditioniert
werden.
Die zu verwendenden Prüfgase und die empfohlenen Responsfaktoren
sind bei
Methan und gereinigter synthetischer Luft 1,00 ≤R
f≤1,15
Propylen und gereinigter synthetischer Luft 0,90 ≤Rf≤1,10
Toluol und gereinigter synthetischer Luft 0,90 ≤Rf≤1,101988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 113
▼M3
Diese Werte sind bezogen auf den Responsfaktor (Rf) von 1,00 für
Propan und gereinigte synthetische Luft.
1.8.3. Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit
Die Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit ist bei Inbetriebnahme
eines Analysegeräts und nach wesentlichen Wartungsterminen vorzu-
nehmen.
Der Responsfaktor ist in Abschnitt 1.8.2 definiert und dementsprechend
zu ermitteln. Das zu verwendende Prüfgas und der empfohlene
Responsfaktor sind bei
Propan und Stickstoff 0,95 ≤Rf≤1,05
Dieser Wert ist bezogen auf einen Responsfaktor (Rf) von 1,00 für
Propan und gereinigte synthetische Luft.
Die Sauerstoffkonzentration in der Brennerluft des FID darf von der
Sauerstoffkonzentration der Brennerluft, die bei der zuletzt durchge-
führten Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit verwendet wurde,
höchstens um ± 1 Mol % abweichen. Ist die Differenz größer, muß die
Sauerstoffquerempfindlichkeit überprüft und der Analysator gegebenen-
falls justiert werden.
1.8.4. Wirkungsgrad des Nicht-Methan-Cutters (NMC, nur für NG-betriebene
Gasmotoren)
Der NMC entfernt die Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe aus der
Gasprobe, indem er alle Kohlenwasserstoffe außer Methan oxidiert. Im
Idealfall beträgt die Umwandlung bei Methan 0 % und bei den anderen
Kohlenwasserstoffen, repräsentiert durch Ethan, 100 %. Um eine
genaue Messung der NMHC zu ermöglichen, sind die beiden Wirkungs-
grade zu bestimmen und zur Berechnung des Massendurchsatzes der
NMHC-Emissionen heranzuziehen (siehe Anhang III Anlage 2
Abschnitt 4.3).
1.8.4.1. Wirkungsgrad gege nüber Methan
Methan-Kalibriergas ist mit und ohne Umgehung des NMC durch den
FID zu leiten, und die beiden Konzentrationen sind aufzuzeichnen. Der
Wirkungsgrad ist wie folgt zu ermitteln:
CEM¼1/C0concw
concw=o
Hierbei bedeuten:
concw= HC-Konzentration bei Durchfluß von CH4durch den
NMC
concw/o= HC-Konzentration bei Umleitung von CH4um den NMC
1.8.4.2. Wirkungsgrad gege nüber Ethan
Ethan-Kalibriergas ist mit und ohne Umgehung des NMC durch den
FID zu leiten, und die beiden Konzentrationen sind aufzuzeichnen. Der
Wirkungsgrad ist wie folgt zu ermitteln:
CEE¼1/C0concw
concw=o
Hierbei bedeuten:
concw= HC-Konzentration bei Durchfluß von C2H6durch den
NMC
concw/o= HC-Konzentration bei Umleitung von C2H6um den NMC
1.9.Querempfindlichkeiten bei CO-, CO2- und NOx-Analysatoren
Die Gase, die neben dem zu analysierenden Gas im Abgas enthalten
sind, können den Ablesewert auf verschiedene Weise beeinflussen.
Eine positive Querempfindlichkeit ergibt sich bei NDIR-Geräten, wenn
das beeinträchtigende Gas dieselbe Wirkung zeigt wie das gemessene
Gas, jedoch in geringerem Maße. Eine negative Querempfindlichkeit
ergibt sich bei NDIR-Geräten, indem das beeinträchtigende Gas die
Absorptionsbande des gemessenen Gases verbreitert, und bei CLD-
Geräten, indem das beeinträchtigende Gas die Strahlung unterdrückt.
Die Prüfungen der Querempfindlichkeit nach den Abschnitten 1.9.11988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 114
▼M3
und 1.9.2 sind vor der Inbetriebnahme des Analysators und nach
wesentlichen Wartungsterminen durchzuführen.
1.9.1. Kontrolle der Querempfindlichkeit des CO-Analysators
Wasser und CO2können die Leistung des CO-Analysators beein-
trächtigen. Daher läßt man ein bei der Prüfung verwendetes CO2-
Kalibriergas mit einer Konzentration von 80 bis 100 % des Skalenend-
werts des bei der Prüfung verwendeten maximalen Betriebsbereichs bei
Raumtemperatur durch Wasser perlen, wobei das Ansprechverhalten
des Analysators aufzuzeichnen ist. Das Ansprechverhalten des Analysa-
tors darf bei Bereichen ab 300 ppm höchstens 1 % des Skalenendwerts
und bei Bereichen unter 300 ppm höchstens 3 ppm betragen.
1.9.2. Kontrollen der Querempfindlichkeit beim NOx-Analysator
Zwei Gase, die bei CLD- (und HCLD-) Analysatoren besonderer
Berücksichtigung bedürfen, sind CO2und Wasserdampf. Die Queremp-
findlichkeit dieser Gase ist ihren Konzentrationen proportional und
erfordert daher Prüftechniken zur Bestimmung der Querempfindlichkeit
bei den während der Prüfung erwarteten Höchstkonzentrationen.
1.9.2.1. Kontrolle der CO2-Querempfindlichkeit
Ein CO2-Kalibriergas mit einer Konzentration von 80 bis 100 % des
Skalenendwerts des maximalen Meßbereichs ist durch den NDIR-
Analysator zu leiten und der CO2-Wert als A aufzuzeichnen. Danach
ist das Gas zu etwa 50 % mit NO-Kalibriergas zu verdünnen und durch
den NDIR und den (H)CLD zu leiten, wobei der CO2-Wert und der
NO-Wert als B bzw. C aufzuzeichnen sind. Das CO2ist abzusperren
und nur das NO-Kalibriergas durch den (H)CLD zu leiten, und der
NO-Wert ist als D aufzuzeichnen.
Die Querempfindlichkeit, die nicht größer als 3 % des Skalenendwerts
sein darf, wird wie folgt berechnet:
% Querempfindlichkeit ¼1/C0C/C3A ðÞ
D/C3A ðÞ /C0 D/C3B ðÞ/C18/C19/C20/C21
/C3100
Hierbei bedeuten:
A = die mit dem NDIR gemessene Konzentration des unverdünnten
CO2in %
B = die mit dem NDIR gemessene Konzentration des verdünnten
CO2in %
C = die mit dem (H)CLD gemessene Konzentration des verdünnten
NO in ppm
D = die mit dem (H)CLD gemessene Konzentration des unverdünnten
NO in ppm
Es können andere Methoden zur Verdünnung und Quantifizierung von
CO2- und NO-Kalibriergas wie beispielsweise dynamisches Mischen
verwendet werden.
1.9.2.2. Kontrolle der Wasserdampf-Querempfindlichkeit
Diese Überprüfung gilt nur für Konzentrationsmessungen des feuchten
Gases. Bei der Berechnung der Wasserdampf-Querempfindlichkeit ist
die Verdünnung des NO-Kalibriergases mit Wasserdampf und die
Skalierung der Wasserdampfkonzentration des Gemischs im Vergleich
zu der während der Prüfung erwarteten Konzentration zu berücksich-
tigen.
Ein NO-Kalibriergas mit einer Konzentration von 80 bis 100 % des
Skalenendwerts des normalen Betriebsbereichs ist durch den (H)CLD
zu leiten und der NO-Wert als D aufzuzeichnen. Das NO-Gas muß bei
Raumtemperatur durch Wasser perlen und durch den (H)CLD geleitet
werden, und der NO-Wert ist als C aufzuzeichnen. Der absolute
Betriebsdruck des Analysators und die Wassertemperatur sind zubestimmen und als E bzw. F aufzuzeichnen. Der Sättigungsdampfdruck
des Gemischs, der der Temperatur des Wassers in der Waschflasche F
entspricht, ist zu bestimmen und als G aufzuzeichnen. Die Wasser-
dampfkonzentration (H, in %) des Gemischs ist wie folgt zu berechnen:
H = 100 * (G/E)
Die erwartete Konzentration (De) des verdünnten NO-Kalibriergases (in
Wasserdampf) ist wie folgt zu berechnen:1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 115
▼M3
De = D * (1 − H/100)
Bei Dieselabgasen ist die maximale bei der Prüfung erwartete Wasser-
dampfkonzentration im Abgas (Hm, in %) anhand der Konzentration
des unverdünnten CO2-Kalibriergases (A, wie in Abschnitt 1.9.2.1
gemessen)—ausgehend von einem Atomverhältnis H/C des Kraftstoffs
von 1,8 zu 1—wie folgt zu schätzen:
Hm = 0,9 * A
Die Wasserdampf-Querempfindlichkeit, die nicht größer als 3 % sein
darf, ist wie folgt zu berechnen:
% Querempfindlichkeit = 100 * ((De − C)/De) * (Hm/H)
Hierbei bedeuten:De = erwartete Konzentration des verdünnten NO in ppm
C = Konzentration des verdünnten NO in ppm
Hm = maximale Wasserdampfkonzentration in %
H = tatsächliche Wasserdampfkonzentration in %
Anmerkung: Es ist darauf zu achten, daß das NO-Kalibriergas bei
dieser Überprüfung eine minimale NO
2-Konzentration
aufweist, da die Absorption von NO2in Wasser bei den
Querempfindlichkeitsberechnungen nicht berücksichtigt
wurde.
1.10.Abstände zwischen den Kalibrierungen
Die Analysatoren sind mindestens alle drei Monate sowie nach jeder
Reparatur des Systems oder Veränderung, die die Kalibrierung beein-
flussen könnte, entsprechend Abschnitt 1.5 zu kalibrieren.
2. KALIBRIERUNG DES CVS-SYSTEMS
2.1.Allgemeines
Das CVS-System wird mit einem Präzisionsdurchflußmesser, der auf
nationale oder internationale Normen zurückzuführen ist, und einem
Durchflußregler kalibriert. Der Durchfluß im System wird bei verschie-
denen Druckwerten gemessen, ebenso werden die Regelkenngrößen des
Systems ermittelt und ins Verhältnis zu den Durchflüssen gesetzt.
Es können mehrere Typen von Durchflußmessern verwendet werden,
z.B. kalibriertes Venturi-Rohr, kalibrierter Laminardurchflußmesser,
kalibrierter Flügelraddurchflußmesser.
2.2.Kalibrierung der Verdrängerpumpe (PDP)
Sämtliche Kennwerte der Pumpe werden gleichzeitig mit den Kenn-
werten des Durchflußmessers gemessen, der mit der Pumpe in Reihe
geschaltet ist. Danach kann die Kurve des berechneten Durchflusses
(ausgedrückt in m3/min am Pumpeneinlaß bei absolutem Druck und
absoluter Temperatur) als Korrelationsfunktion aufgezeichnet werden,
die einer bestimmten Kombination von Pumpenkennwerten entspricht.
Die lineare Gleichung, die das Verhältnis zwischen dem Pumpendurch-
satz und der Korrelationsfunktion ausdrückt, wird sodann aufgestellt.
Hat die Pumpe des CVS-Systems mehrere Antriebsgeschwindigkeiten,
so muß für jede verwendete Geschwindigkeit eine Kalibrierung vorgen-
ommen werden. Während der Kalibrierung ist eine gleichbleibende
Temperatur zu gewährleisten.
2.2.1. Analyse der Ergebnisse
Die Luftdurchflußmenge (Qs) an jeder Drosselstelle (mindestens 6 Dros-
selstellen) wird nach den Angaben des Herstellers aus den Meßwerten
des Durchflußmessers in m3/min ermittelt. Die Luftdurchflußmenge
wird dann auf den Pumpendurchsatz (V0)i nm3je Umdrehung bei abso-
luter Temperatur und absolutem Druck am Pumpeneinlaß umgerechnet:
V0¼Qs
n/C3T
273/C3101 ;3
pA1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 116
▼M3
Hierbei bedeuten:
Qs= Luftdurchflußmenge bei Normzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s
T = Temperatur am Pumpeneinlaß, K
pA= absoluter Druck am Pumpeneinlaß (pB-p1), kPa
n = Pumpendrehzahl, min−1
Zur Kompensierung der gegenseitigen Beeinflussung der Druckschwan-
kungen mit der Pumpendrehzahl und der Verlustrate der Pumpe wird
die Korrelationsfunktion (X0) zwischen der Pumpendrehzahl, der
Druckdifferenz zwischen Ein- und Auslaß der Pumpe und dem abso-
luten Druck am Pumpenauslaß wie folgt berechnet:
X0¼1
n/C3ﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃ
∆pp
pAs
Hierbei bedeuten:
∆pp= Druckdifferenz zwischen Pumpeneinlaß und Pumpenauslaß,
kPa
pA= absoluter Druck am Pumpenauslaß, kPa
Mit der Methode der kleinsten Quadrate wird eine lineare Anpassung
vorgenommen, um nachstehende Kalibriergleichungen zu erhalten:
V0=D0−m*( X0)
D0und m sind die Konstanten für den Achsabschnitt und die Steigung.
Hat das CVS-System mehrere Betriebsgeschwindigkeiten, so muß für
jede Pump-Geschwindigkeit eine Kalibrierung vorgenommen werden.
Die für diese Geschwindigkeiten erzielten Kalibrierkurven müssen inetwa parallel sein, und die Ordinatenwerte (D
0) müssen größer werden,
wenn der Durchsatzbereich der Pumpe kleiner wird.
Die mit Hilfe der Gleichung berechneten Werte dürfen nicht mehr als
± 0,5 % vom gemessenen Wert V0abweichen. Der Wert m ist je nach
Pumpe verschieden. Im Laufe der Zeit bewirkt der Partikelzustrom eine
Abnahme der Verlustrate der Pumpe, die sich in niedrigeren Werten für
m niederschlägt. Daher muß die Kalibrierung bei Inbetriebnahme der
Pumpe, nach größeren Wartungsarbeiten sowie dann erfolgen, wenn
bei der Überprüfung des Gesamtsystems (Abschnitt 2.4) eine Verände-
rung der Verlustrate festgestellt wird.
2.3.Kalibrierung des Venturi-Rohrs mit kritischer Strömung (CFV)
Bei der Kalibrierung des CVF bezieht man sich auf die Durchflußglei-
chung für ein Venturi-Rohr mit kritischer Strömung. Wie unten
dargestellt, ist die Gasdurchflußmenge eine Funktion des Eintrittsdrucks
und der Eintrittstemperatur:
Qs¼Kv/C3pAﬃﬃﬃ
Tp
Hierbei bedeuten:
Kv= Kalibrierkoeffizient
pA= absoluter Druck am Eintritt des Venturi-Rohrs, kPa
T = Temperatur am Eintritt des Venturi-Rohrs, K
2.3.1. Analyse der Ergebnisse
Die Luftdurchflußmenge (Qs) an jede Drosselstelle (mindestens 8 Dros-
selstellen) wird nach den Angaben des Herstellers aus den Meßwerten
des Durchflußmessers in m3/min ermittelt. Der Kalibrierkoeffizient ist
anhand der Kalibrierdaten für jede Drosselstelle wie folgt zu berechnen:
Kv¼Qs/C3ﬃﬃﬃ
Tp
pA
Hierbei bedeuten:
Qs= Luftdurchflußmenge bei Normzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s
T = Temperatur am Eintritt des Venturi-Rohrs, K1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 117
▼M3
pA= absoluter Druck am Eintritt des Venturi-Rohrs, kPa
Zur Bestimmung des Bereichs der kritischen Strömung ist eine Kurve
Kvin Abhängigkeit vom Druck am Eintritt des Venturi-Rohrs aufzu-
nehmen. Bei kritischer (gedrosselter) Strömung ist Kvrelativ konstant.
Fällt der Druck (d.h. bei wachsendem Unterdruck), so wird das
Venturi-Rohr frei, und Kvnimmt ab; dies ist ein Anzeichen dafür, daß
der Betrieb des CFV außerhalb des zulässigen Bereichs erfolgt.
Bei einer Mindestanzahl von 8 Drosselstellen im kritischen Bereich sind
der Mittelwert von Kvund die Standardabweichung zu berechnen. Die
Standardabweichung darf ± 0,3 % des Mittelwerts von KVnicht über-
schreiten.
2.4.Überprüfung des Gesamtsystems
Die Gesamtgenauigkeit des CVS-Entnahmesystems und des Analysesy-
stems wird ermittelt, indem eine bekannte Menge luftverunreinigenden
Gases in das System eingeführt wird, wenn dieses normal in Betrieb ist.
Der Schadstoff wird analysiert und die Masse nach Anhang III Anlage
2 Abschnitt 4.3. berechnet, allerdings ist anstelle von 0,000479 für HC
bei Propan ein Faktor von 0,000472 zu verwenden. Es ist eines der
folgenden zwei Verfahren zu verwenden.
2.4.1. Messung mit einer Meßblende für kritische Strömung
Durch eine kalibrierte Meßblende für kritische Strömung wird eine
bekannte Menge reinen Gases (Kohlenmonoxid oder Propan) in das
CVS-System eingeführt. Ist der Eintrittsdruck groß genug, so ist die
von der Meßblende eingestellte Durchflußmenge unabhängig vom
Austrittsdruck der Meßblende (Bedingung für kritische Strömung). Das
CVS-System wird wie für eine normale Prüfung der Abgasemissionen 5
bis 10 Minuten lang betrieben. Eine Gasprobe wird mit dem normaler-
weise verwendeten Gerät analysiert (Beutel oder Integrationsmethode)
und die Masse des Gases berechnet. Die auf diese Weise ermittelte
Masse muß ± 3 % der bekannten Masse des eingespritzten Gases
betragen.
2.4.2. Messung mit einem gravimetrischen Verfahren
Es ist eine kleine mit Kohlenmonoxid oder Propan gefüllte Flasche zu
verwenden, deren Masse auf ± 0,01 g zu ermitteln ist. Danach wird das
CVS-System 5 bis 10 Minuten lang wie für eine normale Prüfung zur
Bestimmung der Abgasemissionen betrieben, wobei Kohlenmonoxid
oder Propan in das System eingeführt wird. Die abgegebene Menge
reinen Gases wird durch Messung der Massendifferenz ermittelt. Eine
Gasprobe wird mit einem normalerweise verwendeten Gerät analysiert
(Beutel oder Integrationsmethode) und die Masse des Gases berechnet.
Die auf diese Weise ermittelte Masse muß ± 3 % der bekannten Masse
des eingespritzten Gases betragen.
3. KALIBRIERUNG DES PARTIKELMESSYSTEMS3.1.Einleitung
Jedes Gerät ist so oft wie nötig zu kalibrieren, damit es den in dieser
Richtlinie festgelegten Anforderungen an die Genauigkeit entspricht.
Das bei den Geräten nach Anhang III Anlage 4 Abschnitt 4 und
Anhang V Abschnitt 2 anzuwendende Kalibrierverfahren ist in diesem
Abschnitt beschrieben.
3.2.Messung des Durchsatzes
Die Kalibrierung der Gasdurchsatzmesser oder Durchflußmengenmeß-
geräte muß auf nationale und/oder internationale Normen zurückzu-
führen sein. Die Anzeigegenauigkeit für den gemessenen Wert muß
± 2 % betragen.
Wird der Gasdurchsatz durch Differenzdruckmessung bestimmt, so darf
der Fehler der Differenz höchstens so groß sein, daß die Genauigkeit
von G
EDFinnerhalb einer Toleranz von ± 4 % liegt (siehe auch Anhang
V Abschnitt 1.2.1.1, EGA) liegt. Die Berechnung kann durch Bilden
des quadratischen Mittelwerts der Fehler des jeweiligen Geräts erfolgen.
3.3.Überprüfung der Teilstrombedingungen
Der Bereich der Abgasgeschwindigkeit und der Druckschwankungen ist
zu überprüfen und erforderlichenfalls entsprechend den Vorschriften in
Anhang V Abschnitt 2.2.1, EP, einzustellen.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 118
▼M3
3.4.Abstände zwischen den Kalibrierungen
Die Durchflußmengenmeßgeräte sind mindestens alle drei Monate
sowie nach Reparaturen und Veränderungen des Systems, die die Kali-
brierung beeinflussen könnten, zu kalibrieren.
4. KALIBRIERUNG DER GERÄTE FÜR DIE RAUCHMESSUNG4.1.Einleitung
Der Trübungsmesser ist so oft wie nötig zu kalibrieren, damit er den in
dieser Richtlinie festgelegten Anforderungen an die Genauigkeit
entspricht. Das bei den Geräten nach Anhang III Anlage 4, Abschnitt
5 sowie Anhang V Abschnitt 3 anzuwendende Kalibrierverfahren ist in
diesem Abschnitt beschrieben.
4.2.Kalibrierverfahren
4.2.1. Aufheizzeit
Der Trübungsmesser ist nach den Angaben des Herstellers aufzuheizen
und zu stabilisieren. Ist der Trübungsmesser mit einem Spülluftsystem
versehen, das die Meßkammerfenster von Ruß freihält, so sollte auch
dieses System entsprechend den Empfehlungen des Herstellers in
Betrieb genommen und justiert werden.
4.2.2. Ermittlung der Linearität
Die Linearität des Trübungsmessers ist bei eingestellter Trübungsan-
zeige entsprechend den Empfehlungen des Herstellers zu überprüfen.
Drei Neutralfilter mit bekanntem Durchlässigkeitsgrad, die die Anforde-
rungen von Anhang III, Anlage 4 Abschnitt 5.2.5 erfüllen, sind in den
Trübungsmesser einzusetzen, und der Wert ist aufzuzeichnen. Die
nominelle Trübung der Neutralfilter muß ca. 10 %, 20 % und 40 %
betragen.
Die Linearität darf höchstens um ± 2 % Trübung vom Nennwert des
Neutralfilters abweichen. Jegliche über den genannten Wert hinausge-
hende Nichtlinearität muß vor Beginn der Prüfung korrigiert werden.
4.3.Abstände zwischen den Kalibrierungen
Der Trübungsmesser ist mindestens alle 3 Monate sowie nach Repara-
turen oder Veränderungen des Systems, die die Kalibrierung
beeinflussen könnten, entsprechend Abschnitt 4.2.2 zu kalibrieren.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 119
▼M3
ANHANG IV
TECHNISCHE DATEN DES BEZUGSKRAFTSTOFFS FÜR DIE GENEH-
MIGUNGSPRÜFUNGEN UND FÜR DIE NACHPRÜFUNG DER
ÜBEREINSTIMMUNG DER PRODUKTION
►M41.1.◄DIESELKRAFTSTOFF(1)
Parameter EinheitGrenzwerte (2)
PrüfverfahrenVeröffent-
lichtMindestwert Höchstwert
Cetanzahl (3) 52,0 54,0 EN-ISO 5165 1998(4)
Dichte bei 15 ºC kg/m3833 837 EN-ISO 3675 1995
Siedeverlauf:— 50 % ºC 245 — EN-ISO 3405 1998— 95 % ºC 345 350 EN-ISO 3405 1998— Siedeende ºC — 370 EN-ISO 3405 1998Flammpunkt ºC 55 — EN 27719 1993CFPP ºC — − 5 EN 116 1981Viskosität bei 40 ºC mm
2/s 2,5 3,5 EN-ISO 3104 1996
Polyzyklische aromati-
sche Kohlenwasserstof-fe Massen-% 3,0 6,0 IP 391 (*) 1995
Schwefelgehalt (
5)
mg/kg — 300pr. EN-ISO/DIS
14596 1998(4)
Kupferlamellenkorrosi-
on — 1 EN-ISO 2160 1995
Conradsonzahl (bei
10 % Rückstand) Massen-% — 0,2 EN-ISO 10370
Aschegehalt Massen-% — 0,01 EN-ISO 6245 1995Wassergehalt Massen-% — 0,05 EN-ISO 12937 1995Säurezahl (starke Säure) mg KOH/
g — 0,02ASTM D 974-
95 1998(
4)
Oxidationsbeständig-
keit (6) mg/ml — 0,025 EN-ISO 12205 1996
(*) Neues verbessertes
Verfahren für polyzy-klische Aromaten inEntwicklung Massen-% — — EN 12916 [1997](
4)
(1) Soll der thermische Wirkungsgrad eines Motors oder eines Fahrzeuges berechnet werden, so kann der Heiz-
wert des Kraftstoffs nach folgender Formel berechnet werden:Spezifische Energie (Heizwert) (netto) in MJ/kg = (46,423 − 8,792d
2+ 3,170d) (1 − (x + y + s)) + 9,420s −
2,499x
Hierbei bedeuten:
d = Dichte bei 15 ºCx = Wassergehalt in Gewichtsanteilen (%/100)y = Aschegehalt in Gewichtsanteilen (%/100)s = Schwefelgehalt in Gewichtsanteilen (%/100)
(
2) Die in der Spezifikation angegebenen Werte sind „tatsächliche Werte“. Bei der Festlegung ihrer Grenzwerte
wurden die Bestimmungen aus dem ISO-Dokument 4259 „Petroleum products — Determination and applica-tion of precision data in relation to methods of test“ angewendet, und bei der Festlegung eines Mindestwerts
wurde eine Mindestdifferenz von 2 R über Null berücksichtigt; bei der Festlegung eines Höchst- und
Mindestwerts beträgt die Mindestdifferenz 4 R (R= Reproduzierbarkeit). Ungeachtet dieser Maßnahme, dieaus statistischen Gründen notwendig ist, sollte der Hersteller der Kraftstoffe jedoch einen Nullwert anstreben,wenn der festgesetzte Höchstwert 2 R ist, und einen Mittelwert bei Angaben von Höchst- und Mindest-werten. Falls Zweifel bestehen, ob ein Kraftstoff die vorgeschriebenen Anforderungen erfüllt, gelten die
Bestimmungen des Dokuments ISO 4259.
(
3) Die angegebene Spanne für die Cetanzahl entspricht nicht der Anforderung einer Mindestspanne von 4 R.
Bei Streitigkeiten zwischen dem Kraftstofflieferanten und dem Verwender können jedoch die Bestimmungendes Dokuments ISO 4259 zur Regelung solcher Streitigkeiten herangezogen werden, sofern anstelle vonEinzelmessungen Wiederholungsmessungen in für die notwendige Genauigkeit ausreichender Anzahl vorgen-
ommen werden.
(
4) Der Monat der Veröffentlichung wird zu gegebener Zeit hinzugefügt.
(5) Es wird der tatsächliche Schwefelgehalt des Kraftstoffs, der für die Prüfung verwendet wird, festgehalten.
Zusätzlich wird der Höchstwert für den Schwefelgehalt des Bezugskraftstoffs, der für die Zulassung einesFahrzeugs oder Motors in bezug auf die in Zeile B der Tabelle in Anhang I Abschnitt 6.2.1 aufgeführten
Grenzwerte verwendet wird, auf 50 ppm festgesetzt. Die Kommission wird so bald wie möglich, spätestens1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 120
▼M3
aber bis 31. Dezember 1999 eine Änderung zu diesem Anhang vorlegen, in der der Marktdurchschnittswert
für den Schwefelgehalt von Kraftstoffen hinsichtlich des in Anhang IV der Richtlinie 98/70/EG bestimmten
Kraftstoffs berücksichtigt wird.
(6) Auch bei überprüfter Oxidationsbeständigkeit ist die Lagerbeständigkeit wahrscheinlich begrenzt. Es wird
empfohlen, sich auf Herstellerempfehlungen hinsichtlich Lagerbedingungen und -beständigkeit zu stützen.
1.2.Ethanol für Dieselmotoren (1)
Eigenschaft EinheitGrenzwerte (2)
Prüfmethode (3)
Minimum Maximum
Alkohol, Masse Massen-% 92,4 — ASTM D 5501
Sonstiger Alkoholanteil
in der Gesamtalkohol-
masse außer EthanolMassen-% — 2 ADTM D 5501
Dichte bei 15 ºC kg/m3795 815 ASTM D 4052
Aschegehalt Massen-% 0,001 ISO 6245
Flammpunkt ºC 10 ISO 2719Säure, berechnet als Es-
sigsäureMassen-% — 0,0025 ISO 1388-2
Säurezahl (starke Säure) KOH mg/l — 1
Farbe Nach
Farbskala— 10 ASTM D 1209
Trockenrückstand bei
100 ºCmg/kg 15 ISO 759
Wassergehalt Massen-% 6,5 ISO 760
Aldehyde, berechnet als
EssigsäureMassen-% 0,0025 ISO 1388-4
Schwefelgehalt mg/kg — 10 ASTM D 5453
Ester, berechnet als
EthylacetatMassen-% — 0,1 ASSTM D 1617
(1) Dem Ethanolkraftstoff können entsprechend den Herstellerangaben Zündverbesserer beigemischt werden.
Die höchstzulässige Menge ist 10 Massen-%.
(2) Die in der Spezifikation angegebenen Werte sind „tatsächliche Werte“. Bei der Festlegung ihrer Grenz-
werte wurden die Bestimmungen von ISO 4259, „ Mineralölerzeugnisse —Bestimmung und Anwendung
der Werte für die Präzision von Prüfverfahren “ angewendet, bei der Festlegung eines Mindestwertes wurde
eine Mindestdifferenz von 2R über Null berücksichtigt; bei der Festlegung eines Höchst- und Mindes-wertes beträgt die Mindestdifferenz 4R (R = Reproduzierbarkeit). Unabhängig von dieser aus statistischenGründen getroffenen Festlegung sollte der Hersteller des Kraftstoffs dennoch anstreben, dort, wo ein
Höchstwert von 2R festgelegt ist, den Wert Null zu erreichen, und dort, wo Ober- und Untergrenzen fest-
gelegt sind, den Mittelwert zu erreichen. Falls Zweifel bestehen, ob ein Kraftstoff die Anforderungenerfüllt, gelten die Bestimmungen von ISO 4259.
(
3) Gleichwertige ISO-Verfahren werden übernommen, sobald sie für alle oben angegebenen Eigenschaften
veröffentlicht sind.
2. ERDGAS (NG)
Handelsübliche europäische Kraftstoffe sind in zwei Gasgruppen erhältlich:
— Gasgruppe H, deren Extremwert die Bezugskraftstoffe GRund G23verkörpern
— Gasgruppe L, deren Extremwerte die Bezugskraftstoffe G23und G25verkörpern.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 121
▼M4
▼M4
Die Eigenschaften der Bezugskraftstoffe GR,G23und G25sind nachstehend
zusammengefasst:
Bezugskraftstoff GR
Eigenschaften Maßeinheit BasisGrenzwerte
Prüfverfahren
Minimum Maximum
Zusammensetzung:
Methan 87 84 89Ethan 13 11 15
Rest (*) Mol-% — — 1 ISO 6974
Schwefelgehalt mg/m
3(**) — — 10 ISO 6326-5
(*) Inertgase +C2+.
(**) Im Normalzustand (293,2 K (20 ºC) und 101,3 kPa) zu bestimmen.
Bezugskraftstoff G23
Eigenschaften Maßeinheit BasisGrenzwerte
Prüfverfahren
Minimum Maximum
Zusammensetzung:
Methan 92,5 91,5 93,5Rest (*) Mol-% — — 1 ISO 6974N
27,5 6,5 8,5
Schwefelgehalt mg/m3(**) — — 10 ISO 6326-5
(*) Inertgase (außer N2)+C2+C2+.
(**) Im Normalzustand (293,2 K (20 ºC) und 101,3 kPa) zu bestimmen.
Bezugskraftstoff G25
Eigenschaften Maßeinheit BasisGrenzwerte
Prüfverfahern
Minimum Maximum
Zusammensetzung:
Methan 86 84 88
Rest (*) Mol-% — — 1 ISO 6974N
214 12 16
Schwefelgehalt mg/m3(**) — — 10 ISO 6326-5
(*) Inertgase (andere als N2)+C2+C2+.
(**) Im Normalzustand (293,2 K (20 ºC) und 101,3 kPa) zu bestimmen.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 122
▼M4
3. FLÜSSIGGAS (LPG)
Parameter MaßeinheitGrenzwerte Kraftstoff A Grenzwerte Kraftstoff B
Prüfverfahren
Minimum Maximum Minimum Maximum
Motoroktan-
zahl92,5 (1) 92,5 EN 589
Anhang B
Zusammenset-
zung:
C3-Gehalt Vol.-% 48 52 83 87
C4-Gehalt Vol.-% 48 52 13 17 ISO 7941
Olefine Vol.-% 12 14Abdampfrück-
standmg/kg 50 50 NFM 41-015
Gesamtschwe-
felgehaltGew.-
ppm(
1)50 50 EN 24260
Hydrogens-
ulfid— negativ negativ ISO 8819
Kupferstrei-
fenkorrosionEinstufung Klasse 1 Klasse 1 ISO 6251(2)
Wasser bei
0º Cwasserfrei wasserfrei Sichtprüfung
(1) Im Normalzustand 293,2 K (20 ºC) und 101,3 kPa zu bestimmen.
(2) Mit diesem Verfahren lassen sich korrosive Stoffe möglicherweise nicht zuverlässig nachweisen, wenn die
Probe Korrosionshemmer oder andere Stoffe enthält, die die korrodierende Wirkung der Probe auf den
Kupferstreifen verringern. Es ist daher untersagt, solche Stoffe eigens zuzusetzen, um das Prüfverfahrenzu beeinflussen.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 123
▼M3
ANHANG V
ANALYSE- UND PROBENAHMESYSTEME
1. BESTIMMUNG DER GASFÖRMIGEN EMISSIONEN
1.1.Einleitung
Ausführliche Beschreibungen der empfohlenen Probenahme- und Analy-
sesysteme sind in Abschnitt 1.2 sowie in den Abbildungen 7 und 8
enthalten. Da mit verschiedenen Anordnungen gleichwertige Ergebnisse
erzielt werden können, ist eine genaue Übereinstimmung mit den Abbild-
ungen 7 und 8 nicht erforderlich. Es können zusätzliche Bauteile wie
Instrumente, Ventile, Elektromagnete, Pumpen und Schalter verwendet
werden, um weitere Informationen zu erlangen und die Funktionen der
Teilsysteme zu koordinieren. Bei einigen Systemen kann auf manche
Bauteile, die für die Aufrechterhaltung der Genauigkeit nicht erforderlich
sind, verzichtet werden, wenn ihr Wegfall nach bestem technischen
Ermessen begründet erscheint.
Abbildung 7
Flußdiagramm des mit Rohabgas arbeitenden Analysesystems für
CO, CO2,N Ox, HC (nur ESC)
1.2.Beschreibung des Analysesystems
Es wird ein Analysesystem für die Bestimmung der gasförmigen Emis-
sionen im Rohabgas (Abbildung 7, nur ESC) oder verdünnten Abgas
(Abbildung 8, ETC und ESC) beschrieben, das auf der Verwendung
— eines HFID-Analysators für die Messung der Kohlenwasserstoffe;
— von NDIR-Analysatoren für die Messung von Kohlenmonoxid und
Kohlendioxid;
— eines HCLD- oder gleichwertigen Analysators für die Messung der
Stickoxide beruht.
Die Probe zur Bestimmung sämtlicher Bestandteile kann mit einer
Probenahmesonde oder zwei nahe beieinander befindlichen Probenahme-
sonden entnommen werden und intern nach den verschiedenen
Analysatoren aufgespalten werden. Es ist sorgfältig darauf zu achten,
daß sich an keiner Stelle des Analysesystems Kondensate von Abgasbe-
standteilen (einschließlich Wasser und Schwefelsäure) bilden.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 124
▼M3
Abbildung 8
Flußdiagramm des mit verdünntem Abgas arbeitenden Analysesy-
stems für CO, CO2,N Ox, HC (ETC, für ESC wahlfrei)
1.2.1. Beschreibung zu den Abbildungen 7 und 8
EP: AuspuffrohrSP1: Sonde zur Entnahme von Proben aus dem unverdünnten Abgas
(nur Abbildung 7)
Empfohlen wird eine Sonde aus rostfreiem Stahl mit geschlossenem Ende
und mehreren Löchern. Der Innendurchmesser darf nicht größer sein als
der Innendurchmesser der Probenahmeleitung. Die Wanddicke der Sonde
darf nicht größer als 1 mm sein. Erforderlich sind mindestens drei Löcher
auf drei verschiedenen radialen Ebenen und von einer solchen Größe, daß
sie ungefähr den gleichen Durchfluß entnehmen. Die Sonde muß sich
über mindestens 80 % des Auspuffrohr-Querschnitts erstrecken. Es
können ein oder zwei Probenahmesonden verwendet werden.
SP2: Sonde zur Entnahme von HC-Proben aus dem verdünnten
Abgas (nur Abbildung 8)
Die Sonde muß
— die ersten 254 mm bis 762 mm der beheizten Probenahmeleitung
HSL1 bilden;
— einen Innendurchmesser von mindestens 5 mm haben;— im Verdünnungstunnel DT (siehe Abschnitt 2.3, Abbildung 20) an
einer Stelle angebracht sein, an der Verdünnungsluft und Abgase gut
vermischt sind (d.h. etwa 10 Tunneldurchmesser stromabwärts von
dem Punkt gelegen, an dem die Abgase in den Verdünnungstunnel
eintreten);
— in ausreichender Entfernung (radial) von anderen Sonden und von der
Tunnelwand angebracht werden, um eine Beeinflussung durch Wellen
oder Wirbel zu vermeiden;
— so beheizt werden, daß die Temperatur des Gasstroms am Sonden-
auslaß auf 463 K ± 10 K (190 ºC ± 10 ºC) erhöht wird.
SP3: Sonde zur Entnahme von CO-, CO
2-, und NOx-Proben aus dem
verdünnten Abgas (nur Abbildung 8)
Die Sonde muß
— sich auf derselben Ebene wie SP2 befinden;
— in ausreichender Entfernung (radial) von anderen Sonden und von der
Tunnelwand angebracht werden, um eine Beeinflussung durch Wellen
oder Wirbel zu vermeiden;1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 125
▼M3
— über ihre gesamte Länge beheizt und so isoliert sein, daß die Mindest-
temperatur 328 K (55 ºC) beträgt, um eine Kondenswasserbildung zu
vermeiden.
HSL1: Beheizte ProbenahmeleitungDie Probenahmeleitung dient der Entnahme von Gasproben von einer
einzelnen Sonde bis hin zu dem (den) Aufteilungspunkt(en) und dem
HC-Analysator.
Die Probenahmeleitung muß
— einen Innendurchmesser von mindestens 5 mm und höchstens 13,5 mm
haben;
— aus rostfreiem Stahl oder PTFE bestehen;
— auf einer Wandtemperatur von 463 K ± 10 K (190 ºC ± 10 ºC),
gemessen an jedem getrennt geregelten beheizten Abschnitt, gehalten
werden, wenn die Abgastemperatur an der Probenahmesonde bis
einschließlich 463 K (190 ºC) beträgt;
— auf einer Wandtemperatur von über 453 K (180 ºC) gehalten werden,
wenn die Abgastemperatur an der Probenahmesonde mehr als 463 K
(190 ºC) beträgt;
— unmittelbar vor dem beheizten Filter F2 und dem HFID ständig eine
Gastemperatur von 463 K ± 10 K (190 ºC ± 10 ºC) aufweisen.
HSL2: Beheizte NO
x-Probenahmeleitung
Die Probenahmeleitung muß
— bei Verwendung eines Kühlers B bis hin zum Konverter C und bei
Nichtverwendung eines Kühlers B bis hin zum Analysator auf einer
Wandtemperatur von 328 bis 473 K (55 bis 200 ºC) gehalten werden.
— aus rostfreiem Stahl oder PTFE bestehen.
SL: Probenahmeleitung für CO und CO2
Die Leitung muß aus PTFE oder rostfreiem Stahl bestehen. Sie kann
beheizt oder unbeheizt sein.
BK: Hintergrundbeutel (wahlfrei, nur Abbildung 8)Zur Messung der Hintergrundkonzentrationen.BG: Probenahmebeutel (wahlfrei, nur Abbildung 8, CO und CO
2)
Zur Messung der Probenkonzentrationen.F1: Beheiztes Vorfilter (wahlfrei)Es ist auf der gleichen Temperatur zu halten wie HSL1.F2: Beheiztes FilterDieses Filter muß alle Feststoffteilchen aus der Gasprobe entfernen, bevor
diese in den Analysator gelangt. Es muß die gleiche Temperatur
aufweisen wie HSL1. Das Filter ist bei Bedarf zu wechseln.
P: Beheizte Probenahmepumpe
Die Pumpe ist auf die Temperatur von HSL1 aufzuheizen.
HCBeheizter Flammenionisationsdetektor (HFID) zur Bestimmung der
Kohlenwasserstoffe. Die Temperatur ist auf 453 bis 473 K (180 bis
200 ºC) zu halten.
CO, CO
2
NDIR-Analysatoren zur Bestimmung von Kohlenmonoxid und Kohlen-
dioxid (wahlfrei zur Bestimmung des Verdünnungsverhältnisses für PT-
Messung).
NO(H)CLD-Analysator zur Bestimmung der Stickoxide. Wird ein HCLD
verwendet, so ist er auf einer Temperatur von 328 bis 473 K (55 bis
200 ºC) zu halten.
C: KonverterFür die katalytische Reduktion von NO
2zu NO vor der Analyse im CLD
oder HCLD ist ein Konverter zu verwenden.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 126
▼M3
B: Kühler (wahlfrei)
Zum Kühlen und Kondensieren von Wasser aus der Abgasprobe. Der
Kühler ist durch Eis oder ein Kühlsystem auf einer Temperatur von 273
bis 277 K (0 bis 4 ºC) zu halten. Der Kühler ist wahlfrei, wenn der
Analysator keine Beeinträchtigung durch Wasserdampf — bestimmt
nach Anhang III Anlage 5 Abschnitte 1.9.1 und 1.9.2 — aufweist. Wird
das Wasser durch Kondensation entfernt, so ist die Temperatur bzw. der
Taupunkt der Gasprobe entweder innerhalb des Wasserabscheiders oder
stromabwärts zu überwachen. Die Temperatur bzw. der Taupunkt der
Gasprobe dürfen 280 K (7 ºC) nicht überschreiten. Die Verwendung
chemischer Trockner zur Entfernung von Wasser aus der Probe ist nicht
zulässig.
T1, T2, T3: TemperatursensorZur Überwachung der Temperatur des Gasstromes.T4: TemperatursensorZur Überwachung der Temperatur des NO
2-NO-Konverters.
T5: Temperatursensor
Zur Überwachung der Temperatur des Kühlers.
G1, G2, G3: DruckmesserZur Messung des Drucks in den Probenahmeleitungen.R1, R2: DruckreglerZur Regelung des Luft- bzw. Kraftstoffdrucks für den HFID.R3, R4, R5: DruckreglerZur Regelung des Drucks in den Probenahmeleitungen und des Durch-
flusses zu den Analysatoren.
FL1, FL2, FL3: DurchflußmesserZur Überwachung des Bypass-Durchflusses der Probe.FL4 bis FL6: Durchflußmesser (wahlfrei)Zur Überwachung des Durchflusses durch die Analysatoren.V1 bis V5: MehrwegeventilGeeignete Ventile zum wahlweisen Einleiten der Probe, von Kalibriergas
oder Nullgas in den Analysator.
V6, V7: MagnetventilZur Umgehung des NO
2-NO-Konverters.
V8: NadelventilZum Ausgleichen des Durchflusses durch den NO
2-NO-Konverter C und
den Bypass.
V9, V10: NadelventilZum Regulieren des Durchflusses zu den Analysatoren.V11, V12: Ablaßhahn (wahlfrei)Zum Ablassen des Kondensats aus dem Kühler B.
1.3.NMHC-Analyse (nur NG-betriebene Motoren)
1.3.1. Gaschromatographisches Verfahren (GC, Abbildung 9)
Beim GC-Verfahren wird ein kleines ausgemessenes Probenvolumen in
eine Trennsäule gebracht, durch die es mit einem inerten Trägergas trans-
portiert wird. In der Trennsäule werden die verschiedenen Abgaskompo-
nenten entsprechend ihren Siedepunkten getrennt, so daß sie aus der
Trennsäule zu verschiedenen Zeiten ausströmen. Diese Gase werdendann einem Detektor zugeführt, dessen Ausgangssignal ein Maß für deren
Konzentration ist. Da es sich bei dieser Technik um ein diskontinuierli-
ches Analyseverfahren handelt, kann sie nur zusammen mit der in
Anhang III Anlage 4 Abschnitt 3.4.2 beschriebenen Beutel-Probenahme
angewendet werden.
Für die NMHC-Analyse ist ein automatisierter GC mit einem FID zu
verwenden. Das Abgas wird in einem Beutel gesammelt, dem ein Teil
des Gases entnommen und dem GC zugeführt wird. Die Probe wird in1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 127
▼M3
einer Porapak-Säule in zwei Teile getrennt (CH4/Luft/CO und NMHC/
CO2/H2O). Ein Molekularsieb trennt das CH4von der Luft und vom CO,
ehe es zwecks Konzentrationsmessung zum FID weitergeleitet wird. Ein
vollständiger Zyklus von der Einbringung einer Abgasprobe bis zur
Einbringung der nächsten kann in 30 s durchgeführt werden. Zur
NMHC-Bestimmung wird die CH4-Konzentration vom Gesamtwert für
die HC-Konzentration abgezogen (siehe Anhang III Anlage 2
Abschnitt 4.3.1).
Abbildung 9 zeigt einen typischen GC, der zur routinemäßigen Bestim-
mung von CH4geeignet ist. Andere GC-Verfahren dürfen ebenfalls
verwendet werden, wenn dies nach bestem technischen Ermessen
begründet erscheint.
Abbildung 9
Flußdiagramm für die Methananalyse (GC-Methode)
Beschreibung zu Abbildung 9
PC: Porapak-Säule
Die zu verwendende Säule Porapak N, 180/300 µm (50/80 Maschen-
weite), 610 mm Länge × 2,16 mm Innendurchmesser, muß mindestens
12 h vor der ersten Benutzung bei 423 K (150 ºC) mit Trägergas kondi-
tioniert werden.
MSC: Molekularsieb
Es muß ein Molekularsieb vom Typ 13X, 250/350 µm (45/60 mesh),
1 220 mm Länge × 2,16 mm Innendurchmesser benutzt werden und
mindestens 12 h vor der ersten Benutzung bei 423 K (150 ºC) mit
Trägergas konditioniert werden.
OV: Wärmeofen
Zur Aufrechterhaltung einer stabilen Temperatur der Säulen und Ventile
für den Analysenbetrieb und zur Konditionierung der Säulen bei 423 K
(150 ºC).
SLP: Probenschleife
Ein Rohr aus nichtrostendem Stahl mit genügender Länge, um ein
Volumen von etwa 1cm3aufzunehmen.
P: Pumpe
Zur Einbringung der Probe in den Gaschromatographen.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 128
▼M3
D: Trockner
Um Wasser und etwaige andere Verunreinigungen zu entfernen, die
möglicherweise im Trägergas enthalten sind, muß ein Trockner benutzt
werden, der ein Molekularsieb enthält.
HCFlammenionisationsdetektor (FID) zur Messung der Methankonzentration.V1: ProbengabeventilZum Eingeben der Probe, die dem Probenahmebeutel über die SL von
Abbildung 8 entnommen wurde. Es muß ein geringes Totvolumen
besitzen, gasdicht und bis 423 K (150ºC) aufheizbar sein.
V3: Mehrwegeventil
Zur Auswahl des Gases (Kalibriergas, Probe) oder zum Absperren.V2, V4, V5, V6, V7, V8: NadelventilZur Einstellung der Gasströme für das System.R1, R2, R3: DruckreglerZur Regelung der Ströme von Kraftstoff (= Trägergas), Probe bzw. Luft.FC: DurchflußkapillareZur Regelung des Luftstromes zum FID.G1, G2, G3: DruckanzeigerZur Regelung der Ströme von Kraftstoff (= Trägergas), Probe bzw. Luft.F1, F2, F3, F4, F5: FilterFilter aus gesintertem Metall, die das Eindringen von Schmutzpartikeln in
die Pumpe oder das Gerät verhindern.
FM1Zur Messung des Probennebenstroms.
1.3.2. Nicht-Methan-Cutter-Verfahren (NMC, Abbildung 10)
Der Cutter oxidiert alle Kohlenwasserstoffe, ausgenommen CH
4,z uC O2und H2O, so daß beim Durchströmen der Probe durch das NMC-Gerät
nur noch CH4vom FID gemessen wird. Bei Anwendung der Beutelpro-
benahme muß die SL mit einer Anordnung versehen sein (siehe
Abschnitt 1.2, Abbildung 8), mit dem der Gasstrom entweder durch den
Cutter geleitet werden kann oder an ihm vorbei, wie im oberen Teil von
Abbildung 10 dargestellt. Bei der der NMHC-Messung müssen beide
Werte (HC und CH4) am FID-Gerät beobachtet und protokolliert werden.
Bei Anwendung der Integrationsmethode ist in der HSL1 parallel zum
regulären FID (siehe Abschnitt 1.2, Abbildung 8) ein mit einem zweiten
FID in Serie geschalteter NMC anzubringen, wie im unteren Teil von
Abbildung 10 dargestellt. Bei der NMHC-Messung müssen die an beiden
FID-Geräten angezeigten Werte (HC und CH4) beobachtet und protokol-
liert werden.
Bei H2O-Werten, die repräsentativ für das Abgas sind, muß der Einfluß
des Cutters auf CH4und C2H6bei einer Temperatur von mindestens 600 K
(327 ºC) vor der Messung bestimmt werden. Der Taupunkt und der O2-
Gehalt der entnommenen Abgasprobe müssen bekannt sein. Das relative
Ansprechen des FID-Gerätes auf CH4ist zu protokollieren (siehe Anhang
II Anlage 5 Abschnitt 1.8.2).1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 129
▼M3
Abbildung 10
Flußdiagramm für die Methananalyse mit dem Nicht-Methan-Cutter
(NMC)
Beschreibung zu Abbildung 10
NMC: Nicht-Methan-Cutter (NMC)
Zur Oxidation aller Kohlenwasserstoffe mit Ausnahme von Methan.
HCBeheizter Flammenionisationsdetektor (HFID) zur Messung der HC- und
CH
4-Konzentrationen. Die Temperatur ist auf 453 bis 473 K (180 bis
200 ºC) zu halten.
V1: MehrwegeventilZur Auswahl von Probe, Null- und Kalibriergas. V1 ist identisch mit V2
in Abbildung 8.
V2, V3: MagnetventilZur Schaltung des Nebenstroms (Bypass) beim NMC.V4: NadelventilZum Ausgleichen der Gasströme durch den NMC und den Bypass.
R1: Druckregler
Zur Regelung des Drucks in der Entnahmeleitung und des Gasstromes
zum HFID. R1 ist identisch mit R3 in Abbildung 8.
FL1: Durchflußmesser
Zur Messung der Nebenstrommenge der Probe. FL1 ist identisch mit FL1
in Abbildung 8.
2. ABGASVERDÜNNUNG UND BESTIMMUNG DER PARTIKEL
2.1.Einleitung
Die Abschnitte 2.2, 2.3 und 2.4 und die Abbildungen 11 bis 22 enthalten
ausführliche Beschreibungen der empfohlenen Verdünnungs- und Proben-
ahmesysteme. Da mit verschiedenen Anordnungen gleichwertige
Ergebnisse erzielt werden können, ist eine genaue Übereinstimmung mit1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 130
▼M3
diesen Abbildungen nicht erforderlich. Es können zusätzliche Bauteile
wie Instrumente, Ventile, Elektromagnete, Pumpen und Schalter
verwendet werden, um weitere Informationen zu erlangen und die Funk-
tionen der Teilsysteme zu koordinieren. Bei einigen Systemen kann auf
manche Bauteile, die für die Aufrechterhaltung der Genauigkeit nicht
erforderlich sind, verzichtet werden, wenn ihr Wegfall nach bestem tech-
nischen Ermessen begründet erscheint.
2.2.Teilstrom-Verdünnungssystem
In den Abbildungen 11 bis 19 wird ein Verdünnungssystem beschrieben,
das auf der Verdünnung eines Teils der Auspuffabgase beruht. Die
Teilung des Abgasstroms und der nachfolgende Verdünnungsprozeß
können mit verschiedenen Typen von Verdünnungssystemen vorgen-
ommen werden. Zur anschließenden Abscheidung der Partikel kann
entweder das gesamte verdünnte Abgas oder nur ein Teil des verdünnten
Abgases durch das Partikel-Probenahmesystem geleitet werden (Abschnitt
2.4, Abbildung 21). Die erste Methode wird als Gesamtprobenahme , die
zweite als Teilprobenahme bezeichnet.
Die Errechnung des Verdünnungsverhältnisses hängt vom Typ des
verwendeten Systems ab. Empfohlen werden folgende Typen:
Isokinetische Systeme (Abbildungen 11 und 12)Bei diesen Systemen entspricht der in das Übertragungsrohr eingeleitete
Strom von der Gasgeschwindigkeit und/oder vom Druck her dem Haupt-
abgasstrom, so daß ein ungehinderter und gleichmäßiger Abgasstrom an
der Probenahmesonde erforderlich ist. Dies wird in der Regel durch
Verwendung eines Resonators und eines geraden Rohrs stromaufwärts
von der Probenahmestelle erreicht. Das Teilungsverhältnis wird anschlie-
ßend anhand leicht meßbarer Werte, wie z. B. Rohrdurchmesser,
berechnet. Es ist zu beachten, daß die Isokinetik lediglich zur Anglei-
chung der Durchflußbedingungen und nicht zur Angleichung der
Größenverteilung verwendet wird. Letzteres ist in der Regel nicht erfor-
derlich, da die Partikel so klein sind, daß sie den Stromlinien des Abgases
folgen.
Systeme mit Durchflußregelung und Konzentrationsmessung (Abbildungen
13 bis 17)
Bei diesen Systemen wird die Probe dem Hauptabgasstrom durch Einstel-
lung des Verdünnungsluftdurchflusses und des Gesamtdurchflusses des
verdünnten Abgases entnommen. Das Verdünnungsverhältnis wird
anhand der Konzentrationen von Tracergasen wie CO
2oder NOxbestimmt, die bereits in den Motorabgasen enthalten sind. Die Konzentra-tionen im verdünnten Abgas und in der Verdünnungsluft werden
gemessen, und die Konzentration im Rohabgas kann entweder direkt
gemessen oder bei bekannter Kraftstoffzusammensetzung anhand des
Kraftstoffdurchsatzes und der Kohlenstoffbilanz-Gleichung ermittelt
werden. Die Systeme können auf der Grundlage des berechneten Verdün-
nungsverhältnisses (Abbildungen 13 und 14) oder auf der Grundlage des
Durchflusses in das Übertragungsrohr (Abbildungen 12, 13 und 14) gere-
gelt werden.
Systeme mit Durchflußregelung und Durchflußmessung (Abbildungen 18
und 19)
Bei diesen Systemen wird die Probe dem Hauptabgasstrom durch Einstel-
lung des Verdünnungsluftdurchflusses und des Gesamtdurchflusses des
verdünnten Abgases entnommen. Das Verdünnungsverhältnis wird
anhand der Differenz der beiden Durchsätze bestimmt. Die Durchfluß-
messer müssen aufeinander bezogen präzise kalibriert sein, da die
relative Größe der beiden Durchsätze bei größeren Verdünnungsver-
hältnissen (ab 15) zu bedeutenden Fehlern führen kann. Die
Durchflußregelung erfolgt sehr direkt, indem der Durchsatz des
verdünnten Abgases konstant gehalten und der Verdünnungsluftdurchsatz
bei Bedarf geändert wird.
Bei der Verwendung von Teilstrom-Verdünnungssystemen ist besondere
Aufmerksamkeit auf die Vermeidung von Partikelverlusten im Übertra-
gungsrohr, auf die Gewährleistung der Entnahme einer repräsentativen
Probe aus dem Motorabgas und auf die Bestimmung des Teilungsver-
hältnisses zu richten. Bei den beschriebenen Systemen werden diese
kritischen Punkte berücksichtigt.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 131
▼M3
Abbildung 11
Teilstrom-Verdünnungssystem mit isokinetischer Sonde und Teilpro-
benahme (SB-Regelung)
Unverdünntes Abgas wird mit Hilfe der isokinetischen Probenahmesonde
ISP aus dem Auspuffrohr EP durch das Übertragungsrohr TT zum
Verdünnungstunnel DT geleitet. Der Differenzdruck des Abgases
zwischen Auspuffrohr und Sondeneinlaß wird mit dem Differenzdruk-
kaufnehmer DPT gemessen. Dieses Signal wird an den Durchflußregler
FC1 übermittelt, der das Ansauggebläse SB so regelt, daß am Eintritt
der Sonde ein Differenzdruck von Null aufrechterhalten wird. Unter
diesen Bedingungen stimmen die Abgasgeschwindigkeiten in EP und
ISP überein, und der Durchfluß durch ISP und TT ist ein konstanter
Bruchteil des Abgasdurchflusses. Das Teilungsverhältnis wird anhand
der Querschnittsflächen von EP und ISP bestimmt. Der Verdünnungsluft-
durchsatz wird mit dem Durchflußmeßgerät FM1 gemessen. Der
Verdünnungsquotient wird anhand des Verdünnungsluftdurchsatzes und
des Teilungsverhältnisses berechnet.
Abbildung 12
Abbildung 12 Teilstrom-Verdünnungssystem mit isokinetischer Sonde
und Teilprobenahme (PB-Regelung)
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 132
▼M3
Unverdünntes Abgas wird mit Hilfe der isokinetischen Probenahmesonde
ISP aus dem Auspuffrohr EP durch das Übertragungsrohr TT zum
Verdünnungstunnel DT geleitet. Der Differenzdruck des Abgases
zwischen Auspuffrohr und Sondeneinlaß wird mit dem Differenzdruk-
kaufnehmer DPT gemessen. Dieses Signal wird an den Durchflußregler
FC1 übermittelt, der das Druckgebläse PB so regelt, daß am Eintritt der
Sonde ein Differenzdruck von Null aufrechterhalten wird. Dazu wird ein
kleiner Teil der Verdünnungsluft, deren Durchsatz bereits mit dem
Durchflußmeßgerät FM1 gemessen wurde, entnommen und mit Hilfe
einer pneumatischen Blende in das TT eingeleitet. Unter diesen Bedin-
gungen stimmen die Abgasgeschwindigkeiten in EP und ISP überein,
und der Durchfluß durch ISP und TT ist ein konstanter Bruchteil des
Abgasdurchflusses. Das Teilungsverhältnis wird anhand der Quer-
schnittsflächen von EP und ISP bestimmt. Die Verdünnungsluft wird
vom Ansauggebläse SB durch den DT gesogen und der Durchsatz mittels
FM1 am Einlaß zum DT gemessen. Das Verdünnungsverhältnis wird
anhand des Verdünnungsluftdurchsatzes und des Teilungsverhältnisses
berechnet.
Abbildung 13
Teilstrom-Verdünnungssystem mit Messung von CO2oder NOx-
Konzentration und Teilprobenahme
Unverdünntes Abgas wird aus dem Auspuffrohr EP durch die Probenah-
mesonde SP und das Übertragungsrohr TT zum Verdünnungstunnel DT
geleitet. Die Konzentrationen eines Tracergases (CO2oder NOx) werden
mit dem (den) Abgasanalysator(en) EGA im unverdünnten und
verdünnten Abgas sowie in der Verdünnungsluft gemessen. Diese Signale
werden an den Durchflußregler FC2 übermittelt, der entweder das Druck-
gebläse PB oder das Ansauggebläse SB so regelt, daß im DT das
gewünschte Teilungs- und Verdünnungsverhältnis des Abgases aufrecht-
erhalten wird. Das Verdünnungsverhältnis wird anhand der
Konzentrationen des Tracergases im unverdünnten Abgas, im verdünnten
Abgas und in der Verdünnungsluft berechnet.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 133
▼M3
Abbildung 14
Teilstrom-Verdünnungssystem mit Messung von CO2-Konzentration,
Kohlenstoffbilanz und Gesamtprobenahme
Unverdünntes Abgas wird aus dem Auspuffrohr EP durch die Probenah-mesonde SP und das Übertragungsrohr TT zum Verdünnungstunnel DT
geleitet. Die CO
2-Konzentrationen werden mit dem (den) Abgasanalysa-
tor(en) EGA im verdünnten Abgas und in der Verdünnungsluft
gemessen. Die Signale über den CO2- und Kraftstoffdurchfluß GFUELwerden entweder an den Durchflußregler FC2 oder an den Durchfluß-regler FC3 des Partikel-Probenahmesystems übermittelt (siehe Abbildung
21). FC2 regelt das Druckgebläse PB und FC3 die Probenahmepumpe P
(siehe Abbildung 21), wodurch die in das System eintretenden und es
verlassenden Ströme so eingestellt werden, daß im DT das gewünschte
Teilungs- und Verdünnungsverhältnis der Abgase aufrechterhalten wird.
Das Verdünnungsverhältnis wird unter Verwendung der Kohlenstoffbi-
lanzmethode anhand der CO
2-Konzentrationen und des GFUELberechnet.
Abbildung 15
Teilstrom-Verdünnungssystem mit Einfach-Venturirohr, Konzentrati-
onsmessung und Teilprobenahme
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 134
▼M3
Unverdünntes Abgas wird aufgrund des Unterdrucks, den das Venturirohr
VN im DT erzeugt, aus dem Auspuffrohr EP durch die Probenahmesonde
SP und das Übertragungsrohr TT zum Verdünnungstunnel DT geleitet.
Der Gasdurchsatz durch das TT hängt vom Impulsaustausch im Ventur-
ibereich ab und wird somit von der absoluten Temperatur des Gases am
Ausgang des TT beeinflußt. Folglich ist die Abgasteilung bei einem
bestimmten Tunneldurchsatz nicht konstant, und das Verdünnungs-
verhältnis ist bei geringer Last etwas kleiner als bei hoher Last. Die
Konzentrationen des Tracergases (CO2oder NOx) werden mit dem (den)
Abgasanalysator(en) EGA im unverdünnten Abgas, im verdünnten Abgas
und in der Verdünnungsluft gemessen, und das Verdünnungsverhältnis
wird anhand der gemessenen Werte errechnet.
Abbildung 16
Teilstrom-Verdünnungssystem mit Doppel-Venturirohr oder Doppel-
blende, Konzentrationsmessung und Teilprobenahme
Unverdünntes Abgas wird aus dem Auspuffrohr EP durch die Probenah-
mesonde SP und das Übertragungsrohr TT zum Verdünnungstunnel DT
geleitet, und zwar mittels eines Mengenteilers, der ein Paar Blenden
oder Venturi-Rohre enthält. Der erste Mengenteiler (FD1) befindet sich
im EP, der zweite (FD2) im TT. Zusätzlich sind zwei Druckregelventile
(PCV1 und PCV2) erforderlich, damit durch Regelung des Gegendrucks
im EP und des Drucks im DT eine konstante Abgasteilung aufrechter-
halten werden kann. PCV1 befindet sich stromabwärts der SP im EP,
PCV2 zwischen dem Druckgebläse PB und dem DT. Die Konzentra-
tionen des Tracergases (CO2oder NOx) werden im unverdünnten Abgas,
im verdünnten Abgas und in der Verdünnungsluft mit dem (den) Abgas-
analysator(en) EGA gemessen. Sie werden zur Überprüfung der
Abgasteilung benötigt und können im Interesse einer präzisen Teilungsre-
gelung zur Einstellung von PCV1 und PCV2 verwendet werden. Das
Verdünnungsverhältnis wird anhand der Tracergaskonzentrationen
berechnet.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 135
▼M3
Abbildung 17
Teilstrom-Verdünnungssystem mit Mehrfachröhrenteilung, Konzen-
trationsmessung und Teilprobenahme
Unverdünntes Abgas wird aus dem Auspuffrohr EP durch Übertragungs-rohr TT zum Verdünnungstunnel DT geleitet, und zwar mittels eines im
EP angebrachten Mengenteilers FD3, der aus einer Reihe von Röhren mit
gleichen Abmessungen besteht (Durchmesser, Länge und Biegungshalb-
messer gleich). Das durch eine dieser Röhren strömende Abgas wird
zum DT geleitet, das durch die übrigen Röhren strömende Abgas wird
durch die Dämpfungskammer DC geleitet. Die Abgasteilung wird also
durch die Gesamtzahl der Röhren bestimmt. Eine konstante Teilungsrege-
lung setzt zwischen der DC und dem Ausgang des TT einen
Differenzdruck von Null voraus, der mit dem Differenzdruckaufnehmer
DPT gemessen wird. Ein Differenzdruck von Null wird erreicht, indem
in den DT am Ausgang des TT Frischluft eingeblasen wird. Die Konzen-
trationen des Tracergases (CO
2oder NOx) werden im unverdünnten
Abgas, im verdünnten Abgas und in der Verdünnungsluft mit dem (den)
Abgasanalysator(en) EGA gemessen. Sie werden zur Überprüfung der
Abgasteilung benötigt und können im Interesse einer präzisen Teilungsre-
gelung zur Einstellung des Durchsatzes der eingeblasenen Luft verwendet
werden. Das Verdünnungsverhältnis wird anhand der Tracergaskonzentra-
tionen berechnet.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 136
▼M3
Abbildung 18
Teilstrom-Verdünnungssystem mit Durchflußregelung und Gesamt-
probenahme
Unverdünntes Abgas wird aus dem Auspuffrohr EP durch die Probenah-
mesonde SP und das Übertragungsrohr TT in den Verdünnungstunnel DT
geleitet. Der Gesamtdurchfluß durch den Tunnel wird mit dem Durch-
flußregler FC3 und der Probenahmepumpe P des Partikel-
Probenahmesystems eingestellt (siehe Abbildung 18). Der Verdünnungs-
luftdurchfluß wird mit dem Durchflußregler FC2 geregelt, der GEXHW,
GAIRWoder GFUELals Steuersignale zur Herbeiführung der gewünschten
Abgasteilung verwenden kann. Der Probedurchfluß in den DT ist die
Differenz aus dem Gesamtdurchfluß und dem Verdünnungsluftdurchfluß.
Der Verdünnungsluftdurchsatz wird mit dem Durchflußmeßgerät FM1
und der Gesamtdurchsatz mit dem Durchflußmeßgerät FM3 des Partikel-
Probenahmesystems gemessen (siehe Abbildung 21). Das Verdünnungs-
verhältnis wird anhand dieser beiden Durchsätze berechnet.
Abbildung 19
Teilstrom-Verdünnungssystem mit Durchflußregelung und Teilpro-
benahme
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 137
▼M3
Unverdünntes Abgas wird aus dem Auspuffrohr EP durch die Probenah-
mesonde SP und das Übertragungsrohr TT in den Verdünnungstunnel DT
geleitet. Die Abgasteilung und der Durchfluß in den DT werden mit dem
Durchflußregler FC2 geregelt, der die Durchflüsse (oder Drehzahl) des
Druckgebläses PB und des Ansauggebläses SB entsprechend einstellt.
Dies ist möglich, weil die mit dem Partikel-Probenahmesystem entnom-
mene Probe in den DT zurückgeführt wird. Als Steuersignale für FC2
können GEXHW,GAIRWoder GFUELverwendet werden. Der Verdünnungsluft-
durchsatz wird mit dem Durchflußmeßgerät FM1, der Gesamtdurchsatz
mit dem Durchflußmeßgerät FM2 gemessen. Das Verdünnungsverhältnis
wird anhand dieser beiden Durchsätze berechnet.
2.2.1. Beschreibung zu den Abbildungen 11 bis 19
EP: AuspuffrohrDas Auspuffrohr kann isoliert sein. Zur Verringerung der Wärmeträgheit
des Auspuffrohrs wird ein Verhältnis Stärke/Durchmesser von 0,015 oder
weniger empfohlen. Die Verwendung flexibler Abschnitte ist auf ein
Verhältnis Länge/Durchmesser von 12 oder weniger zu begrenzen.
Biegungen sind auf ein Mindestmaß zu begrenzen, um die Trägheitsabla-
gerungen zu verringern. Gehört zu dem System ein Prüfstand-
Schalldämpfer, so kann auch dieser isoliert werden.
Bei einem isokinetischen System muß das Auspuffrohr vom Eintritt der
Sonde ab stromaufwärts auf einer Länge von mindestens sechs Rohr-
durchmessern und stromabwärts drei Rohrdurchmessern frei von
scharfen Krümmungen, Biegungen und plötzlichen Durchmesserände-
rungen sein. Die Gasgeschwindigkeit muß im Entnahmebereich höher
als 10 m/s sein; dies gilt nicht für den Leerlauf. Druckschwankungen
der Abgase dürfen im Durchschnitt ± 500 Pa nicht übersteigen. Jede
Maßnahme zur Vermeidung der Druckschwankungen, die über die
Verwendung einer Fahrzeug-Auspuffanlage (einschließlich Schalldämpfer
und Nachbehandlungsanlage) hinausgehen, darf die Motorleistung nicht
verändern und zu keiner Partikelablagerung führen.
Bei Systemen ohne isokinetische Sonde wird empfohlen, daß das Auspuf-
frohr auf einer Länge von sechs Rohrdurchmessern vor dem Eintritt der
Sonde und von 3 Rohrdurchmessern hinter diesem Punkt geradlinig
verläuft.
SP: Probenahmesonde (Abbildungen 10, 14, 15, 16, 18 und 19)Der Innendurchmesser muß mindestens 4 mm betragen. Das Verhältnis
der Durchmesser von Auspuffrohr und Sonde muß mindestens vier
betragen. Die Sonde muß eine offene Röhre sein, die der Strömungsrich-
tung zugewandt in der Mittellinie des Auspuffrohrs angebracht ist, oder
es muß sich um eine Mehrlochsonde — wie unter SP1 in
Abschnitt 1.2.1, Abbildung 5 beschrieben — handeln.
ISP: Isokinetische Probenahmesonde (Abbildungen 11 und 12)Die isokinetische Probenahmesonde ist der Strömungsrichtung zugewandt
in der Mittellinie des Auspuffrohrs an einem Punkt anzubringen, an dem
die im Abschnitt EP beschriebenen Strömungsbedingungen herrschen; sie
ist so auszulegen, daß eine verhältnisgleiche Probenahme aus dem unver-
dünnten Abgas gewährleistet ist. Der Innendurchmesser muß mindestens
12 mm betragen.
Ein Reglersystem ist erforderlich, damit durch Aufrechterhaltung eines
Differenzdrucks von Null zwischen dem EP und der ISP eine isokineti-
sche Abgasteilung erreicht wird. Unter diesen Bedingungen sind die
Abgasgeschwindigkeiten im EP und in der ISP gleich, und der Massen-
durchfluß durch die ISP ist ein konstanter Bruchteil des Abgasstroms.
Die ISP muß an einen Differenzdruckaufnehmer DPT angeschlossen
werden. Die Regelung, mit der zwischen dem EP und der ISP ein Diffe-
renzdruck von Null erreicht wird, erfolgt über den Durchflußregler FC1.
FD1, FD2: Mengenteiler (Abbildung 16)Ein Paar Venturi-Rohre oder Blenden wird im Auspuffrohr EP bzw. im
Übertragungsrohr TT angebracht, damit eine verhältnisgleiche Proben-
ahme aus dem unverdünnten Abgas gewährleistet ist. Das aus den
beiden Druckregelventilen PCV1 und PCV2 bestehende Reglersystem
wird benötigt, damit eine verhältnisgleiche Aufteilung mittels Regelung
der Drücke im EP und DT erfolgen kann.
FD3: Mengenteiler (Abbildung 17)Ein Satz Röhren (Mehrfachröhreneinheit) wird im Auspuffrohr EP ange-
bracht, damit eine verhältnisgleiche Probenahme aus dem unverdünnten
Abgas gewährleistet ist. Eine dieser Röhren leitet Abgas zum Verdün-1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 138
▼M3
nungstunnel DT, das Abgas aus den übrigen Röhren strömt in eine
Dämpfungskammer DC. Die Röhren müssen gleiche Abmessungen
aufweisen (Durchmesser, Länge, Biegungshalbmesser gleich); demzu-
folge ist die Abgasteilung von der Gesamtzahl der Röhren abhängig. Ein
Reglersystem wird benötigt, damit durch Aufrechterhaltung eines Diffe-
renzdrucks von Null zwischen der Einmündung der
Mehrfachröhreneinheit in die DC und dem Ausgang des TT eine
verhältnisgleiche Aufteilung erfolgen kann. Unter diesen Bedingungen
herrschen im EP und in FD3 proportionale Abgasgeschwindigkeiten, und
der Durchfluß im TT ist ein konstanter Bruchteil des Abgasdurchflusses.
Die beiden Punkte müssen an ein Differenzdruckaufnehmer DPT ange-
schlossen sein. Die Regelung zur Herstellung eines Differenzdrucks von
Null erfolgt über den Durchflußregler FC1.
EGA: Abgasanalysator (Abbildungen 13, 14, 15, 16 und 17)
Es können CO2- oder NOx-Analysatoren verwendet werden (bei der
Kohlenstoffbilanzmethode nur CO2-Analysatoren). Die Analysatoren sind
ebenso zu kalibrieren wie die Analysatoren für die Messung der
gasförmigen Emissionen. Ein oder mehrere Analysatoren können zur
Bestimmung der Konzentrationsunterschiede verwendet werden. Die
Meßsysteme müssen eine solche Genauigkeit aufweisen, daß die Genau-
igkeit von GEDFW,i± 4 % beträgt.
TT: Übertragungsrohr (Abbildungen 11 bis 19)
Das Übertragungsrohr muß
— so kurz wie möglich, jedoch nicht länger als 5 m sein;
— einen Durchmesser haben, der gleich dem Durchmesser der Sonde
oder größer, jedoch nicht größer als 25 mm ist;
— den Ausgang in der Mittellinie des Verdünnungstunnels haben und in
Strömungsrichtung zeigen.
Rohre von einer Länge bis zu einem Meter sind mit einem Material zu
isolieren, dessen maximale Wärmeleitfähigkeit 0,05 W/m × K beträgt,
wobei die Stärke der Isolierschicht dem Durchmesser der Sonde
entspricht. Rohre von mehr als einem Meter Länge sind zu isolieren und
so zu beheizen, daß die Wandtemperatur mindestens 523 K (250 ºC)
beträgt.
DPT: Differenzdruckaufnehmer (Abbildungen 11, 12 und 17)
Der größte Meßbereich des Differenzdruckaufnehmers muß ± 500 Pa
betragen.
FC1: Durchflußregler (Abbildungen 11, 12 und 17)
Bei den isokinetischen Systemen (Abbildungen 11 und 12) wird der
Durchflußregler zur Aufrechterhaltung eines Differenzdrucks von Null
zwischen dem EP und der ISP benötigt. Die Einstellung kann folgender-
maßen erfolgen:
a) durch Regelung der Drehzahl oder des Durchflusses des Ansaug-
gebläses (SB) und Konstanthalten der Drehzahl des Druckgebläses
(PB) bei jeder Prüfphase (Abbildung 11), oder
b) durch Einstellung des Ansauggebläses (SB) auf einen konstanten
Massendurchfluß des verdünnten Abgases und Regelung des Durch-
flusses des Druckgebläses PB, wodurch der Durchfluß der
Abgasprobe in einem Bereich am Ende des Übertragungsrohrs (TT)
geregelt wird (Abbildung 12).
Bei Systemen mit geregeltem Druck darf der verbleibende Fehler im
Regelkreis ± 3 Pa nicht übersteigen. Die Druckschwankungen im Verdün-
nungstunnel dürfen im Durchschnitt ± 250 Pa nicht übersteigen.
BeiMehrfachröhrensystemen (Abbildung 17) wird der Durchflußregler
zur Aufrechterhaltung eines Differenzdrucks von Null zwischen dem
Auslaß der Mehrfachröhreneinheit und dem Ausgang des TT benötigt,
damit der Abgasstrom verhältnisgleich aufgeteilt wird. Die Einstellung
kann durch Regelung des Durchsatzes der eingeblasenen Luft erfolgen,
die am Ausgang des TT in den DT einströmt.
PCV1, PCV2: Druckregelventile (Abbildung 16)
Zwei Druckregelventile werden für das Doppelventuri-/Doppelblenden-
System benötigt, damit durch Regelung des Gegendrucks des EP und
des Drucks im DT eine verhältnisgleiche Stromteilung erfolgen kann.
Die Ventile müssen sich stromabwärts hinter der SP im EP bzw.
zwischen PB und DT befinden.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 139
▼M3
DC: Dämpfungskammer (Abbildung 17)
Am Ausgang des Mehrfachröhrensystems ist eine Dämpfungskammer
anzubringen, um die Druckschwankungen im Auspuffrohr EP so gering
wie möglich zu halten.
VN: Venturi-Rohr (Abbildung 15)
Ein Venturi-Rohr wird im Verdünnungstunnel DT angebracht, um im
Bereich des Ausgangs des Übertragungsrohrs TT einen Unterdruck zu
erzeugen. Der Gasdurchsatz im TT wird durch den Impulsaustausch im
Venturibereich bestimmt und ist im Grund dem Durchsatz des Druck-
gebläses PB proportional, so daß ein konstantes Verdünnungsverhältnis
erzielt wird. Da der Impulsaustausch von der Temperatur am Ausgang
des TT und vom Druckunterschied zwischen dem EP und dem DT beein-
flußt wird, ist das tatsächliche Verdünnungsverhältnis bei geringer Last
etwas kleiner als bei hoher Last.
FC2: Durchflußregler (Abbildungen 13, 14, 18 und 19; wahlfrei)
Zur Durchflußregelung am Druckgebläse PB und/oder Ansauggebläse SB
kann ein Durchflußregler verwendet werden. Er kann an den Abgasstrom-
, den Ansaugluftstrom-, den Kraftstoffstrom- und/oder an den CO2- oder
NOx-Differenzsignalgeber angeschlossen sein. Wird ein Druckluftversor-
gungssystem (Abbildung 18) verwendet, regelt der FC2 unmittelbar den
Luftstrom.
FM1: Durchflußmeßgerät (Abbildungen 11, 12, 18 und 19)
Gasmeßgerät oder sonstiges Durchflußmeßgerät zur Messung des Verdün-
nungsluftdurchflusses. FM1 ist wahlfrei, wenn das PB für die
Durchflußmessung kalibriert ist.
FM2: Durchflußmeßgerät (Abbildung 19)
Gasmeßgerät oder sonstiges Durchflußmeßgerät zur Messung des Durch-
flusses des verdünnten Abgases. FM2 ist wahlfrei, wenn das
Ansauggebläse SB für die Durchflußmessung kalibriert ist.
PB: Druckgebläse (Abbildungen 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 19)
Zur Steuerung des Verdünnungsluftdurchsatzes kann das PB an die
Durchflußregler FC1 und FC2 angeschlossen sein. Ein PB ist nicht erfor-
derlich, wenn eine Drosselklappe verwendet wird. Ist das PB kalibriert,
kann es zur Messung des Verdünnungsluftdurchflusses verwendet werden.
SB: Ansauggebläse (Abbildungen 11, 12, 13, 16, 17 und 19)
Nur für Teilprobenahmesysteme. Ist das SB kalibriert, kann es zur
Messung des Durchflusses des verdünnten Abgases verwendet werden.
DAF: Verdünnungsluftfilter (Abbildungen 11 bis 19)
Es wird empfohlen, die Verdünnungsluft zu filtern und durch Aktivkohle
zu leiten, damit Hintergrund-Kohlenwasserstoffe entfernt werden. Auf
Antrag des Motorherstellers ist nach guter technischer Praxis eine
Verdünnungsluftprobe zur Bestimmung des Raumluft-Partikelgehalts zu
nehmen, der dann von den in den verdünnten Abgasen gemessenen
Werten abgezogen werden kann.
DT: Verdünnungstunnel (Abbildungen 11 bis 19)
Der Verdünnungstunnel
— muß so lang sein, daß sich die Abgase bei turbulenten Strömungsbe-
dingungen vollständig mit der Verdünnungsluft mischen können;
— muß aus rostfreiem Stahl bestehen und
— bei Verdünnungstunneln mit einem Innendurchmesser über 75 mm
ein Verhältnis Stärke/Durchmesser von höchstens 0,025
aufweisen;
— bei Verdünnungstunneln mit einem Innendurchmesser bis zu
75 mm eine nominelle Wanddicke von mindestens 1,5 mm haben;
— muß bei einem Teilprobenahmesystem einen Durchmesser von
mindestens 75 mm haben;
— sollte bei einem Gesamtprobenahmesystem möglichst einen Durch-
messer von mindestens 25 mm haben;
— kann durch Direktbeheizung oder durch Vorheizen der Verdünnungs-
luft bis auf eine Wandtemperatur von höchstens 325 K (52 ºC)
beheizt werden, vorausgesetzt, daß die Lufttemperatur vor Eintritt
des Abgases in den Verdünnungstunnel 325 K (52 ºC) nicht übersteigt
— kann isoliert sein.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 140
▼M3
Die Motorabgase müssen gründlich mit der Verdünnungsluft vermischt
werden. Bei Teilprobenahmesystemen ist die Mischqualität nach Inbe-
triebnahme bei laufendem Motor mittels eines CO2-Profils des Tunnels
zu überprüfen (mindestens vier gleichmäßig verteilte Meßpunkte). Bei
Bedarf kann eine Mischblende verwendet werden.
Anmerkung: Beträgt die Umgebungstemperatur in der Nähe des Verdün-
nungstunnels (DT) weniger als 293 K (20 ºC), so sollte für
eine Vermeidung von Partikelverlusten an den kühlen
Wänden des Verdünnungstunnels gesorgt werden. Daher
wird eine Beheizung und/oder Isolierung des Tunnels inner-
halb der oben angegebenen Grenzwerte empfohlen.
Bei hoher Motorlast kann der Tunnel durch nichtaggresssive
Mittel wie beispielsweise einen Umlüfter gekühlt werden,
solange die Temperatur des Kühlmittels nicht weniger als
293 K (20 ºC) beträgt.
HE: Wärmeaustauscher (Abbildungen 16 und 17)
Die Leistung des Wärmeaustauschers muß ausreichend sein, damit die
Temperatur am Einlaß zum Ansauggebläse SB von der bei der Prüfung
beobachteten durchschnittlichen Betriebstemperatur um höchstens ± 11 K
abweicht.
2.3Vollstrom-Verdünnungssystem
In Abbildung 20 wird ein Verdünnungssystem beschrieben, das unter
Verwendung des CVS-Konzepts (Constant Volume Sampling) auf der
Verdünnung des gesamten Abgasstroms beruht. Das Gesamtvolumen des
Gemischs aus Abgas und Verdünnungsluft muß gemessen werden. Eskann entweder ein PDP- oder ein CFV-System verwendet werden.
Für die anschließende Sammlung der Partikel wird eine Probe des
verdünnten Abgases durch das Partikel-Probenahmesystem geleitet
(Abschnitt 2.4, Abbildungen 21 und 22). Geschieht dies direkt, spricht
man von Einfachverdünnung . Wird die Probe in einem Sekundärverdün-
nungstunnel erneut verdünnt, spricht man von Doppelverdünnung .
Letztere ist dann von Nutzen, wenn die Vorschriften in bezug auf die
Filteranströmtemperatur bei Einfachverdünnung nicht eingehalten werden
können. Obwohl es sich beim Doppelverdünnungssystem zum Teil um
ein Verdünnungssystem handelt, wird es in Abschnitt 2.4, Abbildung 22,
als Unterart eines Partikel-Probenahmesystems beschrieben, da es die
meisten typischen Bestandteile eines Partikel-Probenahmesystems
aufweist.
Abbildung 20
Vollstrom-Verdünnungssystem
Die Gesamtmenge des unverdünnten Abgases wird im Verdünnungs-
tunnel DT mit der Verdünnungsluft vermischt. Der Durchsatz des
verdünnten Abgases wird entweder mit einer Verdrängerpumpe PDP1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 141
▼M3
oder mit einem Venturi-Rohr mit kritischer Strömung CFV gemessen. Ein
Wärmeaustauscher HE oder eine elektronische Durchflußmengenkompen-
sation EFC kann für eine verhältnisgleiche Partikel-Probenahme und für
die Durchflußbestimmung verwendet werden. Da die Bestimmung der
Partikelmasse auf dem Gesamtdurchfluß des verdünnten Abgases beruht,
ist die Berechnung des Verdünnungsverhältnisses nicht erforderlich.
2.3.1. Beschreibung zu Abbildung 20
EP: AuspuffrohrDie Länge des Auspuffrohrs vom Auslaß des Auspuffkrümmers, des
Turboladers oder der Nachbehandlungseinrichtung bis zum Verdünnungs-
tunnel darf nicht mehr als 10 m betragen. Überschreitet die Länge des
Systems 4 m, sind über diesen Grenzwert hinaus alle Rohre mit
Ausnahme eines etwaigen im Auspuffsystem befindlichen Rauchmeß-
gerätes zu isolieren. Die Stärke der Isolierschicht muß mindestens 25 mm
betragen. Die Wärmeleitfähigkeit des Isoliermaterials darf, bei 673 K
(400 ºC) gemessen, höchstens 0,1 W/(m × K) betragen. Um die
Wärmeträgheit des Auspuffrohrs zu verringern, wird ein Verhältnis
Stärke/Durchmesser von höchstens 0,015 empfohlen. Die Verwendung
flexibler Abschnitte ist auf ein Verhältnis Länge/Durchmesser von
höchstens 12 zu begrenzen.
PDP: Verdrängerpumpe
Die PDP mißt den Gesamtdurchfluß des verdünnten Abgases aus der
Anzahl der Pumpenumdrehungen und dem Pumpenkammervolumen. Der
Abgasgegendruck darf durch die PDP oder das Verdünnungslufteinlaßsy-
stem nicht künstlich gesenkt werden. Der mit laufendem PDP-System
gemessene statische Abgasgegendruck muß bei einer Toleranz von
± 1,5 kPa im Bereich des statischen Drucks bleiben, der bei gleicher
Motordrehzahl und Belastung ohne Anschluß an die PDP gemessen
wurde. Die unmittelbar vor der PDP gemessene Temperatur des Gasge-
mischs muß bei einer Toleranz von ± 6 K innerhalb des
Durchschnittswerts der während der Prüfung ermittelten Betriebstempe-
ratur bleiben, wenn keine Durchflußmengenkompensation erfolgt. Eine
Durchflußmengenkompensation darf nur angewendet werden, wenn die
Temperatur am Einlaß der PDP 323 K (50 ºC) nicht überschreitet.
CFV: Venturi-Rohr mit kritischer Strömung
Das CFV wird zur Messung des Gesamtdurchflusses des verdünnten
Abgases unter Sättigungsbedingungen (kritische Strömung) benutzt. Der
mit laufendem CFV-System gemessene statische Abgasgegendruck muß
bei einer Toleranz von ± 1,5 kPa im Bereich des statischen Drucks
bleiben, der bei gleicher Motordrehzahl und Belastung ohne Anschluß
an das CFV gemessen wurde. Die unmittelbar vor dem CFV gemessene
Temperatur des Gasgemischs muß bei einer Toleranz von ± 11 K inner-
halb des Durchschnittswerts der während der Prüfung ermittelten
Betriebstemperatur bleiben, wenn keine Durchflußmengenkompensation
erfolgt.
HE: Wärmeaustauscher (bei Anwendung von EFC wahlfrei)
Die Leistung des Wärmeaustauschers muß ausreichen, um die Temperatur
innerhalb der obengenannten Grenzwerte zu halten.
EFC: Elektronische Durchflußkompensation (bei Anwendung eines
HE wahlfrei)
Wird die Temperatur an der Einlaßöffnung der PDP oder des CFV nicht
innerhalb der genannten Grenzwerte gehalten, ist zum Zweck einer konti-
nuierlichen Messung der Durchflußmenge und zur Regelung der
verhältnisgleichen Probenahme im Partikelsystem ein elektronisches
Durchflußkompensations-System erforderlich. Daher werden die Signale
des kontinuierlich gemessenen Durchsatzes verwendet, um den Proben-
durchsatz durch die Partikelfilter des Partikel-Probenahmesystems
entsprechend zu korrigieren (siehe Abschnitt 2.4, Abbildungen 21 und
22).
DT: Verdünnungstunnel
Der Verdünnungstunnel
— mß einen genügend kleinen Durchmesser haben, um eine turbulente
Strömung zu erzeugen (Reynoldssche Zahl größer als 4 000) und
hinreichend lang sein, damit sich die Abgase mit der Verdünnungsluft
vollständig vermischen. Eine Mischblende kann verwendet werden;
— muß bei einem System mit Einfachverdünnung einen Durchmesser
von mindestens 460 mm haben;1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 142
▼M3
— muß bei einem System mit Doppelverdünnung einen Durchmesser
von mindestens 210 mm haben;
— kann isoliert sein.
Die Motorabgase sind an dem Punkt, an dem sie in den Verdünnungs-
tunnel einströmen, stromabwärts zu richten und vollständig zu mischen.
BeiEinfachverdünnung wird eine Probe aus dem Verdünnungstunnel in
das Partikel-Probenahmesystem geleitet (Abschnitt 2.4, Abbildung 21).
Die Durchflußleistung der PDP oder des CFV muß ausreichend sein, um
die Temperatur des verdünnten Abgasstroms unmittelbar von dem
Primärpartikelfilter auf weniger oder gleich 325 K (52 ºC) zu halten.
BeiDoppelverdünnung wird eine Probe aus dem Verdünnungstunnel zur
weiteren Verdünnung in den Sekundärtunnel und darauf durch die
Probenahmefilter geleitet (Abschnitt 2.4, Abbildung 22). Die Durchfluß-
leistung des PDP oder des CFV muß ausreichend sein, um die
Temperatur des verdünnten Abgasstroms im DT im Probenahmebereich
auf weniger oder gleich 464 K (191 ºC) zu halten. Das Sekundärverdün-
nungssystem muß genug Sekundärverdünnungsluft liefern, damit der
doppelt verdünnte Abgasstrom unmittelbar vor dem Primärpartikelfilter
auf einer Temperatur von weniger oder gleich 325 K (52 ºC) gehalten
werden kann.
DAF: Verdünnungsluftfilter
Es wird empfohlen, die Verdünnungsluft zu filtern und durch Aktivkohle
zu leiten, damit Hintergrund-Kohlenwasserstoffe entfernt werden. Auf
Antrag des Motorherstellers ist nach guter technischer Praxis eine
Verdünnungsluftprobe zur Bestimmung des Raumluft-Partikelgehalts zu
nehmen, der dann von den in den verdünnten Abgasen gemessenen
Werten abgezogen werden kann.
PSP: Partikel-Probenahmesonde
Die Sonde bildet den vordersten Abschnitt des PTT und
— muß gegen den Strom gerichtet an einem Punkt angebracht sein, wo
die Verdünnungsluft und die Abgase gut vermischt sind, d.h. in der
Mittellinie des Verdünnungstunnels (DT) ungefähr 10 Tunneldurch-
messer stromabwärts von dem Punkt gelegen, wo die Abgase in den
Verdünnungstunnel eintreten;
— muß einen Innendurchmesser von mindestens 12 mm haben;— kann durch Direktbeheizung oder durch Vorheizen der Verdünnungs-
luft bis auf eine Wandtemperatur von höchstens 325 K (52 ºC)
beheizt werden, vorausgesetzt, daß die Lufttemperatur vor Eintritt
des Abgases in den Verdünnungstunnel 325 K (52 ºC) nicht über-
steigt;
— kann isoliert sein.
2.4.Partikel-Probenahmesystem
Das Partikel-Probenahmesystem wird zur Sammlung der Partikel auf dem
Partikelfilter benötigt. Im Fall von Teilstrom-Verdünnungssystemen mit
Gesamtprobenahme , bei denen die gesamte Probe des verdünnten
Abgases durch die Filter geleitet wird, bilden das Verdünnungssystem
(Abschnitt 2.2, Abbildungen 14 und 18) und das Probenahmesystem in
der Regel eine Einheit. Im Fall von Teilstrom - oder Vollstrom-Verdün-
nungssystemen mit Teilprobenahme , bei denen nur ein Teil des
verdünnten Abgases durch die Filter geleitet wird, sind das Verdünnungs-system (Abschnitt 2.2, Abbildungen 11, 12, 13, 15, 16, 17 und 19;
Abschnitt 2.3, Abbildung 20) und das Probenahmesystem in der Regel
getrennte Einheiten.
In dieser Richtlinie gilt das Doppelverdünnungssystem (Abbildung 22)
eines Vollstrom-Verdünnungssystems als spezifische Unterart eines typi-
schen Partikel-Probenahmesystems, wie es in Abbildung 21 dargestellt
ist. Das Doppelverdünnungssystem enthält alle wichtigen Bestandteile
eines Partikel-Probenahmesystems, wie beispielsweise Filterhalter und
Probenahmepumpe, und darüber hinaus einige Merkmale eines Verdün-
nungssystems, wie beispielsweise die Verdünnungsluftzufuhr und einen
Sekundär-Verdünnungstunnel.
Um eine Beeinflussung der Regelkreise zu vermeiden, wird empfohlen,
die Probenahmepumpe während des gesamten Prüfverfahrens in Betrieb
zu lassen. Bei der Einfachfiltermethode ist ein Bypass-System zu
verwenden, um die Probe zu den gewünschten Zeitpunkten durch die
Probenahmefilter zu leiten. Die Beeinflussung der Regelkreise durch den
Schaltvorgang ist auf ein Mindestmaß zu begrenzen.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 143
▼M3
Abbildung 21
Partikel-Probenahmesystem
Eine Probe des verdünnten Abgases wird mit Hilfe der Probenahme-
pumpe P durch die Partikel-Probenahmesonde PSP und das
Partikelübertragungsrohr PTT aus dem Verdünnungstunnel DT eines Teil-
strom- oder Vollstrom-Verdünnungssystems entnommen. Die Probe wird
durch den (die) Filterhalter FH geleitet, in dem (denen) die Partikel-
Probenahmefilter enthalten sind. Der Probendurchsatz wird mit dem
Durchflußregler FC3 geregelt. Bei Verwendung der elektronischen
Durchflußmengenkompensation EFC (siehe Abbildung 20) dient der
Durchfluß des verdünnten Abgases als Steuersignal für FC3.
Abbildung 22
Doppelverdünnungssystem (nur Vollstromsystem)
Eine Probe des verdünnten Abgases wird durch die Partikel-Probenahme-
sonde PSP und das Partikelübertragungsrohr PTT aus dem
Verdünnungstunnel DT eines Vollstrom-Verdünnungssystems in den
Sekundärverdünnungstunnel SDT geleitet und dort nochmals verdünnt.
Anschließend wird die Probe durch den (die) Filterhalter FH geleitet, in
dem (denen) die Partikel-Probenahmefilter enthalten sind. Der Verdün-
nungsluftdurchsatz ist in der Regel konstant, während der
Probendurchsatz mit dem Durchflußregler FC3 geregelt wird. Bei
Verwendung der elektronischen Durchflußkompensation EFC (siehe
Abbildung 20) dient der Durchfluß des gesamten verdünnten Abgases
als Steuersignal für FC3.
2.4.1. Beschreibung zu den Abbildungen 21 und 22
PTT: Partikelübertragungsrohr (Abbildungen 21 und 22)Das Partikelübertragungsrohr darf höchstens 1 020 mm lang sein; seine
Länge ist so gering wie möglich zu halten. Gegebenenfalls (z.B. bei Teil-
strom-Verdünnungssystemen mit Teilprobenahme und bei Vollstrom-1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 144
▼M3
Verdünnungssystemen) ist die Länge der Probenahmesonden (SP, ISP
bzw. PSP, siehe Abschnitte 2.2 und 2.3) darin einzubeziehen.
Die Abmessungen betreffen
— beim Teilstrom-Verdünnungssystem mit Teilprobenahme und beim
Vollstrom-Einfachverdünnungssystem den Teil vom Sondeneintritt
(SP, ISP bzw. PSP) bis zum Filterhalter,
— beim Teilstrom-Verdünnungssystem mit Gesamtprobenahme den Teil
vom Ende des Verdünnungstunnels bis zum Filterhalter,
— beim Vollstrom-Doppelverdünnungssystem den Teil vom Sondenein-
tritt (PSP) bis zum Sekundärverdünnungstunnel. Das Übertragungs-
rohr
Das Übertragungsrohr
— kann durch Direktbeheizung oder durch Vorheizen der Verdünnungs-
luft bis auf eine Wandtemperatur von höchstens 325 K (52 ºC)
beheizt werden, vorausgesetzt, daß die Lufttemperatur vor Eintritt
des Abgases in den Verdünnungstunnel 325 K (52 ºC) nicht über-steigt;
— kann isoliert sein.
SDT: Sekundärverdünnungstunnel (Abbildung 22)Der Sekundärverdünnungstunnel sollte einen Durchmesser von
mindestens 75 mm haben und so lang sein, daß die doppelt verdünnte
Probe mindestens 0,25 Sekunden in ihm verweilt. Die Halterung des
Hauptfilters FH darf sich in nicht mehr als 300 mm Abstand vom
Ausgang des SDT befinden.
Der Sekundärverdünnungstunnel
— kann durch Direktbeheizung oder durch Vorheizen der Verdünnungs-
luft bis auf eine Wandtemperatur von höchstens 325 K (52 ºC)
beheizt werden, vorausgesetzt, daß die Lufttemperatur vor Eintritt
des Abgases in den Verdünnungstunnel 325 K (52 ºC) nicht über-
steigt;
— kann isoliert sein.
FH: Filterhalter (Abbildungen 21 und 22)Für die Haupt- und Nachfilter dürfen entweder ein einziger Filterhalter
oder separate Filterhalter verwendet werden. Die Vorschriften von
Anhang III Anlage 4 Abschnitt 4.1.3 müssen eingehalten werden.
Der (die) Filterhalter
— kann (können) durch Direktbeheizung oder durch Vorheizen der
Verdünnungsluft bis auf eine Wandtemperatur von höchstens 325 K
(52 ºC) beheizt werden, vorausgesetzt, daß die Lufttemperatur vor
Eintritt des Abgases in den Verdünnungstunnel 325 K (52 ºC) nicht
übersteigt,
— kann (können) isoliert sein.
P: Probenahmepumpe (Abbildungen 21 und 22)Die Partikel-Probenahmepumpe muß so weit vom Tunnel entfernt sein,
daß die Temperatur der einströmenden Gase konstant gehalten wird
(± 3 K), wenn keine Durchflußkorrektur mittels FC3 erfolgt.
DP: Verdünnungsluftpumpe (Abbildung 22)Die Verdünnungsluftpumpe ist so anzuordnen, daß die sekundäre Verdün-
nungsluft mit einer Temperatur von 298 K ± 5 K (25 ºC ± 5 ºC)
zugeführt wird, wenn die Verdünnungsluft nicht vorgeheizt wird.
FC3: Durchflußregler (Abbildungen 21 und 22)
Um eine Kompensation des Durchsatzes der Partikelprobe für Tempe-
ratur- und Gegendruckschwankungen im Probenweg zu erreichen, ist,
falls keine anderen Mittel zur Verfügung stehen, ein Durchflußregler zu
verwenden. Bei Anwendung der elektronischen Durchflußkompensation
EFC (siehe Abbildung 20) ist der Durchflußregler Vorschrift.
FM3: Durchflußmeßgerät (Abbildungen 21 und 22)Das Gasmeß- oder Durchflußmeßgerät für die Partikelprobe muß so weit
von der Probenahmepumpe P entfernt sein, daß die Temperatur des
einströmenden Gases konstant bleibt (± 3 K), wenn keine Durchflußkor-
rektur durch FC3 erfolgt.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 145
▼M3
FM4: Durchflußmeßgerät (Abbildung 22)
Das Gasmeß- oder Durchflußmeßgerät für die Verdünnungsluft muß so
angeordnet sein, daß die Temperatur des einströmenden Gases bei 298 K
± 5 K (25 ºC ± 5 ºC) bleibt.
BV: Kugelventil (wahlfrei)Der Durchmesser des Kugelventils darf nicht geringer als der Innendurch-
messer des Partikelübertragungsrohrs PTT, und seine Schaltzeit muß
weniger als 0,5 Sekunden betragen.
Anmerkung: Beträgt die Umgebungstemperatur in der Nähe von PSP,
PTT, SDT und FH weniger als 239 K (20 ºC), so ist für
eine Vermeidung von Partikelverlusten an den kühlen
Wänden dieser Teile zu sorgen. Es wird daher empfohlen,
diese Teile innerhalb der in den entsprechenden Beschrei-
bungen angegebenen Grenzwerte aufzuheizen und/oder zu
isolieren. Ferner wird empfohlen, die Filteranströmtempe-
ratur während der Probenahme nicht unter 293 K (20 ºC)
absinken zu lassen.
Bei hoher Motorlast können die obengenannten Teile durch
nichtaggressive Mittel, wie z.B. einen Umlüfter, gekühlt
werden, solange die Temperatur des Kühlmittels nicht
weniger als 293 K (20 ºC) beträgt.
3. RAUCHGASMESSUNG3.1.Einleitung
Ausführliche Beschreibungen der empfohlenen Systeme zur Trübungs-
messung sind in den Abschnitten 3.2 und 3.3 sowie in den Abbildungen
23 und 24 enthalten. Da mit verschiedenen Anordnungen gleichwertige
Ergebnisse erzielt werden können, ist eine genaue Übereinstimmung mit
den Abbildungen 23 und 24 nicht erforderlich. Es können zusätzliche
Bauteile wie Instrumente, Ventile, Elektromagnete, Pumpen und Schalter
verwendet werden, um weitere Informationen zu erlangen und die Funk-
tionen der Teilsysteme zu koordinieren. Bei einigen Systemen kann auf
manche Bauteile, die für die Aufrechterhaltung der Genauigkeit nicht
erforderlich sind, verzichtet werden, wenn ihr Wegfall nach bestem tech-
nischen Ermessen begründet erscheint.
Das Prinzip der Messung besteht darin, einen Lichtstrahl über eine spezi-
fische Strecke hinweg durch das zu messende Rauchgas zu leiten und die
vom Medium verursachte Lichtschwächung anhand des Anteils des
auffallenden Lichts zu ermitteln, das bei einem Empfänger eintrifft. Die
Rauchmessung kann je nach Beschaffenheit des Gerätes im Auspuffrohr
(zwischengeschalteter Vollstrom-Trübungsmesser), am Ende des Auspuf-
frohrs (nachgeschalteter Vollstrom-Trübungsmesser) oder durch
Entnahme einer Probe aus dem Auspuffrohr (Teilstrom-Trübungsmesser)
erfolgen. Damit der Absorptionskoeffizient anhand des Trübungssignals
bestimmt werden kann, ist die Angabe der optischen Weglänge des
Instruments durch den Hersteller erforderlich.
3.2.Vollstrom-Trübungsmesser
Es können zwei Grundtypen des Vollstrom-Trübungsmessers verwendet
werden (Abbildung 23). Beim zwischengeschalteten Trübungsmesser
wird die Trübung des vollen Abgasstroms innerhalb des Auspuffrohrs
gemessen. Bei diesem Instrumententyp ist die effektive optische
Weglänge von der Beschaffenheit des Trübungsmessers abhängig.
Beim nachgeschalteten Trübungsmesser wird die Trübung des vollen
Abgasstroms bei dessen Austritt aus dem Auspuffrohr gemessen. Bei
diesem Instrumententyp ist die effektive optische Weglänge von der
Beschaffenheit des Auspuffrohrs und der Entfernung zwischen dem
Ende des Auspuffrohrs und dem Trübungsmesser abhängig.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 146
▼M3
Abbildung 23
Vollstrom-Trübungsmesser
3.2.1. Beschreibung zu Abbildung 23
EP: AuspuffrohrBei Verwendung eines zwischengeschalteten Trübungsmessers muß das
Auspuffrohr auf einer Länge von drei Auspuffrohrdurchmessern vor und
nach der Meßzone frei von Durchmesseränderungen sein. Ist der Durch-
messer der Meßzone größer als der Durchmesser des Auspuffrohrs, wird
ein Rohr empfohlen, das sich vor der Meßzone allmählich verjüngt.
Bei Verwendung eines nachgeschalteten Trübungsmessers müsen die
letzten 0,6 m des Auspuffrohrs einen kreisrunden Querschnitt aufweisen
und frei von Krümmungen und Biegungen sein. Das Ende des Auspuf-
frohrs ist gerade abzutrennen. Der Trübungsmesser ist mittig zum
Abgasstrom in einem Abstand von höchstens 25 ± 5 mm vom Ende des
Auspuffrohrs anzubringen.
OPL: Optische Weglänge
Länge des vom Rauchgas getrübten Lichtweges zwischen der Lichtquelle
des Trübungsmessers und dem Empfänger, wobei Korrekturen aufgrund
einer durch Dichtegradienten und Saumeffekt hervorgerufenen Ungleich-
mäßigkeit erforderlich sein können. Die optische Weglänge ist vom
Hersteller des Instruments anzugeben, wobei eventuelle Maßnahmen
zum Freihalten von Ruß (z.B. Spülluft) zu berücksichtigen sind. Ist die
optische Weglänge nicht angegeben, muß sie gemäß ISO DIS 11614,
11.6.5, bestimmt werden. Für die korrekte Bestimmung der optischen
Weglänge ist eine Mindestabgasgeschwindigkeit von 20 m/s erforderlich.
LS: LichtquelleDie Lichtquelle muß aus einer Glühlampe mit einer Farbtemperatur von
2 800 bis 3 250 K oder einer grünen Luminiszenzdiode (LED) mit einer
spektralen Höchstempfindlichkeit von 550 bis 570 nm bestehen. Die zur
Freihaltung der Lichtquelle von Ruß verwendeten Maßnahmen dürfen die
optische Weglänge nur innerhalb der vom Hersteller angegebenen Grenz-
werte verändern.
LD: LichtdetektorDer Detektor muß aus einer Photozelle oder einer Photodiode (erforderli-
chenfalls mit Filter) bestehen. Ist die Lichtquelle eine Glühlampe, so muß
der Empfänger eine spektrale Höchstempfindlichkeit aufweisen, die der
Hellempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges angepaßt ist(Höchstempfindlichkeit im Bereich von 550-570 nm, weniger als 4 %
dieser Höchstempfindlichkeit unter 430 nm und über 680 nm). Die zur
Freihaltung des Lichtdetektors von Ruß verwendeten Maßnahmen dürfen
die optische Weglänge nur innerhalb der vom Hersteller angegebenen
Grenzwerte verändern.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 147
▼M3
CL: Kollimatorlinse
Das ausgesandte Licht ist zu einem Strahl mit einem Höchstdurchmesser
von 30 mm zu kollimieren. Die einzelnen Strahlen des Lichtstrahls
müssen mit einer Toleranz von 3º parallel zur optischen Achse verlaufen.
T1: Temperatursensor (wahlfrei)
Auf Wunsch kann die Abgastemperatur während des Prüfverlaufs über-
wacht werden.
3.3.Teilstrom-Trübungsmesser
Beim Teilstrom-Trübungsmesser (Abbildung 24) wird eine repräsentative
Abgasprobe aus dem Auspuffrohr entnommen und durch eine Übertra-
gungsleitung zur Meßkammer geleitet. Bei diesem Instrumententyp ist
die effektive optische Weglänge von der Beschaffenheit des Trübungsme-
ssers abhängig. Die im folgenden Abschnitt genannten Ansprechzeiten
gelten für den vom Instrumentenhersteller angegebenen Mindestdurchfluß
des Trübungsmessers.
Abbildung 24
Teilstrom-Trübungsmesser
3.3.1. Beschreibung zu Abbildung 24
EP: Auspuffrohr
Das Auspuffrohr muß auf einer Länge von mindestens sechs Rohrdurch-
messern in Strömungsrichtung vor dem Eintritt der Sonde und von
mindestens drei Rohrdurchmessern hinter diesem Punkt geradlinig sein.
SP: ProbenahmesondeDie Probenahmesonde muß aus einem offenen Rohr bestehen, das in etwa
in der Achse des Auspuffrohrs angebracht und der Strömungsrichtung
zugewandt ist. Der Abstand zur Wand des Auspuffrohrs muß mindestens
5 mm betragen. Die Sonde muß einen Durchmesser haben, der eine reprä-
sentative Probenahme und einen ausreichenden Durchfluß durch den
Trübungsmesser gewährleistet.
TT: Übertragungsrohr
Das Übertragungsrohr muß
— so kurz wie möglich sein, und am Eingang der Meßkammer muß eine
Abgastemperatur von 373 ± 30 K (100 ºC ± 30 ºC) gewährleistet sein;
— eine Wandtemperatur haben, die so weit über dem Taupunkt des
Abgases liegt, daß eine Kondensation verhindert wird;
— über die gesamte Länge hinweg denselben Durchmesser haben wie
die Probenahmesonde;1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 148
▼M3
— bei Mindestdurchfluß durch das Instrument eine Ansprechzeit von
weniger als 0,05 s haben, wobei die Bestimmung gemäß Anhang III
Anlage 4 Abschnitt 5.2.4 angegeben erfolgen muß;
— darf keinen nennenswerten Einfluß auf den Rauchspitzenwert haben.
FM: Durchflußmeßgerät
Instrument zur Überwachung eines korrekten Durchflusses in die
Meßkammer. Der Mindest- und Höchstdurchfluß ist vom Hersteller des
Instruments anzugeben, wobei gewährleistet sein muß, daß die Anforde-
rungen an die Ansprechzeit des TT und die optische Weglänge erfüllt
werden. Wird eine Probenahmepumpe P verwendet, kann das Durchfluß-
meßgerät in ihrer Nähe angebracht werden.
MC: MeßkammerDie Meßkammer muß im Innern eine nichtreflektierende Oberfläche
aufweisen oder von gleichwertiger optischer Beschaffenheit sein. Das
auf den Detektor fallende Streulicht, das von inneren Reflektionen oder
von Lichtstreuung herrührt, muß auf ein Mindestmaß beschränkt sein.
Der Druck der Abgase in der Meßkammer darf vom atmosphärischen
Druck höchstens um 0,75 kPa abweichen. Ist dies aus Konstruktions-
gründen nicht möglich, so ist der Ablesewert des Trübungsmessers auf
atmosphärischen Druck umzurechnen.
Die Wandtemperatur der Meßkammer muß zwischen 343 K (70ºC) und
373 K (100ºC) bei einer Toleranz von ± 5 K betragen, in jedem Falle
jedoch ausreichend über dem Taupunkt des Abgases liegen, um eine
Kondensation zu vermeiden. Die Meßkammer muß mit geeigneten
Geräten für die Temperaturmessung versehen sein.
OPL: Optische Weglänge
Länge des vom Rauchgas getrübten Lichtweges zwischen der Lichtquelle
des Trübungsmessers und dem Empfänger, wobei Korrekturen aufgrund
einer durch Dichtegradienten und Saumeffekt hervorgerufenen Ungleich-
mäßigkeit erforderlich sein können. Die optische Weglänge ist vomHersteller des Instruments anzugeben, wobei eventuelle Maßnahmen
zum Freihalten von Ruß (z.B. Spülluft) zu berücksichtigen sind. Ist die
optische Weglänge nicht angegeben, muß sie gemäß ISO DIS 11614,
11.6.5, bestimmt werden.
LS: Lichtquelle
Die Lichtquelle muß aus einer Glühlampe mit einer Farbtemperatur von
2 800 bis 3 250 K oder einer grünen Luminiszenzdiode (LED) mit einer
spektralen Höchstempfindlichkeit von 550 bis 570 nm bestehen. Die zur
Freihaltung der Lichtquelle von Ruß verwendeten Maßnahmen dürfen die
Länge der Lichtabsorptionsstrecke nur innerhalb der vom Hersteller ange-
gebenen Grenzwerte verändern.
LD: Lichtdetektor
Der Detektor muß aus einer Photozelle oder einer Photodiode (erforderli-
chenfalls mit Filter) bestehen. Ist die Lichtquelle eine Glühlampe, so muß
der Empfänger eine spektrale Höchstempfindlichkeit aufweisen, die der
Hellempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges angepaßt ist
(Höchstempfindlichkeit im Bereich von 550-570 nm, weniger als 4 %
dieser Höchstempfindlichkeit unter 430 nm und über 680 nm). Die zur
Freihaltung des Lichtdetektors von Ruß verwendeten Maßnahmen dürfen
die Länge der Lichtabsorptionsstrecke nur innerhalb der vom Hersteller
angegebenen Grenzwerte verändern.
CL: KollimatorlinseDas ausgesandte Licht ist zu einem Strahl mit einem Höchstdurchmesser
von 30 mm zu kollimieren. Die einzelnen Strahlen des Lichtstrahls
müssen mit einer Toleranz von 3º parallel zur optischen Achse verlaufen.
T1: Temperatursensor
Zur Überwachung der Abgastemperatur am Eingang der Meßkammer.P: Probenahmepumpe (wahlfrei)
Es kann eine in Strömungsrichtung hinter der Meßkammer befindliche
Probenahmepumpe verwendet werden, um die Gasprobe durch die
Meßkammer zu leiten.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 149
▼M3
ANHANG VI
EG-TYPGENEHMIGUNGSBOGEN
►(1)M4
►(2)C11988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 150
▼M3
Anlage
►(1)M4
►(2)C11988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 151
▼M3
ANHANG VII
BEISPIEL FÜR EIN BERECHNUNGSVERFAHREN
1. ESC-PRÜFUNG
1.1.Gasförmige Emissionen
Die für die Berechnung der Ergebnisse der einzelnen Prüfphasen benötigten
Meßdaten sind nachfolgend angegeben. Bei diesem Beispiel werden CO
und NOxauf trockener und HC auf feuchter Basis gemessen. Die HC-
Konzentration wird als Propanäquivalent (C3) ausgedrückt und muß zur
Ermittlung des C1-Äquivalents mit 3 multipliziert werden. Diese Berech-
nungsmethode gilt für alle Prüfphasen.
PTaHaGEXHGAIRWGFUELHC CO NOx
(kW) (K) (g/kg) (kg) (kg) (kg) (ppm) (ppm) (ppm)
82,9 294,8 7,81 563,38 545,29 18,09 6,3 41,2 495
Berechnung des Feuchtekorrekturfaktors trocken/feucht KW,r(Anhang III
Anlage 1 Abschnitt 4.2):
FFH¼1;969
1þ18;09
545 ;29/C18/C19 ¼1;9058 und K W2¼1;608/C37;81
1000 þ1;608/C37;81 ðÞ¼0;0124
KW;r¼1/C01;9058 /C318;09
541 ;06/C18/C19
/C00;0124 ¼0;9239
Berechnung der feuchten Konzentrationswerte:
CO = 41,2 * 0,9239 = 38,1 ppm
NOx= 495 * 0,9239 = 457 ppm
Berechnung des NOx-Feuchtekorrekturfaktors KH,D(Anhang III Anlage 1
Abschnitt 4.3):
A = 0,309 * 18,09/541,06 − 0,0266 = −0,0163
B = − 0,209 * 18,09/541,06 + 0,00954 = 0,0026
KH;D¼1
1/C00;0163 /C37;81/C010;71 ðÞ þ 0;0026 /C3294 ;8/C0298 ðÞ¼0;9625
Berechnung der Emissionsmassenströme (Anhang III Anlage 1 Abschnitt
4.4):
NOx= 0,001587 * 457 * 0,9625 * 563,38 = 393,27 g/h
CO = 0,000966 * 38,1 * 563,38 = 20,735 g/h
HC = 0,000479 * 6,3 * 3 * 563,38 = 5,100 g/h
Berechnung der spezifischen Emissionen (Anhang III Anlage 1 Abschnitt
4.5):
Die folgende Beispielrechnung bezieht sich auf CO, doch gilt diese Berech-
nungsmethode auch für die anderen Bestandteile.
Die Emissionsmassenströme für die einzelnen Prüfphasen werden mit den
entsprechenden Wichtungsfaktoren nach Anhang III Anlage 1 Abschnitt
2.7.1 multipliziert und zur Berechnung des mittleren Emissionsmassen-
durchsatzes für den Prüfzyklus addiert:
CO = (6,7 * 0,15) + (24,6 * 0,08) + (20,5 * 0,10) + (20,7 * 0,10) + (20,6 *
0,05) + (15,0 * 0,05) + (19,7 * 0,05) + (74,5 * 0,09) + (31,5 * 0,10)
+ (81,9 * 0,08) + (34,8 * 0,05) + (30,8 * 0,05) + (27,3 * 0,05)
= 30,91 g/h1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 152
▼M3
Die Motorleistung in den einzelnen Prüfphasen wird mit den entspre-
chenden Wichtungsfaktoren nach Anhang III Anlage 1 Abschnitt 2.7.1
multipliziert und zur Berechnung der mittleren Leistung für den Prüfzyklus
addiert:
P(n) = (0,1 * 0,15) + (96,8 * 0,08) + (55,2 * 0,10) + (82,9 * 0,10) + (46,8 *
0,05) + (70,1 * 0,05) + (23,0 * 0,05) + (114,3 * 0,09) + (27,0 *
0,10) + (122,0 * 0,08) + (28,6 * 0,05) + (87,4 * 0,05) + (57,9 *
0,05)
= 60,006 kW
CO¼30;91
60;006¼0;0515 g =kWh
Berechnung der spezifischen NOx-Emission am zufällig gewählten Prüf-
punkt (Anhang III Anlage I Abschnitt 4.6.1):
Es seien die folgenden Werte am zufällig ausgewählten Punkt gemessen
worden:
nZ= 1 600 min−1
MZ= 495 Nm
NOx mass.Z= 487,9 g/h (nach den vorstehenden Formeln berechnet)
P(n)Z=8 3k W
NOx,Z= 487,9/83 = 5,878 g/kWh
Bestimmung des Emissionswertes im Prüfzyklus (Anhang III Anlage 1
Abschnitt 4.6.2):
Die Werte der vier den Prüfpunkt einhüllenden Phasen beim ESC seien:
nRTnSUERESETEUMRMSMTMU
1 368 1 785 5,943 5,565 5,889 4,973 515 460 681 610
ETU= 5,889 + (4,973 − 5,889) * (1 600 − 1 368) / (1 785 − 1 368) = 5,377 g/kWh
ERS= 5,943 + (5,565 − 5,943) * (1 600 − 1 368) / (1 785 − 1368) = 5,732 g/kWh
MTU= 681 + (601 − 681) * (1 600 − 1 368) / (1 785 − 1368) = 641,3 Nm
MRS= 515 + (460 − 515) * (1 600 − 1368) / (1 785 − 1 368) = 484,3 Nm
EZ= 5,732 + (5,377 − 5,732) * (495 − 484,3) / (641,3 − 484,3) = 5,708 g/kWh
Vergleich der NOx-Emissionswerte (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 4.6.3):
NOx diff= 100 * (5,878 − 5,708) / 5,708 = 2,98 %
1.2.Partikelemissionen
Die Partikelbestimmung erfolgt nach dem Grundsatz, daß Partikelproben
über den gesamten Zyklus hinweg entnommen werden, der Proben- und
der Massendurchsatz (MSAMund GEDF) jedoch während der einzelnen Prüf-
phasen bestimmt werden. Die Berechnung von GEDFist von dem
verwendeten System abhängig. Den folgenden Beispielen liegt ein System
mit CO2-Messung und Kohlenstoffbilanz und ein System mit Durchfluß-
messung zugrunde. Bei Verwendung eines Vollstromverdünnungssystems
erfolgt eine direkte Messung von GEDFdurch die CVS-Einrichtung.
Berechnung von GEDF(Anhang III Anlage 1 Abschnitt E 5.2.3 und 5.2.4):
Für Phase 4 seien die folgenden Werte gemessen worden. Die Berech-
nungsmethode gilt auch für die übrigen Phasen.
GEXHGFUELGDILWGTOTWCO2DCO2A
(kg/h) (kg/h) (kg/h) (kg/h) (%) (%)
334,02 10,76 5,4435 6,0 0,657 0,0401988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 153
▼M3
a) Kohlenstoffbilanz
GEDFW ¼206 ;5/C310;76
0;657/C00;040¼3601 ;2k g =h
b) Durchflußmessung
q¼6;0
6;0/C05;4435 ðÞ¼10;78
GEDFW= 334,02 * 10,78 = 3 600,7 kg/h
Berechnung des Abgasmassendurchsatzes (Anhang III Anlage 1 Abschnitt
5.4):
Die Durchsätze GEDFWder einzelnen Phasen werden mit den jeweiligen
Wichtungsfaktoren nach Anhang III Anlage 1 Abschnitt 2.7.1 multipliziert
und dann zur Ermittlung des mittleren GEDFfür den Gesamtzyklus addiert.
Der Gesamtprobenstrom MSAMwird durch Addition der Probendurchsätze
der einzelnen Phasen errechnet.
GEDFW= (3 567 * 0,15) + (3 592 * 0,08) + (3 611 * 0,10) + (3 600 * 0,10)
+ (3 618 * 0,05) + (3 600 * 0,05) + (3 640 * 0,05) + (3 614 *
0,09) + (3 620 * 0,10) + (3 601 * 0,08) + (3 639 * 0,05) +
(3 582 * 0,05) + (3 635 * 0,05)
= 3 604,6 kg/h
MSAM= 0,226 + 0,122 + 0,151 + 0,152 + 0,076 + 0,076 + 0,076 + 0,136 +
0,151 + 0,121 + 0,076 + 0,076 + 0,075
= 1,515 kg
Die Partikelmasse auf den Filtern sei 2,5 mg, somit ist
PTmass=2;5
1;515*3604 ;6
1000= 5,948 g/h
Hintergrundkorrektur (nicht obligatorisch)
Es sei eine Hintergrundmessung durchgeführt worden, die folgende Werte
ergab. Die Berechnung des Verdünnungsfaktors DF ist identisch mit der
Berechnung in Abschnitt 3.1 dieses Anhangs und wird hier nicht darge-
stellt.
Md= 0,1 mg; MDIL= 1,5 kg
Summe des DF = [(1 - 1/119,15) * 0,15] + [(1 - 1/8,89) * 0,08] + [(1 - 1/
14,75) * 0,10] + [(1 - 1/10,10) * 0,10] + [(1 - 1/18,02) *
0,05] + [(1 - 1/12,33) * 0,05] + [(1 - 1/32,18) * 0,05] +
[(1 - 1/6,94) * 0,09] + [(1 - 1/25,19) * 0,10] + [(1 - 1/
6,12) * 0,08] + [(1 - 1/20,87) * 0,05] + [(1 - 1/8,77) *
0,05] + [(1 - 1/12,59) * 0,05]
= 0,923
PTmass¼2;5
1;515/C00;1
1;5/C30;923/C18/C19
/C33604 ;6
1000¼5;726 g =h
Berechnung der spezifischen Emission (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 5.5):
P(n) = (0,1 * 0,15) + (96,8 * 0,08) + (55,2 * 0,10) + (82,9 * 0,10) + (46,8 *
0,05) + (70,1 * 0,05) + (23,0 * 0,05) + (114,3 * 0,09) + (27,0 *
0,10) + (122,0 * 0,08) + (28,6 * 0,05) + (87,4 * 0,05) + (57,9 *
0,05)
= 60,006 kW
PT¼5;948
60;006¼0;099 g =kWh
PT¼5;726
60;006¼0;095 g =kWh ;bei Hintergrundkorrektur1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 154
▼M3
Berechnung des spezifischen Wichtungsfaktors (Anhang III Anlage 1
Abschnitt 5.6)
Bei Zugrundelegung der oben errechneten Werte für Phase 4 ist
WFE;i¼0;152/C33604 ;6
1;515/C33600 ;7¼0;1004
Dieser Wert entspricht der Anforderung von 0,10 ± 0,003.
2. ELR-PRÜFUNG
Da die Bessel-Filterung ein in den europäischen Abgasvorschriften völlig
neues Mittelungsverfahren darstellt, folgen an dieser Stelle eine Erläuterung
des Bessel-Filters, ein Beispiel für den Entwurf eines Bessel-Algorithmus
und ein Beispiel für die Berechnung des endgültigen Rauchwertes. Die
Konstanten des Bessel-Algorithmus sind lediglich von der Beschaffenheit
des Trübungsmessers und der Abtastfrequenz des Datenerfassungssystems
abhängig. Es wird empfohlen, daß die endgültigen Bessel-Filter-Konstanten
für verschiedene Abtastfrequenzen vom Hersteller des Trübungsmeßgerätes
angegeben werden und der Benutzer diese Daten zur Erstellung des Bessel-
Algorithmus und zur Berechnung der Rauchwerte verwendet.
2.1.Allgemeine Anmerkungen zum Bessel-Filter
Infolge von Störeinflüssen im Hochfrequenzbereich weist die Kurve des
unverarbeiteten Trübungssignals in der Regel eine starke Streuung auf.
Um solche Hochfrequenz-Störungen zu vermeiden, wird beim ELR-Test
ein Bessel-Filter benötigt. Dabei handelt es sich um ein rekursives Tiefpaß-
filter zweiter Ordnung, das einen schnellen Signalanstieg ohne
Überschwingen gewährleistet.
Ein zugrunde gelegter Echtzeit-Abgasstrahl im Auspuffrohr erscheint in der
Trübungskurve mit zeitlicher Verzögerung und wird von jedem Trübungs-
meßgerät unterschiedlich gemessen. Diese Verzögerung und der Verlauf
der gemessenen Trübungskurve sind von der Geometrie der Meßkammer
des Trübungsmessers sowie von der Beschaffenheit der Abgasentnahmelei-
tung abhängig, aber auch von der Zeit, die die Elektronik des
Trübungsmessers zur Verarbeitung des Signals benötigt. Die Werte, in
denen sich diese beiden Effekte ausdrücken, werden als physikalische und
elektrische Ansprechzeit bezeichnet; diese stellen für jeden Trübungs-
messer-Typ ein individuelles Filter dar.
Ziel des Bessel-Filters ist es nun, einen einheitlichen Gesamtfilterkennwert
für das gesamte Trübungsmesser-System zu erreichen, der sich aus
folgenden Werten zusammensetzt:
— physikalische Ansprechzeit des Trübungsmessers (tp),
— elektrische Ansprechzeit des Trübungsmessers (te),
— Filteransprechzeit des angewandten Bessel-Filters (tF).
Die Gesamtansprechzeit des Systems tAverwird wie folgt berechnet
tAver¼ﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃ
tF2þtp2þte2q
und muß für alle Trübungsmesser-Typen gleich sein, wenn sich ein und
derselbe Rauchwert ergeben soll. Daher wird ein Bessel-Filter benötigt,
der so beschaffen ist, daß anhand der Filteransprechzeit (tF) sowie der
physikalischen (tp) und der elektrischen Ansprechzeit (te) des jeweiligen
Trübungsmessers die geforderte Gesamtansprechzeit (tAver) ermittelt werden
kann. Da die Werte tpund tefür jeden Trübungsmesser bereits vorgegeben
sind und tAverin der vorliegenden Richtlinie laut Definition 1,0 s beträgt,
läßt sich tFwie folgt berechnen:
tF¼ﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃ
tAver2þtp2þte2q
Die Filteransprechzeit tFist definitionsgemäß die Anstiegszeit eines gefil-
terten Ausgangssignals zwischen den Werten 10 % und 90 % des
Sprungeingangssignals. Daher muß die Grenzfrequenz des Bessel-Filters
so iteriert werden, daß sich die Ansprechzeit des Bessel-Filters der gefor-
derten Anstiegszeit anpaßt.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 155
▼M3
Abbildung a
Kurven eines Sprungeingangssignals und des gefilterten Ausgangssignals
In Abbildung a sind die Kurven eines Sprungeingangssignals und des Bessel-gefilterten
Ausgangssignals sowie die Ansprechzeit des Bessel-Filters (tF) dargestellt.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 156
▼M3
Der Aufbau des endgültigen Bessel-Filteralgorithmus ist ein mehrstufiger
Prozeß, der mehrere Iterationszyklen erfordert. Nachfolgend ist ein
Diagramm des Iterationsverfahrens dargestellt.
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 157
▼M3
2.2.Berechnung des Bessel-Algorithmus
Bei diesem Beispiel wird ein Bessel-Algorithmus in mehreren Schritten
entsprechend dem obigen Iterationsverfahren entworfen, das auf Anhang
III Anlage 1 Abschnitt 6.1 beruht.
Die Kennwerte des Trübungsmessers und des Datenerfassungssystems
seien:
— physikalische Ansprechzeit tp: 0,15 s
— elektrische Ansprechzeit te: 0,05 s
— Gesamtansprechzeit tAver: 1,00 s (gemäß Definition in dieser Richtlinie)
— Abtastfrequenz: 150 Hz
1. Schritt Geforderte Ansprechzeit des Bessel-Filters tF:
tF¼ﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃ
12/C00;152þ0;052/C0/C1q
¼0;987421 s
2. Schritt Ermittlung der Grenzfrequenz und Berechnung der Bessel-
Konstanten E, K für die erste Iteration:
fc= 3,1415/(10 * 0,987421) = 0,318152 Hz
∆t = 1/150 = 0,006667 s
Ω= 1/[tan (3,1415 * 0,006667 * 0,318152)] = 150,076644
E=1
1þ150 ;076644 /C3ﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃﬃ
3/C30;618034p
þ0;618034 þ150 ;0766442¼7;07948 E /C05
K = 2 * 7,07948 E − 5 * (0,618034 * 150,0766442− 1) − 1 = 0,970783
Daraus ergibt sich der Bessel-Algorithmus:
Yi=Yi−1+ 7,07948 E − 5 * (Si+2*Si−1+Si−2−4*Yi−2) + 0,970783 *
(Yi−1−Yi−2)
wobei Sifür den Wert des Sprungeingangssignals (entweder „0“ oder „1“)
und Yifür die gefilterten Werte des Ausgangssignals steht.
3. Schritt Anwendung des Bessel-Filters aufdas Sprungeingangssi-
gnal:
Die Ansprechzeit des Bessel-Filters tFwird definiert als die Anstiegszeit
des gefilterten Ausgangssignals zwischen den Werten 10 % und 90 % eines
Sprungeingangssignals. Zur Bestimmung der Zeiten der Werte 10 % (t10)
und 90 % (t90) des Ausgangssignals muß auf den Sprungeingang ein
Bessel-Filter unter Verwendung der obigen Werte für fc, E und K ange-
wandt werden.
Die Indexziffern, die Zeit und die Werte eines Sprungeingangssignals und
die sich daraus ergebenden Werte des gefilterten Ausgangssignals für die
erste und die zweite Iteration sind aus Tabelle B ersichtlich. Die an t10und t90angrenzenden Punkte sind durch Fettschrift hervorgehoben.
In Tabelle B, erste Iteration, tritt der 10 %-Wert zwischen den Indexziffern
30 und 31 und der 90 %-Wert zwischen den Indexziffern 191 und 192 auf.
Zur Berechnung von tF,iterwerden die genauen Werte von t10und t90durch
lineare Interpolation zwischen den angrenzenden Meßpunkten wie folgt
bestimmt:
t10=tlower+∆t * (0,1 − outlower)/(outupper− outlower)
t90=tlower+∆t * (0,9 − outlower)/(outupper− outlower)
Dabei sind outupperbzw. outlowerdie an das Bessel-gefilterte Ausgangssignal
angrenzenden Punkte, und tlowerist die in Tabelle B angegebene Zeit für den
angrenzenden Punkt.
t10= 0,200000 + 0,006667 * (0,1 − 0,099208)/(0,104794 − 0,099208) =
0,200945 s
t90= 0,273333 + 0,006667 * (0,9 − 0,899147)/(0,901168 − 0,899147) =
1,276147 s1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 158
▼M3
4. Schritt Filteransprechzeit des ersten Iterationszyklus:
tF,iter= 1,276147 − 0,200945 = 1,075202 s
5. Schritt Differenz zwischen geforderter und erzielter Filteransprech-
zeit beim ersten Iterationszyklus:
∆= (1,075202 − 0,987421)/0,987421 = 0,081641
6. Schritt Überprüfung des Iterationskriteriums:
Gefordert ist | ∆|≤0,01. Da 0,081641 > 0,01, ist das Iterationskriterium
nicht erfüllt, und es muß ein weiterer Iterationszyklus eingeleitet werden.
Für diesen Iterationszyklus wird anhand von fcund∆eine neue Grenzfre-
quenz wie folgt berechnet:
fc,new= 0,318152 * (1 + 0,081641) = 0,344126 Hz
Diese neue Grenzfrequenz wird im zweiten Iterationszyklus verwendet, der
mit dem 2. Schritt beginnt. Die Iteration ist zu wiederholen, bis die Itera-
tionskriterien erfüllt sind. Die Ergebnisse der ersten und zweiten Iteration
sind in Tabelle A zusammengefaßt.
Tabelle A
Werte der ersten und zweiten Iteration
Parameter 1. Iteration 2. Iteration
fc(Hz) 0,318152 0,344126
E (−) 7,07948 E-5 8,272777 E-5
K (−) 0,970783 0,968410
t10(s) 0,200945 0,185523
t90(s) 1,276147 1,179562
tF,iter(s) 1,075202 0,994039
∆ (−) 0,081641 0,006657
fc,new(Hz) 0,344126 0,346417
7. Schritt Endgültiger Bessel-Algorithmus:
Sobald die Iterationskriterien erfüllt sind, werden gemäß Schritt 2 die
endgültigen Bessel-Filter-Konstanten und der endgültige Bessel-Algo-
rithmus berechnet. Bei diesem Beispiel wurde das Iterationskriterium nach
der zweiten Iteration erfüllt ( ∆= 0,006657 ≤0,01). Der endgültige Algo-
rithmus wird anschließend zur Bestimmung der gemittelten Rauchwerte
verwendet (siehe Abschnitt 2.3).
Yi=Yi−1+ 8,272777 E − 5 * (Si+2*Si−1+Si−2−4*Yi−2) + 0,968410
*( Yi−1−Yi−2)1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 159
▼M3
Tabelle B
Werte des Sprungeingangssignals und des Bessel-gefilterten Ausgangssignals
beim ersten und zweiten Iterationszyklus
Index i ZeitSprungein-
gangssignal SiGefiltertes Ausgangssignal Yi
[−] [s] [−][−]
1. Iteration 2. Iteration
− 2 − 0,013333 0 0,000000 0,000000
− 1 − 0,006667 0 0,000000 0,000000
0 0,000000 1 0,000071 0,0000831 0,006667 1 0,000352 0,0004112 0,013333 1 0,000908 0,0010603 0,020000 1 0,001731 0,0020194 0,026667 1 0,002813 0,0032785 0,033333 1 0,004145 0,004828
== == =
24 0,160000 1 0,067877 0,077876
25 0,166667 1 0,072816 0,08347626 0,173333 1 0,077874 0,08920527 0,180000 1 0,083047 0,09505628 0,186667 1 0,088331 0,10102429 0,193333 1 0,093719 0,10710230 0,200000 1 0,099208 0,11328631 0,206667 1 0,104794 0,11957032 0,213333 1 0,110471 0,12594933 0,220000 1 0,116236 0,13241834 0,226667 1 0,122085 0,13897235 0,233333 1 0,128013 0,145605
36 0,240000 1 0,134016 0,152314
37 0,246667 1 0,140091 0,159094== == =
175 1,166667 1 0,862416 0,895701176 1,173333 1 0,864968 0,897941177 1,180000 1 0,867484 0,900145178 1,186667 1 0,869964 0,902312179 1,193333 1 0,872410 0,904445180 1,200000 1 0,874821 0,906542181 1,206667 1 0,877197 0,908605182 1,213333 1 0,879540 0,910633183 1,220000 1 0,881849 0,912628
184 1,226667 1 0,884125 0,914589
185 1,233333 1 0,886367 0,916517186 1,240000 1 0,888577 0,918412187 1,246667 1 0,890755 0,920276188 1,253333 1 0,892900 0,922107189 1,260000 1 0,895014 0,923907190 1,266667 1 0,897096 0,925676191 1,273333 1 0,899147 0,927414192 1,280000 1 0,901168 0,9291211988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 160
▼M3
Index i ZeitSprungein-
gangssignal SiGefiltertes Ausgangssignal Yi
[−] [s] [−][−]
1. Iteration 2. Iteration
193 1,286667 1 0,903158 0,930799
194 1,293333 1 0,905117 0,932448
195 1,300000 1 0,907047 0,934067
== == =1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 161
▼M3
2.3.Berechnung der Rauchwerte
Im nachstehenden Schaubild wird das allgemeine Verfahren zur Bestim-
mung des endgültigen Rauchwertes dargestellt.
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 162
▼M3
In Abbildung b sind die Kurven des gemessenen unverarbeiteten Trübungs-
signals sowie des ungefilterten und gefilterten Lichtabsorptionskoeffi-
zienten (k-Wert) der ersten Belastungsstufe in der ELR-Prüfung
dargestellt, und der Höchstwert Ymax1,A(Spitze) der Kurve des gefilterten k
ist angezeigt. Tabelle C enthält die dazugehörigen Zahlenwerte für den
Index i, die Zeit (Abtastfrequenz 150 Hz), die unverarbeitete Trübung, den
ungefilterten k-Wert und den gefilterten k-Wert. Die Filterung erfolgte
unter Verwendung der Konstanten des in Abschnitt 2.2 dieses Anhangs
entworfenen Bessel-Algorithmus. Aufgrund des umfangreichen Datenmate-
rials wurde die Rauchkurve in der Tabelle nur gegen Anfang und um den
Spitzenwert herum erfaßt.
Abbildung b
Kurven der gemessenen Trübung N, des ungefilterten k-Rauchwerts
und des gefilterten k-Rauchwerts
Der Spitzenwert (i = 272) wird unter Zugrundelegung der folgenden Datenaus Tabelle C berechnet. Alle anderen einzelnen Rauchwerte werden auf
dieselbe Weise berechnet. Zu Beginn des Algorithmus werden S
-1,S-2,Y-1und Y-2auf Null gesetzt.
LA(m) 0,430
Index i 272
N ( %) 16,783
S271(m−1) 0,427392
S270(m−1) 0,427532
Y271(m−1) 0,542383
Y270(m−1) 0,542337
Berechnung des k-Wertes (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 6.3.1):
k¼/C01
0;430/C3ln 1 /C016;783
100/C18/C19
¼0;427252 m/C01
Dieser Wert entspricht S272in der folgenden Gleichung.
Berechnung des Bessel-gemittelten Rauchwertes (Anhang III Anlage 1
Abschnitt 6.3.2):
In den folgenden Gleichungen werden die Bessel-Konstanten aus Nummer
2.2 verwendet. Der oben berechnete tatsächliche ungefilterte k-Wert
entspricht S272(Si). S271(Si−1) und S270(Si−2) sind die beiden vorhergehenden
ungefilterten k-Werte, Y271(Yi−1) und Y270(Yi−2) die beiden vorhergehenden
gefilterten k-Werte.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 163
▼M3
Y272= 0,542383 + 8,272777 E − 5 * (0,427252 + 2 * 0,427392 + 0,427532
− 4 * 0,542337) + 0,968410 * (0,542383 − 0,542337)
= 0,542389 m−1
Dieser Wert entspricht Ymax1,Ain der folgenden Gleichung.
Berechnung des endgültigen Rauchwertes (Anhang III Anlage 1 Abschnitt
6.3.3):
Der höchste gefilterte k-Wert jeder Kurve wird für die weiteren Berech-
nungen verwendet. Es seien:
DrehzahlYmax(m−1)
Zyklus 1 Zyklus 2 Zyklus 3
A 0,5424 0,5435 0,5587
B 0,5596 0,5400 0,5389C 0,4912 0,5207 0,5177
RW
A= (0,5424 + 0,5435 + 0,5587) / 3 = 0,5482 m−1
RWB= (0,5596 + 0,5400 + 0,5389) / 3 = 0,5462 m−1
RWC= (0,4912 + 0,5207 + 0,5177) / 3 = 0,5099 m−1
RW = (0,43 * 0,5482) + (0,56 * 0,5462) + (0,01 * 0,5099) = 0,5467 m−1
Zyklusvalidierung (Anhang III Anlage 1 Nummer 3.4)
Vor der Berechnung des RW muß der Zyklus validiert werden; dazu
werden die relativen Standardabweichungen des Rauchwertes der drei
Zyklen für jede Drehzahl berechnet.
DrehzahlMittlerer RW
(m−1)Absolute Standar-
dabweichung
(m−1)Relative Standar-
dabweichung
(% )
A 0,5482 0,0091 1,7
B 0,5462 0,0116 2,1C 0,5099 0,0162 3,2
Bei diesem Beispiel wird das Validierungskriterium von 15 % für jede
Drehzahl erfüllt.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 164
▼M3
Tabelle C
Trübungswert N, gefilterter und ungefilterter k-Wert zu Beginn des Bela-
stungsschrittes
Index i Zeit Trübung NUngefilterter
k-WertGefilterter k-
Wert
[−] [s] [%] [m−1] [m−1]
− 2 0,000000 0,000000 0,000000 0,000000
− 1 0,000000 0,000000 0,000000 0,000000
0 0,000000 0,000000 0,000000 0,000000
1 0,006667 0,020000 0,000465 0,000000
2 0,013333 0,020000 0,000465 0,000000
3 0,020000 0,020000 0,000465 0,000000
4 0,026667 0,020000 0,000465 0,000001
5 0,033333 0,020000 0,000465 0,000002
6 0,040000 0,020000 0,000465 0,000002
7 0,046667 0,020000 0,000465 0,000003
8 0,053333 0,020000 0,000465 0,000004
9 0,060000 0,020000 0,000465 0,000005
10 0,066667 0,020000 0,000465 0,000006
11 0,073333 0,020000 0,000465 0,000008
12 0,080000 0,020000 0,000465 0,000009
13 0,086667 0,020000 0,000465 0,000011
14 0,093333 0,020000 0,000465 0,000012
15 0,100000 0,192000 0,004469 0,000014
16 0,106667 0,212000 0,004935 0,000018
17 0,113333 0,212000 0,004935 0,000022
18 0,120000 0,212000 0,004935 0,000028
19 0,126667 0,343000 0,007990 0,000036
20 0,133333 0,566000 0,013200 0,000047
21 0,140000 0,889000 0,020767 0,000061
22 0,146667 0,929000 0,021706 0,000082
23 0,153333 0,929000 0,021706 0,000109
24 0,160000 1,263000 0,029559 0,000143
25 0,166667 1,455000 0,034086 0,000185
26 0,173333 1,697000 0,039804 0,000237
27 0,180000 2,030000 0,047695 0,000301
28 0,186667 2,081000 0,048906 0,000378
29 0,193333 2,081000 0,048906 0,000469
30 0,200000 2,424000 0,057067 0,000573
31 0,206667 2,475000 0,058282 0,000693
32 0,213333 2,475000 0,058282 0,000827
33 0,220000 2,808000 0,066237 0,000977
34 0,226667 3,010000 0,071075 0,001144
35 0,233333 3,253000 0,076909 0,001328
36 0,240000 3,606000 0,085410 0,001533
37 0,246667 3,960000 0,093966 0,001758
38 0,253333 4,455000 0,105983 0,002007
39 0,260000 4,818000 0,114836 0,002283
40 0,266667 5,020000 0,119776 0,0025871988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 165
▼M3
Index i Zeit Trübung NUngefilterter
k-WertGefilterter k-
Wert
[−] [s] [%] [m−1] [m−1]
== = = =1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 166
▼M3
Trübungswert N, ungefilterter und gefilterter k-Wert um Ymax1,A(= Spitzen-
wert, durch Fettschrift hervorgehoben)
Index i Zeit Trübung NUngefilterter
k-WertGefilterter k-
Wert
[−] [s] [%] [m−1] [m−1]
== = = =
259 1,726667 17,182000 0,438429 0,538856260 1,733333 16,949000 0,431896 0,539423261 1,740000 16,788000 0,427392 0,539936262 1,746667 16,798000 0,427671 0,540396263 1,753333 16,788000 0,427392 0,540805264 1,760000 16,798000 0,427671 0,541163265 1,766667 16,798000 0,427671 0,541473266 1,773333 16,788000 0,427392 0,541735267 1,780000 16,788000 0,427392 0,541951268 1,786667 16,798000 0,427671 0,542123269 1,793333 16,798000 0,427671 0,542251270 1,800000 16,793000 0,427532 0,542337271 1,806667 16,788000 0,427392 0,542383272 1,813333 16,783000 0,427252 0,542389
273 1,820000 16,780000 0,427168 0,542357274 1,826667 16,798000 0,427671 0,542288275 1,833333 16,778000 0,427112 0,542183276 1,840000 16,808000 0,427951 0,542043277 1,846667 16,768000 0,426833 0,541870278 1,853333 16,010000 0,405750 0,541662279 1,860000 16,010000 0,405750 0,541418280 1,866667 16,000000 0,405473 0,541136281 1,873333 16,010000 0,405750 0,540819282 1,880000 16,000000 0,405473 0,540466283 1,886667 16,010000 0,405750 0,540080284 1,893333 16,394000 0,416406 0,539663285 1,900000 16,394000 0,416406 0,539216286 1,906667 16,404000 0,416685 0,538744287 1,913333 16,394000 0,416406 0,538245288 1,920000 16,394000 0,416406 0,537722289 1,926667 16,384000 0,416128 0,537175290 1,933333 16,010000 0,405750 0,536604291 1,940000 16,010000 0,405750 0,536009292 1,946667 16,000000 0,405473 0,535389293 1,953333 16,010000 0,405750 0,534745294 1,960000 16,212000 0,411349 0,534079295 1,966667 16,394000 0,416406 0,533394
296 1,973333 16,394000 0,416406 0,532691
297 1,980000 16,192000 0,410794 0,531971298 1,986667 16,000000 0,405473 0,531233299 1,993333 16,000000 0,405473 0,530477300 2,000000 16,000000 0,405473 0,529704
== = = =1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 167
▼M3
3. ETC-PRÜFUNG
3.1.Gasförmige Emissionen (Dieselmotor)
Mit einem PDP-CVS-System seien folgende Prüfergebnisse erzielt worden:
V0(m3/rev) 0,1776
Np(rev) 23073
pB(kPa) 98,0
p1(kPa) 2,3
T (K) 322,5
Ha(g/kg) 12,8
NOx conce(ppm) 53,7
NOx concd(ppm) 0,4
COconce(ppm) 38,9
COconcd(ppm) 1,0
HCconce(ppm) 9,00
HCconcd(ppm) 3,02
CO2,conce( %) 0,723
Wact(kWh) 62,72
Berechnung des Durchsatzes des verdünnten Abgases (Anhang III Anlage 2
Abschnitt 4.1):
MTOTW= 1,293 * 0,1776 * 23073 * (98,0 − 2,3) * 273 / (101,3 * 322,5)
= 4237,2 kg
Berechnung des NOx-Korrekturfaktors (Anhang III Anlage 2 Abschnitt
4.2):
KH;D¼1
1/C00;0182 /C312;8/C010;71 ðÞ¼1;039
Berechnung der hintergrundkorrigierten Konzentrationen (Anhang III
Anlage 2 Abschnitt 4.3.1.1):
Es sei ein Dieselkraftstoff mit der Zusammensetzung C1H1,8zugrunde
geleg:
FS¼100/C31
1þ1;8=2 ðÞ þ 3;76/C31þ1;8=4 ðÞðÞ ½/C138¼13;6
DF¼13;6
0;723þ9;00þ38;9 ðÞ /C3 10/C04¼18;69
NOx conc= 53,7 − 0,4 * (1 − (1/18,69)) = 53,3 ppm
COconc= 38,9 − 1,0 * (1 − (1/18,69)) = 37,9 ppm
HCconc= 9,00 − 3,02 * (1 − (1/18,69)) = 6,14 ppm1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 168
▼M3
Berechnung des Emissionsmassendurchsatzes (Anhang III Anlage 2
Abschnitt 4.3.1):
NOx mass= 0,001587 * 53,3 * 1,039 * 4237,2 = 372,391 g
COmass= 0,000966 * 37,9 * 4 237,2 = 155,129 g
HCmass= 0,000479 * 6,14 * 4 237,2 = 12,462 g
Berechnung der spezifischen Emissionen (Anhang III Anlage 2 Abschnitt
4.4):
NOx¼372 ;391 =62;72¼5;94 g =kWh
CO¼155 ;129 =62;72¼2;47 g =kWh
HC¼12;462 =62;72¼0;199 g =kWh
3.2.Partikelemissionen (Dieselmotor)
Mit einem PDP-CVS-System mit Doppelverdünnung seien folgende Prüfer-
gebnisse erzielt worden:
MTOTW(kg) 4 237,2
Mf,p(mg) 3,030
Mf,b(mg) 0,044
MTOT(kg) 2,159
MSEC(kg) 0,909
Md(mg) 0,341
MDIL(kg) 1,245
DF 18,69
Wact(kWh) 62,72
Berechnung der Masseemission (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 5.1):
Mf= 3,030 + 0,044 = 3,074 mg
MSAM= 2,159 − 0,909 = 1,250 kg
PTmass¼3;074
1;250/C34237 ;2
1000¼10;42 g
Berechnung der hintergrundkorrigierten Masseemission (Anhang III Anlage
2 Abschnitt 5.1):
PTmass¼3;074
1;250/C00;341
1;245/C31/C01
18;69/C18/C19/C18/C19/C20/C21
/C34237 ;2
1000¼9;32 g
Berechnung der spezifischen Emission (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 5.2):
PT¼10;42=62;72¼0;166 g =kWh
PT¼9;32=62;72¼0;149 g =kWh ;bei Hintergrundkorrektur1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 169
▼M3
3.3.Gasförmige Emissionen (CNG-Motor)
Mit einem PDP-CVS-System mit Doppelverdünnung seien folgende Prüfer-
gebnisse erzielt worden:
MTOTW(kg) 4 237,2
Ha(g/kg) 12,8
NOx conce(ppm) 17,2
NOx concd(ppm) 0,4
COconce(ppm) 44,3
COconcd(ppm) 1,0
HCconce(ppm) 27,0
HCconcd(ppm) 3,02
CH4 conce(ppm) 18,0
CH4 concd(ppm) 1,7
CO2,conce( %) 0,723
Wact(kWh) 62,72
Berechnung des NOx-Korrekturfaktors (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 4.2);
KH;G¼1
1/C00;0329 /C312;8/C010;71 ðÞ¼1;074
Berechnung der NMHC-Konzentration (Anhang III Anlage 2 Abschnitt
4.3.1);
a) GC-Verfahren
NMHCconce= 27,0 − 18,0 = 9,0 ppm
b) NMC-Verfahren
Der Methan-Wirkungsgrad sei 0,04 und der Ethan-Wirkungsgrad 0,98 (
siehe Anhang III Anlage 5 Abschnitt 1.8.4)
NMHC conce¼27;0/C31/C00;04 ðÞ /C0 18;0
0;98/C00;04¼8;4 ppm
Berechnung der hintergrundkorrigierten Konzentrationen (Anhang III
Anlage 2 Abschnitt 4.3.1.1):
Der Bezugskraftstoff sei G20 (100 % Methan) mit der Zusammensetzung
C1H4:
FS¼100/C31
1þ4=2ðÞ þ3;76/C31þ4=4ðÞðÞ ½/C138¼9;5
DF¼9;5
0;723þ27;0þ44;3 ðÞ /C3 10/C04¼13;01
Bei den NMHC ist die Hintergrundkonzentration die Differenz zwischen
HCconcdund CH4 concd:
NOx conc= 17,2 − 0,4 * (1 − (1/13,01)) = 16,8 ppm
COconc= 44,3 − 1,0 * (1 − (1/13,01)) = 43,4 ppm
NMHCconc= 8,4 − 1,32 * (1 − (1/13,01)) = 7,2 ppm1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 170
▼M3
CH4 conc= 18,0 − 1,7 * (1 − (1/13,01)) = 16,4 ppm
Berechnung des Emissionsmassendurchsatzes (Anhang III Anlage 2
Abschnitt 4.3.1):
NOx mass= 0,001587 * 16,8 * 1,074 * 4 237,2 = 121,330 g
COmass= 0,000966 * 43,4 * 4 237,2 = 177,642 g
NMHCmass= 0,000502 * 7,2 * 4 237,2 = 15,315 g
CH4 mass= 0,000554 * 16,4 * 4 237,2 = 38,498 g
Berechnung der spezifischen Emissionen (Anhang III Anlage 2 Abschnitt
4.4)
NOx¼121 ;330 =62;72¼1;93 g =kWh
CO¼177 ;642 =62;72¼2;83 g =kWh
NMHC ¼15;315 =62;72¼0;244 g =kWh
CH4¼38;498 =62;72¼0;614 g =kWh
4.λ-VERSCHIEBUNGSFAKTOR (Sλ)
4.1.Berechnung des λVerschiebungsfaktors (Sλ)(1)
Sλ¼2
1/C0inert %
100/C18/C19
nþm
4/C16/C17
/C0O2/C3
100
mit:
Sλ: λ-Verschiebungsfaktor
inert %: Vol.- % der Inertgase im Kraftstoff (d. h. N2,C O2, He usw.)
O2*: Vol.- % des ursprünglichen Sauerstoffs im Kraftstoff
n und m beziehen sich auf durchschnittliche CnHm-Werte, die den
Kohlenwasserstoffgehalt des Kraftstoffs repräsentieren, d. h.
n¼1/C2CH4%
100/C20/C21
þ2/C2C2%
100/C20/C21
þ3/C2C3%
100/C20/C21
þ4/C2C4%
100/C20/C21
þ5/C2C5%
100/C20/C21
þ::
1/C0diluent %
100
m¼4/C2CH4%
100/C20/C21
þ4/C2C2H4%
100/C20/C21
þ6/C2C2H6%
100/C20/C21
þ...8/C2C3H8%
100/C20/C21
þ::
1/C0diluent %
100
mit:
CH4: Vol.- % Methan im Kraftstoff
C2: Vol.- % aller C2-Kohlenwasserstoffe (z. B.: C2H6,C2H4usw.) im
Kraftstoff
C3: Vol.- % aller C3-Kohlenwasserstoffe (z. B.: C3H8,C3H6usw.) im
Kraftstoff
C4: Vol.- % aller C4-Kohlenwasserstoffe (z. B.: C4H10,C4H8usw.) im
Kraftstoff
C5: Vol.- % aller C5-Kohlenwasserstoffe (z. B.: C5H12,C5H10usw.)
im Kraftstoff
diluent: Vol.- % der Verdünnungsgase im Kraftstoff (d. h. O2*, N2,C O2,
He usw.)1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 171
(1) Stoichiometric Air/Fuel ratios of automotive fuels — SAE J1829, Juni 1987. John B.
Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill, 1988, Kapitel 3.4
„Combustion stoichiometry“ (S. 68—72).
▼M3
4.2.Beispiele für die Berechnung des λ-Verschiebungsfaktors Sλ
Beispiel 1: G25:C H4=8 6% ,N2= 14 % (Vol.-%)
n¼1/C2CH4%
100/C20/C21
þ2/C2C2%
100/C20/C21
þ::
1/C0diluent %
100¼1/C20;86
1/C014
100¼0;86
0;86¼1
m¼4/C2CH4%
100/C20/C21
þ4/C2C2H4%
100/C20/C21
þ::
1/C0diluent %
100¼4/C20;86
0;86¼4
Sλ¼2
1/C0inert %
100/C18/C19
nþm
4/C16/C17
/C0O2/C3
100¼2
1/C014
100/C18/C19
/C21þ4
4/C18/C19 ¼1;16
Beispiel 2: GR: CH4=8 7% ,C2H6= 13 % (Vol.-%)
n¼1/C2CH4%
100/C20/C21
þ2/C2C2%
100/C20/C21
þ::
1/C0diluent %
100¼1/C20;87þ2/C20;13
1/C00
100¼1;13
1¼1;13
m¼4/C2CH4%
100/C20/C21
þ6/C2C2H6%
100/C20/C21
þ::
1/C0diluent %
100¼4/C20;87þ6/C20;13
1¼4;26
Sλ¼2
1/C0inert %
100/C18/C19
nþm
4/C16/C17
/C0O2/C3
100¼2
1/C00
100/C18/C19
/C21;13þ4;26
4/C18/C19 ¼0;911
Beispiel 3: USA: CH4=8 9% ,C2H6= 4,5 %, C3H8= 2,3 %, C6H14= 0,2 %, O2= 0,6 %, N2=4%
n¼1/C2CH4%
100/C20/C21
þ2/C2C2%
100/C20/C21
þ::
1/C0diluent %
100¼1/C20;89þ2/C20;045þ3/C20;023þ4/C20;002
1/C00;64þ4 ðÞ
100¼1;11
m¼4/C2CH4%
100/C20/C21
þ4/C2C2H4%
100/C20/C21
þ6/C2C2H6%
100/C20/C21
þ::þ8/C2C3H8%
100/C20/C21
1/C0diluent %
100
¼4/C20;89þ4/C20;045þ8/C20;023þ14/C20;002
1/C00;6þ4
100¼4;24
Sλ¼2
1/C0inert %
100/C18/C19
nþm
4/C16/C17
/C0O2/C3
100¼2
1/C04
100/C18/C19
/C21;11þ4;24
4/C18/C19
/C00;6
100¼0;961988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 172
▼M4
▼M3
▼M4
ANHANG VIII
BESONDERE TECHNISCHE VORSCHRIFTEN FÜR MIT ETHANOL
BETRIEBENE DIESELMOTOREN
Bei mit Ethanol betriebenen Dieselmotoren gelten für die in Anhang III dieser
Richtlinie festgelegten Prüfverfahren die folgenden Änderungen der entspre-
chenden Textteile, Gleichungen und Faktoren.
ANHANG III Anlage 1:
4.2. Umrechnung vom trockenen in den feuchten Bezugszustand
4.3. Korrektur der NOx-Konzentration unter Berücksichtigung von Tempe-
ratur und Feuchtigkeit
Hierbei gilt:
A = 0,181 GFUEL/GAIRD— 0,0266.
B = – 0,123 GFUEL/GAIRD+ 0,00954.
Ta= Lufttemperatur, K.
Ha= Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockener Luft.
4.4. Berechnung der Emissionsmassendurchsätze
Ausgehend von einer Abgasdichte von 1,272 kg/m3bei 273 K (0 ºC)
und 101,3 kPa sind die Massendurchsätze der Emissionen (g/h) für
jede Prüfphase wie folgt zu berechnen:
wobei
NOx conc,C Oconc,H Cconc(1) die mittleren Konzentrationen (ppm) im
Rohabgas gemäß Nummer 4.1 bedeuten.
Da die gasförmigen Emissionen wahlweise mit einem Vollstromverdün-
nungssystem berechnet werden können, sind die folgenden Formeln
anzuwenden:
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 173
▼M4
wobei
NOx conc,C Oconc(1), HCconc(1) die mittleren hintergrundkorrigierten
Konzentrationen (ppm) jeder Phase im verdünnten Abgas gemäß
Anhang III Anlage 2 Nummer 4.3.1.1, bedeuten.
(1) Bezogen auf das C1-Äquivalent.
Anhang III Anlage 2:
Die Nummern 3.1, 3.4, 3.8.3 und 5 der Anlage 2 gelten nicht nur für Dieselmo-
toren, sondern auch für mit Ethanol betriebene Dieselmotoren.
4.2. Die Prüfbedingungen sollten so beschaffen sein, dass die Temperatur
und die Feuchtigkeit der am Motor gemessenen Ansaugluft den Stand-
ardbedingungen während des Probelaufs entsprechen. Der Standard
sollte 6 ± 0,5 g Wasser je kg Trockenluft bei einer Temperatur von
298 ± 3 K betragen. Innerhalb dieser Grenzwerte dürfen keine weiteren
NOx-Korrekturen vorgenommen werden. Werden diese Bedingungen
nicht eingehalten, ist die Prüfung ungültig.
4.3. Berechnung des Emissionsmassendurchsatzes
4.3.1. Systeme mit konstantem Massendurchsatz
Bei Systemen mit Wärmetauscher ist die Schadstoffmasse (g/Prüfung)
anhand der folgenden Gleichungen zu berechnen:
Hierbei bedeutet:
NOx conc,C Oconc,H Cconc(1), NMHCconc= mittlere hintergrundkorrigierte
Konzentrationen über den gesamten Zyklus aus Integration (für NOxund HC) oder Beutelmessung, ppm;
MTOTW= Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den gesamten
Zyklus gemäß Nummer 4.1, kg.
4.3.1.1. Bestimmung der hintergrundkorrigierten Konzentrationen
Um die Nettokonzentration der Schadstoffe zu bestimmen, sind die
mittleren Hintergrundkonzentrationen der gasförmigen Schadstoffe in
der Verdünnungsluft von den gemessenen Konzentrationen abzuziehen.
Die mittleren Werte der Hintergrundkonzentrationen können mit Hilfe
der Beutel-Methode oder durch laufende Messungen mit Integration
bestimmt werden. Die nachstehende Formel ist zu verwenden.
Hierbei bedeutet:
conc = Konzentration des jeweiligen Schadstoffs im verdünnten
Abgas, korrigiert um die Menge des in der Verdünnungsluft
enthaltenen jeweiligen Schadstoffs, ppm;
conce= Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen im
verdünnten Abgas, ppm;
concd= Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen in der
Verdünnungsluft, ppm;
DF = Verdünnungsfaktor.
Der Verdünnungsfaktor errechnet sich wie folgt:
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 174
▼M4
Hierbei bedeutet:
CO2conce=C O2-Konzentration im verdünnten Abgas, Vol.-%;
HCconce= HC-Konzentration im verdünnten Abgas, ppm C1;
COconce= CO-Konzentration im verdünnten Abgas, ppm;
FS= stöchiometrischer Faktor.
Auf trockener Basis gemessene Konzentrationen sind gemäß Anhang III
Anlage 1 Nummer 4.2 in einen feuchten Bezugszustand umzurechnen.
Der stöchiometrische Faktor errechnet sich für die allgemeine Kraft-
stoffzusammensetzung CHαOβNγ, wie folgt:
Ist die Kraftstoffzusammensetzung unbekannt, können alternativfolgende stöchiometrische Faktoren verwendet werden:
FS (Ethanol) = 12,3.
4.3.2. Systeme mit Durchflussmengenkompensation
Bei Systemen ohne Wärmeaustauscher ist die Masse der Schadstoffe (g/
Prüfung) durch Berechnen der momentanen Masseemissionen und Inte-
grieren der momentanen Werte über den gesamten Zyklus zu
bestimmen. Darüber hinaus ist die Hintergrundkorrektur direkt auf den
momentanen Konzentrationswert anzuwenden. Hierzu dienen die
folgenden Formeln:
Hierbei bedeutet:
conce = Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen im
verdünnten Abgas, ppm;
concd = Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen in
der Verdünnungsluft, ppm;
MTOTW,i= momentane Masse des verdünnten Abgases (siehe
Nummer 4.1), kg;
MTOTW= Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den
gesamten Zyklus (siehe Nummer 4.1), kg;
DF = Verdünnungsfaktor gemäß Nummer 4.3.1.1.
4.4. Berechnung der spezifischen Emissionen
Die Emissionen (g/kWh) sind für die einzelnen Bestandteile folgender-
maßen zu berechnen:
1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 175
▼M4
Hierbei bedeutet:
Wact= tatsächliche Zyklusarbeit gemäß Nummer 3.9.2, kWh.1988L0077 — DE — 21.04.2001 — 003.001 — 176