BIJLAGE 4B

Testprocedure voor compressieontstekingsmotoren en op aardgas of vloeibaar petroleumgas lopende elektrische-ontstekingsmotoren op basis van de wereldwijd geharmoniseerde certificering van zware motoren (WHDC, mondiaal technisch reglement nr. 4)

1. TOEPASSELIJKHEID

Deze bijlage is voorlopig niet van toepassing voor het verkrijgen van typegoedkeuring krachtens dit reglement. In de toekomst zal zij wel van toepassing worden.

2. Gereserveerd (1)

3. DEFINITIES, SYMBOLEN EN AFKORTINGEN

3.1. Definities

Voor de toepassing van dit reglement wordt verstaan onder:

3.1.1. „continue regeneratie”: het regeneratieproces van een uitlaatgasnabehandelingssysteem dat hetzij permanent, hetzij ten minste één keer per WHTC-warmestarttest plaatsvindt. Voor een dergelijk regeneratieproces is geen speciale testprocedure vereist;

3.1.2. „reactietijd”: het tijdverschil tussen de verandering van het te meten bestanddeel aan het referentiepunt en een systeemrespons van 10 % van de eindwaarde (t 10) waarbij de bemonsteringssonde het referentiepunt is. Voor de gasvormige bestanddelen is dit de overbrengingstijd van het gemeten bestanddeel van de bemonsteringssonde naar de detector;

3.1.3. „NOx-verwijderingssysteem”: een uitlaatgasnabehandelingssysteem dat ontworpen is om de emissie van stikstofoxiden (NOx) te verminderen (bijvoorbeeld passieve en actieve katalysatoren om het NOx-gehalte te verminderen, systemen voor NOx-absorptie en systemen voor selectieve katalytische reductie (SCR));

3.1.4. „dieselmotor”: een motor die werkt volgens het principe van compressieontsteking;

3.1.5. „verloop”: het verschil tussen de nul- of ijkgasrespons van het meetinstrument na en voor een emissietest;

3.1.6. „motorfamilie”: een door de fabrikant aangegeven groep motoren die op grond van hun ontwerp overeenkomstig punt 5.2 van deze bijlage vergelijkbare uitlaatemissie-eigenschappen bezitten; alle leden van de familie moeten voldoen aan de van toepassing zijnde emissiegrenswaarden;

3.1.7. „motorsysteem”: de motor, het emissiebeperkingssysteem en de communicatie-interface (apparatuur en berichten) tussen de elektronische regeleenheid of -eenheden van de motor (ECU) en elke andere regeleenheid van de aandrijflijn of van het voertuig;

3.1.8. „motortype”: een categorie motoren die onderling niet verschillen op essentiële punten;

3.1.9. „uitlaatgasnabehandelingssysteem”: een oxidatie- of driewegkatalysator, een deeltjesfilter, een NOx-verwijderingssysteem, een combinatie van NOx-verwijderingssysteem en deeltjesfilter of elke andere emissiebeperkende voorziening die voorbij de motor is geïnstalleerd. Uitlaatgasrecirculatie (EGR) wordt als een integraal deel van de motor beschouwd en valt daarom niet binnen deze definitie;

3.1.10. „volledige-stroomverdunningsmethode”: het proces van het mengen van de totale uitlaatgasstroom met verdunningsmiddel voordat een klein deel van de verdunde uitlaatgasstroom wordt afgenomen voor analyse;

3.1.11. „verontreinigende gassen”: koolmonoxide, koolwaterstoffen en/of andere koolwaterstoffen dan methaan (uitgaande van een verhouding van CH1,85 voor diesel, CH2,525 voor lpg en CH2,93 voor aardgas en een hypothetisch molecuul CH3O0,5 voor ethanol gebruikt in dieselmotoren), methaan (uitgaande van een verhouding van CH4 voor aardgas) en stikstofoxiden (uitgedrukt in stikstofdioxide(NO2)-equivalent);

3.1.12. „hoog toerental (n hi)”: het hoogste motortoerental waarbij 70 % van het opgegeven maximumvermogen wordt ontwikkeld;

3.1.13. „laag toerental (n lo)”: het laagste motortoerental waarbij 55 % van het opgegeven maximumvermogen wordt ontwikkeld;

3.1.14. „maximumvermogen (Pmax)”: het maximumvermogen in kW als opgegeven door de fabrikant;

3.1.15. „toerental waarbij het maximumkoppel wordt bereikt”: het motortoerental waarbij het door de fabrikant opgegeven maximumkoppel wordt bereikt door de motor;

3.1.16. „genormaliseerd koppel”: in een percentage uitgedrukt motorkoppel, genormaliseerd naar het maximaal beschikbare koppel bij een toerental;

3.1.17. „vraag van de operator”: de input waarmee een motoroperator de output van de motor aanstuurt. De operator kan een persoon zijn (handmatige aansturing) of een regulateur (automatische aansturing), die op mechanische of elektronische wijze input doorgeeft om output van de motor te verkrijgen. De input kan afkomstig zijn van een gaspedaal, een gashendel, een brandstofhendel, een toerentalhendel of een afstelpunt van een regulateur, danwel van een signaal van een van deze onderdelen;

3.1.18. „basismotor”: een motor die op zodanige wijze uit een motorfamilie is gekozen dat de emissie-eigenschappen representatief zijn voor die motorfamilie;

3.1.19. „deeltjesnabehandelingsvoorziening”: een uitlaatgasnabehandelingssysteem ontworpen om de emissie van verontreinigende deeltjes te verminderen door mechanische scheiding, aerodynamische scheiding, scheiding door diffusie of scheiding door traagheid;

3.1.20. „partiële-stroomverdunningsmethode”: het proces waarbij een deel van de totale uitlaatgasstroom wordt gescheiden en dan gemengd met een passende hoeveelheid verdunningsmiddel vóór het deeltjesbemonsteringsfilter;

3.1.21. „deeltjesmateriaal (PM)”: materiaal dat verzameld wordt op een gespecificeerd filtermedium na verdunning van het uitlaatgas met een schoon, gefilterd verdunningsmiddel bij een temperatuur tussen 315 K (42 °C) en 325 K (52 °C); dit bestaat voornamelijk uit koolstof, gecondenseerde koolwaterstoffen en sulfaten met geassocieerd water;

3.1.22. „periodieke regeneratie”: het regeneratieproces van een uitlaatgasnabehandelingssysteem, dat periodiek plaatsvindt nadat de motor doorgaans ten hoogste 100 uur normaal heeft gewerkt. Tijdens cycli waarin regeneratie plaatsvindt, kunnen de emissienormen worden overschreden;

3.1.23. „testcyclus van statische toestanden met overgangen”: een testcyclus bestaande uit een opeenvolging van teststanden van de motor in statische toestand met een bepaald toerental en koppel voor iedere teststand en bepaalde overgangen tussen deze teststanden (WHSC);

3.1.24. „nominaal toerental”: het door de regulateur toegestane maximumtoerental bij volle belasting, of, bij afwezigheid van een regulateur, het toerental waarbij de motor het maximumvermogen levert, volgens opgave van de fabrikant in zijn verkoop- en servicedocumentatie;

3.1.25. „responstijd”: het tijdverschil tussen een snelle verandering van het te meten bestanddeel op het referentiepunt en een systeemrespons van 90 % van de eindwaarde (t 90) met de bemonsteringssonde als referentiepunt, waarbij de verandering van het gemeten bestanddeel ten minste 60 % van het volledige schaalbereik (FS) bedraagt en in minder dan 0,1 s plaatsvindt. De responstijd van het systeem bestaat uit de reactietijd en de stijgtijd van het systeem;

3.1.26. „stijgtijd”: het tijdverschil tussen de 10 %- en de 90 %-respons van de eindwaarde (t 90 – t 10);

3.1.27. „ijkgasrespons”: de gemiddelde respons op een ijkgas gedurende een periode van 30 s;

3.1.28. „specifieke emissies”: de massa-emissie uitgedrukt in g/kWh;

3.1.29. „testcyclus”: een opeenvolging van testpunten, elk bij een bepaald toerental en koppel van de motor in statische toestand (WHSC) of veranderende werkingsomstandigheden (WHTC);

3.1.30. „omzettingstijd”: het tijdverschil tussen de verandering van het te meten bestanddeel op het referentiepunt en een systeemrespons van 50 % van de eindwaarde (t 50) waarbij de bemonsteringssonde het referentiepunt is. De omzettingstijd wordt gebruikt voor de afregeling van de signalen van verschillende meetinstrumenten;

3.1.31. „transiënte testcyclus”: een testcyclus met een opeenvolging van genormaliseerde toerental- en koppelwaarden die binnen een tijdspanne relatief snel variëren (WHTC);

3.1.32. „nuttige levensduur”: de relevante afstand en/of tijd waarvoor aan de relevante emissiegrenswaarden voor gassen en deeltjes moet worden voldaan;

3.1.33. „nulgasrespons”: de gemiddelde respons op een nulgas gedurende een periode van 30 s.

3.2. Algemene symbolen

Symbool Eenheid Term a 1 — Helling van de regressie a 0 — y-Afsnijpunt van de regressie A/F st — Stoichiometrische lucht-brandstofverhouding c ppm/vol.-% Concentratie c d ppm/vol.-% Concentratie op droge basis c w ppm/vol.-% Concentratie op natte basis c b ppm/vol.-% Achtergrondconcentratie C d — Afvoercoëfficiënt van SSV c gas ppm/vol.-% Concentratie van de gasvormige bestanddelen d m Diameter d V m Diameter van de venturihals D 0 m3/s Afsnijpunt van de PDP-kalibratie D — Verdunningsfactor Δt s Tijdsinterval e gas g/kWh Specifieke emissie van gasvormige bestanddelen e PM g/kWh Specifieke emissie van deeltjes e r g/kWh Specifieke emissie tijdens een regeneratie e w g/kWh Gewogen specifieke emissie E CO2 % CO2-demping van de NOx-analysator E E % Doelmatigheid van de ethaanconversie E H2O % Waterdemping van de NOx-analysator E M % Doelmatigheid van de methaanconversie E NOx % Doelmatigheid van de NOx-omzetter f Hz Bemonsteringsfrequentie f a — Atmosferische factor van het laboratorium F s — Stoichiometrische factor H a g/kg Absolute vochtigheid van de inlaatlucht H d g/kg Absolute vochtigheid van het verdunningsmiddel i — Index die een momentane meting aangeeft (bijv. 1 Hz) k c — Koolstofspecifieke factor k f,d m3/kg brandstof Aanvullend volume droog uitlaatgas van verbranding k f,w m3/kg brandstof Aanvullend volume nat uitlaatgas van verbranding k h,D — Vochtigheidscorrectiefactor voor NOx bij compressieontstekingsmotoren k h,G — Vochtigheidscorrectiefactor voor NOx bij elektrische-ontstekingsmotoren k r,u — Regeneratieaanpassingsfactor (naar boven) k r,d — Regeneratieaanpassingsfactor (naar beneden) k w,a — Droog/natcorrectiefactor voor de inlaatlucht k w,d — Droog/natcorrectiefactor voor het verdunningsmiddel k w,e — Droog/natcorrectiefactor voor het verdunde uitlaatgas k w,r — Droog/natcorrectiefactor voor het ruwe uitlaatgas K V — CFV-kalibratiefunctie λ — Luchtovermaatgetal m b mg Massa van het verzamelde deeltjesmonster van het verdunningsmiddel m d kg Massa van het verdunningsmiddelmonster dat door de deeltjesbemonsteringsfilters wordt gevoerd m ed kg Totale massa van het verdunde uitlaatgas gedurende de testcyclus m edf kg Massa van equivalent verdund uitlaatgas gedurende de testcyclus m ew kg Totale massa van het uitlaatgas gedurende de testcyclus m gas g Massa van de gasvormige emissies gedurende de testcyclus m f mg Massa van de deeltjesbemonsteringsfilters m p mg Massa van het verzamelde deeltjesmonster m PM g Massa van de deeltjesemissies gedurende de testcyclus m se kg Massa van het uitlaatgasmonster gedurende de testcyclus m sed kg Massa van het verdunde uitlaatgas dat door de verdunningstunnel stroomt m sep kg Massa van het verdunde uitlaatgas dat door de deeltjesopvangfilters stroomt m ssd kg Massa van het secundaire verdunningsmiddel M Nm Koppel M a g/mol Molaire massa van de inlaatlucht M d g/mol Molaire massa van het verdunningsmiddel M e g/mol Molaire massa van het uitlaatgas M f Nm Door de te monteren apparatuur of hulpapparatuur opgenomen koppel M gas g/mol Molaire massa van de gasvormige bestanddelen M r Nm Door de te verwijderen apparatuur of hulpapparatuur opgenomen koppel n — Aantal metingen nr — Aantal metingen met regeneratie n min–1 Toerental van de motor n hi min–1 Hoog motortoerental n lo min–1 Laag motortoerental n pref min–1 Aanbevolen motortoerental n p omw./s PDP-pompsnelheid p a kPa Verzadigde dampdruk van de motorinlaatlucht p b kPa Totale luchtdruk p d kPa Verzadigde dampdruk van het verdunningsmiddel P f kW Door de te monteren apparatuur of hulpapparatuur opgenomen vermogen p p kPa Absolute druk p r kW Waterdampdruk na koelbad p s kPa Droge luchtdruk P kW Vermogen P r kW Door de te verwijderen apparatuur of hulpapparatuur opgenomen vermogen q mad kg/s Massastroom inlaatlucht op droge basis q maw kg/s Massastroom inlaatlucht op natte basis q mCe kg/s Koolstofmassadebiet in het ruwe uitlaatgas q mCf kg/s Koolstofmassadebiet naar de motor q mCp kg/s Koolstofmassadebiet naar het partiële-stroomverdunningssysteem q mdew kg/s Massastroom verdund uitlaatgas op natte basis q mdw kg/s Massastroom verdunningsmiddel op natte basis q medf kg/s Massastroom equivalent verdund uitlaatgas op natte basis q mew kg/s Uitlaatgasmassastroom op natte basis q mex kg/s Monstermassadebiet onttrokken aan de verdunningstunnel q mf kg/s Brandstofmassastroom q mp kg/s Bemonsteringsstroom van uitlaatgas naar het partiële-stroomverdunningssysteem q vCVS m3/s CVS-volumedebiet q vs dm3/min Systeemstroom van het uitlaatgasanalysesysteem q vt cm3/min Indicatorgasdebiet r2 — Determinatiecoëfficiënt r d — Verdunningsverhouding r D — Diameterverhouding van SSV r h — Koolwaterstofresponsfactor van de vlamionisatiedetector (FID) r m — Methanolresponsfactor van de vlamionisatiedetector (FID) r p — Drukverhouding van SSV r s — Gemiddelde bemonsteringsverhouding ρ kg/m3 Dichtheid ρ e kg/m3 Uitlaatgasdichtheid σ — Standaardafwijking s Standaardafwijking T K Absolute temperatuur T a K Absolute temperatuur van de inlaatlucht t s Tijd t 10 s Tijd tussen stapvormig ingangssignaal en 10 % van de eindwaarde t 50 s Tijd tussen stapvormig ingangssignaal en 50 % van de eindwaarde t 90 s Tijd tussen stapvormig ingangssignaal en 90 % van de eindwaarde u — Verhouding tussen de dichtheden (of molaire massa's) van de gasbestanddelen en het uitlaatgas gedeeld door 1 000 V 0 m3/omw. PDP-gasvolume dat per omwenteling wordt gepompt V s dm3 Systeemvolume van uitlaatgasanalyseopstelling W act kWh Werkelijke cyclusarbeid van de testcyclus W ref kWh Referentiecyclusarbeid van de testcyclus X 0 m3/omw. PDP-kalibratiefunctie

3.3. Symbolen en afkortingen voor de brandstofsamenstelling

w ALF Waterstofgehalte van brandstof, massa-% w BET Koolstofgehalte van brandstof, massa-% w GAM Zwavelgehalte van brandstof, massa-% w DEL Stikstofgehalte van brandstof, massa-% w EPS Zuurstofgehalte van brandstof, massa-% α Molaire waterstofverhouding (H/C) γ Molaire zwavelverhouding (S/C) δ Molaire stikstofverhouding (N/C) ε Molaire zuurstofverhouding (O/C)

in het geval van een brandstof CH α O ε N δ S γ

3.4. Symbolen en afkortingen voor de chemische bestanddelen

C1 Koolstof-1-equivalent koolwaterstof CH4 Methaan C2H6 Ethaan C3H8 Propaan CO Koolmonoxide CO2 Kooldioxide DOP Dioctylftalaat HC Koolwaterstoffen H2O Water NMHC Andere koolwaterstoffen dan methaan NOx Stikstofoxiden NO Stikstofmonoxide NO2 Stikstofdioxide PM Deeltjesmateriaal

3.5. Afkortingen

CFV Venturibuis met kritische stroming CLD Chemiluminescentiedetector CVS Bemonstering met constant volume deNOx NOx-nabehandelingssysteem EGR Uitlaatgasrecirculatie FID Vlamionisatiedetector GC Gaschromatograaf HCLD Verwarmde chemiluminescentiedetector HFID Verwarmde vlamionisatiedetector Lpg Vloeibaar petroleumgas NDIR Niet-dispersieve infraroodanalysator NG Aardgas NMC Niet-methaancutter PDP Verdringerpomp % FS Percentage van het volledige schaalbereik (FS) PFS Partiële-stroomsysteem SSV Subsonische venturi VGT Variabele geometrische turbine

4. ALGEMENE VOORSCHRIFTEN

Het motorsysteem moet zodanig zijn ontworpen, gebouwd en geassembleerd dat de motor bij normaal gebruik gedurende zijn nuttige levensduur, zoals gedefinieerd in dit reglement, aan de voorschriften van deze bijlage kan voldoen, ook na installatie in het voertuig.

5. PRESTATIE-EISEN

5.1. Emissie van verontreinigende gassen en deeltjes

De emissie van verontreinigende gassen en deeltjes door de motor wordt vastgesteld door de WHTC- en WHSC-testcycli zoals beschreven in punt 7. De meetsystemen moeten voldoen aan de lineariteitseisen in punt 9.2 en de specificaties in punt 9.3 (meting van de gasvormige emissies), punt 9.4 (deeltjesmeting) en aanhangsel 3.

Andere systemen of analyseapparatuur kunnen door de typegoedkeuringsinstantie worden goedgekeurd, indien wordt aangetoond dat zij gelijkwaardige resultaten opleveren overeenkomstig punt 5.1.1.

5.1.1. Gelijkwaardigheid

De systeemgelijkwaardigheid moet worden vastgesteld aan de hand van een correlatiestudie met zeven (of meer) monsterparen tussen het onderzochte systeem en een van de systemen uit deze bijlage.

De „resultaten” hebben betrekking op de gewogen emissiewaarde bij een specifieke cyclus. De correlatietest moet worden uitgevoerd in hetzelfde laboratorium, in dezelfde meetcel en op dezelfde motor en bij voorkeur gelijktijdig. De gelijkwaardigheid van de gemiddelden van de monsterparen wordt vastgesteld aan de hand van F-test- en t-teststatistieken zoals beschreven in aanhangsel 4, punt A.4.3, en verkregen in dezelfde laboratoriummeetcel en op dezelfde motor zoals hierboven beschreven. Uitschieters worden vastgesteld overeenkomstig ISO 5725 en worden niet in het gegevensbestand opgenomen. De systemen die voor de correlatietest worden gebruikt, moeten door de typegoedkeuringsinstantie worden goedgekeurd.

5.2. Motorfamilie

5.2.1. Algemeen

Een motorfamilie wordt gekenmerkt door ontwerpparameters. Deze moeten voor alle motoren binnen deze familie dezelfde zijn. De motorfabrikant kan zelf beslissen welke motoren tot een bepaalde motorfamilie behoren, zolang hij de hiervoor in punt 5.2.3 opgesomde criteria maar in acht neemt. De motorfamilie wordt door de typegoedkeuringsinstantie goedgekeurd. De fabrikant verstrekt de typegoedkeuringsinstantie relevante informatie over de emissiewaarden van de leden van de motorfamilie.

5.2.2. Bijzondere gevallen

In sommige gevallen kan er interactie optreden tussen de parameters. Hiermee moet rekening worden gehouden om ervoor te zorgen dat alleen motoren met vergelijkbare uitlaatemissie-eigenschappen tot één motorfamilie worden gerekend. De fabrikant moet deze gevallen omschrijven en de typegoedkeuringsinstantie hiervan op de hoogte stellen. Hiermee zal vervolgens rekening worden gehouden als criterium bij het opstellen van een nieuwe motorfamilie.

Indien inrichtingen of kenmerken die niet in punt 5.2.3 zijn vermeld sterk van invloed zijn op het emissieniveau, moet de fabrikant deze apparatuur op basis van goede ingenieurspraktijk identificeren en de typegoedkeuringsinstantie hiervan op de hoogte stellen. Hiermee zal vervolgens rekening worden gehouden als criterium bij het opstellen van een nieuwe motorfamilie.

Naast de in punt 5.2.3 genoemde parameters kan de fabrikant ook aanvullende criteria opgeven op basis waarvan families van kleinere omvang kunnen worden gedefinieerd. Dat zijn niet noodzakelijkerwijs parameters die van invloed zijn op het emissieniveau.

5.2.3. Parameters die de motorfamilie bepalen

5.2.3.1. Verbrandingscyclus:

a) tweetaktcyclus;

b) viertaktcyclus;

c) rotatiemotor;

d) overige.

5.2.3.2. Opstelling van de cilinders

5.2.3.2.1. Positie van de cilinders in het blok:

a) V;

b) in lijn;

c) stervormig;

d) overige (F, W enz.).

5.2.3.2.2. Relatieve positie van de cilinders

Motoren met hetzelfde blok mogen tot dezelfde familie behoren mits de hart-op-hartverhoudingen van de boringen hetzelfde zijn.

5.2.3.3. Voornaamste koelmiddel:

a) lucht;

b) water;

c) olie.

5.2.3.4. Afzonderlijke zuigerverplaatsing

5.2.3.4.1. Motoren met een totale zuigerverplaatsing ≥ 0,75 dm3

Motoren met een totale zuigerverplaatsing ≥ 0,75 dm3 kunnen alleen tot dezelfde motorfamilie behoren als het grootste verschil tussen de afzonderlijke zuigerverplaatsingen niet groter is dan 15 % van de grootste afzonderlijke zuigerverplaatsing binnen de familie.

5.2.3.4.2. Motoren met een totale zuigerverplaatsing < 0,75 dm3

Motoren met een totale zuigerverplaatsing < 0,75 dm3 kunnen alleen tot dezelfde motorfamilie behoren als het grootste verschil tussen de afzonderlijke zuigerverplaatsingen niet groter is dan 30 % van de grootste afzonderlijke zuigerverplaatsing binnen de familie.

5.2.3.4.3. Motoren met andere grenswaarden voor de zuigerverplaatsing

Motoren met een afzonderlijke zuigerverplaatsing die de grenswaarden in de punten 5.2.3.4.1 en 5.2.3.4.2 overschrijdt, kunnen met goedkeuring van de typegoedkeuringsinstantie tot dezelfde familie behoren. Deze goedkeuring moet worden gebaseerd op technische elementen (berekeningen, simulaties, experimentele resultaten enz.) die aantonen dat het overschrijden van de grenswaarden geen noemenswaardige invloed uitoefent op de uitlaatemissies.

5.2.3.5. Methode van luchtaanzuiging:

a) natuurlijke aanzuiging;

b) drukvulling;

c) drukvulling met tussenkoeler.

5.2.3.6. Brandstoftype:

a) diesel;

b) aardgas;

c) vloeibaar petroleumgas (lpg);

d) ethanol.

5.2.3.7. Type verbrandingskamer:

a) open kamer;

b) gedeelde kamer;

c) overige typen.

5.2.3.8. Ontstekingstype:

a) elektrische ontsteking;

b) compressieontsteking.

5.2.3.9. Klep- en poorteigenschappen:

a) configuratie;

b) aantal kleppen per cilinder.

5.2.3.10. Type brandstoftoevoer:

a) type toevoer vloeibare brandstof: i) pomp, (hogedruk)leiding en verstuiver; ii) in de leiding geplaatste pomp of verdelerpomp; iii) unitpomp of -verstuiver; iv) common rail; v) carburateur(s); vi) overige;

b) type toevoer brandstofgas: i) in gasvorm; ii) vloeistof; iii) mengeenheden; iv) overige;

c) overige typen.

5.2.3.11. Overige inrichtingen:

a) uitlaatgasrecirculatie (EGR);

b) waterinspuiting;

c) luchtinspuiting;

d) overige.

5.2.3.12. Elektronische regelstrategie

Het wel of niet aanwezig zijn van een elektronische regeleenheid (ECU) in de motor wordt als een van de basisparameters van een familie beschouwd.

In het geval van elektronisch gestuurde motoren moet de fabrikant de technische elementen verstrekken die verklaren waarom deze motoren tot dezelfde familie behoren, d.w.z. waarom deze motoren naar verwachting aan dezelfde emissievoorschriften zullen voldoen.

Voorbeelden van deze elementen zijn berekeningen, simulaties, schattingen, beschrijvingen van inspuitparameters en experimentele resultaten.

Voorbeelden van gestuurde kenmerken zijn:

a) timing;

b) inspuitdruk;

c) meervoudige inspuitingen;

d) aanjaagdruk;

e) VGT;

f) EGR.

5.2.3.13. Uitlaatgasnabehandelingssystemen

De functie en combinatie van de volgende inrichtingen worden beschouwd als criteria om te bepalen of een motor tot een bepaalde motorfamilie behoort:

a) oxidatiekatalysator;

b) driewegkatalysator;

c) NOx-verwijderingssysteem met selectieve reductie van NOx (aanvullend reductiemiddel);

d) andere NOx-verwijderingssystemen;

e) deeltjesvanger met passieve regeneratie;

f) deeltjesvanger met actieve regeneratie;

g) overige deeltjesvangers;

h) overige systemen.

Als een motor zonder nabehandelingssysteem is gecertificeerd, hetzij als basismotor, hetzij als lid van een motorfamilie, mag deze motor, als deze van een oxidatiekatalysator wordt voorzien, lid blijven van dezelfde motorfamilie, mits er geen andere brandstofeisen worden gesteld.

Als er wel specifieke brandstofeisen worden gesteld (bijv. deeltjesvangers die speciale additieven aan de brandstof toevoegen om het regeneratieproces zeker te stellen), moet het besluit om de motor tot dezelfde familie te laten behoren worden genomen op basis van de technische elementen die de fabrikant heeft verstrekt. Deze elementen moeten aantonen dat het verwachte emissieniveau van de motor met uitbreiding aan dezelfde grenswaarde voldoet als de motor zonder uitbreiding.

Als een motor met nabehandelingssysteem is gecertificeerd, hetzij als basismotor, hetzij als lid van een motorfamilie waarvan de basismotor met hetzelfde nabehandelingssysteem is uitgerust, mag deze motor, als deze niet van een nabehandelingssysteem wordt voorzien, niet aan dezelfde motorfamilie worden toegevoegd.

5.2.4. Keuze van de basismotor

5.2.4.1. Compressieontstekingsmotoren

Nadat een motorfamilie door de typegoedkeuringsinstantie is goedgekeurd, wordt de basismotor gekozen op basis van het hoofdcriterium van de hoogste brandstofopbrengst per slag bij het opgegeven toerental voor het maximumkoppel. Indien twee of meer motoren volgens dit hoofdcriterium overeenstemmen, wordt de basismotor gekozen aan de hand van een tweede criterium, namelijk de hoogste brandstoftoevoer per slag bij het nominaal vermogen.

5.2.4.2. Elektrische-ontstekingsmotoren

Nadat een motorfamilie door de typegoedkeuringsinstantie is goedgekeurd, wordt de basismotor gekozen op basis van het hoofdcriterium van de grootste verplaatsing. Indien twee of meer motoren volgens dit hoofdcriterium overeenstemmen, wordt de basismotor gekozen aan de hand van een tweede criterium in deze volgorde:

a) de hoogste brandstoftoevoer per slag bij het toerental voor het opgegeven nominaal vermogen;

b) het vroegste ontstekingstijdstip;

c) de laagste EGR-graad.

5.2.4.3. Opmerkingen bij de keuze van de basismotor

De typegoedkeuringsinstantie kan concluderen dat de ongunstigste emissiewaarde van een familie het beste kan worden vastgesteld door extra motoren te testen. De motorfabrikant moet in dit geval informatie verstrekken aan de hand waarvan kan worden vastgesteld welke motoren van de familie waarschijnlijk de hoogste emissiewaarden zullen hebben.

Indien motoren binnen de familie andere kenmerken hebben die geacht kunnen worden van invloed te zijn op de uitlaatemissies, moeten die kenmerken eveneens worden bepaald en bij de keuze van de basismotor in aanmerking worden genomen.

Indien motoren binnen de familie aan dezelfde emissiewaarden voldoen, terwijl hun nuttige levensduur verschilt, wordt dit bij de keuze van de basismotor ook in aanmerking genomen.

6. TESTVOORWAARDEN

6.1. Omstandigheden van de laboratoriumtests

De absolute temperatuur (T a) van de inlaatlucht van de motor, uitgedrukt in Kelvin, en de droge atmosferische druk (p s), uitgedrukt in kPa, moeten worden gemeten en de parameter f a moet op de volgende wijze worden berekend. Bij motoren met meerdere cilinders die afzonderlijke groepen inlaatspruitstukken hebben, zoals V-motoren, wordt de gemiddelde temperatuur van de afzonderlijke groepen genomen. De parameter f a moet in de testresultaten worden vermeld. Voor een betere herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid van de testresultaten wordt aanbevolen dat de parameter f a zodanig is dat: 0,93 ≤ f a ≤ 1,07.

a) Compressieontstekingsmotoren: Motoren met natuurlijke aanzuiging en mechanische drukvulling: (1) Motoren met drukvulling met of zonder koeling van de inlaatlucht: (2)

b) Elektrische-ontstekingsmotoren: (3)

6.2. Motoren met tussenkoeling

De vulluchttemperatuur moet worden geregistreerd en moet bij het nominaal toerental en vollast binnen ± 5 K liggen van de maximumvulluchttemperatuur, zoals opgegeven door de fabrikant. De temperatuur van het koelmiddel moet ten minste 293 K (20 °C) bedragen.

Indien een laboratoriumsysteem of externe aanjager wordt gebruikt, moet de koelvloeistofstroom zo worden ingesteld dat de vulluchttemperatuur binnen ± 5 K van de maximumvulluchttemperatuur ligt, zoals opgegeven door de fabrikant voor het nominaal toerental en vollast. De koelvloeistoftemperatuur en koelvloeistofstroom van de tussenkoeler op het hierboven genoemde instelpunt mogen gedurende de gehele testcyclus niet worden gewijzigd, tenzij dit leidt tot niet-representatieve overmatige koeling van de vullucht. Het volume van de tussenkoeler moet zijn gebaseerd op goede ingenieurspraktijk en representatief zijn voor de installatie bij een in gebruik zijnde productiemotor. Het laboratoriumsysteem moet zo zijn ontworpen dat zo min mogelijk condensvorming optreedt. Eventueel condens moet worden afgevoerd en alle afvoergaten moeten volledig worden gesloten voordat met de emissietest wordt begonnen.

Als de motorfabrikant drukvalgrenswaarden voor het volledige tussenkoelingssysteem opgeeft, moet de drukval in het volledige tussenkoelingssysteem bij de door de fabrikant gespecificeerde motoromstandigheden binnen die grenswaarden liggen. De drukval moet op de door de fabrikant opgegeven plaatsen worden gemeten.

6.3. Motorvermogen

De specifieke emissiemeting wordt verricht op basis van het motorvermogen en de cyclusarbeid, zoals bepaald overeenkomstig de punten 6.3.1 tot en met 6.3.5.

6.3.1. Algemene installatie van de motor

De motor moet worden getest met de in aanhangsel 7 vermelde apparatuur en hulpapparatuur.

Als de apparatuur en hulpapparatuur niet op de voorgeschreven wijze zijn geïnstalleerd, moet overeenkomstig de punten 6.3.2 tot en met 6.3.5 rekening worden gehouden met het vermogen ervan.

6.3.2. Voor de emissietest te monteren apparatuur en hulpapparatuur

Als het onwenselijk is de overeenkomstig aanhangsel 7 vereiste apparatuur en hulpapparatuur op de testbank te monteren, wordt voor het gehele motortoerentalgebied van de WHTC en voor de testtoerentallen van de WHSC het door deze apparatuur opgenomen vermogen bepaald en van het gemeten motorvermogen (referentie- en werkelijk motorvermogen) afgetrokken.

6.3.3. Voor de test te verwijderen apparatuur en hulpapparatuur

Als de overeenkomstig aanhangsel 7 niet vereiste apparatuur en hulpapparatuur niet kan worden verwijderd, mag voor het gehele motortoerentalgebied van de WHTC en voor de testtoerentallen van de WHSC het door deze apparatuur opgenomen vermogen worden bepaald en bij het gemeten motorvermogen (referentie- en werkelijk motorvermogen) worden opgeteld. Als deze waarde meer dan 3 % van het maximumvermogen bij het testtoerental bedraagt, moet zij aan de typegoedkeuringsinstantie worden aangetoond.

6.3.4. Bepaling van het vermogen van de hulpapparatuur

Het door de apparatuur en hulpapparatuur opgenomen vermogen moet alleen worden bepaald:

a) als de overeenkomstig aanhangsel 7 vereiste apparatuur niet op de motor is gemonteerd en/of

b) als de overeenkomstig aanhangsel 7 niet vereiste apparatuur op de motor is gemonteerd.

De waarden van het vermogen van de hulpapparatuur en de wijze waarop deze zijn gemeten of berekend moeten voor het gehele werkingsgebied van de testcycli door de motorfabrikant worden ingediend en door de typegoedkeuringsinstantie worden goedgekeurd.

6.3.5. Cyclusarbeid van de motor

De berekening van de referentie- en werkelijke cyclusarbeid (zie punten 7.4.8 en 7.8.6) moet worden gebaseerd op het motorvermogen overeenkomstig punt 6.3.1. In dit geval bedragen P f en P r uit vergelijking 4 nul, en is P gelijk aan P m.

Als overeenkomstig de punten 6.3.2 en/of 6.3.3 apparatuur of hulpapparatuur is geïnstalleerd, moet het daardoor opgenomen vermogen worden gebruikt om elke momentane cyclusarbeidswaarde P m,i als volgt te corrigeren:

(4)

waarin:

P m,i het gemeten motorvermogen (kW); P f,i het door de te monteren apparatuur of hulpapparatuur opgenomen vermogen (kW); P r,i het door de te verwijderen apparatuur of hulpapparatuur opgenomen vermogen (kW).

6.4. Luchtinlaatsysteem van de motor

Er moet gebruik worden gemaakt van een luchtinlaatsysteem of een laboratoriumsysteem met een luchtinlaatrestrictie binnen ± 300 Pa van de door de fabrikant opgegeven maximumwaarde voor een schoon luchtfilter bij het nominaal toerental en vollast. Het statische drukverschil van de restrictie moet op de door de fabrikant opgegeven plaats worden gemeten.

6.5. Uitlaatsysteem van de motor

Er moet gebruik worden gemaakt van een motoruitlaatsysteem of een laboratoriumsysteem met een uitlaattegendruk binnen 80-100 % van de door de fabrikant opgegeven maximumwaarde bij het nominaal vermogen en vollast. Als de maximale restrictie 5 kPa of minder bedraagt, mag het instelpunt niet minder dan 1,0 kPa van het maximum afliggen. Het uitlaatsysteem moet voldoen aan de voorschriften voor uitlaatgasbemonstering in de punten 9.3.10 en 9.3.11.

6.6. Motor met uitlaatgasnabehandelingssysteem

Indien de motor met een uitlaatgasnabehandelingssysteem is uitgerust, moet de uitlaatpijp over een lengte van ten minste vier pijpdiameters vóór het expansiegedeelte waarin het nabehandelingssysteem is aangebracht, dezelfde diameter hebben als in de praktijk wordt aangetroffen of door de fabrikant is gespecificeerd. De afstand tussen de flens van het uitlaatspruitstuk of de turbocompressoruitlaat en het uitlaatgasnabehandelingssysteem moet dezelfde zijn als bij de configuratie in het voertuig of moet binnen de afstandspecificaties van de fabrikant liggen. De uitlaattegendruk of -restrictie moet aan dezelfde criteria voldoen als hierboven en mag met een klep worden ingesteld. Voor nabehandelingssystemen met variabele restrictie wordt de maximale uitlaatgasrestrictie aangegeven in de door de fabrikant gespecificeerde nabehandelingsvoorwaarden („degreening”/veroudering en regeneratie-/verontreinigingsniveau). Als de maximale restrictie 5 kPa of minder bedraagt, mag het instelpunt niet minder dan 1,0 kPa van het maximum afliggen. Het nabehandelingsgedeelte mag tijdens dummytests en bij het bepalen van de motorkarakteristiek worden verwijderd en worden vervangen door een gelijkwaardig gedeelte met een niet-werkzame katalysatorconstructie.

De tijdens de testcyclus gemeten emissies moeten representatief zijn voor de emissies in de praktijk. In het geval van een motor met een uitlaatgasnabehandelingssysteem op basis van een verbruiksreagens moet het voor alle tests gebruikte reagens door de fabrikant worden opgegeven.

Voor motoren met een uitlaatgasnabehandelingssysteem met continue regeneratie is geen speciale testprocedure vereist, maar het regeneratieproces moet wel overeenkomstig punt 6.6.1 worden aangetoond.

Voor motoren met een uitlaatgasnabehandelingssysteem dat periodiek wordt geregenereerd, zoals beschreven in punt 6.6.2, moeten de emissieresultaten worden gecorrigeerd om rekening te houden met regeneraties. In dit geval is de gemiddelde emissie afhankelijk van de frequentie van de regeneraties uitgedrukt in het gedeelte van de tests waarbinnen een regeneratie plaatsvindt.

6.6.1. Continue regeneratie

De emissies worden gemeten bij een gestabiliseerd nabehandelingssysteem, zodat reproduceerbare emissieresultaten worden verkregen. Het regeneratieproces moet ten minste één keer tijdens de WHTC-warmestarttest plaatsvinden en de fabrikant moet aangeven onder welke normale omstandigheden de regeneratie plaatsvindt (roetgehalte, temperatuur, uitlaattegendruk enz.).

Om aan te tonen dat het regeneratieproces continu is, moet er ten minste driemaal een WHTC-warmestarttest worden uitgevoerd. Hiervoor wordt de motor overeenkomstig punt 7.4.1 opgewarmd, overeenkomstig punt 7.6.3 geïmpregneerd en wordt de eerste WHTC-warmestarttest uitgevoerd. De daaropvolgende warmestarttests worden uitgevoerd nadat de motor overeenkomstig punt 7.6.3 is geïmpregneerd. Tijdens de tests worden de uitlaattemperatuur en -druk geregistreerd (temperatuur voor en achter het nabehandelingssysteem, uitlaattegendruk enz.).

Als de door de fabrikant opgegeven voorwaarden zich tijdens de tests voordoen en de resultaten van de drie (of meer) WHTC-warmestarttests niet meer dan ± 25 % of 0,005 g/kWh van elkaar afwijken (de hoogste waarde is van toepassing), wordt het nabehandelingssysteem beschouwd als een systeem met continue regeneratie en zijn de algemene testbepalingen van punt 7.6 (WHTC) en punt 7.7 (WHSC) van toepassing.

Indien het uitlaatgasnabehandelingssysteem een veiligheidsstand heeft die op periodieke regeneratie overschakelt, moet het overeenkomstig punt 6.6.2 worden gecontroleerd. In dat specifieke geval kunnen de toepasselijke emissiegrenswaarden worden overschreden en worden ze niet gewogen.

6.6.2. Periodieke regeneratie

In het geval van een uitlaatgasnabehandelingssysteem op basis van een periodiek regeneratieproces worden de emissies gemeten bij ten minste drie WHTC-warmestarttests (één met en twee zonder regeneratieproces) bij een gestabiliseerd nabehandelingssysteem; de resultaten worden overeenkomstig vergelijking 5 gewogen.

Tijdens de WHTC-warmestarttest moet het regeneratieproces ten minste een keer plaatsvinden. De motor mag voorzien zijn van een schakelaar waarmee het regeneratieproces mogelijk of onmogelijk kan worden gemaakt, op voorwaarde dat deze operatie de oorspronkelijke motorkalibratie niet beïnvloedt.

De fabrikant geeft aan bij welke normale parameters het regeneratieproces plaatsvindt (roetgehalte, temperatuur, uitlaattegendruk enz.) en hoelang het duurt. De fabrikant vermeldt ook de frequentie van de regeneraties uitgedrukt in het aantal tests waarbij regeneratie plaatsvindt in vergelijking tot het aantal tests zonder regeneratie. De precieze procedure waarmee deze frequentie wordt bepaald, berust op gegevens uit de praktijk en goede ingenieursinzichten, en moet door de typegoedkeurings- of certificeringsinstantie worden goedgekeurd.

De fabrikant verstrekt een nabehandelingssysteem dat zodanig is belast dat tijdens een WHTC-test een regeneratie plaatsvindt. Voor deze test wordt de motor overeenkomstig punt 7.4.1 opgewarmd, overeenkomstig punt 7.6.3 geïmpregneerd en wordt de WHTC-warmestarttest uitgevoerd. Tijdens het opwarmen van de motor mag geen regeneratie plaatsvinden.

De gemiddelde specifieke emissies tussen de regeneratiefasen worden bepaald aan de hand van het rekenkundig gemiddelde van verschillende ongeveer op gelijke afstand in de tijd gelegen resultaten van WHTC-warmestarttests (g/kWh). De minimale eis is dat ten minste één WHTC-warmestarttest zo kort mogelijk vóór een regeneratietest en één WHTC-warmestarttest onmiddelijk na een regeneratietest wordt uitgevoerd. In plaats daarvan kan de fabrikant ook gegevens verstrekken waaruit blijkt dat de emissies tussen de regeneratiefasen constant blijven (±25 % of 0,005 g/kWh; de grootste waarde is van toepassing). In dat geval mogen de emissies van slechts één WHTC-warmestarttest worden gebruikt.

Tijdens de regeneratietest worden alle gegevens geregistreerd die nodig zijn om de regeneratie waar te nemen (emissie van CO of NOx, temperatuur voor en achter het nabehandelingssysteem, uitlaattegendruk enz.).

Tijdens de regeneratietest kunnen de toepasselijke emissiegrenswaarden worden overschreden.

De testprocedure is in figuur 2 schematisch weergegeven.

De WHTC-warmestartemissies worden als volgt gewogen:

(5)

waarin:

n het aantal WHTC-warmestarttests zonder regeneratie; nr het aantal WHTC-warmestarttests met regeneratie (ten minste één test); de gemiddelde specifieke emissie zonder regeneratie (g/kWh); de gemiddelde specifieke emissie met regeneratie (g/kWh).

Voor het bepalen van geldt het volgende:

a) als voor de regeneratie meer dan één WHTC-warmestarttest nodig is, worden opeenvolgende volledige WHTC-warmestarttests uitgevoerd en worden de emissies voortdurend gemeten zonder impregneren en zonder de motor af te zetten, totdat de regeneratie voltooid is, en wordt het gemiddelde van de WHTC-warmestarttests berekend;

b) als de regeneratie tijdens een WHTC-warmestarttest is voltooid, wordt de test voortgezet totdat de volledige duur verstreken is.

In overleg met de typegoedkeuringsinstantie mogen de regeneratieaanpassingsfactoren multiplicatief (punt c)) of additief (punt d)) worden toegepast op basis van een goede ingenieursanalyse.

c) De multiplicatieve aanpassingsfactoren worden als volgt berekend: (naar boven) (6) (naar beneden) (6a)

d) De additieve aanpassingsfactoren worden als volgt berekend: (naar boven) (7) (naar beneden) (8)

Voor de berekening van de specifieke emissies in punt 8.6.3 worden de regeneratieaanpassingsfactoren als volgt toegepast:

e) voor een test zonder regeneratie wordt k r,u vermenigvuldigd met of opgeteld bij, respectievelijk, de specifieke emissie e in vergelijking 69 of 70;

f) voor een test met regeneratie wordt k r,d vermenigvuldigd met of afgetrokken van, respectievelijk, de specifieke emissie e in vergelijking 69 of 70.

Op verzoek van de fabrikant kunnen de regeneratieaanpassingsfactoren:

g) ook op andere leden van dezelfde motorfamilie worden toegepast,

h) ook worden toegepast op andere motorfamilies met hetzelfde nabehandelingssysteem, indien de typegoedkeurings- of certificeringsinstantie vooraf toestemming heeft verleend op basis van door de fabrikant geleverd technische bewijs dat de emissies gelijkwaardig zijn.

6.7. Koelsysteem

Er moet gebruik worden gemaakt van een motorkoelsysteem met voldoende capaciteit om de motor op de normale door de fabrikant voorgeschreven temperaturen te houden.

6.8. Smeerolie

De smeerolie moet door de fabrikant worden gespecificeerd en dient representatief te zijn voor in de handel verkrijgbare smeerolie; de specificaties van de smeerolie die tijdens de test wordt gebruikt, moeten worden vastgelegd en bij de testresultaten worden vermeld.

6.9. Specificaties van de referentiebrandstof

De referentiebrandstof is beschreven in aanhangsel 2 van deze bijlage voor compressieontstekingsmotoren en in de bijlagen 6 en 7 voor motoren op CNG of lpg.

De brandstoftemperatuur moet overeenkomen met de aanbevelingen van de fabrikant.

6.10. Carteremissies

Er mogen geen carteremissies rechtstreeks in de omgevingsatmosfeer worden uitgestoten, met de volgende uitzondering: motoren die zijn uitgerust met turbocompressoren, pompen, ventilatoren of hogedrukcompressoren voor luchtinductie mogen carteremissies in de omgevingsatmosfeer uitstoten als deze emissies bij alle emissietests bij de uitlaatgasemissies worden opgeteld (fysisch of mathematisch). Fabrikanten die gebruikmaken van deze uitzondering, moeten de motoren zo installeren dat alle carteremissies in het emissiebemonsteringssysteem kunnen worden geleid.

Voor de toepassing van dit punt worden carteremissies die in alle werkingstoestanden vóór de uitlaatgasnabehandeling in de uitlaatgasstroom worden geleid, niet beschouwd als emissies die rechtstreeks in de omgevingsatmosfeer worden uitgestoten.

Open carteremissies moeten voor de emissiemeting op de volgende wijze in het uitlaatsysteem worden geleid:

a) de buizen moeten gladde wanden hebben en vervaardigd zijn van elektrisch geleidende materialen die niet reageren met de carteremissies. De buislengten moeten zo klein mogelijk zijn;

b) de laboratoriumcarterbuizen moeten zo min mogelijk bochten hebben en als er bochten noodzakelijk zijn, moeten deze een zo groot mogelijke straal hebben;

c) de laboratoriumcarteruitlaatbuizen moeten worden verwarmd, dunwandig of geïsoleerd zijn en aan de specificaties van de motorfabrikant voor cartertegendruk beantwoorden;

d) de carteruitlaatbuizen moeten op het ruwe uitlaatgas worden aangesloten voorbij het eventuele nabehandelingssysteem, voorbij de eventueel geïnstalleerde uitlaatgasrestrictie en op voldoende afstand vóór de eventuele bemonsteringssondes om de carteremissies voor de bemonstering volledig met de emissies van de motor te laten vermengen. Om grenslaageffecten te voorkomen en de vermenging te bevorderen, moet de carteruitlaatbuis zich uitstrekken in de vrije uitlaatgasstroom. De uitgang van de carteruitlaatbuis mag ten opzichte van de stroom van het ruwe uitlaatgas in iedere richting worden geplaatst.

7. TESTPROCEDURES

7.1. Beginselen van emissiemeting

Voor de meting van de specifieke emissies ondergaat de motor de in de punten 7.2.1 en 7.2.2 beschreven testcycli. Voor de meting van de specifieke emissies moeten de massa van de uitlaatgascomponenten en de overeenkomstige cyclusarbeid van de motor worden bepaald. De componenten worden bepaald met de in de punten 7.1.1 en 7.1.2 beschreven bemonsteringsmethoden.

7.1.1. Continue bemonstering

Bij continue bemonstering wordt de concentratie van een bestanddeel continu gemeten in ruw of verdund uitlaatgas. Deze concentratie wordt vermenigvuldigd met de continue stroomsnelheid van het (ruwe of verdunde) uitlaatgas op de plaats van bemonstering om het massadebiet van het bestanddeel te bepalen. De emissie van het bestanddeel wordt gedurende de testcyclus voortdurend opgeteld. Deze som is de totale massa van het uitgestoten bestanddeel.

7.1.2. Partijbemonstering

Bij partijbemonstering wordt continu een monster van het ruwe of verdunde uitlaatgas genomen, dat voor latere meting wordt bewaard. Het genomen monster moet evenredig zijn met de stroomsnelheid van het ruwe of verdunde uitlaatgas. Voorbeelden van partijbemonstering zijn het verzamelen van verdunde gasvormige bestanddelen in een zak en het verzamelen van deeltjesmateriaal op een filter. De concentraties in een partijmonster worden vermenigvuldigd met de totale massa of het massadebiet van het (ruwe of verdunde) uitlaatgas waaruit het tijdens de testcyclus is genomen. Dit product is de totale massa of het totale massadebiet van het uitgestoten bestanddeel. Om de concentratie van deeltjesmateriaal te berekenen, wordt het op een filter achtergebleven deeltjesmateriaal uit het evenredige uitlaatgasmonster gedeeld door de hoeveelheid gefilterd uitlaatgas.

7.1.3. Meetprocedures

In deze bijlage worden twee meetprocedures toegepast die functioneel gelijkwaardig zijn. Beide procedures kunnen zowel voor de WHTC- als voor de WHSC-testcyclus worden gebruikt:

a) de gasvormige bestanddelen worden voortdurend bemonsterd in het ruwe uitlaatgas, en de deeltjes worden bepaald met een partiële-stroomverdunningssysteem;

b) de gasvormige bestanddelen en de deeltjes worden bepaald met een volledige-stroomverdunningssysteem (CVS-systeem).

Een combinatie van beide beginselen (bijv. ruw-uitlaatgasmeting en volledige-stroomverdunningssysteem) is toegestaan.

7.2. Testcycli

7.2.1. Transiënte testcyclus (WHTC)

De transiënte testcyclus (WHTC) wordt in aanhangsel 1 per seconde omschreven als een serie genormaliseerde waarden voor het toerental en het koppel. Als deze test op een motormeetcel wordt uitgevoerd, moeten de genormaliseerde waarden geconverteerd worden naar de werkelijke waarden van de specifieke motor die wordt getest, gebaseerd op de motorkarakteristiek. Deze conversie wordt denormalisering genoemd en de testcyclus verloopt als de referentiecyclus van de motor die moet worden getest. De cyclus wordt met deze referentiewaarden voor toerental en koppel bij de meetcel uitgevoerd en de werkelijke waarden voor toerental, koppel en vermogen worden geregistreerd. Ter validatie van de testresultaten moet er na het beëindigen van de test een regressieanalyse worden uitgevoerd tussen de referentiewaarden en de werkelijke waarden voor toerental, koppel en vermogen.

Om de specifieke emissies op de testbank te berekenen moet de werkelijke cyclusarbeid worden berekend door het werkelijke motorvermogen tijdens de hele cyclus te integreren. Ter validatie van de cyclus moet de werkelijke cyclusarbeid zich binnen de voorgeschreven grenswaarden van de referentiecyclusarbeid bevinden.

Voor verontreinigende gassen kan zowel continue bemonstering (van ruw of verdund uitlaatgas) of partijbemonstering (van verdund uitlaatgas) worden toegepast. Het deeltjesmonster moet worden verdund met een voorbehandelde verdunningsmiddel (zoals omgevingslucht) en op één geschikt filter worden verzameld. De WHTC is in figuur 3 schematisch weergegeven.

7.2.2. Testcyclus van statische toestanden met overgangen (WHSC)

De testcyclus van statische toestanden met overgangen (WHSC) bestaat uit een reeks testfasen met een genormaliseerd toerental en belasting, die moeten worden geconverteerd naar de referentiewaarden van de specifieke motor die wordt getest, gebaseerd op de motorkarakteristiek. De motor moet gedurende de voorgeschreven tijd in elke fase lopen, waarbij motortoerental en belasting binnen 20 ± 1 seconden lineair worden veranderd. Ter validatie van de testresultaten moet er na het beëindigen van de test een regressieanalyse worden uitgevoerd tussen de referentiewaarden en de werkelijke waarden voor toerental, koppel en vermogen.

De concentratie van elk verontreinigend gas, de uitlaatgasstroom en het afgegeven vermogen moeten over de hele testcyclus worden bepaald. De verontreinigende gassen kunnen continu worden geregistreerd of in een bemonsteringszak worden opgevangen. Het deeltjesmonster moet worden verdund met een voorbehandeld verdunningsmiddel (zoals omgevingslucht). Tijdens de hele testprocedure wordt één monster genomen en verzameld op één geschikt filter.

Om de specifieke emissies op de testbank te berekenen moet de werkelijke cyclusarbeid worden berekend door het werkelijke motorvermogen tijdens de hele cyclus te integreren.

De WHSC is in tabel 1 weergegeven. Elke fase, met uitzondering van fase 1, begint bij het begin van de overgang uit de vorige fase.

Tabel 1

WHSC-testcyclus

Fase Genormaliseerd toerental (%) Genormaliseerd koppel (%) Tijdsduur van de fase (s) incl. overgang van 20 s 1 0 0 210 2 55 100 50 3 55 25 250 4 55 70 75 5 35 100 50 6 25 25 200 7 45 70 75 8 45 25 150 9 55 50 125 10 75 100 50 11 35 50 200 12 35 25 250 13 0 0 210 Som 1 895

7.3. Algemene testreeks

In het onderstaande stroomschema staan algemene richtlijnen die bij het testen gevolgd moeten worden. De details van iedere stap worden in de desbetreffende punten beschreven. Indien van toepassing is het toegestaan van de richtlijnen af te wijken, maar de specifieke voorschriften in de desbetreffende punten zijn verplicht.

De procedure voor de WHTC-test bestaat uit een koudestarttest na een ongeforceerde of geforceerde afkoeling van de motor, een warmtestuwperiode en een warmestarttest.

De procedure voor de WHSC-test bestaat uit een warmestarttest na voorconditionering van de motor in fase 9 van de WHSC-test.

7.4. Motorkarakteristiek en referentiecyclus

Overeenkomstig de algemene testreeks die in punt 7.3 is weergegeven, moeten voorafgaand aan de procedure voor het bepalen van de motorkarakteristiek en voorafgaand aan de tests metingen aan de motor, controles van de motorprestaties en systeemkalibraties worden uitgevoerd.

Als grondslag voor het vaststellen van de WHTC- en WHSC-referentiecyclus worden bij vollast de toerental-maximumkoppelkromme en de toerental-maximumvermogenkromme van de motor bepaald. De motorkarakteristiek wordt gebruikt om het motortoerental (punt 7.4.6) en het motorkoppel (punt 7.4.7) te denormaliseren.

7.4.1. Opwarmen van de motor

De motor moet worden opgewarmd bij 75 tot 100 % van het maximumvermogen of overeenkomstig de aanbeveling van de fabrikant en op basis van goede ingenieursinzichten. Tegen het eind van de warmloopfase moet de motor gedurende ten minste 2 minuten, of totdat de motorthermostaat de motortemperatuur regelt, draaien om de temperatuur van het motorkoelmiddel en de motorolie te stabiliseren binnen ± 2 % van de gemiddelde waarden ervan.

7.4.2. Bepaling van het toerentalgebied

De minimum- en maximumtoerentallen zijn als volgt:

Minimumtoerental = stationair toerental Maximumtoerental = n hi × 1,02 of toerental waarbij het koppel bij vollast nul wordt (de laagste waarde is van toepassing).

7.4.3. Motorkarakteristiek

Na stabilisatie van de motor overeenkomstig punt 7.4.1 moet de motorkarakteristiek als volgt worden bepaald:

a) de motor wordt niet belast en draait stationair;

b) de motor draait bij maximale vraag van de operator en het minimumtoerental;

c) het motortoerental wordt verhoogd van het minimum- tot het maximumtoerental met een gemiddeld tempo van 8 ± 1 min–1/s, of met een zodanig constant tempo dat het 4 tot 6 min duurt om van het minimum- naar de maximumtoerental te gaan. Het motortoerental en het koppel worden met een bemonsteringsfrequentie van ten minste één punt per seconde vastgelegd.

Als optie b) van punt 7.4.7 wordt gekozen om het negatieve referentiekoppel te bepalen, kan de motorkarakteristiek direct worden voortgezet van het maximum- naar het minimumtoerental bij minimale vraag van de operator.

7.4.4. Alternatieve bepaling van de motorkarakteristiek

Indien een fabrikant meent dat bovenbeschreven techniek voor een bepaalde motor onveilig of niet representatief is, mag een alternatieve techniek worden toegepast. Deze alternatieve technieken moeten voldoen aan de bedoeling van de gespecificeerde procedure, namelijk de bepaling van het maximaal beschikbare koppel bij alle tijdens de testcyclus bereikte toerentallen. Afwijkingen van de in dit punt bedoelde technieken uit veiligheids- of representativiteitsoverwegingen moeten door de typegoedkeuringsinstantie worden goedgekeurd en de redenen ervoor moeten worden aangegeven. Voor geregelde motoren of turbomotoren mag echter in geen geval de koppelkromme worden bepaald op basis van een test met dalend motortoerental.

7.4.5. Herhaalde tests

Een motor hoeft niet voor elke testcyclus aan een karakteristiekbepaling te worden onderworpen. De karakteristiek van een motor wordt voor een testcyclus echter opnieuw bepaald indien:

a) overeenkomstig een op de goede ingenieursinzichten gebaseerd oordeel een onredelijk lange periode is verlopen sinds dit de laatste keer heeft plaatsgevonden, of

b) fysieke veranderingen of herkalibraties aan de motor hebben plaatsgevonden die de motorprestaties kunnen beïnvloeden.

7.4.6. Denormalisering van het motortoerental

Om de referentiecycli te genereren, moeten de genormaliseerde toerentallen van aanhangsel 1 (WHTC) en tabel 1 (WHSC) worden gedenormaliseerd met de volgende vergelijking:

(9)

Om n pref te bepalen, moet de integraal van het maximumkoppel tussen n idle en n 95h worden berekend uit de in punt 7.4.3 bepaalde motorkarakteristiek.

De motortoerentallen in de figuren 4 en 5 zijn als volgt gedefinieerd:

n lo het laagste toerental waarbij het vermogen 55 % van het maximumvermogen bedraagt; n pref het motortoerental waarbij de integraal van het maximumkoppel 51 % van de volledige integraal tussen n idle en n 95h bedraagt; n hi het hoogste toerental waarbij het vermogen 70 % van het maximumvermogen bedraagt; n idle het stationair toerental; n 95h het hoogste toerental waarbij het vermogen 95 % van het maximumvermogen bedraagt.

Voor motoren (hoofdzakelijk elektrische-ontstekingsmotoren) waarvan de regulateur een steile toerentalkromme oplevert en de brandstof wordt afgesloten voordat de motor een toerental van n hi of n 95h heeft bereikt, gelden de volgende bepalingen:

n hi in vergelijking 9 wordt vervangen door n Pmax × 1,02; n 95h wordt vervangen door n Pmax × 1,02.

7.4.7. Denormalisering van het motorkoppel

De koppelwaarden van het motordynamometerschema van aanhangsel 1 (WHTC) en tabel 1 (WHSC) zijn genormaliseerd naar het maximumkoppel bij het respectieve toerental. Om de referentiecycli te genereren, moeten de koppelwaarden voor elke afzonderlijke referentietoerentalwaarde, zoals bepaald in punt 7.4.6, worden gedenormaliseerd met behulp van de in punt 7.4.3 omschreven kromme, en wel als volgt:

(10)

waarin:

M norm,i het genormaliseerde koppel (%); M max,i het maximumkoppel uit de motorkarakteristiek (Nm); M f,i het door de te monteren apparatuur of hulpapparatuur opgenomen koppel (Nm); M r,i het door de te verwijderen apparatuur of hulpapparatuur opgenomen koppel (Nm).

Als overeenkomstig punt 6.3.1 en aanhangsel 7 apparatuur of hulpapparatuur is gemonteerd, bedragen M f en M r nul.

Voor de vaststelling van de referentiecyclus krijgen de negatieve koppelwaarden van de motoringpunten (m in aanhangsel 1) referentiewaarden die op een van de volgende manieren worden berekend:

a) negatieve 40 % van het positieve koppel dat beschikbaar is bij het bijbehorende toerentalpunt;

b) uitzetten van het negatieve koppel dat vereist is om de motor van het maximum- naar het minimumtoerental te brengen;

c) bepaling van het vereiste negatieve koppel om de motor stationair te doen draaien en van het koppel bij n hi en lineaire interpolatie tussen beide punten.

7.4.8. Berekening van de referentiecyclusarbeid

De referentiecyclusarbeid moet over de hele testcyclus worden bepaald door synchrone berekening van de momentane waarden voor het motorvermogen op grond van het referentietoerental en het referentiekoppel, zoals bepaald in de punten 7.4.6 en 7.4.7. De momentane waarden voor het motorvermogen worden over de testcyclus geïntegreerd om de referentiecyclusarbeid W ref te berekenen (kWh). Als geen hulpapparatuur overeenkomstig punt 6.3.1 is gemonteerd, moeten de momentane vermogenswaarden met behulp van vergelijking 4 in punt 6.3.5 worden gecorrigeerd.

Dezelfde methode wordt gebruikt voor de integratie van het referentie- en het werkelijke motorvermogen. Wanneer waarden moeten worden bepaald tussen naast elkaar liggende referentie- of meetwaarden, wordt lineaire interpolatie gebruikt. Bij de integratie van de werkelijke cyclusarbeid, worden alle negatieve koppelwaarden op nul gezet en meegenomen. Indien de integratie verloopt met een frequentie van minder dan 5 Hz en indien, gedurende een bepaald tijdsinterval, de koppelwaarde van teken verandert, wordt het negatieve gedeelte berekend en op nul gezet. Het positieve gedeelte wordt opgenomen in de geïntegreerde waarde.

7.5. Procedures voorafgaand aan de test

7.5.1. Installatie van de meetapparatuur

De instrumenten en de bemonsteringssondes moeten volgens de voorschriften worden aangebracht. De uitlaatpijp wordt op het volledige-stroomverdunningssysteem aangesloten (indien van toepassing).

7.5.2. Voorbereiding van de meetapparatuur voor bemonstering

Alvorens met de emissiebemonstering wordt begonnen, worden de volgende stappen gezet:

a) binnen 8 uur voor de emissiebemonstering worden overeenkomstig punt 9.3.4 controles op lekken uitgevoerd;

b) in geval van partijbemonstering worden schone opslagmiddelen, zoals lege zakjes, aangebracht;

c) alle meetinstrumenten worden overeenkomstig de instructies van de fabrikant van het instrument en volgens goede ingenieursinzichten gestart;

d) de verdunningssystemen, de bemonsteringspompen, de ventilatoren en het gegevensverzamelsysteem worden gestart;

e) het bemonsteringsdebiet wordt ingesteld op de gewenste niveaus, waarbij eventueel een omloopgasstroom kan worden gebruikt;

f) warmtewisselaars in het bemonsteringssysteem worden voorverwarmd of voorgekoeld om ze binnen het voor een test voorgeschreven temperatuursbereik te brengen;

g) verwarmde of gekoelde elementen, zoals bemonsteringsleidingen, filters, koelers en pompen, worden op de bedrijfstemperatuur gestabiliseerd;

h) het uitlaatgasverdunningssysteem wordt ten minste 10 minuten voor een testreeks in werking gesteld;

i) eventuele elektronische integreerapparatuur wordt voor het begin van een testperiode op nul (terug)gezet.

7.5.3. Controle van de gasanalysatoren

Het meetbereik van de gasanalysator wordt gekozen. Emissieanalysatoren met automatische en handmatige meetbereikschakelaar zijn beide toegestaan. Tijdens de testcyclus mag het meetbereik van de emissieanalysatoren niet worden veranderd. Ook de output van analoge operationele versterkers van de analysator mag tijdens de testcyclus niet worden veranderd.

De nul- en de ijkgasrespons moeten voor alle analysatoren worden bepaald met internationaal traceerbare gassen die aan de specificaties van punt 9.3.3 beantwoorden. Het meetbereik van vlamionisatiedetectoren (FID-analysatoren) wordt op basis van een koolstofgetal van één (C1) ingesteld.

7.5.4. Gereedmaken van het deeltjesbemonsteringsfilter

Ten minste een uur voor de test wordt het filter in een petrischaaltje geplaatst dat tegen stof is beschermd en lucht binnenlaat, waarna het geheel in een weegkamer wordt gezet om te stabiliseren. Aan het einde van de stabiliseringsperiode wordt het filter gewogen en wordt het tarragewicht genoteerd. Het filter wordt vervolgens in een gesloten petrischaaltje of filterhouder bewaard totdat het nodig is voor de test. Nadat het filter uit de weegkamer is gehaald, wordt het binnen acht uur gebruikt.

7.5.5. Afstelling van het verdunningssysteem

De totale verdunde uitlaatgassen van een volledige-stroomverdunningssysteem of de verdunde uitlaatgassen door een partiële-stroomverdunningssysteem worden zo afgesteld, dat watercondensatie in het systeem wordt vermeden en dat de filteroppervlaktetemperatuur tussen 315 K (42 °C) en 325 K (52 °C) blijft.

7.5.6. Starten van het deeltjesbemonsteringssysteem

Het deeltjesbemonsteringssysteem wordt in werking gesteld en bediend via een omloopsysteem. Het deeltjesachtergrondniveau van het verdunningsmiddel kan worden vastgesteld door bemonstering van het verdunningsmiddel voordat het uitlaatgas de verdunningstunnel ingaat. Deze meting kan voor of na de test worden uitgevoerd. Indien er zowel aan het begin als aan het einde van de cyclus metingen worden verricht, mag de gemiddelde waarde ervan worden bepaald. Bij gebruik van een ander bemonsteringssysteem voor de achtergrondmeting moet de meting gelijktijdig met de testcyclus plaatsvinden.

7.6. Uitvoering van de WHTC-testcyclus

7.6.1. Afkoeling van de motor

Een niet geforceerde of geforceerde afkoelingsprocedure kan worden gebruikt. Bij geforceerde afkoeling moeten de systemen om koellucht langs de motor leiden, gekoelde olie door het motorsmeersysteem te leiden, de koelvloeistof door het motorkoelsysteem te koelen, en het uitlaatgasnabehandelingssysteem te koelen, worden opgesteld op basis van goede ingenieursinzichten. Bij geforceerde afkoeling van het nabehandelingssysteem mag koellucht pas worden gebruikt na afkoeling van het systeem tot onder de activeringstemperatuur van de katalysator. Afkoelingsprocedures die leiden tot niet-representatieve emissies, zijn niet toegestaan.

7.6.2. Koudestarttest

De koudestarttest wordt pas gestart als de temperatuur van zowel het smeermiddel, de koelvloeistof, als de nabehandelingssystemen tussen 293 K (20 °C) en 303 K (30 °C) ligt. De motor wordt op een van de volgende manieren opgestart:

a) de motor wordt gestart op de in de gebruikershandleiding aanbevolen manier, met gebruikmaking van een standaardstartmotor en een voldoende geladen accu of een geschikte energiebron, of

b) de motor wordt gestart met een dynamometer. De motor moet binnen ± 25 % draaien van zijn in de praktijk gebruikelijke toerental bij het aanslingeren. Met aanslingeren wordt gestopt binnen 1 seconde nadat de motor loopt. Als de motor na 15 seconden aanslingeren niet wil starten, wordt gestopt met aanslingeren en wordt vastgesteld waarom de motor niet wil starten, tenzij de gebruikershandleiding of het onderhoudshandboek aangeeft dat een langere aanslingertijd normaal is.

7.6.3. Warmestuwperiode

Onmiddellijk na beëindiging van de koudestarttest wordt de motor voor de warmestarttest geconditioneerd middels een warmestuwperiode van 10 ± 1 minuten.

7.6.4. Warmestarttest

De motor wordt aan het eind van de warmtestuwperiode, zoals gedefinieerd in punt 7.6.3, gestart met de in punt 7.6.2 genoemde methoden.

7.6.5. Testreeks

De testreeks van zowel de koudestart- als de warmestarttest begint met het starten van de motor. Nadat de motor loopt, wordt de motorwerking zodanig geregeld dat het eerste instelpunt van de cyclus wordt bereikt.

De WHTC wordt uitgevoerd overeenkomstig de referentiecyclus zoals beschreven in punt 7.4. De motortoerental- en koppelinstelpunten worden ingesteld op 5 Hz of hoger (10 Hz wordt aanbevolen). De instelpunten worden berekend door lineaire interpolatie tussen de instelpunten van 1 Hz van de referentiecyclus. De werkelijke waarden voor motortoerental en koppel worden tijdens de testcyclus ten minste eenmaal per seconde (1 Hz) geregistreerd en de signalen mogen elektronisch worden gefilterd.

7.6.6. Verzameling van voor de emissie relevante gegevens

Bij het begin van de testreeks wordt de meetapparatuur gestart en worden gelijktijdig de volgende metingen verricht:

a) verzameling of analyse van het verdunningsmiddel, bij gebruik van een volledige-stroomverdunningssysteem;

b) verzameling of analyse van ruw of verdund uitlaatgas, afhankelijk van de gebruikte methode;

c) meting van de hoeveelheid verdund uitlaatgas en van de vereiste temperaturen en drukken;

d) registratie van het uitlaatgasmassadebiet, bij analyse van het ruwe uitlaatgas;

e) registratie van de feedbackgegevens van dynamometertoerental en -koppel.

Bij meting van het ruwe uitlaatgas worden de emissieconcentraties ((NM)HC, CO en NOx) en het uitlaatgasmassadebiet continu gemeten en met een frequentie van ten minste 2 Hz in een computersysteem opgeslagen. Alle overige gegevens kunnen worden geregistreerd met een bemonsteringsfrequentie van ten minste 1 Hz. In het geval van analoge analysatoren wordt de respons geregistreerd; de kalibratiegegevens mogen tijdens de evaluatie van de gegevens online of offline worden toegepast.

Bij gebruik van een volledige-stroomverdunningssysteem moeten HC en NOx continu in de verdunningstunnel worden gemeten met een frequentie van ten minste 2 Hz. De gemiddelde concentraties worden bepaald door de analysesignalen te integreren over de hele testcyclus. De responstijd van het systeem mag niet groter zijn dan 20 s en wordt zo nodig gecoördineerd met de CVS-flowfluctuaties en de bemonsteringstijd/testcyclus-offsets. CO, CO2 en NMHC mogen worden bepaald door integratie van continue-metingsignalen of door analyse van de concentraties in de bemonsteringszak die tijdens de cyclus zijn verzameld. De concentraties van de verontreinigende gassen in het verdunningsmiddel worden vóór het punt waar het uitlaatgas de verdunningstunnel binnenkomt bepaald door integratie of door verzameling in de bemonsteringszak voor het achtergrondniveau. Alle andere te meten parameters worden ten minste eenmaal per seconde vastgelegd (1 Hz).

7.6.7. Deeltjesbemonstering

Bij het starten van de testreeks wordt het deeltjesbemonsteringssysteem van de omloop- naar de deeltjesopvangstand overgeschakeld.

Bij gebruik van een partiële-stroomverdunningssysteem worden de bemonsteringspomp of -pompen zo geregeld dat de stroomsnelheid via de deeltjesbemonsteringssonde of de verbindingsleiding evenredig blijft met het volgens punt 9.4.6.1 bepaalde uitlaatgasmassadebiet.

Bij gebruik van een volledige-stroomverdunningssysteem worden de bemonsteringspomp of -pompen zo afgesteld dat de stroomsnelheid door de deeltjesbemonsteringssonde of de verbindingsleiding steeds binnen ±2,5 % van de ingestelde stroomsnelheid ligt. Wanneer stroomcompensatie (d.w.z. proportionele regeling van de bemonsteringsstroom) wordt gebruikt, moet worden aangetoond dat de verhouding van de stroom in de hoofdleiding tot de bemonsteringsstroom niet met meer dan ±2,5 % van de ingestelde waarde afwijkt (met uitzondering van de eerste 10 bemonsteringsseconden). De gemiddelde temperatuur en druk bij de inlaat van de gasmeter(s) of de stroominstrumentatie worden geregistreerd. Indien wegens het invangen van een te groot aantal deeltjes op het filter de stroomsnelheid niet over de hele cyclus binnen ±2,5 % kan worden gehandhaafd, is de test ongeldig. De test wordt dan herhaald met een lagere stroomsnelheid.

7.6.8. Afslaan van de motor en apparatuurstoring

Indien de motor tijdens de koudestarttest afslaat, is de test ongeldig. De motor wordt voorgeconditioneerd en opnieuw gestart overeenkomstig punt 7.6.2 en de test wordt herhaald.

Indien de motor tijdens de warmestarttest afslaat, is de test ongeldig. De motor wordt geïmpregneerd overeenkomstig punt 7.6.3, en de warmestarttest wordt herhaald. In dit geval hoeft de koudestarttest niet te worden herhaald.

Bij storing in de testapparatuur tijdens de testcyclus is de test ongeldig en wordt deze overeenkomstig bovenstaande bepalingen herhaald.

7.7. Uitvoering van de WHSC-testcyclus

7.7.1. Voorconditionering van het verdunningssysteem en de motor

Het verdunningssysteem en de motor worden gestart en overeenkomstig punt 7.4.1 opgewarmd. Na het opwarmen worden de motor en het bemonsteringssysteem voorgeconditioneerd door de motor ten minste tien minuten in fase 9 te laten draaien (zie punt 7.2.2, tabel 1), terwijl tegelijkertijd het verdunningssysteem in werking is. Er mogen dummy-deeltjesemissiemonsters worden afgenomen. Deze bemonsteringsfilters hoeven niet te worden gestabiliseerd of gewogen en mogen worden weggegooid. De debieten worden ingesteld op de voor de test bij benadering gekozen debieten. De motor wordt na de voorconditionering uitgeschakeld.

7.7.2. Starten van de motor

5 ± 1 minuten na beëindiging van de voorconditionering in fase 9, zoals beschreven in punt 7.7.1, moet de motor worden gestart overeenkomstig de in de gebruikershandleiding aanbevolen startprocedure met gebruikmaking van hetzij een standaardstartmotor, hetzij de dynamometer overeenkomstig punt 7.6.2.

7.7.3. Testreeks

De testreeks begint nadat de motor loopt en binnen een minuut nadat de werking van de motor zodanig is geregeld dat deze overeenkomt met fase 1 van de cyclus (stationair draaien).

De WHSC wordt uitgevoerd in de volgorde van de testfasen zoals vermeld in tabel 1 van punt 7.2.2.

7.7.4. Verzameling van voor de emissie relevante gegevens

Bij het begin van de testreeks wordt de meetapparatuur gestart en worden gelijktijdig de volgende metingen verricht:

a) verzameling of analyse van het verdunningsmiddel, bij gebruik van een volledige-stroomverdunningssysteem;

b) verzameling of analyse van ruw of verdund uitlaatgas, afhankelijk van de gebruikte methode;

c) meting van de hoeveelheid verdund uitlaatgas en van de vereiste temperaturen en drukken;

d) registratie van het uitlaatgasmassadebiet, bij analyse van het ruwe uitlaatgas;

e) registratie van de feedbackgegevens van dynamometertoerental en -koppel.

Bij meting van het ruwe uitlaatgas worden de emissieconcentraties ((NM)HC, CO en NOx) en het uitlaatgasmassadebiet continu gemeten en met een frequentie van ten minste 2 Hz in een computersysteem opgeslagen. Alle overige gegevens kunnen worden geregistreerd met een bemonsteringsfrequentie van ten minste 1 Hz. In het geval van analoge analysatoren wordt de respons geregistreerd; de kalibratiegegevens mogen tijdens de evaluatie van de gegevens online of offline worden toegepast.

Bij gebruik van een volledige-stroomverdunningssysteem moeten HC en NOx continu in de verdunningstunnel worden gemeten met een frequentie van ten minste 2 Hz. De gemiddelde concentraties worden bepaald door de analysesignalen te integreren over de hele testcyclus. De responstijd van het systeem mag niet groter zijn dan 20 s en wordt zo nodig gecoördineerd met de CVS-flowfluctuaties en de bemonsteringstijd/testcyclus-offsets. CO, CO2 en NMHC mogen worden bepaald door integratie van continue-metingsignalen of door analyse van de concentraties in de bemonsteringszak die tijdens de cyclus zijn verzameld. De concentraties van de verontreinigende gassen in het verdunningsmiddel worden vóór het punt waar het uitlaatgas de verdunningstunnel binnenkomt bepaald door integratie of door verzameling in de bemonsteringszak voor het achtergrondniveau. Alle andere te meten parameters worden ten minste eenmaal per seconde vastgelegd (1 Hz).

7.7.5. Deeltjesbemonstering

Bij het starten van de testreeks wordt het deeltjesbemonsteringssysteem van de omloop- naar de deeltjesopvangstand overgeschakeld. Bij gebruik van een partiële-stroomverdunningssysteem worden de bemonsteringspomp of -pompen zo geregeld dat de stroomsnelheid via de deeltjesbemonsteringssonde of de verbindingsleiding evenredig blijft met het volgens punt 9.4.6.1 bepaalde uitlaatgasmassadebiet.

Bij gebruik van een volledige-stroomverdunningssysteem worden de bemonsteringspomp of -pompen zo afgesteld dat de stroomsnelheid door de deeltjesbemonsteringssonde of de verbindingsleiding steeds binnen ±2,5 % van de ingestelde stroomsnelheid ligt. Wanneer stroomcompensatie (d.w.z. proportionele regeling van de bemonsteringsstroom) wordt gebruikt, moet worden aangetoond dat de verhouding van de stroom in de hoofdleiding tot de bemonsteringsstroom niet met meer dan ±2,5 % van de ingestelde waarde afwijkt (met uitzondering van de eerste 10 bemonsteringsseconden). De gemiddelde temperatuur en druk bij de inlaat van de gasmeter(s) of de stroominstrumentatie worden geregistreerd. Indien wegens het invangen van een te groot aantal deeltjes op het filter de stroomsnelheid niet over de hele cyclus binnen ±2,5 % kan worden gehandhaafd, is de test ongeldig. De test wordt dan herhaald met een lagere stroomsnelheid.

7.7.6. Afslaan van de motor en apparatuurstoring

Indien de motor tijdens de cyclus afslaat, is de test ongeldig. De motor wordt overeenkomstig punt 7.7.1 voorgeconditioneerd en opnieuw gestart overeenkomstig punt 7.7.2 en de test wordt herhaald.

Bij storing in de testapparatuur tijdens de testcyclus is de test ongeldig en wordt deze overeenkomstig bovenstaande bepalingen herhaald.

7.8. Na de test te volgen procedures

7.8.1. Handelingen na de test

Aan het eind van de test worden de meting van het uitlaatgasmassadebiet en van het volume van de verdunde uitlaatgassen, de gasstroom in de bemonsteringszakken en de deeltjesbemonsteringspomp stopgezet. Wanneer een integrerend analysesysteem wordt gebruikt, wordt de bemonstering voortgezet tot na het verstrijken van de responstijd van het systeem.

7.8.2. Controle van proportionele bemonstering

Van ieder proportioneel partijmonster, zoals een in een zak verzameld monster of een monster van deeltjesmateriaal, moet worden gecontroleerd of het monster overeenkomstig de punten 7.6.7 en 7.7.5 proportioneel is. Monsters die niet aan de voorschriften beantwoorden, zijn ongeldig.

7.8.3. Conditioneren en wegen van deeltjesmateriaal

Het deeltjesfilter wordt in afgesloten of verzegelde recipiënten geplaatst of de filterhouders worden gesloten, om de bemonsteringsfilters tegen verontreiniging uit de omgeving te beschermen. Het aldus beschermde filter wordt in de weegkamer teruggeplaatst. Het filter wordt ten minste gedurende een uur geconditioneerd en vervolgens gewogen overeenkomstig punt 9.4.5. De brutomassa van het filter wordt vastgelegd.

7.8.4. Controle van het verloop

Zo spoedig mogelijk na afloop van de testcyclus, en in geen geval meer dan 30 minuten daarna, of tijdens de impregneerperiode, worden de nul- en ijkgasresponsen van het gebruikte meetbereik van de gasanalysator bepaald. Voor de toepassing van dit punt wordt de volgende testcyclus gevolgd:

a) voor de WHTC: de volledige reeks koud — impregneren — warm;

b) voor de WHTC-warmestarttest (punt 6.6): de reeks impregneren — warm;

c) voor de WHTC-warmestarttest met meervoudige regeneratie (punt 6.6): het totale aantal warmestarttests;

d) voor de WHSC: de testcyclus.

De volgende bepalingen gelden voor het verloop van de analysator:

a) de nul- en ijkgasresponsen van voor en na de test kunnen direct in vergelijking 66 van punt 8.6.1 worden gebruikt, zonder dat eerst het verloop hoeft te worden bepaald;

b) als het verloop tussen de resultaten voor en na de test minder dan 1 % van de volledige schaal bedraagt, mogen de gemeten concentraties ongecorrigeerd worden gebruikt of overeenkomstig punt 8.6.1 voor het verloop worden gecorrigeerd;

c) als het verloop tussen de resultaten voor en na de test ten minste 1 % van de volledige schaal bedraagt, is de test ongeldig of moeten de gemeten concentraties overeenkomstig punt 8.6.1 voor het verloop worden gecorrigeerd.

7.8.5. Analyse van gas in bemonsteringszak

Zo spoedig mogelijk moet het volgende worden verricht:

a) gasmonsters in zakken moeten uiterlijk 30 minuten na afloop van de warmestarttest, of tijdens de impregneerperiode voor de koudestarttest, worden geanalyseerd;

b) achtergrondmonsters moeten uiterlijk 60 minuten na afloop van de warmestarttest worden geanalyseerd.

7.8.6. Validering van cyclusarbeid

Alvorens de werkelijke cyclusarbeid te berekenen moeten alle tijdens het starten van de motor geregistreerde punten worden weggelaten. Voor de bepaling van de werkelijke cyclusarbeid gedurende de testcyclus worden momentane waarden voor het motorvermogen berekend door synchroon gebruik te maken van de waarden voor het werkelijke toerental en het werkelijke koppel. De momentane waarden voor het motorvermogen worden over de testcyclus geïntegreerd om de werkelijke cyclusarbeid W act te berekenen (kWh). Als geen apparatuur of hulpapparatuur overeenkomstig punt 6.3.1 is gemonteerd, moeten de momentane vermogenswaarden met behulp van vergelijking 4 in punt 6.3.5 worden gecorrigeerd.

De in punt 7.4.8 beschreven methode wordt ook gebruikt voor het integreren van het werkelijke motorvermogen.

De werkelijke cyclusarbeid W act wordt gebruikt ter vergelijking met de referentiecyclusarbeid W ref en voor de berekening van de specifieke emissies op de testbank (zie punt 8.6.3).

W act moet liggen tussen 85 % en 105 % van W ref.

7.8.7. Validering van de gegevens van de testcyclus

Voor zowel de WHTC als de WHSC wordt een lineaire regressie van de werkelijke waarden (n act, M act, P act) op de referentiewaarden (n ref, M ref, P ref) uitgevoerd.

Om de biaseffecten van het tijdsverschil tussen de werkelijke en de referentiecycluswaarden te minimaliseren mag de hele werkelijke signaalreeks van het motortoerental en -koppel vroeger of later gesteld worden ten opzichte van de referentietoerental- en referentiekoppelreeks. Wanneer de feitelijke signalen worden verschoven, moeten zowel het toerental als het koppel eenzelfde hoeveelheid in dezelfde richting worden verschoven.

Er wordt gebruikgemaakt van de kleinste-kwadratenmethode en van de best passende vergelijking met de vorm:

(11)

waarin:

y werkelijke waarde van toerental (min–1), koppel (Nm) of vermogen (kW); a 1 helling van de regressierechte; x referentiewaarde van toerental (min–1), koppel (Nm) of vermogen (kW); a 0 y-afsnijpunt van de regressierechte.

Voor elke regressierechte worden de standaardafwijking van de schattingswaarde (SEE) van y over x en de determinatiecoëfficiënt (r2) berekend.

Aanbevolen wordt deze analyse uit te voeren met een frequentie van 1 Hz. Een test is geldig wanneer aan de criteria van tabel 2 (WHTC) of tabel 3 (WHSC) is voldaan.

Tabel 2

Regressierechte-toleranties voor de WHTC

Toerental Koppel Vermogen Standaardafwijking van de schattingswaarde (SEE) van y over x Maximaal 5 % van maximumtoerental van de test Maximaal 10 % van het maximumkoppel van de motor Maximaal 10 % van het maximumvermogen van de motor Helling van de regressierechte, a1 0,95 tot 1,03 0,83 - 1,03 0,89 - 1,03 Determinatiecoëfficiënt, r2 Minimaal 0,970 Minimaal 0,850 Minimaal 0,910 y-afsnijpunt van de regressierechte, a0 Maximaal 10 % van stationair toerental ± 20 Nm of ± 2 % van het maximumkoppel (grootste waarde is van toepassing) ± 4 kW of ± 2 % van het maximumvermogen (grootste waarde is van toepassing)





Tabel 3

Regressierechte-toleranties voor de WHSC

Toerental Koppel Vermogen Standaardafwijking van de schattingswaarde (SEE) van y over x Maximaal 1 % van maximumtoerental van de test Maximaal 2 % van het maximumkoppel van de motor Maximaal 2 % van het maximumvermogen van de motor Helling van de regressierechte, a1 0,99 tot 1,01 0.98 - 1.02 0,98 - 1.02 Determinatiecoëfficiënt, r2 Minimaal 0,990 Minimaal 0,950 Minimaal 0,950 y-afsnijpunt van de regressierechte, a0 Maximaal 1 % van maximumtoerental van de test ± 20 Nm of ± 2 % van het maximumkoppel (grootste waarde is van toepassing) ± 4 kW of ± 2 % van het maximumvermogen (grootste waarde is van toepassing)

Alleen voor regressiedoeleinden is het vóór de berekening van de regressie toegestaan punten te schrappen, mits dit in tabel 4 is aangegeven. Dergelijke punten mogen echter niet worden geschrapt bij het berekenen van de cyclusarbeid en de emissies. Het schrappen van punten kan voor de hele cyclus of voor een gedeelte ervan worden toegepast.

Tabel 4

Punten die in de regressieanalyse mogen worden geschrapt

Gebeurtenis Voorwaarden Toegestane schrapping van punten Minimale vraag van de operator (stationair punt) n ref = 0 % en M ref = 0 % en M act > (M ref – 0,02M max. mapped torque) en M act < (M ref + 0,02M max. mapped torque) toerental en vermogen Minimale vraag van de operator (motoringpunt) M ref < 0 % vermogen en koppel Minimale vraag van de operator n act ≤ 1,02 n ref en M act > M ref of n act > n ref en M act ≤ M ref' of n act > 1,02 n ref en M ref < M act ≤ (M ref + 0,02M max. mapped torque) vermogen en hetzij koppel, hetzij toerental Maximale vraag van de operator n act < n ref en M act ≥ M ref of n act ≥ 0,98 n ref en M act < M ref of n act < 0,98 n ref en M ref > M act ≥ (M ref – 0,02M max. mapped torque) vermogen en hetzij koppel, hetzij toerental

8. BEREKENING VAN DE EMISSIE

Het definitieve testresultaat wordt in één stap afgerond op het aantal cijfers achter de komma dat is vermeld in de toepasselijke emissienorm plus één extra significant cijfer, overeenkomstig ASTM E 29-06B. Het is niet toegestaan tussentijdse testwaarden die bij de berekening van het definitieve testresultaat van de specifieke emissie op de testbank worden gebruikt, af te ronden.

In aanhangsel 6 worden voorbeelden van de berekeningsprocedures gegeven.

Met voorafgaande toestemming van de typegoedkeuringsinstantie mogen de emissies, overeenkomstig bijlage 7 bij mondiaal technisch reglement nr. [xx] betreffende het testprotocol voor de uitlaatemissies van niet voor de weg bestemde mobiele machines, op molaire basis worden berekend.

8.1. Droog/natcorrectie

Bij meting op droge basis wordt de gemeten concentratie aan de hand van de volgende vergelijking omgezet in een concentratie op natte basis:

(12)

waarin:

c d de droge concentratie in ppm of vol.-%; kw de droog/natcorrectiefactor (k w,a, k w,e of k w,d afhankelijk van de gebruikte vergelijking).

8.1.1. Ruw uitlaatgas

(13)

of

(14)

of

(15)

waarin:

(16)

en

(17)

waarin:

H a de vochtigheidsgraad van de inlaatlucht (g water per kg droge lucht); w ALF het waterstofgehalte van de brandstof (massa-%); q mf,i het momentane brandstofmassadebiet (kg/s); q mad,I het momentane massadebiet van de droge inlaatlucht (kg/s); p r de waterdampdruk na koelbad (kPa); p b de totale luchtdruk (kPa); w DEL het stikstofgehalte van de brandstof (massa-%); w EPS het zuurstofgehalte van de brandstof (massa-%); α de molaire waterstofverhouding van de brandstof; c CO2 de droge concentratie CO2 (%); c CO de droge concentratie CO (%).

De vergelijkingen 13 en 14 zijn vrijwel identiek; de factor 1,008 in de vergelijkingen 13 en 15 is een benadering van de meer exacte noemer in vergelijking 14.

8.1.2. Verdund uitlaatgas

(18)

of

(19)

waarin:

(20)

waarin:

α de molaire waterstofverhouding van de brandstof; c CO2w de natte concentratie CO2 (%); c CO2d de droge concentratie CO2 (%); H d de vochtigheidsgraad van het verdunningsmiddel (g water per kg droge lucht); H a de vochtigheidsgraad van de inlaatlucht (g water per kg droge lucht); D de verdunningsfactor (zie punt 8.5.2.3.2).

8.1.3. Verdunningsmiddel

(21)

waarin:

(22)

waarin:

H d de vochtigheidsgraad van het verdunningsmiddel (g water per kg droge lucht).

8.2. Vochtigheidscorrectie voor NOx

Aangezien de NOx-emissie afhangt van de toestand van de omgevingslucht, moet de NOx-concentratie voor vochtigheid worden gecorrigeerd met behulp van de in de punten 8.2.1 en 8.2.2 genoemde factoren. De vochtigheidsgraad van de inlaatlucht Ha mag met algemeen aanvaarde vergelijkingen worden afgeleid van de meting van de relatieve vochtigheid, het dauwpunt, de dampdruk of de droge-/nattebol.

8.2.1. Compressieontstekingsmotoren

(23)

waarin:

H a de vochtigheidsgraad van de inlaatlucht (g water per kg droge lucht).

8.2.2. Elektrische-ontstekingsmotoren

(24)

waarin:

H a de vochtigheidsgraad van de inlaatlucht (g water per kg droge lucht).

8.3. Correctie voor opwaartse druk van het deeltjesfilter

De massa van het bemonsteringsfilter moet worden gecorrigeerd voor de opwaartse druk van de lucht. De correctie voor opwaartse druk is afhankelijk van de dichtheid van het bemonsteringsfilter, de luchtdichtheid en de dichtheid van het kalibratiegewicht van de balans, en er wordt geen rekening gehouden met de opwaartse druk van het deeltjesmateriaal zelf. De correctie voor opwaartse druk moet zowel voor de tarramassa als voor de brutomassa van het filter worden toegepast.

Indien de dichtheid van het filtermateriaal onbekend is, worden de volgende dichtheden gebruikt:

a) met teflon gecoat glasvezelfilter: 2 300 kg/m3;

b) mebraanfilters van teflon: 2 144 kg/m3;

c) membraanfilter van teflon met ondersteuningsring van polymethylpenteen: 920 kg/m3.

Voor kalibratiegewichten van roestvrij staal wordt een dichtheid van 8 000 kg/m3 gebruikt. Indien het kalibratiegewicht van een ander materiaal is, moet de dichtheid ervan bekend zijn.

De te gebruiken vergelijking is als volgt:

(25)

waarin:

(26)

waarin:

m uncor de ongecorrigeerde massa van het deeltjesfilter (mg); ρ a de dichtheid van de lucht (kg/m3); ρ w de dichtheid van het kalibratiegewicht van de balans (kg/m3); ρ f de dichtheid van het deeltjesbemonsteringsfilter (kg/m3); p b de totale luchtdruk (kPa); T a de luchttemperatuur in de omgeving van de balans (K); 28,836 de molaire massa van de lucht bij de referentievochtigheid (282,5 K) (g/mol); 8,3144 de molaire gasconstante.

De massa mp van het deeltjesmonster die in de punten 8.4.3 en 8.5.3 wordt gebruikt, wordt als volgt berekend:

(27)

waarin:

m f,G de voor opwaartse druk gecorrigeerde brutomassa van het deeltjesfilter (mg); m f,T de voor opwaartse druk gecorrigeerde tarramassa van het deeltjesfilter (mg).

8.4. Partiële-stroomverdunning (PFS) en ruw-uitlaatgasmeting

Om de massa-emissies te berekenen worden de momentane concentratiesignalen van de gasvormige bestanddelen vermenigvuldigd met het momentane uitlaatgasmassadebiet. Het uitlaatgasmassadebiet kan rechtstreeks worden gemeten, of worden berekend met de methode voor inlaatlucht- en brandstofstroommeting, indicatorgasmethode of meting van inlaatlucht en lucht/brandstofverhouding. Bijzondere aandacht moet worden gegeven aan de responstijden van de verschillende instrumenten. Met deze verschillen moet rekening worden gehouden via tijdsalignering van de signalen. Bij deeltjes worden de signalen van het uitlaatgasmassadebiet gebruikt om het partiële-stroomverdunningssysteem zo te regelen dat het verkregen monster evenredig is met het uitlaatgasmassadebiet. De evenredigheid wordt gecontroleerd met regressieanalyse tussen monster en uitlaatgasstroom overeenkomstig punt 9.4.6.1. De volledige testopstelling is in figuur 6 schematisch weergegeven.

8.4.1. Bepaling van het uitlaatgasmassadebiet

8.4.1.1. Inleiding

Om de emissies in het ruwe uitlaatgas te kunnen berekenen en het partiële-stroomverdunningssysteem te kunnen controleren, is het noodzakelijk het uitlaatgasmassadebiet te kennen. Om het uitlaatgasmassadebiet te bepalen mag een van de in de punten 8.4.1.3 tot en met 8.4.1.7 beschreven methoden worden gebruikt.

8.4.1.2. Responstijd

Voor het berekenen van de emissies mag de responstijd van de in punten 8.4.1.3 tot en met 8.4.1.7 beschreven methoden niet langer zijn dan de in punt 9.3.5 voorgeschreven responstijd van de analysator (≤ 10 s).

Voor de controle van een partiële-stroomverdunningssysteem is een snellere respons vereist. Voor partiële-stroomverdunningssystemen met onlinecontrole moet de responstijd ≤ 0,3 s zijn. Voor partiële-stroomverdunningssystemen met anticiperende controle op basis van een vooraf vastgelegde testprocedure moet de responstijd van het uitlaatgasdebietmeetsysteem ≤ 5 s met een stijgtijd van ≤ 1 s zijn. De systeemresponstijd wordt gespecificeerd door de fabrikant van het instrument. De gecombineerde responstijdvoorschriften voor het uitlaatgasdebiet en partiële-stroomverdunningssysteem zijn vermeld in punt 9.4.6.1.

8.4.1.3. Directe meting

Voor de directe meting van het momentane uitlaatgasdebiet moet een systeem worden gebruikt, bijvoorbeeld:

a) apparaten die op basis van drukverschil werken, zoals een stroomkop (zie verder ISO 5167);

b) ultrasone debietmeter;

c) vortex debietmeter.

Er moeten maatregelen worden genomen om meetfouten die van invloed zijn op de emissiewaarden, te voorkomen. Zo moet de apparatuur zorgvuldig in het uitlaatsysteem van de motor worden geïnstalleerd volgens de aanbevelingen van de fabrikant van het instrument en goede ingenieurspraktijk. Met name mogen de prestaties en de emissies van de motor door de installatie van de apparatuur niet worden beïnvloed.

De debietmeters moeten voldoen aan de lineariteitseisen in punt 9.2.

8.4.1.4. Meting van het lucht- en brandstofdebiet

Bij deze methode worden het lucht- en het brandstofdebiet gemeten met geschikte debietmeters. Het momentane uitlaatgasmassadebiet wordt als volgt berekend:

(28)

waarin:

q mew,i het momentane uitlaatgasmassadebiet (kg/s); q maw,i het momentane inlaatluchtmassadebiet (kg/s); q mf,i het momentane brandstofmassadebiet (kg/s).

De debietmeters moeten voldoen aan de lineariteitseisen in punt 9.2, maar moeten ook nauwkeurig genoeg zijn om aan de lineariteitseisen voor het uitlaatgasdebiet te voldoen.

8.4.1.5. Meting van een indicatorgas

Bij deze methode wordt de concentratie van een indicatorgas in de uitlaat gemeten.

Een bekende hoeveelheid van een inert gas (bijv. zuiver helium) wordt als indicator in de uitlaatgasstroom gespoten. Het gas wordt vermengd en verdund door het uitlaatgas, maar zal in de uitlaatpijp niet reageren. Vervolgens wordt de concentratie van het gas in het uitlaatgasmonster gemeten.

Om ervoor te zorgen dat het indicatorgas volledig vermengd wordt, wordt de uitlaatgasbemonsteringssonde ten minste 1 m of 30 keer de diameter van de uitlaatpijp (de grootste waarde is van toepassing) voorbij het inspuitpunt van het indicatorgas aangebracht. De bemonsteringssonde mag dichter bij het inspuitpunt worden geplaatst als wordt toegezien op de complete vermenging door de concentratie van het indicatorgas te vergelijken met de referentieconcentratie wanneer het indicatorgas vóór de motor wordt ingespoten.

Het indicatorgasdebiet moet zo zijn ingesteld dat de concentratie van het indicatorgas bij stationair toerental na vermenging kleiner wordt dan het volledige schaalbereik van de indicatorgasanalysator.

Het uitlaatgasmassadebiet wordt als volgt berekend:

(29)

waarin:

q mew,i het momentane uitlaatgasmassadebiet (kg/s); q vt het indicatorgasdebiet (cm3/min); c mix,i de momentane concentratie van het indicatorgas na vermenging (ppm); ρ e de dichtheid van het uitlaatgas (kg/m3) (zie tabel 4); c b de achtergrondconcentratie van het indicatorgas in de inlaatlucht (ppm).

De achtergrondconcentratie van het indicatorgas (c b) kan worden vastgesteld door het gemiddelde te nemen van de achtergrondconcentratie gemeten onmiddelijk vóór de testprocedure en na de testprocedure.

Wanneer de achtergrondconcentratie minder dan 1 % bedraagt van de concentratie van het indicatorgas na vermenging (c mix.i) bij maximaal uitlaatgasdebiet, mag de achtergrondconcentratie worden verwaarloosd.

Het hele systeem moet voldoen aan de lineariteitseisen voor de uitlaatgasstroom in punt 9.2.

8.4.1.6. Meting van het luchtdebiet en de lucht-brandstofverhouding

Bij deze methode wordt de uitlaatgasmassa berekend aan de hand van het luchtdebiet en de lucht-brandstofverhouding. Het momentane uitlaatgasmassadebiet wordt als volgt berekend:

(30)

waarin:

(31)

(32)

waarin:

q maw,i het momentane inlaatluchtmassadebiet (kg/s); A/F st de stoichiometrische lucht-brandstofverhouding (kg/kg); λ i de momentane overmaat lucht; c CO2d de droge concentratie CO2 (%); c COd de droge concentratie CO (ppm); c HCw de natte concentratie HC (ppm).

Luchtdebietmeters en analysatoren moeten voldoen aan de lineariteitseisen van punt 9.2 en het hele systeem moet voldoen aan de lineariteitseisen voor de uitlaatgasstroom van punt 9.2.

Indien meetapparatuur voor de lucht-brandstofverhouding zoals een zirkoniumsensor wordt gebruikt om de overmaat lucht te meten, moet deze voldoen aan de specificaties van punt 9.3.2.7.

8.4.1.7. Koolstofbalansmethode

Bij deze methode wordt de uitlaatgasmassa berekend aan de hand van de brandstofstroom en de gasvormige bestanddelen van het uitlaatgas die koolstof bevatten. Het momentane uitlaatgasmassadebiet wordt als volgt berekend:

(33)

waarin:

(34)

en

(35)

waarin:

q mf,i het momentane brandstofmassadebiet (kg/s); H a de vochtigheidsgraad van de inlaatlucht (g water per kg droge lucht); w BET het koolstofgehalte van de brandstof (massa-%); w ALF het waterstofgehalte van de brandstof (massa-%); w DEL het stikstofgehalte van de brandstof (massa-%); w EPS het zuurstofgehalte van de brandstof (massa-%); c CO2d de droge concentratie CO2 (%); c CO2d,a de concentratie van droge CO2 in de inlaatlucht (%); c CO de droge concentratie CO (ppm); c HCw de natte concentratie HC (ppm).

8.4.2. Bepaling van de gasvormige bestanddelen

8.4.2.1. Inleiding

De gasvormige bestanddelen in het door de te testen motor geproduceerde ruwe uitlaatgas moeten worden gemeten met de meet- en bemonsteringssystemen die in punt 9.3 en aanhangsel 3 worden beschreven. De gegevensevaluatie wordt beschreven in punt 8.4.2.2.

Er worden twee berekeningsprocedures beschreven in de punten 8.4.2.3 en 8.4.2.4, die voor de referentiebrandstof in aanhangsel 2 gelijkwaardig zijn. De procedure in punt 8.4.2.3 is eenvoudiger aangezien deze getabelleerde u-waarden gebruikt voor de verhouding tussen de dichtheid van het bestanddeel en die van het uitlaatgas. De procedure in punt 8.4.2.4 is nauwkeuriger voor brandstofeigenschappen die afwijken van de specificaties in aanhangsel 2, maar veronderstelt wel een elementaire analyse van de brandstofsamenstelling.

8.4.2.2. Evaluatie van de gegevens

De voor de emissie relevante gegevens worden overeenkomstig punt 7.6.6 vastgelegd en bewaard.

Voor de berekening van de massa-emissie van de gasvormige bestanddelen worden de diagrammen van de vastgelegde concentraties en het diagram van het uitlaatgasmassadebiet gealigneerd aan de hand van de omzettingstijd, zoals bepaald in punt 3.1.30. Daarom wordt de responstijd van elke analysator van gasvormige emissies en van het uitlaatgasmassadebietsysteem bepaald volgens punt 8.4.1.2 respectievelijk punt 9.3.5 en vervolgens vastgelegd.

8.4.2.3. Berekening van massa-emissie gebaseerd op getabelleerde waarden

De massa van de verontreigende stoffen (g/test) wordt bepaald door het berekenen van de momentane massa-emissies uit de ruwe concentraties van de verontreinigende stoffen en het uitlaatgasmassadebiet gealigneerd voor de omzettingstijd zoals bepaald in punt 8.4.2.2, door deze momentane waarden te integreren over de hele cyclus en de geïntegreerde waarden te vermenigvuldigen met de u-waarden uit tabel 5. Indien op droge basis is gemeten, moet op de momentane concentraties een droog/natcorrectie worden toegepast overeenkomstig punt 8.1, alvorens andere berekeningen worden uitgevoerd.

Voor de berekening van de NOx moet de massa-emissie, indien van toepassing, worden vermenigvuldigd met de vochtigheidscorrectiefactor k h,D of k h,G, zoals bepaald overeenkomstig punt 8.2.

De volgende vergelijking moet worden gebruikt:

(in g/test) (36)

waarin:

u gas de waarde van het uitlaatgasbestanddeel uit tabel 5; c gas,i de momentane concentratie van het bestanddeel in het uitlaatgas (ppm); q mew,i het momentane uitlaatgasmassadebiet (kg/s); f de bemonsteringsfrequentie (Hz); n het aantal metingen.

Tabel 5

De u-waarden van het ruwe uitlaatgas en de dichtheden van de bestanddelen

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

8.4.2.4. Berekening van massa-emissie gebaseerd op exacte vergelijkingen

De massa van de verontreigende stoffen (g/test) wordt bepaald door het berekenen van de momentane massa-emissies uit de ruwe concentraties van de verontreinigende stoffen, de u-waarden en het uitlaatgasmassadebiet gealigneerd voor de omzettingstijd zoals bepaald in punt 8.4.2.2 en door deze momentane waarden te integreren over de hele cyclus. Indien op droge basis is gemeten, moet op de momentane concentraties een droog/natcorrectie worden toegepast overeenkomstig punt 8.1, alvorens andere berekeningen worden uitgevoerd.

Voor de berekening van de NOx moet de massa-emissie worden vermenigvuldigd met de vochtigheidscorrectiefactor k h,D of k h,G, zoals bepaald overeenkomstig punt 8.2.

De volgende vergelijking moet worden gebruikt:

(in g/test) (37)

waarin:

u gas,i wordt berekend met vergelijking 38 of 39; c gas,i de momentane concentratie van het bestanddeel in het uitlaatgas (ppm); q mew,i het momentane uitlaatgasmassadebiet (kg/s); f de bemonsteringsfrequentie (Hz); n het aantal metingen.

De momentane u-waarden worden als volgt berekend:

(38)

of

(39)

waarin:

(40)

waarin:

M gas de molaire massa van het gasbestanddeel (g/mol; vgl. aanhangsel 6); M e,i de momentane molaire massa van het uitlaatgas (g/mol); ρ gas de dichtheid van het gasbestanddeel (kg/m3); ρ e,i de momentane dichtheid van het uitlaatgas (kg/m3).

De molaire massa van het uitlaatgas M e moet voor een algemene brandstofsamenstelling CH α O ε N δ S γ als volgt worden afgeleid, uitgaande van volledige verbranding:

(41)

waarin:

q maw,i het momentane inlaatluchtmassadebiet op natte basis (kg/s); q mf,i het momentane brandstofmassadebiet (kg/s); H a de vochtigheidsgraad van de inlaatlucht (g water per kg droge lucht); M a de molaire massa van de droge inlaatlucht (= 28,965 g/mol).

De dichtheid van het uitlaatgas ρ e wordt als volgt afgeleid:

(42)

waarin:

q mad,i het momentane inlaatluchtmassadebiet op droge basis (kg/s); q mf,i het momentane brandstofmassadebiet (kg/s); H a de vochtigheidsgraad van de inlaatlucht (g water per kg droge lucht); k fw de brandstofspecifieke factor van nat uitlaatgas (vergelijking 16) in punt 8.1.1.

8.4.3. Deeltjesbepaling

8.4.3.1. Evaluatie van de gegevens

De deeltjesmassa wordt met vergelijking 27 van punt 8.3 berekend. Voor de evaluatie van de deeltjesconcentratie wordt de totale monstermassa (m sep) door het filter gedurende de testcyclus geregistreerd.

Met voorafgaande goedkeuring van de typegoedkeuringsinstantie mag de deeltjesmassa worden gecorrigeerd voor het deeltjesniveau van het verdunningsmiddel, zoals bepaald in punt 7.5.6, overeenkomstig goede ingenieurspraktijk en de specifieke kenmerken van het gebruikte deeltjesmeetsysteem.

8.4.3.2. Berekening van massa-emissie

Afhankelijk van het systeem wordt de deeltjesmassa (g/test) berekend volgens een van de methoden in de punten 8.4.3.2.1 of 8.4.3.2.2 na de correctie voor opwaartse druk van de massa van het deeltjesfilter overeenkomstig punt 8.3.

8.4.3.2.1. Berekening volgens bemonsteringsverhouding

(43)

waarin:

m p de gedurende de cyclus bemonsterde deeltjesmassa (mg); r s de gemiddelde bemonsteringsverhouding gedurende de testcyclus;

en:

(44)

waarin:

m se de monstermassa gedurende de cyclus (kg); m ew het totale uitlaatgasmassadebiet gedurende de yclus (kg); m sep de massa van het verdunde uitlaatgas dat door de deeltjesopvangfilters stroomt (kg); m sed de massa van het verdunde uitlaatgas dat door de verdunningstunnel stroomt (kg).

In het geval van totale bemonstering zijn m sep en m sed identiek.

8.4.3.2.2. Berekening volgens verdunningsverhouding

(45)

waarin:

m p de gedurende de cyclus bemonsterde deeltjesmassa (mg); m sep de massa van het verdunde uitlaatgas dat door de deeltjesopvangfilters stroomt (kg); m edf de massa van equivalent verdund uitlaatgas gedurende de cyclus (kg).

De totale massa van equivalent verdund uitlaatgas gedurende de cyclus wordt als volgt bepaald:

(46)

(47)

(48)

waarin:

q medf,i het momentaan massadebiet van equivalent verdund uitlaatgas (kg/s); q mew,i het momentane uitlaatgasmassadebiet (kg/s); r d,i de momentane verdunningsverhouding; q mdew,i het momentane verdunde uitlaatgasmassadebiet (kg/s); q mdw,i het momentane massadebiet van het verdunningsmiddel (kg/s); f de bemonsteringsfrequentie (Hz); n het aantal metingen.

8.5. Meting van volledige-stroomverdunning (CVS)

Om de massa-emissies te berekenen worden de via integratie of bemonstering met zakken verkregen concentratiesignalen van de gasvormige bestanddelen vermenigvuldigd met het verdunde uitlaatgasmassadebiet. Het uitlaatgasmassadebiet moet worden gemeten door een bemonsteringssysteem met constant volume (CVS), dat samen met een verdringerpomp (PDP), een ventur