PRÍLOHA 4

Skúšobný postup

1. Úvod Táto príloha vychádza z celosvetovej harmonizovanej certifikácie ťažkých vozidiel (WHDC), globálny technický predpis (GTR) č. 4.

3. Vymedzenie pojmov, symboly a skratky

3.1. Vymedzenie pojmov Na účely tohto predpisu:

3.1.1. „Deklarovaný maximálny výkon (Pmax)“ je maximálny výkon v kW podľa EHK (čistý výkon) deklarovaný výrobcom v žiadosti o typové schválenie.

3.1.2. „Čas oneskorenia“ je časový rozdiel medzi zmenou zložky, ktorá sa má merať v referenčnom bode, a odozvou systému pri 10 % konečného údaja (t10) s tým, že ako referenčný bod je vymedzená odberová sonda. V prípade plynných zložiek je to čas presunu meranej zložky od odberovej sondy k detektoru.

3.1.3. „Odchýlka“ je rozdiel medzi odozvou meracieho prístroja na nulu a na merací rozsah pred skúškou emisií a po nej.

3.1.4. „Metóda riedenia plného prietoku“ je postup zmiešavania celkového prietoku výfukových plynov so zrieďovadlom pred oddelením časti zriedeného prúdu výfukových plynov na analýzu.

3.1.5. „Horné otáčky (nhi)“ sú najvyššie otáčky motora, pri ktorých motor dosahuje 70 % deklarovaného maximálneho výkonu.

3.1.6. „Dolné otáčky (nlo)“ sú najnižšie otáčky motora, pri ktorých motor dosahuje 55 % deklarovaného maximálneho výkonu.

3.1.7. „Maximálny výkon (Pmax)“ je maximálny výkon v kW uvedený výrobcom.

3.1.8. „Otáčky pri maximálnom krútiacom momente“ sú otáčky motora, pri ktorých motor dosiahne maximálny krútiaci moment uvedený výrobcom.

3.1.9. „Normalizovaný krútiaci moment“ je krútiaci moment motora vyjadrený v percentách, normalizovaný na maximálny možný krútiaci moment pri určitých otáčkach motora.

3.1.10. „Požiadavka obsluhy“ je vstup obsluhy motora s cieľom regulovať výstup motora. Obsluhou môže byť osoba (t. j. manuálna regulácia) alebo regulátor (t. j. automatická regulácia) mechanicky alebo elektronicky signalizujúci vstup, ktorý požaduje výstup motora. Vstup môže byť prostredníctvom plynového pedála alebo signálu, pákou alebo signálom na ovládanie škrtiacej klapky, pákou alebo signálom ovládania dodávky paliva, pákou alebo signálom ovládania otáčok alebo nastavením alebo signálom regulátora.

3.1.11. „Metóda riedenia časti prietoku“ je postup oddelenia časti celkového prietoku výfukových plynov a ich následného zmiešania s príslušným množstvom zrieďovadla pred filter na odber vzoriek tuhých častíc.

3.1.12. „Skúšobný cyklus v ustálenom stave so stupňovitými prechodmi“ je skúšobný cyklus s postupnosťou skúšobných režimov, v ktorých je motor v ustálenom stave, pričom každý z nich je vymedzený určitými otáčkami, krútiacim momentom a stupňovitým prechodom medzi jednotlivými režimami (WHSC).

3.1.13. „Menovité otáčky“ sú maximálne otáčky pri plnom zaťažení povolené regulátorom, ktoré uvádza výrobca v predajnej a servisnej dokumentácii, alebo v prípade, že sa nepoužíva takýto regulátor, ide o otáčky, pri ktorých sa dosahuje maximálny výkon motora uvedený výrobcom v predajnej a servisnej dokumentácii.

3.1.14. „Čas odozvy“ je časový rozdiel medzi zmenou zložky, ktorá sa má merať v referenčnom bode, a odozvou systému pri 90 % konečného údaja (t90) s tým, že ako referenčný bod je vymedzená odberová sonda, pričom zmena meranej zložky je najmenej 60 % plného rozsahu stupnice (FS) a prebieha kratšie ako 0,1 s. Čas odozvy systému sa skladá z času oneskorenia a času nábehu systému.

3.1.15. „Čas nábehu“ je časový rozdiel medzi odozvou pri 10 % konečného údaja a odozvou pri 90 % konečného údaja (t90 – t10).

3.1.16. „Odozva na merací rozsah“ je stredná odozva na plyn na nastavenie meracieho rozsahu počas 30-sekundového časového intervalu.

3.1.17. „Špecifické emisie“ sú hmotnostné emisie vyjadrené v g/kWh.

3.1.18. „Skúšobný cyklus“ je postupnosť skúšobných krokov, z ktorých každý je vymedzený určitými otáčkami a krútiacim momentom, ktoré musí motor mať v ustálenom stave (WHSC) alebo za neustálených prevádzkových podmienok (WHTC).

3.1.19. „Čas transformácie“ je časový rozdiel medzi zmenou zložky, ktorá sa má merať v referenčnom bode, a odozvou systému pri 50 % konečného údaja (t50) s tým, že ako referenčný bod je vymedzená odberová sonda. Čas transformácie sa používa na synchronizáciu signálov rôznych meracích prístrojov.

3.1.20. „Nestály skúšobný cyklus“ je skúšobný cyklus s postupnosťou normalizovaných hodnôt otáčok a krútiaceho momentu, ktoré sa v čase relatívne rýchlo menia (WHTC).

3.1.21. „Odozva na nulu“ je stredná odozva na nulovací plyn počas 30-sekundového časového intervalu.

Obrázok 1

Vymedzenia odozvy systému

3.2. Všeobecné symboly Symbol Jednotka Pojem a1 – Sklon regresnej priamky a0 – Bod, v ktorom regresná priamka pretína os y A/Fst – Stechiometrický pomer vzduchu a paliva c ppm/% obj. Koncentrácia cd ppm/% obj. Koncentrácia v suchom stave cw ppm/% obj. Koncentrácia vo vlhkom stave cb ppm/% obj. Koncentrácia pozadia Cd – Výtokový koeficient SSV cgas ppm/% obj. Koncentrácia plynných zložiek častice na cm3 priemerná koncentrácia častíc zo zriedených výfukových plynov korigovaná na štandardné podmienky (273,2 K a 101,33 kPa), častice na cm3 cs, i častice na cm3 Diskrétne meranie koncentrácie tuhých častíc v zriedenom výfukovom plyne z počítadla tuhých častíc, korigované na zhodu a štandardné podmienky (273,2 K a 101,33 kPa) d m Priemer di Priemer elektrickej mobility častíc (30, 50 alebo 100 nm) dV m Priemer hrdla Venturiho trubice D0 m3/s Priesečník kalibračnej krivky PDP D – Faktor riedenia Δt s Časový interval e Počet emitovaných častíc na kWh egas g/kWh Špecifické emisie plynných zložiek ePM g/kWh Špecifické emisie tuhých častíc er g/kWh Špecifické emisie počas regenerácie ew g/kWh Vážené špecifické emisie ECO2 % Rušivé vplyvy CO2 na analyzátor NOx EE % Etánová účinnosť ECO2 % Rušivé vplyvy vody na analyzátor NOx EM % Metánová účinnosť ENOx % Účinnosť konvertora NOx f Hz Frekvencia záznamu údajov fa – Faktor ovzdušia v laboratóriu Fs – Stechiometrický faktor – Faktor zníženia strednej koncentrácie tuhých častíc odstraňovača prchavých častíc špecifický pre nastavenia zriedenia použité pri skúške Ha g/kg Absolútna vlhkosť nasávaného vzduchu Hd g/kg Absolútna vlhkosť zrieďovadla i – Index označujúci okamžité meranie (napr. 1 Hz) k – Kalibračný faktor na korekciu meraní počítadla častíc na úroveň referenčného prístroja, keď sa tento faktor nepoužije interne v rámci počítadla častíc. Ak sa kalibračný faktor uplatňuje interne v rámci počítadla častíc, v uvedenej rovnici sa ako k použije hodnota 1. kc – Špecifický faktor uhlíka kf, d m3/kg paliva Doplňujúci objem spaľovania v prípade suchého výfukového plynu kf, w m3/kg paliva Doplňujúci objem spaľovania v prípade vlhkého výfukového plynu kh, D – Korekčný faktor vlhkosti pre NOx pre vznetové motory kh, G – Korekčný faktor vlhkosti pre NOx pre zážihové motory kr Úprava regenerácie podľa bodu 6.6.2 alebo v prípade motorov bez periodicky regeneratívneho systému dodatočnej úpravy kr = 1 kr, d 2.– Faktor nastavenia regenerácie smerom nadol kr, u 3.– Faktor nastavenia regenerácie smerom nahor kw, a – Faktor korekcie zo suchého na mokrý pre nasávaný vzduch kw, d – Faktor korekcie zo suchého na mokrý pre zrieďovadlo kw, e – Faktor korekcie zo suchého na mokrý pre zriedený výfukový plyn kw, r – Faktor korekcie zo suchého na mokrý pre neriedený výfukový plyn KV – Kalibračná funkcia CFV λ – Pomer prebytku vzduchu mb mg Hmotnosť vzorky tuhých častíc odobranej zo zrieďovadla md kg Hmotnosť vzorky zrieďovadla vedeného cez filtre na odber vzoriek tuhých častíc med kg Celková hmotnosť zriedeného výfukového plynu za celý cyklus medf kg Hmotnosť ekvivalentného zriedeného výfukového plynu za celý skúšobný cyklus mew kg Celková hmotnosť výfukového plynu za celý cyklus mex kg Celková hmotnosť zriedeného výfukového plynu odobratého zo zrieďovacieho tunela na účely odberu vzoriek na meranie počtu tuhých častíc mf mg Hmotnosť filtra na odber vzoriek tuhých častíc mgas g Hmotnosť plynných emisií za celý skúšobný cyklus mp mg Hmotnosť odobratej vzorky tuhých častíc mPM g Hmotnosť emisií tuhých častíc za celý skúšobný cyklus mPM, corr g/skúška Hmotnosť tuhých častíc korigovaná o extrakciu počtu častíc v prietoku vzorky mse kg Hmotnosť vzorky výfukového plynu za celý skúšobný cyklus msed kg Hmotnosť zriedeného výfukového plynu prechádzajúceho cez zrieďovací tunel msep kg Hmotnosť zriedeného výfukového plynu prechádzajúceho zbernými filtrami tuhých častíc tuhých častíc mssd kg Hmotnosť sekundárneho zrieďovadla M Nm Krútiaci moment Ma g/mol Molárna hmotnosť nasávaného vzduchu Md g/mol Molárna hmotnosť zrieďovadla Me g/mol Molárna hmotnosť výfukových plynov Mf Nm Krútiaci moment absorbovaný pomocnými zariadeniami/vybavením, ktoré sa majú namontovať Mgas g/mol Molárna hmotnosť plynných zložiek Mr Nm Krútiaci moment absorbovaný pomocnými zariadeniami/vybavením, ktoré sa majú odmontovať N – Počet tuhých častíc emitovaných počas celého skúšobného cyklu n – Počet meraní nr – Počet meraní s regeneráciou n min.–1 Otáčky motora nhi min.–1 Horné otáčky motora nlo min.–1 Dolné otáčky motora npref min.–1 Preferované otáčky motora np ot./s Otáčky čerpadla PDP Ncold – Celkový počet častíc emitovaných počas skúšobného cyklu WHTC za studena Nhot – Celkový počet častíc emitovaných počas skúšobného cyklu WHTC za tepla Nin Koncentrácia počtu tuhých častíc v hornej časti prietoku Nout Koncentrácia počtu tuhých častíc v dolnej časti prietoku pa kPa Tlak nasýtených pár vzduchu nasávaného motorom pb kPa Celkový atmosférický tlak pd kPa Tlak nasýtených pár zrieďovadla pp kPa Absolútny tlak pr kPa Tlak vodných pár po chladiacom kúpeli ps kPa Atmosférický tlak suchého vzduchu P kW Výkon Pf kW Výkon absorbovaný pomocnými zariadeniami/vybavením, ktoré sa majú namontovať Pr kW Výkon absorbovaný pomocnými zariadeniami/vybavením, ktoré sa majú odmontovať qex kg/s Hmotnostný prietok vzorky častíc qmad kg/s Hmotnostný prietok nasávaného vzduchu v suchom stave qmaw kg/s Hmotnostný prietok nasávaného vzduchu vo vlhkom stave qmCe kg/s Hmotnostný prietok uhlíka v neriedených výfukových plynoch qmCf kg/s Hmotnostný prietok uhlíka do motora qmCp kg/s Hmotnostný prietok uhlíka v systéme riedenia časti prietoku qmdew kg/s Hmotnostný prietok zriedených výfukových plynov vo vlhkom stave qmdw kg/s Hmotnostný prietok zrieďovadla vo vlhkom stave qmedf kg/s Ekvivalentný hmotnostný prietok zriedených výfukových plynov vo vlhkom stave qmew kg/s Hmotnostný prietok výfukových plynov vo vlhkom stave qmex kg/s Hmotnostný prietok vzorky odobratej zo zrieďovacieho tunela qmf kg/s Hmotnostný prietok paliva qmp kg/s Prietok vzorky výfukových plynov do systému riedenia časti prietoku qsw kg/s Hmotnostný prietok privádzaný nazad do zrieďovacieho tunela na kompenzáciu vzorky odobratej na účely stanovenia počtu častíc qvCVS m3/s Objemový prietok CVS qvs dm3/min. Systémový prietok analyzátora výfukových plynov qvt cm3/min. Prietok stopovacieho plynu r2 – Koeficient determinácie rd – Pomer riedenia rD – Pomer priemerov SSV rh – Faktor odozvy FID na uhľovodíky rm – Faktor odozvy FID na metanol rp – Pomer tlakov SSV rs – Priemerný pomer odberu vzoriek s Štandardná odchýlka kg/m3 Hustota ρe kg/m3 Hustota výfukových plynov – Štandardná odchýlka T K Absolútna teplota Ta K Absolútna teplota nasávaného vzduchu t s Čas t10 s Čas medzi krokovým vstupom a 10 % konečnej hodnoty t50 s Čas medzi krokovým vstupom a 50 % konečnej hodnoty t90 s Čas medzi krokovým vstupom a 90 % konečnej hodnoty u – Pomer medzi hustotami (alebo molárnymi hmotnosťami) plynných zložiek a výfukového plynu vydelený 1 000 V0 m3/r Objem plynu PDP čerpaný za otáčku Vs dm3 Objem systému skúšobného zariadenia analyzátora výfukového plynu Wact kWh Skutočná práca počas skúšobného cyklu Wact, cold kWh Skutočná práca cyklu počas skúšobného cyklu WHTC za studena podľa bodu 7.8.6. Wact, hot kWh Skutočná práca cyklu počas skúšobného cyklu WHTC za tepla podľa bodu 7.8.6. Wref kWh Práca referenčného cyklu skúšobného cyklu X0 m3/r Kalibračná funkcia PDP

3.3. Symboly a skratky pre zloženie paliva wALF Obsah vodíka v palive, hmot. % wBET Obsah uhlíka v palive, hmot. % wGAM Obsah síry v palive, hmot. % wDEL Obsah dusíka v palive, hmot. % wEPS Obsah kyslíka v palive, hmot. % α Molárny pomer vodíka (H/C) γ Molárny pomer síry (S/C) δ Molárny pomer dusíka (N/C) ε Molárny pomer kyslíka (O/C) Vzťahuje sa na palivo CHαOεNδSγ

3.4. Značky a skratky chemických zložiek C1 Uhľovodík vyjadrený ako ekvivalent uhlíka 1 CH4 Metán C2H6 Etán C3H8 Propán CO Oxid uhoľnatý CO2 Oxid uhličitý DOP Dioktylftalát HC Uhľovodíky H2O Voda NMHC Nemetánové uhľovodíky NOx Oxidy dusíka NO Oxid dusnatý NO2 Oxid dusičitý PM Tuhé častice

3.5. Skratky CFV Venturiho trubica s kritickým prietokom CLD Chemoluminiscenčný detektor CVS Odber vzoriek pri konštantnom objeme deNOx Systém dodatočnej úpravy na zníženie emisií NOx EGR Recirkulácia výfukových plynov ET Odparovacia trubica FID Plameňový ionizačný detektor FTIR Analyzátor využívajúci Fourierovu transformáciu infračerveného spektra GC Plynový chromatograf HCLD Vyhrievaný chemoluminiscenčný detektor HFID Vyhrievaný plameňový ionizačný detektor LDS Laserový diódový spektrometer LPG Skvapalnený ropný plyn NDIR Nedisperzný infračervený analyzátor NG Zemný plyn NMC Odlučovač nemetánových uhľovodíkov OT Výstupná trubica PDP Objemové čerpadlo Percento FS Percento plného rozsahu stupnice PCF Predtriedič častíc PFS Systém s riedením časti prietoku PNC Počítadlo častíc PND Zariadenie na riedenie počtu tuhých častíc PTS Systém prenosu častíc PTT Trubica na prenos častíc SSV Podzvuková Venturiho trubica VGT Turbína s meniteľnou geometriou VPR Odstraňovač prchavých častíc WHSC Celosvetová harmonizovaná skúška so stálym jazdným cyklom WHTC Celosvetovo harmonizovaný cyklus v neustálenom stave

4. Všeobecné požiadavky Systém motora musí byť navrhnutý, skonštruovaný a zostavený tak, aby umožnil motoru pri bežnej prevádzke spĺňať ustanovenia tejto prílohy v priebehu celej jeho životnosti, ako je ustanovené v tomto predpise, vrátane inštalácie na vozidle.

5. Výkonnostné požiadavky

5.1. Emisie plynných znečisťujúcich látok a tuhých znečisťujúcich látok Emisie plynných znečisťujúcich látok a tuhých znečisťujúcich látok z motora sa určujú na základe skúšobných cyklov WHTC a WHSC opísaných v bode 7. Meracie systémy musia spĺňať požiadavky linearity uvedené v bode 9.2 a špecifikácie uvedené v bode 9.3 (meranie plynných emisií), bode 9.4 (meranie tuhých častíc) a v doplnku 2 k tejto prílohe. Schvaľovací úrad môže schváliť iné systémy alebo analyzátory, ak zistí, že poskytujú rovnocenné výsledky v súlade s bodom 5.1.1.

5.1.1. Rovnocennosť Určenie rovnocennosti systému je založené na korelačnej štúdii siedmich (alebo viac) párov vzoriek medzi zvažovaným systémom a jedným zo systémov uvedených v tejto prílohe. „Výsledky“ sa vzťahujú na vážené hodnoty emisií špecifického cyklu. Korelačné skúšanie sa má vykonať v tom istom laboratóriu, skúšobnej komore a s tým istým motorom a uprednostňuje sa súbežný chod. Ako je opísané v bode A.3.3 doplnku 3, rovnocennosť priemerov dvojíc vzoriek sa určuje na základe štatistických výsledkov F-skúšky a t-skúšky, ktoré, pokiaľ ide o laboratórnu skúšobnú komoru a motor, boli získané za rovnakých podmienok, aké sú opísané vyššie. Krajné hodnoty sa určujú v súlade s normou ISO 5725 a sú vylúčené z databázy. Systémy, ktoré sa používajú na korelačné skúšky, podliehajú schváleniu zo strany schvaľovacieho úradu.

5.2. Rad motorov

5.2.1. Všeobecné údaje Rad motorov je charakterizovaný konštrukčnými parametrami. Tieto sú spoločné pre všetky motory v rámci radu. Výrobca motora môže rozhodnúť o tom, ktoré motory patria do radu motorov, pokiaľ sú dodržané kritériá zaradenia uvedené v bode 5.2.3. Rad motorov musí schváliť schvaľovací úrad. Výrobca poskytne schvaľovaciemu úradu príslušné informácie o hodnotách emisií motorov prislúchajúcich do radu motorov.

5.2.2. Osobitné prípady V niektorých prípadoch môže byť medzi parametrami interakcia. To sa musí zohľadniť, aby bolo zabezpečené, že do toho istého radu motorov sa zaradia len motory s podobnými charakteristikami výfukových emisií. Výrobca musí identifikovať takéto prípady a oznámiť ich schvaľovaciemu úradu. Potom sa to zohľadní ako kritérium pri tvorbe nového radu motorov. Také zariadenia alebo prvky, ktoré nie sú uvedené v bode 5.2.3 a ktoré majú silný vplyv na hodnoty emisií, musí výrobca identifikovať na základe osvedčenej technickej praxe a oznámiť ich schvaľovaciemu úradu. Potom sa to zohľadní ako kritérium pri tvorbe nového radu motorov. Okrem parametrov uvedených v bode 5.2.3 môže výrobca zaviesť doplňujúce kritériá umožňujúce vymedzenie radu v obmedzenejšom rozsahu. Tieto parametre nie sú nevyhnutne parametrami, ktoré majú vplyv na úroveň emisií.

5.2.3. Parametre vymedzujúce rad motorov

5.2.3.1. Cyklus spaľovania a) dvojtaktný cyklus; b) štvortaktný cyklus; c) rotačný motor; d) iné.

5.2.3.2. Usporiadanie valcov

5.2.3.2.1. Umiestnenie valcov v bloku a) V; b) radové; c) hviezdicové; d) iné (F, W atď.).

5.2.3.2.2. Relatívne umiestnenie valcov Motory s tým istým blokom môžu patriť do toho istého radu pokiaľ ich rozmery od stredu vŕtania po stred sú rovnaké.

5.2.3.3. Hlavné chladiace médium a) vzduch; b) voda; c) olej.

5.2.3.4. Zdvihový objem jednotlivých valcov

5.2.3.4.1. Motory so zdvihovým objemom jednotlivého valca ≥ 0,75 dm 3 Aby motory so zdvihovým objemom jednotlivého valca ≥ 0,75 dm3 mohli byť považované za motory patriace do jedného radu motorov, nesmie rozptyl ich zdvihových objemov valcov presahovať 15 % najvyššieho zdvihového objemu jednotlivého valca v tomto rade motorov.

5.2.3.4.2. Motory so zdvihovým objemom jednotlivého valca < 0,75 dm 3 Aby motory so zdvihovým objemom jednotlivého valca < 0,75 dm3 mohli byť považované za motory patriace do jedného radu motorov, nesmie rozptyl ich zdvihových objemov valcov presahovať 30 % najvyššieho zdvihového objemu jednotlivého valca v tomto rade motorov.

5.2.3.4.3. Motory s inými limitmi zdvihového objemu jednotlivého valca Motory so zdvihovým objemom jednotlivého valca, ktorý presahuje limity vymedzené v bodoch 5.2.3.4.1 a 5.2.3.4.2 možno považovať za motory patriace do jedného radu motorov na základe schválenia schvaľovacím úradom. Schválenie musí byť založené na technických prvkoch (výpočtoch, simuláciách, experimentálnych výsledkoch atď.), ktoré preukážu, že prekročenie limitov nemá závažnejší vplyv na emisie výfukových plynov.

5.2.3.5. Spôsob nasávania vzduchu a) atmosférické nasávanie; b) preplňovanie; c) preplňovanie s chladičom.

5.2.3.6. Druh paliva a) motorová nafta; b) zemný plyn (NG); c) skvapalnený ropný plyn (LPG); d) etanol.

5.2.3.7. Typ spaľovacej komory a) otvorená komora; b) delená komora; c) iné typy.

5.2.3.8. Typ zapaľovania a) zážihové; b) vznetové.

5.2.3.9. Ventily a kanály a) usporiadanie; b) počet ventilov na valec.

5.2.3.10. Typ prívodu paliva a) typ dodávky kvapalného paliva: i) čerpadlo a (vysokotlakové) potrubie a vstrekovač; ii) radové čerpadlo alebo čerpadlo s rozdeľovačom; iii) čerpacia jednotka alebo vstrekovacia jednotka; iv) vstrekovací systém so spoločným tlakovým potrubím; v) karburátor/karburátory; vi) iné; b) typ dodávky plynného paliva: i) plyn; ii) kvapalina; iii) zmiešavacie jednotky; iv) iné; c) iné typy.

5.2.3.11. Ďalšie zariadenia a) recirkulácia výfukových plynov (EGR); b) vstrekovanie vody; c) vstrekovanie vzduchu; d) iné.

5.2.3.12. Stratégia elektronického riadenia Prítomnosť alebo neprítomnosť elektronickej riadiacej jednotky (ECU) v motore sa považuje za základný parameter radu. V prípade elektronicky riadených motorov musí výrobca predložiť technické materiály, na základe ktorých zdôvodní zoskupenie týchto motorov do jedného radu, t. j. uvedie, z akých dôvodov možno predpokladať, že tieto motory spĺňajú rovnaké požiadavky na hodnoty emisií. Týmito podkladmi môžu byť výpočty, simulácie, odhady, opis vstrekovacích parametrov, experimentálne výsledky atď. Príkladmi riadených charakteristík sú: a) časovanie; b) tlak vstrekovania; c) viacnásobné vstrekovanie; d) plniaci tlak; e) VGT; f) EGR.

5.2.3.13. Systémy dodatočnej úpravy výfukových plynov Funkcia a kombinácia nasledujúcich zariadení sa považuje za kritérium príslušnosti k radu motorov: a) oxidačný katalyzátor; b) trojcestný katalyzátor; c) systém deNOx so selektívnou redukciou NOx (pridávanie redukčného činidla); d) iné systémy deNOx; e) filter tuhých častíc s pasívnou regeneráciou; f) filter tuhých častíc s aktívnou regeneráciou; g) iné filtre tuhých častíc; h) iné zariadenia. Ak bol motor schválený bez systému dodatočnej úpravy, či už ako základný motor alebo ako člen radu motorov, potom tento motor, ak je vybavený oxidačným katalyzátorom, môže byť zaradený do toho istého radu motorov, ak si nevyžaduje rozdielne charakteristiky paliva. Ak si vyžaduje špecifické charakteristiky paliva (napr. filtre tuhých častíc vyžadujúce osobitné prísady na zabezpečenie regeneračného postupu), rozhodnutie o jeho zaradení do rovnakého radu je založené na technických podkladoch poskytnutých výrobcom. Z týchto podkladov musí vyplývať, že očakávaná úroveň emisií motora vybaveného systémom dodatočnej úpravy spĺňa rovnaké limitné hodnoty ako úroveň emisií motora nevybaveného týmto systémom. Ak bol motor schválený so systémom dodatočnej úpravy, či už ako základný motor alebo ako člen radu motorov, ktorého základný motor je vybavený tým istým systémom dodatočnej úpravy, potom tento motor namontovaný bez systému dodatočnej úpravy sa nesmie zaradiť do toho istého radu motorov.

5.2.4. Výber základného motora

5.2.4.1. Vznetové motory Po tom, ako schvaľovací úrad schválil rad motorov, zvolí sa základný motor radu motorov na základe hlavného kritéria voľby, ktorým je najväčšia dodávka paliva na jeden zdvih pri deklarovaných otáčkach pri maximálnom krútiacom momente. V prípade, že toto hlavné kritérium spĺňajú dva alebo viaceré motory, na voľbu základného motora sa ako sekundárne kritérium použije najväčšia dodávka paliva na jeden zdvih pri menovitých otáčkach.

5.2.4.2. Zážihové motory Po tom, ako schvaľovací úrad schválil rad motorov, vyberie sa základný motor radu motorov na základe hlavného kritéria voľby, ktorým je najväčší zdvihový objem. V prípade, že dva alebo viac motorov má rovnaké toto primárne kritérium, základný motor sa vyberie pomocou sekundárneho kritéria v tomto poradí: a) najvyššia dodávka paliva na jeden zdvih pri otáčkach deklarovaného menovitého výkonu; b) najväčší predstih časovania iskry; c) najmenší pomer recirkulácie výfukových plynov.

5.2.4.3. Poznámky k výberu základného motora Schvaľovací úrad môže dospieť k záveru, že najhorší prípad, pokiaľ ide o množstvo emisií v danom rade, je možné najlepšie určiť skúškou ďalších motorov. V takom prípade výrobca motora poskytne vhodné informácie, aby bolo možné určiť, ktoré motory v rade motorov majú pravdepodobne najväčšiu úroveň emisií. Ak sa motory v rámci radu vyznačujú inými charakteristikami, ktoré môžu ovplyvniť emisie výfukových plynov, aj tieto charakteristiky sa musia identifikovať a zohľadniť pri výbere základného motora. Ak motory v rámci radu spĺňajú rovnaké emisné hodnoty počas rôznych období životnosti, toto sa zohľadní pri výbere základného motora.

6. Skúšobné podmienky

6.1. Podmienky laboratórnych skúšok Meria sa absolútna teplota (Ta) vzduchu nasávaného do motora, vyjadrená v kelvinoch, a suchý atmosférický tlak (ps), vyjadrený v kPa, a parameter fa sa určuje v súlade s nasledujúcimi ustanoveniami. Vo viacvalcových motoroch, ktoré majú oddelené skupiny sacích potrubí, napríklad v konfigurácii motora „V“, sa meria priemerná teplota oddelených skupín. Parameter fa sa uvádza spolu s výsledkami skúšok. Na účely lepšej opakovateľnosti a reprodukovateľnosti výsledkov skúšky sa odporúča, aby bol parameter fa v rozmedzí: 0,93 ≤ fa ≤ 1,07. a) Vznetové motory: Motory s atmosférickým nasávaním a mechanicky preplňované motory: (1) Motory preplňované turbodúchadlom s chladením alebo bez chladenia nasávaného vzduchu: (2) b) Zážihové motory: (3)

6.2. Motory s chladením preplňovacieho vzduchu Teplota preplňovacieho vzduchu sa zaznamenáva a pri menovitých otáčkach a plnom zaťažení sa musí pohybovať v rozmedzí ±5 K maximálnej teploty preplňovacieho vzduchu udanej výrobcom. Teplota chladiaceho média musí byť najmenej 293 K (20 °C). Ak sa používa skúšobný laboratórny systém alebo vonkajšie dúchadlo, prietok chladiaceho média musí byť nastavený tak, aby dosiahol teplotu preplňovacieho vzduchu v rozmedzí ±5 K maximálnej teploty preplňovacieho vzduchu udanej výrobcom pri menovitých otáčkach a pri plnom zaťažení. Teplota chladiaceho média a prietok chladiaceho média v chladiči preplňovacieho vzduchu vo vyššie nastavenom bode sa nemení počas celého skúšobného cyklu, pokiaľ to nevedie k nereprezentatívnemu podchladeniu preplňovacieho vzduchu. Objem chladiča preplňovacieho vzduchu sa určí na základe osvedčenej technickej praxe a musí byť reprezentatívny pre namontovaný sériovo vyrábaný motor v prevádzke. Laboratórny systém musí byť navrhnutý tak, aby sa minimalizovala akumulácia kondenzátov. Každý akumulovaný kondenzát sa odvedie a všetky odvodňovacie otvory sa pred skúškou emisií úplne uzavrú. Ak výrobca motora určí limity poklesu tlaku v celom chladiacom systéme preplňovacieho vzduchu, musí sa zabezpečiť, aby pokles tlaku v celom systéme chladenia preplňovacieho vzduchu v podmienkach motora špecifikovaných výrobcom bol v rámci ním špecifikovaných limitov. Pokles tlaku sa meria na miestach špecifikovaných výrobcom.

6.3. Výkon motora Základom merania špecifických emisií je výkon motora a práca cyklu určené v súlade s bodmi 6.3.1 až 6.3.5.

6.3.1. Všeobecná montáž motora Motor sa skúša s pomocnými zariadeniami/vybavením uvedenými v doplnku 6. Ak nie sú pomocné zariadenia/vybavenie nainštalované podľa požiadaviek, ich výkon sa musí zobrať do úvahy v súlade s bodmi 6.3.2 až 6.3.5.

6.3.2. Pomocné zariadenia/vybavenie, ktoré sa majú nainštalovať pre skúšku emisií Ak nie je vhodné nainštalovať pomocné zariadenia/vybavenie požadované podľa doplnku 6 k tejto prílohe na skúšobné zariadenie, výkon, ktorý absorbujú, sa určí a odčíta od nameraného výkonu motora (referenčného a skutočného) z celkového rozsahu otáčok motora cyklu WHTC a skúšobných otáčok cyklu WHSC.

6.3.3. Pomocné zariadenia/vybavenie, ktoré sa pri skúške majú odmontovať Tam, kde sa pomocné zariadenia/vybavenie, ktoré sa podľa doplnku 6 k tejto prílohe nepožadujú, nedajú odmontovať, výkon, ktorý absorbujú, sa určí a odčíta od nameraného výkonu motora (referenčného a skutočného) z celkového rozsahu otáčok motora cyklu WHTC a skúšobných otáčok cyklu WHSC. Ak je táto hodnota väčšia než 3 % maximálneho výkonu pri skúšobných otáčkach, musí sa to preukázať schvaľovaciemu úradu.

6.3.4. Určenie výkonu pomocného zariadenia Výkon absorbovaný pomocnými zariadeniami/vybavením sa určí len vtedy, keď: a) pomocné zariadenia/vybavenie vyžadované podľa doplnku 6 k tejto prílohe nie sú namontované na motore; a/alebo b) pomocné zariadenia/vybavenie nevyžadované podľa doplnku 6 k tejto prílohe sú namontované na motore. Hodnoty výkonu pomocného zariadenia a metódu merania/výpočtu na určenie výkonu pomocného zariadenia musí poskytnúť výrobca motora pre celú prevádzkovú oblasť skúšobných cyklov a musia byť schválené schvaľovacím úradom.

6.3.5. Práca cyklu motora Výpočet referenčnej a skutočnej práce cyklu (pozri body 7.4.8 a 7.8.6) sa musí založiť na výkone motora podľa bodu 6.3.1. V tomto prípade Pf a Pr rovnice 4 sú nula a P sa rovná Pm. Ak je pomocné zariadenie/vybavenie nainštalované podľa bodov 6.3.2 a/alebo 6.3.3, výkon, ktorý absorbuje, sa musí použiť na korekciu každej hodnoty Pm, i výkonu v práve prebiehajúcom skúšobnom cykle takto: (4) Kde: Pm, i je nameraný výkon motora, v kW Pf, i je výkon absorbovaný pomocným zariadením/vybavením, ktoré sa má namontovať, v kW Pr, i je výkon absorbovaný pomocným zariadením/vybavením, ktoré sa má odmontovať, v kW

6.4. Sací systém vzduchu do motora Použije sa taký sací systém vzduchu do motora alebo taký laboratórny skúšobný systém, ktorého vstupný odpor vzduchu je v rozmedzí ±300 Pa od maximálnej hodnoty udanej výrobcom pre čistý čistič vzduchu pri motore pracujúcom pri menovitých otáčkach a plnom zaťažení. Statický diferenciálny tlak odporu sa meria na mieste špecifikovanom výrobcom.

6.5. Výfukový systém motora Použije sa výfukový systém motora alebo skúšobný laboratórny systém, ktorého protitlak je od 80 do 100 % maximálnej hodnoty špecifikovanej výrobcom pri menovitých otáčkach a plnom zaťažení. Ak je maximálne obmedzenie 5 kPa alebo menej, nastavovací bod nesmie byť menej než 1,0 kPa od maxima. Výfukový systém musí spĺňať požiadavky na odber vzoriek výfukových plynov, ako je stanovené v bodoch 9.3.10 a 9.3.11.

6.6. Motor vybavený systémom dodatočnej úpravy výfukových plynov Ak je motor vybavený systémom dodatočnej úpravy výfukových plynov, výfuková trubica musí mať rovnaký priemer, aký je vo vzdialenosti najmenej 4 priemerov trubice pred vstupom do expanzného úseku, ktorý obsahuje zariadenie na dodatočnú úpravu, ako sa vyskytuje v používaných zariadeniach alebo ako predpisuje výrobca. Vzdialenosť od príruby výfukového potrubia alebo od výstupu preplňovacieho turbodúchadla k systému dodatočnej úpravy výfukových plynov musí byť rovnaká ako v konfigurácii vozidla alebo v rámci špecifikácií vzdialeností, ktoré uvádza výrobca. Protitlak alebo odpor výfukových plynov musí spĺňať rovnaké kritériá, aké sú uvedené vyššie, s možnosťou nastaviť ich ventilom. V prípade zariadení dodatočnej úpravy výfukových plynov s premenlivým odporom je maximálny odpor výfuku vymedzený pri podmienke dodatočnej úpravy (zábeh/starnutie a regenerácia/úroveň zaplnenia), stanovenej výrobcom. Ak je maximálny tlak odporu 5 kPa alebo menej, nastavovací bod nesmie byť menej než 1,0 kPa od maxima. Počas simulačných skúšok a pri mapovaní vlastností motora je možné demontovať nádrž na dodatočnú úpravu výfukových plynov a nahradiť ju rovnocennou nádržou s neaktívnym nosičom katalyzátora. Emisie namerané v skúšobnom cykle musia reprezentovať emisie v prevádzke. V prípade motora vybaveného systémom dodatočnej úpravy výfukových plynov, ktorý si vyžaduje spotrebu činidla, musí toto činidlo použité vo všetkých skúškach určiť výrobca. Motory vybavené systémami dodatočnej úpravy výfukových plynov s nepretržitou regeneráciou nevyžadujú špeciálny skúšobný postup, ale postup regenerácie sa musí preukázať podľa bodu 6.6.1. V prípade motorov vybavených systémami dodatočnej úpravy výfukových plynov, ktoré sa regenerujú pravidelne, ako je opísané v bode 6.6.2, výsledky skúšky emisií sa musia upraviť, aby zohľadňovali regeneračné fázy. V takom prípade priemerné emisie závisia od frekvencie regeneračných udalostí v tých úsekoch skúšok, v ktorých regenerácia nastáva.

6.6.1. Nepretržitá regenerácia Emisie sa musia merať na stabilizovanom systéme dodatočnej úpravy výfukových plynov, aby sa zabezpečila opakovateľnosť emisných výsledkov. Postup regenerácie sa musí uskutočniť aspoň raz počas skúšky WHTC s teplým štartom a výrobca uvedie normálne podmienky, v ktorých regenerácia nastáva (zanesenie sadzami, teplota, protitlak vo výfuku atď.). Aby sa preukázala nepretržitosť regeneračného postupu, vykonajú sa aspoň tri skúšky WHTC s teplým štartom. Na účely tohto preukázania sa motor zahreje v súlade s bodom 7.4.1, teplota sa upraví podľa bodu 7.6.3 a prebehne prvá skúška WHTC s teplým štartom. Ďalšie skúšky s teplým štartom sa začnú po odstavení podľa bodu 7.6.3. V priebehu skúšok sa zaznamenáva teplota a tlak výfukových plynov (teplota pred úpravou systémom dodatočnej úpravy výfukových plynov a po takejto úprave, protitlak vo výfuku atď.). Ak počas skúšok nastanú podmienky stanovené výrobcom a výsledky troch (alebo viacerých) skúšok WHTC s teplým štartom sa neodlišujú o viac než ±25 % alebo 0,005 g/kWh, podľa toho, ktorá hodnota je väčšia, systém dodatočnej úpravy výfukových plynov sa považuje za typ s nepretržitou regeneráciou a uplatňujú sa všeobecné skúšobné ustanovenia bodu 7.6 (WHTC) a bodu 7.7 (WHSC). Ak má systém dodatočnej úpravy výfukových plynov bezpečnostný režim, ktorý sa prepína na režim periodickej regenerácie, musí sa skontrolovať podľa bodu 6.6.2. V takom špecifickom prípade môžu byť prekročené príslušné emisné limity, ktoré by nemali byť vážené.

6.6.2. Periodická regenerácia V prípade systému dodatočnej úpravy výfukových plynov, ktorý je založený na postupe periodickej regenerácie, sa emisie merajú najmenej v troch skúškach WHTC s teplým štartom, pričom jedna sa vykoná s regeneráciou a dve bez regenerácie na stabilizovanom systéme dodatočnej úpravy výfukových plynov a výsledky sa zvážia podľa rovnice 5. Regeneračný postup musí nastať aspoň raz počas skúšky WHTC s teplým štartom. Motor môže byť vybavený spínačom schopným zabrániť alebo povoliť regeneračný postup za predpokladu, že táto operácia nemá žiadny vplyv na kalibráciu motora. Výrobca musí uviesť normálne parametrické podmienky, v ktorých sa uskutočňuje regeneračný postup (zanesenie sadzami, teplota, protitlak vo výfuku atď.) a čas jeho trvania. Výrobca musí poskytnúť aj údaje o frekvencii regeneračných udalostí z hľadiska počtu skúšok, počas ktorých nastane regenerácia v porovnaní s počtom skúšok bez regenerácie. Presný postup určenia tejto frekvencie sa musí zakladať na správnom technickom úsudku a musí byť odsúhlasený schvaľovacím úradom alebo certifikačným orgánom. Výrobca poskytne systém dodatočnej úpravy výfukových plynov, ktorý bol zaťažený, aby sa v priebehu skúšky WHTC dosiahla regenerácia. Na účely tejto skúšky musí byť motor zahriaty v súlade s bodom 7.4.1, teplota motora upravená podľa bodu 7.6.3 a začne sa skúška WHTC s teplým štartom. Počas zahrievania motora nesmie dôjsť k regenerácii. Priemerné špecifické emisie medzi regeneračnými fázami sa určia z aritmetického priemeru z niekoľkých približne rovnomerných výsledkov skúšok WHTC s teplým štartom (g/kWh). Čo najskôr pred regeneračnou skúškou a hneď po nej sa musí vykonať minimálne jedna skúška WHTC s teplým štartom. Prípadne môže výrobca poskytnúť údaje, ktorými preukáže, že emisie zostávajú medzi fázami regenerácie konštantné (±25 % alebo 0,005 g/kWh podľa toho, ktorá hodnota je väčšia). V takom prípade sa môžu použiť emisie len jednej skúšky WHTC s teplým štartom. Počas skúšky regenerácie sa zaznamenávajú všetky údaje nevyhnutné na zistenie regenerácie (emisie CO alebo NOx, teplota pred a za systémom dodatočnej úpravy, protitlak vo výfuku atď.). Počas procesu regenerácie môžu byť prekročené príslušné emisné limity. Skúšobný postup je schematicky zobrazený na obrázku 2.

Obrázok 2

Schéma periodickej regenerácie

Emisie WHTC s teplým štartom sa vážia takto:

(5)

Kde:

n je počet skúšok WHTC s teplým štartom bez regenerácie nr je počet skúšok WHTC s teplým štartom s regeneráciou (minimálne jedna skúška) sú priemerné špecifické emisie bez regenerácie, g/kWh sú priemerné špecifické emisie s regeneráciou, v g/kWh

Na určenie sa uplatňujú tieto ustanovenia:

a) ak je na regeneráciu potrebný viac než jeden cyklus WHTC s teplým štartom, musia sa vykonať po sebe nasledujúce skúšky WHTC s teplým štartom a emisie sa musia naďalej merať bez odstavenia a vypnutia motora, až kým sa regenerácia neukončí a nevypočíta sa priemer zo skúšok WHTC s teplým štartom;

b) ak sa regenerácia dokončí počas akéhokoľvek WHTC s teplým štartom, skúška pokračuje po celý čas jej trvania.

V zhode so schvaľovacím úradom sa faktory nastavenia regenerácie môžu aplikovať buď multiplikatívne c) alebo doplňujúco d) podľa osvedčeného technického posudku.

c) multiplikatívny faktor nastavenia sa vypočíta takto: (nahor) (6) (nadol) 6a)

d) doplňujúci faktor nastavenia sa vypočíta takto: kr, u = ew – e (nahor) (7) kr, d = ew – er (nadol) (8)

S odkazom na výpočty špecifických emisií v bode 8.6.3 sa faktory nastavenia regenerácie použijú takto:

e) na skúšku bez regenerácie sa kr, u musí vynásobiť špecifickými emisiami e, resp. prirátať k špecifickým emisiám e v rovniciach 69, resp. 70;

f) pri skúške s regeneráciou sa kr, d vynásobí špecifickými emisiami e, resp. priráta k špecifickým emisiám e podľa rovnice 69, resp. 70.

Na požiadanie výrobcu sa faktory nastavenia regenerácie:

g) môžu rozšíriť na ostatné motory toho istého radu motorov;

h) môžu rozšíriť na ďalšie rady motorov, ktoré používajú rovnaký systém dodatočnej úpravy výfukových plynov, po predchádzajúcom súhlase schvaľovacieho úradu alebo certifikačného orgánu, vydanom na základe odborných podkladov poskytnutých výrobcom, ktorými sa preukazuje, že príslušné hodnoty emisií sú podobné.

6.7. Chladiaci systém Použije sa chladiaci systém motora s kapacitou dostatočnou na udržanie bežnej prevádzkovej teploty motora predpísanej výrobcom.

6.8. Mazací olej Mazací olej špecifikuje výrobca a musí reprezentovať mazací olej dostupný na trhu; špecifikácie mazacieho oleja použitého pri skúške sa zaznamenajú a uvedú sa spolu s výsledkami skúšky.

6.9. Vlastnosti referenčného paliva Referenčné palivá sú uvedené v prílohe 5. Teplota paliva musí byť v súlade s odporúčaniami výrobcu.

6.10. Emisie z kľukovej skrine Priamo do ovzdušia sa nesmú vypustiť žiadne emisie kľukovej skrine s týmito výnimkami: motory vybavené turbodúchadlami, čerpadlami, ventilátormi alebo preplňovačmi na nasávanie vzduchu môžu vypúšťať emisie kľukovej skrine do ovzdušia, ak sa také emisie pridajú k emisiám výfukových plynov (buď fyzicky alebo matematicky) počas všetkých skúšok emisií. Výrobcovia využívajúci túto výnimku namontujú motory tak, aby sa všetky emisie kľukovej skrine mohli viesť do systému odberu vzoriek. Na účely tohto bodu sa emisie kľukovej skrine vedúce do výfukového plynu pred systémom dodatočnej úpravy výfukového plynu počas celej prevádzky nepovažujú za emisie vypúšťané priamo do ovzdušia. Voľné emisie kľukovej skrine sa vedú do výfukového systému na meranie emisií takto: a) materiál potrubia musí byť hladký, viesť elektrickú energiu a nesmie reagovať s emisiami kľukovej skrine. Dĺžka potrubia musí byť čo možno najmenšia; b) počet ohybov v potrubí laboratórnej kľukovej skrine musí byť minimálny a polomer každého nevyhnutného ohybu musí byť čo najväčší; c) výfukové potrubie laboratórnej kľukovej skrine sa musí zahriať, mať tenké steny alebo musí byť zaizolované a musí spĺňať špecifikácie výrobcu motora pre protitlak kľukovej skrine; d) výfukové potrubie kľukovej skrine musí byť pripojené k neupraveným výfukovým plynom za akýmkoľvek systémom dodatočnej úpravy, za akýmkoľvek nainštalovaným výfukovým odporom a v dostatočnej vzdialenosti pred každou odberovou sondou s cieľom zabezpečiť úplné zmiešanie s výfukovými plynmi motora pred odobratím vzorky. Výfukové potrubie kľukovej skrine musí zasahovať do voľného prúdu výfukových plynov, aby sa zabránilo účinkom hraničnej vrstvy a aby sa podporilo zmiešavanie. Výstup výfukového potrubia kľukovej skrine môže byť orientovaný v ktoromkoľvek smere voči prúdu neriedeného prietoku výfukových plynov.

6.11.1. Na vhodnom mieste sa počas skúšobných cyklov emisií zmeria tlak v kľukovej skrini. Meria sa v otvore na meradlo hladiny oleja manometrom so sklonenou trubicou.

6.11.1.1. Tlak v sacom potrubí sa meria s presnosťou ±1 kPa.

6.11.1.2. Tlak v kľukovej skrini sa meria v rámci ±0,01 kPa.

7. Skúšobné postupy

7.1. Princípy merania emisií Na meranie špecifických emisií musí byť motor v prevádzke počas celých skúšobných cyklov vymedzených v bodoch 7.2.1 a 7.2.2. Meranie špecifických emisií si vyžaduje určenie hmotnosti zložiek výfukového plynu a zodpovedajúcej cyklickej práce motora. Zložky sa určia odberovými metódami opísanými v bodoch 7.1.1 a 7.1.2.

7.1.1. Nepretržité odoberanie vzoriek Pri nepretržitom odbere vzoriek sa koncentrácia zložiek meria nepretržite z neriedeného alebo zriedeného výfukového plynu. Táto koncentrácia sa vynásobí hodnotou nepretržitého prietoku (neriedených alebo zriedených) výfukových plynov v mieste odberu vzoriek emisií, aby sa určil hmotnostný prietok zložky. Emisie zložky sa nepretržite sčítavajú počas celého skúšobného cyklu. Tento súčet je celkovou hmotnosťou emitovanej zložky.

7.1.2. Odber vzoriek v dávkach Pri odbere vzoriek v dávkach sa vzorka neriedeného alebo zriedeného výfukového plynu nepretržite odoberá a ukladá na ďalšie meranie. Odobratá vzorka musí byť úmerná prietoku neriedených alebo zriedených výfukových plynov. Príkladmi odberu vzoriek v dávkach sú zachytené zriedené plynné zložky v odberovom vaku a zachytené tuhé častice (PM) na filtri. Koncentrácie vzoriek odoberaných v dávkach sa vynásobia celkovou hmotnosťou výfukových plynov alebo hmotnostným prietokom (neriedeného alebo zriedeného) výfukového plynu, z ktorého boli odobraté počas skúšobného cyklu. Tento súčin je celkovou hmotnosťou alebo hmotnostným prietokom emitovanej zložky. Na výpočet koncentrácie PM sa PM zachytené na filtri z úmerne odobratého výfukového plynu vydelia množstvom filtrovaného výfukového plynu.

7.1.3. Postupy merania V tejto prílohe sa používajú dva postupy merania, ktoré sú funkčne rovnocenné. Oba postupy sa môžu použiť pre skúšobný cyklus WHTC a WHSC: a) plynné zložky sa odoberajú nepretržite v neriedenom výfukovom plyne a tuhé častice sú určované pomocou systému riedenia časti prietoku; b) plynné zložky a tuhé častice sú určované pomocou systému riedenia plného prietoku (systém CVS). Je povolená každá kombinácia týchto dvoch princípov (napr. meranie neriedeného plynu a meranie tuhých častíc pri plnom prietoku).

7.2. Skúšobné cykly

7.2.1. Nestály skúšobný cyklus WHTC Nestály skúšobný cyklus WHTC je uvedený v doplnku 1 ako sekundový sled normalizovaných hodnôt otáčok a krútiacich momentov. Pred skúškou motora v skúšobnej komore sa normalizované hodnoty prevedú na skutočné hodnoty pre jednotlivý skúšaný motor na základe mapovacej krivky motora. Tento prevod sa označuje ako denormalizácia a takto vytvorený skúšobný cyklus sa označuje ako referenčný cyklus motora, ktorý sa má skúšať. S týmito referenčnými hodnotami otáčok a krútiaceho momentu sa v skúšobnej komore vykoná skúšobný cyklus a zaznamenajú sa skutočné hodnoty otáčok, krútiaceho momentu a výkonu. Na overenie skúšobného cyklu sa po jeho dokončení vykoná regresná analýza medzi referenčnými a skutočnými hodnotami otáčok, krútiaceho momentu a výkonu. Na výpočet špecifických emisií pre brzdu sa vypočíta skutočná práca cyklu integrovaním skutočného výkonu motora počas celého cyklu. Na validáciu cyklu musí byť skutočná práca cyklu v rámci predpísaných limitov práce referenčného cyklu. Vzorky plynných znečisťujúcich látok sa môžu odoberať nepretržite (z neriedeného alebo zriedeného výfukového plynu) alebo v dávkach (zo zriedeného výfukového plynu). Vzorka tuhých častíc sa riedi kondicionovaným zrieďovadlom (ako je napr. okolitý vzduch) a zachytáva na jednom vhodnom filtri. WHTC je schematicky znázornený na obrázku 3.

Obrázok 3

Skúšobný cyklus WHTC

7.2.2. Skúšobný cyklus WHSC v ustálenom stave so stupňovitými prechodmi Skúšobný cyklus WHSC v ustálenom stave so stupňovitými prechodmi pozostáva z niekoľkých režimov normalizovaných otáčok a zaťažení, ktoré sa prevedú na referenčné hodnoty pre jednotlivý skúšaný motor na základe mapovacej krivky motora. V každom režime musí motor pracovať predpísaný čas, pričom počas 20 ± 1 sekunda sa lineárne menia otáčky motora a zaťaženie. Na overenie skúšobného cyklu sa po jeho dokončení vykoná regresná analýza medzi referenčnými a skutočnými hodnotami otáčok, krútiaceho momentu a výkonu. V priebehu celého skúšobného cyklu sa určí koncentrácia každej plynnej znečisťujúcej látky, prietok výfukových plynov a výkon. Plynné znečisťujúce látky sa môžu zaznamenávať nepretržite alebo sa môžu odoberať do odberového vaku. Vzorka tuhých častíc sa riedi kondicionovaným zrieďovadlom (ako je okolitý vzduch). Počas celého skúšobného postupu sa odoberie jedna vzorka a zachytí sa v jednoduchom vhodnom filtri. Na výpočet špecifických emisií pre brzdu sa vypočíta skutočná práca cyklu integrovaním skutočného výkonu motora počas celého cyklu. WHSC je znázornený v tabuľke 1. Okrem režimu 1 je začiatok každého režimu vymedzený začiatkom prechodu z predchádzajúceho režimu. Tabuľka 1 Skúšobný cyklus WHSC Režim Normalizované otáčky (v percentách) Normalizovaný krútiaci moment (v percentách) Dĺžka trvania režimu (s) vrátane 20 s nábehu 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 Súčet 1 895

7.3. Všeobecný postup skúšky Nasledujúci vývojový diagram udáva všeobecné pokyny, ktoré by sa mali dodržiavať počas skúšania. Podrobnosti o každom kroku sú opísané v príslušných bodoch. Odchýlky od pokynov sú v prípade potreby prípustné, no špecifické požiadavky príslušných bodov sú povinné. Pre WHTC sa skúšobný postup skladá zo skúšky so studeným štartom po buď prirodzenom, alebo vynútenom ochladení motora, fázy odstavenia za tepla (zahrievania) a skúšky s teplým štartom. Pre WHSC sa skúšobný postup skladá zo skúšky s teplým štartom po predkondicionovaní motora v režime WHSC č. 9.

7.4. Mapovanie motora a referenčný cyklus Pred postupom mapovania motora v súlade s celkovým postupom skúšky uvedeným v bode 7.3 sa pred skúškou vykonajú merania motora, kontroly výkonnosti motora a kalibrácie systému. Ako základ pre vytvorenie referenčného cyklu WHTC a WHSC sa motor mapuje za plného prevádzkového zaťaženia, aby sa určili krivky závislosti otáčok voči maximálnemu krútiacemu momentu a otáčok voči maximálnemu výkonu. Mapovacia krivka sa použije na denormalizáciu otáčok motora (bod 7.4.6) a krútiaceho momentu motora (7.4.7).

7.4.1. Zahriatie motora Motor sa zahrieva od 75 % do 100 % svojho maximálneho výkonu alebo podľa odporúčania výrobcu a správneho technického úsudku. Ku koncu zahrievania sa prevádzkuje tak, aby sa stabilizovala teplota chladiaceho média motora a mazacieho oleja motora v rozpätí ±2 % ich stredných hodnôt počas minimálne 2 minút alebo až kým termostat motora nereguluje jeho teplotu.

7.4.2. Určenie rozsahu mapovacích otáčok Minimálne a maximálne mapovacie otáčky sú vymedzené takto: Minimálne mapovacie otáčky = voľnobežné otáčky Maximálne mapovacie otáčky = nhi × 1,02 alebo otáčky, pri ktorých krútiaci moment pri plnom zaťažení klesne na nulu podľa toho, ktorá hodnota je nižšia

7.4.3. Mapovacia krivka motora Keď sa motor stabilizuje podľa bodu 7.4.1, mapovanie motora sa vykoná takto: a) motor sa odľahčí a pracuje pri voľnobežných otáčkach; b) motor beží podľa maximálnej požiadavky obsluhy pri minimálnych mapovacích otáčkach; c) otáčky motora sa zvýšia priemernou rýchlosťou 8 ± 1 min–1/s z minimálnych na maximálne mapovacie otáčky alebo konštantnou rýchlosťou tak, aby prechod z minimálnych na maximálne mapovacie otáčky trval 4 až 6 minút. Body otáčok motora a krútiaceho momentu sa zaznamenajú pri priemernej vzorkovacej frekvencii jeden bod za sekundu. Keď sa na určenie záporného referenčného krútiaceho momentu zvolí možnosť b) v bode 7.4.7, mapovacia krivka môže priamo pokračovať s minimálnou požiadavkou obsluhy z maximálnych na minimálne mapovacie otáčky.

7.4.4. Alternatívny postup mapovania Keď sa výrobca domnieva, že uvedené mapovacie techniky nie sú bezpečné alebo reprezentatívne pre žiadny z daných motorov, je možné použiť alternatívne mapovacie techniky. Tieto alternatívne techniky musia zodpovedať zámeru uvedených mapovacích postupov, ktorým je určenie maximálneho krútiaceho momentu dosiahnuteľného pri všetkých otáčkach motora dosiahnutých v priebehu skúšobných cyklov. Odchýlky od techník mapovania špecifikované v tomto bode z dôvodu bezpečnosti alebo reprezentatívnosti musia byť schválené schvaľovacím úradom spolu so zdôvodnením ich použitia. V žiadnom prípade sa však pre priebeh krivky krútiaceho momentu nesmú použiť klesajúce otáčky motora v prípade regulovaných motorov alebo motorov preplňovaných turbodúchadlom.

7.4.5. Opakované skúšky Motor nie je potrebné mapovať pred každým jednotlivým skúšobným cyklom. Motor sa pred začiatkom skúšobného cyklu znovu zmapuje, ak: a) podľa technického úsudku uplynul od posledného mapovania neprimerane dlhý čas; alebo b) na motore boli vykonané fyzické zmeny alebo sa uskutočnili rekalibrácie, ktoré potenciálne môžu vplývať na jeho výkonnosť.

7.4.6. Denormalizácia otáčok motora Na vytvorenie referenčných skúšobných cyklov sa normalizované otáčky doplnku 1 (WHTC) a tabuľky 1 (WHSC) denormalizujú pomocou tejto rovnice: nref = nnorm × (0,45 × nlo + 0,45 × npref + 0,1 × nhi – nidle) × 2,0327 + nidle (9) Na určenie npref sa integrál maximálneho krútiaceho momentu vypočíta od nidle do n95h z mapovacej krivky motora, ako je určené v súlade s bodom 7.4.3. Otáčky motora na obrázkoch 4 a 5 sú vymedzené takto: nnorm sú normalizované otáčky v doplnku 1 a tabuľke 1 vydelené 100 nlo sú najnižšie otáčky, pri ktorých výkon dosahuje 55 % maximálneho výkonu npref sú otáčky motora, keď integrál maximálneho zmapovaného krútiaceho momentu je 51 % celého integrálu medzi nidle a n95h nhi sú najvyššie otáčky, pri ktorých výkon dosahuje 70 % maximálneho výkonu nidle sú voľnobežné otáčky n95h sú najvyššie otáčky, pri ktorých výkon dosahuje 95 % maximálneho výkonu V prípade motorov (hlavne zážihových motorov) s prudko klesajúcou krivkou regulátora, kde zastavenie dodávky paliva nedovoľuje motoru pracovať na hodnotu nhi alebo n95h, sa uplatňujú tieto ustanovenia: nhi je v rovnici 9 nahradená nPmax × 1,02 n95h je nahradená nPmax × 1,02

Obrázok 4:

Vymedzenie skúšobných otáčok

Obrázok 5

Vymedzenie npref

7.4.7. Denormalizácia krútiaceho momentu motora Hodnoty krútiaceho momentu v časovom priebehu činnosti dynamometra motora v doplnku 1 k tejto prílohe (WHTC) a v tabuľke 1 (WHSC) sa normalizujú na maximálny krútiaci moment pri príslušných otáčkach. Na vytvorenie referenčných cyklov sa hodnoty krútiaceho momentu pre každú jednotlivú hodnotu referenčných otáčok určenú v bode 7.4.6 denormalizujú s použitím mapovacej krivky určenej podľa bodu 7.4.3 takto: (10) Kde: Mnorm, i je normalizovaný krútiaci moment, v % Mmax, i je maximálny krútiaci moment z mapovacej krivky, v Nm Mf, i je krútiaci moment absorbovaný pomocným zariadením/vybavením, ktoré sa má namontovať, v Nm Mr, i je krútiaci moment absorbovaný pomocným zariadením/vybavením, ktoré sa má odmontovať, v Nm Ak sú pomocné zariadenia/vybavenie namontované v súlade s bodom 6.3.1 a doplnkom 6 k tejto prílohe, Mf a Mr je nula. Záporné hodnoty krútiaceho momentu motorických bodov (hodnota m v doplnku 1 k tejto prílohe) sa na účely vytvorenia referenčného cyklu považujú za referenčné hodnoty určené jedným z týchto postupov: a) –40 % z kladného krútiaceho momentu dosiahnuteľného v bode pridružených otáčok; b) mapovanie záporného krútiaceho momentu, ktorý je potrebný na beh motora z maximálnych na minimálne mapovacie otáčky; c) určenie záporného krútiaceho momentu, ktorý je potrebný na beh motora pri voľnobežných otáčkach a pri nhi a lineárna interpolácia medzi týmito dvomi bodmi.

7.4.8. Výpočet práce referenčného cyklu Práca referenčného cyklu sa určí počas celého skúšobného cyklu synchrónnym vypočítaním okamžitých hodnôt výkonu motora z referenčných otáčok a referenčného krútiaceho momentu, ako je určené v bodoch 7.4.6 a 7.4.7. Okamžité hodnoty výkonu motora sa musia integrovať počas celého skúšobného cyklu tak, aby sa dala vypočítať práca referenčného cyklu Wref (kWh). Ak nie sú namontované pomocné zariadenia podľa bodu 6.3.1, okamžité hodnoty výkonu sa korigujú pomocou rovnice 4 uvedenej v bode 6.3.5. Rovnaká metodika sa použije na integrovanie referenčného a skutočného výkonu motora. Ak sa majú určiť hodnoty medzi susednými referenčnými hodnotami alebo susednými nameranými hodnotami, použije sa lineárna interpolácia. Pri integrovaní skutočnej práce cyklu sa všetky záporné hodnoty krútiaceho momentu nastavia na nulu a započítajú sa. Ak sa integrovanie vykoná pri frekvencii menšej než 5 Hz a ak sa počas daného časového úseku krútiaci moment zmení z kladného na záporný alebo zo záporného na kladný, vypočíta sa záporná časť a nastaví sa na nulu. Kladná časť sa započíta do integrovanej hodnoty.

7.5. Postupy pred skúškou

7.5.1. Montáž meracích zariadení Prístrojové vybavenie a odberové sondy sa nainštalujú podľa potreby. Výfuková trubica sa pripojí k systému riedenia plného prietoku, ak sa používa.

7.5.2. Príprava meracieho zariadenia na odber Pred začiatkom odberu vzoriek emisií sa vykonajú tieto kroky: a) podľa bodu 9.3.4 sa do 8 hodín pred začiatkom odberu emisií musia vykonať kontroly netesnosti; b) v prípade odoberania vzoriek v dávkach musí byť pripojené čisté skladovacie médiá, ako napríklad vzduchoprázdne vaky; c) zapnú sa všetky meracie prístroje podľa pokynov výrobcu prístroja a správneho technického úsudku; d) zapnú sa zrieďovacie systémy, čerpadlá na odber vzoriek, chladiace ventilátory a systém na zhromažďovanie údajov; e) prietoky vzoriek sa v prípade potreby upravia na požadovanú úroveň pomocou prietoku obtokovým potrubím; f) výmenníky tepla v odberovom systéme musia byť pre skúšku vopred zahriate alebo ochladené v rámci prevádzkových teplotných rozsahov; g) zahriate alebo ochladené komponenty, ako odberové vedenia, filtre, chladiče a čerpadlá, sa musia stabilizovať na ich prevádzkové teploty; h) prietok zrieďovacieho systému výfukových plynov sa musí zapnúť aspoň 10 minút pred postupom skúšky; i) všetky elektronické integračné zariadenia sa pred začiatkom každého skúšobného intervalu musia vynulovať alebo opätovne nastaviť na nulu.

7.5.3. Kontrola analyzátorov plynu Zvolia sa rozsahy analyzátorov plynu. Analyzátory emisií s automatickým alebo manuálnym prepínaním rozsahov sú povolené. Počas skúšobného cyklu sa rozsah analyzátorov emisií nesmie prepínať. Počas skúšobného cyklu v tom istom čase nesmú byť zapnuté analógové prevádzkové zosilňovače analyzátorov. Odozva na nulovací plyn a odozva na merací rozsah sa musí určiť pre všetky analyzátory pomocou medzinárodne overiteľných kalibračných plynov, ktoré spĺňajú špecifikácie bodu 9.3.3. Meracie rozsahy analyzátorov FID sa nastavia na základe ekvivalentu uhlíka 1 (C1).

7.5.4. Príprava filtra na odber vzoriek tuhých častíc Najmenej jednu hodinu pred začiatkom skúšky sa filter uloží do Petriho misky, ktorá je chránená pred kontamináciou prachom a umožňuje výmenu vzduchu, a umiestni sa do vážiacej komory na stabilizáciu. Po ukončení času stabilizácie sa filter odváži a jeho čistá hmotnosť sa zaznamená. Filter sa následne uloží do uzavretej Petriho misky alebo do utesneného držiaka filtrov, kým nie je potrebný na skúšanie. Filter sa použije do ôsmich hodín od vybratia z váhovej komory.

7.5.5. Nastavenie zrieďovacieho systému Celkový prietok zriedeného výfukového plynu v systéme riedenia plného prietoku alebo systéme riedenia časti prietoku sa nastaví tak, aby sa vylúčila kondenzácia vody v systéme a aby sa dosiahla teplota čelnej plochy filtra od 315 do 325 K (42 a 52 °C).

7.5.6. Spúšťanie systému odberu vzoriek tuhých častíc Systém odberu vzoriek tuhých častíc sa spustí a nechá sa pracovať s obtokom. Úroveň pozadia tuhých častí v zrieďovadle je možné určiť odberom vzoriek zrieďovadla pred vstupom výfukového plynu do zrieďovacieho tunela. Meranie sa môže vykonať pred skúškou alebo po nej. Ak sa meranie vykoná začiatku aj na konci cyklu, hodnoty sa môžu spriemerovať. Ak sa použije na meranie pozadia iný systém odberu vzoriek, meranie sa vykoná súčasne so skúšobným cyklom.

7.6. Skúšobný cyklus WHTC

7.6.1. Ochladzovanie motora Môže sa použiť postup prirodzeného alebo vynúteného ochladzovania. V prípade núteného chladenia sa na základe správneho technického úsudku nastavia systémy, ktoré vháňajú do motora chladiaci vzduch a chladný olej do systému mazania motora, a tak odvádzajú cez chladiaci systém motora teplo z chladiaceho média a zo systému dodatočnej úpravy výfukových plynov. V prípade núteného chladenia systému dodatočnej úpravy výfukových plynov sa chladiaci vzduch nevpúšťa, kým teplota systému dodatočnej úpravy výfukových plynov neklesne pod hodnotu katalytickej aktivácie. Nie je povolený žiadny postup ochladzovania, ktorý vyústi do nereprezentatívnych emisií.

7.6.2. Skúška so studeným štartom Skúška so studeným štartom sa začína vtedy, keď je teplota maziva motora, chladiaceho média a systémov dodatočnej úpravy výfukových plynov v rozmedzí od 293 do 303 K (20 a 30 °C). Motor sa naštartuje použitím jednej z nasledujúcich metód: a) motor sa naštartuje podľa postupu štartovania odporúčaného výrobcom v príručke používateľa s použitím buď sériovo vyrobeného štartéra a adekvátne nabitej batérie, alebo iného vhodného zdroja napájania; alebo b) motor sa naštartuje pomocou dynamometra. Motor sa poháňa v rámci ±25 % svojich bežných prevádzkových otáčok na roztočenie motora. Roztáčanie motora sa zastaví do 1 s po naštartovaní motora. Ak sa motor nenaštartuje po 15 sekundách roztáčania, roztáčanie motora sa preruší a určí sa dôvod, prečo nedošlo k naštartovaniu motora, pokiaľ v príručke používateľa alebo servisnej príručke nie je uvedené, že dlhší čas roztáčania motora je normálny jav.

7.6.3. Fáza odstavenia za tepla Bezprostredne po dokončení skúšky so studeným štartom sa motor kondicionuje na skúšku s teplým štartom s použitím fázy odstavenia za tepla trvajúcou 10 ± 1 minútu.

7.6.4. Skúška s teplým štartom Motor sa naštartuje na konci fázy odstavenia za tepla vymedzenej v bode 7.6.3 pomocou štartovacích postupov uvedených v bode 7.6.2.

7.6.5. Postup skúšky Postup skúšky so studeným štartom aj s teplým štartom začína naštartovaním motora. Potom, ako je motor v chode, začína regulácia cyklu tak, aby prevádzka motora spĺňala požiadavky prvého nastavovacieho bodu cyklu. WHTC sa vykoná podľa referenčného cyklu, ako je stanovené v bode 7.4. Nastavovacie body, ktoré určujú otáčky a krútiaci moment motora, musia byť udávané s frekvenciou 5 Hz (odporúča sa frekvencia 10 Hz) alebo väčšou. Nastavovacie body sa vypočítajú lineárnou interpoláciou medzi bodmi nastavenia referenčného cyklu s frekvenciou 1 Hz. Skutočné otáčky a krútiaci moment motora sa počas skúšobného cyklu zaznamenávajú aspoň raz za sekundu (1 Hz) a tieto signály môžu byť elektronicky filtrované.

7.6.6. Zhromažďovanie príslušných údajov týkajúcich sa emisií Na začiatku postupu skúšky sa spustia meracie zariadenia súčasne so: a) začiatkom odberu alebo analýzy zrieďovadla, ak sa používa systém riedenia plného prietoku; b) začiatkom odberu alebo analýzy neupravených alebo zriedených výfukových plynov v závislosti od použitej metódy; c) začiatkom merania množstva zriedených výfukových plynov a požadovaných teplôt a tlakov; d) začiatkom zaznamenávania hmotnostného prietoku výfukových plynov, ak sa uplatňuje analýza neriedených výfukových plynov; e) začiatkom zaznamenávania spätnoväzbových údajov o otáčkach a krútiacom momente z dynamometra. Ak sa uplatňuje meranie neupravených výfukových plynov, koncentrácie emisií [(NM)HC, CO a NOx] a hmotnostný prietok výfukových plynov sa musia merať nepretržite a ukladať do počítačového systému s frekvenciou najmenej 2 Hz. Všetky ostatné údaje sa môžu zaznamenávať s frekvenciou odberu vzorky aspoň 1 Hz. Pri analógových analyzátoroch sa zaznamená odozva a kalibračné údaje môžu počas vyhodnotenia údajov použiť on-line alebo off-line. Ak sa používa systém riedenia plného prietoku, HC a NOx sa merajú nepretržite v zrieďovacom tuneli s frekvenciou aspoň 2 Hz. Priemerné koncentrácie sa určujú integráciou signálov z analyzátorov počas celého skúšobného cyklu. Čas odozvy systému nesmie byť väčší než 20 s a musí byť koordinovaný s kolísaním prietoku CVS a v prípade potreby aj s odchýlkami času odberu vzoriek/skúšobného cyklu. Koncentrácie CO, CO2 a NMHC sa môžu určiť integrovaním nepretržite meraných signálov alebo analýzou koncentrácií plynov zachytených počas celého cyklu v odberovom vaku. Koncentrácie plynných znečisťujúcich látok v zrieďovadle sa musia určiť pred bodom, v ktorom sa výfukové plyny dostávajú do zrieďovacieho tunela, a to integrovaním alebo odberom do vaku na odber vzoriek pozadia. Všetky ostatné parametre, ktoré sa majú merať, sa zaznamenávajú s minimálnou frekvenciou jedno meranie za sekundu (1 Hz).

7.6.7. Odber vzoriek tuhých častíc Na začiatku postupu skúšky sa systém prepne z režimu obtoku do režimu odberu tuhých častíc. Ak sa použije systém riedenia časti prietoku, čerpadlá na odber vzoriek sa regulujú tak, aby sa prietok odberovou sondou na tuhé častice alebo prenosovou trubicou udržiaval proporcionálne k hmotnostnému prietoku výfukových plynov určenému v súlade s bodom 9.4.6.1. Ak sa použije systém riedenia plného prietoku, čerpadlá na odber vzoriek sa nastavia tak, aby sa prietok odberovou sondou na tuhé častice alebo prenosovou trubicou udržiaval na hodnote nastaveného prietoku s toleranciou ±2,5 %. Ak sa použije kompenzácia prietoku (t. j. proporcionálna regulácia prietoku vzorky), musí sa preukázať, že pomer prietoku hlavným tunelom a prietoku vzorky tuhých častíc sa nezmení o viac než ±2,5 % od jeho nastavenej hodnoty (okrem prvých 10 sekúnd odberu vzorky). Zaznamená sa priemerná teplota a tlak pri plynomere/plynomeroch alebo na vstupe prietokového prístrojového vybavenia. Ak sa nemôže udržať nastavený prietok počas úplného cyklu v tolerancii ±2,5 % kvôli veľkému množstvu tuhých častíc na filtri, skúška je neplatná. Skúška sa musí zopakovať pri nižšom prietoku vzorky.

7.6.8. Zhasnutie motora a porucha zariadenia Ak motor kdekoľvek v priebehu skúšobného cyklu so studeným štartom zhasne, skúška je neplatná. Motor sa musí predkondicionovať a opätovne naštartovať podľa požiadaviek bodu 7.6.2 a skúška sa zopakuje. Ak motor kedykoľvek v priebehu skúšobného cyklu s teplým štartom zhasne, skúška je neplatná. Motor sa odstaví v súlade s bodom 7.6.3 a skúška s teplým štartom sa zopakuje. V tomto prípade sa nemusí opakovať skúška so studeným štartom. Ak v priebehu skúšobného cyklu dôjde k poruche niektorého potrebného skúšobného zariadenia, skúška je neplatná a opakuje sa v súlade s uvedenými ustanoveniami.

7.7. Skúšobný cyklus WHSC

7.7.1. Predkondicionovanie zrieďovacieho systému a motora Zrieďovací systém a motor sa spustia a zahrejú v súlade s bodom 7.4.1. Po zahriatí sa motor a systém odberu vzoriek predkondicionujú činnosťou motora v režime 9 počas (pozri bod 7.2.2, tabuľka 1) minimálne 10 minút, pričom súčasne je v prevádzke zrieďovací systém. Orientačne sa môžu odobrať vzorky emisií tuhých častíc. Takéto filtre na odber vzoriek sa nemusia stabilizovať alebo vážiť a môžu sa vyradiť. Prietoky sa nastavia na približné hodnoty prietokov vybratých na skúšanie. Motor sa po predkondicionovaní vypne.

7.7.2. Naštartovanie motora 5 ± 1 minút po dokončení predkondicionovania v režime 9 v súlade s bodom 7.7.1 sa motor naštartuje podľa postupu štartovania odporúčaného výrobcom v príručke používateľa buď pomocou sériového štartéra, alebo dynamometra v súlade s bodom 7.6.2.

7.7.3. Postup skúšky Postup skúšky začne potom, ako je motor v chode, a do jednej minúty po regulácii prevádzky motora tak, aby spĺňala požiadavky prvého nastavovacieho bodu cyklu (voľnobeh). WHSC sa vykoná podľa poradia skúšobných režimov uvedených v tabuľke 1 bode 7.2.2.

7.7.4. Zhromažďovanie príslušných údajov týkajúcich sa emisií Na začiatku postupu skúšky sa spustia meracie zariadenia súčasne so: a) začiatkom odberu alebo analýzy zrieďovadla, ak sa používa systém riedenia plného prietoku; b) začiatkom odberu alebo analýzy neupravených alebo zriedených výfukových plynov v závislosti od použitej metódy; c) začiatkom merania množstva zriedených výfukových plynov a požadovaných teplôt a tlakov; d) začiatkom zaznamenávania hmotnostného prietoku výfukových plynov, ak sa uplatňuje analýza neriedených výfukových plynov; e) začiatkom zaznamenávania spätnoväzbových údajov o otáčkach a krútiacom momente z dynamometra. Ak sa uplatňuje meranie neupravených výfukových plynov, koncentrácie emisií [(NM)HC, CO a NOx] a hmotnostný prietok výfukových plynov sa musia merať nepretržite a ukladať do počítačového systému s frekvenciou najmenej 2 Hz. Všetky ostatné údaje sa môžu zaznamenávať s frekvenciou odberu vzorky aspoň 1 Hz. Pri analógových analyzátoroch sa zaznamená odozva a kalibračné údaje môžu počas vyhodnotenia údajov použiť on-line alebo off-line. Ak sa používa systém riedenia plného prietoku, HC a NOx sa merajú nepretržite v zrieďovacom tuneli s frekvenciou aspoň 2 Hz. Priemerné koncentrácie sa určujú integráciou signálov z analyzátorov počas celého skúšobného cyklu. Čas odozvy systému nesmie byť väčší než 20 s a musí byť koordinovaný s kolísaním prietoku CVS a v prípade potreby aj s odchýlkami času odberu vzoriek/skúšobného cyklu. Koncentrácie CO, CO2 a NMHC sa môžu určiť integrovaním nepretržite meraných signálov alebo analýzou koncentrácií plynov zachytených počas celého cyklu v odberovom vaku. Koncentrácie plynných znečisťujúcich látok v zrieďovadle sa musia určiť pred bodom, v ktorom sa výfukové plyny dostávajú do zrieďovacieho tunela, a to integrovaním alebo odberom do vaku na odber vzoriek pozadia. Všetky ostatné parametre, ktoré sa majú merať, sa zaznamenávajú s minimálnou frekvenciou jedno meranie za sekundu (1 Hz).

7.7.5. Odber vzoriek tuhých častíc Na začiatku postupu skúšky sa systém prepne z režimu obtoku do režimu odberu tuhých častíc. Ak sa použije systém riedenia časti prietoku, čerpadlá na odber vzoriek sa regulujú tak, aby sa prietok odberovou sondou na tuhé častice alebo prenosovou trubicou udržiaval proporcionálne k hmotnostnému prietoku výfukových plynov určenému v súlade s bodom 9.4.6.1. Ak sa použije systém riedenia plného prietoku, čerpadlá na odber vzoriek sa nastavia tak, aby sa prietok odberovou sondou na tuhé častice alebo prenosovou trubicou udržiaval na hodnote nastaveného prietoku s toleranciou ±2,5 %. Ak sa použije kompenzácia prietoku (t. j. proporcionálna regulácia prietoku vzorky), musí sa preukázať, že pomer prietoku hlavným tunelom a prietoku vzorky tuhých častíc sa nezmení o viac než ±2,5 % od jeho nastavenej hodnoty (okrem prvých 10 sekúnd odberu vzorky). Zaznamená sa priemerná teplota a tlak pri plynomere/plynomeroch alebo na vstupe prietokového prístrojového vybavenia. Ak sa nemôže udržať nastavený prietok počas úplného cyklu v tolerancii ±2,5 % kvôli veľkému množstvu tuhých častíc na filtri, skúška je neplatná. Skúška sa musí zopakovať pri nižšom prietoku vzorky.

7.7.6. Zhasnutie motora a porucha zariadenia Ak motor kedykoľvek v priebehu skúšobného cyklu zhasne, skúška je neplatná. Motor sa predkondicionuje podľa bodu 7.7.1, znovu naštartuje podľa požiadaviek bodu 7.7.2 a skúška sa opakuje. Ak v priebehu skúšobného cyklu dôjde k poruche niektorého potrebného skúšobného zariadenia, skúška je neplatná a opakuje sa v súlade s uvedenými ustanoveniami.

7.8. Postupy po skúške

7.8.1. Úkony po skúške Pri skončení skúšky sa zastaví meranie hmotnostného prietoku výfukového plynu, meranie objemu zriedeného výfukového plynu, prietok plynu do odberových vakov a čerpadlo na odber vzoriek tuhých častíc. V prípade integračného systému analyzátora odber vzoriek pokračuje, až kým neuplynú časy odozvy systému.

7.8.2. Overenie proporčného odberu vzoriek Za každý proporcionálny odber vzorky v dávkach, ako napr. odber vzorky do vaku alebo vzorky tuhých častíc, sa overí, či sa udržal proporcionálny odber vzoriek podľa bodov 7.6.7 a 7.7.5. Akákoľvek vzorka, ktorá nespĺňa túto požiadavku, sa neberie do úvahy.

7.8.3. Kondicionovanie a váženie PM Filter tuhých častíc sa umiestni do krytej a hermeticky uzavretej nádoby alebo sa držiaky filtra zakryjú, aby sa chránili filtre na odber vzoriek pred znečistením z okolitého prostredia. Takto chránený filter sa vráti do vážiacej komory. Filter sa kondicionuje aspoň jednu hodinu a potom sa váži podľa bodu 9.4.5. Celková hmotnosť filtra sa zaznamená.

7.8.4. Overenie odchýlky Čo najskôr, ale najneskôr do 30 minút po dokončení skúšobného cyklu alebo počas odstavenia [len pre písm. b)], sa musia určiť rozsahy odozvy na nulovací plyn a odozvy na merací rozsah plynového analyzátora. Na účely tohto bodu je skúšobný cyklus vymedzený takto: a) pre WHTC: úplný sled studený štart – úprava teploty – teplý štart; b) pre WHTC s teplým štartom (bod 6.6): postupnosť odstavenia – za tepla; c) pre mnohonásobné regeneračné skúšky WHTC s teplým štartom (bod 6.6): celkový počet skúšok s teplým štartom; d) pre WHSC: skúšobný cyklus. Na odchýlku analyzátora sa vzťahujú tieto ustanovenia: a) odozva na nulovací plyn a odozva na merací rozsah pred skúškou a po skúške sa môžu priamo vložiť do rovnice 66 uvedenej v bode 8.6.1 bez určenia odchýlky; b) ak je odchýlka medzi výsledkami pred skúškou a po skúške menšia než 1 % plného rozsahu stupnice, namerané koncentrácie sa môžu použiť nekorigované alebo sa môžu korigovať o odchýlku podľa bodu 8.6.1. Ak je rozdiel odchýlky medzi výsledkami pred skúškou a po skúške rovný alebo väčší než 1 % plného rozsahu stupnice, skúška sa považuje za neplatnú alebo sa namerané koncentrácie musia korigovať o odchýlku podľa bodu 8.6.1.

7.8.5. Analýza plynných vzoriek odobratých do vaku V rámci možností sa čo najskôr vykoná toto: a) plynné vzorky odobraté z vaku sa analyzujú najneskôr do 30 minút po dokončení skúšky s teplým štartom alebo počas odstavenia pre skúšku so studeným štartom; b) vzorky odobraté z pozadia sa musia analyzovať najneskôr do 60 minút po dokončení skúšky s teplým štartom.

7.8.6. Validácia práce cyklu Pred výpočtom skutočnej práce cyklu sa vynechajú všetky body zaznamenané počas štartovania motora. Skutočná práca cyklu sa určí počas celého skúšobného cyklu súčasným použitím hodnôt skutočných otáčok a skutočného krútiaceho momentu na vypočítanie okamžitých hodnôt pre výkon motora. Hodnoty okamžitého výkonu motora sa integrujú počas celého skúšobného cyklu na výpočet skutočnej práce cyklu Wact (kWh). Ak nie sú namontované pomocné zariadenia/vybavenie podľa bodu 6.3.1, okamžité hodnoty výkonu sa korigujú pomocou rovnice 4 uvedenej v bode 6.3.5. Rovnaká metodika, ako je opísaná v bode 7.4.8, sa použije na integrovanie skutočného výkonu motora. Skutočná práca cyklu Wact sa použije na porovnanie s referenčnou prácou cyklu Wref a na výpočet emisií špecifických pre brzdenie (pozri bod 8.6.3). Wact musí byť v rozmedzí od 85 do 105 % Wref.

7.8.7. Validačné štatistické údaje skúšobného cyklu Pre WHTC aj WHSC sa urobí lineárna regresia skutočných hodnôt (nact, Mact, Pact) na referenčné hodnoty (nref, Mref, Pref). Na minimalizáciu skresľujúceho účinku časového oneskorenia medzi skutočnými a referenčnými hodnotami cyklu je možné celú postupnosť signálov otáčok a krútiaceho momentu motora časovo posunúť pred alebo za referenčnú postupnosť otáčok a krútiaceho momentu. Ak sú skutočné signály posunuté, hodnoty otáčok aj krútiaceho momentu sa musia posunúť o rovnaký úsek a v rovnakom smere. Použije sa metóda najmenších štvorcov, pričom rovnica najlepšieho prispôsobenia má tento tvar: y = a1x + a0(11) Kde: y je skutočná hodnota otáčok (min–1), krútiaceho momentu (Nm) alebo výkonu (kW) a 1 je sklon regresnej priamky x je referenčná hodnota otáčok (min–1), krútiaceho momentu (Nm) alebo výkonu (kW) a 0 je bod, v ktorom regresná priamka pretína os y Pre každú regresnú priamku sa vypočíta štandardná chyba odhadu (SEE) y na x a koeficient determinácie (r2). Túto analýzu sa odporúča vykonať pri frekvencii 1 Hz. Na to, aby sa skúška považovala za platnú, musia byť splnené kritériá uvedené v tabuľke 2 (WHTC) alebo v tabuľke 3 (WHSC). Tabuľka 2 Prípustné tolerancie regresnej priamky pre WHTC Otáčky Krútiaci moment Výkon Štandardná chyba odhadu (SE) y na x Max. 5 % max. skúšobných otáčok Max. 10 % maximálneho krútiaceho momentu motora Max. 10 % maximálneho výkonu motora Sklon regresnej priamky, a1 0,95 – 1,03 0,83 – 1,03 0,89 – 1,03 Koeficient determinácie, r2 Minimálne 0,970 Minimálne 0,850 Minimálne 0,910 Bod, v ktorom regresná priamka pretína os y, a0 Max. 10 % voľnobežných otáčok ±20 Nm alebo ±2 % maximálneho krútiaceho momentu, podľa toho, ktorá hodnota je väčšia ±4 kW alebo ±2 % maximálneho výkonu, podľa toho, ktorá hodnota je väčšia Tabuľka 3 Prípustné tolerancie regresnej priamky pre WHSC Otáčky Krútiaci moment Výkon Štandardná chyba odhadu (SE) y na x Max. 1 % maximálnych skúšobných otáčok Max. 2 % maximálneho krútiaceho momentu motora Max. 2 % maximálneho výkonu motora Sklon regresnej priamky, a1 0,99 – 1,01 0,98 – 1,02 0,98 – 1,02 Koeficient determinácie, r2 Minimálne 0,990 Minimálne 0,950 Minimálne 0,950 Bod, v ktorom regresná priamka pretína os y, a0 Max. 1 % maximálnych skúšobných otáčok ±20 Nm alebo ±2 % maximálneho krútiaceho momentu, podľa toho, ktorá hodnota je väčšia ±4 kW alebo ±2 % maximálneho výkonu, podľa toho, ktorá hodnota je väčšia Len na účely regresie je povolené pred vykonaním regresných výpočtov vyradiť len body, ktoré sú uvedené v tabuľke 4. Avšak tieto body sa nevyraďujú pri výpočte práce cyklu a emisií. Vyradenie bodu sa môže použiť v celom cykle alebo v ktorejkoľvek jeho časti. Tabuľka 4 Povolené prípady vyradenia bodov z regresnej analýzy Udalosť Podmienky Body, ktoré sa môžu vyradiť Minimálna požiadavka obsluhy (bod voľnobehu) nref = 0 % a Mref = 0 % a Mact > (Mref – 0,02 Mmax. mapped torque) a Mact < (Mref + 0,02 Mmax. mapped torque) Otáčky a výkon Minimálna požiadavka obsluhy (motorický bod) Mref < 0 % Výkon a krútiaci moment Minimálna požiadavka obsluhy nact ≤ 1,02 nref a Mact > Mref alebo nact > nref a Mact ≤ Mref' alebo nact > 1,02 nref and Mref < Mact ≤ (Mref + 0,02 Mmax. mapped torque) Výkon a buď krútiaci moment, alebo otáčky Maximálna požiadavka obsluhy nact < nref a Mact ≥ Mref alebo nact ≥ 0,98 nref a Mact < Mref alebo nact < 0,98 nref a Mref > Mact ≥ (Mref – 0,02 Mmax. mapped torque) Výkon a buď krútiaci moment, alebo otáčky

8. Výpočet emisií Konečný výsledok skúšky sa v súlade s normou ASTM E 29-06B v jednom kroku zaokrúhli na taký počet desatinných miest napravo od desatinnej čiarky, ktorý je uvedený v príslušnej emisnej norme, plus jedno ďalšie významné číslo. Nie je povolené zaokrúhľovanie medzihodnôt, na ktorých sú založené konečné výsledné výsledky skúšok emisií špecifických pre brzdenie. Výpočet uhľovodíkov a/alebo nemetánových uhľovodíkov je založený na molárnom pomere uhlíka/vodíka/kyslíka (C/H/O) v palive: CH1,86O0,006 pre motorovú naftu (B7), CH2,92O0,46 pre etanol pre osobitné vznetové motory (ED95), CH1,93O0,032 pre benzín (E10), CH2,74O0,385 pre etanol (E85), CH2,525 pre LPG (skvapalnený ropný plyn), CH4 pre zemný plyn a biometán. Príklady postupov výpočtu sú uvedené v doplnku 5 k tejto prílohe. Výpočet emisií na molárnej báze v súlade s prílohou 7 globálneho technického predpisu (GTR) č. 11 týkajúcemu sa skúšobného protokolu výfukových emisií pre necestné pojazdné stroje (NRMM), je povolený s predchádzajúcim súhlasom schvaľovacieho úradu.

8.1. Korekcia suchého na vlhký stav Ak sa emisie merajú v suchom stave, namerané koncentrácie sa prevedú na vlhký stav podľa nasledujúcej rovnice: c w = kw × c d(12) Kde: c d je koncentrácia v suchom stave, v ppm alebo obj. % kw je faktor korekcie suchého stavu na vlhký stav (kw, a, kw, e alebo kw, d v závislosti od príslušnej použitej rovnice)

8.1.1. Neriedený výfukový plyn (13) alebo (14) alebo (15) pričom (16) a (17)

Kde:

Ha je vlhkosť nasávaného vzduchu, v g vody na kg suchého vzduchu wALF je obsah vodíka v palive, v hmotnostných percentách qmf, i je okamžitý hmotnostný prietok paliva, v kg/s qmad, I je okamžitý hmotnostný prietok suchého nasávaného vzduchu, v kg/s pr je tlak vodných pár po ochladzujúcom kúpeli, v kPa pb je celkový atmosférický tlak, v kPa wDEL je obsah dusíka v palive, v hmotnostných percentách wEPS je obsah kyslíka v palive, v hmotnostných percentách α je molárny pomer vodíka v palive cCO2 je koncentrácia CO2 v suchom stave, v % cCO je koncentrácia CO v suchom stave, v %

Rovnice 13 a 14 sú v zásade totožné, pričom faktor 1,008 v rovniciach 13 a 15 sa približne blíži presnejšej hodnote menovateľa v rovnici 14.

8.1.2. Zriedené výfukové plyny (18) alebo (19) pričom (20) Kde: α je molárny pomer vodíka v palive c CO2w je koncentrácia CO2 v mokrom stave, v % c CO2d je koncentrácia CO2 v suchom stave, v % H d je vlhkosť zrieďovadla, v g vody na kg suchého vzduchu H a je vlhkosť nasávaného vzduchu, v g vody na kg suchého vzduchu D je faktor riedenia (pozri bod 8.5.2.3.2)

8.1.3. Zrieďovadlo (21) pričom (22) Kde: Hd je vlhkosť zrieďovadla, v g vody na kg suchého vzduchu

8.2. Korekcia NOx o vlhkosť Keďže emisie NOx závisia od podmienok okolitého vzduchu, hodnota koncentrácie NOx sa musí korigovať o vlhkosť pomocou faktorov uvedených v bode 8.2.1 alebo 8.2.2. Vlhkosť nasávaného vzduchu Ha možno odvodiť z merania relatívnej vlhkosti, merania rosného bodu, merania tlaku pár alebo merania so suchým/vlhkým teplomerom s použitím všeobecne prijatých rovníc.

8.2.1. Vznetové motory (23) Kde: Ha je vlhkosť nasávaného vzduchu, v g vody na kg suchého vzduchu

8.2.2. Zážihové motory (24) Kde: Ha je vlhkosť nasávaného vzduchu, v g vody na kg suchého vzduchu

8.3. Korekcia filtra tuhých častíc na vztlak vo vzduchu Filter na odber vzoriek sa koriguje o jeho vztlak vo vzduchu. Korekcia na vztlak závisí od hustoty filtra na odber vzoriek, hustoty vzduchu a hustoty kalibračného závažia váh, pričom do úvahy sa neberie vztlak samotných tuhých častíc. Korekcia vztlaku sa vzťahuje na čistú hmotnosť filtra, ako aj na hrubú hmotnosť filtra. Ak hustota materiálu filtra nie je známa, použijú sa tieto hustoty: a) filter zo sklených vláken potiahnutých teflónom: 2 300 kg/m3; b) filter s teflónovou membránou: 2 144 kg/m3; c) membránový filter z Teflonu s podperným krúžkom z polymetylpenténu: 920 kg/m3. V prípade kalibračných závaží z nerezovej ocele sa použije hustota 8 000 kg/m3. Ak je kalibračné závažie vyrobené z iného materiálu, je potrebné poznať jeho hustotu. Použije sa táto rovnica: (25) pričom (26) Kde: muncor je nekorigovaná hmotnosť filtra tuhých častíc, v mg ρa je hustota vzduchu, v kg/m3 ρw je hustota kalibračného závažia váh, v kg/m3 ρf je hustota filtra na odber vzoriek tuhých častíc, v kg/m3 pb je celkový atmosférický tlak, v kPa Ta je teplota vzduchu v prostredí váh, v K 28,836 je molárna hmotnosť vzduchu pri referenčnej vlhkosti (282,5 K), v g/mol 8,3144 je molárna konštanta plynu Hmotnosť vzorky tuhých častíc mp použitá v bodoch 8.4.3 a 8.5.3 sa vypočíta takto: (27) Kde: mf, G je celková hmotnosť filtra tuhých častíc korigovaná o vztlak, v mg mf, T je hmotnosť obalu filtra tuhých častíc korigovaná o vztlak, v mg

8.4. Riedenie časti prietoku (PFS) a meranie neupravených plynných emisií Signály okamžitej koncentrácie plynných zložiek sa použijú na výpočet celkovej hmotnosti emisií vynásobením s okamžitým hmotnostným prietokom výfukových plynov. Hmotnostný prietok výfukových plynov sa môže merať priamo alebo vypočítať pomocou metód merania nasávaného vzduchu a pomeru vzduchu a paliva, stopovacou metódou alebo meraním pomeru vzduchu a paliva. Osobitná pozornosť sa musí venovať časom odozvy jednotlivých prístrojov. Tieto rozdiely v odozve sa vyriešia časovou synchronizáciou signálov. V prípade tuhých častíc sa signály hmotnostného prietoku výfukových plynov použijú na nastavenie systému riedenia časti prietoku, aby sa mohla odobrať vzorka proporcionálna k hmotnostnému prietoku výfukových plynov. Proporcionálnosť sa overuje uplatnením regresnej analýzy medzi vzorkou a prietokom výfukových plynov v súlade s bodom 9.4.6.1. Úplná skúšobná zostava je schematicky znázornená na obrázku 6.

Obrázok 6

Schéma systému merania neupravených výfukových plynov a v časti prietoku

8.4.1. Určenie hmotnostného prietoku výfukových plynov

8.4.1.1. Úvod Na výpočet emisií v neriedenom výfukovom plyne a na reguláciu systému riedenia časti prietoku je potrebné poznať hmotnostný prietok výfukového plynu. Na určenie hmotnostného prietoku výfukových plynov sa môže použiť niektorá z metód opísaných v bodoch 8.4.1.3 až 8.4.1.7.

8.4.1.2. Čas odozvy Na účely výpočtu emisií sa čas odozvy ktorejkoľvek z metód opísaných v bodoch 8.4.1.3 až 8.4.1.7 musí rovnať alebo byť menší než čas odozvy analyzátora ≤ 10 s, ako sa to vyžaduje v bode 9.3.5. Na účely regulovania systému riedenia časti prietoku sa vyžaduje rýchlejšia odozva. Pre systémy riedenia časti prietoku s online reguláciou musí byť čas odozvy ≤ 0,3 s. Pre systémy riedenia časti prietoku s doprednou reguláciou založenou na vopred zaznamenanom skúšobnom cykle, musí byť čas odozvy systému merania prietoku výfukových plynov ≤ 5 s, s časom nábehu ≤ 1 s. Čas odozvy systému špecifikuje výrobca prístroja. Kombinované požiadavky na čas odozvy pre prietok výfukových plynov a systém riedenia časti prietoku sú uvedené v bode 9.4.6.1.

8.4.1.3. Metóda priameho merania Priame meranie okamžitého prietoku výfukových plynov sa vykonáva pomocou systémov, ako napr.: a) zariadenia na meranie rozdielu tlakov, ako napr. prietoková dýza (podrobnosti pozri v norme ISO 5167); b) ultrazvukový prietokomer; c) vírivý prietokomer. Musia sa vykonať preventívne opatrenia, aby sa zabránilo chybám pri meraní, ktoré budú mať vplyv na chyby v hodnotách emisií. Také opatrenia zahŕňajú starostlivú montáž zariadenia do výfukového systému motora podľa odporúčaní výrobcu a osvedčenej technickej praxe. Montážou zariadenia nesmie byť ovplyvnený predovšetkým výkon motora a emisie. Prietokomer musí spĺňať požiadavky na linearitu podľa bodu 9.2.

8.4.1.4. Metóda merania vzduchu a paliva Zahŕňa meranie prietoku vzduchu a paliva vhodnými prietokomermi. Okamžitý prietok výfukových plynov sa vypočíta takto: qmew, i = qmaw, i + qmf, i (28) Kde: qmew, i je okamžitý hmotnostný prietok výfukového plynu, v kg/s qmaw, i je okamžitý hmotnostný prietok nasávaného vzduchu, v kg/s qmf, i je okamžitý hmotnostný prietok paliva, v kg/s Prietokomery musia spĺňať požiadavky na linearitu uvedené v bode 9.2, musia však byť presné v dostatočnej miere, aby spĺňali aj požiadavky na linearitu pre prietok výfukových plynov.

8.4.1.5. Stopovacia metóda merania Zahŕňa meranie koncentrácie stopovacieho plynu vo výfukových plynoch. Známe množstvo inertného plynu (napr. čisté hélium) sa vstrekne do prietoku výfukového plynu ako stopovací plyn. Plyn sa zmieša a zriedi výfukovým plynom, no nereaguje vo výfukovom potrubí. Koncentrácia plynu sa potom meria vo vzorke výfukového plynu. Aby sa zabezpečilo úplné zmiešanie stopovacieho plynu, odberová sonda výfukových plynov sa umiestni aspoň vo vzdialenosti 1 m alebo 30-násobku priemeru výfukovej trubice podľa toho, ktorá hodnota je väčšia, v smere prúdenia plynu za miestom vstrekovania stopovacieho plynu. Odberová sonda môže byť umiestnená bližšie k miestu vstrekovania, ak sa úplné zmiešanie overí porovnaním koncentrácie stopovacieho plynu s referenčnou koncentráciou, keď sa stopovací plyn vstrekne pred motorom v smere proti prúdeniu plynu. Prietok stopovacieho plynu sa nastaví tak, aby koncentrácia stopovacieho plynu pri voľnobežných otáčkach motora po zmiešaní bola nižšia, než je plný rozsah stupnice analyzátora plynu. Prietok výfukového plynu sa vypočíta takto: (29) Kde: qmew, i je okamžitý hmotnostný prietok výfukového plynu, v kg/s qvt je prietok stopovacieho plynu, v cm3/min. cmix, i je okamžitá koncentrácia stopovacieho plynu po zmiešaní, v ppm ρe je hustota výfukových plynov, v kg/m3 (pozri tabuľku 5) cb je koncentrácia pozadia stopovacieho plynu v nasávanom vzduchu, v ppm Koncentráciu pozadia stopovacieho plynu (cb) možno určiť výpočtom priemernej hodnoty koncentrácií pozadia nameraných bezprostredne pred vykonaním skúšobného cyklu a po ňom. Ak je koncentrácia pozadia menšia než 1 % koncentrácie stopovacieho plynu po zmiešaní (cmix.i) pri maximálnom prietoku výfukových plynov, možno koncentráciu pozadia považovať za zanedbateľnú. Celý systém musí spĺňať požiadavky na linearitu pre prietok výfukového plynu uvedené v bode 9.2.

8.4.1.6. Metóda merania prietoku vzduchu a pomeru vzduchu a paliva Zahŕňa výpočet hmotnosti výfukového plynu z prietoku vzduchu a pomeru vzduchu a paliva. Okamžitý hmotnostný prietok výfukových plynov sa vypočíta takto: (30) pričom (31) (32) Kde: qmaw, i je okamžitý hmotnostný prietok nasávaného vzduchu, v kg/s A/Fst je stechiometrický pomer vzduchu a paliva, v kg/kg λi je okamžitý pomer nadbytočného vzduchu cCO2d je koncentrácia CO2 v suchom stave, v % cCOd je koncentrácia CO v suchom stave, v ppm cHCw je koncentrácia HC vo vlhkom stave, v ppm Prietokomer vzduchu a analyzátory musia spĺňať požiadavky na linearitu uvedené v bode 9.2 a celý systém musí spĺňať požiadavky na linearitu na prietok výfukových plynov uvedené v bode 9.2. Ak sa na meranie pomeru nadbytočného vzduchu používa meracie zariadenie pomeru vzduchu a paliva, napr. zirkónový snímač, musí toto zariadenie spĺňať požiadavky uvedené v bode 9.3.2.7.

8.4.1.7. Metóda uhlíkovej rovnováhy Zahŕňa výpočet hmotnosti výfukových plynov z prietoku paliva a plynných komponentov výfukových plynov, ktoré obsahujú uhlík. Okamžitý hmotnostný prietok výfukových plynov sa vypočíta takto: (33) pričom kc = (cCO2d – cCO2d, a) × 0,5441 + cCOd / 18 522 + cHCw / 17 355 (34) a kfd = –0,055586 × wALF + 0,0080021 × wDEL + 0,0070046 × wEPS (35) Kde: qmf, i je okamžitý hmotnostný prietok paliva, v kg/s Ha je vlhkosť nasávaného vzduchu, v g vody na kg suchého vzduchu Wbet je obsah uhlíka v palive, v hmotnostných percentách wALF je obsah vodíka v palive, v hmotnostných percentách wDEL je obsah dusíka v palive, v hmotnostných percentách wEPS je obsah kyslíka v palive, v hmotnostných percentách cCO2d je koncentrácia CO2 v suchom stave, v % cCO2d, a je koncentrácia CO2 v suchom stave v nasávanom vzduchu, v % cCOd je koncentrácia CO v suchom stave, v ppm cHCw je koncentrácia HC vo vlhkom stave, v ppm

8.4.2. Určenie plynných zložiek

8.4.2.1. Úvod Plynné zložky v neriedených výfukových plynoch emitované z motora predloženého na skúšanie sa merajú systémami merania a odberu vzoriek opísanými v bode 9.3 a v doplnku 2 k tejto prílohe. Vyhodnotenie údajov je opísané v bode 8.4.2.2. V bodoch 8.4.2.3 a 8.4.2.4 sú opísané dva postupy výpočtu, ktoré sú rovnocenné pre referenčné palivo uvedené v prílohe 5. Postup opísaný v bode 8.4.2.3 je jednoduchší, pretože používa tabuľkové hodnoty u pre pomer medzi hustotou zložky a výfukových plynov. Postup opísaný v bode 8.4.2.4 je presnejší pre palivo s vlastnosťami, ktoré sa líšia od špecifikácií uvedených v prílohe 5, ale vyžaduje elementárnu analýzu zloženia paliva.

8.4.2.2. Vyhodnotenie údajov Údaje vzťahujúce sa na emisie sa zaznamenajú a ukladajú v súlade s bodom 7.6.6. Na výpočet hmotnosti emisií plynných zložiek je potrebné časovo synchronizovať krivky zaznamenaných koncentrácií a krivku hmotnostného prietoku výfukových plynov časom transformácie vymedzeným v bode 3.1. Preto sa čas odozvy každého analyzátora plynných emisií a systému na meranie hmotnostného prietoku výfukových plynov určí podľa bodu 8.4.1.2, resp. bodu 9.3.5 a zaznamená sa.

8.4.2.3. Výpočet hmotnosti emisií na základe tabuľkových hodnôt Hmotnosť znečisťujúcich látok (g/skúška) sa určí výpočtom okamžitých hmotnostných emisií z neriedených koncentrácií znečisťujúcich látok a hmotnostného prietoku výfukového plynu, synchronizovaných časom transformácie podľa bodu 8.4.2.2, integrovaním okamžitých hodnôt počas celého cyklu a vynásobením integrovaných hodnôt hodnotami u z tabuľky 5. Ak sa meria v suchom stave predtým, než sa vykoná akýkoľvek ďalší výpočet, sa na hodnoty okamžitých koncentrácií použije korekcia zo suchého na vlhký stav podľa bodu 8.1. Na výpočet NOx sa hmotnostné emisie v prípade potreby vynásobia korekčným faktorom vlhkosti kh, D alebo kh, G, ktorý je určený podľa bodu 8.2. Použije sa táto rovnica: mgas = (v g/skúška) (36) Kde: ugas je príslušná hodnota zložky výfukového plynu z tabuľky 5 cgas, i je okamžitá koncentrácia zložky vo výfukovom plyne, ppm qmew, i je okamžitý hmotnostný prietok výfukového plynu, v kg/s f je frekvencia záznamu údajov, v Hz n je počet meraní Tabuľka 5 Hodnoty u neriedených výfukových plynov a hustoty zložiek Palivo ρe Plyn NOx CO HC CO2 O2 CH4 ρgas (kg/m3) 2,053 1,250 (1) 1,9636 1,4277 0,716 ugas (2) Motorová nafta (B7) 1,2943 0,001586 0,000966 0,000482 0,001517 0,001103 0,000553 Etanol (ED95) 1,2768 0,001609 0,000980 0,000780 0,001539 0,001119 0,000561 CNG (3) 1,2661 0,001621 0,000987 0,000528 (4) 0,001551 0,001128 0,000565 Propán 1,2805 0,001603 0,000976 0,000512 0,001533 0,001115 0,000559 Bután 1,2832 0,001600 0,000974 0,000505 0,001530 0,001113 0,000558 LPGe (5) 1,2811 0,001602 0,000976 0,000510 0,001533 0,001115 0,000559 Benzín (E10) 1,2931 0,001587 0,000966 0,000499 0,001518 0,001104 0,000553 Etanol (E85) 1,2797 0,001604 0,000977 0,000730 0,001534 0,001116 0,000559

8.4.2.4. Výpočet hmotnosti emisií na základe presných rovníc Hmotnosť znečisťujúcich látok (g/skúška) sa určí výpočtom okamžitých hmotnostných emisií z neriedených koncentrácií znečisťujúcich látok, hodnôt u a hmotnostného prietoku výfukových plynov synchronizovaných časom transformácie podľa bodu 8.4.2.2 a integrovaním okamžitých hodnôt za celý cyklus. Ak sa meria v suchom stave predtým, než sa vykoná akýkoľvek ďalší výpočet, sa na hodnoty okamžitých koncentrácií použije korekcia zo suchého na vlhký stav podľa bodu 8.1. Na výpočet NOx sa hmotnostné emisie vynásobia korekčným faktorom vlhkosti kh, D alebo kh, G, ktorý je určený podľa bodu 8.2. Použije sa táto rovnica: mgas = (v g/skúška) (37) Kde: ugas sa vypočíta z rovnice 38 alebo 39 cgas, i je okamžitá koncentrácia zložky vo výfukovom plyne, ppm qmew, i je okamžitý hmotnostný prietok výfukového plynu, v kg/s f je frekvencia záznamu údajov, v Hz n je počet meraní Okamžité hodnoty u sa vypočítajú takto: ugas, i = Mgas / (Me, i × 1 000) (38) alebo ugas, i = ρgas / (ρe, i × 1 000) (39) pričom ρgas = Mgas / 22,414 (40) Kde: Mgas je molárna hmotnosť zložky plynu, v g/mol (pozri doplnok 5 k tejto prílohe) Me, i je okamžitá molárna hmotnosť výfukových plynov, v g/mol ρgas je hustota zložky plynu, v kg/m3 ρe, i je okamžitá hustota zložky výfukových plynov, v kg/m3 Molárna hmotnosť výfukového plynu Me sa odvodí z celkového zloženia paliva CHαOεNδSγ za predpokladu úplného spálenia takto: (41) Kde: qmaw, i je okamžitý hmotnostný prietok nasávaného vzduchu vo vlhkom stave, v kg/s qmf, i je okamžitý hmotnostný prietok paliva, v kg/s Ha je vlhkosť nasávaného vzduchu, v g vody na kg suchého vzduchu Ma je molárna hmotnosť nasávaného vzduchu v suchom stave = 28,965 g/mol Hustota výfukových plynov ρe sa odvodí takto: (42) Kde: qmad, i je okamžitý hmotnostný prietok nasávaného vzduchu v suchom stave, v kg/s qmf, i je okamžitý hmotnostný prietok paliva, v kg/s Ha je vlhkosť nasávaného vzduchu, v g vody na kg suchého vzduchu kfw je špecifický faktor paliva vlhkých výfukových plynov (rovnica 16) v bode 8.1.1

8.4.3. Určenie tuhých častíc

8.4.3.1. Vyhodnotenie údajov Hmotnosť tuhých častíc sa vypočíta podľa rovnice 27 uvedenej v bode 8.3. Na vyhodnotenie koncentrácie tuhých častíc sa zaznamená celková hmotnosť vzorky (msep), ktorá prešla cez filter v priebehu celého skúšobného cyklu. Na základe schválenia schvaľovacím úradom udeleného vopred sa môže hmotnosť tuhých častíc korigovať podľa obsahu tuhých častíc v zrieďovadle, ako je určené v bode 7.5.6, v súlade s osvedčenou technickou praxou a špecifickými konštrukčnými prvkami použitého systému na meranie tuhých častíc.

8.4.3.2. Výpočet hmotnosti emisií Po korekcii filtra na odber vzoriek tuhých častíc o vztlak vzduchu podľa bodu 8.3 sa hmotnosť častíc (g/skúška) vypočíta buď postupom uvedeným v bode 8.4.3.2.1 alebo postupom uvedeným v bode 8.4.3.2.2 v závislosti od konštrukcie systému.

8.4.3.2.1. Výpočet založený na pomere vzoriek mPM = mp / (rs × 1 000) (43) Kde: mp je hmotnosť tuhých častíc odobratých počas celého cyklu, v mg rs je priemerný pomer vzoriek počas celého skúšobného cyklu pričom r s = (44) Kde: mse je hmotnosť vzorky za celý cyklus, v kg mew je celkový hmotnostný prietok výfukových plynov počas celého cyklu, v kg msep je hmotnosť zriedených výfukových plynov prechádzajúcich zbernými filtrami tuhých častíc, v kg msed je hmotnosť zriedených výfukových plynov prechádzajúcich zrieďovacím tunelom, v kg V prípade systému odberu celkovej vzorky sú msep a msed totožné.

8.4.3.2.2. Výpočet založený na pomere riedenia m PM = (45) Kde: mp je hmotnosť tuhých častíc odobratých počas celého cyklu, v mg msep je hmotnosť zriedených výfukových plynov prechádzajúcich zbernými filtrami tuhých častíc, v kg medf je hmotnosť ekvivalentných zriedených výfukových plynov počas celého cyklu, v kg Celková hmotnosť ekvivalentného zriedeného výfukového plynu za celý cyklus sa určuje takto: m edf = (46) qm edf,i = qm ew,i × r d,i (47) r d,i = (48) Kde: qmedf, i je okamžitý ekvivalentný hmotnostný prietok zriedených výfukových plynov, v kg/s qmew, i je okamžitý hmotnostný prietok výfukového plynu, v kg/s rd, i je okamžitý pomer riedenia qmdew, i je okamžitý hmotnostný prietok zriedených výfukových plynov, v kg/s qmdw, i je okamžitý hmotnostný prietok zrieďovadla, v kg/s f je frekvencia záznamu údajov, v Hz n je počet meraní

8.5. Meranie riedenia plného prietoku (CVS) Signály koncentrácie zložiek plynu získané buď integráciou počas celého cyklu, alebo odberom vzorky plynnej zložky do vaku sa použijú na výpočet hmotnostných emisií vynásobením hmotnostným prietokom zriedených výfukových plynov. Hmotnostný prietok výfukových plynov sa meria systémom odberu vzoriek pri konštantnom objeme (CVS), ktorý môže používať objemové čerpadlo (PDP), Venturiho trubicu s kritickým prietokom (CFV) alebo podzvukovú Venturiho trubicu (SSV) s kompenzáciou prietoku alebo bez nej. Na odber vzorky do vakov a odber tuhých častíc sa proporcionálna časť vzorky odoberie zo zriedeného výfukového plynu systému CVS. Pre systém bez kompenzácie prietoku sa pomer prietoku vzorky k prietoku CVS nesmie zmeniť o viac než ±2,5 % voči hodnote nastavovacieho bodu skúšky. Pre systém s kompenzáciou prietoku každý jednotlivý prietok musí byť konštantný v rozmedzí ±2,5 % svojho príslušného cieľového prietoku. Úplná skúšobná zostava je schematicky znázornená na obrázku 7.

Obrázok 7

Schéma systému merania plného prietoku

8.5.1. Určenie prietoku zriedených výfukových plynov

8.5.1.1. Úvod Na výpočet emisií v zriedenom výfukovom plyne je potrebné poznať hmotnostný prietok zriedeného výfukového plynu. Celkový prietok zriedených výfukových plynov počas celého cyklu (kg/skúška) sa vypočíta z hodnôt nameraných v priebehu celého cyklu a zodpovedajúcich kalibračných údajov zariadenia na meranie prietoku (V0 pre PDP, KV pre CFV, Cd pre SSV) jednou z metód opísaných v bodoch 8.5.1.2 až 8.5.1.4. Ak celkový prietok vzorky tuhých častíc (msep) presahuje 0,5 % celkového prietoku CVS (med), koriguje sa prietok CVS podľa hodnoty msep alebo sa prietok vzorky tuhých častíc vedie späť k CVS pred zariadením na meranie prietoku.

8.5.1.2. Systém PDP-CVS Ak je teplota zriedených výfukových plynov počas celého cyklu udržiavaná pomocou výmenníka tepla na hodnote v rozmedzí ±6 K, hmotnostný prietok počas celého cyklu sa vypočíta takto: (49) Kde: V0 je objem plynu prečerpaného za otáčku v skúšobných podmienkach, v m3/ot. nP je celkový počet otáčok čerpadla za skúšku pp je absolútny tlak na vstupe do čerpadla, v kPa T je absolútna teplota zriedeného výfukového plynu pri vstupe čerpadla, v K Ak sa použije systém s kompenzáciou prietoku (t. j. bez výmenníka tepla), okamžité hodnoty hmotnostných emisií sa vypočítavajú a integrujú počas celého cyklu. V tomto prípade sa okamžitá hmotnosť zriedených výfukových plynov vypočíta takto: med, i = 1,293 × V0 × nP, i × pp × 273 / (101,3 × T) (50) Kde: nP, i sú celkové otáčky čerpadla za časový interval

8.5.1.3. Systém CFV-CVS Ak je teplota zriedených výfukových plynov počas celého cyklu udržiavaná pomocou výmenníka tepla na hodnote v rozmedzí ±11 K, hmotnostný prietok počas celého cyklu sa vypočíta takto: med = 1,293 × t × Kv × pp / T 0,5 (51) Kde: t je čas cyklu, v s K V je kalibračný koeficient Venturiho trubice s kritickým prietokom pre štandardné podmienky p p je absolútny tlak na vstupe Venturiho trubice, v kPa T je absolútna teplota pri vstupe Venturiho trubice, v K Ak sa použije systém s kompenzáciou prietoku (t. j. bez výmenníka tepla), okamžité hodnoty hmotnostných emisií sa vypočítavajú a integrujú počas celého cyklu. V tomto prípade sa okamžitá hmotnosť zriedených výfukových plynov vypočíta takto: med, i = 1,293 × Δti × KV × pp / T 0,5 (52) Kde: Δti je časový interval, v s

8.5.1.4. Systém SSV-CVS Ak sa počas cyklu pomocou výmenníka tepla udržiava teplota zriedeného výfukového plynu v rozmedzí ±11 K, hmotnostný prietok za cyklus sa vypočíta takto: med = 1,293 × QSSV (53) pričom (54) Kde: A 0 je 0,005692 v jednotkách SI d V je priemer hrdla trubice SSV, v mm d V je výtokový koeficient SSV p p je absolútny tlak na vstupe Venturiho trubice, v kPa T je teplota na vstupe Venturiho trubice v kelvinoch, v K r p je pomer absolútneho statického tlaku v hrdle SSV a na vstupe SSV, r D je pomer priemeru hrdla SSV d k vnútornému priemeru prívodnej rúrky D Ak sa použije systém s kompenzáciou prietoku (t. j. bez výmenníka tepla), okamžité hodnoty hmotnostných emisií sa vypočítavajú a integrujú počas celého cyklu. V tomto prípade sa okamžitá hmotnosť zriedených výfukových plynov vypočíta takto: med = 1,293 × QSSV × Δti (55) Kde: Δti je časový interval, v s Výpočet v reálnom čase sa začne buď s primeranou hodnotou Cd, ako je 0,98, alebo s primeranou hodnotou Qssv. Ak sa výpočet začne s hodnotou Qssv, začiatočná hodnota Qssv sa použije na vyhodnotenie Reynoldsovho čísla. Počas všetkých skúšok emisií musí byť Reynoldsovo číslo pri hrdle SSV v rozsahu Reynoldsových čísel použitých na odvodenie kalibračnej krivky vytvorenej podľa bodu 9.5.4.

8.5.2. Určenie plynných zložiek

8.5.2.1. Úvod Plynné zložky v zriedenom výfukovom plyne emitovanom z motora dodaného na skúšku sa merajú metódami opísanými v doplnku 2 k tejto prílohe. Riedenie výfukových plynov sa vykonáva pomocou filtrovaného okolitého vzduchu, syntetického vzduchu alebo dusíka. Prietoková kapacita systému s riedením plného prietoku musí byť dostatočne veľká na to, aby sa úplne zabránilo kondenzácii vody v zrieďovacom systéme a v systéme odberu vzoriek. Vyhodnotenie údajov a postupy výpočtu sú opísané v bodoch 8.5.2.2 a 8.5.2.3.

8.5.2.2. Vyhodnotenie údajov Údaje vzťahujúce sa na emisie sa zaznamenajú a ukladajú v súlade s bodom 7.6.6.

8.5.2.3. Výpočet hmotnosti emisií

8.5.2.3.1. Systémy s konštantným hmotnostným prietokom Pre systémy vybavené výmenníkom tepla sa hmotnosť znečisťujúcich látok určí pomocou tejto rovnice: mgas = ugas × cgas × med (v g/skúška) (56) Kde: ugas je príslušná hodnota zložky výfukového plynu z tabuľky 6 cgas je priemerná koncentrácia zložky korigovaná pozadím, v ppm med je celková zriedená hmotnosť výfukových plynov za celý cyklus, v kg Ak sa meria v suchom stave, použije sa korekcia zo suchého na vlhký stav podľa bodu 8.1. Na výpočet NOx sa hmotnostné emisie podľa potreby vynásobia korekčným faktorom vlhkosti kh, D alebo kh, G, ktorý je určený podľa bodu 8.2. Hodnoty u sú uvedené v tabuľke 6. Výpočet hodnôt ugas bol založený na predpoklade, že hustota zriedených výfukových plynov sa rovná hustote vzduchu. Preto sú hodnoty ugas rovnaké pre jednotlivú plynnú zložku, no rozdielne pre HC. Tabuľka 6 Hodnoty u zriedených výfukových plynov a hustoty zložiek Palivo ρde Plyn NOx CO HC CO2 O2 CH4 ρgas (kg/m3) 2,053 1,250 (6) 1,9636 1,4277 0,716 Ugas (7) Motorová nafta (B7) 1,293 0,001588 0,000967 0,000483 0,001519 0,001104 0,000553 Etanol (ED95) 1,293 0,001588 0,000967 0,000770 0,001519 0,001104 0,000553 CNG (8) 1,293 0,001588 0,000967 0,000517 (9) 0,001519 0,001104 0,000553 Propán 1,293 0,001588 0,000967 0,000507 0,001519 0,001104 0,000553 Bután 1,293 0,001588 0,000967 0,000501 0,001519 0,001104 0,000553 LPG (10) 1,293 0,001588 0,000967 0,000505 0,001519 0,001104 0,000553 Benzín (E10) 1,293 0,001588 0,000967 0,000499 0,001519 0,001104 0,000554 Etanol (E85) 1,293 0,001588 0,000967 0,000722 0,001519 0,001104 0,000554 Alternatívne sa na výpočet hodnôt u môže použiť exaktná metóda všeobecne opísaná v bode 8.4.2.4: (57) Kde: M gas je molárna hmotnosť zložky plynu, v g/mol (pozri doplnok 5 k tejto prílohe) M e je molárna hmotnosť výfukových plynov, v