PRÍLOHA 4B

Skúšobný postup pre vznetové motory (C.I.) a zážihové motory (P.I.) na zemný plyn (NG) alebo skvapalnený ropný plyn (LPG) Zahŕňajúci celosvetový harmonizovaný certifikačný postup pre vysokovýkonné motory a vozidlá (WHDC, globálny technický predpis č. 4)

1. UPLATNITEĽNOSŤ

Táto príloha sa v súčasnosti neuplatňuje na účely typového schvaľovania podľa tohto predpisu. Bude sa uplatňovať v budúcnosti.

2. Vyhradené (1)

3. VYMEDZENIE POJMOV, ZNAČKY A SKRATKY

3.1. Vymedzenie pojmov

Na účely tohto predpisu:

3.1.1. ‚nepretržitá regenerácia‘ je proces regenerácie systému dodatočnej úpravy výfukových plynov, ku ktorému dochádza buď nepretržite, alebo minimálne raz v priebehu skúšky WHTC so štartom za tepla. Tento proces regenerácie si nevyžaduje žiadny osobitný skúšobný postup;

3.1.2. ‚čas oneskorenia‘ je časový rozdiel medzi zmenou komponentu, ktorý sa má merať v referenčnom bode, a odozvou systému pri 10 % konečnej odčítanej hodnoty (t10), pričom ako referenčný bod je vymedzená odberová sonda. V prípade plynných komponentov je to čas presunu meraného komponentu od odberovej sondy vzoriek k detektoru;

3.1.3. ‚systém na zníženie emisií NOx‘ je systém dodatočnej úpravy výfukových plynov určený na zníženie emisií oxidov dusíka (NOx) [napr. pasívne a aktívne katalyzátory chudobného NOx, adsorbéry NOx a selektívne systémy katalytickej redukcie (Selective Catalytic Reduction – SRC)];

3.1.4. ‚dieselový motor‘ je motor, ktorý pracuje na princípe vznietenia paliva kompresiou;

3.1.5. ‚posun‘ je rozdiel medzi odozvou meracieho prístroja na nulovací plyn alebo na plyn na nastavenie meracieho rozsahu pred emisnou skúškou a po nej;

3.1.6. ‚rad motorov‘ je výrobcom stanovená skupina motorov, ktoré majú vďaka svojej konštrukcii vymedzenej v bode 5.2 tejto prílohy podobné emisné charakteristiky výfukových plynov; každý motor tohto radu musí spĺňať príslušné emisné limitné hodnoty;

3.1.7. ‚systém motora‘ je motor, systém regulácie emisií a komunikačné rozhranie (technické vybavenie a hlásenia) medzi elektronickou riadiacou jednotkou resp. jednotkami systému motora (ECU) a ktoroukoľvek inou hnacou sústavou alebo riadiacou jednotkou vozidla;

3.1.8. ‚typ motora‘ je kategória motorov, ktoré sa nelíšia v základných vlastnostiach motora;

3.1.9. ‚systém dodatočnej úpravy výfukových plynov‘ je katalyzátor (oxidačný alebo trojcestný), filter častíc, systém na znižovanie emisií oxidov dusíka, kombinovaný filter častíc a oxidov dusíka alebo akékoľvek iné zariadenie na znižovanie emisií, ktoré je inštalované za motorom. Táto definícia nezahŕňa recirkuláciu výfukových plynov (EGR), ktorá sa považuje za neoddeliteľnú súčasť systému motora;

3.1.10. ‚metóda riedenia plného prietoku‘ je proces zmiešavania celkového prietoku výfukových plynov so zrieďovacím prostriedkom pred oddeľovaním časti zriedených výfukových plynov na analýzu;

3.1.11. ‚plynné znečisťujúce látky‘ sú oxid uhoľnatý, uhľovodíky a/alebo nemétanové uhľovodíky (s predpokladaným pomerom CH1,85 pre dieselové motory, CH2,525 pre motory na LPG a CH2,93 pre motory na NG a predpokladanou molekulou CH3O0,5 pre dieselové motory na etanol), metán (predpokladá sa pomer CH4 pre NG) a oxidy dusíka [vyjadrené ako ekvivalent oxidu dusičitého (NO2)];

3.1.12. ‚horné otáčky (n hi)‘ sú najvyššie otáčky motora, pri ktorých motor dosahuje 70 % deklarovaného maximálneho výkonu;

3.1.13. ‚dolné otáčky (nlo)‘ sú najnižšie otáčky motora, pri ktorých motor dosahuje 55 % deklarovaného maximálneho výkonu;

3.1.14. ‚maximálny výkon (Pmax)‘ je maximálny výkon v kW udaný výrobcom;

3.1.15. ‚otáčky maximálneho krútiaceho momentu‘ sú otáčky motora, pri ktorých motor dosiahne maximálny krútiaci moment udaný výrobcom;

3.1.16. ‚normalizovaný krútiaci moment‘ je krútiaci moment motora vyjadrený v percentách, normalizovaný na maximálne možné otáčky krútiaceho momentu;

3.1.17. ‚požiadavka operátora‘ je vstup operátora na reguláciu výstupu motora. Operátor môže byť osoba (t. j. ručne) alebo regulátor (t. j. automaticky), ktorý mechanicky alebo elektronicky signalizuje vstup požadovaný pre výstup motora. Vstup môže byť prostredníctvom plynového pedálu alebo signálu, pákou alebo signálom ovládania škrtiacej klapky, pákou alebo signálom ovládania dodávky paliva, pákou alebo signálom ovládania otáčok alebo nastavením alebo signálom regulátoru;

3.1.18. ‚základný motor‘ je motor vybraný z radu motorov takým spôsobom, aby jeho emisné charakteristiky boli reprezentatívne pre daný rad motorov;

3.1.19. ‚zariadenie na dodatočnú úpravu častíc‘ je systém dodatočnej úpravy výfukových plynov určený na zníženie emisií tuhých znečisťujúcich látok (PM) mechanickou, aerodynamickou, difúznou alebo inerciálnou separáciou;

3.1.20. ‚metóda riedenia časti prietoku‘ je proces oddeľovania časti celkového prietoku výfukových plynov a ich následného zmiešavania s príslušným množstvom zrieďovacieho prostriedku pred odberovým filtrom častíc;

3.1.21. ‚častice (PM)‘ je akýkoľvek materiál zachytávaný na špecifickom filtračnom médiu po zriedení výfukových plynov čistým filtrovaným vzduchom pri teplote medzi 315 K (42 °C) a 325 K (52 °C); je to hlavne uhlík, kondenzované uhľovodíky a sírany s pridruženou vodou;

3.1.22. ‚periodická regenerácia‘ je proces regenerácie systému dodatočnej úpravy výfukových plynov, ku ktorému dochádza pravidelne v intervaloch kratších ako 100 hodín bežnej prevádzky motora. V priebehu cyklov, počas ktorých dochádza k regenerácii, môže dôjsť k prekročeniu emisných noriem;

3.1.23. ‚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);

3.1.24. ‚menovité otáčky‘ sú maximálne otáčky pri plnom zaťažení povolené regulátorom, ktoré udáva výrobca v predajnej a servisnej dokumentácii, alebo v prípade, že sa nepoužíva takýto regulátor, ide o otáčky, pri ktorých sa dosahuje maximálny výkon motora udaný výrobcom v predajnej a servisnej dokumentácii;

3.1.25. ‚čas odozvy‘ je časový rozdiel medzi zmenou komponentu, ktorý sa má merať v referenčnom bode, a časom odozvy systému pri 90 % konečnej odčítanej hodnoty (t90) s tým, že ako referenčný bod je vymedzená odberová sonda, pričom zmena meraného komponentu je najmenej 60 % plného rozsahu (FS) a prebieha za menej ako 0,1 s. Čas odozvy systému pozostáva z času oneskorenia systému a času nábehu systému;

3.1.26. ‚čas nábehu‘ je časový rozdiel medzi odozvou pri 10 % až 90 % konečnej odčítanej hodnoty (t90 – t10 );

3.1.27. ‚odozva na plný rozsah‘ je stredná odozva na plyn na nastavenie meracieho rozsahu počas 30-sekundového intervalu;

3.1.28. ‚špecifické emisie‘ sú hmotnostné emisie vyjadrené v g/kWh;

3.1.29. ‚skúšobný cyklus‘ je postupnosť skúšobných fáz, z ktorých každá je definovaná určitými otáčkami a krútiacim momentom, ktoré musí motor mať v ustálenom stave (skúška WHSC) alebo za neustálených prevádzkových podmienok (WHTC);

3.1.30. ‚čas transformácie‘ je časový rozdiel medzi zmenou komponentu, ktorý sa má merať v referenčnom bode, a odozvou systému pri 50 % konečnej odčítanej hodnoty (t50), pričom ako referenčný bod je vymedzená odberová sonda. Čas transformácie sa používa na synchronizáciu signálov rôznych meracích prístrojov;

3.1.31. ‚nestály skúšobný cyklus‘ je skúšobný cyklus s postupnosťou normalizovaných hodnôt otáčok a krútiaceho momentu, ktoré sa v čase relatívne rýchlo menia (WHTC);

3.1.32. ‚životnosť‘ je príslušná ubehnutá vzdialenosť a/alebo časový interval, v rámci ktorých musia byť dodržané príslušné emisné limity plynných znečisťujúcich látok a častíc;

3.1.33. ‚odozva na nulovací plyn‘ je priemerná odozva na nulovací plyn počas 30-sekundového intervalu.

3.2. Všeobecné značky

Značka Jednotka Pojem a 1 — Sklon regresnej priamky a 0 — Úsek na osi y regresnej priamky A/F st — Stechiometrický pomer vzduchu a paliva c ppm/obj. % Koncentrácia c d ppm/obj. % Koncentrácia v suchom stave c w ppm/obj. % Koncentrácia v mokrom stave cb ppm/obj. % Koncentrácia pozadia C d — Koeficient výtoku SSV c gas ppm/obj. % Koncentrácia plynných zložiek d m Priemer d V m Priemer hrdla Venturiho trubice D 0 m3/s Úsek prislúchajúci kalibrácii PDP na súradnicovej osi D — Faktor riedenia Δt s Časový interval e gas g/kWh Špecifické emisie plynných zložiek e PM g/kWh Špecifické emisie častíc e r g/kWh Špecifické emisie počas regenerácie e w g/kWh Vážené špecifické emisie E CO2 % Krížová citlivosť analyzátora NOx na CO2 E E % Etánová účinnosť E H2O % Krížová citlivosť analyzátora NOx na vodu E M % Metánová účinnosť E NOx % Účinnosť konvertora NOx f Hz Frekvencia odberu vzoriek f a — Faktor ovzdušia v laboratóriu F s — Stechiometrický faktor H a g/kg Absolútna vlhkosť nasávaného vzduchu H d g/kg Absolútna vlhkosť zrieďovacieho prostriedku i — Index označujúci okamžité meranie (napr. 1 Hz) k c — Špecifický uhlíkový faktor k f,d m3/kg paliva Doplňujúci objem spaľovania v prípade suchého výfukového plynu k f,w m3/kg paliva Doplňujúci objem spaľovania v prípade vlhkého výfukového plynu k h,D — Korekčný faktor vlhkosti pre NOx pre vznetové motory k h,G — Korekčný faktor vlhkosti pre NOx pre zážihové motory k r,u — Faktor regeneračnej úpravy smerom nahor k r,d — Faktor regeneračnej úpravy smerom nadol k w,a — Korekčný faktor prevodu nasávaného vzduchu zo suchého stavu na vlhký stav k w,d — Korekčný faktor prevodu zrieďovacieho prostriedku zo suchého stavu na vlhký stav k w,e — Korekčný faktor prevodu zriedených výfukových plynov zo suchého stavu na vlhký stav k w,r — Korekčný faktor prevodu neriedených výfukových plynov zo suchého stavu na vlhký stav K V — Kalibračná funkcia CFV λ — Pomer prebytočného vzduchu m b mg Hmotnosť vzorky častíc odobranej zo zrieďovacieho prostriedku m d kg Hmotnosť vzorky zrieďovacieho vzduchu vedenej cez odberové filtre častíc m ed kg Celková hmotnosť zriedených výfukových plynov za cyklus m edf kg Hmotnosť ekvivalentného zriedeného výfukového plynu za skúšobný cyklus m ew kg Celková hmotnosť výfukových plynov za cyklus m gas g Hmotnosť plynných emisií za skúšobný cyklus m f mg Hmotnosť filtra na odber častíc m p mg Hmotnosť odobratej vzorky častíc sample mass collected m PM g Hmotnosť emisií častíc za skúšobný cyklus m se kg Hmotnosť vzorky výfukových plynov za skúšobný cyklus m sed kg Hmotnosť zriedených výfukových plynov prechádzajúcich cez zrieďovací tunel m sep kg Hmotnosť zriedených výfukových plynov prechádzajúcich zbernými filtrami častíc m ssd kg Hmotnosť sekundárneho zrieďovacieho prostriedku M Nm Krútiaci moment M a g/mol Molekulová hmotnosť nasávaného vzduchu M d g/mol Molekulová hmotnosť zrieďovacieho prostriedku M e g/mol Molekulová hmotnosť výfukových plynov M f Nm Krútiaci moment absorbovaný pomocnými zariadeniami/vybavením, ktoré sa majú namontovať M gas g/mol Molekulová hmotnosť plynných zložiek M r Nm Krútiaci moment absorbovaný pomocnými zariadeniami/vybavením, ktoré sa majú odmontovať n — Počet meraní nr — Počet meraní s regeneráciou n min–1 Počet otáčok motora n hi min–1 Horné otáčky motora n lo min–1 Dolné otáčky motora n pref min–1 Odporúčané otáčky motora n p r/s Otáčky čerpadla PDP p a kPa Tlak nasýtených pár vzduchu nasávaného motorom p b kPa Celkový atmosférický tlak p d kPa Tlak nasýtených pár zrieďovacieho prostriedku P f kW Výkon absorbovaný pomocnými zariadeniami/vybavením, ktoré sa majú namontovať p p kPa Absolútny tlak p r kW Tlak vodných pár po ochladzujúcom kúpeli p s kPa Atmosférický tlak suchého vzduchu P kW Výkon P r kW Výkon absorbovaný pomocnými zariadeniami/vybavením, ktoré sa majú odmontovať q mad kg/s Hmotnostný prietok nasávaného vzduchu v suchom stave q qmaw kg/s Hmotnostný prietok nasávaného vzduchu vo vlhkom stave q mCe kg/s Hmotnostný prietok uhlíka v neriedených výfukových plynoch q mCf kg/s Hmotnostný prietok uhlíka do motora q mCp kg/s Hmotnostný prietok uhlíka v systéme riedenia časti prietoku q mdew kg/s Hmotnostný prietok zriedených výfukových plynov vo vlhkom stave q mdw kg/s Hmotnostný prietok zrieďovacieho prostriedku vo vlhkom stave q medf kg/s Ekvivalentný hmotnostný prietok zriedených výfukových plynov v mokrom stave q mew kg/s Hmotnostný prietok výfukových plynov vo vlhkom stave q mex kg/s Hmotnostný prietok vzorky odobratej zo zrieďovacieho tunela q mf kg/s Hmotnostný prietok paliva q mp kg/s Prietok vzorky výfukových plynov do systému riedenia časti prietoku qvCVS m3/s Objemový prietok CVS qvs dm3/min Systémový prietok analyzátora výfukových plynov qvt cm3/min Prietok stopovacieho plynu r2 — Koeficient určenia r d — Zrieďovací pomer r D — Pomer priemerov SSV r h — Faktor odozvy FID na uhľovodíky r m — Faktor odozvy FID na metanol r p — Pomer tlakov SSV r s — Priemerný pomer odberu vzoriek ρ kg/m3 Hustota ρ e kg/m3 Hustota výfukových plynov σ — Štandardná odchýlka s Štandardná odchýlka T K Absolútna teplota T a K Absolútna teplota nasávaného vzduchu t s Čas t 10 s Čas medzi vstupným krokom a 10 % konečnej odčítanej hodnoty t 50 s Čas medzi vstupným krokom a 50 % konečnej odčítanej hodnoty t 90 s Čas medzi vstupným krokom a 90 % konečnej odčítanej hodnoty u — Pomer medzi hustotami (alebo molekulovými hmotnosťami) plynných zložiek a výfukového plynu delený 1 000 V 0 m3/ot Objem plynu PDP čerpaný za otáčku V s dm3 Objem systému analyzátora výfukových plynov W act kWh Skutočná práca skúšobného cyklu W ref kWh Práca referenčného cyklu skúšobného cyklu X 0 m3/ot Kalibračná funkcia PDP

3.3. Značky a skratky zloženia paliva

w ALF obsah vodíka v palive, hmotnostné percentá w BET obsah uhlíka v palive, hmotnostné percentá w GAM obsah síry v palive, hmotnostné percentá w DEL obsah dusíka v palive, hmotnostné percentá w EPS obsah kyslíka v palive, hmotnostné percentá α molekulový pomer vodíka (H/C) γ molekulový pomer síry (S/C) δ molekulový pomer dusíka (N/C) ε molekulový pomer kyslíka (O/C)

vzťahuje sa na palivo CH α O ε N δ S γ

3.4. Značky a skratky chemických zložiek

C1 Uhľovodík ekvivalentný uhlíku 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 Častice

3.5. Skratky

CFV Venturiho trubica s kritickým prietokom CLD Chemoluminiscenčný detektor CVS Odber vzoriek s konštantným objemom deNOx Systém dodatočnej úpravy NOx EGR Recirkulácia výfukových plynov FID Plameňový ionizačný detektor GC Plynový chromatograf HCLD Vyhrievaný chemoluminiscenčný detektor HFID Vyhrievaný plameňový ionizačný detektor LPG Skvapalnený ropný plyn NDIR Nedisperzný infračervený analyzátor NG Zemný plyn NMC Odlučovač uhľovodíkov iných než metánových PDP Objemové čerpadlo % FS % plného rozsahu stupnice PFS Systém riedenia časti prietoku SSV Podzvuková Venturiho trubica VGT Turbína s meniteľnou geometriou

4. VŠEOBECNÉ POŽIADAVKY

Systém motora musí byť konštruovaný, vyrobený a zostavený tak, aby umožnil motoru pri bežnej prevádzke splniť ustanovenia tejto prílohy v priebehu celej jeho životnosti, ako je ustanovené v tomto predpise, vrátane inštalácie na vozidle.

5. POŽIADAVKY NA VÝKON

5.1. Emisie plynných znečisťujúcich látok a znečisťujúcich častíc

Emisie plynných znečisťujúcich látok a znečisťujúcich častíc z motora sa určujú na základe skúšobných cyklov WHTC a WHSC opísaných v bode 7. Meracie systémy musia spĺňať požiadavky linearity bodu 9.2 a špecifikácie bodu 9.3 (meranie plynných emisií), bodu 9.4 (meranie častíc) a požiadavky uvedené v doplnku 3.

Orgán typového schvaľovania môže schváliť iné systémy alebo analyzátory, ak sa potvrdí, že prinášajú rovnocenné výsledky v súlade s bodom 5.1.1.

5.1.1. Rovnocennosť

Určenie rovnocennosti systému sa zakladá na korelačnej štúdii 7 (alebo viacerých) párov vzoriek, v ktorej sa porovnáva uvažovaný systém s jedným zo systémov uvedených v tejto prílohe.

‚Výsledky‘ predstavujú vážené hodnoty emisií špecifického cyklu. Korelačné skúšanie sa vykonáva v tom istom laboratóriu, v tej istej skúšobnej komore a na tom istom motore a pokiaľ možno súčasne. Ako je opísané v bode A.4.3 doplnku 4, rovnocennosť priemerov dvojíc vzoriek sa určuje na základe štatistických údajov F-skúšky a t-skúšky, ktoré, pokiaľ ide o 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 orgánu typového schvaľovania.

5.2. Rad motorov

5.2.1. Všeobecne

Rad motorov je charakterizovaný konštrukčnými parametrami. Tie musia byť spoločné pre všetky motory jedného radu. Výrobca motorov môže rozhodnúť, ktoré motory prislúchajú do jedného radu motorov, pokiaľ sú dodržané kritériá príslušnosti uvedené v bode 5.2.3. Rad motorov musí schváliť orgán typového schvaľovania. Výrobca poskytne orgánu typového schvaľovania príslušné informácie o hodnotách emisií motorov patriacich do radu motorov.

5.2.2. Zvláštne prípady

V niektorých prípadoch sa môžu parametre vzájomne ovplyvňovať. Tieto vplyvy sa musia zohľadniť, aby sa zabezpečilo, že do radu motorov sú začlenené len také motory, ktoré majú z hľadiska emisií výfukových plynov podobné vlastnosti. Výrobca musí identifikovať takéto prípady a oznámiť ich orgánu typového schvaľovania. Následne sa to zohľadní ako kritérium pri vytváraní nového radu motorov.

Také zariadenia alebo prvky, ktoré nie sú uvedené v bode 5.2.3 a ktoré majú výrazný vplyv na hodnoty emisií, musí výrobca identifikovať na základe osvedčenej technickej praxe a oznámiť ich orgánu typového schvaľovania. Následne sa to zohľadní ako kritérium pri vytváraní nového radu motorov.

Okrem parametrov uvedených v bode 5.2.3 môže výrobca zaviesť ďalšie kritériá, ktoré umožnia vymedziť rady motorov menšej veľkosti. Také parametre nemusia nevyhnutne ovplyvňovať hodnoty emisií.

5.2.3. Parametre vymedzujúce rad motorov

5.2.3.1. Cyklus spaľovania

a) dvojdobý

b) štvordobý

c) rotačný motor

d) ostatné

5.2.3.2. Usporiadanie valcov

5.2.3.2.1. Umiestnenie valcov v bloku

a) do tvaru V

b) v rade

c) radiálne

d) iné (F, W atď.)

5.2.3.2.2. Relatívne umiestnenie valcov

Motory s rovnakým blokom môžu patriť do rovnakého radu, pokiaľ je rozchod vŕtania ich valcov rovnaký.

5.2.3.3. Hlavné chladiace médium

a) vzduch

b) voda

c) olej

5.2.3.4. Objem jednotlivých valcov

5.2.3.4.1. Motory so zdvihovým objemom valca ≥ 0,75 dm3

Aby motory so zdvihovým objemom 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 valca < 0,75 dm3

Aby motory so zdvihovým objemom valca < 0,75 dm3 mohli byť považované za motory prislúchajúce 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 valcov

Motory so zdvihovým objemom individuálneho 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 orgánom typového schvaľovania. Typové schválenie sa musí zakladať na technických materiáloch (výpočty, simulácie, výsledky pokusov, atď.), ktorými sa preukáže, že prekročenie limitov nemá významný vplyv na emisie výfukových plynov.

5.2.3.5. Spôsob nasávania vzduchu

a) prirodzene nasávaný

b) preplňovanie

c) preplňovanie s chladičom

5.2.3.6. Druh paliva

a) nafta

b) zemný plyn (NG)

c) skvapalnený ropný plyn (LPG)

d) etanol

5.2.3.7. Typ spaľovacej komory

a) otvorená spaľovacia komora

b) delená spaľovacia komora

c) iné typy

5.2.3.8. Typ zapaľovania

a) zážihový

b) vznetový

5.2.3.9. Ventily a kanály

a) konfigurácia

b) počet ventilov na jeden valec

5.2.3.10. Typ dodávky 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 s vysokotlakovým potrubím zásobujúcim jednotlivé ventily (, common rail‘) v) karburátor(-y) vi) ostatné

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 motorov.

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.

Tieto materiály môžu predstavovať výpočty, simulácie, odhady, opis parametrov vstrekovania, výsledky pokusov atď.

Medzi sledované vlastnosti patria:

a) časovanie

b) tlak vstrekovania

c) viacnásobné vstrekovanie

d) plniaci tlak

e) VGT

f) EGR

5.2.3.13. Systémy dodatočnej úpravy výfukových plynov

Činnosť a kombinácia nasledujúcich zariadení sa považujú za kritériá príslušnosti k radu motorov:

a) oxidačný katalyzátor

b) trojcestný katalyzátor

c) systém na znižovanie emisií NOx so selektívnou redukciou NOx (pridávanie redukčného činidla)

d) iné systémy na znižovanie emisií NOx

e) filter častíc s pasívnou regeneráciou

f) filter častíc s aktívnou regeneráciou

g) iné filtre častíc

h) iné zariadenia

Ak bol motor certifikovaný bez systému dodatočnej úpravy výfukových plynov buď ako základný motor, alebo ako člen radu motorov, potom môže byť tento motor zaradený do rovnakého radu motorov, ak je vybavený oxidačným katalyzátorom a nevyžaduje iné palivové vlastnosti.

Ak má osobitné požiadavky na palivové vlastnosti (napr. filtre častíc vyžadujúce špecifické prísady v palive na zabezpečenie procesu regenerácie), rozhodnutie o zaradení tohto motora do rovnakého radu motorov sa musí zakladať na technických materiáloch poskytnutých výrobcom. Z týchto materiálov musí vyplývať, že očakávané hodnoty emisií takto vybaveného motora sú v súlade s rovnakými limitnými hodnotami ako v prípade motorov, ktoré tak vybavené nie sú.

Ak bol motor certifikovaný so systémom dodatočnej úpravy výfukových plynov buď ako základný motor, alebo ako člen radu motorov, ktorého základný motor je vybavený rovnakým systémom dodatočnej úpravy výfukových plynov, nemožno tento motor zaradiť do rovnakého radu motorov, ak nie je vybavený systémom dodatočnej úpravy výfukových plynov.

5.2.4. Výber základného motora

5.2.4.1. Vznetové motory

Po tom, ako orgán typového schvaľovania 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 maximálneho krútiaceho momentu. V prípade, že toto hlavné kritérium spĺňajú dva alebo viaceré motory, na voľbu základného motora sa ako druhé kritérium použije najväčšia dodávka paliva na jeden zdvih pri menovitých otáčkach.

5.2.4.2. Zážihové motory

Po tom, ako orgán typového schvaľovania schválil rad motorov, vyberie sa základný motor radu motorov na základe hlavného kritéria voľby, ktorým je najväčší zdvihový objem. V prípade, že toto hlavné kritérium spĺňajú dva alebo viaceré motory, na voľbu základného motora sa použijú tieto ďalšie kritériá v tomto poradí:

a) najväčšia dodávka paliva na zdvih pri otáčkach udaného menovitého výkonu;

b) najväčší predstih zážihu;

c) najmenší pomer recirkulácie výfukových plynov.

5.2.4.3. Poznámky k výberu základného motora

Orgán typového schvaľovania môže dospieť k záveru, že najhorší prípad, pokiaľ ide o množstvo emisií v danom rade, je možné najlepšie určiť skúškou ďalších motorov. V tomto prípade výrobca motora predloží príslušné informácie, aby bolo možné určiť, ktoré motory v rade motorov majú s najväčšou pravdepodobnosťou najvyššie hodnoty emisií.

Ak majú motory z tohto radu iné vlastnosti, o ktorých možno predpokladať, že by mohli mať vplyv na emisie výfukových plynov, musia sa aj tieto vlastnosti určiť a zohľadniť pri voľbe základného motora.

Ak motory z jedného radu spĺňajú rovnaké emisné hodnoty v rámci rôznych dôb životnosti, musí sa to zohľadniť pri výbere základného motora.

6. SKÚŠOBNÉ PODMIENKY

6.1. Podmienky laboratórnych skúšok

Zmeria sa absolútna teplota (T a) vzduchu nasávaného do motora vyjadrená v kelvinoch a suchý atmosférický tlak (p s) vyjadrený v kPa a určí sa parameter f a v súlade s nasledujúcimi ustanoveniami: vo viacvalcových motoroch, ktoré majú oddelené skupiny nasávacieho potrubia, napríklad v konfigurácii motora do tvaru ‚V‘, sa meria teplota oddelených skupín. Parameter f a sa uvádza spolu s výsledkami skúšok. Na účely lepšej opakovateľnosti a reprodukovateľnosti skúšky sa odporúča, aby bol parameter f a v rozmedzí: 0,93 ≤ f a ≤ 1,07.

a) Vznetové motory: Motory s prirodzeným nasávaním a mechanicky preplňované motory: (1) Motor preplňovaný turbodúchadlom s chladením alebo bez chladenia nasávaného vzduchu: (2)

b) Zážihové motory: (3)

6.2. Motory s chladením plniaceho vzduchu

Teplota plniaceho vzduchu sa zaznamená a pri menovitých otáčkach a plnom zaťažení sa musí pohybovať v rozmedzí ± 5 K maximálnej teploty plniaceho 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 plniaceho vzduchu v rozmedzí ± 5 K maximálnej teploty plniaceho vzduchu udanej výrobcom pri menovitých otáčkach a pri plnom zaťažení. Nastavenie teploty a prietoku chladiaceho média na vyššie uvedenej hodnote sa nesmie meniť počas celého trvania cyklu, pokiaľ to nespôsobí nereprezentatívne podchladenie plniaceho vzduchu. Objem chladiča plniaceho vzduchu musí byť určený na základe osvedčenej technickej praxe a musí byť reprezentatívny pre namontovaný sériovo vyrábaný motor v prevádzke. Laboratórny systém musí byť konštruovaný tak, aby minimalizoval kumuláciu kondenzátu. Pred skúšaním emisií musí byť akékoľvek nakumulované množstvo vysušené a všetky kanáliky musia byť úplne uzavreté.

Ak výrobca motora uvádza limity poklesu tlaku v systéme chladenia plniaceho vzduchu, musí sa zabezpečiť, že pokles tlaku v systéme chladenia plniaceho vzduchu v podmienkach pre motor uvedených výrobcom je v rámci špecifikovaných limitov výrobcu. Pokles tlaku sa musí merať v miestach špecifikovaných výrobcom.

6.3. Výkon motora

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

6.3.1. Všeobecná inštalácia motora

Motor sa musí skúšať s pomocnými zariadeniami/vybavením uvedeným v doplnku 7.

Ak nie sú pomocné zariadenia/vybavenie nainštalované podľa požiadaviek, 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 emisnú skúšku

Ak nie je vhodné nainštalovať pomocné zariadenia/vybavenie požadované podľa doplnku 7 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, ktorá sa pri skúške majú odmontovať

Tam, kde sa pomocné zariadenia/vybavenie, ktoré sa podľa doplnku 7 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 hodnota väčšia ako 3 % maximálneho výkonu pri skúšobných otáčkach, musí sa táto skutočnosť preukázať orgánu typového schvaľovania.

6.3.4. Určenie výkonu pomocného zariadenia

Výkon absorbovaný pomocnými zariadeniami/vybavením je potrebné určiť len v prípade, ak:

a) pomocné zariadenia/vybavenie podľa doplnku 7 nie sú namontované na motore a/alebo

b) pomocné zariadenia/vybavenie podľa doplnku 7 sú namontované na motore.

Hodnoty pomocného výkonu a metódu merania/výpočtu na určenie pomocného výkonu musí poskytnúť výrobca motora na celú prevádzkovú oblasť skúšobných cyklov a musia byť schválené orgánom typového schvaľovania.

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 P f a P r rovnice 4 sú nula a P sa rovná P m.

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 P m,i výkonu v práve prebiehajúcom skúšobnom cykle takto:

(4)

kde:

P m,i je nameraný výkon motora v kW, P f,i je výkon absorbovaný pomocným zariadením/vybavením, ktoré sa má namontovať, v kW, P r,i je výkon absorbovaný pomocným zariadením/vybavením, ktoré sa má odmontovať, v kW.

6.4. Systém nasávania vzduchu do motora

Použije sa taký systém nasávania 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 musí odmerať v mieste špecifikovanom výrobcom.

6.5. Výfukový systém motora

Použije sa taký systém nasávania vzduchu do motora alebo taký laboratórny skúšobný systém, ktorého protitlak vo výfuku je v rozmedzí od 80 do 100 % maximálnej hodnoty udanej výrobcom pri menovitých otáčkach a plnom zaťažení. Ak je maximálny tlak odporu 5 kPa alebo menej, bod nastavenia nesmie byť menej ako 1,0 kPa od maxima. Výfukový systém musí spĺňať požiadavky na odber vzoriek výfukových plynov uvedené v bodoch 9.3.10 a 9.3.11.

6.6. Motory so systémom dodatočnej úpravy výfukových plynov

Ak je motor vybavený systémom na dodatočnú úpravu výfukových plynov, musí mať výfuková trubica rovnaký priemer, aký sa používa v praxi alebo podľa špecifikácie výrobcu, a to do vzdialenosti najmenej 4 priemerov trubice proti smeru prúdenia v expanznom úseku, ktorý obsahuje zariadenie na dodatočnú úpravu. Vzdialenosť medzi prírubou výfukového potrubia alebo výstupom turbodúchadla a zariadením na dodatočnú úpravu výfukových plynov musí byť rovnaká ako v konfigurácii vozidla alebo musí zodpovedať špecifikáciám vzdialeností uvádzaným výrobcom. Protitlak vo výfuku alebo odpor musia spĺňať rovnaké kritériá, ako sú uvedené vyššie, a musia sa dať nastaviť ventilom. V prípade zariadení dodatočnej úpravy výfukových plynov s premenlivým odporom je maximálny odpor výfuku definovaný pri podmienke dodatočnej úpravy (zábeh/starnutie a regenerácia/úroveň zaplnenia). Ak je maximálny tlak odporu 5 kPa alebo menej, bod nastavenia nesmie byť menej ako 1,0 kPa od maxima. Počas simulačných skúšok a pri mapovaní vlastností motora sa môže odmontovať nádrž na dodatočnú úpravu výfukových plynov a nahradiť rovnocennou nádržou s neaktívnym nosičom katalyzátora.

Emisie namerané počas skúšobného cyklu musia byť reprezentatívne pre emisie pri skutočnej prevádzke. Ak je motor vybavený systémom dodatočnej úpravy výfukových plynov, ktorý vyžaduje použitie činidla, pri všetkých skúškach sa musí použiť činidlo udané výrobcom.

Motory vybavené systémami dodatočnej úpravy výfukových plynov s nepretržitou regeneráciou nevyžadujú špeciálny skúšobný postup, ale proces 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, emisné výsledky sa musia upraviť, aby zohľadňovali regeneračné fázy. V takom prípade závisí priemerná hodnota emisií od frekvencie regeneračných fáz vyjadrených ako úsek skúšky, v priebehu ktorého dochádza k regenerácii.

6.6.1. Nepretržitá regenerácia

Emisie sa musia merať na stabilizovanom systéme dodatočnej úpravy výfukových plynov, aby sa zabezpečila opakovateľnosť emisných výsledkov. K procesu regenerácie musí dôjsť najmenej raz v priebehu skúšky WHTC so štartom za tepla a výrobca musí uviesť bežné podmienky, za ktorých dochádza k regenerácii (zanesenie sadzami, teplota, protitlak výfukových plynov atď.).

Na preukázanie toho, že proces regenerácie je nepretržitý, je potrebné vykonať najmenej tri skúšky WHTC so štartom za tepla. Na účely tohto preukázania sa motor musí podľa bodu 7.4.1 zohriať, potom sa musí podľa bodu 7.6.3 odstaviť a prvá skúška WHTC so štartom za tepla sa môže vykonať. Následné skúšky so štartom za tepla sa môžu začať po odstavení podľa bodu 7.6.3. V priebehu skúšok sa zaznamenáva teplota a tlak výfukových plynov (teplota pred úpravou systémom na dodatočnú úpravu výfukových plynov a po takejto úprave, protitlak výfukových plynov, atď.).

Ak počas skúšok nastanú podmienky stanovené výrobcom a výsledky troch (alebo viacerých) skúšok WHTC so štartom za tepla sa neodlišujú o viac ako ± 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 tomto osobitnom prípade môže dôjsť k prekročeniu emisných limitov, pričom by nemali byť vážené.

6.6.2. Periodická regenerácia

V prípade systému dodatočnej úpravy výfukových plynov, ktorý je založený na procese periodickej regenerácie, sa emisie merajú najmenej v troch skúškach WHTC so štartom za tepla, pričom jedna sa vykoná s regeneráciou a dve bez regenerácie na stabilizovanom systéme dodatočnej úpravy výfukových plynov a výsledky sa zvážia podľa rovnice 5.

K procesu regenerácie musí dôjsť najmenej raz počas skúšky WHTC so štartom za tepla. Vozidlo môže byť vybavené spínačom, ktorý umožňuje zabrániť procesu regenerácie alebo ho povoliť za predpokladu, že táto operácia nemá žiadny vplyv na pôvodnú kalibráciu motora.

Výrobca musí uviesť normálne parametrické podmienky, za ktorých prebieha proces regenerácie (zanesenie sadzami, teplota, protitlak výfukových plynov atď.), a čas jeho trvania. Výrobca tiež musí poskytnúť frekvenciu regenerácie, čo sa týka počtu skúšok, počas ktorých regenerácia prebieha v porovnaní s počtom skúšok bez regenerácie. Presný postup stanovenia tejto frekvencie sa musí zakladať na osvedčenom technickom posudku a musí byť odsúhlasený schvaľovacím alebo certifikačným orgánom.

Aby počas skúšky WHTC došlo k regenerácii, výrobca poskytne systém dodatočnej úpravy výfukových plynov, ktorý bol zaťažený. Na účely tohto skúšania sa motor musí podľa bodu 7.4.1 zohriať, potom sa musí podľa bodu 7.6.3 odstaviť a prvá skúška WHTC so štartom za tepla sa môže začať. Regenerácia nesmie nastať počas zohrievania motora.

Priemerné špecifické emisie medzi fázami regenerácie sa určujú z aritmetického priemeru výsledkov viacerých ekvidištančných skúšok WHTC so štartom za tepla. Aspoň jedna skúška WHTC so štartom za tepla sa musí uskutočniť čo najskôr pred skúškou regenerácie a jedna skúška WHTC so štartom za tepla bezprostredne po skúške regenerácie. 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 tomto prípade možno použiť emisie len z jednej skúšky WHTC so štartom za tepla.

V priebehu skúšky regenerácie sa zaznamenávajú všetky údaje, ktoré sú potrebné na zistenie regenerácie (emisie CO alebo NOx, teplota pred úpravou systémom dodatočnej úpravy výfukových plynov a po takejto úprave, protitlak výfukových plynov atď.).

Počas skúšky regenerácie môže dôjsť k prekročeniu príslušných emisných limitov.

Skúšobný postup je schematicky zobrazený na obrázku 2.

Emisie zo skúšky WHTC so štartom za tepla sa zvážia týmto spôsobom:

(5)

kde:

n je počet skúšok WHTC so štartom za tepla bez regenerácie, nr je počet skúšok WHTC so štartom za tepla s regeneráciou (najmenej jedna skúška), sú priemerné špecifické emisie bez regenerácie, g/kWh, sú priemerné špecifické emisie s regeneráciou, g/kWh.

Na určenie sa uplatňujú nasledujúce ustanovenia:

a) ak je na regeneráciu potrebných viac ako jeden štart WHTC za tepla, musia sa vykonať po sebe nasledujúce skúšky WHTC so štartom za tepla a emisie sa musia naďalej merať bez odstavenia a vypnutia motora, až kým sa regenerácia neukončí a nevypočíta sa priemer zo skúšok WHTC so štartom za tepla,

b) ak regenerácia skončí počas ktorejkoľvek skúšky WHTC štartu za tepla, skúška musí pokračovať v celej svojej dĺžke.

V zhode s orgánom typového schvaľovania, faktory úpravy regenerácie sa môžu aplikovať buď multiplikatívne (c) alebo doplňujúco (d) podľa osvedčeného technického posudku.

c) Multiplikatívny faktor úpravy sa vypočíta takto: (nahor) (6) (nadol) (6a)

d) Doplňujúci stechiometrický faktor sa vypočíta takto: (nahor) (7) (nadol) (8)

S odkazom na výpočty špecifických emisií v bode 8.6.3 faktory regeneračnej úpravy sa musia aplikovať takto:

e) na skúšku bez regenerácie k r,u sa musí vynásobiť s alebo prirátať k špecifickým emisiám e v rovniciach 69 alebo 70;

f) na skúšku bez regenerácie k r,d sa musí vynásobiť s alebo odrátať od špecifických emisií e v rovniciach 69 alebo 70.

Na požiadanie výrobcu faktory regeneračnej úpravy:

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

h) sa môžu rozšíriť na ďalšie rady motorov, ktoré používajú rovnaký systém dodatočnej úpravy výfukových plynov, po predchádzajúcom súhlase orgánu typového schvaľovania alebo certifikačného orgánu, vydaného 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 tento olej musí predstavovať mazací olej, ktorý je k dispozícii na trhu; špecifikácie mazacieho oleja použitého na skúšku sa musia zaznamenať a predložiť s výsledkami skúšky.

6.9. Vlastnosti referenčného paliva

Pokiaľ ide o vznetové motory, referenčné palivo je špecifikované v doplnku 2 k tejto prílohe a v prípade motorov poháňaných CNG a LPG je referenčné palivo uvedené v prílohách 6 a 7.

Teplota paliva musí byť v súlade s odporúčaniami výrobcu.

6.10. Emisie kľukovej skrine

Žiadne emisie kľukovej skrine nesmú byť vypúšťané priamo do okolitého ovzdušia, okrem týchto výnimiek: motory vybavené turbodúchadlami, čerpadlami, ventilátormi alebo superdúchadlami na nasávanie vzduchu môžu vypúšťať emisie kľukovej skrine do okolitého ovzdušia, ak sa pri všetkých skúškach emisií pridajú k výfukovým emisiám (buď fyzicky, alebo matematicky). Výrobcovia využívajúci túto výnimku musia nainštalovať motory tak, aby sa dali všetky emisie kľukovej skrine odviesť do systému odoberania vzoriek emisií.

Na účely tohto bodu sa emisie kľukovej skrine, ktoré sú v priebehu celej prevádzky odvedené do prúdu výfukových plynov pred zariadením dodatočnej úpravy výfukových plynov, nepovažujú za vypustené priamo do okolitého ovzdušia.

Emisie kľukovej skrine sa musia odviesť do výfukového systému, aby sa zmerali, týmto spôsobom:

a) Materiál potrubia musí byť hladký, viesť elektrickú energiu a nesmie reagovať s emisiami kľukovej skrine. Dĺžka potrubia musí byť v rámci možností minimálna.

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) 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 odobraním vzorky. Potrubie výfukových plynov kľukovej skrine musí siahať do voľného prúdu výfukových plynov, aby nedošlo k vplyvom hraničnej vrstvy a podporilo sa premiešavanie. Výstup výfukového potrubia kľukovej skrine môže smerovať akýmkoľvek smerom súvisiacim s prúdom neupravených výfukových plynov.

7. SKÚŠOBNÝ POSTUP

7.1. Princípy merania emisií

Na meranie špecifických emisií musí byť motor v prevádzke počas skúšobných cyklov definovaných v bodoch 7.2.1 a 7.2.2. Meranie špecifických emisií si vyžaduje určenie hmotnosti zložiek vo výfukových plynoch a zodpovedajúcu prácu motora v priebehu cyklu. Zložky sa určia metódami odoberania vzoriek opísaných v bodoch 7.1.1 a 7.1.2.

7.1.1. Nepretržité odoberanie vzoriek

Pri nepretržitom odoberaní vzoriek sa koncentrácia zložky meria nepretržite z neupravených alebo zriedených výfukových plynov. Táto koncentrácia sa vynásobí neprerušovaným (neupraveným alebo zriedeným) prietokom výfukových plynov v mieste odoberania vzoriek emisií s cieľom určiť hmotnostný prietok zložky. Emisie zložky sa neustále sčítavajú počas skúšobného cyklu. Toto množstvo je celkovou hmotnosťou vypustenej zložky.

7.1.2. Odoberanie vzoriek série

Pri odoberaní vzoriek série vzorka neupravených alebo zriedených výfukových plynov sa neustále odoberá a ukladá na neskoršie meranie. Odobratá vzorka musí proporčne zodpovedať prietoku neupraveného alebo zriedeného výfukového plynu. Príkladom odoberania vzoriek série je ukladanie zriedených plynných zložiek do vaku a častíc (PM) na filtri. Koncentrácie odobratých vzoriek série sa vynásobia celkovou hmotnosťou výfukových plynov alebo hmotnostným prietokom (neupraveným alebo zriedeným), z ktorého bol odobratý počas skúšobného cyklu. Výsledkom je celková hmotnosť alebo hmotnostný prietok vypustenej zložky. Na výpočet koncentrácie častíc, sa častice uložené na filtri z proporčne odobratých výfukových plynov vydelia množstvom prefiltrovaných výfukových plynov.

7.1.3. Postupy merania

V tejto prílohe sa uplatňujú dva postupy merania, ktoré sú funkčne rovnocenné. Obidva princípy možno použiť pre skúšobný cyklus WHTC, ako aj WHSC:

a) plynné zložky sa odoberajú neustále v neupravených výfukových plynoch a častice sú určované pomocou systému riedenia časti prietoku;

b) plynné zložky a častice sú určované pomocou systému riedenia plného prietoku (systém CVS).

Povolené sú všetky kombinácie týchto dvoch princípov (napr. meranie plynných emisií v neupravených výfukových plynoch a meranie častíc pomocou systému riedenia plného prietoku.)

7.2. Skúšobné cykly

7.2.1. Skúšobný cyklus WHTC v neustálenom stave

Skúšobný cyklus v neustálenom stave WHTC je uvedený v doplnku 1 ako sekundový sled normalizovaných hodnôt otáčok a krútiacich momentov. Pred skúškou motora na skúšobnom zariadení sa normalizované hodnoty musia previesť na skutočné hodnoty pre konkrétny 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 na skúšobnom zariadení vykoná skúšobný cyklus a zaznamenajú sa skutočné hodnoty otáčok, krútiaceho momentu a výkonu. Na overenie skúšky sa po jej dokončení vykoná regresná analýza medzi referenčnými a skutočnými hodnotami otáčok, krútiaceho momentu a výkonu.

Na výpočet emisií špecifických pre brzdu sa vypočíta skutočná práca cyklu integrovaním skutočného výkonu motora počas cyklu. Na validáciu cyklu musí byť skutočná práca cyklu v rámci predpísaných limitov práce referenčného cyklu.

Plynné znečisťujúce látky sa môžu odoberať nepretržite (neupravené alebo zriedené výfukové plyny) alebo ako vzorky série (zriedené výfukové plyny). Vzorka častíc sa zriedi s kondicionovaným zrieďovacím prostriedkom (ako je okolitý vzduch) a zachytí sa jedným vhodným filtrom. Postup skúšky WHTC je schematicky zobrazený na obrázku 3.

7.2.2. Skúšobný cyklus WHSC v ustálenom stave so stupňovitými prechodmi

Skúšobný cyklus v ustálenom stave WHSC so stupňovitými prechodmi pozostáva z niekoľkých režimov normalizovaných otáčok a zaťažení, ktoré sa premenia na referenčné hodnoty pre každý motor pri skúške založenej na mapovacej krivke motora. V každom režime musí motor pracovať predpísaný čas, pričom počas 20 ± 1 sekunda sa lineárne menia otáčky motora a zaťaženie. Na overenie skúšky sa po jej dokončení vykoná regresná analýza medzi referenčnými a skutočnými hodnotami otáčok, krútiaceho momentu a výkonu.

V priebehu skúšobného cyklu sa určí koncentrácia každej plynnej znečisťujúcej látky, prietok výfukových plynov a výkon. Plynné znečisťujúce látky sa môžu zaznamenávať nepretržite alebo odoberať do odberového vaku. Vzorka tuhých znečisťujúcich látok sa riedi kondicionovaným zrieďovacím prostriedkom (ako je okolitý vzduch). V priebehu celého skúšobného postupu sa odoberie jedna vzorka a zachytí sa jedným vhodným filtrom.

Na výpočet emisií špecifických pre brzdu sa vypočíta skutočná práca cyklu integrovaním skutočného výkonu motora počas cyklu.

Skúška WHSC je opísaná v tabuľke 1. Okrem režimu 1 je začiatok každého režimu definovaný ako začiatok stupňovitého prechodu z predchádzajúceho cyklu.

Tabuľka 1

Skúšobný cyklus WHSC

Režim Normalizované otáčky (v percentách) Normalizovaný krútiaci moment (v percentách) Dĺžka trvania režimu (s) vrátane 20 s stupňovitého prechodu 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 Spolu 1 895

7.3. Všeobecná postupnosť skúšky

Ďalej uvedený vývojový diagram uvádza všeobecné pokyny, ktoré by sa mali dodržiavať počas skúšky. Podrobnosti o každom kroku sú uvedené v príslušných bodoch. Odchýlky od všeobecných pokynov sú povolené v prípade potreby, avšak konkrétne požiadavky v príslušných bodoch sú záväzné.

Pokiaľ ide o skúšku WHTC, skúšobný postup pozostáva zo skúšky so štartom za studena, ktorá nasleduje buď po prirodzenom, alebo po nútenom dobehu motora, odstavení za tepla a skúške so štartom za tepla.

Pokiaľ ide o skúšku WHSC, skúšobný postup pozostáva zo skúšky so štartom za tepla, ktorá nasleduje po predkondicionovaní motora v režime WHSC 9.

7.4. Mapovanie motora a referenčný cyklus

Meranie motora, kontroly výkonu motora a kalibrácie systému vykonávané pred skúškou motora sa musia uskutočniť pred mapovaním motora v súlade so všeobecnými fázami uvedenými v bode 7.3.

Ako základ pre vytvorenie referenčného cyklu WHTC a WHSC sa musí motor mapovať v prevádzke pri plnom zaťažení, aby sa stanovili krivky závislosti otáčok na maximálnom krútiacom momente a závislosti otáčok na maximálnom výkone. Mapovacia krivka sa použije na denormalizovanie otáčok motora (bod 7.4.6) a krútiaceho momentu motora (bod 7.4.7).

7.4.1. Zahriatie motora

Motor sa musí zahriať na hodnotu medzi 75 % a 100 % jeho maximálneho výkonu alebo podľa odporúčania výrobcu alebo osvedčeného technického posudku. Keď sa zahriatie motora blíži ku koncu, motor musí byť v prevádzke aspoň 2 minúty alebo pokiaľ termostat motora nevyreguluje teplotu motora s cieľom stabilizovať teplotu chladiacej kvapaliny motora a mazacieho oleja v rámci ± 2 % ich strednej hodnoty.

7.4.2. Určenie rozsahu mapovacích otáčok

Minimálne a maximálne mapovacie otáčky sú definované takto:

Minimálne mapovacie otáčky = oľnobežné otáčky Maximálne mapovacie otáčky = n hi × 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 je motor stabilizovaný podľa bodu 7.4.1, vykoná sa mapovanie motora podľa nasledujúceho postupu:

a) motor sa odľahčí a pracuje pri voľnobežných otáčkach;

b) motor beží podľa maximálnej požiadavky operátora pri minimálnych mapovacích otáčkach;

c) otáčky motora sa zvýšia priemernou rýchlosťou 8 ± 1 min–1 z minimálnych na maximálne mapovacie otáčky, alebo pri takom konštantnom pomere, ktorý zaberie 4 až 6 minút pri prechode z minimálnych na maximálne mapovacie otáčky, body otáčok a krútiaceho momentu motora sa zaznamenávajú s frekvenciou záznamu najmenej jeden bod za sekundu.

Pri výbere možnosti b) v bode 7.4.7 na určenie negatívneho referenčného krútiaceho momentu mapovacia krivka môže priamo pokračovať s minimálnou požiadavkou operátora 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 mapovacích techník uvedených v tomto bode musí z dôvodov bezpečnosti alebo reprezentatívnosti schváliť orgán typového schvaľovania, ktorý zároveň zdôvodní ich používanie. V žiadnom prípade sa však nesmú pre priebeh krivky krútiaceho momentu 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 musí pred začiatkom skúšobného cyklu opakovane zmapovať vtedy, keď:

a) podľa technického posudku uplynul od poslednej analýzy neprimerane dlhý čas alebo

b) na motore boli vykonané fyzické zmeny alebo sa uskutočnili opakované kalibrácie, ktoré potenciálne môžu vplývať na jeho výkon.

7.4.6. Denormalizácia otáčok motora

Na vytvorenie referenčných cyklov, sa normalizované otáčky doplnku 1 (WHTC) a tabuľky 1 (WHSC) musia denormalizovať pomocou tejto rovnice:

(9)

Na určenie n pref, integrál maximálnych otáčok sa vypočíta od n idle do n 95h z mapovacej krivky motora, ako je určené v súlade s bodom 7.4.3.

Otáčky motora na obrázkoch 4 a 5 sú definované takto:

n lo sú najnižšie otáčky, pri ktorých výkon dosahuje 55 % maximálneho výkonu, n pref sú otáčky motora, keď integrál maximálneho mapovacieho krútiaceho momentu je 51 % celého integrálu medzi n idle a n 95h, n hi sú najvyššie otáčky, pri ktorých výkon dosahuje 70 % maximálneho výkonu, n idle sú voľnobežné otáčky, n 95h 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 n hi alebo n 95h, sa uplatňujú tieto ustanovenia:

n hi je v rovnici 9 nahradená n Pmax × 1,02, n 95h je nahradená n Pmax × 1,02.

7.4.7. Denormalizácia krútiaceho momentu motora

Hodnoty krútiaceho momentu motora v rozvrhu skúšky s motorom na dynamometri v doplnku 1 (WHTC) a v tabuľke 1 (WHSC) sú normalizované na maximálny krútiaci moment pri príslušných otáčkach. Na vytvorenie referenčných cyklov sa musia hodnoty krútiaceho momentu pre každú jednu referenčnú hodnotu otáčok, ako je vymedzené v bode 7.4.6, denormalizovať pomocou mapovacej krivky vymedzenej podľa bodu 7.4.3, takto:

(10)

kde:

M norm,i je normalizovaný krútiaci moment, v %, M max,i je maximálny krútiaci moment z mapovacej krivky, v Nm, M f,i je krútiaci moment absorbovaný pomocným zariadením/vybavením, ktoré sa má namontovať, v Nm, M r,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 7, M f a M r je nula.

Záporné hodnoty krútiaceho momentu v motorických bodoch (, m‘ v doplnku 1) sa na účely vytvorenia referenčného cyklu prevedú na referenčné hodnoty vymedzené jedným z týchto spôsobov:

a) záporných 40 % kladného krútiaceho momentu, ktorý je dosiahnuteľný v bode priradených 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 n hi a linerárna interpolácia medzi týmito dvomi bodmi.

7.4.8. Výpočet práce referenčného cyklu

Práca referenčného cyklu sa musí vymedziť počas skúšobného cyklu prostredníctvom súčasného výpočtu okamžitých hodnôt pre výkon motora z referenčných otáčok a referenčného krútiaceho momentu, ako je vymedzené v bodoch 7.4.6 a 7.4.7. Okamžité hodnoty výkonu motora sa musia integrovať počas skúšobného cyklu tak, aby sa dala vypočítať práca referenčného cyklu W ref (kWh). Ak nie sú pomocné zariadenia namontované v súlade s bodom 6.3.1, okamžité hodnoty výkonu sa musia korigovať pomocou rovnice (4) v bode 6.3.5.

Rovnaký postup sa používa na integrovanie referenčného aj 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 zahrnú sa do výpočtu. Ak sa integrácia vykonáva pri frekvencii nižšej ako 5 Hz a ak sa v priebehu daného časového úseku zmení hodnota krútiaceho momentu z kladnej na zápornú alebo zo zápornej na kladnú, záporná časť sa zahrnie do výpočtu a nastaví sa na nulu. Kladná časť sa zahrnie do integrovanej hodnoty.

7.5. Postupy pred skúškou

7.5.1. Inštalácia meracích zariadení

Prístrojové vybavenie a odberové sondy sa nainštalujú podľa potreby. Koncová rúra sa pripojí k systému s riedením plného prietoku, ak sa používa.

7.5.2. Príprava meracieho zariadenia na odber

Pred začiatkom odberu emisií sa musia vykonať 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 sérií, musí byť pripojené čisté úložné médium, ako napríklad vzduchoprázdne vaky;

c) zapnú sa všetky meracie prístroje podľa pokynov výrobcu prístroja a osvedčeného technického posudku;

d) zapnú sa systémy na zrieďovanie, čerpadlá na odber vzoriek, chladiace ventilátory a systém na zber 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 potrubia na odber vzoriek, filtre, chladiče a čerpadlá sa musia stabilizovať na ich prevádzkové teploty;

h) prietok zrieďovacieho systému výfukových plynov sa musí zapnúť aspoň 10 minút pred skúškou;

i) všetky elektronické integračné zariadenia sa pred začiatkom každého skúšobného intervalu musia vynulovať alebo opätovne nastaviť na nulu.

7.5.3. Kontrola analyzátorov plynu

Musí sa zvoliť rozsahy analyzátorov plynu. Analyzátory emisií s automatickým alebo ručným prepínaním medzi rozsahmi sú povolené. Počas skúšobného cyklu sa nesmie prepínať rozsah emisií analyzátora. Zároveň nesmú byť počas skúšobného cyklu prepnuté nastavenia zosilnenia analógového prevádzkového zosilňovača resp. zosilňovačov.

Odozva na nulovací plyn a na plyn na nastavenie meracieho rozsahu sa musí určiť pre všetky analyzátory pomocou medzinárodne stanovených kalibračných plynov, ktoré spĺňajú špecifikácie bodu 9.3.3. FID analyzátory musia byť kalibrované na základe uhľovodíka jedna (C1).

7.5.4. Príprava odberového filtra častíc

Najmenej hodinu pred začiatkom skúšky sa filter vloží do Petriho misky, ktorá je chránená pred kontamináciou prachom a umožňuje výmenu vzduchu, a umiestni sa do váhovej komory na účely stabilizácie. Na konci stabilizácie sa filter odváži a zaznamená sa hmotnosť obalu. Filter sa potom vloží do uzavretej Petriho misky alebo utesneného držiaka filtrov až dovtedy, kým bude potrebný pri výkone skúšky. Filter sa použije do ôsmich hodín od vybratia z váhovej komory.

7.5.5. Nastavenie zrieďovacieho systému

Celkový prietok zriedených výfukových plynov cez systém s riedením plného prietoku alebo prietok zriedených výfukových plynov cez systém s riedením časti prietoku sa nastaví tak, aby v systéme nedochádzalo ku kondenzácii vody a aby sa teplota vo vstupnej časti filtra pohybovala v rozmedzí od 315 K (42 °C) do 325 K (52 °C).

7.5.6. Spúšťanie systému odberu vzoriek častíc

Systém odberu vzoriek častíc sa spustí a nechá sa bežať na obtoku (by-pass). Hladina pozadia častíc v zrieďovacom prostriedku sa môže určiť odberom vzorky zrieďovacieho prostriedku pred vstupom výfukových plynov do zrieďovacieho tunela. Meranie možno vykonať pred skúškou alebo po nej. Ak sa meranie vykonáva na začiatku aj na konci cyklu, môžu sa stanoviť priemerné hodnoty. Ak sa pri meraní pozadia používa iný systém na odber vzoriek, meranie sa musí vykonať súbežne so skúškou.

7.6. Skúšobný postup WHTC

7.6.1. Dobeh motora

Môže sa použiť postup prirodzeného alebo núteného dobehu. V prípade núteného dobehu sa na základe osvedčeného technického posudku nastavia systémy, ktoré vháňajú do motora chladiaci vzduch a chladný olej do systému mazania motora, a tak odvádzajú cez systém chladenia motora teplo z chladiacej kvapaliny a zo systému dodatočnej úpravy výfukových plynov. V prípade núteného dobehu systému dodatočnej úpravy výfukových plynov sa vzduch nevpúšťa, kým teplota systému dodatočnej úpravy výfukových plynov neklesne pod hodnotu katalytickej aktivácie. Nie je povolený žiadny postup chladenia, ktorý by spôsobil nereprezentatívnosť výsledných hodnôt emisií.

7.6.2. Skúška so štartom za studena

Skúška so štartom za studena sa začína vtedy, keď je teplota maziva motora, chladiacej kvapaliny a systémov dodatočnej úpravy výfukových plynov v rozmedzí od 293 do 303 K (20 and 30 °C). Motor sa naštartuje pomocou jedného z týchto postupov:

a) motor sa naštartuje podľa postupu štartovania odporúčaného výrobcom v príručke používateľa pomocou buď sériovo vyrobeného štartéra a dostatočne nabitej batérie alebo iného vhodného zdroja energie, alebo

b) motor sa naštartuje pomocou dynamometra. Motor beží v rámci ± 25 % svojich bežných prevádzkových spúšťacích otáčok. Roztáčanie sa zastaví do 1 sekundy po naštartovaní motora. Ak sa motor nenaštartuje po 15 sekundách roztáčania, roztáčanie 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 je normálny jav.

7.6.3. Fáza odstavenia za tepla

Bezprostredne po dokončení skúšky so štartom za studena sa motor kondicionuje na skúšku so štartom za tepla s použitím odstavenia za tepla trvajúcim 10 ± 1 minútu.

7.6.4. Skúška so štartom za tepla

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. Postupnosť skúšky

Skúšobná postupnosť pre skúšku so štartom za studena ako aj za tepla sa musí začať pri naštartovaní motora. Po naštartovaní motora, regulácia cyklu sa spustí tak, že prevádzka motora zodpovedá prvému nastavovaciemu bodu skúšobného cyklu.

Skúška WHTC sa vykonáva podľa referenčného cyklu stanoveného v bode 7.4. Nastavovacie body, ktoré určujú otáčky a krútiaci moment motora, musia byť udávané s frekvenciou najmenej 5 Hz (odporúča sa frekvencia 10 Hz). Nastavovacie body sa vypočítajú lineárnou interpoláciou medzi 1 Hz nastavovacími bodmi referenčného cyklu. Skutočné otáčky a krútiaci moment sa v priebehu skúšobného cyklu zaznamenávajú najmenej raz za sekundu (1 Hz) a tieto signály môžu byť elektronicky filtrované.

7.6.6. Zhromažďovanie príslušných údajov týkajúcich sa emisií

Na začiatku skúšky sa meracie zariadenia musia uviesť do činnosti súčasne so:

a) začiatkom odberu alebo analýzy zrieďovacieho prostriedku, ak sa používa systém s riedením 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 neupravených výfukových plynov;

e) začiatkom zaznamenávania nameraných hodnôt otáčok a krútiaceho momentu 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 aspoň 1 Hz. Pri analógových analyzátoroch sa zaznamenáva odozva a kalibračné údaje sa môžu použiť online alebo offline pri vyhodnocovaní údajov.

Ak sa používa systém s riedením 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 skúšobného cyklu. Čas odozvy systému nesmie byť väčší ako 20 sekúnd a musí byť koordinovaný s kolísaním prietoku CVS, a pokiaľ je to potrebné, aj s odchýlkami času odberu vzoriek/skúšobného cyklu. Koncentrácie CO, CO2 a NMHC sa určujú integráciou signálov nepretržitého merania alebo analýzou koncentrácií plynov zhromaždených v priebehu cyklu vo vaku na odber vzoriek. Koncentrácie plynných znečisťujúcich látok v zrieďovacom prostriedkom sa musia určiť pred bodom, keď sa výfukové plyny dostávajú do zrieďovacieho tunela, a to zlúčením alebo odberom do vaku. Všetky ostatné parametre, ktoré je potrebné merať, sa zaznamenávajú rýchlosťou najmenej jedno meranie za sekundu (1 Hz).

7.6.7. Odber vzoriek častíc

Na začiatku skúšky sa systém odberu vzoriek častíc prepne z obtoku na režim odberu častíc.

Ak sa používa systém s riedením časti prietoku, odberové čerpadlo(-á) sa nastaví(-ia) tak, aby sa prietok odberovou sondou častíc alebo prenosovou trubicou udržiaval na hodnote proporcionálnej k hmotnostnému prietoku výfukových plynov v súlade s bodom 9.4.6.1.

Ak sa používa systém s riedením plného prietoku, odberové čerpadlo(-á) sa nastaví(-ia) tak, aby sa prietok cez odberovú sondu častíc alebo prenosovú trubicu udržiaval na hodnote stanoveného prietoku s prípustnou odchýlkou ±2,5 %. Ak sa používa kompenzácia prietoku (t. j., proporcionálna regulácia prietoku vzorky), musí sa preukázať, že pomer prietoku hlavným tunelom k prietoku vzorky častíc sa od jeho nastavenej hodnoty nelíši o viac ako ±2,5 % (s výnimkou prvých desiatich sekúnd odberu vzoriek). Zaznamenáva sa priemerná teplota a priemerný tlak na vstupe plynomera(-ov) alebo prístrojov na meranie prietoku. Ak nie je možné udržať nastavený prietok počas celého cyklu (v tolerancii ±2,5 %) v dôsledku vysokého zaťaženia filtra tuhými znečisťujúcimi látkami, skúška je neplatná. Skúška sa musí zopakovať pri nižšom prietoku vzorky.

7.6.8. Zastavenie motora a chybná funkcia zariadenia

Ak sa motor zastaví kedykoľvek v priebehu skúšky so štartom za studena, skúška je neplatná. Motor sa musí predkondicionovať a opätovne naštartovať podľa požiadaviek bodu 7.6.2 a skúška sa zopakuje.

Ak sa motor zastaví kedykoľvek v priebehu skúšky so štartom za tepla, skúška je neplatná. Motor sa odstaví v súlade s bodom 7.6.3 a skúška so štartom za tepla sa zopakuje. V tomto prípade nie je nutné opakovať skúšku so štartom za studena.

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 postup 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 na odber vzoriek predkondicionujú prostredníctvom prevádzky motora v režime 9 (pozri bod 7.2.2, tabuľka 1) minimálne na 10 minút, pričom súčasne je v prevádzke zrieďovací systém. Môže sa vykonať orientačný odber vzoriek emisií častíc. Tieto odberové filtre sa nemusia stabilizovať alebo vážiť a možno ich vyradiť. Prietok sa nastaví približne na hodnotu prietoku zvolenú pre skúšku. Motor sa po predkondicionovaní musí vypnúť.

7.7.2. Naštartovanie motora

5 ± 1 minútu 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. Skúšobný postup

Skúšobný postup začne po naštartovaní motora a do jednej minúty po nastavení motora na prvú skúšobnú fázu cyklu (voľnobeh).

Skúška WHSC sa vykonáva podľa poradia skúšobných režimov uvedených v tabuľke 1 v bode 7.2.2.

7.7.4. Zhromažďovanie príslušných údajov týkajúcich sa emisií

Na začiatku skúšky sa meracie zariadenia sa musia uviesť do činnosti súčasne so:

a) začiatkom odberu alebo analýzy zrieďovacieho prostriedku, ak sa používa systém s riedením 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 neupravených výfukových plynov;

e) začiatkom zaznamenávania nameraných hodnôt otáčok a krútiaceho momentu 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 aspoň 1 Hz. Pri analógových analyzátoroch sa zaznamenáva odozva a kalibračné údaje sa môžu použiť online alebo offline pri vyhodnocovaní údajov.

Ak sa používa systém s riedením 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 skúšobného cyklu. Čas odozvy systému nesmie byť väčší ako 20 sekúnd a musí byť koordinovaný s kolísaním prietoku CVS, a pokiaľ je to potrebné, aj s odchýlkami času odberu vzoriek/skúšobného cyklu. Koncentrácie CO, CO2 a NMHC sa určujú integráciou signálov nepretržitého merania alebo analýzou koncentrácií plynov zhromaždených v priebehu cyklu vo vaku na odber vzoriek. Koncentrácie plynných znečisťujúcich látok v zrieďovacom prostriedkom sa musia určiť pred bodom, kedy sa výfukové plyny dostávajú do zrieďovacieho tunela, a to zlúčením alebo odberu do vaku. Všetky ostatné parametre, ktoré je potrebné merať, sa zaznamenávajú rýchlosťou najmenej jedno meranie za sekundu (1 Hz).

7.7.5. Odber vzoriek častíc

Na začiatku skúšky sa systém odberu vzoriek častíc prepne z obtoku na režim odberu častíc. Ak sa používa systém s riedením časti prietoku, odberové čerpadlo(-á) sa nastaví(-ia) tak, aby sa prietok odberovou sondou častíc alebo prenosovou trubicou udržiaval na hodnote proporcionálnej k hmotnostnému prietoku výfukových plynov v súlade s bodom 9.4.6.1.

Ak sa používa systém s riedením plného prietoku, odberové čerpadlo(-á) sa nastaví(-ia) tak, aby sa prietok cez odberovú sondu častíc alebo prenosovú trubicu udržiaval na hodnote stanoveného prietoku s prípustnou odchýlkou ±2,5 %. Ak sa používa kompenzácia prietoku (t.j., proporcionálna regulácia prietoku vzorky), musí sa preukázať, že pomer prietoku hlavným tunelom k prietoku vzorky častíc sa od jeho nastavenej hodnoty nelíši o viac ako ±2,5 % (s výnimkou prvých desiatich sekúnd odberu vzoriek). Zaznamenáva sa priemerná teplota a priemerný tlak na vstupe plynomera(-ov) alebo prístrojov na meranie prietoku. Ak nie je možné udržať nastavený prietok počas celého cyklu (v tolerancii ±2,5 %) v dôsledku vysokého zaťaženia filtra časticami, skúška je neplatná. Skúška sa musí zopakovať pri nižšom prietoku vzorky.

7.7.6. Zastavenie motora a chybná funkcia zariadenia

Ak sa motor zastaví kedykoľvek počas cyklu, skúška je neplatná. Motor sa musí predkondicionovať podľa bodu 7.7.1 a opätovne naštartovať podľa bodu 7.7.2 a skúška sa zopakuje.

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

Po vykonaní skúšky sa ukončí meranie hmotnostného prietoku výfukových plynov, objemu zriedených výfukových plynov, prietoku plynov do zberných vakov a zastaví sa čerpadlo na odber vzoriek častíc. V prípade integračného analytického systému musí odber vzoriek pokračovať až do uplynutia časových intervalov odozvy systému.

7.8.2. Overenie proporčného odberu vzoriek

V prípade každého odoberania vzoriek sérií, ako napríklad odberu do vaku alebo odberu častíc, musí sa overiť, že sa dodržalo proporčné odoberanie vzoriek podľa bodov 7.6.7 a 7.7.5. Každá vzorka, ktorá nespĺňa požiadavky, sa považuje za neplatnú.

7.8.3. Kondicionovanie a váženie PM

Filter častíc sa umiestni do zakrytých alebo zapečatených nádob alebo na držiak filtrov, ktorý musí byť uzavretý, aby ochránil vzorkovacie filtre pred kontamináciou okolia. Takto chránený sa filter vráti do vážiacej komory. Filter sa kondicionuje aspoň jednu hodinu a potom sa váži podľa bodu 9.4.5. Zaznamená sa hrubá hmotnosť filtra.

7.8.4. Overenie posunu

Čo najskôr, ale najneskôr do 30 minút po dokončení skúšobného cyklu alebo počas odstavenia, sa musia stanoviť rozsahy odoziev na nulovací plyn a na plyn na nastavenie meracieho rozsahu plynového analyzátora. Na účely tohto bodu sa skúšobný cyklus definuje takto:

a) pre WHTC: úplná postupnosť za studena – odstavenie – za tepla,

b) pre skúšky WHTC so štartom za tepla (bod 6.6): postupnosť odstavenie – za tepla,

c) pre mnohonásobné regeneračné skúšky WHTC so štartom za tepla (bod 6.6): celkový počet skúšok so štartom za tepla,

d) pre WHSC: skúšobný cyklus.

Tieto ustanovenia sa uplatňujú na posun analyzátora:

a) odozvy na nulovací plyn a na plyn na nastavenie meracieho rozsahu pred skúškou a po skúške sa môžu priamo vložiť do rovnice 66 uvedenej v bode 8.6.1, bez určenia posunu;

b) ak je rozdiel posunu medzi výsledkami pred skúškou a po skúške menší ako 1 % celej škály, namerané koncentrácie sa môžu použiť nekorigované alebo sa môžu korigovať pre posun podľa bodu 8.6.1;

c) ak je rozdiel posunu medzi výsledkami pred skúškou a po skúške rovný alebo väčší ako 1 % celej škály, skúška sa považuje za neplatnú alebo sa namerané koncentrácie môžu korigovať pre posun podľa bodu 8.6.1.

7.8.5. Analýza plynných vzoriek odobratých do vaku

V rámci možností sa vykoná toto:

a) plynné vzorky z odobraté z vaku sa analyzujú najneskôr do 30 minút po dokončení skúšky so štartom za tepla alebo počas odstavenia pre skúšku so štartom za studena;

b) vzorky odobraté z pozadia sa musia analyzovať najneskôr 60 minút po dokončení skúšky so štartom za tepla.

7.8.6. Validácia práce cyklu

Predtým, ako sa prikročí k výpočtu skutočnej práce cyklu, sa vypustia všetky body merania zaznamenané pri štartovaní motora. Skutočná práca cyklu sa vymedzí počas skúšobného cyklu súčasným použitím hodnôt skutočných otáčok a skutočného krútiaceho momentu na vypočítanie okamžitých hodnôt pre výkon motora. Hodnoty okamžitého výkonu motora musia byť integrované počas skúšobného cyklu, aby sa dala vypočítať skutočná práca cyklu W act (kWh). Ak nie sú pomocné zariadenia/vybavenie namontované v súlade s bodom 6.3.1, hodnoty okamžitého výkonu sa musia korigovať pomocou rovnice (4) v bode 6.3.5.

Rovnaká metodológia, ako je opísaná v bode 7.4.8 sa použije na integrovanie skutočného výkonu motora.

Skutočná práca cyklu W act sa použije na porovnanie s prácou referenčného cyklu W ref a na výpočet emisií špecifických pre brzdu (pozri bod 8.6.3).

W act musí byť v rozmedzí od 85 % do 105 % W ref.

7.8.7. Štatistické potvrdenie správnosti skúšobného cyklu

Pre otáčky, krútiaci moment a výkon pre WHTC a WHSC sa urobí lineárna regresia skutočných hodnôt (n act, M act, P act) na referenčné hodnoty (n ref, M ref, P ref).

Na účely minimalizácie skresľujúceho účinku časového oneskorenia medzi skutočnými a referenčnými hodnotami cyklu sa celý sled skutočných signálov otáčok motora a krútiaceho momentu môže časovo posunúť pred sled referenčných otáčok a krútiaceho momentu alebo zaň. Ak sa posunú skutočné signály, aj hodnoty otáčok krútiaceho momentu sa musia posunúť o rovnaký úsek a v rovnakom smere.

Používa sa metóda najmenších štvorcov, pričom rovnica najlepšieho prispôsobenia má tento tvar:

(11)

kde:

y je skutočná hodnota otáčok (min–1), krútiaceho momentu (Nm) alebo výkonu (kW), a1 je sklon (smernica) regresnej priamky, x je referenčná hodnota otáčok (min–1), krútiaceho momentu (Nm) alebo výkonu (kW), a0 je úsek na osi y regresnej priamky.

Pre každú regresnú priamku sa vypočíta štandardná chyba odhadovanej hodnoty (SEE) ako y = f(x) a koeficient určenia (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 tabuľke 3 (WHSC).

Tabuľka 2

Prípustné odchýlky regresnej priamky pre WHTC

Otáčky Krútiaci moment Výkon Štandardná chyba odhadovanej hodnoty (SEE) y ako funkcia x max. 5 % maximálnych skúšobných otáčok max. 10 % maximálneho krútiaceho momentu motora max. 10 % maximálneho výkonu motora Sklon regresnej priamky, a1 0,95 až 1,03 0,83 – 1,03 0,89 – 1,03 Koeficient určenia, r2 minimálne 0,970 minimálne 0,850 minimálne 0,910 Úsek na osi y regresnej priamky, a0 max. 10 % otáčok voľnobehu ± 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 odchýlky regresnej priamky pre WHSC

Otáčky Krútiaci moment Výkon Štandardná chyba odhadovanej hodnoty (SEE) y ako funkcia x max. 1 % maximálnych skúšobných otáčok max. 2 % maximálneho krútiaceho momentu motora max. 2 % maximálneho výkonu motora Sklon regresnej priamky, a1 0,99 až 1,01 0,98 – 1,02 0,98 – 1,02 Koeficient určenia, r2 minimálne 0,990 minimálne 0,950 minimálne 0,950 úsek na osi y regresnej priamky, 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 prípustné vyradiť pred regresnými výpočtami body, ako sa uvádza v tabuľke 4. Tieto body však nemožno vyradiť pri výpočte práce cyklu a emisií. Vyradenie bodu možno uplatniť na celý cyklus alebo na akúkoľvek jeho časť.

Tabuľka 4

Povolené prípady vyradenia bodov z regresnej analýzy

Udalosť Podmienky Povolené vyradenie bodov Minimálna požiadavka operátora (bod voľnobehu) n ref = 0 % a M ref = 0 % a M act > (M ref – 0,02M max. zmapovaný krút. moment) a M act < (M ref + 0,02M max. zmapovaný krút. moment) otáčky a výkon Minimálna požiadavka operátora (motorický bod) M ref < 0 % výkon a krútiaci moment Minimálna požiadavka operátora n act ≤ 1,02 n ref a M act > M ref alebo n act > n ref a M act ≤ M ref' alebo n act > 1,02 n ref a M ref < M act ≤ (M ref + 0,02M max. zmapovaný krút. moment) výkon a buď krútiaci moment, alebo otáčky Maximálna požiadavka operátora n act < n ref a M act ≥ M ref alebo n act ≥ 0,98 n ref a M act < M ref alebo n act < 0,98 n ref a M ref > M act ≥ (M ref – 0,02M max. zmapovaný krút. moment) výkon a buď krútiaci moment, alebo otáčky

8. VÝPOČET EMISIÍ

Konečný výsledok skúšky sa v súlade s ASTM E 29-06B v jednom kroku zaokrúhli na taký počet desatinných miest na pravo 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 hodnoty emisií špecifických pre brzdu.

Príklady postupu výpočtu sú uvedené v doplnku 6.

Výpočet emisií na molekulovej báze v súlade s prílohou 7 globálneho technického predpisu č. [xx] týkajúci sa skúšobného protokolu výfukových emisií pre necestné pojazdné stroje (NRMM), je povolený s predchádzajúcim súhlasom orgánu typového schvaľovania.

8.1. Korekcia suchého na vlhký stav

Ak sa emisie merajú na suchom základe, nameraná koncentrácia sa prepočíta na vlhký základ podľa uvedeného vzorca:

(12)

kde:

c d je koncentrácia v suchom stave, ppm alebo % objemu, kw je korekčný faktor zo suchého na vlhký stav (k w,a, k w,e alebo k w,d v závislosti použitej príslušnej rovnice).

8.1.1. Neupravené výfukové plyny

(13)

alebo

(14)

alebo

(15)

s

(16)

a

(17)

kde:

H a je vlhkosť nasávaného vzduchu, g vody na kg suchého vzduchu, w ALF je obsah vodíka v palive, v hmotnostných percentách, q mf,i je okamžitý hmotnostný prietok paliva, v kg/s, q mad,I je okamžitý hmotnostný prietok nasávaného vzduchu v suchom stave, v kg/s, p r je tlak vodných pár po ochladzujúcom kúpeli, v kPa, p b je celkový atmosférický tlak, v kPa, w DEL je obsah dusíka v palive, v hmotnostných percentách, w EPS je obsah kyslíka v palive, v hmotnostných percentách, α je molekulový pomer vodíka paliva, c CO2 je koncentrácia CO2 v suchom stave, v %, c CO 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)

s

(20)

kde:

α je molekulový pomer vodíka paliva, c CO2w je koncentrácia CO2 vo vlhkom stave, v %, c CO2d je koncentrácia CO2 v suchom stave, v %, H d je vlhkosť zrieďovacieho prostriedku, g vody na kg suchého vzduchu, H a je vlhkosť nasávaného vzduchu, g vody na kg suchého vzduchu, D je zrieďovací faktor (pozri bod 8.5.2.3.2).

8.1.3. Zrieďovací prostriedok

(21)

s

(22)

kde:

H d je vlhkosť zrieďovacieho prostriedku, g vody na kg suchého vzduchu.

8.2. Korekcia NOx vzhľadom na vlhkosť

Keďže emisie NOx závisia od podmienok okolitého vzduchu, hodnota koncentrácie NOx sa musí korigovať vzhľadom na 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:

H a je vlhkosť nasávaného vzduchu, g vody na kg suchého vzduchu.

8.2.2. Zážihové motory

(24)

kde:

H a je vlhkosť nasávaného vzduchu, g vody na kg suchého vzduchu.

8.3. Korekcia filtra častíc na vztlak vzduchu

Na hmotnosti odberového filtra sa musí vykonať korekcia na vztlak vzduchu. Korekcia na vztlak vzduchu závisí od hustoty odberového filtra, hustoty vzduchu a hustoty kalibračného závažia váh a nezohľadňuje vztlak samotných častíc. Korekcia na vztlak vzduchu sa použije na hmotnosť obalu filtra a celkovú hmotnosť filtra.

Ak hustota materiálu filtra nie je známa, použijú sa tieto hustoty:

a) sklené vlákna potiahnuté teflónom: 2 300 kg/m3;

b) filter s teflónovou membránou: 2 144 kg/m3;

c) filter s teflónovou membránou a polymetylpenténovým nosným krúžkom: 920 kg/m3.

V prípade kalibračných závaží z nerezovej ocele sa použije sa hustota 8 000 kg/m3. Ak je kalibračné závažie vyrobené z iného materiálu, je potrebné poznať jeho hustotu.

Použije sa táto rovnica:

(25)

s

(26)

kde:

m uncor je nekorigovaná hmotnosť filtra častíc, v mg, ρ a je hustota vzduchu, v kg/m3, ρ w je hustota kalibračného závažia váh, v kg/m3, ρ f je hustota odberového filtra častíc, v kg/m3, p b je celkový atmosférický tlak, v kPa, T a je teplota vzduchu v prostredí váh, v K, 28,836 je molekulová hmotnosť vzduchu pri referenčnej vlhkosti (282,5 K), v g/mol, 8,3144 je molekulová konštanta plynu.

Hmotnosť vzorky častíc mp použitá v bodoch 8.4.3 a 8.5.3 sa vypočíta takto:

(27)

kde:

m f,G je korigovaná celková hmotnosť filtra častíc na vztlak vzduchu, v mg, m f,T je korigovaná hmotnosť obalu filtra častíc na vztlak vzduchu, v mg.

8.4. Riedenie časti prietoku (PFS) a meranie neupravených výfukových plynov

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. Rozdiely v odozve sa vyriešia časovou synchronizáciou signálov. V prípade častíc sa signály hmotnostného prietoku výfukových plynov použijú na nastavenie systému s riedením 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. Celý skúšobný postup je schematicky opísaný na obrázku 6.

8.4.1. Určenie hmotnostného prietoku výfukových plynov

8.4.1.1. Úvod

Na výpočet emisií v neupravených výfukových plynoch a na regulovanie systému s riedením časti prietoku je potrebné poznať hmotnostný prietok výfukových plynov. Na stanovenie hmotnostného prietoku výfukových plynov sa môže použiť ktorákoľvek metóda opísaná 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 regulácie 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 (look ahead control)‘ založenou na vopred zaznamenanom chode skúšky, musí byť čas odozvy systému merania prietoku výfukových plynov ≤ 5, s dobou nábehu ≤ 1 s. Čas odozvy systému určuje 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:

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 inštaláciu zariadenia do výfukového systému motora podľa odporúčania výrobcu a osvedčenej technickej praxe. Inštaláciou zariadenia nesmie byť ovplyvnený hlavne výkon motora a emisie.

Prietokomery musia 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:

(28)

kde:

q mew,i je okamžitý hmotnostný prietok výfukových plynov, v kg/s, q maw,i je okamžitý hmotnostný prietok nasávaného vzduchu, v kg/s, q mf,i je okamžitý hmotnostný prietok paliva, v kg/s.

Prietokomery musia spĺňať požiadavky na linearitu uvedené v bode 9.2, no musia byť presné v dostatočnej miere, aby spĺňali aj požiadavky na linearitu pre prietok výfukových plynov.

8.4.1.5. Stopovacia meracia metóda

Zahŕňa meranie koncentrácie stopovacieho plynu vo výfukovom plyne.

Známe množstvo inertného plynu (napr. čisté hélium) sa vstrekne do prietoku výfukových plynov ako stopovací plyn. Plyn sa zmieša a zriedi výfukovým plynom, ale nesmie reagovať vo výfukovom potrubí. Koncentrácia plynu sa potom meria vo vzorke výfukových plynov.

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 vstreku stopovacieho plynu. Odberová sonda môže byť umiestnená bližšie k miestu vstreku, 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 voľnobehu motora po zmiešaní, bola nižšia než je plný rozsah stupnice analyzátora stopovacieho plynu.

Prietok výfukových plynov sa vypočíta takto:

(29)

kde:

q mew,i je okamžitý hmotnostný prietok výfukových plynov, v kg/s, qvt je prietok stopovacieho plynu, v cm3/min, c mix,i je okamžitá koncentrácia stopovacieho plynu po zmiešaní, v ppm, ρ e je hustota výfukových plynov, kg/m3 (porovnaj s tabuľkou 4), c b je koncentrácia pozadia stopovacieho plynu v nasávanom vzduchu, v ppm.

Koncentrácia pozadia stopovacieho plynu (c b) sa môže stanoviť spriemerovaním koncentrácie pozadia nameranej bezprostredne pred priebehom skúšky a po skúške.

Keď je koncentrácia pozadia menšia než 1 % koncentrácie stopovacieho plynu po zmiešaní (c mix,i) pri maximálnom prietoku výfukových plynov, koncentrácia pozadia sa môže zanedbať.

Celý systém musí spĺňať požiadavky na linearitu pre prietok výfukových plynov uvedené v bode 9.2.

8.4.1.6. Metóda merania prietoku vzduchu a pomeru vzduchu a paliva

Zahŕňa výpočet hmotnosti výfukových plynov z prietoku vzduchu a pomeru vzduchu a paliva. Okamžitý hmotnostný prietok výfukových plynov sa vypočíta takto:

(30)

s

(31)

(32)

kde:

q maw,i je okamžitý hmotnostný prietok nasávaného vzduchu, v kg/s, A/F st je stechiometrický pomer vzduchu a paliva, v kg/kg, λ i je okamžitý pomer nadbytočného vzduchu, c CO2d je koncentrácia CO2 v suchom stave, v %, c COd je koncentrácia CO v suchom stave, v ppm, c HCw 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 zariadenie na meranie pomeru vzduchu a paliva, napr. snímač typu zirkónium, 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)

s

(34)

a

(35)

kde:

q mf,i je okamžitý hmotnostný prietok paliva, v kg/s, H a je vlhkosť nasávaného vzduchu, g vody na kg suchého vzduchu, w BET je obsah uhlíka v palive, v hmotnostných percentách, w ALF je obsah vodíka v palive, v hmotnostných percentách, w DEL je obsah dusíka v palive, v hmotnostných percentách, w EPS je obsah kyslíka v palive, v hmotnostných percentách, c CO2d je koncentrácia CO2 v suchom stave, v %, c CO2d,a je koncentrácia CO2 v suchom stave v nasávanom vzduchu, v %, c CO je koncentrácia CO v suchom stave, v ppm, c HCw je koncentrácia HC vo vlhkom stave, v ppm.

8.4.2. Určenie plynných zložiek

8.4.2.1. Úvod

Plynné zložky v neupravených výfukových plynoch emitované z motora predloženého na skúšanie sa merajú systémami merania a odberu vzoriek opísanými v bode 9.3 a v doplnku 3. 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 doplnku 2. Postup podľa bodu 8.4.2.3 je priamočiarejší, pretože na určenie pomeru medzi hustotou zložky a výfukových plynov používa tabuľkové hodnoty u. Postup v bode 8.4.2.4 je presnejší pre palivo s vlastnosťami, ktoré sa líšia od požiadaviek uvedených v doplnku 2, ale vyžaduje elementárnu analýzu zloženia paliva.

8.4.2.2. Hodnotenie údajov

Príslušné údaje týkajúce sa emisií 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 pomeru hmotnostného prietoku výfukových plynov časom transformácie v bode 3.1.30. 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 zo surových koncentrácií znečisťujúcich látok a hmotnostného prietoku výfukových plynov, ktoré sa synchronizujú s časom transformácie v súlade s bodom 8.4.2.2, integrovaním okamžitých hodnôt za celý cyklus a vynásobením integrovaných hodnôt hodnotami u z tabuľky 5. Ak sa meria v suchom stave, pred ďalšími výpočtami sa na hodnoty okamžitej koncentrácie použije korekcia zo suchého/vlhkého stavu podľa bodu 8.1.

Na výpočet NOx sa hmotnostné emisie v prípade potreby vynásobia korekčným faktorom vlhkosti k h,D alebo k h,G, ktorý je určený podľa bodu 8.2.

Použije sa táto rovnica:

(v g/skúšku) (36)

kde:

u gas je príslušná hodnota zložky výfukových plynov z tabuľky 5, c gas,i je okamžitá koncentrácia zložky vo výfukových plynoch, v ppm, q mew,i je okamžitý hmotnostný prietok výfukových plynov, v kg/s, f je frekvencia zberu údajov, v Hz, n je počet meraní.

Tabuľka 5

Hodnoty u neupravených výfukových plynov a hustoty zložiek

Palivo ρ e Plyn NOx CO HC CO2 O2 CH4 ρ gas [kg/m3] 2,053 1,250 (2) 1,9636 1,4277 0,716 u gas (3) Nafta 1,2943 0,001586 0,000966 0,000479 0,001517 0,001103 0,000553 Etanol 1,2757 0,001609 0,000980 0,000805 0,001539 0,001119 0,000561 CNG (4) 1,2661 0,001621 0,000987 0,000528 (5) 0,001551 0,001128 0,000565 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 LPG (6) 1,2811 0,001602 0,000976 0,000510 0,001533 0,001115 0,000559

8.4.2.4. Výpočet hmotnosti emisií na základe presných rovníc

Hmotnosť znečisťujúcich látok (g/skúška) sa určí výpočtom okamžitých hmotnostných emisií zo surových koncentrácií znečisťujúcich látok, hodnôt u a hmotnostného prietoku výfukových plynov, ktoré sa synchronizujú časom transformácie v súlade s bodom 8.4.2.2 a integrovaním okamžitých hodnôt za celý cyklus. Ak sa meria v suchom stave, pred ďalšími výpočtami sa na hodnoty okamžitej koncentrácie použije korekcia zo suchého/vlhkého stavu podľa bodu 8.1.

Na výpočet NOx sa hmotnostné emisie vynásobia korekčným faktorom vlhkosti k h,D alebo k h,G, ktorý je určený podľa bodu 8.2.

Použije sa táto rovnica:

(v g/skúšku) (37)

kde:

u gas,i je vypočítaný z rovnice 38 alebo 39, c gas,i je okamžitá koncentrácia zložky vo výfukových plynoch, v ppm, q mew,i je okamžitý hmotnostný prietok výfukových plynov, v kg/s, f je frekvencia zberu údajov, v Hz, n je počet meraní.

Okamžité hodnoty u sa vypočítajú takto:

(38)

alebo

(39)

s

(40)

kde:

M gas je molekulová hmotnosť zložky plynu, v g/mol (porovnaj doplnok 6), M e,i je okamžitá molekulová hmotnosť výfukových plynov, v g/mol, ρ gas je hustota zložky plynu, v kg/m3, ρ e,i je okamžitá hustota výfukových plynov, v kg/m3.

Molekulová hmotnosť výfukových plynov M e sa odvodí pre všeobecné zloženie paliva CH α O ε N δ S γ na základe predpokladu dokonalého spaľovania týmto spôsobom:

(41)

kde:

q maw,i je okamžitý hmotnostný prietok nasávaného vzduchu na vlhkom základe, v kg/s, q mf,i je okamžitý hmotnostný prietok paliva, v kg/s, H a je vlhkosť nasávaného vzduchu, g vody na kg suchého vzduchu, M a je molekulová hmotnosť nasávaného vzduchu v suchom stave = 28,965 g/mol.

Hustota výfukových plynov ρ e sa odvodí takto:

(42)

kde:

q mad,i je okamžitý hmotnostný prietok nasávaného vzduchu na suchom základe, v kg/s, q mf,i je okamžitý hmotnostný prietok paliva, v kg/s, H a je vlhkosť nasávaného vzduchu, g vody na kg suchého vzduchu, k fw je špecifický faktor paliva vlhkých výfukových plynov (rovnica 16) v bode 8.1.1.

8.4.3. Určenie častíc

8.4.3.1. Vyhodnotenie údajov

Hmotnosť častíc sa musí vypočítať podľa rovnice 27 bodu 8.3. Na vyhodnotenie koncentrácie častíc sa zaznamená celková hmotnosť vzorky (m sep), ktorá prešla filtrom za skúšobný cyklus.

Na základe schválenia orgánu typového schvaľovania udeleného vopred sa môže hmotnosť častí korigovať podľa obsahu častíc v zrieďovacom prostriedku, ako je určené v bode 7.5.6, v súlade s osvedčenou technickou praxou a špecifickými konštrukčnými prvkami použitého systému na meranie častíc.

8.4.3.2. Výpočet hmotnosti emisií

Po korekcii filtra na odber častíc na 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

(43)

kde:

m p je hmotnosť častíc odobratých počas cyklu, v mg, r s je priemerný pomer vzoriek počas cyklu,

s

(44)

kde:

m se je hmotnosť vzorky za cyklus, v kg, m ew je celkový hmotnostný prietok výfukových plynov počas cyklu, v kg, m sep je hmotnosť zriedených výfukových plynov prechádzajúcich zbernými filtrami častíc, v kg, m sed je hmotnosť zriedených výfukových plynov prechádzajúcich zrieďovacím tunelom, v kg.

V prípade systému odberu celkovej vzorky sú hodnoty m sep a m sed totožné.

8.4.3.2.2. Výpočet založený na zrieďovacom pomere

(45)

kde:

m p je hmotnosť častíc odobratých počas cyklu, v mg, m sep je hmotnosť zriedených výfukových plynov prechádzajúcich zbernými filtrami častíc, v kg, m edf je hmotnosť ekvivalentných zriedených výfukových plynov počas cyklu, v kg.

Celková hmotnosť ekvivalentných zriedených výfukových plynov počas cyklu sa určuje takto:

(46)

(47)

(48)

kde:

q medf,i je okamžitý ekvivalentný hmotnostný prietok zriedených výfukových plynov, v kg/s, q mew,i je okamžitý hmotnostný prietok výfukových plynov, v kg/s, r d,i je okamžitý zrieďovací pomer, q mdew,i je okamžitý hmotnostný prietok zriedených výfukových plynov, v kg/s, q mdw,i je okamžitý hmotnostný prietok zrieďovacieho prostriedku, v kg/s, f je frekvencia zberu 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 do vaku sa použijú na výpočet hmotnosti emisií vynásobením hmotnostným prietokom zriedených výfukových plynov. Hmotnostný prietok výfukových plynov sa meria systémom odberu vzoriek pri konštantnom objeme (CVS), ktorý môže používať objemové dávkovacie čerpadlo (PDP), Venturiho trubicu s kritickým prietokom (CFV) alebo podzvukovú Venturiho trubicu (SSV) s kompenzáciou prietoku alebo bez nej.

Na účely odberu vzoriek do vaku a odberu vzoriek častíc sa zo zriedených výfukových plynov systému CVS odoberie proporcionálna vzorka. V prípade systému bez kompenzácie prietoku sa pomer prietoku vzorky a prietoku CVS nesmie líšiť o viac ako ±2,5 % od hodnoty nastavenej pre skúšku. V prípade systému s kompenzáciou prietoku musí byť každá jednotlivá hodnota prietoku konštantná v rozmedzí ±2,5 % od príslušnej cieľovej hodnoty prietoku.

Celá skúšobná zostava je schematicky znázornená na obrázku 7.

8.5.1. Určenie prietoku zriedených výfukových plynov

8.5.1.1. Úvod

Na výpočet emisií v zriedených výfukových plynoch je nevyhnutné poznať hmotnostný prietok zriedených výfukových plynov. Celkový prietok zriedených výfukových plynov počas cyklu (kg/skúška) sa vypočíta z hodnôt nameraných v priebehu celého cyklu a zodpovedajúcich kalibračných údajov zariadenia na meranie prietoku (V 0 pre PDP, K V pre CFV, C d pre SSV) ktoroukoľvek metódou opísanou v bodoch 8.5.1.2 až 8.5.1.4. Ak celkový prietok vzorky častíc (m sep) presahuje 0,5 % celkového prietoku CVS (m ed), koriguje sa prietok CVS podľa hodnoty m sep alebo sa prietok vzorky častíc vedie späť k CVS pred zariadením na meranie prietoku.

8.5.1.2. Systém PDP-CVS

Ak je teplota zriedených výfukových plynov počas cyklu udržiavaná pomocou výmenníka tepla na hodnote v rozmedzí ± 6 K, hmotnostný prietok počas cyklu sa vypočíta takto:

(49)

kde:

V 0 je objem plynu prečerpaného za otáčku v skúšobných podmienkach, v m3/ot, n P je celkový počet otáčok čerpadla za skúšku, p p je absolútny tlak na vstupe do čerpadla, v kPa, T je priemerná teplota zriedených výfukových plynov na vstupe do čerpadla, v K.

Ak sa používa systém s kompenzáciou prietoku (t. j. bez výmenníka tepla), vypočítajú sa okamžité hodnoty hmotnosti emisií a integrujú sa počas cyklu. V tomto prípade sa okamžitá hmotnosť zriedených výfukových plynov vypočíta takto:

(50)

kde:

n P,i sú celkové otáčky čerpadla za časový interval.

8.5.1.3. Systém CFV-CVS

Ak je teplota zriedených výfukových plynov počas cyklu udržiavaná pomocou výmenníka tepla na hodnote v rozmedzí ± 11 K, hmotnostný prietok počas cyklu sa vypočíta takto:

(51)

kde:

t je čas cyklu, v sekundách, K V je kalibračný koeficient Venturiho trubice s kritickým prietokom pre štandardné podmienky, p p je absolútny tlak na vstupe do Venturiho trubice, v kPa, T je absolútna teplota na vstupe do Venturiho trubice, v K.

Ak sa používa systém s kompenzáciou prietoku (t. j. bez výmenníka tepla), vypočítajú sa okamžité hodnoty hmotnosti emisií a integrujú sa počas cyklu. V tomto prípade sa okamžitá hmotnosť zriedených výfukových plynov vypočíta takto:

(52)

kde:

Δti je časový interval, v sekundách.

8.5.1.4. Systém SSV-CVS

Ak je teplota zriedených výfukových plynov počas cyklu udržiavaná pomocou výmenníka tepla v rozmedzí ± 11 K, hmotnostný prietok za cyklus sa vypočíta takto:

(53)

s

(54)

kde:

A 0 je 0,006111 v jednotkách SI d V je priemer hrdla SSV, v m, C d je koeficient výtoku SSV, p p je absolútny tlak na vstupe do Venturiho trubice, v kPa, T je teplota na vstupe Venturiho trubice, v K r p je pomer hrdla SSV k absolútnemu statickému tlaku na vstupe do trubice, r D je pomer priemeru hrdla SSV, d, k vnútornému priemeru prívodnej rúrky D.

Ak sa používa systém s kompenzáciou prietoku (t. j. bez výmenníka tepla), vypočítajú sa okamžité hodnoty hmotnosti emisií a integrujú sa počas cyklu. V tomto prípade sa okamžitá hmotnosť zriedených výfukových plynov vypočíta takto:

(55)

kde:

Δt i je časový interval, v sekundách.

Výpočet v reálnom čase sa začne buď s primeranou hodnotou pre C d, ako je 0,98, alebo s primeranou hodnotou Q ssv. Ak sa výpočet začne s hodnotou Q ssv, začiatočná hodnota Q ssv sa použije na vyhodnotenie Reynoldsovho čísla.

Počas všetkých emisných skúšok 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 zriedených výfukových plynoch emitovaných z motoru predloženého na skúšku, sa merajú metódami opísanými v doplnku 3. 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

Príslušné údaje týkajúce sa emisií 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 určuje pomocou tejto rovnice:

(v g/skúšku) (56)

kde:

u gas je príslušná hodnota zložky výfukových plynov z tabuľky 6, c gas je priemerná koncentrácia zložky korigovaná pozadím, v ppm, m ed je celková hmotnosť zriedených výfukových plynov počas cyklu, v kg.

Ak sa meria v suchom stave použije sa korekcia zo suchého na vlhký stav podľa bodu 8.1.

Na výpočet NOx sa hmotnosť emisií vynásobí korekčným faktorom vlhkosti k h,D alebo k h,G ako je stanovené v bode 8.2.

Hodnoty u sú uvedené v tabuľke 6. Na výpočet hodnôt u gas sa predpokladá, že hustota zriedených výfukových plynov sa rovná hustote vzduchu. Preto sú hodnoty u gas rovnaké pre jednotlivé plynné zložky, ale rozdielne pre HC.

Tabuľka 6

Hodnoty u zriedených výfukových plynov a hustoty zložiek

Palivo ρ de Plyn NOx CO HC CO2 O2 CH4 ρ gas [kg/m3] 2,053 1,250 (7) 1,9636 1,4277 0,716 u gas (8) Nafta 1,293 0,001588 0,000967 0,000480 0,001519 0,001104 0,000553 Etanol 1,293 0,001588 0,000967