PRILOGA 4

Preizkuševalni postopek

1. Uvod Ta priloga temelji na svetovno harmoniziranem globalnem tehničnem predpisu za certificiranje težkih motorjev (WHDC) (globalnega tehničnega predpisa) št. 4).

3. Opredelitev pojmov, simboli in okrajšave

3.1 Opredelitev pojmov V tem pravilniku:

3.1.1 „največja deklarirana moč (Pmax )“ pomeni največjo moč v ES kW (neto moč), ki jo proizvajalec navede v vlogi za podelitev homologacije;

3.1.2 „časovni zamik“ pomeni časovno razliko med spremembo sestavnega dela, ki se meri v referenčni točki, in odzivom sistema na 10 odstotkih končnega odčitka (t10), pri čemer je sonda za vzorčenje opredeljena kot referenčna točka. Za plinaste komponente je to čas prenosa merjene komponente od sonde za vzorčenje do detektorja;

3.1.3 „premik“ pomeni razliko med odzivom ničelnega plina ali kalibrirnega plina merilnega instrumenta po preizkusu emisij in pred njim;

3.1.4 „metoda redčenja s celotnim tokom“ pomeni postopek mešanja skupnega pretoka izpušnih plinov z zrakom za redčenje pred ločitvijo dela toka razredčenih izpušnih plinov za analizo;

3.1.5 „visoka vrtilna frekvenca (nhi)“ pomeni najvišjo vrtilno frekvenco motorja, pri kateri doseže 70 odstotkov največje deklarirane moči;

3.1.6 „nizka vrtilna frekvenca (n lo)“ pomeni najnižjo vrtilno frekvenco motorja, pri kateri doseže 55 % največje deklarirane moči;

3.1.7 „največja moč (Pmax)“ pomeni največjo moč v kW po navedbi proizvajalca;

3.1.8 „število vrtljajev pri največjem navoru“ pomeni vrtilno frekvenco motorja, pri kateri je iz motorja dobljen največji navor, kot določa proizvajalec;

3.1.9 „normiran navor“ pomeni navor motorja v odstotkih, normaliziran na največji razpoložljivi navor pri ustrezni vrtilni frekvenci;

3.1.10 „zahteva upravljavca“ pomeni vnos upravljavca motorja za nadzor moči motorja. Upravljavec je lahko oseba (tj. ročno) ali regulator (tj.avtomatsko), ki mehansko ali elektronsko signalizira vnos, ki zahteva moč motorja. Vnos je lahko s pedala ali signala za plin, ročice ali signala za krmiljenje lopute za zrak, ročice ali signala za gorivo, ročice ali signala za hitrost ali nastavitvene točke oziroma signala regulatorja;

3.1.11 „metoda redčenja z delnim tokom“ pomeni postopek, v katerem se loči del od skupnega pretoka izpušnih plinov in nato pred filtrom za vzorčenje delcev zmeša z ustrezno količino zraka za redčenje;

3.1.12 „preizkuševalni cikel v ustaljenem stanju z rampami“ pomeni preizkuševalni cikel z zaporedjem načinov preizkušanja motorja v ustaljenem stanju z določenimi merili vrtilne frekvence in navora v vsakem načinu ter določenimi rampami med temi načini (WHSC);

3.1.13 „nazivna vrtilna frekvenca“ pomeni največjo vrtilno frekvenco pri polni obremenitvi, ki jo omogoča regulator, kot določa proizvajalec v svoji prodajni in servisni literaturi, ali, če regulator ne obstaja, vrtilno frekvenco, pri kateri je iz motorja dobljena največja moč, kot določa proizvajalec v svoji prodajni in servisni literaturi;

3.1.14 „odzivni čas“ pomeni časovno razliko med spremembo sestavnega dela, ki se meri v referenčni točki, in odzivom sistema na 90 odstotkih končnega odčitka (t90), pri čemer je sonda za vzorčenje opredeljena kot referenčna točka, kjer je sprememba merjenega sestavnega dela najmanj 60 odstotkov obsega skale (FS) in se zgodi v manj kot 0,1 sekunde. Odzivni čas sistema sestavljata časovni zamik do sistema in čas vzpona sistema;

3.1.15 „čas vzpona“ pomeni časovno razliko med 10- in 90-odstotnim odzivom končnega odčitka (t90 – t10).

3.1.16 „kalibrirni odziv“ pomeni srednji odziv na kalibrirni plin v 30-sekundnem časovnem intervalu;

3.1.17 „specifične emisije“ pomenijo masne emisije, izražene v g/kWh;

3.1.18 „preizkuševalni cikel“ pomeni zaporedje preizkusnih točk, od katerih ima vsaka določeno vrtilno frekvenco in navor ter jim mora motor slediti v ustaljenem stanju (preizkus WHSC) ali v prehodnih pogojih delovanja (WHTC);

3.1.19 „transformacijski čas“ pomeni časovno razliko med spremembo sestavnega dela, ki se meri v referenčni točki, in odzivom sistema na 50 odstotkih končnega odčitka (t50), pri čemer je sonda za vzorčenje opredeljena kot referenčna točka. Transformacijski čas se uporablja za razvrstitev signalov različnih merilnih instrumentov;

3.1.20 „preizkuševalni cikel prehodnega stanja“ pomeni preizkuševalni cikel z zaporedjem normiranih vrednosti vrtilne frekvence in navora, ki se relativno hitro spreminjajo s časom (WHTC);

3.1.21 „ničelni odziv“ pomeni srednji odziv na ničelni plin v 30-sekundnem časovnem intervalu.

Slika 1

Definicije odziva sistema

3.2 Splošni simboli Simbol Enota Pojem a 1 – naklon regresije a 0 – odsek regresije na osi y A/F st – stehiometrično razmerje zrak-gorivo c ppm/vol % koncentracija c d ppm/vol % koncentracija na suhi osnovi c w ppm/vol % koncentracija na vlažni osnovi cb ppm/vol % koncentracija ozadja C d – koeficient pretoka SSV c gas ppm/vol % koncentracija plinastih sestavin delci na kubični centimeter povprečna koncentracija delcev iz razredčenega izpušnega plina, popravljena za standardne pogoje (273,2 K in 101,33 kPa), v delcih na kubični centimeter; cs,i delci na kubični centimeter ločeno merjenje koncentracije delcev v razredčenih izpušnih plinih iz števca delcev, popravljeno za naključnost in standardne pogoje (273,2 K in 101,33 kPa) d m premer di premer električne mobilnosti delcev (30, 50 ali 100 nm) d V m premer grla Venturijeve cevi D 0 m3/s odsek na osi za kalibracijo PDP D – faktor redčenja Δt s časovni interval e število delcev, izpuščenih na kWh e gas g/kWh specifične emisije plinastih sestavin e PM g/kWh specifične emisije delcev e r g/kWh specifična emisija med regeneracijo e w g/kWh tehtana specifična vrednost emisij E CO2 odstotek dušenja s CO2 analizatorja NOx E E odstotek učinkovitost etana E H2O odstotek dušenje z vodo analizatorja NOx E M odstotek učinkovitost metana E NOx odstotek učinkovitost pretvornika NOx f Hz frekvenca vzorčenja podatkov f a – laboratorijski atmosferski faktor F s – stehiometrični faktor – faktor zmanjšanja povprečne koncentracije delcev izločevalca hlapnih delcev, ki je specifičen za nastavitve redčenja, uporabljene pri preizkus. H a g/kg absolutna vlažnost polnilnega zraka H d g/kg absolutna vlažnost redčila i – spodnji indeks, ki označuje trenutno meritev (npr. 1 Hz) k – kalibracijski koeficient za popravek meritev števca števila delcev na raven referenčnega instrumenta, kadar ta ni že upoštevan v števcu števila delcev. Če je kalibracijski koeficient že upoštevan v števcu števila delcev, se za k v zgornji enačbi uporabi vrednost 1 k c – specifični faktor ogljika k f,d m3/kg goriva dodatna gorljiva prostornina suhih izpušnih plinov k f,w m3/kg goriva dodatna gorljiva prostornina mokrih izpušnih plinov k h,D – korekcijski faktor zaradi vlažnosti NOx za motorje s kompresijskim vžigom k h,G – korekcijski faktor zaradi vlažnosti NOx za motorje s prisilnim vžigom kr prilagoditev regeneracije v skladu z odstavkom 6.6.2, pri motorjih brez naknadne obdelave s periodično regeneracijo je kr = 1 k f,d 2. faktor za prilagoditev regeneracije navzdol k r,u 3. faktor za prilagoditev regeneracije navzgor k w,a – korekcijski faktor za preračun polnilnega zraka iz suhega v vlažno stanje k w,d – korekcijski faktor za redčilo za preračun iz suhega v vlažno stanje k w,e – korekcijski faktor za preračun razredčenih izpušnih plinov iz suhega v vlažno stanje k w,r – korekcijski faktor za preračun nerazredčenih izpušnih plinov iz suhega v vlažno stanje K V – kalibracijska funkcija CFV λ – razmerje presežnega zraka mb mg masa vzorca zbranih delcev redčila m d kg masa vzorca redčila, ki gre skozi filtre za vzorčenje delcev m ed kg skupna masa razredčenih izpušnih plinov skozi ves cikel m edf kg masa ekvivalenta razredčenih izpušnih plinov v preizkuševalnem ciklu m ew kg skupna masa izpušnih plinov v celotnem ciklu mex kg skupna masa razredčenih izpušnih plinov, odvzetih iz tunela za redčenje za vzorčenje števila delcev m f mg masa filtra za vzorčenje delcev m gas g masa plinastih emisij v preizkuševalnem ciklu mp mg masa vzorca zbranih delcev m PM g masa emisij delcev v preizkuševalnem ciklu mPM,corr g/preizkus masa delcev, prilagojena glede na število delcev v odvzetem pretoku vzorca m se kg masa vzorca izpušnih plinov skozi ves preizkuševalni cikel m sed kg masa razredčenih izpušnih plinov, ki prehajajo skozi tunel za redčenje m sep kg masa razredčenih izpušnih plinov, ki prehajajo skozi filtre za zbiranje delcev m ssd kg masa sekundarnega redčila M Nm Navor M a g/mol molska masa polnilnega zraka M d g/mol molska masa redčila M e g/mol molska masa izpušnih plinov M f Nm navor, ki ga absorbira dodatna oprema/oprema, ki se namesti M gas g/mol molska masa plinastih sestavin M r Nm navor, ki ga absorbira dodatna oprema/oprema, ki se odstrani N – število delcev, izpuščenih med preizkuševalnim ciklom n – število meritev nr – število meritev z regeneracijo n min–1 vrtilna frekvenca motorja n hi min–1 visoka vrtilna frekvenca motorja n lo min–1 nizka vrtilna frekvenca motorja n pref min–1 preferenčna vrtilna frekvenca motorja n p vrt/s vrtilna frekvenca črpalke PDP Ncold – skupno število delcev, izpuščenih med hladnim preizkuševalnim ciklom WHTC Nhot – skupno število delcev, izpuščenih med vročim preizkuševalnim ciklom WHTC Nin koncentracija delcev v zgornjem toku Nout koncentracija delcev v spodnjem toku p a kPa tlak nasičene pare polnilnega zraka motorja p b kPa skupni atmosferski tlak p d kPa tlak nasičene pare redčila p p kPa absolutni tlak p r kPa tlak vodne pare po hladilni kopeli p s kPa suh atmosferski tlak P kW moč P f kW moč, ki jo absorbira dodatna oprema/oprema, ki se namesti P r kW moč, ki jo absorbira dodatna oprema/oprema, ki se odstrani qex kg/s stopnja masnega pretoka števila delcev qm ad kg/s masni pretok polnilnega zraka na suhi osnovi qm aw kg/s masni pretok polnilnega zraka na vlažni osnovi qm Ce kg/s masni pretok ogljika v nerazredčenih izpušnih plinih qm Cf kg/s masni pretok ogljika v motor qm Cp kg/s masni pretok ogljika v sistemu redčenja z delnim tokom qm dew kg/s masni pretok razredčenih izpušnih plinov na vlažni osnovi qm dw kg/s masni pretok redčila na vlažni osnovi qm edf kg/s ekvivalentni masni pretok razredčenih izpušnih plinov na vlažni osnovi qm ew kg/s stopnja masnega pretoka izpušnih plinov na vlažni osnovi qm ex kg/s masni pretok vzorca, pridobljenega iz tunela za redčenje qm f kg/s masni pretok goriva qm p kg/s dotok vzorca izpušnih plinov v sistem redčenja z delnim tokom qsw kg/s stopnja masnega pretoka, ki se vrne v tunel za redčenje, da nadomesti odvzem števila delcev v vzorcu qv CVS m3/s prostorninski pretok v sistemu CVS qv s dm3/min pretok sistema analizatorja izpušnih plinov qv t cm3/min pretok sledilnega plina r2 – determinacijski koeficient r d – razmerje redčenja r D – razmerje premerov v sistemu SSV r h – faktor odzivnosti ogljikovodikov pri detektorju FID r m – faktor odzivnosti metanola pri detektorju FID r p – razmerje tlakov v sistemu SSV r s – povprečno razmerje vzorcev s standardno odstopanje kg/m3 gostota ρe kg/m3 gostota izpušnih plinov – standardno odstopanje T K absolutna temperatura T a K absolutna temperatura polnilnega zraka t s čas t 10 s čas med stopničastim vhodom in 10 odstotki končnega odčitka t 50 s čas med stopničastim vhodom in 50 odstotki končnega odčitka t 90 s čas med stopničastim vhodom in 90 odstotki končnega odčitka u – razmerje med gostotami (ali molskimi masami) sestavin plinov in izpušnim plinom, deljeno s 1 000 V 0 m3/r prostornina plina, načrpanega v PDP na en vrtljaj V s dm3 prostornina sistema analizatorja izpušnih plinov W act kWh dejansko delo v preizkuševalnem ciklu Wact,cold kWh dejansko delo cikla med hladnim preizkuševalnim ciklom WHTC v skladu z odstavkom 7.8.6 Wact, hot kWh dejansko delo cikla med vročim preizkuševalnim ciklom WHTC v skladu z odstavkom 7.8.6 W ref kWh referenčno delo preizkuševalnega cikla X 0 m3/r kalibracijska funkcija PDP

3.3 Simboli in okrajšave za sestavo goriva w ALF vsebnost vodika v gorivu, v % mase w BET vsebnost ogljika v gorivu, v % mase w GAM vsebnost žvepla v gorivu, v % mase w DEL vsebnost dušika v gorivu, v % mase w EPS vsebnost kisika v gorivu, v % mase α α molarno razmerje vodika (H/C) γ molarno razmerje žvepla (S/C) δ molarno razmerje dušika (N/C) ε molarno razmerje kisika (O/C) Nanaša se na gorivo CHαOεNδSγ.

3.4 Simboli in okrajšave kemičnih sestavin C1 ogljikovodik, ekvivalenten ogljiku 1 CH4 metan C2H6 etan C3H8 propan CO ogljikov monoksid CO2 ogljikov dioksid DOP dioktilftalat HC ogljikovodiki H2O voda NMHC nemetanski ogljikovodiki NOx dušikovi oksidi NO dušikov oksid NO2 dušikov dioksid PM trdni delci

3.5 Kratice CPV Venturijeva cev s kritičnim pretokom CLD kemiluminescenčni detektor CVS vzorčenje s konstantno prostornino deNOx sistem za naknadno obdelavo NOX EGR vračanje izpušnih plinov ET cev za izhlapevanje FID plamensko-ionizacijski detektor FTIR Fourierjev transformacijski infrardeči analizator GC plinski kromatograf HCLD ogrevani kemiluminescenčni detektor HFID ogrevani plamensko-ionizacijski detektor LDS spektrometer z laserskimi diodami UNP utekočinjeni naftni plin NDIR nedisperzni infrardeči (analizator) ZP zemeljski plin NMC izločevalnik nemetanov OT izhodna cev PDP volumetrična črpalka odstotek FS odstotek polnega odklona PCF predklasifikator delcev PFS sistem z delnim tokom PNC števec števila delcev PND redčilo števila delcev PTS sistem za prenos delcev PTT cev za prenos delcev SSV Venturijeva cev s podzvočnim pretokom VGT turbina s spremenljivo geometrijo VPR izločevalnik hlapnih delcev WHSC svetovno harmonizirani vozni cikel ustaljenega stanja WHTC svetovno harmonizirani prehodni vozni cikel

4. Splošne zahteve Sistem motorja se načrtuje, izdela, sestavi in namesti tako, da se omogoči skladnost motorja med normalno uporabo z določbami iz te priloge v življenjski dobi, kot je opredeljeno v tem pravilniku, vključno s časom, ko je vgrajen v vozilo.

5. Zahteve glede delovanja

5.1 Emisije plinastih in trdnih onesnaževal Emisije plinastih in trdnih onesnaževal iz motorja se določijo v preizkuševalnih ciklih WHTC in WHSC, kot je opisano v odstavku 7. Sistemi merjenja izpolnjujejo zahteve za linearnost iz odstavka 9.2 in določbe iz odstavka 9.3 (Merjenje plinastih emisij), odstavka 9.4 (Merjenje delcev) ter Dodatka 2 k tej prilogi. Homologacijski organ lahko homologira tudi druge sisteme ali analizatorje, če ugotovi, da dajejo enakovredne rezultate v skladu z odstavkom 5.1.1.

5.1.1 Enakovrednost Ugotavljanje enakovrednosti sistemov temelji na študiji korelacije med obravnavanim sistemom in enim od sistemov iz te priloge na podlagi sedmih (ali več) parov vzorcev. „Rezultati“ se nanašajo na vrednost uteženih emisij posameznega cikla. Korelacijsko preizkušanje je treba izvesti v istem laboratoriju, preizkusni komori in na istem motorju, zaželeno je tudi, da poteka sočasno. Enakovrednost povprečij parov vzorcev se določi s pomočjo statističnih podatkov F-testa in t-testa, kot so opisani v odstavku A.3.3 Dodatka 3, dobljenih v zgoraj opisanih pogojih laboratorijskega preizkusnega prostora in motorja. Odstopanja se določijo v skladu z ISO 5725 in se ne vključijo v bazo podatkov. Sisteme, ki se bodo uporabili za korelacijsko preizkušanje, odobri homologacijski organ.

5.2 Družina motorjev

5.2.1 Splošno Družino motorjev označujejo konstrukcijski parametri. Ti so skupni vsem motorjem znotraj družine. Proizvajalec motorja lahko določi, kateri motorji pripadajo družini motorjev, pod pogojem, da so upoštevana merila za članstvo iz odstavka 5.2.3. Družino motorjev potrdi homologacijski organ. Proizvajalec homologacijskemu organu zagotovi ustrezne podatke v zvezi z ravnmi emisij članov družine motorjev.

5.2.2 Posebni primeri V nekaterih primerih je mogoče medsebojno učinkovanje parametrov. To je treba upoštevati, da se tako zagotovi, da bodo v isto družino motorjev vključeni le motorji s podobnimi značilnostmi emisije izpušnih plinov. Te primere proizvajalec opredeli in o njih uradno obvesti homologacijski organ. To se nato upošteva kot merilo za oblikovanje nove družine motorjev. V primeru naprav ali lastnosti, ki niso naštete v odstavku 5.2.3 in ki močno vplivajo na raven emisij, proizvajalec to opremo identificira na podlagi dobre inženirske prakse in o njej uradno obvesti homologacijski organ. To se nato upošteva kot merilo za oblikovanje nove družine motorjev. Poleg parametrov iz odstavka 5.2.3 lahko proizvajalec uvede dodatna merila, ki omogočajo opredelitev družin bolj omejene velikosti. Ti parametri niso nujno parametri, ki vplivajo na raven emisij.

5.2.3 Parametri, ki opredeljujejo družino motorjev

5.2.3.1 Zgorevalni cikel (a) dvotaktni cikel; (b) štiritaktni cikel; (c) rotacijski motor; (d) drugo.

5.2.3.2 Konfiguracija valjev

5.2.3.2.1 Lega valjev v bloku motorja (a) V; (b) v vrsti; (c) radialna; (d) drugo (F, W itd.).

5.2.3.2.2 Relativna lega valjev Motorji z enakim blokom lahko spadajo v isto družino, če so njihove mere od sredine do sredine premera valja enake.

5.2.3.3 Glavno hladilno sredstvo (a) zrak; (b) voda; (c) olje.

5.2.3.4 Gibna prostornina posameznega valja

5.2.3.4.1 Motor z gibno prostornino enotnega valja ≥ 0,75 dm 3 Šteje se, da motorji z gibno prostornino enotnega valja ≥ 0,75 dm3 pripadajo isti družini motorjev, če razpon gibnih prostornin njihovih posameznih valjev ne presega 15 % gibne prostornine največjega posameznega valja v družini motorjev.

5.2.3.4.2 Motor z gibno prostornino enotnega valja < 0,75 dm 3 Šteje se, da motorji z gibno prostornino enotnega valja < 0,75 dm3 pripadajo isti družini motorjev, če razpon gibnih prostornin njihovih posameznih valjev ne presega 30 % gibne prostornine največjega posameznega valja v družini motorjev.

5.2.3.4.3 Motor, ki ne ustreza mejam gibne prostornine enotnega valja Šteje se, da motorji z gibno prostornino posameznega valja, ki presega meje iz odstavkov 5.2.3.4.1 in 5.2.3.4.2, lahko pripadajo isti družini, če to odobri homologacijski organ. Odobritev mora temeljiti na tehničnih elementih (izračunih, simulacijah, eksperimentalnih rezultatih itd.), ki dokazujejo, da prekoračitev meja nima znatnega vpliva na emisije izpušnih plinov.

5.2.3.5 Način polnjenja z zrakom (a) atmosfersko polnjenje; (b) tlačno polnjenje; (c) tlačno polnjenje s hladilnikom polnilnega (stisnjenega) zraka.

5.2.3.6 Vrsta goriva (a) dizelsko gorivo; (b) zemeljski plin (ZP); (c) utekočinjeni naftni plin (UNP); (d) etanol.

5.2.3.7 Tip zgorevalne komore (a) odprta komora; (b) deljena komora; (c) druge vrste.

5.2.3.8 Vrsta vžiga (a) prisilni vžig; (b) kompresijski vžig.

5.2.3.9 Ventili in kanali (a) konfiguracija; (b) število ventilov na valj.

5.2.3.10 Vrsta napajanja z gorivom (a) napajanje s tekočim gorivom: (i) tlačilka in (visokotlačni) vod ter vbrizgalna šoba; (ii) vrstna ali razdelilna tlačilka; (iii) enotna tlačilka ali enotna šoba; (iv) skupni vod; (v) uplinjači; (vi) drugo; (b) napajanje s plinskim gorivom: (i) plinastim; (ii) tekočim; (iii) mešalne enote; (iv) drugo; (c) druge vrste.

5.2.3.11 Razne naprave (a) vračanje izpušnih plinov (EGR); (b) vbrizgavanje vode; (c) vbrizgavanje zraka; (d) drugo.

5.2.3.12 Elektronska krmilna strategija Prisotnost ali odsotnost elektronske krmilne enote (ECU) v motorju je osnovni parameter družine. Pri elektronsko krmiljenih motorjih mora proizvajalec predložiti tehnične elemente, ki pojasnjujejo razvrstitev teh motorjev v isto družino, tj. razloge, zaradi katerih se lahko pričakuje, da bodo ti motorji izpolnjevali enake zahteve glede emisij. Ti elementi so lahko izračuni, simulacije, ocene, opis parametrov vbrizgavanja, rezultati preizkusov itd. Primeri krmiljenih funkcij so: (a) časovno usklajevanje; (b) tlak vbrizgavanja; (c) večkratni vbrizg; (d) tlak polnilnega zraka; (e) VGT; (f) EGR.

5.2.3.13 Sistemi za naknadno obdelavo izpušnih plinov Funkcija in kombinacija naslednjih naprav se štejeta kot merili za članstvo v družini motorjev: (a) oksidacijski katalizator; (b) tristezni katalizator; (c) sistem za odstranjevanje NOx s selektivno redukcijo NOx (dodatek reducenta); (d) drugi sistemi za odstranjevanje NOx; (e) filter za delce s pasivno regeneracijo; (f) filter za delce z aktivno regeneracijo; (g) drugi filtri za delce; (h) druge naprave. Kadar je motor certificiran brez sistema za naknadno obdelavo kot osnovni motor ali kot član družine, je ta motor, če je opremljen z oksidacijskim katalizatorjem, mogoče vključiti v isto družino motorjev, če ne zahteva drugačnih lastnosti goriva. Če zahtevajo specifične lastnosti goriva (npr. filtri za delce zahtevajo posebne aditive v gorivu, da se zagotovi postopek regeneracije), mora odločitev o vključitvi motorja v isto družino temeljiti na tehničnih elementih, kot jih je predvidel proizvajalec. Ti elementi morajo pokazati, da je predvidena raven emisij opremljenega motorja skladna z enako mejno vrednostjo kot neopremljeni motor. Kadar je motor certificiran s sistemom za naknadno obdelavo kot osnovni motor ali kot član družine, katere osnovni motor je opremljen z enakim sistemom za naknadno obdelavo, ta motor, če je opremljen s sistemom za naknadno obdelavo, ne sme biti vključen v isto družino motorjev.

5.2.4 Izbira osnovnega motorja

5.2.4.1 Motorji s kompresijskim vžigom Ko homologacijski organ potrdi družino motorjev, je treba izbrati osnovni motor družine, pri čemer je primarno merilo za to izbiro največja dobava goriva na gib pri vrtilni frekvenci pri največjem deklariranem navoru. Če je pri dveh ali več motorjih vrednost za to primarno merilo enaka, se osnovni motor izbere z uporabo sekundarnega merila, ki je največja dobava goriva na gib pri nazivni vrtilni frekvenci.

5.2.4.2 Motorji s prisilnim vžigom Ko homologacijski organ potrdi družino motorjev, je treba izbrati osnovni motor družine, pri čemer je primarno merilo za izbiro največja gibna prostornina. Če to primarno merilo izpolnjujeta dva ali več motorjev, se osnovni motor izbere z uporabo sekundarnega merila, in sicer v naslednjem vrstnem redu: (a) največja dobava goriva na gib pri vrtilni frekvenci pri deklarirani nazivni moči; (b) največji predvžig; (c) najnižji delež EGR.

5.2.4.3 Opombe glede izbire osnovnega motorja Homologacijski organ lahko ugotovi, da je mogoče raven najslabše emisije najbolje določiti s preizkušanjem dodatnih motorjev. V tem primeru mora proizvajalec motorja predložiti ustrezne podatke za določitev motorjev znotraj družine, za katere je verjetno, da imajo najvišjo raven emisij. Če imajo motorji znotraj družine še druge lastnosti, za katere bi lahko šteli, da vplivajo na emisije izpušnih plinov, je treba pri izbiri osnovnega motorja tudi te lastnosti opredeliti in upoštevati. Če motorji znotraj družine izpolnjujejo enake emisijske vrednosti v različnih obdobjih življenjske dobe, je treba to upoštevati pri izboru osnovnega motorja.

6. Preizkusni pogoji

6.1 Laboratorijski preizkusni pogoji V skladu z naslednjimi določbami se izmerita absolutna temperatura (Ta) polnilnega zraka pri vstopu v motor, izražena v kelvinih, in suh atmosferski tlak (p s), izražen v kPa, ter določi parameter f a. Pri večvaljnih motorjih, ki imajo ločene skupine polnilnih zbiralnikov, kot npr. pri konfiguraciji "V" motorjev, se upošteva povprečna temperatura v posameznih skupinah. O parametru f a je treba poročati skupaj z rezultati preizkusa. Za boljšo ponovljivost in obnovljivost rezultatov preizkusa se priporoča, da je parameter f a tak, da je: 0,93 ≤ f a ≤ 1,07. (a) Motorji s kompresijskim vžigom vžig: Sesalni in mehansko tlačno polnjeni motorji: (1) Motorji s turbinskim polnilnikom s hlajenjem polnilnega zraka ali brez njega: (2) (b) Motorji s prisilnim vžigom: (3)

6.2 Motorji s hlajenjem polnilnega zraka Temperatura polnilnega (stisnjenega) zraka se zabeleži in mora biti pri nazivni vrtilni frekvenci ter polni obremenitvi v območju ±5 K od najvišje temperature polnilnega (stisnjenega) zraka po navedbi proizvajalca. Temperatura hladilnega sredstva je najmanj 293 K (20 °C). Če se uporabi sistem preizkusnega laboratorija ali zunanje puhalo, mora biti pretok hladilnega sredstva nastavljen tako, da doseže temperaturo polnilnega (stisnjenega) zraka pri nazivni vrtilni frekvenci in polni obremenitvi v območju ±5 K od najvišje temperature polnilnega (stisnjenega) zraka po navedbi proizvajalca. Temperatura hladilnega sredstva in pretok hladilnega sredstva hladilnika polnilnega (stisnjenega) zraka na zgoraj nastavljeni točki morata biti enaka med celotnim preizkuševalnim ciklom, če to ne povzroči nereprezentativne prekomerne ohladitve polnilnega (stisnjenega) zraka. Prostornina hladilnika polnilnega (stisnjenega) zraka mora temeljiti na dobri inženirski praksi in biti reprezentativna za vgradnjo proizvodnega motorja v uporabi. Sistem laboratorija mora biti zasnovan tako, da se čim bolj zmanjša zbiranje kondenzata. Pred preizkusom emisij je treba nabrani kondenzat odvesti in vse odvodne kanale popolnoma zapreti. Če proizvajalec motorja navede mejne vrednosti padca tlaka v sistemu hlajenja polnilnega zraka, se zagotovi, da je padec tlaka v sistemu hlajenja polnilnega zraka pri pogojih motorja, ki jih določi proizvajalec, znotraj omejitev proizvajalca. Padec tlaka se izmeri na mestih, ki jih je določil proizvajalec.

6.3 Moč motorja Osnova za merjenje specifičnih emisij je moč motorja in delo cikla, kot sta določena v skladu z odstavki 6.3.1 do 6.3.5.

6.3.1 Splošna vgradnja motorja Motor se preizkusi z dodatno opremo/opremo iz Dodatka 6. Če dodatna oprema/oprema ni nameščena v skladu z zahtevami, se njena moč upošteva v skladu z odstavki 6.3.2 do 6.3.5.

6.3.2 Dodatna oprema/oprema, ki se namesti za preizkus emisij Če dodatne opreme/opreme, zahtevane v skladu z Dodatkom 6 k tej prilogi ni primerno namestiti na preizkusno napravo, se moč, ki jo absorbira ta oprema, ugotovi in odšteje od izmerjene moči motorja (referenčne in dejanske) v celotnem območju vrtilne frekvence motorja WHTC in preizkusnih vrtilnih frekvencah WHSC.

6.3.3 Dodatna oprema/oprema, ki se odstrani za preizkus Kadar dodatne opreme, ki v skladu z Dodatkom 6 k tej prilogi ni zahtevana, ni mogoče odstraniti, se moč, ki jo ta oprema absorbira, ugotovi in prišteje izmerjeni moči motorja (referenčni in dejanski) v celotnem območju vrtilne frekvence motorja WHTC in preizkusnih vrtilnih frekvencah WHSC. Če je ta vrednost večja od 3 % največje moči pri preizkusni vrtilni frekvenci, se predloži homologacijskemu organu.

6.3.4 Določanje moči dodatne opreme Moč, ki jo absorbira dodatna oprema/oprema, se določi le, če: (a) dodatna oprema/oprema, zahtevana v skladu z Dodatkom 6 k tej prilogi ni nameščena na motor in/ali (b) je na motor nameščena dodatna oprema/oprema, ki ni zahtevana v skladu z Dodatkom 6 k tej prilogi. Vrednosti moči dodatne opreme in metodo merjenja/računanja za določanje moči dodatne opreme predloži proizvajalec motorja za celotno območje delovanja preizkuševalnih ciklov, pri čemer jih odobri homologacijski organ.

6.3.5 Delo motorja v ciklu Izračun referenčnega in dejanskega dela cikla (glej odstavka 7.4.8 in 7.8.6) temelji na moči motorja v skladu z odstavkom 6.3.1. V tem primeru sta P f in P r iz enačbe 4 nič, P pa je enako P m. Če je dodatna oprema/oprema nameščena v skladu z odstavkoma 6.3.2 in/ali 6.3.3, se moč, ki jo ta oprema absorbira, uporabi za korekcijo vsake trenutne vrednosti moči v ciklu Pm,i na naslednji način: (4) pri čemer je: P m,i izmerjena moč motorja v kW P f,i moč, ki jo absorbira dodatna oprema/oprema, ki se namesti, v kW; P r,i moč, ki jo absorbira dodatna oprema/oprema, ki se odstrani, v kW.

6.4 Sistem za dovajanje zraka v motor Uporabi se tak sistem za dovajanje zraka v motor ali tak sistem preizkusnega laboratorija, katerega sesalni upor je v območju ±300 Pa največje vrednosti, kot jo določa proizvajalec za čisti zračni filter pri nazivni vrtilni frekvenci in polni obremenitvi. Statični diferenčni tlak omejitve se izmeri na mestu, ki ga določi proizvajalec.

6.5 Izpušni sistem motorja Uporabi se izpušni sistem motorja ali sistem preizkusnega laboratorija, katerega protitlak v izpušnem sistemu je med 80 in 100 odstotki največje vrednosti pri nazivni vrtilni frekvenci in polni obremenitvi, kot določa proizvajalec. Če je največja omejitev 5 kPa ali manj, nastavljena točka ne sme biti manjša od 1,0 kPa od največje omejitve. Izpušni sistem je v skladu z zahtevami za vzorčenje izpušnih plinov, določenimi v odstavkih 9.3.10 in 9.3.11.

6.6 Motor s sistemom za naknadno obdelavo izpušnih plinov Če je motor opremljen s sistemom za naknadno obdelavo izpušnih plinov, mora imeti izpušna cev enak premer, kot se dejansko uporablja na motorju ali kot ga je določil proizvajalec, za najmanj štiri premere cevi v smeri proti toku razširjenega dela, ki vsebuje napravo za naknadno obdelavo. Razdalja od prirobnice izpušnega kolektorja ali izstopa turbopuhala do naprave za naknadno obdelavo izpušnih plinov je enaka kot pri konfiguraciji vozila ali v okviru proizvajalčevih specifikacij glede razdalje. Pri protitlaku v izpušnem sistemu ali njegovi omejitvi je treba upoštevati ista merila kot zgoraj, pri čemer se ta protitlak lahko nastavi z ventilom. Pri napravah za naknadno obdelavo s spremenljivo omejitvijo je največja omejitev izpušnih plinov navedena pri pogoju naknadne obdelave (raven razbarvanja/staranja in regeneracije/obremenitve), kot določa proizvajalec. Če je največja omejitev 5 kPa ali manj, nastavljena točka ne sme biti manjša od 1,0 kPa od največje omejitve. Posoda za naknadno obdelavo se lahko med navideznimi preizkusi in med določanjem karakterističnega diagrama motorja odstrani in zamenja z enakovredno posodo, ki ima katalitično neaktivno podlago. Emisije, izmerjene v preizkuševalnem ciklu, morajo biti reprezentativne za emisije v uporabi. Če je motor opremljen s sistemom za naknadno obdelavo izpušnih plinov, ki zahteva porabo reagenta, proizvajalec določi reagent, ki se uporablja pri vseh preizkusih, proizvajalec. Motorji, opremljeni s sistemi za naknadno obdelavo izpušnih plinov s stalno regeneracijo, ne zahtevajo posebnega preizkuševalnega postopka, vendar je treba postopek regeneracije prikazati v skladu z odstavkom 6.6.1. Pri motorjih, opremljenih s sistemi za naknadno obdelavo izpušnih plinov, ki so periodično regenerirani, kot je opisano v odstavku 6.6.2, se rezultati emisij prilagodijo tako, da upoštevajo regeneracije. V tem primeru je povprečna emisija odvisna od pogostosti regeneracije z vidika deleža preizkusov, v katerih pride do regeneracije.

6.6.1 Stalna regeneracija Emisije se izmerijo na sistemu za naknadno obdelavo, ki je bil stabiliziran, tako da je obnašanje emisij ponovljivo. Postopek regeneracije je treba opraviti vsaj enkrat v preizkusu WHTC po vročem zagonu, pri čemer mora proizvajalec deklarirati normalne pogoje, v katerih pride do regeneracije (obremenitev s sajami, temperatura, protitlak v izpušnem sistemu itd.). Da se dokaže stalnost postopka regeneracije, se izvedejo najmanj trije preizkusi WHTC po vročem zagonu. V tem prikazu se motor ogreje v skladu z odstavkom 7.4.1, zaustavi se v skladu z odstavkom 7.6.3 in zažene se prvi preizkus WHTC po vročem zagonu. Naslednji preizkusi po vročem zagonu se začnejo po zaustavitvi v skladu z odstavkom 7.6.3. Med preizkusi se beležijo temperature in tlaki izpušnih plinov (temperatura pred in za sistemom za naknadno obdelavo, protitlak v izpušnem sistemu itd.). Če med preizkusom pride do pogojev, ki jih deklarira proizvajalec, in rezultati treh (ali več) preizkusov WHTC po vročem zagonu ne odstopajo za več kot ±25 odstotkov ali 0,005 g/kWh, kar koli od tega je večje, se sistem za naknadno obdelavo obravnava kot tip s stalno regeneracijo, pri čemer se uporabljajo splošne določbe o preizkusih iz odstavka 7.6 (WHTC) in odstavka 7.7 (WHSC). Če ima sistem za naknadno obdelavo izpušnih plinov varnostno fazo, ki se preklopi v fazo periodične regeneracije, ga je treba preveriti v skladu z odstavkom 6.6.2. V tem specifičnem primeru se ustrezne mejne vrednosti emisij lahko presežejo in se jih ne ovrednoti (uteži).

6.6.2 Periodična regeneracija Pri naknadni obdelavi izpušnih plinov, ki temelji na postopku periodične regeneracije, se emisije merijo v vsaj treh preizkusih WHTC po vročem zagonu, enem z regeneracijo na stabiliziranem sistemu za naknadno obdelavo in dveh brez regeneracije, rezultati pa se ovrednotijo v skladu z enačbo 5. Postopek regeneracije se v preizkusu WHTC po vročem zagonu izvede vsaj enkrat. Motor je mogoče opremiti s stikalom, s katerim se lahko onemogoči ali omogoči postopek regeneracije, če ta ne vpliva na prvotno kalibriranje motorja. Proizvajalec deklarira normalne pogoje parametrov, v okviru katerih pride do postopka regeneracije (obremenitev saj, temperatura, protitlak izpušnih plinov itd.), in njegovo trajanje. Proizvajalec zagotovi tudi pogostnost regeneracije z vidika števila preizkusov, med katerimi pride do regeneracije, v primerjavi s številom preizkusov brez regeneracije. Natančen postopek za določitev te pogostnosti temelji na podatkih med uporabo na podlagi dobre inženirske presoje, pri čemer ga potrdi homologacijski ali certifikacijski organ. Proizvajalec zagotovi sistem za naknadno obdelavo izpušnih plinov, ki je obremenjen, da pride do regeneracije med preizkusom WHTC. V tem preizkusu se motor ogreje v skladu z odstavkom 7.4.1, zaustavi se v skladu z odstavkom 7.6.3 in zažene se preizkus WHTC po vročem zagonu. Do regeneracije ne sme priti med ogrevanjem motorja. Povprečne specifične emisije med fazami regeneracije se določijo iz aritmetične sredine rezultatov več časovno približno enakomerno razporejenih preizkusov WHTC po vročem zagonu (g/kWh). Vsaj en preizkus WHTC po vročem zagonu se izvede čim bližje začetku preizkusa regeneracije, en pa takoj po tem preizkusu. Namesto tega lahko proizvajalec zagotovi podatke, ki kažejo, da emisije med fazami regeneracije ostanejo konstantne (±25 % ali 0,005 g/kWh, kar je večje). V tem primeru se lahko uporabijo emisije samo enega preizkusa WHTC po vročem zagonu. Med preizkusom regeneracije se zabeležijo vsi podatki, ki so potrebni za odkrivanje regeneracije (emisije CO ali NOx, temperatura pred in za sistemom za naknadno obdelavo izpušnih plinov, protitlak izpušnih plinov itd.). Med preizkusom regeneracije se ustrezne mejne vrednosti emisij lahko presežejo. Preizkuševalni postopek je shematsko prikazan na sliki 2.

Slika 2

Shema periodične regeneracije

Emisije ob vročem zagonu WHTC se utežijo (ovrednotijo) na naslednji način:

(5)

pri čemer je:

n število preizkusov WHTC po vročem zagonu brez regeneracije; nr število preizkusov WHTC po vročem zagonu z regeneracijo (najmanj en preizkus); povprečna specifična emisija brez regeneracije, v g/kWh; povprečna specifična emisija z regeneracijo, v g/kWh.

Za določitev se uporabljajo naslednje določbe:

(a) če je za regeneracijo potreben več kot en vroč zagon WHTC, se zaporedoma izvedejo celotni preizkusi vročega zagona WHTC in neprekinjeno merijo emisije brez zaustavitve in brez izklopa motorja, dokler regeneracija ni dokončana, nato pa se izračuna povprečje preizkusov vročega zagona WHTC;

(b) če se regeneracija zaključi med katerim koli vročim zagonom WHTC, se preizkus nadaljuje do konca..

V dogovoru s homologacijskim organom se faktorji za prilagoditev regeneracije lahko uporabljajo multiplikativno (c) ali aditivno (d) na podlagi dobre inženirske analize.

(c) Multiplikativni faktorji za prilagoditev se izračunajo na naslednji način: (v smeri navzgor) (6) (v smeri navzdol) (6a)

(d) Aditivni faktorji za prilagoditev se izračunajo na naslednji način: k r,u = e w – e (v smeri navzgor) (7) kr,d = ew – er (v smeri navzdol) (8)

V zvezi z izračuni specifičnih emisij v odstavku 8.6.3 se faktorji za prilagoditev regeneracije uporabijo na naslednji način:

(e) pri preizkusu brez regeneracije se k r,u pomnoži s specifično emisijo e v enačbah 69 ali 70 ali se ji doda;

(f) pri preizkusu z regeneracijo se k r,d pomnoži s specifično emisijo e v enačbah 69 ali 70 ali se ji doda.

Na zahtevo proizvajalca se faktorji za prilagoditev regeneracije

(g) lahko prenese na druge člane iz iste družine motorjev;

(h) lahko razširijo na druge družine motorjev, ki uporabljajo enak sistem za naknadno obdelavo, ob predhodni odobritvi homologacijskega organa na podlagi tehničnih dokazov, ki jih mora predložiti proizvajalec o podobnosti emisij.

6.7 Hladilni sistem Uporabi se hladilni sistem z zadostno zmogljivostjo, da ohranja motor na normalni delovni temperaturi, ki jo predpiše proizvajalec.

6.8 Mazalno olje Mazalno olje določi proizvajalec in je reprezentativno za mazalno olje, ki je na voljo na trgu; specifikacije mazalnega olja, uporabljenega za preizkus, se zabeležijo in predložijo skupaj z rezultati preizkusa.

6.9 Specifikacija referenčnega goriva Referenčna goriva so navedena v Prilogi 5. Temperatura goriva je skladna s priporočili proizvajalca.

6.10 Emisije iz okrova ročične gredi Emisije iz bloka motorja se ne smejo izločati neposredno v okolje, pri čemer velja naslednja izjema: motorji, opremljeni s turbopuhali, črpalkami, puhali ali nadtlačnim polnjenjem za uvajanje zraka, lahko izločajo emisije iz ohišja motorja v okolje, če se emisije dodajo emisijam izpušnih plinov (fizično ali matematično) med preizkušanjem vseh emisij. Proizvajalci, ki uveljavljajo to izjemo, morajo motorje vgraditi tako, da se lahko vse emisije iz okrova ročične gredi preusmerijo v sistem vzorčenja emisij. V tem odstavku se emisije plinov iz ohišja motorja, ki so preusmerjene v izpuh v smeri proti toku od naknadne obdelave izpušnih plinov med celotnim delovanjem, ne štejejo za izpuščene neposredno v okolje. Emisije iz odprtega okrova ročične gredi se za merjenje emisij preusmerijo v izpušni sistem na naslednji način: (a) materiali za cevi morajo imeti gladke stene in biti električno prevodni ter ne smejo reagirati z emisijami iz okrova ročične gredi. Cevi morajo biti čim krajše; (b) število krivin laboratorijskih cevi, ki vodijo iz okrova ročične gredi, mora biti čim manjše, polmer krivin, ki se jim ni mogoče izogniti, pa čim večji; (c) laboratorijske cevi za izpušne pline iz bloka motorja morajo biti ogrevane, s tankimi stenami ali izolirane ter ustrezati specifikacijam za protitlak okrova ročične gredi proizvajalca motorja; (d) cevi za izpušne pline iz ohišja motorja so povezane z nerazredčenimi izpušnimi plini v smeri toka od katerega koli sistema za naknadno obdelavo, v smeri toka od katere koli nameščene omejitve izpuha in dovolj proti smeri toka od katere koli sonde za vzorčenje, da se zagotovi popolno mešanje z izpuhom motorja pred vzorčenjem. Cev za izpušne pline iz bloka motorja sega v prosti tok izpušnih plinov, da se odpravijo vplivi mejne plasti in spodbudi mešanje. Izstop iz cevi za izpušne pline iz bloka motorja je lahko usmerjen v katero koli smer glede na tok nerazredčenih izpušnih plinov.

6.11.1 Tlak v bloku motorja se mora izmeriti med preizkuševalnimi cikli emisij na ustreznem mestu. Meri se pri odprtini za preverjanje ravni olja z manometrom s poševno cevjo.

6.11.1.1 Tlak v polnilnem zbiralniku se izmeri na ± 1 kPa natančno.

6.11.1.2 Tlak v bloku motorja se meri z odstopanjem ±0,01 kPa.

7. Preizkuševalni postopki

7.1 Načela merjenja emisij Pri merjenju specifičnih emisij mora motor obratovati med preizkusnima cikloma iz odstavkov 7.2.1 in 7.2.2. Za merjenje specifičnih emisij sta potrebna opredelitev mase sestavin v izpušnih plinih in ustrezno delo cikla motorja. Sestavine določajo metode vzorčenja iz odstavkov 7.1.1 in 7.1.2.

7.1.1 Neprekinjeno vzorčenje Pri neprekinjenem vzorčenju se koncentracija sestavine meri neprekinjeno iz nerazredčenih ali razredčenih izpušnih plinov. Ta koncentracija se pomnoži s stopnjo neprekinjenega pretoka (nerazredčenih ali razredčenih) izpušnih plinov na mestu vzorčenja emisij, da se določi masni pretok sestavine. Emisija sestavine se med preizkuševalnim ciklom neprekinjeno sešteva. Ta vsota je skupna masa oddane sestavine.

7.1.2 Šaržno vzorčenje Pri vzorčenju serije se neprekinjeno odvzema vzorec nerazredčenih ali razredčenih izpušnih plinov, ki se shrani za poznejše meritve. Odvzet vzorec je sorazmeren s stopnjo pretoka nerazredčenih ali razredčenih izpušnih plinov. Primera vzorčenja serije sta zbiranje razredčenih plinastih sestavin v vrečo in delcev na filtru. Vzorčene koncentracije serij se pomnožijo s skupno maso izpušnih plinov ali skupnim masnim pretokom izpušnih plinov (nerazredčenih ali razredčenih), iz katerega je bil pridobljen med preizkuševalnim ciklom. Ta proizvod je skupna masa ali skupni masni pretok oddane sestavine. Za izračun koncentracije delcev se delci, odloženi na filter iz sorazmerno odvzetih izpušnih plinov, delijo s količino filtriranih izpušnih plinov.

7.1.3 Postopki merjenja V tej prilogi se uporabljata dva postopka merjenja, ki sta funkcionalno enakovredna. Oba postopka je mogoče uporabiti za preizkuševalni cikel WHTC in za preizkuševalni cikel WHSC: (a) plinaste sestavine se vzorčijo neprekinjeno v nerazredčenih izpušnih plinih, delci pa se določijo s sistemom redčenja z delnim tokom; (b) plinaste sestavine in delci se določijo s sistemom redčenja s celotnim tokom (sistem CVS). Dovoljena je kakršna koli kombinacija teh dveh postopkov (npr. merjenje nerazredčenih plinov in merjenje delcev s celotnim tokom).

7.2 Preizkuševalni cikli

7.2.1 Preizkuševalni cikel prehodnega stanja WHTC Preizkuševalni cikel prehodnega stanja WHTC je v Dodatku 1 naveden kot sekundno zaporedje normiranih vrednosti vrtilne frekvence in navora. Za namen izvedbe preizkusa na preizkusnem prostoru za motor se normirane vrednosti pretvorijo v dejanske vrednosti za posamezni preizkušani motor na podlagi krivulje karakterističnega diagrama motorja. Ta pretvorba se imenuje denormalizacija, tako oblikovan preizkuševalni cikel pa referenčni cikel motorja za preizkus. S temi referenčnimi vrednostmi vrtilne frekvence in navora se v preizkusnem prostoru izvede cikel ter se zabeležijo dejanske vrednosti vrtilne frekvence, navora in moči. Za validacijo poteka preizkusa se po zaključku preizkusa izvede regresijska analiza med referenčnimi in dejanskimi vrednostmi vrtilne frekvence, navora in moči. Za izračun emisij, specifičnih za zavoro, se z integriranjem dejanske moči motorja skozi ves cikel izračuna dejansko delo cikla. Za validacijo cikla mora biti dejansko delo cikla v predpisanih mejah referenčnega dela cikla. Za plinasta onesnaževala se lahko uporabi neprekinjeno vzorčenje (nerazredčenih ali razredčenih izpušnih plinov) ali vzorčenje serije (razredčenih izpušnih plinov). Vzorec delcev se razredči s kondicioniranim redčilom (kot je zunanji zrak) in zbere na enem samem ustreznem filtru. WHTC je shematsko prikazan na sliki 3.

Slika 3

Preizkuševalni cikel WHTC

7.2.2 Preizkuševalni cikel WHSC v ustaljenem stanju z rampami Preizkuševalni cikel WHSC v ustaljenem stanju z rampami obsega več normiranih načinov vrtilne frekvence in obremenitve, ki se pretvorijo v referenčne vrednosti za posamezni preizkušani motor na podlagi krivulje karakterističnega diagrama motorja. V vsakem načinu motor deluje predpisani čas, pri čemer se vrtilna frekvenca motorja in obremenitev linearno spremenita v 20 ± 1 sekundah. Za validacijo poteka preizkusa se po zaključku preizkusa izvede regresijska analiza med referenčnimi in dejanskimi vrednostmi vrtilne frekvence, navora in moči. Med preizkuševalnim ciklom se izmeri koncentracija vsakega plinastega onesnaževala, pretok izpušnih plinov in izhodna moč. Plinasta onesnaževala se lahko neprekinjeno beležijo ali vzorčijo v vrečo za zbiranje vzorcev. Vzorec delcev se razredči s kondicioniranim redčilom (kot je zunanji zrak). V celotnem preizkusnem postopku se vzame en vzorec, ki se zbere na enem samem ustreznem filtru. Za izračun emisij, specifičnih za zavoro, se z integriranjem dejanske moči motorja skozi ves cikel izračuna dejansko delo cikla. WHSC je prikazan v tabeli 1. Razen načina 1 je začetek vsakega načina opredeljen kot začetek rampe iz prejšnjega načina. Tabela 1 Preizkuševalni cikel WHSC Način Normirana vrt. frekv. (v odstotkih) Normiran navor (v odstotkih) Trajanje načina (s) vklj. z 20 s rampe 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 Skupaj 1 895

7.3 Splošno preizkusno zaporedje Naslednji shematski prikaz vsebuje pregled splošnih smernic, ki jih je treba upoštevati med preizkušanjem. Podrobnosti o posameznem koraku so opisane v ustreznih odstavkih. Odstopanja od smernic so (če je primerno) dovoljena, vendar so specifične zahteve iz ustreznih odstavkov obvezne. Pri WHTC je preizkuševalni postopek sestavljen iz preizkusa po hladnem zagonu, ki sledi naravnemu ali prisilnemu ohlajanju motorja, vroče zaustavitve in preizkusa po vročem zagonu. Pri WHSC je preizkuševalni postopek sestavljen iz preizkusa po vročem zagonu, ki sledi predkondicioniranju motorja v načinu WHSC 9.

7.4 Določanje karakterističnega diagrama motorja in referenčni cikel Meritve motorja pred preizkusom, kontrole delovanja motorja pred preizkusom in kalibriranje sistema pred preizkusom je treba izvesti pred postopkom določanja karakterističnega diagrama motorja v skladu s splošnim zaporedjem preizkusov, prikazanim v odstavku 7.3. Za generiranje referenčnih ciklov WHTC in WHSC je treba motorju pri delovanju s polno obremenitvijo določiti karakteristični krivulji: vrtilna frekvenca – največji navor in vrtilna frekvenca – največja moč. Krivulja karakterističnega diagrama se uporablja za denormaliziranje vrtilne frekvence motorja (odstavek 7.4.6) in navora motorja (odstavek 7.4.7).

7.4.1 Ogrevanje motorja Motor se ogreje pri 75 odstotkih in 100 odstotkih največje moči ali v skladu s priporočili proizvajalca in dobro inženirsko presojo. Proti koncu ogrevanja mora motor delovati najmanj 2 minuti ali dokler termostat motorja nadzoruje temperaturo motorja, da se temperaturi hladilnega sredstva motorja in mazalnega olja stabilizirata na temperaturo znotraj ±2 odstotkov srednjih vrednosti.

7.4.2 Določanje karakterističnega diagrama območja vrtilne frekvence Najmanjša in največja vrtilna frekvenca za določitev karakterističnega diagrama se določita na naslednji način: najmanjša vrtilna frekvenca za določitev karakterističnega diagrama = vrtilna frekvenca v prostem teku Največja vrtilna frekvenca za določitev karakterističnega diagrama = n hi × 1,02 ali, če je nižja, vrtilna frekvenca, pri kateri navor pri polni obremenitvi pade na nič.

7.4.3 Krivulja karakterističnega diagrama motorja Ko je motor stabiliziran v skladu z odstavkom 7.4.1, se njegov karakteristični diagram določi v skladu z naslednjim postopkom: (a) motor se razbremeni in obratuje v prostem teku; (b) motor obratuje v okviru največje zahteve upravljavca pri najnižji vrtilni frekvenci za določanje karakterističnega diagrama; (c) vrtilna frekvenca motorja se s povprečno hitrostjo 8 ± 1 min–1/s povečuje od najnižje do najvišje vrtilne frekvence za določitev karakterističnega diagrama ali pri stalni hitrosti, pri kateri v 4 do 6 minutah od najnižje vrtilne frekvence za določitev karakterističnega diagrama doseže najvišjo vrtilno frekvenco za določitev karakterističnega diagrama. S frekvenco vzorčenja najmanj ene točke na sekundo se beležijo točke vrtilne frekvence motorja in navora. Pri izbiri možnosti (b) v odstavku 7.4.7 za določanje negativnega referenčnega navora se lahko krivulja karakterističnega diagrama nadaljuje neposredno z najmanjšo zahtevo upravljavca od najvišje do najnižje vrtilne frekvence za določanje karakterističnega diagrama.

7.4.4 Alternativno določanje karakterističnega diagrama če proizvajalec meni, da zgornje tehnike določanja karakterističnega diagrama niso varne ali da za kateri koli zadevni motor niso reprezentativne, se lahko uporabijo alternativne tehnike. Te alternativne tehnike ustrezajo namenu navedenih postopkov določanja karakterističnega diagrama za ugotavljanje največjega razpoložljivega navora pri vseh vrtilnih frekvencah motorja, doseženih med preizkuševalnimi cikli. Odstopanja od tehnik določanja karakterističnega diagrama, opredeljenih v tem odstavku, mora iz varnostnih razlogov ali zaradi reprezentativnosti skupaj z utemeljitvijo njihove uporabe odobriti homologacijski organ. V nobenem primeru se krivulja navora ne sme izvajati s padajočo vrtilno frekvenco motorja za motorje z regulatorjem ali tlačno polnjene motorje s turbopuhalom na izpušne pline.

7.4.5 Ponovljeni preizkusi Motorju ni treba določati karakterističnega diagrama pred vsakim preizkuševalnim ciklom. Motorju se ponovno določi karakteristični diagram pred preizkuševalnim ciklom: (a) če je, po oceni inženirjev, od zadnjega določanja karakterističnega diagrama preteklo nerazumno veliko časa ali (b) če so bile na motorju izvedene fizične spremembe ali ponovna kalibriranja, ki bi lahko vplivala na zmogljivost motorja.

7.4.6 Denormaliziranje vrtilne frekvence motorja Za generiranje referenčnih ciklov se normirane vrtilne frekvence iz Dodatka 1 (WHTC) in tabele 1 (WHSC) denormalizirajo z uporabo naslednje enačbe: n ref = n norm x (0.45 x n lo + 0.45 x n pref + 0.1 x n hi – n idle) x 2.0327 + n idle (9) Za določanje npref se integral največjega navora izračuna od nidle do n95h iz krivulje karakterističnega diagrama motorja, kot je določeno v skladu z odstavkom 7.4.3. Vrtilne frekvence motorja iz slik 4 in 5 so opredeljene na naslednji način: n norm je normirana vrtilna frekvenca v Dodatku 1 in tabeli 1, deljena s 100 n lo je najnižja vrtilna frekvenca, pri kateri je moč 55 % največje moči; n pref je vrtilna frekvenca motorja, pri kateri je integral največjega izmerjenega navora 51 % celotnega integrala med nidle in n95h; n hi je najvišja vrtilna frekvenca, pri kateri je moč 70 % največje moči; n idle vrtilna frekvenca v prostem teku n 95h je najvišja vrtilna frekvenca, pri kateri je moč 95 % največje moči. Za motorje (predvsem motorje s prisilnim vžigom) s strmo krivuljo omejitve regulatorja, pri katerih zapiranje dovoda goriva ne omogoča delovanja do nhi ali n95h, veljajo naslednje določbe: n hi v enačbi 9 se nadomesti z n Pmax x 1,02 n 95h se nadomesti z n Pmax x 1,02

Slika 4:

Opredelitev preizkusnih vrtilnih frekvenc

Slika 5

Definicija npref

7.4.7 Denormaliziranje navora motorja Vrednosti navora v shemi delovanja motorja na dinamometru v Dodatku 1 k tej prilogi(WHTC) in tabeli 1 (WHSC) se normalizirajo na največji navor pri ustrezni vrtilni frekvenci. Za generiranje referenčnih ciklov se vrednosti navora za vrednost vsake posamične referenčne vrtilne frekvence, kot določa odstavek 7.4.6, denormalizirajo z uporabo krivulje karakterističnega diagrama, določene v skladu z odstavkom 7.4.3 na naslednji način: (10) pri čemer je: M norm,i normiran navor, v %; M max,i največji navor iz krivulje karakterističnega diagrama, v Nm; M f,i navor, ki ga absorbira dodatna oprema/oprema, ki se namesti, v Nm; M r,i navor, ki ga absorbira dodatna oprema/oprema, ki se odstrani, v Nm. Če je dodatna oprema/oprema nameščena v skladu z odstavkom 6.3.1 in Dodatkom 6, k tej prilogi sta M f in M r nič. Za namene generiranja referenčnega cikla morajo negativne vrednosti navora točk delovanja motorja (m v Dodatku 1 k tej prilogi) prevzeti referenčne vrednosti, ki se določijo na enega od naslednjih načinov: (a) negativnih 40 % razpoložljivega pozitivnega navora na ustrezni točki števila vrtljajev; (b) določanje karakterističnega diagrama negativnega navora, potrebnega za poganjanje motorja od najvišje do najnižje vrtilne frekvence za določitev karakterističnega diagrama motorja; (c) določanje negativnega navora, potrebnega za poganjanje motorja v prostem teku in pri nhi, ter linearna interpolacija med tema dvema točkama.

7.4.8 Izračun referenčnega dela cikla Referenčno delo cikla se določi med preizkuševalnim ciklom s hkratnim izračunom trenutnih vrednosti za moč motorja iz referenčne vrtilne frekvence in navora, kot je določeno v odstavkih 7.4.6 in 7.4.7. Trenutne vrednosti moči motorja se integrirajo med preizkuševalnim ciklom, da se izračuna referenčno delo cikla Wref (kWh). Če dodatna oprema ni nameščena v skladu z odstavkom 6.3.1, se trenutne vrednosti moči korigirajo po enačbi 4 iz odstavka 6.3.5. Ista metodologija se uporabi za integriranje referenčne in dejanske moči motorja. Če je treba določiti vrednost med sosednjimi referenčnimi oziroma sosednjimi izmerjenimi vrednostmi, se uporabi linearna interpolacija. Pri integriranju dejanskega dela cikla se vse negativne vrednosti navora nastavijo na nič in vključijo. Če se integracija izvaja pri frekvenci, ki je nižja od 5 Hz, in če se v danem časovnem segmentu vrednost navora spremeni iz pozitivne v negativno ali iz negativne v pozitivno, se izračuna negativni delež in nastavi na nič. Pozitivni delež se vključi v integrirano vrednost.

7.5 Postopki pred preizkusom

7.5.1 Namestitev merilne opreme Instrumenti in sonde za vzorčenje se namestijo v skladu z zahtevami. Če se uporablja sistem redčenja s celotnim tokom, se nanj priključi zadnji (izstopni) del izpušne cevi.

7.5.2 Priprava merilne opreme za vzorčenje Pred začetkom vzorčenja emisij se izvedejo naslednji koraki: (a) preizkusi tesnjenja se izvedejo v 8 urah pred vzorčenjem emisij v skladu z odstavkom 9.3.4; (b) za vzorčenje serije se priključi čist shranjevalni medij, kot so izpraznjene vreče; (c) pri zagonu vseh merilnih instrumentov se upoštevajo navodila proizvajalca instrumentov in dobra inženirska presoja; (d) zaženejo se sistemi redčenja, črpalke za vzorčenje, hladilni ventilatorji in sistem za zbiranje podatkov; (e) pretoki vzorca se (če je primerno) prilagodijo želenim ravnem s pretokom po obvodu; (f) toplotni izmenjevalniki v sistemu za vzorčenje se pred preizkusom ogrejejo ali ohladijo na območje njihove delovne temperature; (g) ogrevanim ali ohlajenim sestavinam, kot so cevi za vzorčenje, filtri, hladilniki in črpalke, se omogoči stabiliziranje na njihovo delovno temperaturo; (h) tok sistema redčenja izpušnih plinov se vklopi najmanj 10 minut pred zaporedjem preizkusov; (i) vse elektronske integrirne naprave se pred začetkom vseh preizkusnih intervalov nastavijo ali ponovno nastavijo na ničlo.

7.5.3 Preverjanje analizatorjev plina Izberejo se območja analizatorjev plina. Analizatorji emisij z avtomatsko ali ročno nastavitvijo merilnega območja so dovoljeni. Med preizkuševalnim ciklom se območje analizatorjev emisij ne sme preklapljati. Hkrati se dobički analognega obratovalnega ojačevalnika analizatorja ne smejo vklopiti med preizkuševalnim ciklom. Ničelni in kalibrirni odziv se določita za vse analizatorje z uporabo mednarodno sledljivih plinov, ki ustrezajo specifikacijam iz odstavka 9.3.3. Kalibriranje razpona analizatorjev FID se izvede na podlagi števila ogljika ena (C1).

7.5.4 Priprava filtra za vzorčenje delcev Najmanj eno uro pred preizkusom se filter položi v petrijevko, ki je zaščitena pred vdorom prahu in omogoča izmenjavo zraka, ter postavi v tehtalno komoro, da se stabilizira. Po končanem obdobju stabilizacije se filter stehta in se zabeleži tara teža. Filter se nato shrani v zaprto petrijevko ali zatesnjeno posodo za filter, dokler ni potreben za preizkušanje. Filter je treba uporabiti v osmih urah po odstranitvi iz tehtalne komore.

7.5.5 Nastavitev sistema redčenja Skupni pretok razredčenih izpušnih plinov sistema redčenja s celotnim tokom ali pretok razredčenih izpušnih plinov skozi sistem redčenja z delnim tokom se nastavi tako, da se odpravi kondenzacija vode v sistemu in doseže temperatura na dotoku v filter med 315 K (42 °C) in 325 K (52 °C).

7.5.6 Zagon sistema vzorčenja delcev Sistem za vzorčenja delcev se zažene in deluje na obvodu. Količina delcev v redčilu se lahko določi z vzorčenjem redčila pred vstopom izpušnih plinov v tunel za redčenje. Meritev se lahko opravi pred preizkusom ali po njem. Če se meritev opravi na začetku in na koncu cikla, se izračuna povprečje vrednosti. Če se za meritev ozadja uporabi drugačen sistem vzorčenja, se meritev izvede vzporedno s potekom preizkusa.

7.6 Izvedba cikla WHTC

7.6.1 Ohlajanje motorja Uporabi se lahko postopek naravnega ali prisilnega ohlajanja. Pri prisilnem ohlajanju se uporabi dobra inženirska presoja za vzpostavitev sistemov za pošiljanje hladilnega zraka skozi motor, pošiljanje hladilnega olja skozi sistem za mazanje motorja, odvajanje toplote iz hladilnega sredstva skozi hladilni sistem motorja in za odvajanje toplote iz sistema za naknadno obdelavo izpušnih plinov. Pri prisilnem ohlajanju sistema za naknadno obdelavo se hladilni zrak ne uporablja, dokler se sistem za naknadno obdelavo ne ohladi na temperaturo, nižjo od temperature, potrebne za njegovo katalitično aktiviranje. Postopki hlajenja, ki povzročajo nereprezentativne emisije, niso dovoljeni.

7.6.2 Preizkus po hladnem zagonu Preizkus po hladnem zagonu se začne, ko so temperature maziva za motor, hladilnega sredstva in sistema za naknadno obdelavo med 293 in 303 K (20 in 30°C). Motor se zažene z eno od naslednjih (dveh) metod: (a) v skladu s priporočili iz lastnikovega priročnika s pomočjo serijskega zaganjalnika in ustrezno napolnjenega akumulatorja ali ustrezno napajalno enoto ali (b) s pomočjo dinamometra. Motor se poganja v območju ±25 % tipične pogonske hitrosti med uporabo. Pogon se ustavi v 1 sekundi od zagona motorja. Če se motor po 15 sekundah pogona ne zažene, se pogon ustavi in ugotovi razlog za neuspel zagon, razen če v lastnikovem ali servisnem priročniku ne piše, da je daljši čas pogona normalen.

7.6.3 Vroča zaustavitev Takoj po zaključku preizkusa po hladnem zagonu se motor kondicionira za preizkus po vročem zagonu z 10 ± 1-minutno vročo zaustavitvijo.

7.6.4 Preizkus po vročem zagonu Motor se na koncu vroče zaustavitve iz odstavka 7.6.3 zažene v skladu z metodama za zagon iz odstavka 7.6.2.

7.6.5 Zaporedje preizkusov Zaporedje preizkusov po hladnem in vročem zagonu se začne z zagonom motorja. Po zagonu motorja se začne uravnavanje cikla, tako da se delovanje motorja ujame s prvo nastavljeno točko cikla. WHTC se izvede v skladu z referenčnim ciklom iz odstavka 7.4. Predvidene vodilne vrednosti za vrtilno frekvenco motorja in navor se izdajo pri frekvenci 5 Hz (priporočljivo 10 Hz) ali višji. Nastavljene vrednosti se izračunajo z linearno interpolacijo med vrednostmi referenčnega cikla, nastavljenimi pri 1 Hz. Dejanska vrtilna frekvenca motorja in navor se med preizkuševalnim ciklom beležita najmanj enkrat na sekundo (1 Hz), signali pa se lahko elektronsko filtrirajo.

7.6.6 Zbiranje ustreznih podatkov o emisijah Hkrati z zagonom zaporedja preizkusov se zažene tudi merilna oprema: (a) začetek zbiranja ali analiziranja redčila, če se uporablja sistem redčenja s celotnim tokom; (b) začetek zbiranja ali analiziranja razredčenih ali nerazredčenih izpušnih plinov, odvisno od uporabljene metode; (c) začetek merjenja količine razredčenih izpušnih plinov ter predpisanih temperatur in tlakov; (d) začetek beleženja masnega pretoka izpušnih plinov, če se uporablja analiza nerazredčenih izpušnih plinov; (e) začetek zapisovanja izmerjenih podatkov o številu vrtljajev in navoru dinamometra. Če se uporablja merjenje nerazredčenih izpušnih plinov, se koncentracije emisij ((NM)HC, CO in NOx) in masni pretok izpušnih plinov merijo neprekinjeno in shranijo v računalniškem sistemu pri vsaj 2 Hz. Vsi drugi podatki se lahko beležijo s frekvenco vzorca najmanj 1 Hz. Pri analognih analizatorjih se zabeleži odziv, medtem ko je kalibracijske podatke med ovrednotenjem podatkov mogoče uporabiti on-line ali off-line. Pri sistemu redčenja s celotnim tokom se HC in NOx neprekinjeno merita v tunelu za redčenje s frekvenco najmanj 2 Hz. Povprečne koncentracije se določijo z integriranjem signalov analizatorja skozi ves preizkuševalni cikel. Odzivni čas sistema ne sme biti daljši od 20 sekund ter ga je treba (če je primerno) uskladiti z nihanjem pretoka v sistemu CVS in z odstopanji časa vzorčenja ali preizkuševalnega cikla. CO, CO2 in NMHC se določijo z integriranjem signalov neprekinjenega merjenja ali z analizo koncentracij, ki so se med ciklom nabrale v vreči za vzorce. Koncentracije plinastih snovi, ki onesnažujejo, v redčilu, se določijo pred točko vstopa izpušnih plinov v tunel za redčenje z integracijo ali zbiranjem v vrečo za ozadje. Vsi ostali parametri, ki jih je treba izmeriti, se zabeležijo na podlagi najmanj ene meritve na sekundo (1 Hz).

7.6.7 Vzorčenje delcev Ob zagonu zaporedja preizkusov se sistem vzorčenja delcev preklopi z obvoda na zbiranje delcev. Če se uporablja sistem redčenja z delnim tokom, je treba črpalke za vzorčenje nadzorovati, tako da stopnja pretoka skozi sondo za vzorčenje delcev ali cev za prenos vzorca ostaja sorazmerna z masnim pretokom izpušnih plinov, kot se določi v skladu z odstavkom 9.4.6.1. Če se uporablja sistem redčenja s celotnim tokom, je treba črpalke za vzorčenje nastaviti tako, da je stopnja pretoka skozi sondo za vzorčenje delcev ali cev za prenos vzorca stalno v območju ±2,5 % nastavljene stopnje pretoka. Če se kompenzacija pretoka (tj. sorazmerno krmiljenje pretoka vzorcev) uporablja, se dokaže, da se razmerje med pretokom v glavnem tunelu in pretokom vzorca delcev ne spreminja za več kot ±2,5 % nastavljene vrednosti (razen v prvih 10 sekundah vzorčenja). Povprečna temperatura in tlak na vstopu v plinomer(e) oziroma v merila za merjenje pretoka se zapišeta. Če nastavljene stopnje pretoka zaradi prevelike obremenitve filtra z delci ni mogoče skozi celoten cikel ohranjati v območju ±2,5 %, je treba preizkus razveljaviti. Preizkus je treba ponoviti pri manjši stopnji pretoka vzorca.

7.6.8 Nehotena zaustavitev motorja in napaka opreme Če se motor zaustavi kadar koli med preizkusom po hladnem zagonu, se preizkus razveljavi. Motor se predkondicionira in ponovno zažene v skladu z zahtevami iz odstavka 7.6.2, preizkus pa se ponovi. Če se motor zaustavi kadar koli med preizkusom po vročem zagonu, se preizkus razveljavi. Motor se zaustavi v skladu z odstavkom 7.6.3, preizkus po vročem zagonu pa se ponovi. V tem primeru preizkusa po hladnem zagonu ni treba ponoviti. Če se med preizkuševalnim ciklom pojavi napaka katere koli predpisane preizkusne opreme, je treba preizkus razveljaviti in ponoviti v skladu z zgornjimi določbami.

7.7 Izvedba cikla WHSC

7.7.1 Predkondicioniranje sistema redčenja in motorja Sistem redčenja in motor se zaženeta in ogrejeta v skladu z odstavkom 7.4.1. Po ogrevanju se motor in sistem vzorčenja predkondicionirata z delovanjem motorja v načinu 9 (glej tabelo 1 v odstavku 7.2.2) najmanj 10 minut, pri čemer hkrati deluje sistem redčenja. Zberejo se lahko navidezni vzorci emisij delcev. Teh filtrov z vzorcem ni treba stabilizirati ali stehtati in se lahko izločijo. Stopnje pretoka se nastavijo na približne stopnje pretoka, izbrane za preizkušanje. Motor je treba po predkondicioniranju ugasniti.

7.7.2 Zagon motorja 5 ± eno minuto po zaključku predkondicioniranja v načinu 9 iz odstavka 7.7.1 se motor zažene v skladu s postopkom za zagon, kot ga proizvajalec priporoča v navodilih za uporabo, s serijskim zaganjalnikom ali dinamometrom v skladu z odstavkom 7.6.2.

7.7.3 Zaporedje preizkusov Zaporedje preizkusov se začne po zagonu motorja in se v eni minuti od delovanja motorja krmili, tako da se ujema s prvim načinom cikla (prosti tek). WHSC se izvede v skladu z vrstnim redom načinov preizkušanja iz tabele 1 v odstavku 7.2.2.

7.7.4 Zbiranje ustreznih podatkov o emisijah Hkrati z zagonom zaporedja preizkusov se zažene tudi merilna oprema: (a) začetek zbiranja ali analiziranja redčila, če se uporablja sistem redčenja s celotnim tokom; (b) začetek zbiranja ali analiziranja razredčenih ali nerazredčenih izpušnih plinov, odvisno od uporabljene metode; (c) začetek merjenja količine razredčenih izpušnih plinov ter predpisanih temperatur in tlakov; (d) začetek beleženja masnega pretoka izpušnih plinov, če se uporablja analiza nerazredčenih izpušnih plinov; (e) začetek zapisovanja izmerjenih podatkov o številu vrtljajev in navoru dinamometra. Če se uporablja merjenje nerazredčenih izpušnih plinov, se koncentracije emisij ((NM)HC, CO in NOx) in masni pretok izpušnih plinov merijo neprekinjeno in shranijo v računalniškem sistemu pri vsaj 2 Hz. Vsi drugi podatki se lahko beležijo s frekvenco vzorca najmanj 1 Hz. Pri analognih analizatorjih se zabeleži odziv, medtem ko je kalibracijske podatke med ovrednotenjem podatkov mogoče uporabiti on-line ali off-line. Pri sistemu redčenja s celotnim tokom se HC in NOx neprekinjeno merita v tunelu za redčenje s frekvenco najmanj 2 Hz. Povprečne koncentracije se določijo z integriranjem signalov analizatorja skozi ves preizkuševalni cikel. Odzivni čas sistema ne sme biti daljši od 20 sekund ter ga je treba (če je primerno) uskladiti z nihanjem pretoka v sistemu CVS in z odstopanji časa vzorčenja ali preizkuševalnega cikla. CO, CO2 in NMHC se določijo z integriranjem signalov neprekinjenega merjenja ali z analizo koncentracij, ki so se med ciklom nabrale v vreči za vzorce. Koncentracije plinastih snovi, ki onesnažujejo, v redčilu, se določijo pred točko vstopa izpušnih plinov v tunel za redčenje z integracijo ali zbiranjem v vrečo za ozadje. Vsi ostali parametri, ki jih je treba izmeriti, se zabeležijo na podlagi najmanj ene meritve na sekundo (1 Hz).

7.7.5 Vzorčenje delcev Ob zagonu zaporedja preizkusov se sistem vzorčenja delcev preklopi z obvoda na zbiranje delcev. Če se uporablja sistem redčenja z delnim tokom, je treba črpalke za vzorčenje nadzorovati, tako da stopnja pretoka skozi sondo za vzorčenje delcev ali cev za prenos vzorca ostaja sorazmerna z masnim pretokom izpušnih plinov, kot se določi v skladu z odstavkom 9.4.6.1. Če se uporablja sistem redčenja s celotnim tokom, je treba črpalke za vzorčenje nastaviti tako, da je stopnja pretoka skozi sondo za vzorčenje delcev ali cev za prenos vzorca stalno v območju ±2,5 % nastavljene stopnje pretoka. Če se kompenzacija pretoka (tj. sorazmerno krmiljenje pretoka vzorcev) uporablja, se dokaže, da se razmerje med pretokom v glavnem tunelu in pretokom vzorca delcev ne spreminja za več kot ±2,5 % nastavljene vrednosti (razen v prvih 10 sekundah vzorčenja). Povprečna temperatura in tlak na vstopu v plinomer(e) oziroma v merila za merjenje pretoka se zapišeta. Če nastavljene stopnje pretoka zaradi prevelike obremenitve filtra z delci ni mogoče skozi celoten cikel ohranjati v območju ±2,5 %, je treba preizkus razveljaviti. Preizkus je treba ponoviti pri manjši stopnji pretoka vzorca.

7.7.6 Nehotena zaustavitev motorja in napaka opreme Če se motor zaustavi kadar koli med ciklom, je treba preizkus razveljaviti. Motor se predkondicionira v skladu z odstavkom 7.7.1 in ponovno zažene v skladu z odstavkom 7.7.2, preizkus pa se ponovi. Če se med preizkuševalnim ciklom pojavi napaka katere koli predpisane preizkusne opreme, je treba preizkus razveljaviti in ponoviti v skladu z zgornjimi določbami.

7.8 Postopki po preizkusu

7.8.1 Postopki po preizkusu Ob zaključku preizkusa se ustavi merjenje masnega pretoka izpušnih plinov, prostornine razredčenih izpušnih plinov ter pretoka plinov v zbiralne vreče in črpalko za vzorčenje delcev. Pri sistemu integriranega analizatorja se vzorčenje nadaljuje, dokler ne potečejo odzivni časi sistema.

7.8.2 Preverjanje sorazmernega vzorčenja Pri vsakem sorazmernem vzorcu serije, kot je vzorec iz vreče ali vzorec PM, je treba preveriti, ali se je vzdrževalo sorazmerno vzorčenje v skladu z odstavkoma 7.6.7 in 7.7.5. Vsak vzorec, ki ne izpolnjuje zahtev, se razveljavi.

7.8.3 Kondicioniranje in tehtanje PM Filter za delce se namesti v zaprte ali zapečatene zabojnike ali pa se posode za filter zaprejo, da se filtri z vzorcem zaščitijo pred onesnaženjem iz okolice. Tako zaščiteni filtri se vrnejo v tehtalno komoro. Filter se kondicionira vsaj eno uro in nato stehta v skladu z odstavkom 9.4.5. Bruto teža filtra se zabeleži.

7.8.4 Preverjanje premika Takoj ko je mogoče, vendar najpozneje 30 minut po zaključku preizkuševalnega cikla ali med zaustavitvijo (samo za (b)), se določita kalibrirni in ničelni odziv uporabljenih območjih plinskega analizatorja. V tem odstavku je preizkuševalni cikel določen na naslednji način: (a) pri preizkusu WHTC: celotno zaporedje hladno – zaustavitev – vroče (b) pri preizkusu WHTC po vročem zagonu (odstavek 6.6): zaporedje zaustavitev – vroče (c) pri preizkusu WHTC večkratne regeneracije po vročem zagonu (odstavek 6.6): skupno število preizkusov po vročem zagonu (d) pri preizkusu WHSC: preizkuševalni cikel. Naslednje določbe veljajo za premik analizatorja: (a) ničelni in kalibrirni odziv pred preizkusom ter ničelni in kalibrirni odziv po preizkusu se lahko neposredno vstavijo v enačbo 66 iz odstavka 8.6.1, ne da bi se določil premik; (b) če je razlika, povezana s premikom, med rezultati pred preizkusom in rezultati po preizkusu manjša od 1 % obsega skale, se lahko uporabijo nekorigirane izmerjene koncentracije ali pa se za premik korigirajo v skladu z odstavkom 8.6.1; če je razlika, povezana s premikom, med rezultati pred preizkusom in rezultati po preizkusu enaka ali večja od 1 % obsega skale, se preizkus razveljavi ali pa se izmerjene koncentracije korigirajo za premik v skladu z odstavkom 8.6.1.

7.8.5 Analiza vzorčenja plinastih emisij v vrečah Takoj ko je mogoče, se izvede naslednje: (a) plinasti vzorci v vrečah se analizirajo najpozneje 30 minut po zaključku preizkusa po vročem zagonu ali med zaustavitvijo pri preizkusu po hladnem zagonu; (b) vzorci ozadja se analizirajo najpozneje 60 minut po zaključku preizkusa po vročem zagonu.

7.8.6 Validacija dela cikla Pred izračunom dejanskega dela cikla se izpustijo vse točke, zabeležene med zagonom motorja. Dejansko delo cikla se določi med preizkuševalnim ciklom, tako da se za izračun trenutnih vrednosti za moč motorja hkrati uporabita vrednosti dejanske vrtilne frekvence in dejanskega navora. Trenutne vrednosti moči motorja se integrirajo med preizkuševalnim ciklom, da se izračuna dejansko delo cikla Wact (kWh). Če dodatna oprema/oprema ni nameščena v skladu z odstavkom 6.3.1, se trenutne vrednosti moči korigirajo po enačbi 4 iz odstavka 6.3.5. Ista metodologija, kot je opisana v odstavku 7.4.8, se uporabi za integriranje dejanske moči motorja. Dejansko delo cikla Wact se uporablja za primerjavo z referenčnim delom cikla Wref in za izračun emisij, specifičnih za zavoro (glej odstavek 8.6.3). Wact mora biti med 85 % in 105 % Wref.

7.8.7 Validacijska statistika preizkuševalnega cikla Za preizkus WHTC in WHSC se opravijo linearne regresije dejanskih vrednosti (n act, M act, P act) na referenčne vrednosti (n ref, M ref, P ref). Da bi čim bolj zmanjšali učinek popačenja zaradi zakasnitve med dejanskimi in referenčnimi vrednostmi cikla, se lahko celotno zaporedje dejanskih signalov vrtilne frekvence in navora motorja časovno premakne naprej ali nazaj glede na referenčno zaporedje vrtilnih frekvenc in navora. Če so dejanski signali zamaknjeni, se za enak obseg v isto smer zamakneta tudi vrtilna frekvenca in navor. Uporabi se metoda najmanjših kvadratov, pri čemer ima najustreznejša enačba naslednjo obliko: y = a 1 x + a 0 (11) pri čemer je: y dejanska vrednost vrtilne frekvence (min–1), navora (Nm) ali moči (kW); a 1 naklon regresijske premice x referenčna vrednost vrtilne frekvence (min–1), navora (Nm) ali moči (kW); a 0 odsek regresijske premice na osi y. Za vsako regresijsko premico se izračunata standardna napaka ocene (SEE) y na x in determinacijski koeficient (r2). Priporočljivo je, da se ta analiza izvaja z 1 Hz. Da se preizkus šteje kot veljaven, morajo biti izpolnjena merila iz tabele 2 (WHTC) ali tabele 3 (WHSC). Tabela 2 Dovoljena odstopanja regresijske premice za WHTC Hitrost Navor Moč Standardna napaka ocene (SEE) y na x največ 5 % največje preizkusne vrtilne frekvence največ 10 % največjega navora motorja največ 10 % največje moči motorja Naklon regresijske premice, a 1 0,95 do 1,03 0,83 do 1,03 0,89 do 1,03 Determinacijski koeficient r 2 najmanj 0,970 najmanj 0,850 najmanj 0,910 odsek regresijske premice na osi y, a 0 največ 10 % vrtilne frekvence v prostem teku ±20 Nm ali ±2 odstotka od največjega navora, in sicer večja od teh vrednosti ±4 kW ali ±2 odstotka od največje moči, in sicer večja od teh vrednosti Tabela 3 Dovoljena odstopanja regresijske premice za WHSC Hitrost Navor Moč Standardna napaka ocene (SEE) y na x največ 1 % največje preizkusne vrtilne frekvence največ 2 % največjega navora motorja največ 2 % največje moči motorja Naklon regresijske premice, a 1 0,99 do 1,01 0,98 do 1,02 0,98 do 1,02 Determinacijski koeficient r 2 najmanj 0,990 najmanj 0,950 najmanj 0,950 odsek regresijske premice na osi y, a 0 največ 1 % največje preizkusne vrtilne frekvence ±20 Nm ali ±2 odstotka od največjega navora, in sicer večja od teh vrednosti ±4 kW ali ±2 odstotka od največje moči, in sicer večja od teh vrednosti Samo za namene regresije je pred njenim izračunom dovoljena izpustitev točk, če je to navedeno v tabeli 4. Vendar se te točke ne izpustijo za izračun dela cikla in emisij. Izpustitev točk se lahko uporabi za celotni cikel ali za kateri koli njegov del. Tabela 4 Dopustna izpustitev točk iz regresijske analize Dogodek Pogoji Dopustna izpustitev točk Najmanjša zahteva upravljavca (točka prostega teka) n ref = 0 % ter M ref = 0 % ter M act > (M ref – 0,02 M max. izmerjenega navora) ter M act < (M ref + 0,02 M max. izmerjenega navora) vrtilna frekvenca in moč Najmanjša zahteva upravljavca (točka delovanja motorja) M ref < 0 % moč in navor ali vrtilna frekvenca Najmanjša zahteva upravljavca n act ≤ 1,02 n ref in M act > M ref ali n act > n ref in M act ≤ M ref' ali n act > 1,02 n ref in M ref < M act ≤ (M ref + 0,02 M max. izmerjenega navora) moč in navor ali vrtilna frekvenca Največja zahteva upravljavca n act < n ref in M act ≥ M ref ali n act ≥ 0,98 n ref in M act < M ref ali n act < 0.98 n ref in M ref > M act ≥ (M ref – 0,02 M max. izmerjenega navora) moč in navor ali vrtilna frekvenca

8. Izračun emisij Končni rezultat preizkusov se v skladu z ASTM E 29-06B v enem koraku zaokroži na število mest desno od decimalne vejice, ki ga navaja veljavni emisijski standard, povečano za eno dodatno decimalno mesto. Vmesnih vrednosti, s katerimi se izračuna končni rezultat emisij, specifičnih za zavoro, ni dovoljeno zaokroževati. Izračun ogljikovodikov in/ali nemetanskih ogljikovodikov temelji na naslednjih molarnih razmerjih ogljika/vodika/kisika (C/H/O) v gorivu: CH1,86O0,006 za dizelsko gorivo (B7), C2,92H2.92O0,46 za etanol za namenske motorje s kompresijskim vžigom (ED95), CH1,93O0,032 za bencin (E10), CH2,74O0,385 za etanol (E85), CH2.525 za UNP (utekočinjeni naftni plin), CH4 za ZP (zemeljski plin) in biometan. Primeri postopkov izračunavanja so v Dodatku 5 k tej prilogi. Izračun emisij na molski osnovi v skladu s Prilogo 7 globalnega tehničnega predpisa št. 11 o protokolu preizkusa emisij izpušnih plinov za necestno mobilno mehanizacijo je dovoljen, če se s tem predhodno strinja homologacijski organ.

8.1 Popravek s suhega na vlažno stanje Če se emisije merijo na suhi osnovi, se izmerjena koncentracija pretvori na vlažno osnovo z naslednjo enačbo: c w = kw × c d (12) pri čemer je: c d suha koncentracija v ppm ali % prostornine; kw korekcijski faktor iz suhega v vlažno stanje (k w,a, k w,e, ali k w,d, odvisno od uporabljene enačbe).

8.1.1 Nerazredčeni izpušni plini (13) ali (14) ali (15) pri čemer: (16) ter (17)

pri čemer je:

H a vlažnost polnilnega zraka v g vode na kg suhega zraka; w ALF vsebnost vodika v gorivu v % mase; q mf,i trenutni masni pretok goriva v kg/s; q mad,I trenutni masni pretok suhega polnilnega zraka v kg/s; p r tlak vodne pare po hladilni kopeli v kPa; p b skupni atmosferski tlak, v kPa; w DEL vsebnost dušika v gorivu v % mase; w EPS vsebnost kisika v gorivu v % mase; α molarno razmerje vodika v gorivu; c CO2 suha koncentracija CO2 v %; c CO suha koncentracija CO v %.

Enačbi 13 in 14 sta pretežno identični, pri čemer je faktor 1,008 v enačbah 13 in 15 približek točnejšega imenovalca v enačbi 14.

8.1.2 Razredčeni izpušni plini (18) ali (19) pri čemer: (20) pri čemer je: α molarno razmerje vodika v gorivu; c CO2w vlažna koncentracija CO2 v %; c CO2d suha koncentracija CO2 v %; H d vlažnost redčila, v g vode na kg suhega zraka; H a vlažnost polnilnega zraka v g vode na kg suhega zraka; D faktor redčenja (glej odstavek 8.5.2.3.2).

8.1.3 Redčilo (21) pri čemer: (22) pri čemer je: H d vlažnost redčila, v g vode na kg suhega zraka;

8.2 Popravek NO X zaradi vlažnosti Ker je emisija NOx odvisna od pogojev zunanjega zraka, se koncentracija NOx korigira zaradi vlažnosti s pomočjo faktorjev, podanih v odstavku 8.2.1 ali 8.2.2. Vlažnost polnilnega zraka Ha je mogoče izpeljati iz meritve relativne vlažnosti, meritve rosišča, meritve parnega tlaka ali meritve s suhim/mokrim termometrom z uporabo splošno veljavnih enačb.

8.2.1 Motorji s kompresijskim vžigom (23) pri čemer je: H a vlažnost polnilnega zraka v g vode na kg suhega zraka.

8.2.2 Motorji s prisilnim vžigom (24) pri čemer je: H a vlažnost polnilnega zraka v g vode na kg suhega zraka.

8.3 Korekcija plovnosti filtra za delce Masa filtra za vzorčenje se korigira za njegovo plovnost v zraku. Korekcija plovnosti je odvisna od gostote filtra za vzorčenje, gostote zraka in gostote kalibrirane uteži tehtnice in ne upošteva plovnosti samega delca. Korekcija plovnosti se opravi za tara maso filtra in bruto maso filtra. Če gostota materiala filtra ni znana, se uporabijo naslednje gostote: (a) filter iz steklenih vlaken, prevlečenih s teflonom: 2,300 kg/m3; (b) filter s teflonsko membrano: 2,144 kg/m3; (c) filter s teflonsko membrano z vmesnim obročkom iz polimetilpentana: 920 kg/m3. Za kalibracijske uteži iz nerjavnega jekla je treba uporabiti gostoto 8 000 kg/m3. Če je material kalibrirane uteži drugačen, je njegova gostota znana. Uporabi se naslednja enačba: (25) pri čemer: (26) pri čemer je: m uncor nekorigirana masa filtra za delce v mg; ρ a gostota zraka v kg/m3; ρ w gostota kalibrirane uteži tehtnice v kg/m3; ρ f gostota filtra za vzorčenje delcev v kg/m3); p b skupni atmosferski tlak v kPa; T a temperatura zraka v okolici tehtnice v K; 28,836 molska masa zraka pri referenčni vlažnosti (282,5 K), v g/mol; 8,3144 plinska konstanta. Masa vzorca delcev m p, uporabljena v odstavkih 8.4.3 in 8.5.3, se izračuna po naslednji enačbi: (27) pri čemer je: m f,G bruto masa filtra za delce, korigirana za plovnost, v mg; m f,T tara masa filtra za delce, korigirana za plovnost, v mg.

8.4 Redčenje z delnim tokom (PFS) in merjenje emisij nerazredčenih plinov Signali trenutne koncentracije plinastih sestavin se uporabljajo za izračun masnih emisij, tako da se pomnožijo s trenutnim masnim pretokom izpušnih plinov. Masni pretok izpušnih plinov se lahko meri neposredno ali izračuna z uporabo metod merjenja polnilnega zraka in pretoka goriva, metode s sledilom ali metode merjenja polnilnega zraka in razmerja zrak/gorivo. Posebno pozornost je treba nameniti odzivnim časom različnih instrumentov. Te razlike je treba upoštevati s časovno uskladitvijo signalov. Pri delcih se signali masnega pretoka izpušnih plinov uporabijo za krmiljenje sistema redčenja z delnim tokom z namenom odvzema vzorca, sorazmernega z masnim pretokom izpušnih plinov. Kakovost sorazmernosti se preveri tako, da se v skladu z odstavkom 9.4.6.1 izvede regresijska analiza med pretokom vzorca in izpušnih plinov. Nastavitev celotnega preizkusa je shematsko prikazana na sliki 6.

Slika 6

Shema sistema merjenja nerazredčenih izpušnih plinov/delnega pretoka

8.4.1 Določanje masnega pretoka izpušnih plinov

8.4.1.1 Uvod Za izračun emisij v nerazredčenih izpušnih plinih in za krmiljenje sistema redčenja z delnim tokom mora biti znan masni pretok izpušnih plinov. Za določanje masnega pretoka izpušnih plinov se lahko uporabi katera koli od metod, opisanih v odstavkih 8.4.1.3 do 8.4.1.7.

8.4.1.2 Odzivni čas Za izračun emisij mora biti odzivni čas katere koli od metod, opisanih v odstavkih od 8.4.1.3 do 8.4.1.7, enak ali manjši od odzivnega časa analizatorja, ki je ≤ 10 sekund, kot je predpisano v odstavku 9.3.5. Za krmiljenje sistema redčenja z delnim tokom je potreben hitrejši odziv. Za sisteme redčenja z delnim tokom s krmiljenjem na spletu mora biti odzivni čas ≤ 0,3 sekunde. Za sisteme redčenja z delnim tokom z vnaprej določenim krmiljenjem (look ahead control), ki temelji na vnaprej zapisanem poteku preizkusa, mora biti odzivni čas sistema merjenja pretoka izpušnih plinov ≤ 5 sekund s časom vzpona ≤ 1 sekunde. Odzivni čas sistema določi proizvajalec instrumenta. Zahteve za skupni odzivni čas za pretok izpušnih plinov in sistem redčenja z delnim tokom so navedene v odstavku 9.4.6.1.

8.4.1.3 Metoda neposrednega merjenja Neposredno merjenje trenutnega pretoka izpušnih plinov se izvede s sistemi, kot so: (a) naprave za merjenje razlike tlakov, kot je šoba na izpušni cevi (za podrobnosti glej ISO 5167); (b) ultrazvočni merilnik pretoka; (c) vrtinčni merilnik pretoka. Sprejmejo se varnostni ukrepi za preprečitev napak pri merjenju, ki vplivajo na napake pri emisijskih vrednostih. Tak ukrep je, med drugim, skrbna namestitev naprave v izpušni sistem motorja v skladu z navodili proizvajalca instrumenta in dobro inženirsko prakso. Namestitev naprave ne sme vplivati zlasti na zmogljivost motorja in na emisije. Merilniki pretoka morajo izpolnjevati zahteve za linearnost iz odstavka 9.2.

8.4.1.4 Metoda z merjenjem zraka in goriva Ta metoda vključuje merjenje pretoka zraka in pretoka goriva z ustreznimi merilniki pretoka. Izračun trenutnega pretoka izpušnih plinov je naslednji: qm ew,i = qm aw,i + qm f,i (28) pri čemer je: qm ew,i trenutni masni pretok izpušnih plinov v kg/s; qm aw,i trenutni masni pretok polnilnega zraka v kg/s; qm f,i trenutni masni pretok goriva v kg/s; Merilniki pretoka morajo izpolnjevati zahteve za linearnost iz odstavka 9.2 vendar morajo biti dovolj natančni, da izpolnjujejo tudi zahteve za linearnost za pretok izpušnih plinov.

8.4.1.5 Metoda z merjenjem s sledilom Ta metoda vključuje merjenje koncentracije sledilnega plina v izpušnih plinih. Znana količina inertnega plina (npr. čistega helija) se vbrizga v pretok izpušnih plinov kot sledilo. Plin se pomeša in razredči z izpušnimi plini, vendar ne sme reagirati v izpušni cevi Koncentracija plina se nato izmeri v vzorcu izpušnih plinov. Da se zagotovi popolno mešanje sledilnega plina, je treba sondo za vzorčenje izpušnih plinov namestiti vsaj 1 m ali za 30-kratni premer izpušne cevi, kar je večje, nižje od mesta vbrizga sledilnega plina. Sondo za vzorčenje je mogoče namestiti bližje mestu vbrizga, če se s primerjavo koncentracije sledilnega plina in referenčne koncentracije, kadar se sledilni plin vbrizga pred motorjem, dokaže popolno mešanje sledilnega plina. Pretok sledilnega plina se nastavi tako, da je koncentracija sledilnega plina, ko je motor v prostem teku, po mešanju nižja od obsega skale analizatorja sledilnega plina. Izračun pretoka izpušnih plinov je naslednji: (29) pri čemer je: qm ew,i trenutni masni pretok izpušnih plinov v kg/s; qv t pretok sledilnega plina, v cm3/min; c mix,i trenutna koncentracija sledilnega plina po mešanju v ppm; ρe gostota izpušnih plinov v kg/m3 (glej tabelo 5); c b koncentracija sledilnega plina v ozadju v polnilnem zraku v ppm. Koncentracija sledilnega plina v ozadju (c b) se lahko določi tako, da se izračuna povprečje koncentracije v ozadju, izmerjene tik pred izvedbo preizkusa in po njej. Če je koncentracija v ozadju manj kot 1 % koncentracije sledilnega plina po mešanju (c mix.i) pri največjem pretoku izpušnih plinov, se koncentracija v ozadju lahko zanemari. Celotni sistem mora izpolnjevati zahteve za linearnost za pretok izpušnih plinov iz odstavka 9.2.

8.4.1.6 Metoda merjenja pretoka zraka in razmerja zrak/gorivo Ta metoda vključuje izračun mase izpušnih plinov iz pretoka zraka in razmerja zrak-gorivo. Izračun trenutnega masnega pretoka izpušnih plinov je naslednji: (30) pri čemer: (31) (32) pri čemer je: qm aw,i trenutni masni pretok polnilnega zraka v kg/s; A/F st stehiometrično razmerje zrak/gorivo v kg/kg; λi trenutno razmerje presežnega zraka c CO2d suha koncentracija CO2 v %; c COd suha koncentracija CO v ppm; c HCw vlažna koncentracija HC v ppm. Merilnik pretoka zraka in analizatorji morajo izpolnjevati zahteve za linearnost iz odstavka 9.2, celotni sistem pa mora izpolnjevati zahteve za linearnost za pretok izpušnih plinov iz odstavka 9.2. Če se za merjenje razmerja presežnega zraka uporabi oprema za merjenje razmerja zrak-gorivo, kot je cirkonijevo tipalo, mora izpolnjevati tehnične zahteve iz odstavka 9.3.2.7.

8.4.1.7 Metoda, s katero se ugotavlja bilanca ogljikovih snovi v izpušnih plinih Ta metoda vključuje izračun mase izpušnih plinov iz pretoka goriva in plinastih sestavin v izpušnih plinih, ki vključujejo ogljik. Izračun trenutnega masnega pretoka izpušnih plinov je naslednji: (33) pri čemer: k c= (cCO2d – cCO2d,a) x 0,5441 + cCOd/18522 + cHCw/17355 (34) in k fd = - 0,055586 x w ALF + 0,0080021 x w DEL + 0,0070046 x w EPS (35) pri čemer je: qmf,i trenutni masni pretok goriva v kg/s; Ha vlažnost polnilnega zraka v g vode na kg suhega zraka; w BET vsebnost ogljika v gorivu v % mase; w ALF vsebnost vodika v gorivu v % mase; w DEL vsebnost dušika v gorivu v % mase w EPS vsebnost kisika v gorivu v % mase; c CO2d suha koncentracija CO2 v %; c CO2d,a suha koncentracija CO2 v polnilnem zraku v %; c COd suha koncentracija CO v ppm; c HCw vlažna koncentracija HC v ppm.

8.4.2 Določanje plinastih sestavin

8.4.2.1 Uvod Plinaste sestavine v nerazredčenih izpušnih plinih, ki jih oddaja motor, predložen v preizkušanje, se merijo s sistemi za merjenje in vzorčenje, opisanimi v odstavku 9.3 in Dodatku 2 k tej prilogi. Ovrednotenje podatkov je opisano v odstavku 8.4.2.2. V odstavkih 8.4.2.3 in 8.4.2.4 sta opisana dva postopka izračunavanja, ki sta enaka tudi za referenčna goriva iz Priloge 5. Postopek iz odstavka 8.4.2.3 je enostavnejši, saj za razmerje med gostoto sestavin in izpušnih plinov uporablja tabelirane u-vrednosti. Postopek iz odstavka 8.4.2.4 je bolj točen za kakovosti goriv, ki odstopajo od tehničnih zahtev v Prilogi 5, vendar zahteva elementarno analizo sestave goriva.

8.4.2.2 Ocenjevanje podatkov Podatki o emisijah se zabeležijo in shranijo v skladu z odstavkom 7.6.6. Za izračun masne emisije plinastih sestavin se krivulje zabeleženih koncentracij in krivulja masnega pretoka izpušnih plinov časovno uskladijo s transformacijskim časom iz odstavka 3.1. Zato se odzivni čas vsakega analizatorja plinastih emisij in sistema masnega pretoka izpušnih plinov določi v skladu z določbami odstavka 8.4.1.2 ali 9.3.5 ter zabeleži.

8.4.2.3 Izračun masne emisije na podlagi tabeliranih vrednosti Masa onesnaževal (g/preizkus) se določi z izračunom trenutnih masnih emisij iz nerazredčenih koncentracij onesnaževal in masnega pretoka izpušnih plinov, usklajenih s transformacijskim časom, kot je določen v skladu z odstavkom 8.4.2.2, in integriranjem trenutnih vrednosti skozi ves cikel ter množenjem integriranih vrednosti z vrednostmi u iz tabele 5. Če se meri na suhi osnovi, se korekcija iz suhega v vlažno stanje v skladu z odstavkom 8.1 pred izvedbo kakršnih koli nadaljnjih izračunov uporabi za trenutne vrednosti koncentracij. Za izračun NOx se masna emisija, kadar je to ustrezno, pomnoži s korekcijskim faktorjem zaradi vlažnosti k h,D ali k h,G, kot je določeno v odstavku 8.2. Uporabi se naslednja enačba: m gas = (v g/preizkus) (36) pri čemer je: u gas zadevna vrednost sestavine izpušnih plinov iz tabele 5; c gas,i trenutna koncentracija sestavine v izpušnih plinih v ppm; qm ew,i trenutni masni pretok izpušnih plinov v kg/s; f frekvenca vzorčenja podatkov v Hz; n število meritev. Tabela 5 u-vrednosti nerazredčenih izpušnih plinov in gostote sestavin Gorivo ρ e Plin NOx CO HC CO2 O2 CH4 ρgas [kg/m3] 2,053 1,250 (1) 1,9636 1,4277 0,716 ugas (2) dizelsko gorivo (B7) 1,2943 0,001586 0,000966 0,000482 0,001517 0,001103 0,000553 etanol (ED95) 1,2768 0,001609 0,000980 0,000780 0,001539 0,001119 0,000561 SZP (3) 1,2661 0,001621 0,000987 0,000528 (4) 0,001551 0,001128 0,000565 propan 1,2805 0,001603 0,000976 0,000512 0,001533 0,001115 0,000559 butan 1,2832 0,001600 0,000974 0,000505 0,001530 0,001113 0,000558 UNP (5) 1,2811 0,001602 0,000976 0,000510 0,001533 0,001115 0,000559 Bencin (E10) 1,2931 0,001587 0,000966 0,000499 0,001518 0,001104 0,000553 etanol (E85) 1,2797 0,001604 0,000977 0,000730 0,001534 0,001116 0,000559

8.4.2.4 Izračun masne emisije na podlagi eksaktnih enačb Masa onesnaževal (g/preizkus) se določi z izračunom trenutnih masnih emisij iz nerazredčenih koncentracij onesnaževal, u-vrednosti in masnega pretoka izpušnih plinov, usklajenih s transformacijskim časom, kot je določen v skladu z odstavkom 8.4.2.2, ter integriranjem trenutnih vrednosti skozi ves cikel. Če se meri na suhi osnovi, se korekcija iz suhega v vlažno stanje v skladu z odstavkom 8.1 pred izvedbo kakršnih koli nadaljnjih izračunov uporabi za trenutne vrednosti koncentracij. Za izračun NOx se masna emisija pomnoži s korekcijskim faktorjem zaradi vlažnosti k h,D ali k h,G, kot je določeno v odstavku 8.2. Uporabi se naslednja enačba: m gas = (v g/preizkus) (37) pri čemer je: u gas izračunan na podlagi enačbe (38) ali (39); c gas,i trenutna koncentracija sestavine v izpušnih plinih v ppm; qm ew,i trenutni masni pretok izpušnih plinov v kg/s; f frekvenca vzorčenja podatkov v Hz; n število meritev. Trenutne u-vrednosti se izračunajo na naslednji način: u gas, i = M gas / (Me,i x 1,000)(38) ali u gas,i =ρgas / (ρe,i x 1,000) (39) pri čemer: ρgas = M gas / 22,414 (40) pri čemer je: M gas molska masa plinaste sestavine, v g/mol (glej Dodatek 5 k tej prilogi); Me,i trenutna molska masa izpušnih plinov v g/mol; ρgas gostota plinaste sestavine v kg/m3; ρe,i trenutna gostota plinaste sestavine v kg/m3. Molska masa izpušnih plinov, M e, se izpelje za splošno sestavo goriva CHαOεNδSγ pod predpostavko popolnega izgorevanja, in sicer na naslednji način: (41) pri čemer je: qm aw,i trenutni masni pretok polnilnega zraka na vlažni osnovi v kg/s qm f,i trenutni masni pretok goriva v kg/s; H a vlažnost polnilnega zraka v g vode na kg suhega zraka. M a molska masa suhega polnilnega zraka = 28,965 g/mol. Gostota izpušnih plinov ρe se izpelje na naslednji način: (42) pri čemer je: qm ad,i trenutni masni pretok polnilnega zraka na suhi osnovi v kg/s; qm f,i trenutni masni pretok goriva v kg/s; H a vlažnost polnilnega zraka v g vode na kg suhega zraka; k fw specifični faktor goriva vlažnih izpušnih plinov (enačba (16)) v odstavku 8.1.1.

8.4.3 Določanje delcev

8.4.3.1 Ocenjevanje podatkov Masa delcev se izračuna po enačbi (27) iz odstavka 8.3. Za ovrednotenje koncentracije delcev se zapiše skupni masni pretok vzorca (sep) skozi filter v preizkuševalnem ciklu. Ob predhodni odobritvi homologacijskega organa se lahko masa delcev korigira za količino delcev v redčilu, kot je določena v odstavku 7.5.6, v skladu z dobro inženirsko prakso in specifičnimi sestavnimi deli uporabljenega sistema za merjenje delcev.

8.4.3.2 Izračun masne emisije Glede na zasnovo sistema se masa delcev (g/preizkus) izračuna po eni od metod iz odstavka 8.4.3.2.1 ali 8.4.3.2.2, in sicer po opravljeni korekciji plovnosti filtra z vzorcem delcev v skladu z odstavkom 8.3.

8.4.3.2.1 Izračun na podlagi razmerja vzorcev m PM = m p / (r s x 1,000) (43) pri čemer je: m p masa delcev, vzorčenih v celotnem ciklu, v mg; r s povprečno razmerje vzorcev v preizkuševalnem ciklu. pri čemer: r s = (44) pri čemer je: m se masa vzorca v ciklu v kg; m ew skupni masni pretok izpušnih plinov v ciklu v kg; m sep masa razredčenih izpušnih plinov, ki prehajajo skozi filtre za zbiranje delcev, v kg; m sed masa razredčenih izpušnih plinov, ki prehajajo skozi tunel za redčenje, v kg. V primeru sistema vzorčenja celotnega pretoka sta m sep in m sed enaka.

8.4.3.2.2 Izračun na podlagi razmerja redčenja m PM = (45) pri čemer je: m p masa delcev, vzorčenih v celotnem ciklu, v mg; m sep masa razredčenih izpušnih plinov, ki prehajajo skozi filtre za zbiranje delcev, v kg; m edf masa ekvivalenta razredčenih izpušnih plinov v celotnem ciklu v kg. Skupna masa ekvivalenta razredčenih izpušnih plinov v celotnem ciklu se določi na naslednji način: m edf = (46) qm edf,i = qm ew,i x r d,i (47) r d,i = (48) pri čemer je: qm edf,i trenutni ekvivalent masnega pretoka razredčenih izpušnih plinov v kg/s; qm ew,i trenutni masni pretok izpušnih plinov v kg/s; r d,i trenutno razmerje redčenja; qm dew,i trenutni masni pretok razredčenih izpušnih plinov v kg/s; qm dw,i trenutni masni pretok redčila v kg/s; f frekvenca vzorčenja podatkov v Hz; n število meritev.

8.5 Merjenje z redčenjem s celotnim tokom (CVS) Signali koncentracije, bodisi z integriranjem v celotnem ciklu bodisi z vzorčenjem v vreče, plinastih sestavin se uporabljajo za izračun masnih emisij, tako da se pomnožijo z masnim pretokom razredčenih izpušnih plinov. Masni pretok izpušnih plinov se meri s sistemom vzorčenja s konstantno prostornino (CVS), ki lahko uporablja črpalko s prisilnim pretokom za natančno odvzemanje vzorcev (PDP), Venturijevo cev s kritičnim pretokom (CFV) ali Venturijevo cev s podzvočnim pretokom (SSV) s kompenzacijo pretoka ali brez nje. Pri vzorčenju v vreče in vzorčenju delcev se iz razredčenih izpušnih plinov sistema CVS vzame sorazmeren vzorec. Pri sistemu brez kompenzacije pretoka se razmerje med pretokom vzorca in pretokom v sistemu CVS ne sme razlikovati za več kot ±2,5 % od nastavljene točke preizkusa. Pri sistemu s kompenzacijo pretoka mora biti vsaka posamezna stopnja pretoka konstantna v območju ±2,5 % svoje ciljne stopnje pretoka. Nastavitev celotnega preizkusa je shematsko prikazana na sliki 7.

Slika 7

Shema sistema merjenja celotnega pretoka

8.5.1 Določanje pretoka razredčenih izpušnih plinov

8.5.1.1 Uvod Za izračun emisij razredčenih izpušnih plinov mora biti znan masni pretok razredčenih izpušnih plinov. Skupni pretok razredčenih izpušnih plinov v ciklu (kg/preizkus) se izračuna iz vrednosti meritev skozi ves cikel in ustreznih kalibracijskih podatkov naprave za merjenje pretoka (V 0 za PDP, K V za CFV, C d za SSV) po eni od metod, opisanih v odstavkih od 8.5.1.2 do 8.5.1.4. Če skupni pretok vzorca delcev (m sep) presega 0,5 % skupnega pretoka v sistemu CVS (m ed), je treba pretok v sistemu CVS popraviti za m sep ali pa pretok vzorca delcev vrniti na CVS pred napravo za merjenje pretoka.

8.5.1.2 Sistem PDP-CVS Če se temperatura razredčenih izpušnih plinov s pomočjo toplotnega izmenjevalnika v celotnem ciklu vzdržuje v območju ±6 K, se masni pretok v celotnem ciklu izračuna na naslednji način: (49) pri čemer je: V 0 prostornina plina, načrpanega na en vrtljaj pri preizkusnih pogojih, v m3/vrtljaj; n P skupno število vrtljajev črpalke na preizkus; p p absolutni tlak na vstopu v črpalko v kPa; T povprečna temperatura razredčenih izpušnih plinov na vstopu v črpalko v K. Če se uporabi sistem s kompenzacijo pretoka (tj. brez toplotnega izmenjevalnika), se v celotnem ciklu izračunavajo in integrirajo trenutne masne emisije. V tem primeru se trenutna masa razredčenih izpušnih plinov izračuna na naslednji način: m ed,i = 1,293 x V 0 x n P,i x p p x 273 / (101,3 x T) (50) pri čemer je: n P,i skupno število vrtljajev črpalke na časovni interval.

8.5.1.3 Sistem CFV-CVS Če se temperatura razredčenih izpušnih plinov s pomočjo toplotnega izmenjevalnika v celotnem ciklu vzdržuje v območju ±11 K, se masni pretok v celotnem ciklu izračuna na naslednji način: m ed = 1,293 x t x K v x p p / T 0,5 (51) pri čemer je: t čas cikla, v s; K V kalibracijski koeficient Venturijeve cevi s kritičnim pretokom za standardne pogoje; p p absolutni tlak na vstopu v Venturijevo cev v kPa; T absolutna temperatura na vstopu v Venturijevo cev v K. Če se uporabi sistem s kompenzacijo pretoka (tj. brez toplotnega izmenjevalnika), se v celotnem ciklu izračunavajo in integrirajo trenutne masne emisije. V tem primeru se trenutna masa razredčenih izpušnih plinov izračuna na naslednji način: m ed,i = 1,293 x Δti x K V x p p / T 0,5 (52) pri čemer je: Δti časovni interval v s.

8.5.1.4 Sistem SSV-CVS Če se temperatura razredčenih izpušnih plinov s toplotnim izmenjevalnikom v celotnem ciklu vzdržuje v območju ±11 K, se masni pretok v celotnem ciklu izračuna na naslednji način: m ed = 1,293 x Q SSV (53) pri čemer: (54) pri čemer je: A 0 0,005692 v enotah SI za ; d V premer grla SSV v mm; C d koeficient odvajanja SSV; p p absolutni tlak na vstopu v Venturijevo cev v kPa; T temperatura na vstopu v Venturijevo cev v K; r p razmerje absolutnega statičnega tlaka med grlom in vstopom v SSV = ; r D razmerje med premerom grla SSV, d, in notranjim premerom sesalne cevi, D. Če se uporabi sistem s kompenzacijo pretoka (tj. brez toplotnega izmenjevalnika), se v celotnem ciklu izračunavajo in integrirajo trenutne masne emisije. V tem primeru se trenutna masa razredčenih izpušnih plinov izračuna na naslednji način: m ed = 1,293 x Q SSV x Δt i (55) pri čemer je: Δt i časovni interval v s. Izračun v realnem času se začne z ustrezno vrednostjo za C d, na primer 0,98, ali z ustrezno vrednostjo Q ssv. Če se izračun začne s Q ssv, se za ovrednotenje Reynoldsovega števila uporabi začetna vrednost Q ssv. Pri vseh preizkušanjih emisij mora biti Reynoldsovo število na grlu SSV v območju Reynoldsovih števil, ki se uporabljajo za izpeljavo kalibracijske krivulje, izpeljane v odstavku 9.5.4.

8.5.2 Določanje plinastih sestavin

8.5.2.1 Uvod Plinaste sestavine v razredčenih izpušnih plinih, ki jih oddaja motor, predložen v preizkušanje, se merijo z metodami, opisanimi v Dodatku 2 k tej prilogi. Redčenje izpušnih plinov se izvede s filtriranim zunanjim zrakom, sintetičnim zrakom ali dušikom. Pretočna zmogljivost sistema s celotnim tokom mora biti dovolj velika, da se v celoti odpravi kondenzacija vode v sistemih redčenja in vzorčenja. Postopki ovrednotenja podatkov in izračunavanja so opisani v odstavkih 8.5.2.2 in 8.5.2.3.

8.5.2.2 Ocenjevanje podatkov Podatki o emisijah se zabeležijo in shranijo v skladu z odstavkom 7.6.6.

8.5.2.3 Izračun masne emisije

8.5.2.3.1 Sistemi s konstantnim masnim pretokom Pri sistemih s toplotnim izmenjevalnikom se masa onesnaževal določi po naslednji enačbi: m gas = u gas x c gas x m ed (v g/preizkus) (56) pri čemer je: u gas zadevna vrednost sestavine izpušnih plinov iz tabele 6; c gas povprečna koncentracija sestavine, korigirana glede na ozadje, v ppm; m ed skupna masa razredčenih izpušnih plinov v celotnem ciklu v kg. Če se meri na suhi osnovi, se uporabi korekcija iz suhega v vlažno stanje v skladu z odstavkom 8.1. Za izračun NOx se masna emisija, kadar je to ustrezno, pomnoži s korekcijskim faktorjem zaradi vlažnosti k h,D ali k h,G, kot je določeno v odstavku 8.2. u-vrednosti so navedene v tabeli 6. Za izračun vrednosti u gas se predpostavi, da je gostota razredčenih izpušnih plinov enaka gostoti zraka. Zato so vrednosti u gas enake za posamezne plinaste sestavine, različne pa za HC. Tabela 6 Vrednosti u razredčenih izpušnih plinov in gostote sestavin Gorivo ρ de Plin NOx CO HC CO2 O2 CH4 ρ gas [kg/m3] 2,053 1,250 (6) 1,9636 1,4277 0,716 ugas (7) dizelsko gorivo (B7) 1,293 0,001588 0,000967 0,000483 0,001519 0,001104 0,000553 etanol (ED95) 1,293 0,001588 0,000967 0,000770 0,001519 0,001104 0,000553 SZP (8) 1,293 0,001588 0,000967 0,000517 (9) 0,001519 0,001104 0,000553 propan 1,293 0,001588 0,000967 0,000507 0,001519 0,001104 0,000553 butan 1,293 0,001588 0,000967 0,000501 0,001519 0,001104 0,000553 UNP (10) 1,293 0,001588 0,000967 0,000505 0,001519 0,001104 0,000553 Bencin (E10) 1,293 0,001588 0,000967 0,000499 0,001519 0,001104 0,000554 etanol (E85) 1,293 0,001588 0,000967 0,000722 0,001519 0,001104 0,000554 u-vrednosti se lahko izračunajo tudi z metodo za natančen izračun, na splošno opisano v odstavku 8.4.2.4: (57) pri čemer je: M gas molska masa plinaste sestavine, v g/mol (glej Dodatek 5 k tej prilogi); M e molska masa izpušnih plinov v g/mol; M d molska masa redčila = 28,965 g/mol; D faktor redčenja (glej odstavek 8.5.2.3.2).

8.5.2.3.2 Določanje koncentracij, popravljenih g