PRILOGA 4B

Preskusni postopek za motorje na kompresijski vžig in motorje na prisilni vžig, ki za gorivo uporabljajo zemeljski plin (NG) ali utekočinjeni naftni plin (LPG), pri čemer ta postopek vključuje svetovno harmonizirano certificiranje težkih motorjev (WHDC, globalni tehnični predpis (gtp) št. 4)

1. UPORABA

Ta priloga se za zdaj ne uporablja za namen homologacije v skladu s tem pravilnikom. Uporabljati se bo začela v prihodnosti.

2. Rezervirano. (1)

3. OPREDELITEV POJMOV, SIMBOLI IN OKRAJŠAVE

3.1 Opredelitev pojmov

V tem pravilniku:

3.1.1 ‚stalna regeneracija‘ pomeni regeneracijo sistema za naknadno obdelavo izpušnih plinov, ki se izvaja stalno ali vsaj enkrat na preskus WHTC po vročem zagonu. Taka regeneracija ne zahteva posebnega preskusnega postopka;

3.1.2 ‚časovni zamik‘ pomeni časovno razliko med spremembo sestavine, 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 sestavine je to čas prenosa merjene sestavine od sonde za vzorčenje do detektorja;

3.1.3 ‚sistem za NOx‘ pomeni sistem za naknadno obdelavo izpušnih plinov, namenjen zmanjševanju emisij dušikovih oksidov (NOx) (npr. pasivni in aktivni varčni katalizatorji NOx, adsorberji NOx in sistemi selektivne katalitične redukcije (SCR));

3.1.4 ‚dizelski motor‘ pomeni motor, ki deluje po načelu kompresijskega vžiga;

3.1.5 ‚premik‘ pomeni razliko med ničelnim odzivom in kalibrirnim odzivom merilnega instrumenta pred preskusom emisij in po njem;

3.1.6 ‚družina motorjev‘ pomeni proizvajalčevo razvrstitev motorjev, ki imajo po konstrukciji, kot je opredeljena v odstavku 5.2 te priloge, podobne značilnosti emisij izpušnih plinov, vsi člani družine morajo ustrezati veljavnim mejnim vrednostim emisij;

3.1.7 ‚sistem motorja‘ pomeni motor, sistem za uravnavanje emisij in komunikacijski vmesnik (strojna oprema in sporočila) med elektronskimi krmilnimi enotami sistema motorja (ECU) in katero koli drugo krmilno enoto prenosa moči ali vozila;

3.1.8 ‚tip motorja‘ pomeni kategorijo motorjev, ki se ne razlikujejo v bistvenih značilnostih motorja;

3.1.9 ‚sistem za naknadno obdelavo izpušnih plinov‘ pomeni katalizator (oksidacijski ali tristezni), filter za delce, sistem za NOx, kombinirani filter za NOx in delce ali katero koli drugo napravo za zmanjševanje emisij, ki je nameščena za motorjem. Ta opredelitev izključuje vračanje izpušnih plinov v valj (EGR), ki se šteje kot sestavni del motorja;

3.1.10 ‚metoda redčenja s celotnim tokom‘ pomeni postopek mešanja skupnega pretoka izpušnih plinov z redčilom pred ločitvijo dela toka razredčenih izpušnih plinov za analizo;

3.1.11 ‚plinasta onesnaževala‘ pomeni ogljikov monoksid, ogljikovodike in/ali nemetanske ogljikovodike (predpostavlja se razmerje CH1,85 za dizel, CH2,525 za LPG, CH2,93 za NG in predpostavljeno molekulo CH3O0,5 za dizelske motorje, ki za gorivo uporabljajo etanol), metan (predpostavlja se razmerje CH4 za NG) in dušikove okside (izražene z ekvivalentom dušikovega dioksida (NO2));

3.1.12 ‚visoka vrtilna frekvenca (n hi)‘ pomeni najvišjo vrtilno frekvenco motorja, pri kateri doseže 70 odstotkov največje deklarirane moči;

3.1.13 ‚nizka vrtilna frekvenca (n lo)‘ pomeni najnižjo vrtilno frekvenco motorja, pri kateri doseže 55 odstotkov največje deklarirane moči;

3.1.14 ‚največja moč (Pmax)‘ pomeni največjo moč v kW po navedbi proizvajalca;

3.1.15 ‚število vrtljajev pri največjem navoru‘ pomeni vrtilno frekvenco motorja, pri kateri je iz motorja dobljen največji navor po navedbi proizvajalca;

3.1.16 ‚normiran navor‘ pomeni navor motorja v odstotkih, normiran na največji razpoložljiv navor pri določeni vrtilni frekvenci motorja;

3.1.17 ‚zahteva upravljavca‘ pomeni vnos upravljavca motorja za uravnavanje moči motorja. Upravljavec je lahko oseba (tj. ročno) ali regulator (tj. samodejno), ki mehansko ali elektronsko sporoči vnos, ki zahteva moč motorja. Vnos lahko poteka prek pedala ali signala za pospeševanje, ročice ali signala za nadzorovanje dušilke, ročice ali signala za gorivo, ročice ali signala za vrtilno frekvenco ali nastavljene vrednosti ali signala regulatorja;

3.1.18 ‚osnovni motor‘ pomeni motor, izbran iz družine motorjev tako, da so njegove emisijske lastnosti reprezentativne za to družino motorjev;

3.1.19 ‚naprava za naknadno obdelavo delcev‘ pomeni sistem za naknadno obdelavo izpušnih plinov, namenjen zmanjševanju emisij trdnih onesnaževal (PM) z mehanskim, aerodinamičnim, difuzijskim ali inercijskim ločevanjem;

3.1.20 ‚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 redčila;

3.1.21 ‚delec (PM)‘ pomeni vsako snov, ki se nabere na specificiranem filtrskem mediju, potem ko se izpušni plini razredčijo s čistim filtriranim zrakom pri temperaturi med 315 K (42 °C) in 325 K (52 °C), izmerjeni na točki neposredno pred filtrom; to so zlasti za ogljik, kondenzirani ogljikovodiki in sulfati s primešano vodo;

3.1.22 ‚periodična regeneracija‘ pomeni regeneracijo sistema za naknadno obdelavo izpušnih plinov, ki se izvaja periodično v manj kot 100 urah normalnega delovanja motorja. Med cikli, v katerih se izvaja regeneracija, lahko pride do prekoračitve emisijskih standardov;

3.1.23 ‚preskusni cikel v ustaljenem stanju z rampami‘ pomeni preskusni cikel z zaporedjem faz preskušanja motorja v ustaljenem stanju z določenimi merili vrtilne frekvence in navora v vsaki fazi ter določenimi rampami med temi fazami (WHSC);

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

3.1.25 ‚odzivni čas‘ pomeni časovno razliko med spremembo sestavine, 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 merjene sestavine najmanj 60 odstotkov obsega skale in se zgodi v manj kot 0,1 sekunde. Odzivni čas sistema sestavljata časovni zamik do sistema in čas vzpona sistema;

3.1.26 ‚čas vzpona‘ pomeni časovno razliko med 10- in 90-odstotnim odzivom končnega odčitka (t 90 – t 10);

3.1.27 ‚kalibrirni odziv‘ pomeni srednji odziv na kalibrirni plin v časovnem intervalu 30 sekund;

3.1.28 ‚specifične emisije‘ pomeni masne emisije, izražene v g/kWh;

3.1.29 ‚preskusni cikel‘ pomeni zaporedje preskusnih točk, od katerih ima vsaka določeno vrtilno frekvenco in navor ter jim mora motor slediti v ustaljenem stanju (WHSC) ali v prehodnih pogojih delovanja (WHTC);

3.1.30 ‚transformacijski čas‘ pomeni časovno razliko med spremembo sestavine, ki se meri v referenčni točki, in odzivom sistema na 50 odstotkih končnega odčitka (t 50), pri čemer je sonda za vzorčenje opredeljena kot referenčna točka. Transformacijski čas se uporablja za razvrstitev signalov različnih merilnih instrumentov;

3.1.31 ‚preskusni cikel prehodnega stanja‘ pomeni preskusni cikel z zaporedjem normiranih vrednosti vrtilne frekvence in navora, ki se relativno hitro spreminjajo s časom (WHTC);

3.1.32 ‚življenjska doba‘ pomeni ustrezno število prevoženih kilometrov in/ali časa delovanja, v katerem mora biti zagotovljena skladnost z ustreznimi mejnimi vrednostmi emisij plinov in delcev;

3.1.33 ‚ničelni odziv‘ pomeni srednji odziv na ničelni plin v časovnem intervalu 30 sekund.

3.2 Splošni simboli

Simbol Enota Pomen a 1 — naklon regresije a 0 — odsek regresije na osi y A/F st — stehiometrično razmerje zrak/gorivo c ppm/vol v % koncentracija c d ppm/vol v % koncentracija na suhi osnovi c w ppm/vol v % koncentracija na mokri osnovi cb ppm/vol v % koncentracija ozadja C d — koeficient odvajanja v SSV c gas ppm/vol v % koncentracija plinastih sestavin d m premer d V m premer grla venturijeve cevi D 0 m3/s odsek na osi za kalibracijsko funkcijo črpalke PDP D — faktor redčenja Δt s časovni interval e gas g/kWh specifična emisija plinastih sestavin e PM g/kWh specifična emisija delcev e r g/kWh specifična emisija med regeneracijo e w g/kWh utežena specifična emisija E CO2 v % dušenje s CO2 pri analizatorju NOx E E v % učinkovitost etana E H2O v % dušenje z vodo pri analizatorju NOx E M v % učinkovitost metana E NOx v % učinkovitost pretvornika NOx f Hz frekvenca vzorčenja podatkov f a — laboratorijski atmosferski faktor F s — stehiometrični faktor 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 c — specifičen faktor ogljika k f,d m3/kg goriva dodatna prostornina suhih izpušnih plinov med zgorevanjem k f,w m3/kg goriva dodatna prostornina vlažnih izpušnih plinov med zgorevanjem k h,D — korekcijski faktor zaradi vlažnosti NOx za motorje na kompresijski vžig k h,G — korekcijski faktor zaradi vlažnosti NOx za motorje na prisilni vžig k r,u — faktor za prilagoditev regeneracije navzgor k r,d — faktor za prilagoditev regeneracije navzdol k w,a — korekcijski faktor polnilnega zraka iz suhega v vlažnega k w,d — korekcijski faktor redčila iz suhega v vlažnega k w,e — korekcijski faktor razredčenih izpušnih plinov iz suhih v vlažne k w,r — korekcijski faktor nerazredčenih izpušnih plinov iz suhih v vlažne K V — kalibracijska funkcija CFV λ — razmerje presežnega zraka m b mg masa vzorca zbranih delcev iz 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 skozi preskusni cikel m ew kg skupna masa izpušnih plinov skozi ves cikel m gas g masa plinastih emisij skozi preskusni cikel m f mg masa filtra za vzorčenje delcev m p mg masa vzorca zbranih delcev m PM g masa emisij delcev skozi preskusni cikel m se kg masa vzorca izpušnih plinov skozi preskusni 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 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 zaželena vrtilna frekvenca motorja n p r/s število vrtljajev črpalke PDP p a kPa tlak nasičene pare polnilnega zraka motorja p b kPa skupni atmosferski tlak p d kPa tlak nasičene pare redčila P f kW moč, ki jo absorbira dodatna oprema/oprema, ki se namesti p p kPa absolutni tlak p r kW tlak vodne pare po hladilni kopeli p s kPa suh atmosferski tlak P kW moč P r kW moč, ki jo absorbira dodatna oprema/oprema, ki se odstrani q mad kg/s masni pretok polnilnega zraka na suhi osnovi q maw kg/s masni pretok polnilnega zraka na mokri osnovi q mCe kg/s masni pretok ogljika v nerazredčenih izpušnih plinih q mCf kg/s masni pretok ogljika v motor q mCp kg/s masni pretok ogljika v sistemu redčenja z delnim tokom q mdew kg/s masni pretok vlažnih razredčenih izpušnih plinov q mdw kg/s masni pretok vlažnega redčila q medf kg/s ekvivalent masnega pretoka vlažnih razredčenih izpušnih plinov q mew kg/s masni pretok vlažnih izpušnih plinov q mex kg/s masni pretok vzorca, izločen iz tunela za redčenje q mf kg/s masni pretok goriva q mp kg/s pretok vzorca izpušnih plinov v sistem redčenja z delnim tokom q vCVS m3/s stopnja prostornine CVS q vs dm3/min stopnja pretoka v sistemu za analizo izpušnih plinov q vt cm3/min stopnja pretoka sledilnega plina r2 — determinacijski koeficient r d — razmerje redčenja r D — razmerje premera SSV r h — faktor odzivnosti ogljikovodika FID r m — faktor odzivnosti metanola FID r p — razmerje tlaka SSV r s — povprečno razmerje vzorcev ρ kg/m3 gostota ρ e kg/m3 gostota izpušnih plinov σ — standardni odklon s standardni odklon T K absolutna temperatura T a K absolutna temperatura polnilnega zraka t s čas t 10 s čas med stopničastim vhodom in 10 % končnega odčitka t 50 s čas med stopničastim vhodom in 50 % končnega odčitka t 90 s čas med stopničastim vhodom in 90 % končnega odčitka u — razmerje gostot (ali molskih mas) plinskih komponent in izpušnega plina, deljeno s 1 000 V 0 m3/r prostorninski pretok v sistemu PDP na en vrtljaj V s dm3 prostornina sistema naprave za analizo izpušnih plinov W act kWh dejansko delo preskusnega cikla W ref kWh referenčno delo preskusnega 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 molarno razmerje vodika (H/C) γ molarno razmerje žvepla (S/C) δ molarno razmerje dušika (N/C) ε molarno razmerje kisika (O/C)

v zvezi z gorivom CH α O ε N δ S γ

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 ne-metanski ogljikovodiki NOx dušikovi oksidi NO dušikov oksid NO2 dušikov dioksid PM delci

3.5 Kratice

CFV venturijeva cev s kritičnim pretokom CLD kemiluminiscenčni detektor CVS vzorčenje s konstantno prostornino deNOx sistem za naknadno obdelavo NOx EGR vračanje izpušnih plinov v valj FID plamensko-ionizacijski detektor GC plinski kromatograf HCLD ogrevani kemiluminiscenčni detektor HFID ogrevani plamensko-ionizacijski detektor LPG utekočinjeni naftni plin NDIR analizator CO in CO2 po nedisperzni infrardeči spektroskopski metodi NG zemeljski plin NMC izločevalnik ne-metanov PDP črpalka s prisilnim pretokom za natančno odvzemanje vzorcev Per cent FS odstotek obsega skale PFS sistem z delnim tokom SSV venturijeva cev s podzvočnim pretokom VGT turbina s spremenljivo geometrijo

4. SPLOŠNE ZAHTEVE

Sistem motorja mora biti načrtovan, izdelan in sestavljen tako, da je motor ob normalni uporabi skozi vso življenjsko dobo skladen z določbami te priloge, kot je opredeljeno v tem pravilniku, tudi kadar je vgrajen v vozilo.

5. ZAHTEVE ZA ZMOGLJIVOST

5.1 Emisije plinastih in trdnih onesnaževal

Emisije plinastih in trdnih onesnaževal iz motorja se določijo v preskusnih ciklih WHTC in WHSC, kot je opisano v odstavku 7. Merilni sistemi morajo izpolnjevati zahteve za linearnost iz odstavka 9.2 in ustrezati specifikacijam iz odstavka 9.3 (merjenje plinastih emisij), odstavka 9.4 (merjenje delcev) in iz Dodatka 3.

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 parom 7 (ali več) vzorcev obravnavanega sistema in enim od sistemov iz te priloge.

‚Rezultati‘ se nanašajo na vrednost uteženih emisij posameznega cikla. Korelacijsko preskušanje je treba izvesti v istem laboratoriju in preskusnem prostoru ter na istem motorju, pri čemer je zaželeno, da poteka sočasno. Enakovrednost povprečij parov vzorcev se določi s pomočjo statističnih podatkov F-testa in t-testa, kot sta opisana v odstavku A.4.3. Dodatka 4, dobljenih v zgoraj opisanih pogojih laboratorijskega preskusnega prostora in motorja. Odstopanja se določijo v skladu z ISO 5725 in niso vključena v podatkovno bazo. Sisteme, ki se bodo uporabili za korelacijsko preskušanje, mora odobriti 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, če so upoštevana merila za članstvo iz odstavka 5.2.3. Družino motorjev mora potrditi 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 zagotovi, da bodo v isto družino motorjev vključeni le motorji s podobnimi značilnostmi emisije izpušnih plinov. Te primere mora proizvajalec prepoznati in o njih uradno obvestiti 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, mora proizvajalec to opremo prepoznati na podlagi dobre inženirske prakse in o njej uradno obvestiti 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 Način delovanja

(a) dvotaktni način

(b) štiritaktni način

(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) radialno

(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 dm3

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.

5.2.3.4.2 Motor z gibno prostornino enotnega valja < 0,75 dm3

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.

5.2.3.4.3 Motor z drugimi mejami 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 večjega vpliva na emisije izpušnih plinov.

5.2.3.5 Način polnjenja z zrakom

(a) naravno polnjenje

(b) tlačno polnjenje

(c) tlačno polnjenje s hladilnikom polnilnega (stisnjenega) zraka

5.2.3.6 Vrsta goriva

(a) dizel

(b) zemeljski plin (NG)

(c) utekočinjeni naftni plin (LPG)

(d) etanol

5.2.3.7 Tip zgorevalne komore

(a) odprta komora

(b) ločena komora

(c) druge vrste

5.2.3.8 Vrsta vžiga

(a) prisilni vžig

(b) kompresijski vžig

5.2.3.9 Ventili in odprtine

(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) plinasto (ii) tekoče (iii) mešalne enote (iv) drugo

(c) druge vrste

5.2.3.11 Razno

(a) vračanje izpušnih plinov v valj (EGR)

(b) vbrizgavanje vode

(c) vbrizgavanje zraka

(d) drugo

5.2.3.12 Strategija elektronskega krmiljenja

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 preskusov itd.

Primeri krmiljenih funkcij so:

(a) časovno usklajevanje vžiga

(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 NOx s selektivno redukcijo NOx (dodatek reducenta)

(d) drugi sistemi za NOx

(e) lovilnik delcev s pasivno regeneracijo

(f) lovilnik delcev z aktivno regeneracijo

(g) drugi lovilniki delcev

(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. lovilniki delcev 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, katerega 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 na kompresijski vžig

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 to primarno merilo izpolnjujeta dva ali več motorjev, se osnovni motor izbere z uporabo sekundarnega merila, tj. največja dobava goriva na gib pri nazivni vrtilni frekvenci.

5.2.4.2 Motorji na prisilni vžig

Ko homologacijski organ potrdi družino motorjev, je treba izbrati osnovni motor družine, pri čemer je primarno merilo za to 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 zaključi, da je mogoče raven najslabše emisije najbolje določiti s preskušanjem 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. PRESKUSNI POGOJI

6.1 Laboratorijski preskusni pogoji

V skladu z naslednjimi določbami se izmerita absolutna temperatura (T a) 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 pri konfiguraciji ‚V‘ motorjev, se upošteva povprečna temperatura v posameznih skupinah. Parameter f a se sporoči skupaj z rezultati preskusa. Za boljšo ponovljivost in obnovljivost rezultatov preskusa se priporoča, da je parameter f a tak, da je: 0,93 ≤ f a ≤ 1,07.

(a) Motorji na kompresijski vžig: sesalni in mehansko tlačno polnjeni motorji: (1) tlačno polnjeni motorji s turbopuhalom na izpušne pline, s hlajenjem polnilnega zraka ali brez njega: (2)

(b) Motorji na prisilni vžig: (3)

6.2 Motorji s hlajenjem polnilnega (stisnjenega) 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 mora biti najmanj 293 K (20 °C).

Če se uporabi sistem preskusnega 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 preskusnim 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. Zbran kondenzat je treba izčrpati, pri čemer je treba vse odvodne kanale v celoti zapreti pred preskusom emisij.

Če proizvajalec motorja navede mejne vrednosti padca tlaka v sistemu hlajenja polnilnega (stisnjenega) zraka, je treba zagotoviti, da je padec tlaka v sistemu hlajenja polnilnega (stisnjenega) 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 sta 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 preskusi z dodatno opremo/opremo iz Dodatka 7.

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 preskus emisij

Če dodatne opreme/opreme, zahtevane v skladu z Dodatkom 7, ni primerno namestiti na preskusno 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 preskusnih vrtilnih frekvencah WHSC.

6.3.3 Dodatna oprema/oprema, ki se odstrani za preskus

Kadar dodatne opreme, ki v skladu z Dodatkom 7 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 preskusnih vrtilnih frekvencah WHSC. Če je ta vrednost večja od 3 % največje moči pri preskusni vrtilni frekvenci, se predloži homologacijskemu organu.

6.3.4 Določanje moči dodatne opreme

Moč, ki jo absorbira dodatna oprema/oprema, je treba določiti le, če:

(a) dodatna oprema/oprema, zahtevana v skladu z Dodatkom 7, ni nameščena na motor in/ali

(b) je na motor nameščena dodatna oprema/oprema, ki ni zahtevana v skladu z Dodatkom 7.

Vrednosti moči dodatne opreme in metodo merjenja/računanja za določanje moči dodatne opreme predloži proizvajalec motorja za celotno območje delovanja preskusnih ciklov, pri čemer jih odobri homologacijski organ.

6.3.5 Delo cikla motorja

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 P m,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 sistem za dovajanje zraka v motor ali sistem preskusnega laboratorija, katerega sesalni upor je v območju ± 300 Pa največje vrednosti, kot jo določa proizvajalec za 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 preskusnega 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 mora biti 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 sistema za naknadno obdelavo izpušnih plinov mora biti 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 preskusi in med določanjem karakterističnega diagrama motorja odstrani ter zamenja z enakovredno posodo, ki ima katalitično neaktivno podlago.

Emisije, izmerjene v preskusnem ciklu, so reprezentativne za emisije v uporabi. V primeru, da je motor opremljen s sistemom za naknadno obdelavo izpušnih plinov, ki zahteva porabo reagenta, mora reagent, ki se uporablja pri vseh preskusih, določiti proizvajalec.

Motorji, opremljeni s sistemi za naknadno obdelavo izpušnih plinov s stalno regeneracijo, ne zahtevajo posebnega preskusnega 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 pogostnosti regeneracije z vidika deleža preskusov, v katerem 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 preskusu 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 preskusi 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 preskus WHTC po vročem zagonu. Naslednji preskusi po vročem zagonu se začnejo po zaustavitvi v skladu z odstavkom 7.6.3. Med preskusi se beležijo temperature in tlaki izpušnih plinov (temperatura pred in za sistemom za naknadno obdelavo, protitlak v izpušnem sistemu itd.).

Če med preskusom pride do pogojev, ki jih deklarira proizvajalec, in rezultati treh (ali več) preskusov WHTC po vročem zagonu ne odstopajo za več kot ±25 odstotkov ali 0,005 g/kWh, kar je večje, se sistem za naknadno obdelavo obravnava kot tip s stalno regeneracijo, pri čemer veljajo splošne določbe o preskusih iz odstavkov 7.6 (WHTC) in 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 preskusih WHTC po vročem zagonu, enem z regeneracijo na stabiliziranem sistemu za naknadno obdelavo in dvema brez regeneracije, rezultati pa se ovrednotijo (utežijo) v skladu z enačbo (5).

Postopek regeneracije se v preskusu 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 preskusov, med katerimi pride do regeneracije, v primerjavi s številom preskusov 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 že obremenjen sistem za naknadno obdelavo, da pride do regeneracije med preskusom WHTC. V tem preskusu se motor ogreje v skladu z odstavkom 7.4.1, zaustavi se v skladu z odstavkom 7.6.3 in zažene se preskus 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 preskusov WHTC po vročem zagonu (g/kWh). Vsaj en preskus WHTC po vročem zagonu se izvede čim bližje začetku preskusa regeneracije, en pa takoj po tem preskusu. 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 preskusa WHTC po vročem zagonu.

Med preskusom regeneracije se zabeležijo vsi podatki, ki so potrebni za odkrivanje regeneracije (emisije CO ali NOx, temperatura pred in za sistemom za naknadno obdelavo, protitlak v izpušnem sistemu itd.).

Med preskusom regeneracije se ustrezne mejne vrednosti emisij lahko presežejo.

Preskusni postopek je shematsko prikazan na sliki 2.

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

(5)

pri čemer je:

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

Za določitev se uporabljajo naslednje določbe:

(a) če regeneracija traja dlje kot en vroč zagon WHTC, se izvedejo zaporedni celotni preskusi WHTC po vročem zagonu brez zaustavitve in ugašanja motorja, dokler se regeneracija ne zaključi, izračuna pa se povprečje preskusov WHTC po vročem zagonu;

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

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

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

(d) Seštevni faktorji za prilagoditev se izračunajo na naslednji način: (navzgor) (7) (navzdol) (8)

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

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

(f) pri preskusu z regeneracijo se k r,d pomnoži s specifično emisijo e v enačbah (69) ali (70) ali se odšteje od nje odšteje.

Na zahtevo proizvajalca se faktorji za prilagoditev regeneracije lahko

(g) razširijo na druge člane iste družine motorjev;

(h) razširijo na druge družine motorjev, ki uporabljajo enak sistem za naknadno obdelavo, ob predhodni odobritvi homologacijskega ali certifikacijskega 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 uporabljenega mazalnega olja pa se zabeležijo in predstavijo skupaj z rezultati preskusa.

6.9 Specifikacija referenčnega goriva

Referenčno gorivo za motorje na kompresijski vžig je določeno v Dodatku 2 te priloge, za motorje, ki za gorivo uporabljajo CNG in LPG, pa v prilogah 6 in 7.

Temperatura goriva mora biti skladna s priporočili proizvajalca.

6.10 Emisije plinov iz ohišja motorja

Emisije plinov iz ohišja motorja se ne izločijo neposredno v okolje, pri čemer to ne velja za: motorje, opremljene s turbopuhali, črpalkami, puhali ali nadtlačnim polnjenjem za uvajanje zraka, ki lahko izločajo emisije plinov iz ohišja motorja v okolje, če se emisije dodajo emisijam izpušnih plinov (fizično ali matematično) med preskušanjem vseh emisij. Proizvajalci, ki uveljavljajo to izjemo, morajo motorje namestiti tako, da se lahko vse emisije plinov iz ohišja motorja 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.

Odprte emisije plinov iz ohišja motorja se preusmerijo v sistem izpušnih plinov za merjenje emisij, in sicer na naslednji način:

(a) materiali za cevi morajo imeti gladke stene in biti električno prevodni, pri čemer ne smejo reagirati z emisijami plinov iz ohišja motorjev. Dolžine cevi morajo biti čim krajše;

(b) število krivin v laboratorijskih ceveh okrova ročične gredi mora biti čim manjše, polmer krivin, ki se jim ni mogoče izogniti, pa mora biti 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 ohišja motorja se razteza v prosti tok izpušnih plinov, da se odpravijo vplivi mejne plasti in spodbudi mešanje. Izhod cevi za izpušne pline iz ohišja motorja je lahko usmerjen v katero koli smer glede na tok nerazredčenih izpušnih vplivov.

7. PRESKUSNI POSTOPKI

7.1 Načela merjenja emisij

Pri merjenju specifičnih emisij mora motor obratovati med preskusnima 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 preskusnim ciklom neprekinjeno sešteva. Ta vsota je skupna masa oddane sestavine.

7.1.2 Vzorčenje serije

Pri vzorčenju serije se neprekinjeno odvzema vzorec nerazredčenih ali razredčenih izpušnih plinov, ki se shrani za poznejše meritve. Odvzet vzorec mora biti 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 preskusnim 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 preskusni cikel WHTC in za preskusni 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 Preskusni cikli

7.2.1 Preskusni cikel prehodnega stanja WHTC

Preskusni cikel prehodnega stanja WHTC je v Dodatku 1 naveden kot sekundno zaporedje normiranih vrednosti vrtilne frekvence in navora. Zaradi izvedbe preskusa na preskusnem prostoru za motor se normirane vrednosti pretvorijo v dejanske vrednosti za posamezni preskušani motor na podlagi krivulje karakterističnega diagrama motorja. Ta pretvorba se imenuje denormalizacija, tako oblikovan preskusni cikel pa referenčni cikel motorja za preskus. S temi referenčnimi vrednostmi vrtilne frekvence in navora se v preskusnem prostoru izvede cikel ter se zabeležijo dejanske vrednosti vrtilne frekvence, navora in moči. Za validacijo poteka preskusa se po zaključku preskusa 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 okoliški zrak) in zbere na enem samem ustreznem filtru. WHTC je shematsko prikazan na sliki 3.

7.2.2 Preskusni cikel WHSC v ustaljenem stanju z rampami

Preskusni cikel WHSC v ustaljenem stanju z rampami obsega več normiranih faz vrtilne frekvence in obremenitve, ki se pretvorijo v referenčne vrednosti za posamezni preskušani motor na podlagi krivulje karakterističnega diagrama motorja. V vsaki fazi motor deluje predpisani čas, pri čemer se vrtilna frekvenca motorja in obremenitev linearno spremenita v 20 ± 1 sekundah. Za validacijo poteka preskusa se po zaključku preskusa izvede regresijska analiza med referenčnimi in dejanskimi vrednostmi vrtilne frekvence, navora in moči.

Med preskusnim 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 okoliški zrak). V celotnem preskusnem 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 faze 1 je začetek vsake faze opredeljen kot začetek rampe iz prejšnje faze.

Tabela 1

Preskusni cikel WHSC

Faza Normirana vrt. frekvenca (v %) Normiran navor (v %) Trajanje faz (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 Vsota 1 895

7.3 Splošno zaporedje preskusov

Naslednji shematski prikaz vsebuje pregled splošnih smernic, ki jih je treba upoštevati med preskušanjem. Podrobnosti o posameznem koraku so opisane v ustreznih odstavkih. Odstopanja od smernic so po potrebi dovoljena, vendar so specifične zahteve iz ustreznih odstavkov obvezne.

Pri WHTC je preskusni postopek sestavljen iz preskusa po hladnem zagonu, ki sledi naravnemu ali prisilnemu ohlajanju motorja, vroče zaustavitve in preskusa po vročem zagonu.

Pri WHSC je preskusni postopek sestavljen iz preskusa po vročem zagonu, ki sledi predkondicioniranju motorja v fazi WHSC 9.

7.4 Določanje karakterističnega diagrama motorja in referenčni cikel

Meritve motorja pred preskusom, kontrole delovanja motorja pred preskusom in kalibriranje sistema pred preskusom je treba izvesti pred postopkom določanja karakterističnega diagrama motorja v skladu s splošnim zaporedjem preskusov, 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

Najnižja in najvišja vrtilna frekvenca za določanje karakterističnega diagrama se določita na naslednji način:

najnižja vrtilna frekvenca za določanje karakterističnega diagrama = vrtilna frekvenca v prostem teku najvišja vrtilna frekvenca za določanje karakterističnega diagrama = n hi × 1,02 ali vrtilna frekvenca, pri kateri navor pri polni obremenitvi pade na nič, kar je nižje.

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 preskusnimi 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 preskusi

Motorju ni treba določati karakterističnega diagrama pred vsakim preskusnim ciklom. Motorju se ponovno določi karakteristični diagram pred preskusnim ciklom:

(a) če je od zadnjega določanja karakterističnega diagrama po inženirski presoji 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 Denormalizacija vrtilne frekvence motorja

Za generiranje referenčnih ciklov se normirane vrtilne frekvence iz Dodatka 1 (WHTC) in tabele 1 (WHSC) denormalizirajo z uporabo naslednje enačbe:

(9)

Za določanje n pref se integral največjega navora izračuna od n idle do n 95h 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 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 n idle in n 95h; n hi je najvišja vrtilna frekvenca, pri kateri je moč 70 % največje moči; n idle je vrtilna frekvenca v prostem teku; n 95h je najvišja vrtilna frekvenca, pri kateri je moč 95 % največje moči.

Za motorje (predvsem motorje na prisilni vžig) s strmo krivuljo omejitve regulatorja, pri katerih zapiranje dovoda goriva ne omogoča delovanja do n hi ali n 95h, veljajo naslednje določbe:

n hi v enačbi (9) se nadomesti z n Pmax × 1,02; n 95h se nadomesti z n Pmax × 1,02.

7.4.7 Denormalizacija navora motorja

Vrednosti navora v shemi delovanja motorja na dinamometru v Dodatku 1 (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 7, sta M f in M r nič.

Za namene generiranja referenčnega cikla morajo negativne vrednosti navora točk delovanja motorja (m v Dodatku 1) prevzeti referenčne vrednosti, ki se določijo na enega od naslednjih načinov:

(a) negativnih 40 % razpoložljivega pozitivnega navora na ustrezni točki vrtilne frekvence;

(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 n hi, ter linearna interpolacija med tema dvema točkama.

7.4.8 Izračun referenčnega dela cikla

Referenčno delo cikla se določi med preskusnim 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 preskusnim ciklom, da se izračuna referenčno delo cikla W ref (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 vrednosti med sosednjimi referenčnimi ali 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 preskusom

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) preverjanje puščanja se izvede 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 za redčenje, črpalke za vzorčenje, hladilni ventilatorji in sistem za zbiranje podatkov;

(e) stopnje pretoka vzorca se po potrebi prilagodijo želenim ravnem s pretokom po obvodu;

(f) toplotni izmenjevalniki v sistemu za vzorčenja se pred preskusom 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 preskusov;

(i) vse elektronske integrirane naprave se nastavijo ali ponovno nastavijo na ničlo pred začetkom vseh preskusnih intervalov.

7.5.3 Preverjanje analizatorjev plina

Izberejo se območja analizatorjev plina. Analizatorji emisij s samodejno ali ročno nastavitvijo merilnega območja so dovoljeni. Med preskusnim ciklom se območje analizatorjev emisij ne sme preklapljati. Hkrati se dobički analognega obratovalnega ojačevalnika analizatorja ne smejo vklopiti med preskusnim ciklom.

Ničelni in kalibrirni odziv se določita za vse analizatorje z uporabo mednarodno sledljivih plinov, ki ustrezajo specifikacijam iz odstavka 9.3.3. Analizatorjem FID se določi razpon na podlagi števila ogljika ena (C1.)

7.5.4 Priprava filtra za vzorčenje delcev

Najmanj eno uro pred preskusom 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 v zatesnjeno posodo za filter, dokler se ne uporabi za preskušanje. 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 preskusom 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 preskusa.

7.6 Izvedba cikla WHTC

7.6.1 Ohlajanje motorja

Lahko se uporabi postopek naravnega ali prisilnega ohlajanja. 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. 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. Postopek hlajenja, katerega posledice so nereprezentativne emisije, ni dovoljen.

7.6.2 Preskus po hladnem zagonu

Preskus 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 navodil za uporabo s serijskim zaganjalnikom in ustrezno napolnjenim akumulatorjem ali ustrezno napajalno enoto ali

(b) z dinamometrom. 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 navodilih za uporabo ali servisnem priročniku ni navedeno, da je daljši čas pogona normalen.

7.6.3 Vroča zaustavitev

Takoj po zaključku preskusa po hladnem zagonu se motor kondicionira za preskus po vročem zagonu z 10 ± 1-minutno vročo zaustavitvijo.

7.6.4 Preskus 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 preskusov

Zaporedje preskusov 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 določijo pri frekvenci 5 Hz (priporočljivo 10 Hz) ali več. Nastavljene vrednosti se izračunajo z linearno interpolacijo med vrednostmi referenčnega cikla, nastavljenimi pri 1 Hz. Dejanska vrtilna frekvenca motorja in navor se med preskusnim 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 preskusov 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 beleženja na dinamometru izmerjenih podatkov o vrtilni frekvenci in navoru.

Če se merijo nerazredčeni izpušni plini, se koncentracije emisij ((NM)HC, CO in NOx) in masni pretok izpušnih plinov merijo neprekinjeno in shranijo v računalniškem sistemu pri najmanj 2 Hz. Vsi ostali podatki se lahko beležijo s frekvenco vzorca najmanj 1 Hz. Pri analognih analizatorjih se zabeleži odzivni čas, medtem ko je kalibracijske podatke med ovrednotenjem podatkov mogoče uporabiti na spletu ali drugače.

Če se uporablja sistem 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 celotni preskusni cikel. Odzivni čas sistema ne sme biti daljši od 20 s ter ga je treba po potrebi uskladiti z nihanjem pretoka v sistemu CVS in z odstopanji časa vzorčenja ali preskusnega 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 preskusov 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 uporablja kompenzacija pretoka (tj. sorazmerno krmiljenje pretoka vzorcev), je treba dokazati, da se razmerje med pretokom v glavnem tunelu in pretokom vzorca delcev ne spremeni za več kot 5 % nastavljene vrednosti (razen v prvih 10 sekundah vzorčenja). Povprečna temperatura in tlak na vstopu v plinomere ali v merilo za merjenje pretoka se zabeležita. Če nastavljene stopnje pretoka zaradi prevelike obremenitve filtra z delci ni mogoče skozi celoten cikel ohranjati v območju ±2,5 %, se preskus razveljavi. Preskus se ponovi pri manjši stopnji pretoka vzorca.

7.6.8 Nehotena zaustavitev motorja in napaka opreme

Če se motor zaustavi kadar koli med preskusom po hladnem zagonu, se preskus razveljavi. Motor se predkondicionira in ponovno zažene v skladu z zahtevami iz odstavka 7.6.2, preskus pa se ponovi.

Če se motor zaustavi kadar koli med preskusom po vročem zagonu, se preskus razveljavi. Motor se zaustavi v skladu z odstavkom 7.6.3, preskus po vročem zagonu pa se ponovi. V tem primeru preskusa po hladnem zagonu ni treba ponoviti.

Če se med preskusnim ciklom pojavi napaka katere koli predpisane preskusne opreme, je treba preskus 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 fazi 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 preskušanje. Motor je treba po predkondicioniranju ugasniti.

7.7.2 Zagon motorja

5 ± eno minuto po zaključku predkondicioniranja v fazi 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 preskusov

Zaporedje preskusov se začne po zagonu motorja in se v eni minuti od delovanja motorja krmili, tako da se ujema s prvo fazo cikla (prosti tek).

WHSC se izvede v skladu z vrstnim redom faz preskušanja iz tabele 1 v odstavku 7.2.2.

7.7.4 Zbiranje ustreznih podatkov o emisijah

Hkrati z zagonom zaporedja preskusov se zažene tudi merilna oprema:

(a) začetek zbiranja ali analiziranja redčila, če se uporablja sistem redčenja s celotnim tokom;

(b) začetek zbiranja ali analiziranja nerazredčenih ali razredčenih 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 beleženja na dinamometru izmerjenih podatkov o vrtilni frekvenci in navoru.

Če se merijo nerazredčeni izpušni plini, se koncentracije emisij ((NM)HC, CO in NOx) in masni pretok izpušnih plinov merijo neprekinjeno in shranijo v računalniškem sistemu pri najmanj 2 Hz. Vsi ostali podatki se lahko beležijo s frekvenco vzorca najmanj 1 Hz. Pri analognih analizatorjih se zabeleži odzivni čas, medtem ko je kalibracijske podatke med ovrednotenjem podatkov mogoče uporabiti na spletu ali drugače.

Če se uporablja sistem 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 celotni preskusni cikel. Odzivni čas sistema ne sme biti daljši od 20 s ter ga je treba po potrebi uskladiti z nihanjem pretoka v sistemu CVS in z odstopanji časa vzorčenja ali preskusnega 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 preskusov 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 uporablja kompenzacija pretoka (tj. sorazmerno krmiljenje pretoka vzorcev), je treba dokazati, da se razmerje med pretokom v glavnem tunelu in pretokom vzorca delcev ne spremeni za več kot 5 % nastavljene vrednosti (razen v prvih 10 sekundah vzorčenja). Povprečna temperatura in tlak na vstopu v plinomere ali v merilo za merjenje pretoka se zabeležita. Če nastavljene stopnje pretoka zaradi prevelike obremenitve filtra z delci ni mogoče skozi celoten cikel ohranjati v območju ±2,5 %, je treba preskus razveljaviti. Preskus 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 preskus razveljaviti. Motor se predkondicionira v skladu z odstavkom 7.7.1 in ponovno zažene v skladu s postopki za zagon iz odstavka 7.7.2, preskus pa se ponovi.

Če se med preskusnim ciklom pojavi napaka katere koli predpisane preskusne opreme, je treba preskus razveljaviti in ponoviti v skladu z zgornjimi določbami.

7.8 Postopki po preskusu

7.8.1 Operacije po preskusu

Ob zaključku preskusa 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 preskusnega cikla ali med zaustavitvijo, se določita kalibrirni in ničelni odziv uporabljenih območjih plinskega analizatorja. V tem odstavku je preskusni cikel določen na naslednji način:

(a) pri WHTC: celotno zaporedje hladno – zaustavitev – vroče;

(b) pri preskusu WHTC po vročem zagonu (odstavek 6.6): zaporedje zaustavitev – vroče;

(c) pri preskusu WHTC večkratne regeneracije po vročem zagonu (odstavek 6.6): skupno število preskusov po vročem zagonu;

(d) pri WHSC: preskusni cikel.

Naslednje določbe veljajo za premik analizatorja:

(a) ničelni in kalibrirni odziv pred preskusom ter ničelni in kalibrirni odziv po preskusu 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 preskusom in rezultati po preskusu manjša od 1 % obsega skale, se lahko uporabijo nekorigirane izmerjene koncentracije ali pa se za premik korigirajo v skladu z odstavkom 8.6.1;

(c) če je razlika, povezana s premikom, med rezultati pred preskusom in rezultati po preskusu enaka ali večja od 1 % obsega skale, se preskus 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 preskusa po vročem zagonu ali med zaustavitvijo pri preskusu po hladnem zagonu;

(b) vzorci ozadja se analizirajo najpozneje 60 minut po zaključku preskusa 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 preskusnim 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 preskusnim ciklom, da se izračuna dejansko delo cikla W act (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 W act se uporablja za primerjavo z referenčnim delom cikla W ref in za izračun emisij, specifičnih za zavoro (glej odstavek 8.6.3).

W act mora biti med 85 % in 105 % W ref.

7.8.7 Validacijska statistika preskusnega cikla

Linearna regresija dejanskih vrednosti (n act, M act in P act) glede na referenčne vrednosti (n ref, M ref in P ref) se opravi pri WHTC in WHSC.

Da bi čimbolj zmanjšali efekt popačenja zaradi zakasnitve med dejanskimi in referenčnimi vrednostmi cikla, se lahko celotno zaporedje dejanskih signalov o vrtilni frekvenci motorja in navoru 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:

(11)

pri čemer je:

y dejanska vrednost vrtilne frekvence (min–1), navora (Nm) ali moči (kW) a1 naklon regresijske premice x referenčna vrednost vrtilne frekvence (min–1), navora (Nm) ali moči (kW) a0 odsek regresijske premice na osi y

Za vsako regresijsko premico se izračunata standardna napaka ocene (SEE) y na x in determinacijski koeficient (r2).

Priporoča se, da se ta analiza opravi pri 1 Hz. Da se preskus šteje kot veljaven, morajo biti izpolnjena merila iz tabele 2 (WHTC) ali tabele 3 (WHSC).

Tabela 2

Dovoljena odstopanja regresijske premice za WHTC

Vrtilna frekvenca Navor Moč Standardna napaka ocene (SEE) y na x največ 5 % največje preskusne vrtilne frekvence največ 10 % največjega navora motorja največ 10 % največje moči motorja Naklon regresijske premice, a1 0,95 – 1,03 0,83 – 1,03 0,89 – 1,03 Determinacijski koeficient, r2 najmanj 0,970 najmanj 0,850 najmanj 0,910 Odsek regresijske premice na osi y, a0 največ 10 % vrtilne frekvence v prostem teku ±20 Nm ali ±2 % največjega navora, kar je večje ±4 kW ali ±2 % največje moči, kar je večje





Tabela 3

Dovoljena odstopanja regresijske premice za WHSC

Vrtilna frekvenca Navor Moč Standardna napaka ocene (SEE) y na x največ 1 % največje preskusne vrtilne frekvence največ 2 % največjega navora motorja največ 2 % največje moči motorja Naklon regresijske premice, a1 0,99 – 1,01 0,98 – 1,02 0,98 – 1,02 Determinacijski koeficient, r2 najmanj 0,990 najmanj 0,950 najmanj 0,950 Odsek regresijske premice na osi y, a0 največ 1 % največje preskusne vrtilne frekvence ±20 Nm ali ±2 % največjega navora, kar je večje ±4 kW ali ±2 % največje moči, kar je večje

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 % in M ref = 0 % in M act > (M ref – 0,02 M max. izmerjenega navora) in 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 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 preskusov 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.

Primeri postopkov izračunavanja so v Dodatku 6.

Izračun emisij na molski osnovi v skladu s Prilogo 7 gtp št. [xx] o protokolu preskusa emisij izpušnih plinov za necestno mobilno mehanizacijo je dovoljen, če se s tem predhodno strinja homologacijski organ.

8.1 Korekcija iz suhega v vlažno stanje

Če se emisije merijo na suhi osnovi, se izmerjena koncentracija pretvori na vlažno osnovo z naslednjo enačbo:

(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)

če je:

(16)

in

(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 v glavnem identični, pri čemer je faktor 1,008 v enačbah (13) in (15) približek bolj točnega imenovalca v enačbi (14).

8.1.2 Razredčeni izpušni plini

(18)

ali

(19)

če je:

(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)

če je:

(22)

pri čemer je:

H d vlažnost redčila, v g vode na kg suhega zraka

8.2 Korekcija NOx za vlažnost

Ker je emisija NOx odvisna od pogojev okoliškega zraka, se koncentracija NOx korigira za vlažnost s faktorji, podanimi 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 na kompresijski vžig

(23)

pri čemer je:

H a vlažnost polnilnega zraka v g vode na kg suhega zraka

8.2.2 Motorji na prisilni vžig

(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 kalibrirane uteži iz nerjavnega jekla se uporabi gostota 8 000 kg/m3. Če je material kalibrirane uteži drugačen, je njegova gostota znana.

Uporablja se naslednja enačba:

(25)

če je:

(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 mp, 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 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 preskusa je shematsko prikazana na sliki 6.

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 8.4.1.3 do 8.4.1.7, enak ali manjši od odzivnega časa analizatorja, ki je manjši ali enak 10 s, kot je predpisano v odstavku 9.3.5.

Za krmiljenje sistema redčenja z delnim tokom je potreben hitrejši odziv. Odzivni čas sistemov redčenja z delnim tokom s krmiljenjem na spletu je ≤ 0,3 s. Pri sistemih redčenja z delnim tokom z vnaprej določenim krmiljenjem, ki temelji na vnaprej zapisanem poteku preskusa, je odzivni čas sistema merjenja pretoka izpušnih plinov ≤ 5 s s časom vzpona ≤ 1 s. 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 merjenja zraka in goriva

Ta metoda vključuje merjenje pretoka zraka in pretoka goriva z ustreznimi merilniki pretoka. Izračun trenutnega pretoka izpušnih plinov je naslednji:

(28)

pri čemer je:

q mew,i trenutni masni pretok izpušnih plinov v kg/s q maw,i trenutni masni pretok polnilnega zraka v kg/s q mf,i trenutni masni pretok goriva v kg/s

Merilniki pretoka morajo izpolnjevati zahteve za linearnost iz odstavka 9.2 in biti dovolj natančni, da izpolnjujejo tudi zahteve za linearnost za pretok izpušnih plinov.

8.4.1.5 Metoda merjenja 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:

q mew,i trenutni masni pretok izpušnih plinov v kg/s q vt pretok sledilnega plina v cm3/min c mix,i trenutna koncentracija sledilnega plina po mešanju v ppm ρ e gostota izpušnih plinov v kg/m3 (glej tabelo 4) 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 preskusa in po njej.

Če je koncentracija v ozadju manj kot 1 % koncentracije sledilnega plina po mešanju (c mix.i) pri največjem pretoku izpušnih plinov, je koncentracijo v ozadju mogoče zanemariti.

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 zračnega pretoka in razmerja zrak/gorivo. Izračun trenutnega masnega pretoka izpušnih plinov je naslednji:

(30)

če je:

(31)

(32)

pri čemer je:

q maw,i trenutni masni pretok polnilnega zraka v kg/s A/F st stehiometrično razmerje zrak/gorivo v kg/kg λ i 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 cirkonijev senzor, mora izpolnjevati specifikacije 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)

če je:

(34)

in

(35)

pri čemer je:

q mf,i trenutni masni pretok goriva v kg/s H a 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 CO 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 preskušanje, se merijo s sistemi merjenja in vzorčenja, opisanimi v odstavku 9.3 in Dodatku 3. Ovrednotenje podatkov je opisano v odstavku 8.4.2.2.

V odstavkih 8.4.2.3 in 8.4.2.4 sta opisana postopka izračunavanja, ki sta enaka tudi za referenčno gorivo iz Dodatka 2. Postopek iz odstavka 8.4.2.3 je enostavnejši, saj za razmerje med gostoto sestavin in izpušnih plinov uporablja tabelirane vrednosti u. Postopek iz odstavka 8.4.2.4 je bolj točen za kakovosti goriva, ki odstopajo od specifikacij iz Dodatka 2, vendar je potrebna elementarna analiza sestave goriva.

8.4.2.2 Ovrednotenje 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 3.1.30. Zato se odzivni čas vsakega analizatorja plinastih emisij in sistema masnega pretoka izpušnih plinov določi v skladu z odstavki 8.4.1.2 in 9.3.5 ter zabeleži.

8.4.2.3 Izračun masne emisije na podlagi tabeliranih vrednosti

Masa onesnaževal (g/preskus) 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, integriranjem trenutnih vrednosti v celotnem ciklu in 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 uporabi za trenutne vrednosti koncentracij pred izvedbo kakršnih koli nadaljnjih izračunov.

Za izračun NOx se masna emisija, kadar je to ustrezno, pomnoži s korekcijskim faktorjem zaradi vlažnosti k h,D ali k h,G, kakor je določeno v odstavku 8.2.

Uporabi se naslednja enačba:

(v g/preskus) (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 qmew,i trenutni masni pretok izpušnih plinov v kg/s f frekvenca vzorčenja podatkov v Hz n število meritev

Tabela 5

vrednosti u nerazredčenih izpušnih plinov in gostote sestavin

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

8.4.2.4 Izračun masne emisije na podlagi eksaktnih enačb

Masa onesnaževal (g/preskus) se določi z izračunom trenutnih masnih emisij iz nerazredčenih koncentracij onesnaževal, vrednosti u in masnega pretoka izpušnih plinov, usklajenih s transformacijskim časom, kot je določen v skladu z odstavkom 8.4.2.2, in integriranjem trenutnih vrednosti v celotnem ciklu. Če se meri na suhi osnovi, se korekcija iz suhega v vlažno stanje v skladu z odstavkom 8.1 uporabi za trenutne vrednosti koncentracij pred izvedbo kakršnih koli nadaljnjih izračunov.

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:

(v g/preskus) (37)

pri čemer je:

u gas,i izračunan na podlagi enačbe (38) ali (39) c gas,i trenutna koncentracija sestavine v izpušnih plinih v ppm qmew,i trenutni masni pretok izpušnih plinov v kg/s f frekvenca vzorčenja podatkov v Hz n število meritev

Trenutne vrednosti u se izračunajo na naslednji način:

(38)

ali

(39)

če je:

(40)

pri čemer je:

M gas molska masa plinaste sestavine v g/mol (glej Dodatek 6) M e,i trenutna molska masa izpušnih plinov v g/mol ρ gas gostota plinaste sestavine v kg/m3 ρ e,i trenutna gostota plinaste sestavine v kg/m3

Molska masa izpušnih plinov, M e, se izpelje za splošno sestavo goriva CH α O ε N δ S γ pod predpostavko popolnega izgorevanja, in sicer na naslednji način:

(41)

pri čemer je:

q maw,i trenutni masni pretok polnilnega zraka na vlažni osnovi v kg/s q mf,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, ρ e, se izpelje na naslednji način:

(42)

pri čemer je:

q mad,i trenutni masni pretok polnilnega zraka na suhi osnovi v kg/s q mf,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 Ovrednotenje podatkov

Masa delcev se izračuna po enačbi (27) iz odstavka 8.3. Za ovrednotenje koncentracije delcev se zabeleži skupna masa vzorca (m sep) skozi filter v preskusnem 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/preskus) 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

(43)

pri čemer je:

m p masa delcev, vzorčenih v celotnem ciklu, v mg r s povprečno razmerje vzorcev v preskusnem ciklu

če je:

(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 celotnega vzorčenja sta m sep in m sed identična.

8.4.3.2.2 Izračun na podlagi razmerja redčenja

(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:

(46)

(47)

(48)

pri čemer je:

qmedf,i trenutni ekvivalent masnega pretoka razredčenih izpušnih plinov v kg/s qmew,i trenutni masni pretok izpušnih plinov v kg/s r d,i trenutno razmerje redčenja qmdew,i trenutni masni pretok razredčenih izpušnih plinov v kg/s qmdw,i trenutni masni pretok redčila v kg/s f frekvenca vzorčenja podatkov v Hz n število meritev

8.5 Merjenje redčenja 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 preskusa. Pri sistemu s kompenzacijo pretoka mora biti vsaka posamezna stopnja pretoka konstantna v območju ±2,5 % svoje ciljne stopnje pretoka.

Nastavitev celotnega preskusa je shematsko prikazana na sliki 7.

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/preskus) se izračuna iz vrednosti meritev v ciklu 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 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 preskusnih pogojih, v m3/rev n P skupno število vrtljajev črpalke na preskus 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:

(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 toplotnim izmenjevalnikom v celotnem ciklu vzdržuje v območju ±11 K, se masni pretok v celotnem ciklu izračuna na naslednji način:

(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:

(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:

(53)

če je:

(54)

pri čemer je:

A 0 0,006111 v enotah SI za: d V premer grla SSV v m 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 SSV in vstopom, 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:

(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 preskušanjih 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 preskušanje, se merijo z metodami, opisanimi v Dodatku 3. Redčenje izpušnih plinov se izvede s filtriranim okoliškim 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 Ovrednotenje 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:

(v g/preskus) (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 za vlažnost k h,D ali k h,G, kot je določeno v odstavku 8.2.

Vrednosti u 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, vendar različne 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 (7) 1,9636 1,4277 0,716 u gas (8) Dizel 1,293 0,001588 0,000967 0,000480 0,001519 0,001104 0,000553 Etanol 1,293 0,001588 0,000967 0,000795 0,001519 0,001104 0,000553 CNG (9) 1,293 0,001588 0,000967 0,000517 (10) 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 LPG (11) 1,293 0,001588 0,000967 0,000505 0,001519 0,001104 0,000553

Vrednosti u 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 6) 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, korigiranih glede na ozadje

Neto koncentracije plinastih onesnaževal dobimo tako, da od izmerjenih koncentracij odštejemo povprečno koncentracijo teh snovi iz ozadja v redčilu. Povprečne vrednosti koncentracij ozadja lahko določimo z metodo vreč za vzorce ali z neprekinjenim merjenjem z integracijo. Uporablja se naslednja enačba:

(58)

pri čemer je:

c gas,e koncentracija sestavine, izmerjena v razredčenih izpušnih plinih, v ppm c d koncentracija sestavine, izmerjena v redčilu, v ppm D faktor redčenja

Faktor redčenja se izračuna na naslednji način:

(a) za dizelske motorje in plinske motorje, ki za gorivo uporabljajo LPG (59)

(b) za plinske motorje, ki za gorivo uporabljajo NG (60)

pri čemer je:

c CO2,e vlažna koncentracija CO2 v razredčenih izpušnih plinih v % vol c HC,e vlažna koncentracija HC v razredčenih izpušnih plinih v ppm C1 c NMHC,e vlažna koncentracija NMHC v razredčenih izpušnih plinih v ppm C1 c CO,e vlažna koncentracija CO v razredčenih izpušnih plinih v ppm F S stehiometrični faktor

Stehiometrični faktor se izračuna na naslednji način:

(61)

pri čemer je:

α molarno razmerje vodika v gorivu (H/C)

Če sestava goriva ni znana, se lahko namesto tega uporabijo naslednji stehiometrični faktorji:

F S (dizel) = 13,4 F S (LPG) = 11,6 F S (NG) = 9,5

8.5.2.3.3 Sistemi s kompenzacijo pretoka

Pri sistemih brez toplotnega izmenjevalnika se masa onesnaževal (g/preskus) določi z izračunom trenutnih masnih emisij in integriranjem trenutnih vrednosti v celotnem ciklu. Prav tako se korekcija ozadja uporabi neposredno za trenutno vrednost koncentracije. Uporabi se naslednja enačba:

(62)

pri čemer je:

c gas,e koncentracija sestavine, izmerjena v razredčenih izpušnih plinih, v ppm c d koncentracija sestavine, izmerjena v redčilu, v ppm m ed,i trenutna masa razredčenih izpušnih plinov v kg m ed skupna masa razredčenih izpušnih plinov v celotnem ciklu v kg u gas tabelirana vrednost iz tabele 6 D faktor redčenja

8.5.3 Določanje delcev

8.5.3.1 Izračun masne emisije

Masa delcev (g/preskus) se izračuna po korekciji plovnosti filtra z vzorcem delcev v skladu z odstavkom 8.3, in s