text:
3 oC) zu halten. Die Luftfeuchtigkeit ist auf einem Taupunkt von 282,5 K ± 3 K (9,5 oC ± 3 oC) und auf einer relativen Feuchtigkeit von 45 % ± 8 % zu halten.
 4.2.2.
 Vergleichsfilterwägung
 Die Umgebungsluft der Wägekammer (oder des Wägeraums) muss frei von jeglichen Schmutzstoffen wie Staub sein, die sich während der Stabilisierung der Partikelfilter auf diesen absetzen könnten. Abweichungen von den Anforderungen des Absatzes 4.2.1 an den Wägeraum sind zulässig, sofern ihre Dauer 30 Minuten nicht überschreitet. Der Wägeraum soll den Anforderungen entsprechen, ehe das Personal ihn betritt. Mindestens zwei unbenutzte Vergleichsfilter sind vorzugsweise gleichzeitig mit den Probenahmefiltern, höchstens jedoch vier Stunden nach ihnen zu wiegen. Die Vergleichsfilter müssen dieselbe Größe haben und aus demselben Material bestehen wie die Probenahmefilter.
 Verändert sich das Durchschnittsgewicht der Bezugsfilter zwischen den Wägungen der Probenahmefilter um mehr als 10 μg, sind alle Probenahmefilter auszusondern, und die Emissionsprüfung ist zu wiederholen.
 Erfüllt der Wägeraum nicht die Anforderungen des Absatzes 4.2.1, wird aber bei der Wägung des Vergleichsfilters die vorstehende Anforderung erfüllt, so kann der Motorenhersteller entweder die Wägungen der Probenahmefilter anerkennen oder die Prüfungen für ungültig erklären. Im letzteren Fall ist die Klimatisierung des Wägeraums neu einzustellen und die Prüfung zu wiederholen.
 4.2.3.
 Analysenwaage
 Die zur Bestimmung der Gewichte sämtlicher Filter benutzte Analysenwaage muss nach Angabe ihres Herstellers eine Genauigkeit (Standardabweichung) von 20 μg und eine Auflösung von 10 μg (1 Stelle = 10 μg) haben.
 4.2.4.
 Ausschaltung der Einflüsse statischer Elektrizität
 Um die Einflüsse statischer Elektrizität auszuschalten, sind die Filter vor dem Wiegen zu neutralisieren, z. B mit einem Polonium-Neutralisator, einem Faradayschen Käfig oder einem Gerät mit ähnlicher Wirkung.
 4.2.5.
 Vorschriften für die Durchflussmessung
 4.2.5.1.
 Allgemeine Vorschriften
 Die absolute Genauigkeit des Durchflussmessers oder der Durchflussmessvorrichtung muss den Vorschriften des Absatzes 2.2 entsprechen.
 4.2.5.2.
 Besondere Vorschriften für Teilstrom-Verdünnungssysteme
 Bei Teilstrom-Verdünnungssystemen ist die Genauigkeit der Messung des Probenahmestroms qmp besonders wichtig, wenn er nicht unmittelbar, sondern durch Differenzdruckmessung ermittelt wird:
 In diesem Fall ist für die Messung von qmdew und qmdw eine Genauigkeit von ± 2 % nicht ausreichend, um für qmp ausreichende Genauigkeit zu gewährleisten. Wird der Gasdurchsatz durch Differenzdruckmessung bestimmt, so darf der Fehler der Differenz höchstens so groß sein, dass die Genauigkeit von qmp innerhalb einer Toleranz von ± 5 % liegt, sofern das Verdünnungsverhältnis weniger als 15 beträgt. Die Berechnung kann durch Bilden des quadratischen Mittelwerts der Fehler des jeweiligen Geräts erfolgen.
 Ausreichende Genauigkeit von qmp lässt sich mit einer der folgenden Methoden erzielen:
 Die absoluten Genauigkeiten von qmdew und qmdw betragen ±0,2 %, wodurch für qmp bei einem Verdünnungsverhältnis von 15 eine Genauigkeit von ≤ 5 % gewährleistet wird. Allerdings treten bei höheren Verdünnungsverhältnissen größere Fehler auf.
 Die Kalibrierung von qmdw gegenüber qmdew wird so ausgeführt, dass für qmp dieselben Genauigkeiten wie im voranstehenden Absatz erzielt werden. Die Einzelheiten dieser Kalibrierung sind in Anlage 5 Absatz 3.2.1 dieses Anhangs beschrieben.
 Die Genauigkeit von qmp wird mittelbar aus der mit einem Spürgas, z. B. CO2, ermittelten Genauigkeit des Verdünnungsverhältnisses abgeleitet. Auch hier werden für qmp die gleichen Genauigkeiten


text:
wie im voranstehenden Absatz gefordert.
 Die absolute Genauigkeit von qmdew und qmdw beträgt ± 2 % vom Skalenendwert, der Höchstfehler der Differenz zwischen qmdew und qmdw0,2 % und der Linearitätsfehler ±0,2 % des höchsten während der Prüfung beobachteten Wertes von qmdew.
 5. RAUCHMESSUNG
 Im folgenden Abschnitt werden die vorgeschriebenen und die fakultativ einsetzbaren Prüfgeräte spezifiziert, die für die ELR-Prüfung zu verwenden sind. Zur Rauchmessung ist ein Trübungsmesser zu verwenden, der über einen Anzeigemodus für die Trübung und den Lichtabsorptionskoeffizienten verfügt. Die Trübungsanzeige ist nur zur Kalibrierung und zur Überprüfung des Trübungsmessers zu verwenden. Für die Messung der Rauchwerte ist der Anzeigemodus „Lichtabsorptionskoeffizient“ zu verwenden.
 5.1. Allgemeine Vorschriften
 Bei der ELR-Prüfung ist die Verwendung eines Systems zur Rauchgasmessung und Datenverarbeitung vorgeschrieben, das aus drei Funktionseinheiten besteht. Diese Einheiten können zu einem einzigen Bauteil vereint oder miteinander zu einem System verbunden sein. Die drei Einheiten sind:
 a)
 ein Trübungsmesser, der den Spezifikationen von Anlage 7 Absatz 3 entspricht,
 b)
 eine Datenverarbeitungseinheit mit dem in Anlage 1 Absatz 6 dieses Anhangs beschriebenen Funktionsumfang,
 c)
 ein Drucker und/oder ein elektronisches Speichermedium zur Aufzeichnung und Ausgabe der nach Anlage 1 Absatz 6.3 dieses Anhangs erforderlichen Rauchwerte.
 5.2. Spezifische Vorschriften
 5.2.1
 Linearität
 Die Linearität muss ± 2 % Trübung betragen.
 5.2.2.
 Nullpunktdrift
 Die Nullpunktdrift während einer Stunde darf ± 1 % Trübung nicht überschreiten.
 5.2.3.
 Anzeige und Messbereich des Trübungsmessers
 Bei Anzeige der Trübung muss der Messbereich 0-100 % Trübung und die Anzeigegenauigkeit 0,1 % Trübung betragen. Bei Anzeige des Lichtabsorptionskoeffizienten muss der Messbereich 0-30 m-1 Lichtabsorptionskoeffizient und die Anzeigegenauigkeit 0,01 m-1 Lichtabsorptionskoeffizient betragen.
 5.2.4.
 Ansprechzeit der Instrumente
 Die physikalische Ansprechzeit des Trübungsmessers darf 0,2 s nicht überschreiten. Die physikalische Ansprechzeit ist die zeitliche Differenz zwischen dem Erreichen von 10 % und 90 % des Zeigervollausschlags durch das Ausgangssignal eines Schnellreaktionsempfängers, wenn sich die Trübung des zu messenden Gases in weniger als 0,1 s ändert
 Die elektrische Ansprechzeit des Trübungsmessers darf 0,05 s nicht überschreiten. Die elektrische Ansprechzeit ist die zeitliche Differenz zwischen dem Erreichen von 10 % und 90 % des Skalenendwerts durch das Ausgangssignal des Trübungsmessers, wenn die Lichtquelle in weniger als 0,01 s verdeckt wird oder erlischt.
 5.2.5.
 Neutralfilter
 Wird bei der Kalibrierung des Trübungsmessers, bei Linearitätsmessungen oder bei der Messbereichseinstellung ein Neutralfilter verwendet, so muss sein Wert mit einer Genauigkeit von 1,0 % Trübung bekannt sein. Der Nennwert des Filters ist mindestens einmal jährlich auf seine Genauigkeit hin zu überprüfen, wobei ein Bezugsfilter zu verwenden ist, das einer nationalen oder internationalen Norm entspricht.
 Neutralfilter sind empfindliche Präzisionsteile, die leicht beschädigt werden können. Sie sollten möglichst wenig und wenn notwendig mit Sorgfalt gehandhabt werden, damit Kratzer und Verschmutzungen vermieden werden.
 Anlage 5
 Kalibrierverfahren
 1. KALIBRIERUNG DER ANALYSEGERÄTE
 1.1. Vorbemerkung
 Jedes Analysegerät ist so oft wie nötig zu kalibrieren, damit es den in dieser Regelung festgelegten Genauigkeitsanforderungen entspricht. Das bei den Analysegeräten nach Anlage 4 Absatz 3 sowie Anlage 7 Absatz 1 anzuwendende Kalibrierverfahren ist in diesem Abschnitt beschrieben.
 1.2. Kalibriergase
 Die Haltbarkeitsdauer aller Kalibriergase ist zu beachten.
 Das vom Hersteller angegebene Verfallsdatum der

type: contracts

jurisdiction: EU


text:
Kalibriergase ist aufzuzeichnen.
 1.2.1.
 Reine Gase
 Die erforderliche Reinheit der Gase ergibt sich aus den untenstehenden Grenzwerten der Verunreinigung. Folgende Gase müssen verfügbar sein:
 Gereinigter Stickstoff
 (Verunreinigung ≤ 1 ppm C1, ≤ 1 ppm CO, ≤ 400 ppm CO2, ≤ 0,1 ppm NO)
 Gereinigter Sauerstoff
 (Reinheitsgrad > 99,5 Vol.- % O2)
 Wasserstoff-Helium-Gemisch
 (40 ± 2 % Wasserstoff, Rest Helium)
 (Verunreinigung ≤ 1 ppm C1, ≤ 400 ppm CO2)
 Gereinigte synthetische Luft
 (Verunreinigung ≤ 1 ppm C1, ≤ 1 ppm CO, ≤ 400 ppm CO2, ≤ 0,1 ppm NO)
 (Sauerstoffgehalt 18-21 Vol.- %).
 Gereinigtes Propan oder CO bei der CVS-Überprüfung.
 1.2.2.
 Kalibrier- und Messgase
 Gasgemische mit folgender chemischer Zusammensetzung müssen verfügbar sein:
 C3H8 und gereinigte synthetische Luft (siehe Absatz 1.2.1.);
 CO und gereinigter Stickstoff;
 NOx und gereinigter Stickstoff (die in diesem Kalibriergas enthaltene NO2-Menge darf 5 % des NO-Gehalts nicht übersteigen);
 CO2 und gereinigter Stickstoff;
 CH4 und gereinigte synthetische Luft.
 C2H6 und gereinigte synthetische Luft.
 Anmerkung: Andere Gaskombinationen sind zulässig, sofern die Gase nicht miteinander reagieren.
 Die tatsächliche Konzentration eines Kalibriergases darf um höchstens ± 2 % vom Nennwert abweichen. Alle Kalibriergaskonzentrationen sind als Volumenanteil auszudrücken (Volumenprozent oder Volumen-ppm).
 Die zur Kalibrierung verwendeten Gase können auch mit Hilfe eines Gasteilers durch Zusatz von gereinigtem N2 oder gereinigter synthetischer Luft gewonnen werden. Die Mischvorrichtung muss es ermöglichen, die Konzentrationen der Kalibriergasgemische mit einer Genauigkeit von ± 2 % zu bestimmen.
 1.2.3.
 Einsatz von Präzisionsmischgeräten
 Die zur Kalibrierung verwendeten Gase können auch mit Hilfe eines Gasteilers durch Zusatz von gereinigtem N2 oder gereinigter synthetischer Luft gewonnen werden. Die Mischvorrichtung muss es ermöglichen, die Konzentrationen der Kalibriergasgemische mit einer Genauigkeit von ± 2 % zu bestimmen. Dabei müssen die zur Mischung verwendeten Primärgase auf ± 1 % genau bekannt sein und nationalen oder internationalen Gasnormen entsprechen. Die Überprüfung ist bei jeder mithilfe einer Mischvorrichtung vorgenommenen Kalibrierung bei 15 bis 50 % des Skalenendwertes durchzuführen.
 Wahlweise kann die Mischvorrichtung mit einem Instrument überprüft werden, das seiner Natur nach linear ist, z. B. unter Verwendung von NO-Gas mit einem CLD. Der Kalibrierwert des Instruments ist mit direkt an das Instrument angeschlossenem Kalibriergas einzustellen. Die Mischvorrichtung ist bei den verwendeten Einstellungen zu überprüfen, und der Nennwert ist mit der gemessenen Konzentration des Instruments zu vergleichen. Die Differenz darf an keinem Punkt größer sein als ± 1 % des Nennwertes.
 1.3. Einsatz der Analyse- und Probenahmegeräte
 Beim Einsatz der Analysegeräte sind die Anweisungen der Gerätehersteller für die Inbetriebnahme und den Betrieb zu beachten. Die in den Absätzen 1.4 bis 1.9 genannten Mindestanforderungen müssen erfüllt sein.
 1.4. Dichtheitsprüfung
 Das System ist auf Dichtheit zu prüfen. Die Sonde ist aus der Abgasanlage zu entfernen, ihr Ende ist zu verschließen. Die Pumpe des Analysegeräts ist einzuschalten. Nach einer anfänglichen Stabilisierungsphase müssen alle Durchflussmesser Null anzeigen. Ist dies nicht der Fall, so sind die Entnahmeleitungen zu überprüfen, und der Fehler ist zu beheben.
 Die maximal zulässige Undichtheitsrate auf der Unterdruckseite beträgt 0,5 % des tatsächlichen Durchsatzes für den geprüften Teil des Systems. Die Analysatoren- und Bypass-Durchsätze können zur Schätzung der tatsächlichen Durchsätze


text:
verwendet werden.
 Als Alternative kann das System auf einen Druck von mindestens 20 kPa Vakuum (80 kPa absolut) entleert werden. Nach einer anfänglichen Stabilisierungsphase darf die Druckzunahme p (kPa/min) im System folgenden Wert nicht übersteigen:
 Δp = p/Vs × 0,005 × qvs
 Darin ist:
 Vs
 =
 Volumen des Systems, l
 qvs
 =
 Systemdurchsatz, l/min
 Eine weitere Methode ist die schrittweise Änderung der Konzentration am Anfang der Probenahmeleitung durch Umstellung von Null- auf Kalibriergas. Zeigt der Ablesewert nach ausreichend langer Zeit eine im Vergleich zur eingeführten Konzentration um ca. 1 % niedrigere Konzentration an, so deutet dies auf Fehlkalibrierung oder Undichtheit hin.
 1.5. Überprüfung der Ansprechzeit des Analysesystems
 Die Systemeinstellungen für die Bewertung der Ansprechzeit müssen genau dieselben sein wie bei der Probelaufmessung (d. h. Druck, Durchsätze, Filtereinstellungen an den Analysegeräten und alle anderen Faktoren, die die Ansprechzeit beeinflussen). Die Bestimmung der Ansprechzeit erfolgt durch Wechseln des Gases unmittelbar am Eintritt der Probenahmesonden. Der Wechsel des Gases muss in weniger als 0,1 Sekunden stattfinden. Die für die Prüfung verwendeten Gase müssen eine Veränderung der Konzentration von mindestens 60 % des Skalenendwertes bewirken.
 Die Konzentrationskurve ist für jeden einzelnen Gasbestandteil aufzuzeichnen. Die Ansprechzeit ist definiert als der Zeitabstand zwischen dem Gaswechsel und der entsprechenden Veränderung der aufgezeichneten Konzentration. Die Systemansprechzeit (t90) besteht aus der Ansprechverzögerung bis zum Messdetektor und der Anstiegzeit des Detektors. Die Ansprechverzögerung ist definiert als die Zeit, die vom Wechsel (t0) bis zur Anzeige von 10 % des Endwertes (t10) verstreicht. Die Anstiegzeit ist definiert als die Zeit für den Anstieg des angezeigten Messwertes von 10 % auf 90 % des Endwertes (t90 — t10).
 Für den Zeitabgleich der Signale des Analysators und des Abgasstroms im Fall der Messung des Rohabgases ist die Wandlungszeit definiert als der Zeitabstand vom Wechsel (t0) bis zum Anstieg des angezeigten Messwerts auf 50 % des Endwertes (t50).
 Die Systemansprechzeit soll für alle begrenzten Bestandteile (CO, NOx, HC oder NMHC) und alle verwendeten Messbereiche bei einer Anstiegzeit von ≤ 3,5 Sekunden höchstens ≤ 10 Sekunden betragen."
 1.6. Kalibrierung
 1.6.1.
 Messsystem
 Das Messsystem ist zu kalibrieren, und die Kalibrierkurven sind mit Hilfe von Kalibriergasen zu überprüfen. Der Gasdurchsatz muss der gleiche sein wie bei der Probenahme.
 1.6.2.
 Aufheizzeit
 Die Aufheizzeit richtet sich nach den Empfehlungen des Herstellers. Sind dazu keine Angaben vorhanden, wird für das Aufheizen der Analysegeräte eine Mindestzeit von zwei Stunden empfohlen.
 1.6.3.
 NDIR- und HFID-Analysatoren
 Der NDIR-Analysator muss erforderlichenfalls abgeglichen und die Flamme des HFID-Analysators optimiert werden (Absatz 1.8.1).
 1.6.4.
 Ermittlung der Kalibrierkurve
 a)
 Jeder bei normalem Betrieb verwendete Messbereich ist zu kalibrieren.
 b)
 Die CO-, CO2-, NOx-, und HC-Analysatoren sind unter Verwendung von gereinigter synthetischer Luft (oder Stickstoff) auf Null einzustellen.
 c)
 Die entsprechenden Kalibriergase sind in die Analysatoren einzuleiten, die Werte sind aufzuzeichnen, und die Kalibrierkurve ist zu ermitteln.
 d)
 Die Kalibrierkurve des Analysegerätes wird mit Hilfe von mindestens 5 Kalibrierpunkten (außer dem Nullpunkt) ermittelt, die in annähernd gleichen Abständen über den Betriebsbereich verteilt sind. Der Nennwert der höchsten Konzentration muss mindestens 90 % des Skalenendwerts betragen.
 e)
 Die Kalibrierkurve


text:
wird nach der Fehlerquadratmethode berechnet. Es kann eine lineare oder nichtlineare Gleichung mit bester Übereinstimmung verwendet werden.
 f)
 Die Kalibrierpunkte dürfen von der Linie der besten Übereinstimmung der Fehlerquadrate um höchstens ± 2 % des Ablesewertes oder ±0,3 % des Skalenendwertes abweichen; es gilt der jeweils größere Wert.
 g)
 Die Nulleinstellung ist nochmals zu überprüfen und das Kalibrierverfahren erforderlichenfalls zu wiederholen.
 1.6.5.
 Andere Methoden
 Andere Methoden (z. B. Rechner, elektronisch gesteuerter Bereichsumschalter) sind zulässig, wenn nachgewiesen werden kann, dass sich mit ihnen die gleiche Genauigkeit erreichen lässt.
 1.6.6.
 Kalibrierung des Spürgasanalysators für die Messung des Abgasdurchsatzes
 Die Kalibrierkurve des Analysegerätes wird mit Hilfe von mindestens 6 Kalibrierpunkten (außer dem Nullpunkt) ermittelt, die in annähernd gleichen Abständen über den Betriebsbereich verteilt sind. Der Nennwert der höchsten Konzentration muss mindestens 90 % des Skalenendwerts betragen. Die Kalibrierkurve wird nach der Fehlerquadratmethode berechnet.
 Die Kalibrierpunkte dürfen von der Linie der besten Übereinstimmung der Fehlerquadrate um höchstens ± 2 % des Ablesewertes oder ±0,3 % des Skalenendwertes abweichen; es gilt der jeweils größere Wert.
 Vor dem Prüflauf ist der Analysator auf null einzustellen und zu kalibrieren. Dazu ist ein Nullgas und ein Kalibriergas zu verwenden, dessen Nennwert mehr als 80 % des Skalenendwertes des Analysators beträgt.
 1.6.7.
 Überprüfung der Kalibrierung
 Jeder bei normalem Betrieb verwendete Betriebsbereich ist vor jeder Analyse wie folgt zu überprüfen:
 Die Kalibrierung wird unter Verwendung eines Nullgases und eines Kalibriergases überprüft, dessen Nennwert mehr als 80 % des Skalenendwerts des Messbereichs beträgt.
 Weicht an den beiden untersuchten Punkten der ermittelte Wert um nicht mehr als ± 4 % des Skalenendwerts vom angegebenen Bezugswert ab, so können die Einstellparameter geändert werden. Andernfalls ist eine neue Kalibrierkurve nach Absatz 1.5.5 zu ermitteln.
 1.7. Prüfung der Wirksamkeit des NOx-Konverters
 Der Wirkungsgrad des Konverters, der zur Umwandlung von NO2 in NO verwendet wird, ist nach den Absätzen 1.7.1 bis 1.7.8 zu bestimmen (Abbildung 6).
 1.7.1.
 Prüfanordnung
 Der Wirkungsgrad des Konverters kann mit Hilfe eines Ozongenerators in der in Abbildung 6 (siehe auch Anlage 4 Absatz 3.3.5 dieses Anhangs) dargestellten Prüfanordnung wie folgt bestimmt werden.
 1.7.2.
 Kalibrierung
 Der CLD und der HCLD sind in dem am meisten verwendeten Betriebsbereich nach den Angaben des Herstellers unter Verwendung von Null- und Kalibriergas zu kalibrieren Der NO-Gehalt des Kalibriergases muss ungefähr 80 % des Betriebsbereichs entsprechen, die NO2-Konzentration des Gasgemischs muss weniger als 5 % der NO-Konzentration betragen. Der NOx-Analysator muss im NO-Modus arbeiten, sodass das Kalibriergas nicht durch den Konverter strömt. Die angezeigte Konzentration ist aufzuzeichnen.
 1.7.3.
 Berechnung
 Der Wirkungsgrad des NOx-Konverters errechnet sich wie folgt:
 Darin ist:
 a
 =
 NOx-Konzentration nach Absatz 1.7.6
 b
 =
 NOx-Konzentration nach Absatz 1.7.7
 c
 =
 NO-Konzentration nach Absatz 1.7.4
 d
 =
 NO-Konzentration nach Absatz 1.7.5
 1.7.4.
 Zusatz von Sauerstoff
 Über ein T-Verbindungsstück wird dem durchströmenden Gas kontinuierlich Sauerstoff oder Nullluft zugesetzt, bis die angezeigte Konzentration ungefähr 20 % niedriger ist als die angezeigte Kalibrierkonzentration nach Absatz 1.7.2 (der Analysator arbeitet im NO-Modus). Die angezeigte Konzentration c ist aufzuzeichnen. Der Ozongenerator bleibt während des gesamten Vorgangs ausgeschaltet.
 1.7.5.
 Einschalten des Ozongenerators


text:
Anschließend wird der Ozongenerator eingeschaltet, um so viel Ozon zu erzeugen, dass die NO-Konzentration auf 20 % (Mindestwert 10 %) der Kalibrierkonzentration nach Absatz 1.7.2 zurückgeht. Die angezeigte Konzentration d ist aufzuzeichnen (der Analysator arbeitet im NO-Modus).
 1.7.6.
 NOx-Modus
 Der NO-Analysator wird dann auf den NOx-Modus umgeschaltet, wodurch das Gasgemisch (bestehend aus NO, NO2, O2 und N2) nun durch den Konverter strömt. Die angezeigte Konzentration d ist aufzuzeichnen (der Analysator arbeitet im NOx-Modus).
 1.7.7.
 Ausschalten des Ozongenerators
 Danach wird der Ozongenerator ausgeschaltet. Das Gasgemisch nach Absatz 1.7.6 strömt durch den Konverter in den Messteil. Die angezeigte Konzentration d ist aufzuzeichnen (der Analysator arbeitet im NOx-Modus).
 1.7.8.
 NO-Modus
 Wird bei abgeschaltetem Ozongenerator in den NO-Modus umgeschaltet, wird auch der Zustrom von Sauerstoff oder synthetischer Luft gesperrt. Der am Analysator angezeigte NOx-Wert darf dann um höchstens ± 5 % von dem nach Absatz 1.7.2 gemessenen Wert abweichen (der Analysator arbeitet im NO-Modus).
 1.7.9.
 Prüfabstände
 Der Wirkungsgrad des Konverters ist vor jeder Kalibrierung des NOx-Analysators zu bestimmen.
 1.7.10.
 Vorgeschriebener Wirkungsgrad
 Der Wirkungsgrad des Konverters darf nicht kleiner als 90 % sein, ein Wirkungsgrad über 95 % ist jedoch anzustreben.
 Anmerkung: Kann der Ozongenerator bei Einstellung des Analysators auf den am meisten verwendeten Messbereich keinen Rückgang von 80 % auf 20 % gemäß Absatz 1.7.5 bewirken, so ist der größte Bereich zu verwenden, mit dem der Rückgang bewirkt werden kann.
 Abbildung 6
 Schematische Darstellung des Gerätes zur Bestimmung des Wirkungsgrades des NOx-Konverters
 1.8. Einstellung des FID
 1.8.1.
 Optimierung des Ansprechverhaltens des Detektors
 Der FID ist nach den Angaben des Geräteherstellers einzustellen. Um das Ansprechverhalten zu optimieren, ist in dem am meisten verwendeten Betriebsbereich ein Kalibriergas aus Propan in Luft zu verwenden.
 Bei Einstellung des Kraftstoff- und Luftdurchsatzes nach den Empfehlungen des Herstellers ist ein Kalibriergas von 350 ± 75 ppm C in den Analysator einzuleiten. Das Ansprechverhalten bei einem bestimmten Kraftstoffdurchsatz ist anhand der Differenz zwischen dem Kalibriergas-Ansprechen und dem Nullgas-Ansprechen zu ermitteln. Der Kraftstoffdurchsatz ist in kleinen Schritten ober- und unterhalb der Herstellerangabe zu verstellen. Das Ansprechverhalten auf das Kalibrier- und das Nullgas bei diesen Kraftstoffdurchsätzen ist aufzuzeichnen. Die Differenz zwischen dem Kalibriergas- und dem Nullgas-Ansprechen ist in Kurvenform aufzutragen und der Kraftstoffdurchsatz auf die fette Seite der Kurve einzustellen.
 1.8.2.
 Responsfaktoren bei Kohlenwasserstoffen
 Der Analysator ist unter Verwendung von Propan in Luft und gereinigter synthetischer Luft entsprechend Absatz 1.5 zu kalibrieren.
 Die Responsfaktoren sind bei Inbetriebnahme eines Analysegerätes und später nach wesentlichen Wartungsterminen zu bestimmen. Der Responsfaktor (Rf) für einen bestimmten Kohlenwasserstoff ist das Verhältnis des am FID angezeigten C1-Wertes zur Konzentration in der Gasflasche, ausgedrückt in ppm C1.
 Die Konzentration des Prüfgases muss so hoch sein, dass ungefähr 80 % des Skalenendwerts angezeigt werden. Die Konzentration muss mit einer Genauigkeit von ± 2 %, bezogen auf einen gravimetrischen Normwert, ausgedrückt als Volumen, bekannt sein. Außerdem muss die Gasflasche zuvor 24 Stunden bei 298 K ± 5 K (25 oC ± 5 oC) konditioniert werden.
 Die zu verwendenden Prüfgase und die empfohlenen Responsfaktoren sind:
 Methan und gereinigte synthetischer Luft -1,00 ≤ Rf


text:
≤ 1,15
 Propylen und gereinigte synthetischer Luft -0,90 ≤ Rf ≤ 1,10
 Toluol und gereinigte synthetischer Luft -0,90 ≤ Rf ≤ 1,10
 Diese Werte sind bezogen auf den Responsfaktor (Rf) von 1,00 für Propan und gereinigte synthetische Luft.
 1.8.3.
 Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit
 Die Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit ist bei Inbetriebnahme eines Analysegeräts und nach größeren Wartungsarbeiten vorzunehmen.
 Der Responsfaktor ist in Absatz 1.8.2 definiert und dementsprechend zu ermitteln. Das zu verwendende Prüfgas und der empfohlene Responsfaktor sind:
 Propan und Stickstoff — 0,95 ≤ Rf ≤ 1,05
 Dieser Wert ist bezogen auf einen Responsfaktor (Rf) von 1,00 für Propan und gereinigte synthetische Luft.
 Die Sauerstoffkonzentration in der Brennerluft des FID darf um höchstens ± 1 Mol % von der Sauerstoffkonzentration der Brennerluft abweichen, die bei der letzten Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit verwendet wurde. Ist die Abweichung größer, muss die Sauerstoffquerempfindlichkeit überprüft und der Analysator gegebenenfalls justiert werden.
 1.8.4.
 Wirkungsgrad des Nicht-Methan-Cutters (NMC, nur für NG-betriebene Gasmotoren)
 Der NMC entfernt die Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe aus der Gasprobe, indem er alle Kohlenwasserstoffe außer Methan oxidiert. Im Idealfall beträgt die Umwandlung bei Methan 0 % und bei den anderen Kohlenwasserstoffen, repräsentiert durch Ethan, 100 %. Um eine genaue Messung der NMHC zu ermöglichen, sind die beiden Wirkungsgrade zu bestimmen und zur Berechnung des Massendurchsatzes der NMHC-Emissionen heranzuziehen (siehe Anhang 4A Anlage 2 Absatz 5.4).
 1.8.4.1.
 Wirkungsgrad bei Methan
 Methan-Kalibriergas ist mit und ohne Umgehung des NMC durch den FID zu leiten, und die beiden Konzentrationen sind aufzuzeichnen. Der Wirkungsgrad errechnet sich wie folgt:
 Darin ist:
 cw
 =
 HC-Konzentration bei Durchfluss von CH4 durch den NMC
 cw/o
 =
 HC-Konzentration bei Umleitung von CH4 um den NMC
 1.8.4.2.
 Wirkungsgrad bei Ethan
 Ethan-Kalibriergas ist mit und ohne Umgehung des NMC durch den FID zu leiten, und die beiden Konzentrationen sind aufzuzeichnen. Der Wirkungsgrad errechnet sich wie folgt:
 Darin ist:
 cw
 =
 HC-Konzentration bei Durchfluss von C2H6 durch den NMC
 cw/o
 =
 HC-Konzentration bei Umleitung von C2H6 um den NMC
 1.9. Querempfindlichkeiten bei CO-, CO2, und NOx-Analysatoren
 Gase, die neben dem zu analysierenden Gas im Abgas enthalten sind, können den Ablesewert auf verschiedene Weise beeinflussen. Eine positive Querempfindlichkeit ergibt sich bei NDIR-Geräten, wenn das beeinträchtigende Gas dieselbe Wirkung zeigt wie das gemessene Gas, jedoch in geringerem Maße. Eine negative Querempfindlichkeit ergibt sich bei NDIR-Geräten, wenn das beeinträchtigende Gas die Absorptionsbande des gemessenen Gases verbreitert, und bei CLD-Geräten, wenn das beeinträchtigende Gas die Strahlung unterdrückt. Die Prüfungen der Querempfindlichkeit nach den Absätzen 1.9.1 und 1.9.2 sind vor der Inbetriebnahme des Analysators und nach größeren Wartungsarbeiten durchzuführen.
 1.9.1.
 Kontrolle der Querempfindlichkeit des CO-Analysators
 Wasser und CO2 können die Leistung des CO-Analysators beeinflussen. Daher lässt man ein bei der Prüfung verwendetes CO2-Kalibriergas mit einer Konzentration von 80 bis 100 % vom Skalenendwert des bei der Prüfung verwendeten obersten Betriebsbereichs bei Raumtemperatur durch Wasser perlten, wobei das Ansprechverhalten des Analysators aufzuzeichnen ist. Das Ansprechverhalten des Analysators darf bei Bereichen ab 300 ppm höchstens 1 % des Skalenendwertes und bei Bereichen unter 300 ppm höchstens 3 ppm betragen.
 1.9.2.
 Kontrollen der Querempfindlichkeit beim NOx-Analysator
 Die beiden Gase,


text:
die bei CLD- (und HCLD-) Analysatoren besondere Aufmerksamkeit erfordern, sind CO2 und Wasserdampf. Die Querempfindlichkeit auf diese Gase ist ihrer Konzentration proportional und erfordert daher Prüftechniken zur Bestimmung der Querempfindlichkeit bei den während der Prüfung erwarteten Höchstkonzentrationen.
 1.9.2.1.
 Prüfung der CO2-Querempfindlichkeit
 Ein CO2-Kalibriergas mit einer Konzentration von 80 bis 100 % des Skalenendwerts des obersten Messbereichs ist durch den NDIR-Analysator zu leiten und der CO2-Wert als A aufzuzeichnen. Danach ist das Gas zu etwa 50 % mit NO-Kalibriergas zu verdünnen und durch den NDIR und den (H)CLD zu leiten, wobei der CO2-Wert und der NO-Wert als B bzw. C aufzuzeichnen sind. Das CO2 ist abzusperren und nur das NO-Kalibriergas durch den (H)CLD zu leiten, und der NO-Wert ist als D aufzuzeichnen.
 Die Querempfindlichkeit, die nicht größer als 3 % des Skalenendwerts sein darf, wird wie folgt berechnet:
 Darin ist:
 A
 =
 die mit dem NDIR gemessene Konzentration des unverdünnten CO2 in %
 B
 =
 die mit dem NDIR gemessene Konzentration des verdünnten CO2 in %
 C
 =
 die mit dem (H)CLD gemessene Konzentration des verdünnten NO in ppm
 D
 =
 die mit dem (H)CLD gemessene Konzentration des unverdünnten NO in ppm
 Es können andere Methoden zur Verdünnung und Quantifizierung von CO2- und NO-Kalibriergas wie beispielsweise dynamisches Mischen verwendet werden.
 1.9.2.2.
 Prüfung der Wasserdampf-Querempfindlichkeit
 Diese Prüfung gilt nur für Konzentrationsmessungen des feuchten Gases. Bei der Berechnung der Wasserdampf-Querempfindlichkeit ist die Verdünnung des NO-Kalibriergases mit Wasserdampf und die Skalierung der Wasserdampfkonzentration des Gemischs im Vergleich zu der während der Prüfung erwarteten Konzentration zu berücksichtigen.
 Ein NO-Kalibriergas mit einer Konzentration von 80 bis 100 % des Skalenendwerts des normalen Betriebsbereichs ist durch den (H)CLD zu leiten und der NO-Wert als D aufzuzeichnen. Das NO-Gas muss bei Raumtemperatur durch Wasser perlen und durch den (H)CLD geleitet werden, und der NO-Wert ist als C aufzuzeichnen. Der absolute Betriebsdruck des Analysators und die Wassertemperatur sind zu bestimmen und als E bzw. F aufzuzeichnen. Der Sättigungsdampfdruck des Gemischs, der der Temperatur des Wassers in der Waschflasche F entspricht, ist zu bestimmen und als G aufzuzeichnen. Die Wasserdampfkonzentration (H, in %) des Gemischs ist wie folgt zu berechnen:
 H = 100 × G/E
 Die erwartete Konzentration (De) des verdünnten NO-Kalibriergases (in Wasserdampf) ist wie folgt zu berechnen:
 De = D × 1 — H/100
 Bei Dieselabgasen ist die maximale bei der Prüfung erwartete Wasserdampfkonzentration im Abgas (Hm, in %) anhand der Konzentration des unverdünnten CO2-Kalibriergases (A, wie in Absatz 1.9.2.1 gemessen) — ausgehend von einem Atomverhältnis H/C des Kraftstoffs von 1,8 zu 1 — wie folgt zu schätzen:
 Hm = 0,9 × A
 Die Wasserdampf-Querempfindlichkeit, die nicht größer als 3 % sein darf, errechnet sich wie folgt:
 Querempfindlichkeit ( %) = 100 × ((De - C)/De) × (Hm/H)
 Darin ist:
 De
 =
 erwartete Konzentration des verdünnten NO in ppm
 C
 =
 Konzentration des verdünnten NO in ppm
 Hm
 =
 maximale Wasserdampfkonzentration in %
 H
 =
 tatsächliche Wasserdampfkonzentration in %
 Anmerkung
 :
 Es ist darauf zu achten, dass die NO2-Konzentration im NO-Kalibriergas bei dieser Prüfung minimal ist, da die


text:
Absorption von NO2 in Wasser bei den Querempfindlichkeitsberechnungen nicht berücksichtigt wurde.
 1.10. Häufigkeit der Kalibrierungen
 Die Analysatoren sind mindestens alle drei Monate sowie nach jeder Reparatur des Systems oder Veränderung, die die Kalibrierung beeinflussen könnte, nach Absatz 1.5 zu kalibrieren.
 2. KALIBRIERUNG DES CVS-SYSTEMS
 2.1. Allgemeines
 Das CVS-System wird mit einem Präzisionsdurchflussmesser, der nationalen oder internationalen Normen entspricht, und einem Drosselglied kalibriert. Der Durchfluss durch das System wird bei verschiedenen Einstellungen des Drosselglieds gemessen, ebenso werden die Regelkenngrößen des Systems ermittelt und zu den Durchflusswerten ins Verhältnis gesetzt.
 Es können verschiedene Arten von Durchflussmessern verwendet werden, z. B. kalibriertes Venturi-Rohr, kalibrierter Laminardurchflussmesser, kalibrierter Flügelraddurchflussmesser.
 2.2. Kalibrierung der Verdrängerpumpe (PDP)
 Sämtliche Kennwerte der Pumpe werden gleichzeitig mit den Kennwerten des Durchflussmessers gemessen, der mit der Pumpe in Reihe geschaltet ist. Danach kann die Kurve des berechneten Durchflusses (ausgedrückt in m3/min am Pumpeneinlass bei absolutem Druck und absoluter Temperatur) als Korrelationsfunktion aufgezeichnet werden, die einer bestimmten Kombination von Pumpenkennwerten entspricht. Die lineare Gleichung, die das Verhältnis zwischen dem Pumpendurchsatz und der Korrelationsfunktion ausdrückt, wird sodann aufgestellt. Lässt sich die Pumpe des CVS-Systems mit mehreren Drehzahlen betreiben, so muss für jede verwendete Drehzahl eine Kalibrierung vorgenommen werden. Während der Kalibrierung ist eine gleich bleibende Temperatur zu gewährleisten.
 2.2.1.
 Analyse der Ergebnisse
 Der Luftdurchsatz (Qs) bei jeder Einstellung des Drosselglieds (mindestens 6 Einstellungen) wird nach den Angaben des Herstellers aus den Messwerten des Durchflussmessers in m3/min ermittelt. Der Luftdurchsatz wird dann auf den Pumpendurchsatz (V0) am Pumpeneinlass in m3 je Umdrehung bei absoluter Temperatur und absolutem Druck umgerechnet:
 Darin ist:
 qvCVS
 =
 Luftdurchsatz bei Normalzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s
 T
 =
 Temperatur am Pumpeneinlass, K
 pp
 =
 absoluter Druck am Pumpeneinlass (pB-p1), kPa
 n
 =
 Pumpendrehzahl, min-1
 Zur Korrektur der gegenseitigen Beeinflussung der Druckschwankungen in der Pumpe und der Verlustrate der Pumpe wird die Korrelationsfunktion (X0) zwischen der Pumpendrehzahl, der Druckdifferenz zwischen Ein- und Auslass der Pumpe und dem absoluten Druck am Pumpenauslass wie folgt berechnet:
 Darin ist:
 Δpp
 =
 Druckdifferenz zwischen Pumpeneinlass und Pumpenauslass, kPa
 pp
 =
 absoluter Druck am Pumpenauslass, kPa
 Mit der Methode der kleinsten Quadrate wird eine lineare Anpassung vorgenommen, um nachstehende Kalibriergleichung zu erhalten:
 V
 0 = D
 0 - m × X
 0
 D0 und m sind die Konstanten für den Achsabschnitt und die Steigung.
 Hat das CVS-System mehrere Betriebsdrehzahlen, so muss für jede Pumpendrehzahl eine Kalibrierung vorgenommen werden. Die für diese Drehzahl erzielten Kalibrierkurven müssen annähernd parallel verlaufen, und die Ordinatenwerte (D0) müssen größer werden, wenn der Durchsatzbereich der Pumpe kleiner wird.
 Die mit Hilfe der Gleichung errechneten Werte dürfen nicht mehr als ±0,5 % vom gemessenen Wert V0 abweichen. Der Wert m ist je nach Pumpe verschieden. Daher muss die Kalibrierung bei Inbetriebnahme der Pumpe nach größeren Wartungsarbeiten sowie dann erfolgen, wenn bei der Überprüfung des Gesamtsystems (Absatz 2.4) eine Veränderung der Verlustrate festgestellt wird.
 2.3. Kalibrierung des Venturirohrs mit kritischer Strömung (CFV)
 Die Kalibrierung des CVF beruht auf der Durchflussgleichung für ein Venturi-Rohr mit kritischer Strömung. Wie unten dargestellt, ist die Gasdurchflussmenge abhängig vom


text:
Eintrittsdruck und von der Eintrittstemperatur:
 2.3.1.
 Analyse der Ergebnisse
 Der Luftdurchsatz (Qs) bei jeder Einstellung des Drosselglieds (mindestens 8 Einstellungen) wird nach den Angaben des Herstellers aus den Messwerten des Durchflussmessers in m3/min ermittelt. Der Kalibrierkoeffizient ist anhand der Kalibrierdaten für jede Drosselstelle wie folgt zu berechnen:
 Darin ist:
 qvCVS
 =
 Luftdurchsatz im Normalzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s
 T
 =
 Temperatur am Eintritt des Venturirohrs, K
 pp
 =
 absoluter Druck am Eintritt des Venturirohrs, kPa
 Zur Bestimmung des Bereichs der kritischen Strömung ist der Verlauf von Kv über dem Druck am Eintritt des Venturi-Rohrs aufzunehmen. Bei kritischer (gedrosselter) Strömung ist Kv relativ konstant. Fällt der Druck (d. h. nimmt der Unterdruck zu), so wird das Venturirohr frei, und Kv nimmt ab. Das deutet darauf hin, dass der CFV außerhalb des zulässigen Bereichs arbeitet.
 Bei mindestens 8 Einstellungen des Drosselglieds im kritischen Bereich sind der Mittelwert von Kv und die Standardabweichung zu berechnen. Die Standardabweichung darf ±0,3 % des Mittelwerts von Kv nicht überschreiten.
 2.4. Kalibrierung des subsonischen Venturirohrs (SSV)
 Die Kalibrierung des SSV beruht auf der Durchflussgleichung für ein Venturirohr mit subsonischer Strömung. Der Gasdurchfluss ist abhängig vom Druck und von der Temperatur am Eintritt sowie vom Druckabfall zwischen Eintritt und Einschnürung des SSV.
 2.4.1.
 Analyse der Ergebnisse
 Der Luftdurchsatz (QSSV) bei jeder Einstellung des Drosselglieds (mindestens 8 Einstellungen) wird nach den Angaben des Herstellers aus den Messwerten des Durchflussmessers in m3/min ermittelt. Der Kalibrierkoeffizient ist anhand der Kalibrierdaten für jede Drosselstelle wie folgt zu berechnen:
 Darin ist:
 QSSV
 =
 Luftdurchsatz im Normalzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s
 T
 =
 Temperatur am Eintritt des Venturirohrs, K
 d
 =
 Durchmesser der Einschnürung am Venturirohr mit subsonischer Strömung (SSV), m
 rp
 =
 Verhältnis zwischen den absoluten statischen Drücken an der Einschnürung und am Eintritt des
 rD
 =
 Verhältnis zwischen den Innendurchmessern an der Einschnürung (d) und am Eintritt (D) des SSV
 Zur Bestimmung des Bereichs der subsonischen Strömung ist Cd über der Reynolds-Zahl an der SSV-Einschnürung aufzutragen. Re an der SSV-Einschnürung wird nach folgender Formel berechnet:
 Darin ist:
 A1
 =
 Zusammenfassung von Konstanten und Einheitsumrechnungen
 QSSV
 =
 Luftdurchsatz im Normalzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s
 d
 =
 Durchmesser der Einschnürung am Venturirohr, m
 μ
 =
 absolute oder dynamische Viskosität des Gases, berechnet nach folgender Formel:
 b
 =
 empirische Konstante = 1,458 x 106, kg/ms K0.5
 S
 =
 empirische Konstante 110,4 K
 Da QSSV selbst in die Re-Formel eingeht, müssen die Berechnungen mit einer Schätzung für QSSV oder Cd des Kalibrierungs-Venturirohrs beginnen und so lange wiederholt werden, bis QSSV konvergiert. Die Konvergenzmethode muss eine Genauigkeit von mindestens 0,1 % des Messwertes an der jeweiligen Messstelle erreichen.
 Für mindestens 16 Punkte im Bereich der subsonischen Strömung müssen die aus der resultierenden Kalibrierungskurvengleichung für Cd berechneten Werte innerhalb von ±0,5 % des für jede Kalibrierungsstelle gemessenen Cd liegen.
 2.5. Überprüfung des Gesamtsystems
 Die Gesamtgenauigkeit des CVS-Entnahmesystems und des Analysesystems wird ermittelt, indem eine bekannte Menge luftverunreinigenden Gases in das System eingeleitet wird, wenn dieses normal betrieben wird. Der Schadstoff wird analysiert und die Masse


text:
nach Anhang 4A Anlage 2 Absatz 4.3 berechnet, allerdings ist anstelle von 0,000479 für HC bei Propan ein Faktor von 0,000472 zu verwenden. Es ist eines der folgenden zwei Verfahren anzuwenden.
 2.5.1.
 Messung mit einer Messblende für kritische Strömung
 Durch eine kalibrierte Messblende für kritische Strömung wird eine bekannte Menge reinen Gases (Kohlenmonoxid oder Propan) in das CVS-System eingeleitet. Ist der Eintrittsdruck groß genug, so ist der mit der Messblende eingestellte Durchsatz unabhängig vom Austrittsdruck der Messblende (≡ Bedingung für kritische Strömung). Das CVS-System wird wie für eine normale Prüfung der Abgasemissionen 5 bis 10 Minuten betrieben. Eine Gasprobe wird mit dem normalerweise verwendeten Gerät analysiert (Beutel oder Integrationsmethode) und die Masse des Gases berechnet. Die auf diese Weise ermittelte Masse muss ± 3 % der bekannten Masse des eingeblasenen Gases betragen.
 2.5.2.
 Messung nach einem gravimetrischen Verfahren
 Es ist eine kleine mit Kohlenmonoxid oder Propan gefüllte Flasche zu verwenden, deren Masse auf ±0,01 g zu ermitteln ist. Dann wird das CVS-System 5 bis 10 Minuten wie für eine normale Prüfung zur Bestimmung der Abgasemissionen betrieben, wobei Kohlenmonoxid oder Propan in das System eingeleitet wird. Die abgegebene Menge reinen Gases wird durch Messung der Massendifferenz ermittelt. Eine Gasprobe wird mit dem normalerweise verwendeten Gerät analysiert (Beutel oder Integrationsmethode) und die Masse des Gases berechnet. Die auf diese Weise ermittelte Masse muss ± 3 % der bekannten Masse des eingeblasenen Gases betragen.
 3. KALIBRIERUNG DES PARTIKELMESSYSTEMS
 3.1. Vorbemerkung
 Die Kalibrierung der Partikelmessung beschränkt sich auf die Durchflussmessgeräte, die zur Ermittlung des Probenstroms und des Verdünnungsverhältnisses verwendet werden. Jedes Gerät ist so oft wie nötig zu kalibrieren, damit es den in dieser Regelung festgelegten Genauigkeitsanforderungen entspricht. Die zu verwendende Kalibrierungsmethode wird in Absatz 3.2 beschrieben.
 3.2. Messung des Durchsatzes
 3.2.1.
 Periodische Kalibrierung
 a)
 Um die absolute Genauigkeit der Durchflussmessungen nach Anlage 4 Absatz 2.2 dieses Anhangs zu erreichen, muss das Durchflussmessgerät oder die Durchflussmesseinrichtung mit einem präzisen Durchflussmesser kalibriert werden, der internationalen und/oder nationalen Normen entspricht.
 b)
 Wird der Probegasstrom durch Differenzdurchflussmessung ermittelt, so ist der Durchflussmesser oder die Durchflussmesseinrichtung mit einem der folgenden Verfahren so zu kalibrieren, dass der in den Tunnel strömende Probenstrom qmp die Genauigkeitsanforderungen von Anlage 4 Absatz 4.2.5.2 dieses Anhangs erfüllt.
 i)
 Der Durchflussmesser für qmdw ist in Reihe an den Durchflussmesser für qmdew anzuschließen, und die Differenz zwischen den beiden Durchflussmessern ist für mindestens fünf Sollwerte zu kalibrieren, wobei die Durchflusswerte gleichmäßig auf den Abstand zwischen den tiefsten bei der Prüfung verwendeten Wert für qmdw und den bei der Prüfung verwendeten Wert für qmdew verteilt sind. Der Verdünnungstunnel kann umgangen werden.
 ii)
 An den Durchflussmesser für qmdew ist ein kalibriertes Massendurchsatzmessgerät anzuschließen, und die Genauigkeit für den bei der Prüfung verwendeten Wert ist zu überprüfen. Anschließend ist das kalibrierte Massendurchsatzmessgerät in Reihe an den Durchflussmesser für qmdw anzuschließen und die Genauigkeit für mindestens 5 Einstellungen zu überprüfen, die einem Verdünnungsverhältnis zwischen 3 und 50, bezogen auf das bei der Prüfung verwendete qmdew, entsprechen.
 iii)
 Das Übertragungsrohr TT wird vom Auspuff getrennt und ein kalibriertes Messgerät mit


text:
einem zur Messung von qmp geeigneten Messbereich an das Übertragungsrohr angeschlossen. Danach ist qmdew auf den bei der Prüfung verwendeten Wert, und qmdw nacheinander auf mindestens 5 Werte einzustellen, die den Verdünnungsverhältnissen q zwischen 3 und 50 entsprechen. Stattdessen kann auch eine besondere Kalibrierstromleitung eingerichtet werden, die den Tunnel umgeht, aber der Gesamtstrom und der Verdünnungsluftstrom durch die entsprechenden Messgeräte müssen genauso sein wie bei der tatsächlichen Prüfung.
 (iv)
 In das Abgasübertragungsrohr TT ist ein Spürgas einzuleiten. Dieses Spürgas kann ein Bestandteil des Abgases sein, zum Beispiel CO2 oder NOx. Nach der Verdünnung im Tunnel ist der Spürgasbestandteil zu messen. Dies muss für fünf Verdünnungsverhältnisse zwischen 3 und 50 erfolgen. Die Genauigkeit des Probenstroms ist aus dem Verdünnungsverhältnis rd zu ermitteln:
 c)
 Die Genauigkeiten der Gasanalysegeräte sind zu berücksichtigen, um die Genauigkeit von qmp zu gewährleisten.
 3.2.2.
 Prüfung des Kohlenstoffdurchsatzes
 a)
 Es wird empfohlen, den Kohlenstoffdurchsatz anhand von tatsächlichem Abgas zu überprüfen, um Mess- und Steuerprobleme aufzuspüren und den ordnungsgemäßen Betrieb des Teilstromsystems zu überprüfen. Die Kohlenstoffdurchsatzprüfung sollte zumindest dann vorgenommen werden, wenn ein neuer Motor auf den Prüfstand genommen oder am Prüfstand eine andere wesentliche Änderung vorgenommen wird.
 b)
 Der Motor wird bei Volllastdrehmoment und -drehzahl oder in einem anderen stationären Betriebszustand gefahren, in dem mindestens 5 % CO2 erzeugt werden. Das Teilstrom-Probenahmensystem wird mit einem Verdünnungsfaktor von etwa 15 zu 1 betrieben.
 c)
 Bei Kohlenstoffdurchsatzprüfungen ist das in Anlage 6 dieses Anhangs angegebene Verfahren anzuwenden. Die Kohlenstoffdurchsätze werden nach Anlage 6 Absatz 2.1 bis 2.3 dieses Anhangs berechnet. Alle Kohlenstoffdurchsätze sollen um nicht mehr als 6 % voneinander abweichen.
 3.2.3.
 Vorprüfung
 a)
 Innerhalb von zwei Stunden vor der Prüfung ist eine Vorprüfung auf folgende Weise durchzuführen:
 b)
 Die Genauigkeit der Durchflussmesser ist mit derselben Methode zu prüfen wie für die Kalibrierung (siehe Absatz 3.2.1), und zwar an wenigstens zwei Stellen, einschließlich der Durchflusswerte qmdw, die den Verdünnungsverhältnissen zwischen 5 und 15 für den bei der Prüfung veränderten Wert qmdew entsprechen.
 (c)
 Lässt sich anhand der Aufzeichnungen des Kalibrierungsverfahrens nach Absatz 3.2.1 nachweisen, dass die Kalibrierung des Durchflussmessers über längere Zeiträume stabil ist, kann die Vorprüfung unterbleiben.
 3.3. Bestimmung der Wandlungszeit (nur für Teilstrom-Verdünnungssysteme bei der ETC-Prüfung)
 a)
 Die Systemeinstellungen für die Bestimmung der Wandlungszeit müssen genau dieselben sein wie während der Messung des Prüflaufs. Die Umwandlungszeit ist mit folgender Methode zu ermitteln:
 b)
 Ein unabhängiger Bezugsdurchflussmesser mit einem für den Probenstrom geeigneten Messbereich wird in Reihe mit der Sonde angeordnet und mit ihr eng gekoppelt. Die Wandlungszeit des Durchflussmessers muss für die Durchflussstufengröße die bei der Messung der Ansprechzeit verwendet wird, weniger als 100 ms betragen, wobei entsprechend der guten Ingenieurpraxis der Strömungswiderstand so niedrig sein muss, dass das dynamische Verhalten des Teilstrom-Verdünnungssystems nicht beeinflusst wird.
 c)
 Der in das Teilstrom-Verdünnungssystem eintretende Abgasstrom (oder Luftstrom, wenn der Abgasstrom errechnet wird) wird schrittweise von einem niedrigen Wert bis auf mindestens 90 % des Skalenendwertes verändert. Als Auslöser für die schrittweise Veränderung ist derselbe zu verwenden wie für den Start der vorausschauenden Steuerung bei der eigentlichen Prüfung. Die Auslösung des


text:
Abgasstromschritts und die Durchflussmesseransprechzeit sind mit einer Frequenz von mindestens 10 Hz aufzuzeichnen.
 d)
 Aus diesen Daten wird die Wandlungszeit für das Teilstrom-Verdünnungssystem bestimmt, das heißt die Zeit von der Auslösung des Abgasstromschritts bis zum Erreichen des 50 %-Punkts am Durchflussmesser. Auf ähnliche Weise werden die Zeiten für die Wandlung des Signals qmp des Teilstrom-Verdünnungssystems und des Signals qmew, i des Abgasdurchsatzmessers bestimmt. Diese Signale werden bei den Regressionskontrollen nach jeder Prüfung verwendet (siehe in Anlage 2 Absatz 3.8.3.2 dieses Anhangs).
 e)
 Die Berechnung ist für mindestens 5 Anstiegs- und Abfallauslösungen zu wiederholen, und der Durchschnitt der Ergebnisse ist zu errechnen. Die interne Wandlungszeit (< 100 ms) des Bezugsdurchflussmessers ist von diesem Wert abzuziehen. Das ist der „Vorausschau“-Wert des Teilstrom-Verdünnungssystems, der nach Anlage 2 Absatz 3.8.3.2 dieses Anhangs anzuwenden ist.
 3.4. Überprüfung der Teilstrombedingungen
 Der Bereich der Abgasgeschwindigkeit und der Druckschwankungen ist zu überprüfen und erforderlichenfalls nach den Vorschriften von Anlage 7 (EP) Absatz 2.2.1 einzustellen.
 3.5. Häufigkeit der Kalibrierungen
 Die Durchflussmessgeräte sind mindestens alle drei Monate sowie nach Reparaturen und Veränderungen des Systems, die die Kalibrierung beeinflussen können, zu kalibrieren.
 4. KALIBRIERUNG DER GERÄTE FÜR DIE RAUCHMESSUNG
 4.1. Vorbemerkung
 Jedes Analysegerät ist so oft wie nötig zu kalibrieren, damit es den in dieser Regelung festgelegten Genauigkeitsanforderungen entspricht. Das bei den Analysegeräten nach Anlage 5 Absatz 5 und Anlage 7 Absatz 3 dieses Anhangs anzuwendende Kalibrierverfahren ist in diesem Abschnitt beschrieben.
 4.2. Kalibrierverfahren
 4.2.1.
 Aufheizzeit
 Der Trübungsmesser ist nach den Angaben des Herstellers aufzuheizen und zu stabilisieren. Ist der Trübungsmesser mit einem Spülluftsystem ausgestattet, das die Messkammerfenster von Russ freihält, so sollte auch dieses System entsprechend den Empfehlungen des Herstellers in Betrieb genommen und justiert werden.
 4.2.2.
 Prüfung der Linearität
 Die Linearität des Trübungsmessers ist bei eingestellter Trübungsanzeige nach den Empfehlungen des Herstellers zu überprüfen. Drei Neutralfilter mit bekanntem Durchlässigkeitsgrad, die die Anforderungen von Anlage 4 Absatz 5.2.5 dieses Anhangs erfüllen, sind in den Trübungsmesser einzusetzen, und der Wert ist aufzuzeichnen. Die nominelle Trübung der Neutralfilter muss ca. 10 %, 20 % und 40 % betragen.
 Die Linearität darf um höchstens ± 2 % Trübung vom Nennwert des Neutralfilters abweichen. Jede größere Linearitätsabweichung muss vor Beginn der Prüfung korrigiert werden.
 4.3. Häufigkeit der Kalibrierungen
 Der Trübungsmesser ist mindestens alle 3 Monate sowie nach Reparaturen oder Veränderungen des Systems, die die Kalibrierung beeinflussen können, nach Absatz 4.2.2 zu kalibrieren.
 Anlage 6
 Prüfung des Kohlenstoffdurchsatzes
 1. EINFÜHRUNG
 Bis auf einen winzigen Teil stammt der gesamte Kohlenstoff im Abgas aus dem Kraftstoff und bis auf einen minimalen Anteil ist er im Abgas als CO2 nachweisbar. Dies bildet die Grundlage für eine Überprüfung des Systems anhand von CO2-Messungen.
 Der Kohlenstoffstrom in die Abgasmesssysteme hinein ist vom Kraftstoffdurchsatz abhängig. An mehreren Entnahmestellen in den Probenahmesystemen für Emissionen und Partikel wird der Kohlenstoffstrom anhand der CO2-Konzentrationen und der Gasdurchsätze an diesen Stellen bestimmt.
 Demzufolge ist der Motor eine bekannte Quelle eines Kohlenstoffstroms, und die Beobachtung dieses Kohlenstoffstroms im Auspuffrohr und am Austritt des Teilstrom-Partikelprobenahmesystems ermöglicht die Überprüfung der Dichtheit des Systems und der Genauigkeit der Durchflussmessung.


text:
Diese Prüfung hat den Vorteil, dass die Komponenten mit Temperaturen und Durchsätzen arbeiten, die realen Motorprüfbedingungen entsprechen.
 In der folgenden Abbildung sind die Probenahmestellen eingetragen, an denen die Kohlenstoffdurchsätze zu prüfen sind. Die spezifischen Gleichungen für die Kohlenstoffdurchsätze an jeder der Probenahmestellen werden im Folgenden angegeben.
 Abbildung 7
 Messstellen für die Prüfung des Kohlenstoffdurchsatzes
 2. BERECHNUNGEN
 2.1. Kohlenstoffdurchsatz am Motoreintritt (Stelle 1)
 Der Kohlenstoffdurchsatz am Motoreintritt wird für einen Kraftstoff des Typs CHαOε wie folgt bestimmt:
 Darin ist:
 qmf
 =
 Massendurchsatz des Kraftstoffs, kg/s
 2.2. Kohlenstoffdurchsatz im Rohabgas (Stelle 2)
 Der Kohlenstoffmassendurchsatz im Auspuffrohr des Motors wird aus Konzentration des rohen CO2 und dem Massendurchsatz des Abgases bestimmt.
 Darin ist:
 cCO2,r
 =
 Konzentration des feuchten CO2 im Rohabgas, %
 cCO2,a
 =
 Konzentration des feuchten CO2 in der Umgebungsluft, % (ungefähr 0,04 %)
 qmew
 =
 Massendurchsatz des Abgases, feucht, kg/s
 Mre
 =
 Molekularmasse des Abgases
 Wird das CO2 im trockenen Bezugszustand gemessen, so sind die Werte nach Anlage 1 Absatz 5.2 dieses Anhangs in Feuchtwerte umzurechnen.
 2.3. Kohlenstoffdurchsatz im Verdünnungssystem (Stelle 3)
 Der Kohlenstoffdurchsatz wird aus der Konzentration des verdünnten CO2, dem Abgasmassendurchsatz und dem Probendurchsatz berechnet:
 Darin ist:
 cCO2,d
 =
 Konzentration des feuchten CO2 im verdünnten Abgas am Austritt des Verdünnungstunnels, %
 cCO2,a
 =
 Konzentration des feuchten CO2 in der Umgebungsluft, % (ungefähr 0,04 %)
 qmdew
 =
 Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht, kg/s
 qmew
 =
 Massendurchsatz des Abgases, feucht, kg/s (nur Teilstromsystem)
 qmp
 =
 Abgasprobenahmestrom am Eintritt des Teilstrom-Verdünnungssystems, kg/s (nur Teilstromsystem)
 Mre
 =
 Molekularmasse des Abgases
 Wird das CO2 im trockenen Bezugszustand gemessen, so sind die Werte nach Anlage 1 Absatz 5.2 dieses Anhangs in Feuchtwerte umzurechnen.
 2.4. Die molekulare Masse (Mre) des Abgases ist wie folgt zu berechnen:
 Darin ist:
 qmf
 =
 Massendurchsatz des Kraftstoffs, kg/s
 qmaw
 =
 Massendurchsatz der Ansaugluft, feucht, kg/s
 Ha
 =
 Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockener Luft:
 Mra
 =
 Molekularmasse der trockenen Ansaugluft (= 28,9 g/mol)
 α, δ, ε, γ
 =
 Molverhältnis für einen Kraftstoff des Typs C Hα Oδ Nε Sγ
 Stattdessen kann auch mit folgenden Molekularmassen gerechnet werden:
 Mre (Diesel)
 = 28,9 g/mol
 Mre (LPG)
 = 28,6 g/mol
 Mre (NG)
 = 28,3 g/mol
 Anlage 7
 Analyse- und Probenahmesysteme
 1. BESTIMMUNG DER GASFÖRMIGEN EMISSIONEN
 1.1. Vorbemerkung
 Ausführliche Beschreibungen der empfohlenen Probenahme- und Analysesysteme finden sich in Absatz 1.2 und in den Abbildungen 7 und 8. Da mit verschiedenen Anordnungen gleichwertige Ergebnisse erzielt werden können, ist eine genaue Übereinstimmung mit den Abbildungen 7 und 8 nicht erforderlich. Es können zusätzliche Bauteile wie Instrumente, Ventile, Elektromagnete, Pumpen und Schalter verwendet werden, um weitere Daten zu erlangen und die Funktionen der Teilsysteme zu koordinieren. Auf Bauteile, die für die Sicherstellung der Genauigkeit nicht erforderlich sind, kann bei einigen Systemen verzichtet werden, wenn ihr Wegfall nach fachlichem Ermessen gerechtfertigt erscheint.
 Abbildung 7
 Flussdiagramm des mit Rohabgas arbeitenden Analysesystems für CO, CO2, NOx, HC (nur ESC)
 1.2. Beschreibung des Analysesystems
 Es wird ein Analysesystem für die Bestimmung der gasförmigen Emissionen im Rohabgas (Abbildung 7, nur ESC) oder im verdünnten Abgas (Abbildung 8, ETC und ESC)


text:
beschrieben, das auf der Verwendung
 a)
 eines HFID-Analysators für die Messung der Kohlenwasserstoffe,
 b)
 von NDIR-Analysatoren für die Messung von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid,
 c)
 eines HCLD- oder gleichwertigen Analysators für die Messung der Stickoxide beruht.
 Die Probe zur Bestimmung sämtlicher Bestandteile kann mit einer Probenahmesonde oder zwei nahe beieinander liegenden Probenahmesonden entnommen werden und intern auf die verschiedenen Analysatoren verteilt werden. Es ist sorgfältig darauf zu achten, dass sich an keiner Stelle des Analysesystems Kondensate von Abgasbestandteilen (einschließlich Wasser und Schwefelsäure) bilden.
 Abbildung 8
 Flussdiagramm des mit verdünntem Abgas arbeitenden Analysesystems für CO, CO2, NOx, HC (ETC, für ESC wahlweise)
 1.2.1. Beschreibung zu den Abbildungen 7 und 8:
 EP: Auspuffrohr
 SP1: Sonde zur Entnahme von Proben aus dem unverdünnten Abgas (nur Abbildung 7)
 Empfohlen wird eine Sonde aus rostfreiem Stahl mit geschlossenem Ende und mehreren Löchern. Der Innendurchmesser darf nicht größer sein als der Innendurchmesser der Probenahmeleitung. Die Wanddicke der Sonde darf nicht größer als 1 mm sein. Erforderlich sind mindestens drei Löcher in drei verschiedenen radialen Ebenen und von solcher Größe, dass sie annähernd den gleichen Durchfluss entnehmen. Die Sonde muss sich über mindestens 80 % des Auspuffrohrquerschnitts erstrecken. Es können eine oder zwei Probenahmesonden verwendet werden.
 SP2: Sonde zur Entnahme von HC-Proben aus dem verdünnten Abgas (nur Abbildung 8)
 Die Sonde muss
 a)
 die ersten 254 mm bis 762 mm der beheizten Probenahmeleitung HSL1 bilden;
 b)
 einen Innendurchmesser von mindestens 5 mm haben;
 c)
 im Verdünnungstunnel DT (siehe Absatz 2.3, Abbildung 20) an einer Stelle angeordnet sein, an der Verdünnungsluft und Abgase gut vermischt sind (d. h. etwa 10 Tunneldurchmesser nach dem Punkt, an dem die Abgase in den Verdünnungstunnel eintreten),
 d)
 in ausreichender Entfernung (radial) von anderen Sonden und von der Tunnelwand angebracht werden, um eine Beeinflussung durch Wellen oder Wirbel zu vermeiden,
 e)
 so beheizt werden, dass die Temperatur des Gasstroms am Sondenauslass auf 463 K ± 10 K (190 oC ± 10 oC) erhöht wird.
 SP3: Sonde zur Entnahme von CO-, CO2,- und NOx-Proben aus dem verdünnten Abgas (nur Abbildung 8)
 Die Sonde muss
 a)
 in derselben Ebene wie SP2 liegen;
 b)
 in ausreichender Entfernung (radial) von anderen Sonden und von der Tunnelwand angebracht werden, um eine Beeinflussung durch Wellen oder Wirbel zu vermeiden,
 c)
 über ihre gesamte Länge beheizt und so isoliert sein, dass eine Mindesttemperatur von 328 K (55 oC) gewährleistet ist, um Kondenswasserbildung zu vermeiden.
 HSL1: Beheizte Probenahmeleitung
 Die Probenahmeleitung dient der Entnahme von Gasproben von einer einzelnen Sonde bis hin zu dem (den) Aufteilungspunkt(en) und dem HC-Analysator.
 Die Probenahmeleitung muss
 a)
 einen Innendurchmesser von mindestens 5 mm und höchstens 13,5 mm haben,
 b)
 aus nichtrostendem Stahl oder Polytetrafluorethylen (PTFE) bestehen.
 c)
 in jedem getrennt geregelten beheizten Abschnitt auf einer Wandtemperatur von 463 K ± 10 K (190 oC ± 10 oC), gehalten werden, wenn die Abgastemperatur an der Probenahmesonde ≤ 463 K (190 oC),
 d)
 auf einer Wandtemperatur von über 453 K (180 oC) gehalten werden, wenn die Abgastemperatur an der Probenahmesonde mehr als 463 K (190 oC) beträgt,
 e)
 unmittelbar


text:
vor dem beheizten Filter F2 und dem HFID die Gastemperatur auf 463 K ± 10 K (190 oC ± 10 C) halten.
 HSL2: Beheizte NOx-Probenahmeleitung
 Die Probenahmeleitung muss
 a)
 bei Verwendung eines Kühlers B bis hin zum Konverter C und bei Nichtverwendung eines Kühlers B bis hin zum Analysator auf einer Wandtemperatur von 328 bis 473 K (55 bis 200 oC) gehalten werden
 b)
 aus nichtrostendem Stahl oder Polytetrafluorethylen (PTFE) bestehen.
 SL: Probenahmeleitung für CO und CO2
 Die Leitung muss aus PTFE oder nichtrostendem Stahl bestehen. Sie kann beheizt oder unbeheizt sein.
 BK: Hintergrundbeutel (wahlfrei, nur Abbildung 8)
 Zur Messung der Hintergrundkonzentrationen.
 BG: Probenahmebeutel (wahlfrei, nur Abbildung 8, CO und CO2)
 Zur Probenahme der Probenkonzentrationen.
 F1: Beheiztes Vorfilter (wahlfrei)
 Es muss die gleiche Temperatur haben wie HSL1.
 F2: Beheiztes Filter
 Dieses Filter muss alle Feststoffteilchen aus der Gasprobe entfernen, bevor diese in den Analysator gelangt. Es muss die gleiche Temperatur haben wie HSL1. Das Filter ist bei Bedarf zu wechseln.
 P: Beheizte Probenahmepumpe
 Die Pumpe ist auf die Temperatur von HSL1 zu erwärmen.
 HC: Beheizter Flammenionisationsdetektor (HFID) zur Bestimmung der Kohlenwasserstoffe. Die Temperatur ist auf 453 bis 473 K (180 bis 200 oC) zu halten.
 CO, CO2: NDIR-Analysatoren zur Bestimmung von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid (wahlfrei zur Bestimmung des Verdünnungsverhältnisses für PT-Messung).
 NO: CLD- oder HCLD-Analysator zur Bestimmung der Stickoxide. Wird ein HCLD verwendet, so ist er auf einer Temperatur von 328 bis 473 K (55 bis 200 oC) zu halten.
 C: Konverter
 Für die katalytische Reduktion von NO2 zu NO vor der Analyse im CLD oder HCLD ist ein Konverter zu verwenden.
 B: Kühler (wahlfrei)
 Zum Kühlen und Kondensieren von Wasser aus der Abgasprobe. Der Kühler ist mit Eis oder einem Kühlsystem auf einer Temperatur von 273 bis 277 K (0 oC bis 4 oC) zu halten. Der Kühler ist wahlfrei, wenn die Funktion des Analysators durch Wasserdampf — bestimmt nach Anlage 5 Absätze 1.9.1 und 1.9.2 dieses Anhangs — nicht gestört wird. Wird das Wasser durch Kondensation entfernt, so ist die Temperatur bzw. der Taupunkt der Gasprobe entweder innerhalb des Wasserabscheiders oder nach ihm zu überwachen. Die Temperatur bzw. der Taupunkt der Gasprobe darf 280 K (7 oC) nicht überschreiten. Chemische Trockner dürfen nicht zur Entfernung von Wasser aus der Probe verwendet werden.
 T1, T2, T3: Temperatursensor
 Zur Überwachung der Temperatur des Gasstromes.
 T4: Temperatursensor
 Zur Überwachung der Temperatur des NO2-NO-Konverters.
 T5: Temperatursensor
 Zur Überwachung der Temperatur des Kühlers.
 G1, G2, G3: Druckmesser
 Zur Messung des Drucks in den Probenahmeleitungen.
 R1, R2: Druckregler
 Zur Regelung des Luft- bzw. Kraftstoffdrucks für den HFID.
 R3, R4, R5: Druckregler
 Zur Regelung des Drucks in den Probenahmeleitungen und des Stroms zu den Analysatoren.
 FL1, FL2, FL3: Durchflussmesser
 Zur Überwachung des Bypass-Durchflusses der Probe.
 FL4 bis FL6: Durchflussmesser (wahlfrei)
 Zur Überwachung des Durchflusses durch die Analysatoren.
 V1 bis V5: Mehrwegeventil
 Ventile mit denen wahlweise die Probe, Kalibriergas oder Nullgas in den Analysator eingeleitet werden kann.
 V6, V7: Magnetventil
 Zur Umgehung des NO2-NO-Konverters.
 V8: Nadelventil
 Zum Ausgleichen des Gasstroms durch den NO2-NO-Konverter C und durch


text:
den Bypass.
 V9, V10: Nadelventil
 Zum Regulieren des Stroms zu den Analysatoren.
 V11, V12: Ablassventil (wahlfrei)
 Zum Ablassen des Kondensats aus dem Kühler B.
 1.3. NMHC-Analyse (nur NG-betriebene Motoren)
 1.3.1.
 Gaschromatografisches Verfahren (GC, Abbildung 9)
 Beim GC-Verfahren wird ein kleines, ausgemessenes Probenvolumen in eine Trennsäule eingeleitet, durch die es mit einem inerten Trägergas transportiert wird. In der Trennsäule werden die verschiedenen Abgaskomponenten entsprechend ihren Siedepunkten getrennt, so dass sie aus der Trennsäule zu verschiedenen Zeiten ausströmen. Diese Gase werden dann einem Detektor zugeführt, dessen Ausgangssignal ein Maß für deren Konzentration ist. Da das GC-Verfahren ein diskontinuierliches Analyseverfahren ist, kann es nur in Verbindung mit der in Anlage 4 Absatz 3.4.2 dieses Anhangs beschriebenen Beutel-Probenahme angewandt werden.
 Für die NMHC-Analyse ist ein automatisierter GC mit einem FID zu verwenden. Das Abgas wird in einem Beutel gesammelt, dem ein Teil des Gases entnommen und dem GC zugeführt wird. Die Probe wird in einer Porapak-Säule in zwei Teile getrennt (CH4/Luft/CO und NMHC/CO2/H2O). Ein Molekularsieb trennt das CH4 von der Luft und vom CO, ehe es zur Konzentrationsmessung zum FID weitergeleitet wird. Ein vollständiger Zyklus von der Einbringung einer Abgasprobe bis zur Einbringung der nächsten kann in 30 s durchgeführt werden. Zur NMHC-Bestimmung wird die CH4-Konzentration vom Gesamtwert für die HC-Konzentration abgezogen (siehe Anlage 2 Absatz 4.3.1 dieses Anhangs).
 Abbildung 9 zeigt einen typischen GC, der zur routinemäßigen Bestimmung von CH4 geeignet ist. Andere GC-Verfahren dürfen ebenfalls verwendet werden, wenn dies nach fachlichem Ermessen begründet erscheint.
 Abbildung 9
 Flussdiagramm für die Methananalyse (GC-Methode)
 Beschreibung zu Abbildung 9:
 Porapak-Säule
 Die zu verwendende Säule Porapak N, 180/300 μm (50/80 Maschenweite), 610 mm Länge x 2,16 mm Innendurchmesser, muss mindestens 12 h vor der ersten Benutzung bei 423 K (150 oC) mit Trägergas konditioniert werden.
 Molekularsieb
 Es ist ein Molekularsieb vom Typ 13X, 250/350 μm (45/60 Maschenweite), 1 220 mm Länge x 2,16 mm Innendurchmesser zu verwenden und mindestens 12 h vor der ersten Benutzung bei 423 K (150 oC) mit Trägergas zu konditionieren.
 OV: Wärmeofen
 Zur Aufrechterhaltung einer stabilen Temperatur der Säulen und Ventile für den Analysenbetrieb und zur Konditionierung der Säulen bei 423 K (150 oC).
 SLP: Probenschleife
 Ein Rohr aus nicht rostendem Stahl von genügender Länge, um ein Volumen von etwa 1 cm3 aufzunehmen.
 P: Pumpe
 Zum Einbringen der Probe in den Gaschromatographen.
 D: Trockner
 Um Wasser und etwaige andere Verunreinigungen zu entfernen, die möglicherweise im Trägergas enthalten sind, ist ein Trockner mit Molekularsieb zu verwenden.
 HC: Flammenionisationsdetektor (FID) zur Messung der Methankonzentration.
 V1: Probeeingabeventil
 Zum Eingeben der Probe, die dem Probenahmebeutel über die SL von Abbildung 8 entnommen wurde. Es muss ein geringes Totvolumen besitzen, gasdicht und bis 423 K (150 oC) aufheizbar sein.
 V3: Mehrwegeventil
 Zur Auswahl des Gases (Kalibriergas, Probe) oder zum Absperren.
 V2, V4, V5, V6, V7, V8: Nadelventil
 Zur Einstellung der Gasströme für das System.
 R1, R2, R3: Druckregler
 Zur Regelung der Ströme von Kraftstoff (= Trägergas), Probe bzw. Luft.
 FC: Durchflusskapillare
 Zur Regelung des Luftstromes zum FID
 G1, G2, G3: Druckmesser
 Zur Regelung der Ströme von Kraftstoff (=


text:
Trägergas), Probe bzw. Luft.
 F1, F2, F3, F4, F5: Filter
 Filter aus gesintertem Metall, die das Eindringen von Schmutzpartikeln in die Pumpe oder das Gerät verhindern.
 FL1: Durchflussmesser
 Zur Messung der Nebenstrommenge der Probe.
 1.3.2.
 Nicht-Methan-Cutter-Verfahren (NMC, Abbildung 10)
 Der Cutter oxidiert alle Kohlenwasserstoffe außer CH4 zu CO2 und H2O, sodass beim Durchströmen der Probe durch das NMC-Gerät nur noch CH4 vom FID gemessen wird. Bei Anwendung der Beutelprobenahme muss die SL mit einer Einrichtung versehen sein (siehe Absatz 1.2 Abbildung 8), mit der der Gasstrom entweder durch den Cutter geleitet werden kann oder an ihm vorbei, wie im oberen Teil von Abbildung 10 dargestellt. Bei der NMHC-Messung müssen beide Werte (HC und CH4) am FID-Gerät beobachtet und protokolliert werden. Bei Anwendung der Integrationsmethode ist in der HSL1 parallel zum regulären FID (siehe Absatz 1.2, Abbildung 8) ein mit einem zweiten FID in Reihe geschalteter NMC anzubringen, wie im unteren Teil von Abbildung 10 dargestellt. Bei der NMHC-Messung müssen die an beiden FID-Geräten angezeigten Werte (HC und CH4) beobachtet und protokolliert werden.
 Die katalytische Wirkung des Cutters auf CH4 und C2H6 muss vor der Messung bei mindestens 600 K (327 oC) und bei für das Abgas repräsentativen H2O-Werten bestimmt werden. Der Taupunkt und der O2-Gehalt der entnommenen Abgasprobe müssen bekannt sein. Das relative Ansprechen des FID-Gerätes auf CH4 ist zu protokollieren (siehe Anlage 5 Absatz 1.8.2 dieses Anhangs).
 Abbildung 10
 Flussdiagramm für die Methananalyse mit dem Nicht-Methan-Cutter (NMC)
 Beschreibung zu Abbildung 10:
 NMC: Nicht-Methan-Cutter
 Zur Oxidation aller Kohlenwasserstoffe außer Methan.
 HC: Flammenionisationsdetektor (HFID) zur Messung der Methankonzentration. Die Temperatur ist auf 453 bis 473 K (180 bis 200 oC) zu halten.
 V1: Mehrwegeventil
 Zur Auswahl von Probe, Null- und Kalibriergas. V1 ist identisch mit V2 in Abbildung 8.
 V2, V3: Magnetventil
 Zur Schaltung des Nebenstroms (Bypass) beim NMC.
 V4: Nadelventil
 Zum Ausgleichen der Gasströme durch den NMC und den Bypass.
 R1: Druckregler
 Zur Regelung des Drucks in der Entnahmeleitung und des Gasstromes zum HFID. R1 ist identisch mit R3 in Abbildung 8.
 FL1: Durchflussmesser
 Zur Messung des Probendurchsatzes im Nebenstrom. FL1 ist identisch mit FL1 in Abbildung 8.
 2. ABGASVERDÜNNUNG UND BESTIMMUNG DER PARTIKEL
 2.1. Vorbemerkung
 ausführliche Beschreibungen der empfohlenen Verdünnungs- und Probenahmesysteme finden sich in den Absätzen 2.2, 2.3 und 2.4 und den Abbildungen 11 bis 22. Da mit verschiedenen Anordnungen gleichwertige Ergebnisse erzielt werden können, ist eine genaue Übereinstimmung mit diesen Abbildungen nicht erforderlich. Es können zusätzliche Bauteile wie Instrumente, Ventile, Elektromagnete, Pumpen und Schalter verwendet werden, um weitere Daten zu erlangen und die Funktionen der Teilsysteme zu koordinieren. Auf Bauteile, die für die Sicherstellung der Genauigkeit nicht erforderlich sind, kann bei einigen Systemen verzichtet werden, wenn ihr Wegfall nach fachlichem Ermessen gerechtfertigt erscheint.
 2.2. Teilstrom-Verdünnungssystem
 In den Abbildungen 11 bis 19 wird ein Verdünnungssystem beschrieben, das auf der Verdünnung eines Teils der Abgase beruht. Für die Teilung des Abgasstroms und die nachfolgende Verdünnung kommen verschiedene Arten von Verdünnungssystemen in Frage. Zur anschließenden Abscheidung der Partikel kann entweder das gesamte verdünnte Abgas oder nur ein Teil des verdünnten


text:
Abgases durch das Partikelprobenahmesystem geleitet werden (Absatz 2.4, Abbildung 21). Die erste Methode wird als Gesamtprobenahme, die zweite als Teilprobenahme bezeichnet.
 Die Errechnung des Verdünnungsverhältnisses hängt von der Art des verwendeten Systems ab. Empfohlen werden folgende Systeme:
 Isokinetische Systeme (Abbildungen 11 und 12)
 Bei diesen Systemen entspricht der in das Übertragungsrohr eingeleitete Strom in Gasgeschwindigkeit und/oder Druck dem Hauptabgasstrom, sodass ein ungestörter und gleichmäßiger Abgasstrom an der Probenahmesonde erforderlich ist. Dies wird in der Regel durch Verwendung eines Resonators und eines geraden Rohrs vor der Probenahmestelle erreicht. Das Teilungsverhältnis wird anschließend anhand leicht messbarer Werte, wie des Rohrdurchmessers berechnet. Es ist zu beachten, dass die Isokinetik lediglich zur Angleichung der Durchflussbedingungen und nicht zur Angleichung der Größenverteilung verwendet wird. Letzteres ist in der Regel nicht erforderlich, da die Partikel so klein sind, dass sie den Stromlinien des Abgases folgen.
 Systeme mit Durchflussregelung und Konzentrationsmessung (Abbildungen 13 bis 17)
 Bei diesen Systemen wird die Probe dem Hauptabgasstrom durch Einstellung des Verdünnungsluftdurchflusses und des Gesamtdurchflusses des verdünnten Abgases entnommen. Das Verdünnungsverhältnis wird anhand der Konzentrationen von Tracergasen wie CO2 oder NOx bestimmt, die im Motorabgas natürlich enthalten sind. Die Konzentrationen im verdünnten Abgas und in der Verdünnungsluft werden gemessen, und die Konzentration im Rohabgas kann entweder direkt gemessen oder bei bekannter Kraftstoffzusammensetzung anhand des Kraftstoffdurchsatzes und der Kohlenstoffbilanz-Gleichung ermittelt werden. Die Systeme können auf der Grundlage des berechneten Verdünnungsverhältnisses (Abbildungen 13 und 14) oder auf der Grundlage des Stroms in das Übertragungsrohr (Abbildungen 12, 13 und 14) geregelt werden.
 Systeme mit Durchflussregelung und Durchflussmessung (Abbildungen 18 und 19)
 Bei diesen Systemen wird die Probe dem Hauptabgasstrom durch Einstellung des Verdünnungsluftdurchflusses und des Gesamtdurchflusses des verdünnten Abgases entnommen. Das Verdünnungsverhältnis wird anhand der Differenz der beiden Durchsätze bestimmt. Die Durchflussmesser müssen aufeinander bezogen präzise kalibriert sein, da die relative Größe der beiden Durchsätze bei größeren Verdünnungsverhältnissen zu erheblichen Fehlern führen kann (Abbildung 15 und oben). Die Durchflussregelung erfolgt sehr direkt, indem der Durchsatz des verdünnten Abgases konstant gehalten und der Verdünnungsluftdurchsatz bei Bedarf geändert wird.
 Bei der Verwendung von Teilstrom-Verdünnungssystemen ist besondere Aufmerksamkeit auf die Vermeidung von Partikelverlusten im Übertragungsrohr, auf die Gewährleistung der Entnahme einer repräsentativen Probe aus dem Motorabgas und auf die Bestimmung des Teilungsverhältnisses zu richten. Bei den beschriebenen Systemen werden diese kritischen Punkte berücksichtigt.
 Abbildung 11
 Teilstrom-Verdünnungssystem mit isokinetischer Sonde und Teilprobenahme (SB-Regelung)
 Unverdünntes Abgas wird mit Hilfe der isokinetischen Probenahmesonde ISP aus dem Auspuffrohr EP durch das Übertragungsrohr TT zum Verdünnungstunnel DT geleitet. Der Differenzdruck des Abgases zwischen Auspuffrohr und Sondeneinlass wird mit dem Differenzdruckaufnehmer DPT gemessen. Dessen Signal wird an den Durchflussregler FC1 übermittelt, der das Ansauggebläse SB so regelt, dass am Eintritt der Sonde ein Differenzdruck Null aufrechterhalten wird. Unter diesen Bedingungen stimmen die Abgasgeschwindigkeiten in EP und ISP überein, und der Durchfluss durch ISP und TT ist ein konstanter Bruchteil des Abgasdurchflusses. Das Teilungsverhältnis wird anhand der Querschnittsflächen von EP und ISP bestimmt. Der Verdünnungsluftdurchsatz wird mit dem Durchflussmessgerät FM1 gemessen. Das Verdünnungsverhältnis wird anhand des Verdünnungsluftdurchsatzes und des Teilungsverhältnisses errechnet.
 Abbildung 12
 Teilstrom-Verdünnungssystem mit


text:
isokinetischer Sonde und Teilprobenahme (PB-Regelung)
 Rohabgas wird mit Hilfe der isokinetischen Probenahmesonde ISP aus dem Auspuffrohr EP durch das Übertragungsrohr TT zum Verdünnungstunnel DT geleitet. Der Differenzdruck des Abgases zwischen Auspuffrohr und Sondeneinlass wird mit dem Differenzdruckaufnehmer DPT gemessen. Dessen Signal wird an den Durchflussregler FC1 übermittelt, der das Ansauggebläse SB so regelt, dass am Eintritt der Sonde ein Differenzdruck Null aufrechterhalten wird. Dazu wird ein kleiner Teil der Verdünnungsluft, deren Durchsatz bereits mit dem Durchflussmessgerät FM1 gemessen wurde, entnommen und mit Hilfe einer pneumatischen Blende in das TT eingeleitet. Unter diesen Bedingungen stimmen die Abgasgeschwindigkeiten in EP und ISP überein, und der Durchfluss durch ISP und TT ist ein konstanter Bruchteil des Abgasdurchflusses. Das Teilungsverhältnis wird anhand der Querschnittsflächen von EP und ISP bestimmt. Die Verdünnungsluft wird vom Ansauggebläse SB durch den DT gesaugt und der Durchsatz mittels FM1 am Einlass zum DT gemessen. Das Verdünnungsverhältnis wird anhand des Verdünnungsluftdurchsatzes und des Teilungsverhältnisses errechnet.
 Abbildung 13
 Teilstrom-Verdünnungssystem mit Messung von CO2 oder NOx- Konzentration und Teilprobenahme
 Rohabgas wird aus dem Auspuffrohr EP durch die Probenahmesonde SP und das Übertragungsrohr TT in den Verdünnungstunnel DT geleitet. Die Konzentrationen eines Tracergases (CO2 oder NOx) werden mit dem (den) Abgasanalysator(en) EGA im unverdünnten und verdünnten Abgas sowie in der Verdünnungsluft gemessen. Deren Signale werden an den Durchflussregler FC2 übermittelt, der entweder das Druckgebläse PB oder das Ansauggebläse SB so regelt, dass im DT das gewünschte Teilungs- und Verdünnungsverhältnis des Abgases aufrechterhalten wird. Das Verdünnungsverhältnis wird anhand der Konzentrationen des Tracergases im Rohabgas, im verdünnten Abgas und in der Verdünnungsluft errechnet.
 Abbildung 14
 Teilstrom-Verdünnungssystem mit Messung von CO2-Konzentration, Kohlenstoffbilanz und Gesamtprobenahme
 Rohabgas wird aus dem Auspuffrohr EP durch die Probenahmesonde SP und das Übertragungsrohr TT in den Verdünnungstunnel DT geleitet. Die CO2-Konzentrationen werden mit dem (den) Abgasanalysator(en) EGA im verdünnten Abgas und in der Verdünnungsluft gemessen. Die Signale für den CO2- und Kraftstoffdurchsatz GFUEL werden entweder an den Durchflussregler FC2 oder an den Durchflussregler FC3 des Partikel-Probenahmesystems übermittelt (siehe Abbildung 21). FC2 regelt das Druckgebläse PB und FC3 die Probenahmepumpe P (siehe Abbildung 21), wodurch die in das System eintretenden und aus ihm austretenden Ströme so eingestellt werden, dass im DT das gewünschte Teilungs- und Verdünnungsverhältnis der Abgase aufrechterhalten wird. Das Verdünnungsverhältnis wird nach der Kohlenstoffbilanzmethode anhand der CO2-Konzentrationen und des Kraftstoffdurchsatzes GFUEL errechnet.
 Abbildung 15
 Teilstrom-Verdünnungssystem mit Einfach-Venturirohr, Konzentrationsmessung und Teilprobenahme
 Aufgrund des Unterdrucks, den das Venturirohr VN im DT erzeugt, fließt Rohabgas aus dem Auspuffrohr EP durch die Probenahmesonde SP und das Übertragungsrohr TT zum Verdünnungstunnel DT. Der Gasdurchsatz durch das TT hängt vom Impulsaustausch im Venturibereich ab und wird somit von der absoluten Temperatur des Gases am Ausgang des TT beeinflusst. Folglich ist die Abgasteilung bei einem bestimmten Tunneldurchsatz nicht konstant, und das Verdünnungsverhältnis ist bei geringer Last etwas kleiner als bei hoher Last. Die Konzentrationen des Tracergases (CO2 oder NOx) werden mit dem (den) Abgasanalysator(en) EGA im Rohabgas, im verdünnten Abgas und in der Verdünnungsluft gemessen, und das Verdünnungsverhältnis wird anhand der gemessenen Werte errechnet.
 Abbildung 16
 Teilstrom-Verdünnungssystem mit


text:
Doppel-Venturirohr oder Doppelblende, Konzentrationsmessung und Teilprobenahme
 Rohabgas wird aus dem Auspuffrohr EP durch die Probenahmesonde SP und das Übertragungsrohr TT zum Verdünnungstunnel DT geleitet, und zwar mittels eines Mengenteilers, der ein Paar Blenden oder Venturi-Rohre enthält. Der erste Mengenteiler (FD1) befindet sich im EP, der zweite (FD2) im TT. Zusätzlich sind zwei Druckregelventile (PCV1 und PCV2) erforderlich, damit durch Regelung des Gegendrucks im EP und des Drucks im DT eine konstante Abgasteilung aufrechterhalten werden kann. PCV1 befindet sich im EP nach der SP, PCV2 zwischen dem Druckgebläse PB und dem DT. Die Konzentrationen des Tracergases (CO2 oder NOx) werden im Rohabgas, im verdünnten Abgas und in der Verdünnungsluft mit dem (den) Abgasanalysator(en) EGA gemessen. Sie werden zur Überprüfung der Abgasteilung benötigt und können im Interesse einer präzisen Teilungsregelung zur Einstellung von PCV1 und PCV2 verwendet werden. Das Verdünnungsverhältnis wird anhand der Tracergaskonzentrationen errechnet.
 Abbildung 17
 Teilstrom-Verdünnungssystem mit Mehrfachröhrenteilung, Konzentrationsmessung und Teilprobenahme
 Unverdünntes Abgas wird aus dem Auspuffrohr EP durch Übertragungsrohr TT zum Verdünnungstunnel DT geleitet, und zwar mittels eines im EP angebrachten Mengenteilers FD3, der aus einer Reihe von Röhren mit gleichen Abmessungen besteht (Durchmesser, Länge und Biegungshalbmesser gleich). Das durch eine dieser Röhren strömende Abgas wird zum DT geleitet, das durch die übrigen Röhren strömende Abgas wird durch die Dämpfungskammer DC geleitet. Die Abgasteilung wird also durch die Gesamtzahl der Röhren bestimmt. Eine konstante Teilungsregelung setzt zwischen der DC und dem Ausgang des TT einen Differenzdruck von Null voraus, der mit dem Differenzdruckaufnehmer DPT gemessen wird. Die Konzentrationen des Tracergases (CO2 oder NOx) werden im Rohabgas, im verdünnten Abgas und in der Verdünnungsluft mit dem (den) Abgasanalysator(en) EGA gemessen. Sie werden zur Überprüfung der Abgasteilung benötigt und können im Interesse einer präzisen Teilungsregelung zur Einstellung des Durchsatzes der eingeblasenen Luft verwendet werden. Das Verdünnungsverhältnis wird anhand der Tracergaskonzentrationen errechnet.
 Abbildung 18
 Teilstrom-Verdünnungssystem mit Durchflussregelung und Gesamtprobenahme
 Rohabgas wird aus dem Auspuffrohr EP durch die Probenahmesonde SP und das Übertragungsrohr TT in den Verdünnungstunnel DT geleitet. Der Gesamtstrom durch den Tunnel wird mit dem Durchflussregler FC3 und der Probenahmepumpe P des Partikel-Probenahmesystems eingestellt (siehe Abbildung 18). Der Verdünnungsluftstrom wird mit dem Durchflussregler FC2 geregelt, der GEXHW, GAIRW oder GFUEL als Steuersignale für die gewünschte Abgasteilung verwenden kann. Der Probenstrom in den DT ist die Differenz aus dem Gesamtstrom und dem Verdünnungsluftstrom. Der Verdünnungsluftdurchsatz wird mit dem Durchflussmessgerät FM1 und der Gesamtdurchsatz mit dem Durchflussmessgerät FM3 des Partikel-Probenahmesystems gemessen (siehe Abbildung 21). Das Verdünnungsverhältnis wird anhand dieser beiden Durchsätze errechnet.
 Abbildung 19
 Teilstrom-Verdünnungssystem mit Durchflussregelung und Teilprobenahme
 Rohabgas wird aus dem Auspuffrohr EP durch die Probenahmesonde SP und das Übertragungsrohr TT in den Verdünnungstunnel DT geleitet. Die Abgasteilung und der Durchfluss in den DT werden mit dem Durchflussregler FC2 geregelt, der den Durchfluss (oder Drehzahl) des Druckgebläses PB und des Ansauggebläses SB entsprechend einstellt. Dies ist möglich, weil die mit dem Partikel-Probenahmesystem entnommene Probe in den DT zurückgeführt wird. Als Steuersignale für FC2 können GEXHW, GAIRW oder GFUEL verwendet werden. Der Verdünnungsluftdurchsatz wird mit dem Durchflussmessgerät FM1, der Gesamtdurchsatz mit dem


text:
Durchflussmessgerät FM2 gemessen. Das Verdünnungsverhältnis wird anhand dieser beiden Durchsätze berechnet.
 2.2.1. Beschreibung zu den Abbildungen 11 bis 19:
 EP: Auspuffrohr
 Das Auspuffrohr kann isoliert sein. Zur Verringerung der Wärmeträgheit des Auspuffrohrs wird ein Verhältnis Dicke/Durchmesser von 0,015 oder weniger empfohlen. Biegsame Abschnitte dürfen nicht länger als das 12-fache des Rohrdurchmessers sein. Biegungen sind auf ein Mindestmaß zu begrenzen, um die Trägheitsablagerungen zu verringern. Gehört zu dem System ein Prüfstand-Schalldämpfer, so kann auch dieser isoliert werden.
 Bei einem isokinetischen System muss das Auspuffrohr mindestens 6 Rohrdurchmesser vor und 33 Rohrdurchmesser nach dem Eintritt der Sonde frei von Krümmungen und Durchmessersprüngen sein. Die Gasgeschwindigkeit im Entnahmebereich muss außer im Leerlauf höher als 10 m/s sein. Druckschwankungen der Abgase dürfen im Durchschnitt ± 500 Pa nicht übersteigen. Maßnahmen zur Senkung der Druckschwankungen, die über die Verwendung einer Fahrzeug-Auspuffanlage (einschließlich Schalldämpfer und Nachbehandlungsanlage) hinausgehen, dürfen die Motorleistung nicht verändern und zu keiner Partikelablagerung führen.
 Bei Systemen ohne isokinetische Sonde wird empfohlen, dass das Auspuffrohr auf einer Länge von 6 Rohrdurchmessern vor dem Eintritt der Sonde und von 3 Rohrdurchmessern hinter diesem Punkt gerade verläuft.
 SP: Probenahmesonde (Abbildungen 10, 14, 15, 16, 18 und 19)
 Der Innendurchmesser muss mindestens 4 mm betragen. Das Verhältnis der Durchmesser von Auspuffrohr und Sonde muss mindestens 4 betragen. Die Sonde muss eine offene Röhre sein, die der Strömungsrichtung zugewandt in der Mittellinie des Auspuffrohrs angebracht ist, oder sie muss sich eine Mehrlochsonde sein wie unter SP1 in Absatz 1.2.1, Abbildung 5 beschrieben.
 ISP: Isokinetische Probenahmesonde (Abbildungen 11 und 12)
 Die isokinetische Probenahmesonde ist der Strömungsrichtung zugewandt in der Mittellinie des Auspuffrohrs an einem Punkt anzubringen, an dem die im Abschnitt EP beschriebenen Strömungsbedingungen herrschen, und so auszulegen, dass eine verhältnisgleiche Probenahme aus dem Rohabgas gewährleistet ist. Ihr Innendurchmesser muss mindestens 12 mm betragen.
 Ein Regelsystem ist erforderlich, damit durch Aufrechterhaltung eines Differenzdrucks von Null zwischen dem EP und der ISP eine isokinetische Abgasteilung erreicht wird. Unter diesen Bedingungen sind die Abgasgeschwindigkeiten im EP und in der ISP gleich, und der Massenstrom durch die ISP ist ein konstanter Bruchteil des Abgasstroms. Der Durchflussregler FC1 hält den Differenzdruck zwischen dem EP und der ISP auf Null.
 FD1, FD2: Mengenteiler (Abbildung 16)
 Ein Paar Venturi-Rohre oder Blenden wird im Auspuffrohr EP bzw. im Übertragungsrohr TT angebracht, damit eine verhältnisgleiche Probenahme aus dem Rohabgas gewährleistet ist. Das aus den beiden Druckregelventilen PCV1 und PCV2 bestehende Regelsystem wird benötigt, damit eine verhältnisgleiche Aufteilung mittels Regelung der Drücke im EP und DT erfolgen kann.
 FD3: Mengenteiler (Abbildung 17)
 Ein Satz Röhren (Mehrfachröhreneinheit) wird im Auspuffrohr EP angebracht, damit eine verhältnisgleiche Probenahme aus dem unverdünnten Abgas gewährleistet ist. Eine dieser Röhren leitet Abgas zum Verdünnungstunnel DT, das Abgas aus den übrigen Röhren strömt in eine Dämpfungskammer DC. Die Röhren müssen gleiche Abmessungen haben (Durchmesser, Länge, Biegungshalbmesser gleich), folglich ist die Abgasteilung von der Gesamtzahl der Röhren abhängig. Ein Regelsystem wird benötigt, damit durch Aufrechterhaltung eines Differenzdrucks von Null zwischen der Einmündung der Mehrfachröhreneinheit in die DC und dem Ausgang des TT eine verhältnisgleiche Aufteilung erfolgen


text:
kann. Unter diesen Bedingungen herrschen im EP und in FD3 proportionale Abgasgeschwindigkeiten, und der Durchfluss im TT ist ein konstanter Bruchteil des Abgasdurchflusses. Die beiden Punkte müssen an einen Differenzdruckaufnehmer DPT angeschlossen sein. Der Durchflussregler FC1 hält den Differenzdruck auf Null.
 EGA: Abgasanalysator (Abbildungen 13, 14, 15, 16 und 17)
 Es können CO2 oder NOx-Analysatoren verwendet werden (bei der Kohlenstoffbilanzmethode nur CO2-Analysatoren). Die Analysatoren sind so zu kalibrieren wie die Analysatoren für die Messung der gasförmigen Emissionen. Ein oder mehrere Analysatoren können zur Bestimmung der Konzentrationsunterschiede verwendet werden. Die Messsysteme müssen eine solche Genauigkeit aufweisen, dass die Genauigkeit von GEDFW, i ± 4 % beträgt.
 TT: Übertragungsrohr (Abbildungen 11 bis 19)
 Das Übertragungsrohr muss
 a)
 so kurz wie möglich, jedoch nicht länger als 5 m sein;
 b)
 einen Durchmesser haben, der gleich dem Durchmesser der Sonde oder größer, jedoch nicht größer als 25 mm ist;
 c)
 den Ausgang in der Mittellinie des Verdünnungstunnels haben und in Strömungsrichtung zeigen.
 Rohre mit einer Länge bis 1 m sind mit einem Material zu isolieren, dessen maximale Wärmeleitfähigkeit 0,05 W/m × K beträgt, wobei die Dicke der Isolierschicht dem Durchmesser der Sonde entspricht. Rohre mit einer Länge über 1 m sind zu isolieren und so zu beheizen, dass die Wandtemperatur mindestens 523 K (250 oC) beträgt.
 Differenzdruckaufnehmer (Abbildungen 11, 12 und 17)
 Der Messbereich des Differenzdruckaufnehmers darf bis höchstens ± 500 Pa reichen.
 FC1: Durchflussregler (Abbildungen 11, 12 und 17)
 Bei den isokinetischen Systemen (Abbildungen 11 und 12) wird der Durchflussregler zur Aufrechterhaltung eines Differenzdrucks von Null zwischen dem EP und der ISP benötigt. Die Einstellung kann erfolgen:
 a)
 durch Regelung der Drehzahl oder des Durchsatzes des Ansauggebläses (SB) und Konstanthalten der Drehzahl des Druckgebläses (PB) in jeder Prüfphase (Abbildung 11),
 b)
 durch Einstellung des Ansauggebläses (SB) auf einen konstanten Massendurchsatz des verdünnten Abgases und Regelung des Durchflusses des Druckgebläses PB, wodurch der Durchfluss der Abgasprobe in einem Bereich am Ende des Übertragungsrohrs (TT) geregelt wird (Abbildung 12).
 Bei Systemen mit geregeltem Druck darf der verbleibende Fehler im Regelkreis ± 3 Pa nicht übersteigen. Die Druckschwankungen im Verdünnungstunnel dürfen im Durchschnitt ± 250 Pa nicht übersteigen.
 Bei Mehrfachröhrensystemen (Abbildung 17) wird der Durchflussregler zur Aufrechterhaltung eines Differenzdrucks von Null zwischen dem Auslass der Mehrfachröhreneinheit und dem Ausgang des TT benötigt, damit der Abgasstrom verhältnisgleich aufgeteilt wird. Die Einstellung kann durch Regelung des Durchsatzes der eingeblasenen Luft erfolgen, die am Ausgang des TT in den DT einströmt.
 PCV1, PCV2: Druckregelventile (Abbildung 16)
 Zwei Druckregelventile werden für das Doppelventuri-/Doppelblendensystem benötigt, damit durch Regelung des Gegendrucks des EP und des Drucks im DT eine verhältnisgleiche Stromteilung erfolgen kann.
 DC: Dämpfungskammer (Abbildung 17)
 Am Ausgang des Mehrfachröhrensystems ist eine Dämpfungskammer anzubringen, um die Druckschwankungen im Auspuffrohr EP so gering wie möglich zu halten.
 VN: Venturirohr (Abbildung 15)
 Ein Venturirohr wird im Verdünnungstunnel DT angebracht, um im Bereich des Ausgangs des Übertragungsrohrs TT einen Unterdruck zu erzeugen. Der Gasdurchsatz im TT wird durch den Impulsaustausch im Venturibereich bestimmt und ist im Wesentlichen dem Durchsatz des Druckgebläses PB proportional, so


text:
dass ein konstantes Verdünnungsverhältnis erzielt wird. Da der Impulsaustausch von der Temperatur am Ausgang des TT und vom Druckunterschied zwischen dem EP und dem DT beeinflusst wird, ist das tatsächliche Verdünnungsverhältnis bei geringer Last etwas kleiner als bei hoher Last.
 FC2: Durchflussregler (Abbildungen 13, 14, 18 und 19, wahlfrei)
 Zur Durchflussregelung am Druckgebläse PB und/oder Ansauggebläse SB kann ein Durchflussregler verwendet werden. Er kann an den Abgasstrom-, den Ansaugluftstrom-, den Kraftstoffstrom- und/oder an den CO2- oder NOx-Differenzsignalgeber angeschlossen sein. Wird ein Druckluftversorgungssystem (Abbildung 18) verwendet, regelt der FC2 unmittelbar den Luftstrom.
 FM1: Durchflussmessgerät (Abbildungen 11, 12, 18 und 19)
 Gasmessgerät oder sonstiges Durchflussmessgerät zur Messung des Verdünnungsluftdurchflusses. FM1 ist wahlfrei, wenn das Druckgebläse PB für die Durchflussmessung kalibriert ist.
 FM2: Durchflussmessgerät (Abbildung 19)
 Gasmessgerät oder sonstiges Durchflussmessgerät zur Messung des Durchflusses des verdünnten Abgases. FM2 ist wahlfrei, wenn das Sauggebläse SB für die Durchflussmessung kalibriert ist.
 PB: Druckgebläse (Abbildungen 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 19)
 Zur Steuerung des Verdünnungsluftdurchsatzes kann das PB an die Durchflussregler FC1 und FC2 angeschlossen sein. Ein PB ist nicht erforderlich, wenn eine Drosselklappe verwendet wird. Ist das PB kalibriert, kann es zur Messung des Verdünnungsluftdurchflusses verwendet werden.
 SB: Sauggebläse (Abbildungen 11, 12, 13, 16, 17 und 19)
 Nur für Teilprobenahmesysteme. Ist das SB kalibriert, kann es zur Messung des Durchflusses des verdünnten Abgases verwendet werden.
 DAF: Verdünnungsluftfilter (Abbildungen 11 bis 19)
 Es wird empfohlen, die Verdünnungsluft zu filtern und durch Aktivkohle zu leiten, damit Hintergrund-Kohlenwasserstoffe entfernt werden. Auf Verlangen des Motorherstellers ist nach guter technischer Praxis eine Verdünnungsluftprobe zur Bestimmung des Raumluft-Partikelgehalts zu nehmen, der dann von den in den verdünnten Abgasen gemessenen Werten abgezogen werden kann.
 DT: Verdünnungstunnel (Abbildungen 11 bis 19)
 Der Verdünnungstunnel
 a)
 muss so lang sein, dass sich die Abgase bei turbulenter Strömung vollständig mit der Verdünnungsluft mischen,
 b)
 muss aus nichtrostendem Stahl bestehen und
 i)
 bei einem Innendurchmesser über 75 mm ein Verhältnis Wanddicke/Durchmesser von höchstens 0,025 aufweisen,
 ii)
 bei einem Innendurchmesser bis 75 mm eine nominelle Wanddicke von mindestens 1,5 mm haben,
 c)
 muss bei einem Teilprobenahmesystem einen Durchmesser von mindestens 75 mm haben,
 d)
 sollte bei einem Gesamtprobenahmesystem möglichst einen Durchmesser von mindestens 25 mm haben.
 e)
 kann durch Direktbeheizung oder durch Vorheizen der Verdünnungsluft auf eine Wandtemperatur von höchstens 325 K (52 oC) erwärmt werden, sofern die Lufttemperatur vor Eintritt des Abgases in den Verdünnungstunnel 325 K (52 oC) nicht übersteigt;
 f)
 kann isoliert sein.
 Die Motorabgase müssen gründlich mit der Verdünnungsluft vermischt werden. Bei Teilprobenahmesystemen ist die Mischqualität nach Inbetriebnahme bei laufendem Motor mittels eines CO2-Profils des Tunnels zu überprüfen (mindestens vier gleichmäßig verteilte Messpunkte). Bei Bedarf kann eine Mischblende verwendet werden.
 Anmerkung
 :
 Beträgt die Umgebungstemperatur in der Nähe des Verdünnungstunnels (DT) weniger als 293 K (2 oC), so sollten Vorkehrungen gegen Partikelverluste an den kühlen Wänden des Verdünnungstunnels getroffen werden. Daher wird eine Beheizung und/oder Isolierung des Tunnels innerhalb der oben angegebenen Grenzwerte empfohlen.
 Bei hoher Motorlast kann der Tunnel durch nichtaggressive Mittel wie beispielsweise ein Umluftgebläse gekühlt werden, sofern die Temperatur


text:
des Kühlmittels nicht weniger als 293 K (20 oC) beträgt.
 HE: Wärmetauscher (Abbildungen 16 und 17)
 Die Leistung des Wärmetauschers muss so bemessen sein, dass die Temperatur am Einlass zum Sauggebläse SB von der bei der Prüfung beobachteten durchschnittlichen Betriebstemperatur um höchstens ± 11 K abweicht.
 2.3. Vollstrom-Verdünnungssystem
 In Abbildung 20 ist ein Verdünnungssystem dargestellt, das nach dem CVS-Konzept (Constant Volume Sampling) mit Verdünnung des gesamten Abgasstroms arbeitet. Das Gesamtvolumen des Gemischs aus Abgas und Verdünnungsluft muss gemessen werden. Es kann entweder ein PDP- oder ein CFV-System verwendet werden.
 Für die anschließende Sammlung der Partikel wird eine Probe des verdünnten Abgases durch das Partikelprobenahmesystem geleitet (Absatz 2.4, Abbildungen 21 und 22). Geschieht dies direkt, spricht man von Einfachverdünnung. Wird die Probe in einem Sekundärverdünnungstunnel erneut verdünnt, spricht man von Doppelverdünnung. Letztere ist dann von Vorteil, wenn vorgeschriebene Filteranströmtemperatur bei Einfachverdünnung nicht eingehalten werden kann. Das Doppelverdünnungssystem wird in Absatz 2.4, Abbildung 22 als Unterart eines Partikelprobenahmesystems beschrieben, weil es die meisten typischen Komponenten eines Partikel-Probenahmesystems enthält.
 Abbildung 20
 Vollstrom-Verdünnungssystem
 Die Gesamtmenge des Rohabgases wird im Verdünnungstunnel DT mit der Verdünnungsluft vermischt. Der Durchsatz des verdünnten Abgases wird entweder mit einer Verdrängerpumpe PDP oder mit einem Venturirohr mit kritischer Strömung CFV gemessen. Ein Wärmeaustauscher HE oder eine elektronische Durchflussmengenkompensation EFC kann für eine verhältnisgleiche Partikelprobenahme und für die Durchflussbestimmung verwendet werden. Da die Bestimmung der Partikelmasse auf dem Gesamtdurchfluss des verdünnten Abgases beruht, ist die Berechnung des Verdünnungsverhältnisses nicht erforderlich.
 2.3.1. Beschreibung zu Abbildung 20:
 EP: Auspuffrohr
 Die Länge des Auspuffrohrs vom Auslass des Auspuffkrümmers, des Turboladers oder der Nachbehandlungseinrichtung bis zum Verdünnungstunnel darf nicht mehr als 10 m betragen. Überschreitet die Länge des Systems 4 m, sind alle Rohre mit Ausnahme eines etwaigen im Auspuffsystem befindlichen Rauchmessgerätes zu isolieren. Die Dicke der Isolierschicht muss mindestens 25 mm betragen. Die Wärmeleitfähigkeit des Isoliermaterials darf bei 673 K (400 oC) höchstens 0,1 W/m × K betragen. Um die Wärmeträgheit des Auspuffrohrs zu verringern, wird ein Verhältnis Wanddicke/Durchmesser von höchstens 0,015 empfohlen. Die Länge flexibler Abschnitte darf höchstens das 12-fache des Durchmessers betragen.
 PDP: Verdrängerpumpe
 Die PDP misst den Gesamtdurchfluss des verdünnten Abgases aus der Anzahl der Pumpenumdrehungen und dem Pumpenkammervolumen. Der Abgasgegendruck darf durch die PDP oder das Verdünnungslufteinlasssystem nicht künstlich gesenkt werden. Der mit laufendem PDP-System gemessene statische Abgasgegendruck muss bei einer Toleranz von ±1,5 kPa im Bereich des statischen Drucks bleiben, der bei gleicher Motordrehzahl und Belastung ohne Anschluss an das PDP gemessen wurde. Wenn ohne Durchflussmengenkompensation gearbeitet wird, darf die unmittelbar vor dem PDP gemessene Temperatur des Gasgemischs um nicht mehr als ± 6 K vom Durchschnittswert der während der Prüfung ermittelten Betriebstemperatur abweichen. Mit Durchflussmengenkompensation darf nur gearbeitet werden, wenn die Temperatur am Einlass der PDP 323 K (50 oC) nicht überschreitet.
 CFV: Venturi-Rohr mit kritischer Strömung
 Das CFV wird zur Messung des Gesamtdurchflusses des verdünnten Abgases unter Sättigungsbedingungen (kritische Strömung) benutzt. Der mit laufendem CFV-System gemessene statische Abgasgegendruck darf um nicht mehr als ±1,5 kPa vom statischen Druck abweichen, der bei gleicher Motordrehzahl und Belastung ohne Anschluss


text:
an das CFV gemessen wurde. Wenn ohne Durchflussmengenkompensation gearbeitet wird, darf die unmittelbar vor dem PDP gemessene Temperatur des Gasgemischs um nicht mehr als ± 11 K vom Durchschnittswert der während der Prüfung ermittelten Betriebstemperatur abweichen.
 HE: Wärmetauscher (bei Anwendung von EFC wahlfrei)
 Die Leistung des Wärmetauschers muss ausreichen, um die Temperatur innerhalb der oben genannten Grenzwerte zu halten.
 EFC: Elektronische Durchflusskompensation (bei Verwendung eines HE wahlfrei)
 Wird die Temperatur an der Einlassöffnung der PDP oder des CFV nicht innerhalb der genannten Grenzwerte gehalten, ist zur kontinuierlichen Messung der Durchflussmenge und zur Regelung der verhältnisgleichen Probenahme im Partikelprobenahmesystem ein elektronisches Durchflusskompensationssystem erforderlich. Daher werden die Signale des kontinuierlich gemessenen Durchsatzes verwendet, um den Probendurchsatz durch die Partikelfilter des Partikelprobenahmesystems entsprechend zu korrigieren (siehe Absatz 2.4, Abbildungen 21 und 22).
 DT: Verdünnungstunnel
 Der Verdünnungstunnel
 a)
 muss einen genügend kleinen Durchmesser haben, um eine turbulente Strömung zu erzeugen (Reynoldssche Zahl größer als 4 000) und hinreichend lang sein, damit sich die Abgase mit der Verdünnungsluft vollständig vermischen. Eine Mischblende kann verwendet werden;
 b)
 muss bei einem System mit Einfachverdünnung einen Durchmesser von mindestens 460 mm haben;
 c)
 muss bei einem System mit Doppelverdünnung einen Durchmesser von mindestens 210 mm haben;
 d)
 kann isoliert sein.
 Die Motorabgase sind am Einritt in den Verdünnungstunnel stromabwärts zu richten und gründlich zu durchmischen.
 Bei Einfachverdünnung wird eine Probe aus dem Verdünnungstunnel in das Partikelprobenahmesystem geleitet (Absatz 2.4, Abbildung 21). Die Durchflussleistung der PDP oder des CFV muss ausreichend sein, um die Temperatur des verdünnten Abgasstroms unmittelbar von dem Primärpartikelfilter auf einer Temperatur ≤ 325 K (52 oC) zu halten.
 Bei Doppelverdünnung wird eine Probe aus dem Verdünnungstunnel zur weiteren Verdünnung in den Sekundärtunnel und dann durch die Probenahmefilter geleitet (Absatz 2.4, Abbildung 22). Die Durchflussleistung des PDP oder des CFV muss ausreichend sein, um die Temperatur des verdünnten Abgasstroms im DT im Probenahmebereich auf einer Temperatur ≤ 464 K (191 oC) zu halten. Das Sekundärverdünnungssystem muss so viel Sekundärverdünnungsluft liefern, dass der doppelt verdünnte Abgasstrom unmittelbar vor dem Primärpartikelfilter auf einer Temperatur ≤ 325 K (52 oC) gehalten werden kann.
 DAF: Verdünnungsluftfilter
 Es wird empfohlen, die Verdünnungsluft zu filtern und durch Aktivkohle zu leiten, damit Hintergrund-Kohlenwasserstoffe entfernt werden. Auf Verlangen des Motorherstellers ist nach guter technischer Praxis eine Verdünnungsluftprobe zur Bestimmung des Raumluft-Partikelgehalts zu nehmen, der dann vom gemessenen Partikelgehalt des verdünnten Abgases abgezogen werden kann.
 Partikel-Probenahmesonde
 Die Sonde bildet den vordersten Abschnitt des PTT und
 a)
 muss gegen den Strom gerichtet an einem Punkt angebracht sein, wo die Verdünnungsluft und die Abgase gut vermischt werden, d. h. in der Mittellinie des Verdünnungstunnels DT ungefähr 10 Tunneldurchmesser in Strömungsrichtung nach dem Punkt, an dem die Abgase in den Verdünnungstunnel eintreten,
 b)
 muss einen Innendurchmesser von mindestens 12 mm haben,
 (c)
 kann durch Direktbeheizung oder durch Vorheizen der Verdünnungsluft bis auf eine Wandtemperatur von höchstens 325 K (52 oC) beheizt werden, sofern die Lufttemperatur vor Eintritt des Abgases in den Verdünnungstunnel 325 K (52 oC) nicht übersteigt,
 (d)
 kann isoliert sein.
 2.4. Partikel-Probenahmesystem
 Das Partikel-Probenahmesystem wird zur