text:
Sammlung der Partikel auf dem Partikelfilter benötigt. Bei Teilstrom-Verdünnungssystemen mit Gesamtprobenahme, bei denen die gesamte Probe des verdünnten Abgases durch die Filter geleitet wird, bilden das Verdünnungssystem (Absatz 2.2, Abbildungen 14 und 18) und das Probenahmesystem in der Regel eine Einheit. Bei Teilstrom- oder Vollstrom-Verdünnungssystemen mit Teilprobenahme, bei denen nur ein Teil des verdünnten Abgases durch die Filter geleitet wird, sind das Verdünnungssystem (Absatz 2.2, Abbildungen 11, 12, 13, 15, 16, 17 und 19; Absatz 2.3, Abbildung 20) und das Probenahmesystem in der Regel getrennte Einheiten.
 In dieser Regelung gilt das Doppelverdünnungssystem (Abbildung 22) eines Vollstrom-Verdünnungssystems als spezifische Unterart eines typischen Partikel-Probenahmesystems, wie es in Abbildung 21 dargestellt ist. Das Doppelverdünnungssystem enthält alle wesentlichen Bestandteile eines Partikel-Probenahmesystems wie Filterhalter und Probenahmepumpe.
 Um eine Beeinflussung der Regelkreise zu vermeiden, wird empfohlen, die Probenahmepumpe während des gesamten Prüfverfahrens in Betrieb zu lassen. Bei der Einfachfiltermethode ist ein Bypass-System zu verwenden, um die Probe zu den gewünschten Zeitpunkten durch die Probenahmefilter zu leiten. Die Beeinflussung der Regelkreise durch den Schaltvorgang ist auf ein Mindestmaß zu begrenzen.
 Abbildung 21
 Partikel-Probenahmesystem
 Eine Probe des verdünnten Abgases wird mit Hilfe der Probenahmepumpe P durch die Partikel-Probenahmesonde PSP und das Partikelübertragungsrohr PTT aus dem Verdünnungstunnel DT eines Teilstrom- oder Vollstrom-Verdünnungssystems entnommen. Die Probe wird durch den (die) Filterhalter FH geleitet, in dem (denen) die Partikel-Probenahmefilter enthalten sind. Der Probendurchsatz wird mit dem Durchflussregler FC3 geregelt. Bei Verwendung der elektronischen Durchflussmengenkompensation EFC (siehe Abbildung 20) dient der Durchfluss des verdünnten Abgases als Steuersignal für FC3.
 Abbildung 22
 Doppelverdünnungssystem (nur Vollstromsystem)
 Eine Probe des verdünnten Abgases wird durch die Partikel-Probenahmesonde PSP und das Partikelübertragungsrohr PTT aus dem Verdünnungstunnel DT eines Vollstrom-Verdünnungssystems in den Sekundärverdünnungstunnel SDT geleitet und dort nochmals verdünnt. Anschließend wird die Probe durch den (die) Filterhalter FH geleitet, in dem (denen) die Partikelprobenamefilter enthalten sind. Der Verdünnungsluftdurchsatz ist in der Regel konstant, während der Probendurchsatz mit dem Durchflussregler FC3 geregelt wird. Bei Verwendung der elektronischen Durchflusskompensation EFC (siehe Abbildung 20) dient der Durchfluss des gesamten verdünnten Abgases als Steuersignal für FC3.
 2.4.1. Beschreibung zu den Abbildungen 21 und 22:
 PTT: Partikelübertragungsrohr (Abbildungen 21 und 22)
 Das Partikelübertragungsrohr darf höchstens 1 020 mm lang sein; seine Länge ist so gering wie möglich zu halten. Gegebenenfalls (z. B. bei Teilstrom-Verdünnungssystemen mit Teilprobenahme und bei Vollstrom-Verdünnungssystemen) ist die Länge der Probenahmesonden (SP, ISP bzw. PSP, siehe Absätze 2.2 und 2.3) darin einzubeziehen.
 Die Abmessungen betreffen
 a)
 beim Teilstrom-Verdünnungssystem mit Teilprobenahme und beim Vollstrom-Einfachverdünnungssystem den Teil vom Sondeneintritt (SP, ISP bzw. PSP) bis zum Filterhalter,
 b)
 beim Teilstrom-Verdünnungssystem mit Gesamtprobenahme den Teil vom Ende des Verdünnungstunnels bis zum Filterhalter,
 c)
 beim Vollstrom-Doppelverdünnungssystem den Teil vom Sondeneintritt (PSP)bis zum Sekundärverdünnungstunnel.
 Das Übertragungsrohr
 a)
 kann durch Direktbeheizung oder durch Vorheizen der Verdünnungsluft bis auf eine Wandtemperatur von höchstens 325K (52 oC) beheizt werden, sofern die Lufttemperatur vor Eintritt des Abgases in den Verdünnungstunnel 325 K (52 oC) nicht übersteigt;
 b)
 kann isoliert sein.
 SDT: Sekundärverdünnungstunnel (Abbildung 22)
 Der Sekundärverdünnungstunnel sollte einen Durchmesser von mindestens 75 mm haben und so lang sein, dass die


text:
doppelt verdünnte Probe mindestens 0,25 Sekunden in ihm verweilt. Die Halterung des Hauptfilters FH darf höchstens 300 mm vom Ausgang des SDT entfernt sein.
 Der Sekundärverdünnungstunnel
 a)
 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;
 b)
 kann isoliert sein.
 FH: Filterhalter (Abbildungen 21 und 22)
 Der Filterhalter muss den Vorschriften von Anlage 4 Absatz 4.1.3. dieses Anhangs entsprechen.
 Der Filterhalter
 a)
 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;
 b)
 kann isoliert sein.
 P: Probenahmepumpe (Abbildungen 21 und 22)
 Die Partikel-Probenahmepumpe muss so weit vom Tunnel entfernt sein, dass die Temperatur des einströmenden Gases auf ± 3 K konstant gehalten wird, wenn keine Durchflusskorrektur mittels FC3 erfolgt.
 DP: Verdünnungsluftpumpe (Abbildung 22)
 Die Verdünnungsluftpumpe ist so anzuordnen, dass die sekundäre Verdünnungsluft mit einer Temperatur von 298 K ± 5 K (25 oC ± 5 oC) zugeführt wird, wenn die Verdünnungsluft nicht vorgeheizt wird.
 FC3: Durchflussregler (Abbildungen 21 und 22)
 Zur Kompensation des Einflusses von Temperatur- und Gegendruckschwankungen im Probenweg auf den Durchsatz der Partikelprobe ist, falls keine anderen Mittel zur Verfügung stehen, ein Durchflussregler zu verwenden. Bei Anwendung der elektronischen Durchflusskompensation EFC (siehe Abbildung 20) ist der Durchflussregler Vorschrift.
 FM3: Durchflussmessgerät (Abbildungen 21 und 22)
 Das Gasmess- oder Durchflussmessgerät für die Partikelprobe muss so weit von der Probenahmepumpe P entfernt sein, dass die Temperatur des einströmenden Gases auf ± 3 K konstant bleibt, wenn keine Durchflusskorrektur durch FC3 erfolgt.
 FM4: Durchflussmessgerät (Abbildung 22)
 Das Gasmess- oder Durchflussmessgerät für die Verdünnungsluft muss so angeordnet sein, dass die Temperatur des einströmenden Gases bei 298 K ± 5 K (25 oC ± 5 oC) bleibt.
 BV: Kugelventil (wahlfrei)
 Der Durchmesser des Kugelventils darf nicht kleiner sein als der Innendurchmesser des Partikelübertragungsrohrs PTT, und seine Schaltzeit muss weniger als 0,5 Sekunden betragen.
 Anmerkung
 :
 Beträgt die Umgebungstemperatur in der Nähe von PSP, PTT, SDT und FH weniger als 293 K (20 oC), so sind Vorkehrungen zur Vermeidung von Partikelverlusten an den kühlen Wänden dieser Teile zu treffen. Es wird daher empfohlen, diese Teile innerhalb der in den entsprechenden Beschreibungen angegebenen Grenzwerte aufzuheizen und/oder zu isolieren. Ferner wird empfohlen, die Filteranströmtemperatur während der Probenahme nicht unter 293 K (20 oC) absinken zu lassen.
 Bei hoher Motorlast können die oben genannten Teile durch nichtaggressive Mittel wie beispielsweise ein Umluftgebläse gekühlt werden, sofern die Temperatur des Kühlmittels nicht weniger als 293 K (20 oC) beträgt.
 3. MESSUNG DER RAUCHTRÜBUNG
 3.1. Vorbemerkung
 Ausführliche Beschreibungen der empfohlenen Systeme zur Trübungsmessung finden sich in den Absätzen 3.2 und 3.3 sowie in den Abbildungen 23 und 24. Da mit verschiedenen Anordnungen gleichwertige Ergebnisse erzielt werden können, ist eine genaue Übereinstimmung mit den Abbildungen 23 und 24 nicht erforderlich. Es können zusätzliche Bauteile wie Instrumente, Ventile, Elektromagnete,

type: contracts

jurisdiction: EU


text:
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.
 Das Prinzip der Messung besteht darin, einen Lichtstrahl über eine bestimmte Strecke durch das zu messende Rauchgas zu leiten und die von ihm verursachte Lichtschwächung anhand des auf einen Empfänger auftreffenden Lichtes zu messen. Die Rauchmessung kann je nach Beschaffenheit des Gerätes im Auspuffrohr (zwischengeschalteter Vollstrom-Trübungsmesser), am Ende des Auspuffrohrs (nachgeschalteter Vollstrom-Trübungsmesser) oder durch Entnahme einer Probe aus dem Auspuffrohr (Teilstrom-Trübungsmesser) erfolgen. Damit der Absorptionskoeffizient anhand des Trübungssignals bestimmt werden kann, wird vom Hersteller die Angabe der optischen Weglänge des Instruments benötigt.
 3.2. Vollstrom-Trübungsmesser
 Es können zwei Grundtypen des Vollstrom-Trübungsmessers verwendet werden (Abbildung 23). Beim zwischengeschalteten Trübungsmesser wird die Trübung des vollen Abgasstroms innerhalb des Auspuffrohrs gemessen. Bei diesem Instrumententyp ist die effektive optische Weglänge von der Konstruktion des Trübungsmessers abhängig.
 Beim nachgeschalteten Trübungsmesser wird die Trübung des vollen Abgasstroms bei dessen Austritt aus dem Auspuffrohr gemessen. Bei diesem Instrumententyp ist die effektive optische Weglänge von der Beschaffenheit des Auspuffrohrs und der Entfernung zwischen dem Ende des Auspuffrohrs und dem Trübungsmesser abhängig.
 Abbildung 23
 Vollstrom-Trübungsmesser
 3.2.1. Beschreibung zu Abbildung 23:
 EP: Auspuffrohr
 Bei Verwendung eines zwischengeschalteten Trübungsmessers muss das Auspuffrohr auf einer Länge von drei Auspuffrohrdurchmessern vor und nach der Messzone frei von Durchmesseränderungen sein. Ist der Durchmesser der Messzone größer als der Durchmesser des Auspuffrohrs, wird ein Rohr empfohlen, das sich vor der Messzone allmählich verjüngt.
 Bei Verwendung eines nachgeschalteten Trübungsmessers müssen die letzten 0,6 m des Auspuffrohrs einen kreisrunden Querschnitt aufweisen und frei von Krümmungen und Biegungen sein. Das Ende des Auspuffrohrs ist gerade abzutrennen. Der Trübungsmesser ist mittig zum Abgasstrom in einem Abstand von höchstens 25 ± 5 mm vom Ende des Auspuffrohrs anzubringen.
 OPL: Optische Weglänge
 Länge des vom Rauchgas getrübten Lichtwegs zwischen der Lichtquelle des Trübungsmessers und dem Empfänger, wobei Korrekturen aufgrund einer durch Dichtegradienten und Saumeffekt hervorgerufenen Ungleichmäßigkeit erforderlich sein können. Die optische Weglänge ist vom Hersteller des Instruments anzugeben, wobei eventuelle Maßnahmen zum Freihalten von Russ (z. B. Spülluft) zu berücksichtigen sind. Ist die optische Weglänge nicht angegeben, muss sie gemäß ISO DIS 11614, 11.6.5, bestimmt werden. Für die korrekte Bestimmung der optischen Weglänge ist eine Mindestabgasgeschwindigkeit von 20 m/s erforderlich.
 LS: Lichtquelle
 Die Lichtquelle muss aus einer Glühlampe mit einer Farbtemperatur von 2 800 bis 3 250 K oder einer grünen Leuchtdiode (LED) mit einer spektralen Höchstempfindlichkeit von 550 bis 570 nm bestehen.
 LD: Lichtdetektor
 Der Detektor muss aus einer Fotozelle oder einer Fotodiode (erforderlichenfalls mit Filter) bestehen. Ist die Lichtquelle eine Glühlampe, so muss der Empfänger eine spektrale Höchstempfindlichkeit aufweisen, die der Hellempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges angepasst ist (Höchstempfindlichkeit im Bereich von 550-570 nm, weniger als 4 % dieser Höchstempfindlichkeit unter 430 nm und über 680 nm).
 CL: Kollimatorlinse
 Das ausgesandte Licht ist zu einem Strahl mit einem Höchstdurchmesser von 30 mm zu kollimieren. Die einzelnen Strahlen des Lichtstrahls


text:
müssen mit einer Toleranz von 3o parallel zur optischen Achse verlaufen.
 T1: Temperatursensor (wahlfrei)
 Auf Wunsch kann die Abgastemperatur während des Prüfverlaufs überwacht werden.
 3.3. Teilstrom-Trübungsmesser
 Beim Teilstrom-Trübungsmesser (Abbildung 24) wird eine repräsentative Abgasprobe aus dem Auspuffrohr entnommen und durch eine Übertragungsleitung zur Messkammer geleitet. Bei diesem Instrumententyp ist die effektive optische Weglänge von der Konstruktion des Trübungsmessers abhängig. Die im folgenden Absatz genannten Ansprechzeiten gelten für den vom Instrumentenhersteller angegebenen Mindestdurchfluss des Trübungsmessers.
 Abbildung 24
 Teilstrom-Trübungsmesser
 3.3.1. Beschreibung zu Abbildung 24:
 EP: Auspuffrohr
 Das Auspuffrohr muss auf einer Länge von mindestens sechs Rohrdurchmessern vor dem Eintritt der Sonde und von mindestens drei Rohrdurchmessern nach diesem Punkt geradlinig sein.
 SP: Probenahmesonde
 Die Probenahmesonde muss aus einem offenen Rohr bestehen, das ungefähr in der Achse des Auspuffrohrs angebracht und der Strömungsrichtung zugewandt ist. Der Abstand zur Wand des Auspuffrohrs muss mindestens 5 mm betragen. Die Sonde muss einen durchmesserhaben, der eine repräsentative Probenahme und einen ausreichenden Durchfluss durch den Trübungsmesser gewährleistet.
 TT: Übertragungsrohr
 Das Übertragungsrohr
 a)
 muss so kurz wie möglich sein, und am Eingang der Messkammer muss eine Abgastemperatur von 373 ± 30 K (100 oC ± 30 oC) gewährleistet sein,
 b)
 muss eine Wandtemperatur haben, die so weit über dem Taupunkt des Abgases liegt, dass Kondensation verhindert wird,
 c)
 muss über seine gesamte Länge denselben Durchmesser haben wie die Probenahmesonde,
 d)
 muss bei Mindestdurchfluss durch das Instrument eine nach Anlage 4 Absatz 5.2.4 dieses Anhangs bestimmte Ansprechzeit von weniger als 0,05 s haben,
 e)
 darf keinen nennenswerten Einfluss auf den Rauchspitzenwert haben.
 FM: Durchflussmessgerät
 Instrument zur Überwachung eines korrekten Stroms in die Messkammer. Der Mindest- und Höchstdurchfluss ist vom Hersteller des Instruments anzugeben, wobei gewährleistet sein muss, dass die Anforderungen an die Ansprechzeit des TT und die optische Weglänge erfüllt werden.
 MC: Messkammer
 Das Innere der Messkammer muss eine nichtreflektierende Oberfläche oder gleichwertige optische Eigenschaften haben. Auf den Detektor fallendes Licht, das von inneren Reflexen oder von Lichtstreuung herrührt, muss auf ein Mindestmaß beschränkt sein.
 Der Druck der Abgase in der Messkammer darf vom atmosphärischen Druck um höchstens 0,75 kPa abweichen. Kann diese Anforderung konstruktionsbedingt nicht erfüllt werden, so ist der Ablesewert des Trübungsmessers auf atmosphärischen Druck umzurechnen.
 Die Wandtemperatur der Messkammer ist auf ± 5 K auf eine Temperatur zwischen 343 K (70 oC) und 373 K (100 oC) einzustellen, muss aber stets so weit über dem Taupunkt des Abgases liegen, dass Kondensation vermieden wird. Die Messkammer muss mit geeigneten Temperaturmesseinrichtungen versehen sein.
 OPL: Optische Weglänge
 Länge des vom Rauchgas getrübten Lichtweges zwischen der Lichtquelle des Trübungsmessers und dem Empfänger, wobei Korrekturen aufgrund einer durch Dichtegradienten und Saumeffekt hervorgerufenen Ungleichmäßigkeit erforderlich sein können. Die optische Weglänge ist vom Hersteller des Instruments anzugeben, wobei eventuelle Maßnahmen zum Freihalten von Russ (z. B. Spülluft) zu berücksichtigen sind. Ist die optische Weglänge nicht angegeben, muss sie gemäß ISO DIS 11614, 11.6.5, bestimmt werden.
 LS: Lichtquelle
 Die Lichtquelle muss aus einer Glühlampe mit einer Farbtemperatur von 2 800 bis 3 250 K oder einer grünen Leuchtdiode (LED) mit einer spektralen Höchstempfindlichkeit von


text:
550 bis 570 nm bestehen.
 LD: Lichtdetektor
 Der Detektor muss aus einer Fotozelle oder einer Fotodiode (erforderlichenfalls mit Filter) bestehen. Ist die Lichtquelle eine Glühlampe, so muss der Empfänger eine spektrale Höchstempfindlichkeit aufweisen, die der Hellempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges angepasst ist (Höchstempfindlichkeit im Bereich von 550-570 nm, weniger als 4 % dieser Höchstempfindlichkeit unter 430 nm und über 680 nm).
 CL: Kollimatorlinse
 Das ausgesandte Licht ist zu einem Strahl mit einem Höchstdurchmesser von 30 mm zu kollimieren. Die einzelnen Strahlen des Lichtstrahls müssen mit einer Toleranz von 3o parallel zur optischen Achse verlaufen.
 T1: Temperatursensor
 Zur Überwachung der Abgastemperatur am Eingang der Messkammer.
 P: Probenahmepumpe (wahlfrei)
 Es kann eine in Strömungsrichtung hinter der Messkammer befindliche Probenahmepumpe verwendet werden, um die Gasprobe durch die Messkammer zu leiten.
 ANHANG 4B
 Prüfung von Selbstzündungsmotoren und mit Erdgas (NG) oder Flüssiggas (LPG) betriebenen Fremdzündungsmotoren hinsichtlich ihrer Schadstoffemissonen nach dem welweit harmonisierten Prüfzyklus für schwere Nutzfahrzeuge (WHDC, Globale Technische Regelung (GTR) Nr. 4)
 1. ANWENDUNG
 Dieser Anhang gilt derzeit nicht für die Typgenehmigung nach dieser Regelung. Er wird zu einem späteren Zeitpunkt anwendbar.
 2.
 Frei (1).
 3. BEGRIFFSBESTIMMUNGEN UND ABKÜRZUNGEN
 3.1. Begriffsbestimmungen
 Im Sinne dieser Regelung ist/sind
 3.1.1.
 „laufende Regenerierung“ Regenerierung eines Abgasnachbehandlungssystems, die kontinuierlich oder mindestens einmal je WHTC-Prüfzyklus stattfindet; für einen solchen Regenerierungsprozess ist kein besonderes Prüfverfahren erforderlich;
 3.1.2.
 „Ansprechverzögerung“ die Zeitspanne zwischen einer Veränderung der Konzentration eines Schadstoffes am jeweiligen Bezugspunkt und der Anzeige von 10 % des abgelesenen Endwertes (t10
 ). Bei gasförmigen Stoffen ist das im Wesentlichen die Zeit für die Strömung des gemessenen Stoffes von der Probenahmesonde zum Detektor.
 3.1.3.
 „DeNOx-System“ ein Abgasnachbehandlungssystem, das dazu bestimmt ist, Emissionen von Stickstoffoxiden (NOx) zu vermindern (es gibt derzeit aktive und passive NOx-Katalysatoren, NOx-Adsorber und Systeme zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR));
 3.1.4.
 „Dieselmotor“ ein Motor, der nach dem Prinzip der Kompressionszündung arbeitet;
 3.1.5.
 „Motorenfamilie“ die von einem Hersteller festgelegte Gruppe von Motoren mit konstruktionsbedingt ähnlichen Abgas-Emissionseigenschaften gemäß Anhang II Absatz 5.2 dieses Anhangs; die einzelnen Motoren der Familie dürfen die geltenden Emissionsgrenzwerte nicht überschreiten;
 3.1.6.
 „Motorsystem“ der Motor, die emissionsmindernden Einrichtungen und die Kommunikationsschnittstellen (Hardware und Meldungen) zwischen dem elektronischen Motorsteuergerät und anderen Antriebs- oder Fahrzeugsteuergeräten;
 3.1.7.
 „Motortyp“ eine Gesamtheit von Motoren, die sich in ihren wesentlichen Merkmalen nicht unterscheiden;
 3.1.8.
 „Abgasnachbehandlungssystem“ ein Katalysator (Oxidations- oder Dreiwegekatalysator), ein DeNOx-System, eine DeNOx-Partikelfilter-Kombination oder eine andere auf der Abgasseite des Motors installierte emissionsmindernde Einrichtung; die Abgasrückführung gilt nicht als Abgasnachbehandlungssystem, sondern als Bestandteil des Motorsystems;
 3.1.9.
 „Vollstromverdünnung“ die Vermischung des gesamten Abgasstroms mit Verdünnungsluft vor Abtrennung eines Teils des verdünnten Abgases zur Analyse;
 3.1.10.
 „Gasmotor“ ein Motor, der mit Erdgas oder Flüssiggas betrieben wird;
 3.1.11.
 „Gasförmige Schadstoffe“ Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und/oder Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe (unter der Annahme von CH1,85 für Dieselkraftstoff, CH2,525 für Flüssiggas und CH2,93 für Erdgas und eines einem Moleküls CH3O0,5 bei mit Ethanol betriebenen Selbstzündungsmotoren), Methan (unter Annahme von CH4 für Erdgas) und Stickstoffoxide, letztere ausgedrückt als Stickstoffdioxid (NO2)-Äquivalent;
 3.1.12.
 „hohe Drehzahl (n
 hi)“ die höchste Motordrehzahl, bei der sich 70 % der angegebenen Höchstleistung einstellen;
 3.1.13.
 „niedrige Drehzahl (n
 lo)“ die niedrigste Motordrehzahl,


text:
bei der sich 50 % der angegebenen Höchstleistung einstellen;
 3.1.14.
 „Höchstleistung (Pmax)“ die vom Hersteller angegebene größte Motorleistung in kW;
 3.1.15.
 „Drehzahl bei maximalem Drehmoment“ die Drehzahl, bei der der Motor das vom Hersteller angegebene höchste Drehmoment abgibt;
 3.1.16.
 „Stamm-Motor“ einen innerhalb einer Motorenfamilie ausgewählten Motor, dessen Emissionseigenschaften für die Motorenfamilie repräsentativ sind;
 3.1.17.
 „Partikelfilter“ ein Abgasnachbehandlungssystem, das luftverunreinigende Partikel (PM) nach einem mechanischen, aerodynamischen, Diffusions- oder Trägheitsverfahren aus dem Abgas abscheidet;
 3.1.18.
 „Teilstromverdünnung“ die Abtrennung eines Teils des Gesamtabgasstroms und die Vermischung dieses Teils mit einer ausreichenden Menge Verdünnungsluft vor dem Eintritt in den Partikel-Probenahmefilter;
 3.1.19.
 „luftverunreinigende Partikel“ Abgasbestandteile, die bei einer Temperatur von 315 K (42 oC) bis 325 K (52 oC), gemessen unmittelbar vor dem Filter, nach Verdünnung der Abgase mit gefilterter reiner Luft an einem besonderen Filtermedium abgeschieden werden; das sind im Wesentlichen Kohlenstoff, kondensierte Kohlenwasserstoffe, Sulfate und dazugehöriges Wasser;
 3.1.20.
 „Teillastverhältnis“ der bei einer bestimmten Motordrehzahl zur Verfügung stehende prozentuale Anteil des höchsten Drehmoments;
 3.1.21.
 „periodische Regenerierung“ die innerhalb von weniger als 100 Stunden normalen Motorbetriebs wiederholt stattfindende Regenerierung einer emissionsmindernden Einrichtung; während der Regenerierung können Emissionsgrenzwerte überschritten werden;
 3.1.22.
 „gestufter stationärer Prüfzyklus“ ein Prüfzyklus, der aus einer Folge stationärer Prüfphasen mit festgelegten Drehzahl- und Drehmomentwerten besteht, und dessen einzelne Phasen durch definierte Stufen miteinander verbunden sind (WHSC-Zyklus).
 3.1.23.
 „Nenndrehzahl“ die vom Hersteller in seinen Kunden- und Werkstattunterlagen angegebene Motordrehzahl, bei der bei Volllast der Drehzahlbegrenzer einsetzt oder, wenn kein Drehzahlbegrenzer vorhanden ist, die Drehzahl, bei der die vom Hersteller in seinen Kunden- und Werkstattunterlagen angegebene Höchstleistung des Motors erreicht wird;
 3.1.24.
 „Ansprechzeit“ die Zeitspanne zwischen einer plötzlichen Veränderung der am Bezugspunkt zu messenden Schadstoffkonzentration und der entsprechenden Reaktion des Messsystems, wobei die Veränderung der Messgröße mindestens 60 % vom Skalenendwert beträgt und innerhalb von weniger als 0,1 Sekunden stattfindet; die Systemansprechzeit (t90) setzt sich zusammen aus der Ansprechverzögerung und der Anstiegzeit (siehe auch ISO 16183);
 3.1.25.
 „Anstiegzeit“ die Zeit für den Anstieg des angezeigten Messwertes von 10 % auf 90 % des Endwertes (t90 — t10
 ).
 3.1.26.
 „spezifische Emissionen“ die Schadstoffemissionen ausgedrückt in g/kWh.
 3.1.27.
 „Prüfzyklus“ eine Abfolge von Prüfphasen mit jeweils einer bestimmten Drehzahl und einem bestimmten Drehmoment, die der Motor unter stationären (WHSC-Prüfung) oder instationären Bedingungen (WHTC-Prüfung) durchlaufen muss;
 3.1.28.
 „Wandlungszeit“ die Zeitspanne von der Veränderung einer Größe an der Probenahmesonde und der Anzeige von 50 % des Endwertes durch das Messsystem (t50
 ). Die Wandlungszeit wird dem Signalabgleich verschiedener Messinstrumente zugrunde gelegt.
 3.1.29.
 „instationärer Prüfzyklus“ ein Prüfzyklus, bei dem normierte Drehzahl- und Drehmomentwerte in rascher Folge wechseln (WHTC).
 3.1.30.
 „Dauerhaltbarkeit“ die Laufleistung oder Betriebsdauer, über die die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte für gasförmige Schadstoffe und luftverunreinigende Partikel gewährleistet sein muss;
 Abbildung 1
 Begriffe des Systemansprechverhaltens
 3.2. Symbole für Prüfkennwerte
 Symbol
 Maßeinheit
 Begriff
 A/F
 st
 —
 stöchiometrisches Kraftstoff-Luft-Verhältnis
 c
 ppm/Vol- %
 Konzentration
 c
 d
 ppm/Vol- %
 Konzentration, trocken
 c
 w
 ppm/Vol- %
 Konzentration, feucht
 cb
 ppm/Vol- %
 Hintergrundkonzentration
 C
 d
 —
 Durchflusskoeffizient des SSV-CVS
 d
 m
 Durchmesser
 d
 V
 m
 Durchmesser des Veturirohrs an der Einschnürung
 D
 0
 m3/s
 Achsabschnitt der PDP


text:
Kalibrierfunktion
 D
 —
 Verdünnungsfaktor.
 Δt
 s
 Zeitspanne
 e
 gas
 g/kWh
 Spezifische Emissionen gasförmiger Schadstoffe
 e
 PM
 g/kWh
 Spezifische Partikelemissionen
 e
 p
 g/kWh
 Spezifische Emissionen während der Regenerierung
 e
 w
 g/kWh
 gewichtete spezifische Emissionen
 E
 CO2
 %
 CO2-Querempfindlichkeit des NOx-Analysators
 E
 E
 %
 Ethan-Wirkungsgrad
 E
 H2O
 %
 Wasser-Querempfindlichkeit des NOx-Analysators
 E
 M
 %
 Methan-Wirkungsgrad
 E
 NOx
 %
 Efficiency of NOx converter
 f
 Hz
 Datenerfassungsfrequenz
 f
 a
 —
 Atmosphärischer Faktor im Labor
 F
 s
 —
 stöchiometrischer Faktor
 H
 a
 g/kg
 relative Feuchtigkeit der Ansaugluft
 H
 d
 g/kg
 relative Feuchtigkeit der Verdünnungs-/Ansaugluft
 i
 —
 Index zur Kennzeichnung einer Momentanmessung (z. B. 1 Hz)
 k
 f
 —
 kraftstoffspezifischer Faktor
 k
 h, D
 —
 Feuchtigkeitskorrekturfaktor für NOx bei Selbstzündungsmotoren
 k
 h, G
 —
 Feuchtigkeitskorrekturfaktor für NOx bei Fremdzündungsmotoren
 k
 r
 —
 Regenerationsfaktor
 k
 w, a
 —
 Korrekturfaktor für Umrechnung vom trockenen zum feuchten Bezugszustand der Verdünnungsluft
 k
 w, d
 —
 Korrekturfaktor für Umrechnung vom trockenen zum feuchten Bezugszustand der Verdünnungsluft
 k
 w, e
 —
 Korrekturfaktor für Umrechnung vom trockenen zum feuchten Bezugszustand des verdünnten Abgases
 k
 w, r
 —
 Korrekturfaktor für Umrechnung vom trockenen zum feuchten Bezugszustand des Rohabgases
 K
 V
 —
 CFV-Kalibrierfunktion
 λ
 —
 Luftüberschussfaktor
 m
 d
 kg
 Masse der durch die Partikel-Probenahmefilter geleiteten Probe der verdünnten Luft
 m
 ed
 kg
 Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den Zyklus
 m
 edf
 kg
 Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den Zyklus
 m
 ew
 kg
 Gesamtmasse des Abgases über den Zyklus
 m
 f
 mg
 Abgeschiedene Partikel-Probenahmemasse
 m
 f, d
 mg
 Abgeschiedene Partikel-Probenahmemasse der Verdünnungsluft
 m
 gas
 g
 Masse der gasförmigen Schadstoffemissionen über den Zyklus
 m
 PM
 g
 Masse der Partikelemissionen über den Zyklus
 m
 se
 kg
 Masse der Abgasproben über den Zyklus
 m
 sed
 kg
 Masse des verdünnten Abgases, das den Verdünnungstunnel durchströmt
 m
 sep
 kg
 Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelsammelfilter durchströmt
 m
 ssd
 kg
 Masse der Sekundärverdünnungsluft
 M
 a
 g/mol
 Molmasse der Ansaugluft
 M
 e
 g/mol
 Molmasse des Abgases
 M
 gas
 g/mol
 Molmasse der gasförmigen Bestandteile
 n
 —
 Zahl der Messungen
 nr
 —
 Zahl der Messungen während der Regenerierung
 n
 min-1
 Drehzahl
 n
 hi
 min-1
 hohe Motordrehzahl
 n
 lo
 min-1
 niedrige Motordrehzahl
 n
 pref
 min-1
 vorgezogene Motordrehzahl
 n
 p
 s-1
 PDP-Pumpendrehzahl
 p
 a
 kPa
 Sättigungsdampfdruck der Motoransaugluft
 p
 b
 kPa
 Barometrischer Gesamtdruck
 p
 d
 kPa
 Sättigungsdampfdruck der Verdünnungsluft
 p
 p
 kPa
 Absoluter Druck
 p
 r
 kPa
 Wasserdampfdruck nach dem Kühlbad
 p
 s
 kPa
 Trockener atmosphärischer Druck
 qm
 ad
 kg/s
 Massendurchsatz der Ansaugluft, trocken
 qm
 aw
 kg/s
 Massendurchsatz der Ansaugluft, feucht
 qm
 Ce
 kg/s
 Kohlenstoff-Massendurchsatz des Rohabgases
 qm
 Cf
 kg/s
 Kohlenstoff-Massendurchsatz in den Motor
 qm
 Cp
 kg/s
 Kohlenstoff-Massendurchsatz im Teilstrom-Verdünnungssystem
 qm
 dew
 kg/s
 Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht
 qm
 dw
 kg/s
 Massendurchsatz der Verdünnungsluft, feucht
 qm
 edf
 kg/s
 Äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht
 qm
 ew
 kg/s
 Massendurchsatz des Abgases, feucht
 qm
 ex
 kg/s
 Massendurchsatz der aus dem Verdünnungtunnel entnommenen Probe
 qm
 f
 kg/s
 Kraftstoffmassendurchsatz
 qm
 p
 kg/s
 Massendurchsatz des in das Teilstrom-Verdünnungssystem einströmenden Abgases
 qv
 CVS
 m3/s
 CVS-Volumendurchsatz
 qv
 s
 dm3/min
 Volumendurchsatz des Probenstroms in das Analysiergerät
 qv
 t
 cm3/min
 Massendurchsatz des Tracergases
 r
 d


text:
—
 Verdünnungsverhältnis
 r
 D
 —
 Durchmesserverhältnis SSV-CVS
 r
 h
 —
 FID-Ansprechfaktor für Kohlenwasserstoffe
 r
 m
 —
 FID-Ansprechfaktor für Methanol
 r
 p
 —
 Druckverhältnis SSV-CVS
 r
 s
 —
 Durchschnittliches Probenahmeverhältnis
 ρ
 kg/m3
 Dichte
 ρe
 kg/m3
 Abgasdurchsatz
 σ
 Standard deviation
 T
 K
 Absolute Temperatur
 T
 a
 K
 Absolute Temperatur der Ansaugluft
 t
 s
 Zeit
 t
 10
 s
 Zeit zwischen Sprungeingangssignal und 10 % des angezeigten Endwertes
 t
 50
 s
 Zeit zwischen Sprungeingangssignal und 50 % des angezeigten Endwertes
 t
 90
 s
 Zeit zwischen Sprungeingangssignal und 90 % des angezeigten Endwertes
 u
 —
 Verhältnis Dichte eines Schadstoffes/Abgasdichte
 V
 0
 m3/r
 PDP-Volumendurchsatz je Umdrehung
 V
 s
 dm3
 Systemvolumen des Analysiergerätes
 W
 act
 kWh
 Tatsächliche Zyklusarbeit
 W
 ref
 kWh
 Bezugszyklusarbeit
 X
 0
 m3/r
 PDP-Kalibrierfunktion
 3.3. Symbole für die Kraftstoffzusammensetzung
 w
 ALF
 Wasserstoffgehalt des Kraftstoffes in Massen- %
 w
 BET
 Kohlenstoffgehalt des Kraftstoffes in Massen- %
 w
 GAM
 Schwefelgehalt des Kraftstoffes in Massen- %
 w
 DEL
 Stickstoffgehalt des Kraftstoffes in Massen- %
 w
 EPS
 Sauerstoffgehalt des Kraftstoffes in Massen- %
 α
 Molverhältnis für Wasserstoff (H/C)
 γ
 Molverhältnis für Schwefel (S/C)
 δ
 Molverhältnis für Stickstoff (N/C)
 ε
 Molverhältnis für Sauerstoff (O/C)
 für einen Kraftstoff CHαOεNδSγ
 3.4. Symbole für die chemischen Bestandteile
 C1
 C1-äquivalenter Kohlenwasserstoff
 CH4
 Methan
 C2H6
 Ethan
 C3H8
 Propan
 CO
 Kohlenmonoxid
 CO2
 Kohlendioxid
 DOP
 Dioctylphthalat
 HC
 Kohlenwasserstoffe
 H2O
 Wasser
 NMHC
 Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe
 NOx
 Stickoxid
 NO
 Stickstoffmonoxid
 NO2
 Stickstoffdioxid
 PM
 Partikel
 3.5. Abkürzungen
 CFV
 Venturi-Rohr mit kritischer Strömung
 CLD
 Chemilumineszenzanalysator
 CVS
 Constant Volume Sampling (Konstantstrom-Probenahme)
 DeNOx
 NOx-Abgasnachbehandlungssystem
 EGR
 Abgasdurchsatz
 FID
 Flammenionisationsdetektor
 GC
 Gaschromatograf
 HCLD
 beheizter Chemilumineszenzanalysator
 HFID
 beheizter Flammenionisationsdetektor
 LPG
 Flüssiggas
 NDIR
 nichtdispersiver Ultraviolett-Resonanzabsorber
 NG
 Erdgas
 NMC
 Nicht-Methan-Cutter
 PDP
 Verdrängerpumpe
 % FS
 % vom Skalenendwert
 PFS
 Teilstrom-Trübungsmesser
 SSV
 Subsonisches Venturirohr
 VGT
 Turbine mit veränderlicher Schaufelgeometrie
 4. ALLGEMEINE VORSCHRIFTEN
 Das Motorsystem muss so konstruiert, gefertigt und montiert sein, dass der Motor im normalen Betrieb während seiner in dieser Regelung festgelegten Betriebsdauer die Anforderungen dieses Anhangs erfüllt.
 5. ANFORDERUNGEN
 5.1. Emissionen gasförmiger Schadstoffe und luftverunreinigender Partikel
 Die vom Motor emittierten gasförmigen Schadstoffe und luftverunreinigenden Partikel sind nach dem WHTC- und dem WHSC-Prüfzyklus zu bestimmen, die in Absatz 7 beschrieben werden. Die Messsysteme müssen die Linearitätsanforderungen des Absatzes 9.2 erfüllen und den Vorschriften von Absatz 9.3 (Messung der gasförmigen Emissionen) von Absatz 9.4 (Messung der Partikelemissionen) und von Anlage 3 zu diesem Anhang entsprechen.
 Andere Systeme oder Analysatoren können vom Technischen Dienst zugelassen werden, wenn mit ihnen erwiesenermaßen gleichwertige Ergebnisse erzielt werden.
 5.1.1. Feststellung der Gleichwertigkeit von Systemen
 Die Gleichwertigkeit von Systemen ist durch eine einer sieben oder mehr Probenpaare umfassende Korrelationsstudie zwischen dem zu prüfenden System und einem der Bezugssysteme dieses Anhangs zu ermitteln.
 „Ergebnisse“ sind hier die gewichteten Emissionswerte eines speziellen Zyklus. Die Korrelationsprüfungen sind im selben Labor, in derselben Prüfzelle und mit demselben Motor durchzuführen und finden vorzugsweise gleichzeitig statt. Die Gleichwertigkeit der Mittelwerte der Probenpaare ist wie in Anlage 4 zu diesem Anhang beschrieben statistisch im F-Test und im t-Test zu ermitteln. Ausreißer sind nach ISO 5725 zu ermitteln und bleiben unberücksichtigt. Die für die Korrelationsprüfungen zu verwendenden Systeme sind von der Typgenehmigungsbehörde zu genehmigen.
 5.2. Motorenfamilie


text:
5.2.1. Allgemeines
 Eine Motorenfamilie ist durch ihre Kenndaten bestimmt. Die Motoren einer Familie haben die gleichen Kenndaten. Welche Motoren zu einer Familie gehören, kann der Hersteller nach eigenem Ermessen festlegen, solange er sich dabei an die Vorschriften des Absatzes 5.2.3 hält. Die Motorenfamilie ist von der Typgenehmigungsbehörde zu genehmigen. Der Hersteller stellt der Typgenehmigungsbehörde ausreichende Daten zu den Emissionen der Motoren einer Familie zur Verfügung.
 5.2.2. Sonderfälle
 In manchen Fällen ist eine Wechselwirkung zwischen den Kenndaten möglich. Diese Wirkungen müssen ebenfalls berücksichtigt werden, damit gewährleistet ist, dass einer Motorenfamilie nur Motoren mit ähnlichen Emissionseigenschaften zugeordnet werden. Diese Fälle sind vom Hersteller zu ermitteln und der Genehmigungsbehörde mitzuteilen. Sie sind dann bei der Festlegung einer neuen Motorenfamilie zu berücksichtigen.
 Sind Einrichtungen oder Merkmale vorhanden, die in Absatz 5.2.3 nicht aufgeführt sind, aber die Emissionseigenschaften stark beeinflussen, so muss der Hersteller nach den Regeln der guten Ingenieurpraxis auf sie hinweisen und sie der Typgenehmigungsbehörde miteilen. Sie werden dann bei der Festlegung einer neuern Motorenfamilie berücksichtigt.
 Zusätzlich zu den in Absatz 5.2.3 aufgeführten Kenndaten kann der Hersteller weitere Merkmale für die Festlegung kleinerer Motorenfamilien einführen. Diese Merkmale müssen keinen Einfluss auf die Emissionseigenschaften haben.
 5.2.3. Kenndaten für die Festlegung der Motorenfamilie
 5.2.3.1.
 Arbeitsweise
 a)
 Zweitakt
 b)
 Viertakt
 c)
 Drehkolbenmotor
 d)
 andere Arbeitsweise
 5.2.3.2.
 Zahl und Anordnung der Zylinder
 5.2.3.2.1.
 Anordnung der Zylinder
 a)
 V-förmig
 b)
 in Reihe
 (c)
 radial
 (d)
 andere Anordnung (gegenüberliegend, W-förmig usw.)
 5.2.3.2.2.
 Lage der Zylinder zueinander
 Motoren mit identischem Block können derselben Familie angehören, wenn sie dasselbe Zylinderstichmaß haben.
 5.2.3.3.
 Hauptkühlmittel
 a)
 Luft
 b)
 Wasser
 (c)
 Öl
 5.2.3.4.
 Hubraum je Zylinder:
 5.2.3.4.1.
 Motoren mit einem Einzelhubraum ≥ 0,75 dm3
 Motoren mit einem Einzelhubraum ≥ 0,75 dm3 können zu einer Familie zusammengefasst werden, wenn die Spannweite ihrer Einzelhubräume nicht mehr als 15 % des größten Einzelhubraums innerhalb der Familie beträgt.
 5.2.3.4.2.
 Motoren mit einem Einzelhubraum < 0,75 dm3
 Motoren mit einem Einzelhubraum < 0,75 dm3 können zu einer Familie zusammengefasst werden, wenn die Spannweite ihrer Einzelhubräume nicht mehr als 30 % des größten Einzelhubraums innerhalb der Familie beträgt.
 5.2.3.4.3.
 Motoren mit Einzelhubräumen außerhalb der vorstehend genannten Grenzen
 Motoren mit Einzelhubräumen außerhalb der in den Absätzen 5.2.3.4.1 und 5.2.3.4.2 genannten Grenzen können mit Genehmigung der Typgenehmigungsbehörde zu einer Familie zusammengefasst werden. Die Entscheidung über die Genehmigung ist auf technische Befunde (Berechnungen, Simulationen, Versuchsergebnisse usw.) zu gründen, die belegen, dass Einzelhubräume außerhalb dieser Grenzen keinen nennenswerten Einfluss auf die Abgasemissionen haben.
 5.2.3.5.
 Art der Luftansaugung
 a)
 Saugmotoren
 b)
 aufgeladene Motoren
 c)
 aufgeladene Motoren mit Ladeluftkühlung
 5.2.3.6.
 Kraftstoffart
 a)
 Diesel
 b)
 Erdgas
 (c)
 Flüssiggas
 (d)
 Ethanol
 5.2.3.7.
 Brennraumgestalt
 a)
 offener Brennraum
 b)
 unterteilter Brennraum
 (c)
 andere Gestalt
 5.2.3.8.
 Art der Zündung
 a)
 Fremdzündung
 b)
 Selbstzündung
 5.2.3.9.
 Ventile und Kanäle
 a)
 Anordnung
 b)
 Zahl der Ventile je Zylinder
 5.2.3.10.
 Kraftstoffsystem
 a)
 für flüssigen Kraftstoff
 i)
 Pumpe, Hochdruckleitung und Injektor
 ii)
 Reihen- oder Verteilereinspritzpumpe
 iii)
 Pumpe-Düse-System
 iv)
 Common-Rail-Einspritzsystem
 v)
 Vergaser
 vi)
 anderes
 b)
 für gasförmigen Kraftstoff
 i)
 Gas führend
 ii)
 Flüssigkeit führend
 iii)
 Mischer
 iv)
 anderes
 (c)
 Anderes Kraaftstoffsystem
 5.2.3.11.
 Weitere Einrichtungen
 a)
 Abgasrückführung (AGR)


text:
b)
 Wassereinspritzung
 (c)
 Lufteinblasung:
 (d)
 Sonstige
 5.2.3.12.
 Strategie der elektronischen Steuerung
 Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines elektronischen Motorsteuergerätes ist ein wesentliches Kriterium für die Festlegung einer Motorenfamilie.
 Bei elektronisch gesteuerten Motoren muss der Hersteller anhand technischer Angaben darlegen, warum er die Motoren zu einer Familie zusammenfasst, d. h. den Angaben muss zu entnehmen sein, dass die Motoren voraussichtlich dieselben Emissionsgrenzwerte einhalten. Hierzu eignen sich die Ergebnisse von Berechnungen, Simulationen, Schätzungen oder Versuchen, Daten über Einspritzmegen und –verlauf usw.
 U. a. werden folgende Betriebsgrößen elektronisch gesteuert:
 a)
 Einpritz- und Zündzeitpunkt
 b)
 Einspritzdruck
 (c)
 Mehrphaseneinspritzung
 (d)
 Ladedruck
 e)
 Schaufelstellung des Turboladers
 f)
 Abgasrückführung:
 5.2.3.13.
 Abgasnachbehandlung
 Funktion und Kombination folgender Einrichtungen zur Abgasnachbehandlung sind wesentliche Kriterien für die Festlegung einer Motorenfamilie:
 a)
 Oxidationskatalysator
 b)
 Dreiwegekatalysator
 c)
 DeNOx-System mit selektiver NOx-Reduktion (Zusatz eines Reduktionsmittels)
 d)
 andere DeNOx-Systeme
 e)
 Partikelfilter mit passiver Regenerierung
 f)
 Partikelfilter mit aktiver Regenerierung
 g)
 andere Partikelfilter
 h)
 sonstige Einrichtungen
 Wurde ein Motor ohne Abgasnachbehandlungssystem als Stammmotor oder Angehöriger einer Motorenfamilie genehmigt und wird er mit einem Oxidationskatalysator ausgerüstet, so kann er in seiner bisherigen Motorenfamilie verbleiben, sofern er danach nicht andere Anforderungen an den Kraftstoff stellt.
 Stellt ein Motor nach Ausrüstung mit einem Abgasnachbehandlungssystem andere Anforderungen an den Kraftstoff (erfordert er z. B. Kraftstoff mit besonderen Additiven, damit der Partikelfilter sich regenerieren kann), so ist die Entscheidung über seinen Verbleib in der bisherigen Motorenfamilie auf technische Angaben des Herstellers zu gründen. Diese Angaben müssen erkennen lassen, dass der Motor mit dieser Ausrüstung voraussichtlich dieselben Emissionsgrenzwerte einhält wie ohne sie.
 Wurde ein Motor mit Abgasnachbehandlungssystem als Stammmotor oder Angehöriger einer Motorenfamilie genehmigt, deren Stammmotor mit demselben Abgasnachbehandlungssystem ausgestattet ist wie er, so kann dieser Motor ohne Abgasnachbehandlungssystem nicht derselben Motorenfamilie angehören.
 5.2.4. Wahl des Stammmotors
 5.2.4.1. Selbstzündungsmotoren
 Das Hauptkriterium bei der Auswahl des Stamm-Motors der Motorenfamilie muss die höchste Kraftstoffförderung je Hub bei der angegebenen Drehzahl des maximalen Drehmoments sein. Stimmen zwei oder mehr Motoren in diesem Merkmal überein, so ist die der Stamm-Motors anhand eines zweiten Kriteriums, nämlich der höchsten Kraftstoffförderung je Hub bei Nenndrehzahl, auszuwählen.
 5.2.4.2. Fremdzündungsmotoren
 Ist die Motorenfamilie von der Typgenehmigungsbehörde genehmigt, ist ihr Stammmotor nach dem Hauptkriterium des größten Hubraums auszuwählen. Stimmen zwei oder mehr Motoren in diesem Merkmal überein, so ist die Auswahl des Stammmotors anhand von sekundären Kriterien in der nachstehend angegebenen Reihenfolge vorzunehmen:
 a)
 höchste Kraftstoffförderung je Hub bei der Nennleistungsdrehzahl
 b)
 frühester Zündzeitpunkt
 (c)
 niedrigste AGR-Rate
 5.2.4.3. Anmerkungen zur Auswahl des Stammmotors
 Die Typgenehmigungsbehörde kann es für angebracht halten, die schlechtesten Emissionswerte der Motorenfamilie durch Überprüfung weiterer Motors zu bestimmen. In diesem Fall muss der Hersteller Angaben machen, anhand deren die Motoren mit den voraussichtlich höchsten Emissionswerten ermittelt werden können.
 Weisen die Motoren einer Motorenfamilie weitere veränderliche Merkmale auf, die die Abgasemissionen voraussichtlich beeinflussen, so sind diese Merkmale ebenfalls zu bestimmen und bei der Auswahl des Stammmotors zu berücksichtigen.
 Halten die Motoren einer Motorenfamilie über unterschiedliche Betriebsdauer dieselben Emissionsgrenzwerte ein, so ist das ebenfalls bei der Auswahl des Stammmotors zu berücksichtigen.
 6. PRÜFBEDINGUNGEN
 6.1. Laborbedingungen
 Die absolute Temperatur T
 a der Ansaugluft


text:
am Motoreinlass (in K) und der trockene atmosphärische Druck p
 s (in kPa) sind zu messen, und die Kennzahl f
 a ist nach den nachstehenden Formeln zu berechnen. Bei Mehrzylindermotoren mit mehreren separaten Einlasskrümmern, z. B. bei Motoren mit V-förmiger Zylinderanordnung, ist mit der mittleren Temperatur in den Einlasskrümmern zu rechnen. Die Kennzahl f
 a ist mit den Prüfergebnissen festzuhalten. Zur besseren Reproduzierbarkeit wird empfohlen, die Kennzahl f
 a in folgendem Bereich zu halten: 0,93 ≤ f
 a ≤ 1,07.
 a)
 Selbstzündungsmotoren
 Saugmotoren und mechanisch aufgeladene Motoren:
 (1)
 Motoren mit Turbolader mit oder ohne Ladeluftkühlung:
 (2)
 b)
 Selbstzündungsmotoren
 (3)
 6.2. Motoren mit Ladeluftkühlung
 Die Ladelufttemperatur ist aufzuzeichnen und darf bei Nenndrehzahl und Volllast um nicht mehr als ± 5 K von der vom Hersteller angegebenen höchsten Ladelufttemperatur abweichen. Die Kühlmitteltemperatur muss mindestens 293 K (20 oC) betragen.
 Bei Verwendung einer Prüfstandanlage oder eines externen Gebläses darf die Ladelufttemperatur bei Nenndrehzahl und Volllast um nicht mehr als ± 5 K von der vom Hersteller angegebenen höchsten Ladelufttemperatur abweichen. Die Kühlmitteltemperatur und der Kühlmitteldurchsatz des Ladeluftkühlers, die sich an diesem Betriebspunkt einstellen, dürfen während des gesamten Prüfzyklus nicht verändert werden, es sei denn, das führt zu einer für die Praxis nicht repräsentativen übermäßigen Kühlung der Ladeluft. Das Volumen des Ladeluftkühlers ist nach den Regeln der guten Ingenieurpraxis zu bemessen und muss für das Serienfahrzeug repräsentativ sein.
 6.3. Motorleistung
 Die spezifischen Emissionen sind auf der Grundlage der nicht korrigierten Motorleistung im Sinne der UN/ECE-Regelung Nr. 85 zu messen.
 Nebenaggregate, die für den Betrieb des Motors nicht notwendig, aber am Motor montiert sind, sollten für die Prüfung entfernt werden. Dazu gehören u. a.:
 a)
 der Bremsluftkompressor
 b)
 die Hydraulikpumpe für die Servolenkung
 c)
 der Kompressor der Klimaanlage
 d)
 Pumpen für hydraulische Aktuatoren
 Wurden diese Aggregate nicht entfernt, so ist die von ihnen aufgenommene Leistung zu ermitteln, um die Sollwerte zu korrigieren und um die vom Motor während des Prüfzyklus verrichtete Arbeit zu errechnen.
 6.4. Ansaugsystem
 Es ist ein Motor- oder Prüfstandsansaugsystem zu verwenden, dessen Drosselung um höchstens ± 300 Pa vom größten Wert abweicht, den der Hersteller für einen sauberen Luftfilter bei Nenndrehzahl und Volllast angibt.
 6.5. Abgasanlage
 Es ist eine Motor- oder Prüfstandsabgasanlage zu verwenden, deren Abgasgegendruck um höchstens ± 650 Pa vom größten Wert abweicht, den der Hersteller für Nenndrehzahl und Volllast angibt. die Abgasanlage muss den Vorschriften der Absätze 8.3.2.2. und 8.3.3.2 für die Abgasprobenahme entsprechen.
 6.6. Motor mit Abgasnachbehandlungssystem
 Ist der Motor mit einem Abgasnachbehandlungssystem ausgestattet, muss der Durchmesser des Auspuffrohrs über eine Strecke von mindestens vier Rohrdurchmessern vor dem Eintritt in den Diffusor ebenso groß sein wie am Fahrzeug. Der Abstand zwischen dem Austrittsflansch des Auspuffkrümmer oder des Turboladers und dem Abgasnachbehandlungssystem muss so groß sein wie am Fahrzeug oder muss innerhalb des vom Herstellers angegebenen Bereichs liegen. Für den Abgasgegendruck oder die Drosselung des Abgasstroms gelten die Bestimmungen der vorstehenden Absätze. Sie können mithilfe eines Ventils eingestellt werden. Für Blindprüfungen und die Motorabbildung kann das Gehäuse des Nachbehandlungssystems entfernt und durch einen gleichartiges Gehäuse mit inaktivem Katalysatorträger ersetzt


text:
werden.
 Die über den Prüfzyklus gemessenen Emissionen müssen für die Emissionen im praktischen Fahrtbetrieb repräsentativ sein. Ist der Motor mit einem Abgasnachbehandlungssystem ausgestattet, das ein sich verbrauchendes Reagens benötigt, so ist das für die Prüfungen zu verwendende Reagens vom Hersteller anzugeben.
 Bei Motoren, die mit einem Abgasnachbehandlungssystem mit periodischer Regenerierung nach Absatz 6.6.2 ausgestattet sind, sind die gemessenen Emissionswerte zu korrigieren, um die bei der Regenerierung ablaufenden Vorgänge zu berücksichtigen. In diesem Fall hängen die durchschnittlichen Emissionswerte davon ab, welchen Anteil die Regenerierungsvorgänge an der Dauer des Prüfzyklus haben.
 Arbeitet das Abgasnachbehandlungssystemen mit kontinuierlicher Regenerierung nach Absatz 6.6.1, ist eine solche Korrektur nicht erforderlich.
 6.6.1. Kontinuierliche Regenerierung
 Arbeitet das Abgasnachbehandlungssystemen mit kontinuierlicher Regenerierung, so ist es vor der Messung zu stabilisieren, um gleichbleibendes Emissionsverhalten zu gewährleisten.
 Der Regenerierungsvorgang muss während der WHTC-Prüfung mindestens einmal ablaufen. Der Hersteller muss die Betriebsparameter angeben, die den Regenerierungsvorgang im Normalfall auslösen (Russbeladung, Temperatur, Abgasgegendruck usw.).
 Zum Nachweis der Kontinuität des Regenerierungsvorgangs sind mindestens 3 WHTC-Prüfungen mit Warmstart durchzuführen. Während der Prüfungen sind die Abgastemperatur und der Abgasdruck (Temperatur vor und nach dem Abgasnachbehandlungssystem, Abgasgegendruck usw.) aufzuzeichnen.
 Das Abgasnachbehandlungssystem erfüllt die Anforderungen, wenn die vom Hersteller angegebenen Bedingungen während der Prüfung ausreichend lange herrschen und die gemessenen Emissionswerte um nicht mehr als ± 15 % streuen.
 Kann das Abgasnachbehandlungssystem in einen Sicherheitsmodus mit periodischer Regenerierung schalten, so ist es nach Absatz 6.6.2 zu prüfen. In diesem Fall können die geltenden Emissionsgrenzwerte überschritten werden, und die Messergebnisse werden nicht gewichtet.
 6.6.2. Periodische Regenerierung
 Bei einem Abgasnachbehandlungssystem mit periodischer Regenerierung sind die Emissionen nach Stabilisierung des Betriebsverhaltens in mindestens 3 WHTC-Prüfungen zu messen, von denen eine während und eine außerhalb eines Regenerierungsvorgangs durchzuführen ist; die Messergebnisse sind zu gewichten.
 Der Regenerierungsvorgang muss während der WHTC-Prüfung mindestens einmal ablaufen. Der Motor kann mit einem Schalter ausgestattet sein, der die Regenerierung verhindert oder ermöglicht, sofern dies ohne Einfluss auf die ursprüngliche Motorkalibrierung bleibt.
 Der Hersteller muss die Parameter, die den Regenerierungsvorgang im Normalfall auslösen (Russbeladung, Temperatur, Abgasgegendruck usw.) und die Dauer des Vorgangs (nr) angeben. Der Hersteller muss ferner alle für die Ermittlung der Zeit zwischen zwei Regenerierungen (n) benötigten Daten zur Verfügung stellen. Das genaue Verfahren für die Ermittlung dieser Zeit ist zwischen Motorhersteller und Typgenehmigungsbehörde nach bestem fachlichem Ermessen abzustimmen.
 Der Hersteller muss ein schadstoffbeladenes Abgasnachbehandlungssystem zur Verfügung stellen, damit während der WHTC-Prüfung eine Regenerierung stattfindet. Während der Motorkonditionierung darf keine Regenerierung stattfinden.
 Die mittleren Emissionswerte zwischen zwei Regenerierungen sind das arithmetische Mittel der Ergebnisse mehrerer in gleichen Zeitabständen durchgeführter WHTC-Prüfungen mit Warmstart. Es sind mindestens eine WHTC-Prüfung möglichst kurz vor einer Regenerierungsprüfung und eine WHTC-Prüfung möglichst kurz nach einer Regenerierungsprüfung durchzuführen. Alternativ kann der Hersteller Daten vorlegen, mit denen er nachweist, dass die Emissionen zwischen den Regenerierungen annähernd konstant (Veränderung max. ± 15 %) bleiben. In diesem Fall genügen die Emissionswerte nur einer WHTC-Prüfung.
 Während der Regenerierungsprüfung sind alle zur Erkennung eines Regenerierungsvorgangs notwendigen Daten (CO- und NOx-Emissionen, Abgastemperatur vor und nach der Abgasnachbehandlungsanlage, Abgasgegendruck usw.) aufzuzeichnen.
 Während des Regenerierungsvorgangs können die geltenden Emissionsgrenzwerte überschritten werden.


text:
Die gemessenen Emissionswerte sind nach Absatz 8.5.2.2 zu gewichten, das gewichtete Endergebnis darf die geltenden Grenzwerte nicht überschreiten. Das Prüfverfahren ist in Abbildung 2 schematisch dargestellt.
 Abbildung 2
 Schema der periodischen Regenerierung
 6.7. Kühlsystem
 Es ist ein Motorkühlsystem zu verwenden, mit dem der Motor auf den vom Hersteller vorgegebenen üblichen Betriebstemperaturen gehalten werden kann.
 6.8. Schmieröl
 Das zu verwendende Schmieröl ist vom Hersteller zu spezifizieren und muss für handelsübliche Schmieröle repräsentativ sein. Die Spezifikation des für die Prüfung verwendeten Schmieröls ist mit den Prüfergebnissen festzuhalten.
 6.9. Spezifikation des Bezugskraftstoffes
 Der Bezugskraftstoff für Selbstzündungsmotoren ist in Anlage 2 zu diesem Anhang spezifiziert, der Bezugskraftstoff für CNG- und LPG-betriebene Motoren in den Anhängen 6 und 7.
 Die Kraftstofftemperatur richtet sich nach den Empfehlungen des Herstellers.
 7. PRÜFVERFAHREN
 7.1. Prinzipien der Emissionsmessung
 In diesem Anhang werden zwei Messprinzipien beschrieben, die funktional gleichwertig sind. Beide Prinzipien können sowohl beim WHTC- als auch beim WHSC-Prüfzyklus angewandt werden.
 a)
 Die gasförmigen Schadstoffe werden im Rohabgas und in Echtzeit gemessen, die Partikel mit einem Teilstrom-Verdünnungssystem.
 b)
 Die gasförmigen Schadstoffe und die Partikel werden mit einem Vollstrom-Verdünnungssystem (CVS-System) gemessen.
 (c)
 Jede Kombination der beiden Prinzipien (z. B. Messung der gasförmigen Schadstoffe im Rohabgas und der Partikel mit Vollstrom-Vedünnungssystem) ist zulässig.
 Der Motor muss die nachstehend beschriebenen Prüfzyklen durchlaufen.
 7.2. Instationärer Prüfzyklus (WHTC-Zyklus)
 Der WHTC-Prüfzyklus ist in Anlage 1 als eine Folge von im Sekundenabstand wechselnden Drehzahl- und Drehmomentwerten dargestellt, die für alle von diesem Anhang erfassten Motoren gelten. Zur Durchführung der Prüfung in einer Prüfzelle sind die in % angegebenen normierten Werte mithilfe der Motorabbildungskurve in aktuelle Drehzahl- und Drehmomentwerte für den zu prüfenden Motor umzurechnen. Diese Umrechnung wird als Entnormierung bezeichnet, und der so ermittelte Prüfzyklus ist der Bezugszyklus für den zu prüfenden Motor. Dann ist der Prüflauf durchzuführen, wobei die tatsächlichen Werte für Drehzahl, Drehmoment und Leistung aufzuzeichnen sind. Zur Validierung des Prüflaufes ist anschließend eine Regressionsanalyse der Bezugswerte und der tatsächlichen Werte für Drehzahl, Drehmoment und Leistung durchzuführen.
 Zur Ermittlung der bremsspezifischen Emissionen ist die tatsächliche Zyklusarbeit durch Integration der tatsächlichen Motorleistung über dem Zyklus zu errechnen. Der Prüflauf ist gültig, wenn die tatsächliche Zyklusarbeit nicht mehr als zulässig von der Arbeit des Bezugszyklus abweicht.
 Die gasförmigen Schadstoffe können kontinuierlich erfasst oder in einem Probenahmebeutel gesammelt werden. Die Partikelprobe ist mit konditionierter Umgebungsluft zu verdünnen und an einem einzigen geeigneten Filter abzuscheiden. Der WHTC-Prüfzyklus ist in Abbildung 3 schematisch dargestellt.
 Abbildung 3
 WHTC-Prüfzyklus
 7.3. Gestufter stationärer Prüfzyklus (WHSC-Zyklus)
 Der Prüfzyklus besteht aus mehreren Drehzahl- und Leistungsphasen, die dem Bereich entsprechen, in dem Dieselmotoren normalerweise betrieben werden. In Phase 0 läuft der Motor nicht aus eigener Kraft, diese Phase wird aber rechnerisch mit einem Wichtungsfaktor (WF) von 0,24 und Emissionen und Leistung gleich Null berücksichtigt. Der Motor läuft in jeder Phase die vorgeschriebene Zeit, wobei Drehzahl und Last in den ersten 20 Sekunden jeder Phase linear verändert werden. Zur Validierung des Prüflaufes ist anschließend eine Regressionsanalyse der Bezugswerte und der tatsächlichen Werte für Drehzahl, Drehmoment und Leistung durchzuführen.
 Während der einzelnen Phasen sind die Konzentrationswerte sämtlicher


text:
gasförmiger Schadstoffe, der Abgasdurchsatz und die Leistungsabgabe zu bestimmen sowie die gemessenen Werte zu gewichten. Die gasförmigen Schadstoffe können kontinuierlich erfasst oder in einem Probenahmebeutel gesammelt werden. Die Partikelprobe ist mit konditionierter Umgebungsluft zu verdünnen. Eine Probe ist über den gesamten Prüfzyklus zu entnehmen und an einem einzigen geeigneten Filter abzuscheiden.
 Zur Ermittlung der bremsspezifischen Emissionen ist die tatsächliche Zyklusarbeit durch Integration der tatsächlichen Motorleistung über dem Zyklus zu errechnen.
 Der WHSC-Prüfzyklus ist in Tabelle 1 dargestellt. Die angegebenen Wichtungsfaktoren (WF) dienen lediglich als Anhalt. Der Zyklus umfasst eine Leerlaufphase am Beginn (Phase 1) und am Schluss (Phase 13).
 Tabelle 1
 WHSC-Prüfzyklus
 Prüfphase
 normierte Drehzahl
 ( %)
 normierte Last
 ( %)
 WF
 (nur als Anhalt)
 Dauer der Prüfphase (s) einschl. 20 s Übergangszeit
 0
 Motor im Schiebebetrieb
 —
 0,24
 —
 1
 0
 0
 0,17/2
 210
 2
 55
 100
 0,02
 50
 3
 55
 25
 0,10
 250
 4
 55
 70
 0,03
 75
 5
 35
 100
 0,02
 50
 6
 25
 25
 0,08
 200
 7
 45
 70
 0,03
 75
 8
 45
 25
 0,06
 150
 9
 55
 50
 0,05
 125
 10
 75
 100
 0,02
 50
 11
 35
 50
 0,08
 200
 12
 35
 25
 0,10
 250
 13
 0
 0
 0,17/2
 210
 Summe
 1,00
 1 895
 7.4. Ablauf der Prüfung
 Das nachstehende Ablaufdiagramm gibt schematisch wieder, wie bei der Prüfung vorzugehen ist. Die Einzelheiten jedes Schritts finden sich im laufenden Text. Abweichungen von der dargestellten Vorgehensweise sind zulässig, wenn das sinnvoll erscheint, die Bestimmungen der entsprechenden Absätze sind jedoch verbindlich.
 Beim WHTC-Zyklus wird der Motor kalt gestartet. Nach Durchlaufen des Prüfzyklus lässt man ihn abkühlen (natürliche oder Zwangskühlung), und nach einer Heißabstellphase von 5 Minuten wird ein neuer Prüfzyklus warm gestartet.
 Beim WHSC-Zyklus wird der Motor warm gestartet und nach Durchlaufen des Prüfzyklus auf die Werte der WHSC-Phase 9 vorkonditioniert.
 7.5. Abbildung des Motors
 Zur Einrichtung des WHTC und des WHSC in der Prüfzelle muss der Motor vor dem Prüflauf abgebildet werden, um die Drehzahl-Drehmoment-Kurve zu bestimmen.
 7.5.1. Bestimmung des Abbildungsdrehzahlbereichs
 Die niedrigste und die höchste Abbildungsdrehzahl ist wie folgt definiert:
 niedrigste Abbildungsdrehzahl =
 Leerlaufdrehzahl
 höchste Abbildungsdrehzahl =
 n
 hi × 1,02 oder, sofern niedriger, die Drehzahl, bei der das Volllastdrehmoment auf Null sinkt
 7.5.2. Bestimmung der Abbildungskurve
 Der Motor ist bei Höchstleistung warmzufahren, um die Motorkenndaten entsprechend den Herstellerempfehlungen und der guten Ingenieurpraxis zu stabilisieren. Ist der Motor stabilisiert, ist wie folgt vorzugehen:
 a)
 Der Motor wird ohne Last und bei Leerlaufdrehzahl betrieben.
 b)
 Der Motor wird bei Volllaststellung der Einspitzpumpe mit niedrigster Abbildungsdrehzahl betrieben.
 c)
 Die Motordrehzahl wird mit einer mittleren Geschwindigkeit von 8 ± 1 min-1/s von der niedrigsten auf die höchste Abbildungsdrehzahl gesteigert. Motordrehzahl- und -drehmomentpunkte sind mit einer Frequenz von mindestens einem Punkt pro Sekunde aufzuzeichnen.
 7.5.3. Andere Abbildungsverfahren
 Ist ein Hersteller der Auffassung, dass die oben beschriebenen Abbildungsverfahren für einen bestimmten Motor nicht sicher oder nicht repräsentativ sind, können andere Abbildungstechniken benutzt werden. Diese anderen Techniken müssen dem Zweck der beschriebenen Abbildungsverfahren genügen, der darin besteht, bei allen Motordrehzahlen, die während der Prüfzyklen auftreten, das höchste verfügbare Drehmoment zu bestimmen. Abweichungen


text:
von den in diesem Absatz beschriebenen Abbildungstechniken aufgrund sicherheitstechnischer Belange oder zugunsten einer besseren Repräsentativität müssen zusammen mit der entsprechenden Begründung von der Typgenehmigungsbehörde genehmigt werden. Auf keinen Fall jedoch darf bei Motoren mit Drehzahlregler oder Turbolader mit kontinuierlich absteigender Motordrehzahl gearbeitet werden.
 7.5.4. Wiederholungsprüfungen
 Ein Motor muss nicht vor jedem einzelnen Prüfzyklus abgebildet werden. Eine erneute Abbildung ist vor einem Prüfzyklus durchzuführen, wenn:
 a)
 ein nach technischem Ermessen unangemessen langer Zeitraum seit der letzten Abbildung verstrichen ist,
 b)
 an dem Motor mechanische Veränderungen oder Nachkalibrierungen vorgenommen wurden, die sich möglicherweise auf die Motorleistung auswirken.
 7.6. Bestimmung des bezugsprüfzyklus
 7.6.1. Entnormierung der Motordrehzahl
 Die Drehzahl ist nach folgender Gleichung zu entnormieren:
 Tatsächliche Drehzahl = n
 norm × (0,45 × n
 lo + 0,45 × n
 pref + 0,1 × n
 hi - n
 idle) × 2,0327 + n
 idle
 (4)
 Darin ist:
 n
 lo
 die niedrigste Drehzahl bei der sich 55 % der Höchstleistung einstellen
 n
 pref
 die Vorzugsdrehzahl, d. h. die Drehzahl, bei der das Integral des Drehmoments über der Drehzahl 51 % des Gesamtintegrals erreicht
 n
 hi
 die höchste Drehzahl, bei der sich 70 % der Höchstleistung einstellen
 n
 idle
 die Leerlaufdrehzahl
 wie in Abbildung 4 dargestellt.
 Abbildung 4:
 Definition der Prüfdrehzahlen
 7.6.1.1. Bestimmung der Vorzugsdrehzahl
 Aus der nach Absatz 7.5.2 bestimmten Motorabbildungskurve ist das Integral des Drehmoments von n
 idle bis n
 95h zu errechnen. Die Drehzahl n
 95h ist die höchste Drehzahl, bei der sich 95 % der Höchstleistung einstellen. Die Vorzugsdrehzahl n
 pref ist definiert als die Drehzahl bei der das Integral des Drehmoments über der Drehzahl 51 % des Gesamtintegrals erreicht wie in Abbildung 5 dargestellt.
 Abbildung 5
 Definition von n
 pref
 7.6.2. Entnormierung des Motordrehmoments
 Die im WHTC-Ablaufplan für den Motorleistungsprüfstand (Anlage 1) angegebenen Drehmomentwerte sind auf die Höchstwerte bei den jeweiligen Drehzahlen normiert. Anhand der nach Absatz 7.5.2 bestimmten Abbildungskurve sind die Drehmomentwerte des Bezugszyklus wie folgt zu entnormieren:
 (5)
 für die jeweilige tatsächliche Drehzahl gemäß Absatz 7.6.1.
 7.6.3. Beispiel eines Entnormierungsverfahrens
 Es folgt ein Beispiel, bei dem der folgende Prüfpunkt entnormiert werden soll:
 Drehzahl
 =
 43 %
 Drehmoment
 =
 82 %
 Es gelten folgende Werte:
 n
 lo
 =
 1,015 min-1
 n
 hi
 =
 2,200 min-1
 n
 pref
 =
 1,300 min-1
 n
 idle
 =
 600 min-1
 Daraus folgt
 Tatsächliche Drehzahl
 = 1,178 min-1
 wobei das in der Abbildungskurve beobachtete höchste Drehmoment 700 Nm bei 1 178 min-1 beträgt.
 = 574 Nm
 7.7. Validierung des Prüflaufs
 7.7.1. Berechnung der Zyklusarbeit
 Bei der Berechnung der Zyklusarbeit sind die während des Motoranlassens aufgenommenen Messpunkte nicht zu berücksichtigen. Die tatsächliche Zyklusarbeit W
 act (kWh) ist unter Verwendung jeweils eines Paares von aufgezeichneten Motordrehzahl- und Drehmomentmesswerten zu berechnen. Die Bezugszyklusarbeit W
 ref (kWh) ist anhand der für den Motor angegebenen Bezugswerte für Drehzahl und Drehmoment zu berechnen. Die tatsächliche Zyklusarbeit W
 act wird für den Vergleich mit der Bezugszyklusarbeit W
 ref und zum Berechnen der bremsspezifischen Emissionen (siehe Absatz 8.5.2.1) verwendet.
 In gleicher Weise ist beim Integrieren der Bezugsmotorleistung und der tatsächlichen Motorleistung vorzugehen. Sind Werte zwischen


text:
benachbarten Bezugswerten oder Messwerten zu bestimmen, so sind sie linear zu interpolieren. Bei der Integration der Bezugszyklusarbeit und der tatsächlichen Zyklusarbeit sind alle negativen Drehmomentwerte auf Null zu setzen und einzubeziehen. Findet die Integration bei einer Frequenz unter 5 Hz statt und verändert sich das Vorzeichen des Drehmomentwertes in irgendeinem Zeitintervall von plus zu minus oder von minus zu plus, so ist der negative Anteil zu berechnen und gleich Null zu setzen. Der positive Anteil ist in dem Integral zuzuschlagen.
 W
 act muss zwischen 85 % und 105 % von W
 ref betragen.
 7.7.2. Validierungsstatistik für den Prüfzyklus
 Für Drehzahl, Drehmoment und Leistung sind lineare Regressionen von Messwerten auf die Bezugswerte auszuführen.
 Zur Verringerung der Verzerrungswirkung der Zeitverzögerung zwischen den Messwerten und den Bezugszykluswerten kann die gesamte Motordrehzahl- und Drehmomentmesssignalfolge zeitlich nach vorn oder hinten (bezogen auf die Bezugsdrehzahl und -drehmomentfolge) verschoben werden. Bei einer Verschiebung der Messsignale müssen Drehzahl und Drehmoment um den gleichen Betrag und in die gleiche Richtung verschoben werden.
 Es ist die Fehlerquadratmethode anzuwenden, wobei folgende Gleichung am besten geeignet ist:
 y = mx + b
 (6)
 Darin ist:
 y
 =
 Bezugswert von Drehzahl (min-1), Drehmoment (Nm) oder Leistung (kW)
 m
 =
 Steigung der Regressionsgeraden
 x
 =
 Bezugswert von Drehzahl (min-1), Drehmoment (Nm) oder Leistung (kW)
 b
 =
 y-Achsabschnitt der Regressionsgeraden
 Die Standardabweichung vom Schätzwert (SEE) von y eingetragen über x und der Bestimmungskoeffizient (r2) sind für jede einzelne Regressionsgerade zu berechnen.
 Es empfiehlt sich, diese Analyse bei 1 Hz auszuführen. Für die Gültigkeit der Prüfung müssen die Kriterien von Tabelle 2 erfüllt sein.
 Tabelle 2:
 Zulässige Abweichung der Regressionsgeraden
 Drehzahl
 Drehmoment
 Leistung
 Standardabweichung vom Schätzwert (SEE) von Y über X
 max. 100 min-1
 max. 13 % des höchsten Drehmoments
 max. 8 % der Höchstleistung
 Steigung der Regressionsgeraden m
 0,95 bis 1,03
 0,83 bis 1,03
 0,89 bis 1,03
 Bestimmungskoeffizient r2
 min. 0,970
 min. 0,850
 min. 0,910
 Y-Achsabschnitt der Regressionsgeraden b
 ± 50 min-1
 ± 20 Nm oder ± 2 % des höchsten Drehmoments; es gilt der größere Wert
 ± 4 kW or ± 2 % der Höchstleistung; es gilt der größere Wert
 Ausschließlich für die Regressionsanalysen können die in Tabelle 3 genannten Punkte gestrichen werden. Für die Berechnung der Zyklusarbeit und der Emissionen dürfen sie jedoch nicht gestrichen werden. Ein Leerlaufpunkt ist definiert als ein Punkt, an dem das normierte Bezugsdrehmoment und die normierte Bezugsdrehzahl 0 % betragen. Punkte können über den ganzen Zyklus oder über einen Teil davon gestrichen werden.
 Tabelle 3
 Zulässige Punktstreichungen aus der Regressionsanalyse
 Bedingung
 Zu streichende Punkte
 erste 6 ± 1 Sekunden
 Drehzahl, Drehmoment, Leistung
 Volllast und Drehmomentmesswert < 95 % des Bezugswertes
 Drehmoment und/oder Leistung
 Volllast und tatsächliche Drehzahl < 95 % des Bezugswertes
 Drehzahl und/oder Leistung
 keine Last und Drehmomentmesswert > Bezugswert
 Drehmoment und/oder Leistung
 keine Last und Drehmomentmesswert > ± 2 % des höchsten Drehmoments (Leerlaufpunkt)
 Drehzahl und/oder Leistung
 keine Last und Bezugsdrehmoment < 0 % (Schiebebetrieb des Motors)
 Drehmoment und/oder Leistung
 7.8. Durchführung der Emissionsprüfung
 7.8.1. Vorbemerkung
 Die zu messenden Schadstoffemissionen eines Motors enthalten gasförmige Bestandteile (Kohlenmonoxid,


text:
Gesamtkohlenwasserstoffe oder Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe, Methan und Stickoxide) und Partikel. Zusätzlich wird Kohlendioxid häufig als Tracergas zur Bestimmung des Verdünnungsverhältnisses von Teilstrom- und Vollstromverdünnungssystemen genutzt.
 Die genannten Schadstoffe sind während der vorgeschriebenen Prüfzyklen zu messen. Die Konzentrationen der gasförmigen Schadstoffe sind entweder im Rohabgas durch Integration des Analysatorsignals über den Zyklus oder im verdünnten Abgas durch Integration oder Beutelprobenahme zu bestimmen. Zur Partikelbestimmung ist eine verhältnisgleiche Probe aus dem verdünnten Abgas (Teilstrom- oder Vollstromverdünnung) an einem spezifizierten Filter abzuscheiden. Je nach der angewandten Methode ist zur Berechnung der Massenemissionswerte der Schadstoffe der Durchsatz des verdünnten oder unverdünnten Abgases über den Zyklus zu bestimmen. Die Massenemissionswerte sind in Beziehung zu der nach Absatz 7.7.1 errechneten Motorarbeit zu setzen, um für die einzelnen Schadstoffe die je Kilowattstunde freigesetzte Menge in Gramm zu errechnen.
 7.8.2. Vor der Prüfung auszuführende Arbeiten
 Vor der Abbildung des Motors sind nach dem in Absatz 7.4 wiedergegebenen Ablaufdiagramm die vor der Prüfung notwendigen Messungen am Motor, Kontrollen der Motorleistung und Systemkalibrierungen durchzuführen.
 7.8.2.1. Abkühlen des Motors (nur bei Prüfung mit Kaltstart)
 Der Motor kann entweder natürlich abkühlen oder zwangsgekühlt werden. Für die Zwangskühlung sind nach bestem fachlichem Ermessen Systeme zu verwenden, die den Motor mit Kühlluft anblasen, kühles Öl in den Schmierölkreislauf des Motors pumpen, oder dem Motorkühlmittel oder dem Abgasnachbehandlungssystem Wärme entziehen. Bei Zwangskühlung des Abgasnachbehandlungssystems darf Kühlluft erst eingeleitet werden, nachdem seine Temperatur unter die Aktivierungstemperatur des Katalysators gefallen ist. Kühlverfahren, die zu nicht repräsentativen Emissionswerten führen, sind unzulässig.
 7.8.2.2. Vorbereitung der Partikel-Probenahmefilter
 Mindestens eine Stunde vor der Prüfung ist jeder einzelne Filter in eine teilweise abgedeckte und gegen Eindringen von Staub geschützte Petrischale zu legen und zur Stabilisierung in eine Wägekammer zu legen. Nach der Stabilisierungsphase ist jeder Filter zu wägen, und das Taragewicht ist aufzuzeichnen. Dann ist der Filter in einer verschlossenen Petrischale oder einem abgedichteten Filterhalter bis zur Verwendung aufzubewahren. Der Filter ist innerhalb von acht Stunden nach Entnahme aus der Wägekammer zu verwenden.
 7.8.2.3. Anbringung der Messgeräte
 Die Geräte und Probenahmesonden sind wie vorgeschrieben anzubringen. Das Abgasrohr ist an das Vollstromverdünnungssystem anzuschließen, sofern eines verwendet wird.
 7.8.2.4. Vorkonditionieren des Verdünnungssystems und des Motors (nur WHSC-Zyklus)
 Das Verdünnungssystem und der Motor sind in Betrieb zu setzen und aufzuwärmen. Nach dem Aufwärmen sind Motor und Probenahmesystem mindestens 10 Minuten vorzukonditionieren, indem der Motor unter den Bedingungen der Zyklusphase 9 betrieben wird, während gleichzeitig das Teilstrom-Verdünnungssystem oder das Vollstrom-Verdünnungssystem und das Sekundärverdünnungssystem arbeitet. Dabei können Partikelproben genommen werden. Sie werden aber nicht verwertet, und die Probenahmefilter müssen nicht stabilisiert oder gewogen werden und können ausgesondert werden. Die Durchflusswerte sind so einzustellen, dass sie den für die Prüfung gewählten Durchflusswerten annähernd entsprechen.
 7.8.2.5. Starten des Partikel-Probenahmesystems
 Das Partikel-Probenahmesystem ist zu starten und im Bypassmodus zu betreiben. Hintergrundkonzentration der Partikel in der Verdünnungsluft kann bestimmt werden, indem vor dem Eintritt des Abgases in den Verdünnungstunnel eine Probe aus ihr entnommen wird. Diese Messung kann vor oder nach der Prüfung vorgenommen werden. Wird sie vor und nach der Prüfung vorgenommen, sind die Ergebnisse zu mitteln. Wird für die Messung der


text:
Hintergrundkonzentration ein anderes Probenahmesystem verwendet, so ist die Messung gleichzeitig mit dem Prüflauf durchzuführen.
 7.8.2.6. Einstellung des Verdünnungssystems
 Der Strom des verdünnten Abgases in einem Vollstrom- oder Teilstrom-Verdünnungssystem ist so einzustellen, dass im System kein Wasser kondensiert und eine Filteranströmtemperatur zwischen 315 K (42 oC) and 325 K (52 oC) erreicht wird.
 7.8.2.7. Überprüfung der Analysegeräte
 Die Geräte für die Emissionsanalyse sind auf Null zu stellen, und der Messbereich ist zu kalibrieren. Sofern Probenahmebeutel zum Einsatz kommen, sind diese luftleer zu machen.
 7.8.3. Motoranlassverfahren
 7.8.3.1. Prüfung mit Kaltstart (nur WHTC-Zyklus)
 Die Prüfung ist zu beginnen, wenn die Temperatur des Schmiermittels, des Kühlmittels und des Abgasnachbehandlungssystems zwischen 293 und 303 K (20 und 30 oC) liegt. Der Motor ist nach einem der folgenden Verfahren anzulassen:
 a)
 Anlassen nach Betriebsanleitung mit einem handelsüblichen Anlasser und einer ausreichend geladenen Batterie oder einer anderen geeigneten Stromquelle;
 b)
 Anlassen mithilfe des Prüfstands. Der Motor ist mit der betriebsüblichen Drehzahl ± 25 % durchzudrehen. Der Anlassvorgang ist innerhalb von 1 Sekunde nach Anspringen des Motors zu beenden. Springt der Motor nicht spätestens nach 15 Sekunden Durchdrehen an, ist der Anlassvorgang abzubrechen und die Ursache des Nichtsanspringens zu ermitteln, sofern nicht in der Betriebsanleitung oder im Werkstatthandbuch ein längeres Durchdrehen als normal bezeichnet wird.
 7.8.3.2. Heißabstellphase (nur WHTC-Zyklus)
 Unmittelbar nach der Prüfung mit Kaltstart ist der Motor 5 + 1 Minuten heiß abzustellen.
 7.8.3.3. Prüfung mit Warmstart
 7.8.3.3.1. WHTC-Zyklus
 Der Motor ist nach Ende der in Absatz 7.8.3.2 definierten Heißabstellphase nach einem der in Absatz 7.8.3.1 beschriebenen Verfahren anzulassen.
 7.8.3.3.2. WHSC-Zyklus
 5 Minuten nach der Vorkonditionierung unter den Betriebsbedingungen der Zyklusphase 9 nach Absatz 7.8.2.4 ist der Motor nach Absatz 7.8.3.1 wie vom Hersteller in der Betriebsanleitung empfohlen mit einem handelsüblichen Anlasser anzulassen.
 7.8.4. Ablauf der Prüfung
 Die allgemeinen Vorschriften dieses Absatzes gelten für die Prüfung mit Kaltstart nach Absatz 7.8.3.1 und für die Prüfung mit Warmstart nach Absatz 7.8.3.3.
 7.8.4.1. Prüffolge
 Die Prüffolge beginnt mit dem Anlassen des Motors.
 Die Prüfung ist nach dem in Absatz 7.2 beschriebenen Bezugszyklus durchzuführen. Die Führungssollwerte für Motordrehzahl- und –drehmoment sind mit mindestens 5 Hz (empfohlen 10 Hz) auszugeben. Die Sollwerte sind durch lineare Interpolation zwischen den im Sekundenabstand angeordneten Sollwerten des Bezugszyklus zu ermitteln. Die gemessene Drehzahl und das gemessene Drehmoment des Motors sind während des Prüfzyklus mit einer Frequenz von mindestens 1 Hz aufzuzeichnen, die Signale können elektronisch gefiltert werden.
 Der WHSC-Zyklus ist in der in Absatz 7.3 angegebenen Reihenfolge der Prüfphasen durchzuführen.
 7.8.4.2. Ansprechverhalten der Analysegeräte
 Mit Beginn der Prüffolge sind Vorgänge gleichzeitig zu starten:
 a)
 Erfassung oder Analyse der Verdünnungsluft, wenn ein Vollstrom-Verdünnungssystem verwendet wird,
 b)
 je nach der gewählten Methode Erfassung oder Analyse des rohen oder verdünnten Abgases,
 c)
 Messung der Menge von verdünntem Abgas sowie der erforderlichen Temperaturen und Drücke,
 d)
 Aufzeichnung des Abgasmassendurchsatzes, wenn mit Analyse des Rohabgases gearbeitet wird,
 e)
 Aufzeichnung der Messwerte von Drehzahl und Drehmoment des Motorprüfstands.
 Wird im Rohabgas gemessen, sind die Schadstoffkonzentrationen ((NM)HC, CO und NOx) und der Abgasmassendurchsatz kontinuierlich zu messen und mit einer Frequenz von mindestens


text:
2 Hz aufzuzeichnen und in einem Rechner zu speichern. All übrigen Daten sind mit einer Frequenz von mindestens 1 Hz aufzuzeichnen. Bei analogen Analysegeräten ist das Ansprechverhalten aufzuzeichnen, und die Kalibrierungsdaten können online oder offline für die Bewertung herangezogen werden.
 Wird ein Vollstrom-Verdünnungssystem verwendet, sind HC und NOx im Verdünnungstunnel fortlaufend mit einer Frequenz von mindestens 2 Hz zu messen. Die mittleren Konzentrationen sind durch Integrieren der Analysatorsignale über den Prüfzyklus zu bestimmen. Die Systemansprechzeit darf nicht größer als 20 s sein und muss gegebenenfalls mit den CVS-Durchsatzschwankungen und Probenahmezeit-/Prüfzyklusabweichungen abgestimmt werden. CO, CO2, NMHC können durch Integration oder durch Analysieren der über den Zyklus im Probenahmebeutel gesammelten Konzentrationen bestimmt werden. Die Konzentrationen der gasförmigen Schadstoffe in der Verdünnungsluft sind durch Integration oder durch Sammeln im Hintergrundbeutel zu bestimmen. Alle übrigen zu messenden Größen sind mit mindestens einer Messung je Sekunde (1 Hz) aufzuzeichnen.
 7.8.4.3. Partikelprobenahme
 Zu Beginn der Prüffolge ist de Partikel-Probenahmesystem von Bypass auf Partikelsammlung umzuschalten.
 Wird ein Teilstrom-Verdünnungssystem verwendet, ist (sind) die Probenahmepumpe(n) so zu steuern, dass der Durchsatz durch die Partikel-Probenahmesonde oder das Übertragungsrohr proportional zu dem nach Absatz 8.3.3.3 ermittelten Abgasmassendurchsatz gehalten wird.
 Wird eine Vollstrom-Verdünnungssystem verwendet, so ist (sind) die Probenahmepumpe(n) so einzustellen, dass der Durchsatz durch die Partikel-Probenahmesonde oder das Übertragungsrohr auf ± 5 % des eingestellten Wertes konstant bleibt. Findet eine Durchflussmengenkompensation statt (d. h. eine Proportionalregelung des Probenstroms), ist nachzuweisen, dass das Verhältnis von Haupttunnelstrom zu Partikelprobenstrom um höchstens ± 5 % seines Sollwertes schwankt (ausgenommen die ersten zehn Sekunden der Probenahme). Die Mittelwerte von Temperatur und Druck am Einlass des Gasmess- oder Durchflussmessgeräts (der Gasmess- oder Durchflussmessgeräte) sind aufzuzeichnen. Die Prüfung ist ungültig, wenn es wegen hoher Partikelfilterbeladung nicht möglich ist, den eingestellten Durchsatz über den gesamten Zyklus hinweg mit einer Toleranz von ± 5 % aufrechtzuerhalten. Die Prüfung ist dann mit einem kleineren Probenahmestrom zu wiederholen.
 7.8.4.4. Abwürgen des Motors und Funktionsstörung an den Messgeräten
 Wird der Motor während des WHTC-Prüfzyklus mit Kaltstart oder während des WHSC-Zyklus zu irgendeinem Zeitpunkt abgewürgt, ist die Prüfung ungültig. Der Motor ist dann vorzukonditionieren und nach Absatz 7.8.3.1 neu zu starten, und die Prüfung ist zu wiederholen.
 Wird der Motor während des WHTC-Prüfzyklus mit Warmstart zu irgendeinem Zeitpunkt abgewürgt, ist die Prüfung ungültig. Der Motor ist dann nach Absatz 7.8.3.2 heiß abzustellen, und die Prüfung ist zu wiederholen. Die Prüfung mit Kaltstart braucht in diesem Fall nicht wiederholt zu werden.
 Tritt an einem der für die Prüfung erforderlichen Messgeräte eine Funktionsstörung auf, ist die Prüfung ungültig und nach den für den jeweiligen Prüfzyklus geltenden obigen Bestimmungen zu wiederholen.
 7.8.4.5. Arbeiten im Anschluss an die Prüfung
 Zum Abschluss der Prüfung werden die Messung des Volumens und Massendurchsatzes des verdünnten Abgases, der Gasstrom in die Sammelbeutel und die Partikel-Probenahmepumpe angehalten. Bei einem integrierenden Analysesystem ist die Probenahme fortzusetzen, bis die Systemansprechzeiten abgelaufen sind.
 Die Konzentrationen in den gegebenenfalls verwendeten Sammelbeuteln sind so rasch wie möglich und spätestens 20 Minuten nach Ende des Prüfzyklus zu analysieren.
 Nach der Emissionsprüfung sind die Analysatoren mit Hilfe eines Nullgases


text:
und desselben Kalibriergases neu zu überprüfen. Die Prüfung ist gültig, wenn die Differenz zwischen den Ergebnissen vor und nach der Prüfung weniger als 2 % des Kalibriergaswertes beträgt.
 Der Partikelfilter muss spätestens eine Stunde nach Abschluss der Prüfung in die Wägekammer zurückgebracht werden. Er ist in einer teilweise bedeckten und gegen Verstauben geschützten Petrischale mindestens 1 Stunde zu konditionieren und dann zu wiegen. Das Bruttogewicht des Filters ist festzuhalten.
 8. MESSUNG UND BERECHNUNG DER EMISSIONEN
 Das Endergebnis ist nach ASTM E 29-04 in einem Schritt auf die in der jeweils geltenden Emissionsnorm angegebene Zahl von Dezimalstellen zuzüglich einer weiteren signifikanten Stelle zu runden. Zwischenwerte, aus denen die endgültigen bremsspezifischen Emissionen errechnet werden, dürfen nicht gerundet werden.
 8.1. Umrechnung vom trockenen in den feuchten Bezugszustand
 Wird die Konzentration für den trockenen Bezugszustand gemessen, so ist sie mit folgender Formel in den feuchten Bezugszustand umzurechnen.
 cw
 = k
 w × c
 d
 (7)
 Darin ist:
 cw
 Konzentration im feuchten Bezugszustand, ppm oder Vol.- %
 c
 d
 Konzentration im trockenen Bezugszustand, ppm oder Vol.- %
 k
 w
 Umrechnungsfaktor
 8.1.1. Rohabgas
 (8)
 oder
 (9)
 oder
 (10)
 Hierbei gilt:
 k
 f = 0,055594 × w
 ALF + 0,0080021 × w
 DEL + 0,0070046 × w
 EPS
 (11)
 und
 (12)
 Darin ist:
 H
 a
 Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockener Luft
 w
 ALF
 Wasserstoffgehalt des Kraftstoffes, Massen- %
 q
 mf, i
 momentaner Massendurchsatz des Kraftstoffs, kg/s
 q
 mad, I
 momentaner Massendurchsatz der trockenen Ansaugluft, kg/s
 p
 r
 Wasserdampfdruck nach dem Kühlbad, kPa
 p
 b
 barometrischer Gesamtdruck, kPa
 w
 DEL
 Stickstoffgehalt des Kraftstoffes, Massen- %
 w
 EPS
 Sauerstoffgehalt des Kraftstoffes, Massen- %
 α
 Molverhältnis des Kraftstoffes für Wasserstoff
 c
 CO2
 CO2–Konzentration im trockenen Bezugszustand, %
 c
 CO
 CO-Konzentration im trockenen Bezugszustand, %
 Die Gleichungen (8) und (9) sind im Wesentlichen identisch; der Faktor 1,008 in den Gleichungen (8) und (10) ist eine Annäherung an den genaueren Ausdruck im Nenner der Gleichung (9).
 8.1.2. Durchsatz des verdünnten Abgases
 (13)
 oder
 (14)
 Hierbei gilt:
 (15)
 Darin ist:
 α
 Molverhältnis des Kraftstoffes für Wasserstoff
 c
 CO2
 CO2–Konzentration im trockenen Bezugszustand, %
 c
 CO
 CO-Konzentration im trockenen Bezugszustand, %
 H
 d
 Feuchtigkeit der Verdünnungsluft, g Wasser je kg trockener Luft
 H
 a
 Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockener Luft:
 D
 Verdünnungsfaktor (siehe Absatz 8.4.2.4.2.)
 8.1.3. Verdünnungsluft
 (16)
 Hierbei gilt:
 (17)
 Darin ist:
 H
 d
 Feuchtigkeit der Verdünnungsluft, g Wasser je kg trockener Luft
 8.2. Korrektur der NOx-Konzentration unter Berücksichtigung der Feuchtigkeit
 Da die NOx-Emission von den Bedingungen der Umgebungsluft abhängig ist, muss die NOx-Konzentration unter Berücksichtigung der Feuchtigkeit der Umgebungsluft mit Hilfe der in Absatz 8.2.1 oder 8.2.2 angegebenen Faktoren korrigiert werden. Die Feuchtigkeit der Ansaugluft H
 a kann nach den üblichen Formeln aus der relativen Feuchte, dem Taupunkt, dem Dampfdruck oder der Trocken-/Feuchttemperatur errechnet werden.
 8.2.1. Selbstzündungsmotoren
 (18)
 Darin ist:
 H
 a
 Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockener Luft:
 8.2.2. Selbstzündungsmotoren
 k
 h.G = 0,6272+44,030 × 10-3 × H
 a - 0,862 × 10-3 × H
 a
 2
 (19)
 Darin ist:
 H
 a
 Feuchtigkeit


text:
der Ansaugluft, g Wasser je kg trockener Luft:
 8.3. Teilstromverdünnung und Messung im Rohabgas
 Die Emissionsmassen werden durch Multiplikation der Signale für die momentane Konzentration der gasförmigen Bestandteile mit dem momentanen Abgasdurchsatz errechnet. Der Abgasmassendurchsatz kann direkt gemessen oder aus Ansaugluftdurchsatz und Kraftstoffdurchsatz, nach der Tracergasmethode oder aus Ansaugluftdurchsatz und Luft-Kraftstoff-Verhältnis errechnet werden. Hierbei ist besonders auf die Ansprechzeiten der einzelnen Messinstrumente zu achten. Ihnen ist durch zeitliche Korrektur der Signale Rechnung zu tragen. Bei der Partikelmessung ist das Teilstrom-Verdünnungssystem so zu steuern, dass eine dem Abgasmassendurchsatz proportionale Probe genommen wird. Die Proportionalität ist nach Absatz 8.3.3.3 durch eine Regressionsanalyse zwischen Probenstrom und Abgasstrom zu überprüfen. Die vollständige Prüfanordnung ist in Abbildung 6 schematisch dargestellt.
 Abbildung 6:
 Schema eines Rohabgas-/Teilstrom-Messsystems
 8.3.1. Berechnung des Rohabgas-Massendurchsatzes
 8.3.1.1. Vorbemerkung
 Für die Berechnung der Emissionen im Rohabgas und die Steuerung eines Teilstrom-Verdünnungssystems muss der Abgasmassendurchsatz bekannt sein. Zur Ermittlung des Abgasmassendurchsatzes kann eine der in Absatz 8.3.1.3 bis 8.3.1.6 beschriebenen Messmethoden angewandt werden.
 8.3.1.2. Ansprechzeit
 Für die Berechnung der Emissionen darf die Ansprechzeit der in Absatz 8.3.1.3 bis 8.3.1.6 beschriebenen Messmethoden nicht länger sein als die in Absatz 9.3.5 für den Analysator geforderte Ansprechzeit von ≤ 10 s.
 Zur Steuerung eines Teilstrom-Verdünnungssystems ist ein schnelleres Ansprechen erforderlich. Für onlinegesteuerte Teilstrom-Verdünnungssysteme ist eine Ansprechzeit ≤ 0,3 s erforderlich. Für Teilstrom-Verdünnungssysteme mit vorausschauender Steuerung auf der Basis eines aufgezeichneten Prüflaufes ist eine Ansprechzeit des Messsystems ≤ 5 s mit einer Anstiegzeit ≤ 1 s erforderlich. Die Systemansprechzeit ist vom Hersteller des Messinstruments anzugeben. Die Summe der größten zulässigen Ansprechzeiten für die Messung des Abgasdurchsatzes und die Steuerung des Teilstrom-Verdünnungssystems ist in Absatz 8.3.3.3 angegeben.
 8.3.1.3. Direktmessung
 Für die Direktmessung des Abgasdurchsatzes eignen sich u. a.:
 a)
 Differenzdruckmesser wie Durchflussdüsen,
 b)
 Ultraschall-Durchflussmesser,
 c)
 Wirbel- und Drall-Durchflussmesser.
 Es sind Vorkehrungen gegen Messfehler zu treffen, die zu fehlerhaften Emissionswerten führen. Dazu gehört u. a. die sorgfältige Montage der Messeinrichtung im Abgassystem nach den Empfehlungen des Herstellers und den Regeln der guten Ingenieurpraxis. Insbesondere darf der Einbau der Messeinrichtung die Leistung und die Emissionen des Motors nicht beeinflussen.
 Die Durchflussmesser müssen die Linearitätsanforderungen des Absatzes 9.2 erfüllen.
 8.3.1.4. Luft- und Kraftstoffmessung
 Hierbei werden mit geeigneten Durchflussmessern der Luft- und der Kraftstoffdurchsatz gemessen. Der momentane Abgasdurchsatz wird nach folgender Formel berechnet:
 qm
 ew, i = qm
 aw, i + qm
 f, i
 (20)
 Darin ist:
 qm
 ew, i
 momentaner Massendurchsatz des Abgases, kg/s
 qm
 aw, i
 momentaner Massendurchsatz der Ansaugluft, kg/s
 qm
 f, i
 momentaner Massendurchsatz des Kraftstoffs, kg/s
 Die Durchflussmesser müssen die Linearitätsanforderungen des Absatzes 9.2 erfüllen, dabei aber so genau sein, dass sie auch für die Messung des Abgasdurchsatzes ausreichen linear arbeiten.
 8.3.1.5. Messung mit Tracergas
 Hierbei wird die Konzentration eines Tracergases im Abgas gemessen.
 Eine bekannte Menge eines Inertgases (z. B. reines Helium) wird als Tracer in den Abgasstrom eingeleitet. Das Inertgas wird mit dem Abgas gemischt und dabei verdünnt, darf aber in der Abgasleitung nicht reagieren. Dann wird die Konzentration des Inertgases in der Abgasprobe gemessen.
 Damit sich das Tracergas gleichmäßig im Abgas verteilt, muss die Abgasprobenahmesonde


text:
in Strömungsrichtung mindestens 1 m oder das 30-Fache des Abgasrohrdurchmessers (es gilt der größere Wert) vom Punkt der Inertgaseinleitung entfernt sein. Die Probenahmesonde kann näher am Einleitungspunkt liegen, wenn die gleichmäßige Verteilung des Tracergases durch Vergleich der Tracergaskonzentration am Probenahmepunkt mit der Tracergaskozentration am Einleitungspunkt überwacht wird.
 Der Tracergasstrom ist so einzustellen, dass bei Leerlaufdrehzahl des Motors die Tracergaskonzentration nach der Vermischung kleiner ist als der Skalenendwert des Tracergasanalysators.
 Der Abgasdurchsatz wird nach folgender Formel berechnet:
 (21)
 Darin ist:
 qm
 ew, i
 momentaner Massendurchsatz des Abgases, kg/s
 qv
 t
 Tracergasdurchsatz, cm3/min
 c
 mix, i
 momentane Konzentration des Tracergases nach der Vermischung, ppm
 ρe
 Dichte des Abgases, kg/m3 (siehe Tabelle 4)
 c
 b
 Hintergrundkonzentration des Tracergases in der Ansaugluft, ppm
 Die Hintergrundkonzentration des Tracergases (c
 b) ist der Mittelwert aus der unmittelbar vor der Prüfung und der nach der Prüfung gemessenen Hintergrundkonzentration.
 Die Hintergrundkonzentration kann vernachlässigt werden, wenn sie bei maximalem Abgasdurchsatz weniger als 1 % der Konzentration des Tracergases nach der Vermischung (c
 mix, i) beträgt.
 Das Gesamtsystem muss die Linearitätsanforderungen des Absatzes 9.2 für die Messung des Abgasdurchsatzes erfüllen.
 8.3.1.6. Messung des Luftdurchsatzes und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
 Hierbei wird der Abgasmassendurchsatz aus dem Luftdurchsatz und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis errechnet. Der momentane Abgasdurchsatz wird nach folgender Formel berechnet:
 (22)
 Hierbei gilt:
 (23)
 (24)
 Darin ist:
 qm
 ew, i
 momentaner Massendurchsatz des Abgases, kg/s
 qm
 aw, i
 momentaner Massendurchsatz der Verdünnungsluft, kg/s
 A/F
 st
 stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, kg/kg
 λi
 momentaner Luftüberschussfaktor
 c
 CO2d
 CO2-Konzentration im trockenen Bezugszustand, %
 c
 COd
 CO-Konzentration im trockenen Bezugszustand, ppm
 c
 HCw
 HC-Konzentration im feuchten Bezugszustand, ppm
 Der Luftdurchflussmesser und die Analysatoren müssen die Linearitätsanforderungen des Absatzes 9.2, das Gesamtsystem muss dies Anforderungen für die Messung des Abgasdurchsatzes erfüllen.
 Wird zur Bestimmung des Luftüberschusses ein Gerät für die Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, z. B. eine Zirkonsonde, verwendet, so muss dieses Gerät den Vorschriften von Absatz 9.3.2.7 entsprechen.
 8.3.2. BESTIMMUNG DER GASFÖRMIGEN BESTANDTEILE
 8.3.2.1. Vorbemerkung
 Die gasförmigen Bestandteile des vom zu prüfenden Motor emittierten Rohabgases sind mit den in Absatz 9.3. und Anlage 3 beschriebenen Mess- und Probenahmeeinrichtungen zu bestimmen. Die Auswertung der Messergebnisse ist in Absatz 8.3.2.3 beschrieben.
 In den Absätzen 8.3.2.4 und 8.3.2.5 werden zwei Berechnungsverfahren beschrieben, die für die in Anlage 2 spezifizierten Bezugskraftstoffe gleichwertig sind. Das in Absatz 8.3.2.4 beschriebene Verfahren ist einfacher, weil für das Verhältnis von Bestandteil- und Abgasdichte u Tabellenwerte verwendet werden. Das in Absatz 8.3.2.5 beschriebene Verfahren ist genauer bei Kraftstoffqualitäten, die von den Spezifikationen in Anlage 2 abweichen, erfordert aber eine Elementaranalyse des Kraftstoffs.
 8.3.2.2. Probenahme von Emissionen gasförmiger Schadstoffe
 Die Probenahmesonden für gasförmige Emissionen müssen so angebracht sein, dass sie mindestens 0,5 m oder drei Auspuffrohrdurchmesser (es gilt der größere Wert) vor dem Austritt der Auspuffanlage und so nahe am Motor liegen, dass eine Abgastemperatur vom mindestens 343 K (70 oC) an der Sonde gewährleistet ist.
 Bei Mehrzylindermotoren mit verzweigtem Auspuffkrümmer muss der Einlass der Sonde so weit hinter der Verzweigung liegen, dass die Probe für die durchschnittlichen Abgasemissionen aus allen Zylindern repräsentativ ist. Bei Mehrzylindermotoren mit getrennten Auspuffkrümmern, etwa bei


text:
V-Motoren, sollten die Krümmer nach Möglichkeit vor der Sonde zusammengeführt werden. Ist das nicht möglich, so ist es zulässig, die Probe der Zylindergruppe mit den höchsten CO2-Emissionen zu entnehmen. Bei der Berechnung der Abgasemissionen ist der gesamte Abgasmassendurchsatz des Motors zugrunde zu legen.
 Ist der Motor mit einem Abgasnachbehandlungssystem ausgestattet, so ist die Abgasprobe nach diesem System zu entnehmen.
 8.3.2.3. Auswertung der Messergebnisse
 Zur Bewertung der Emissionen gasförmiger Schadstoffe sind die Schadstoffkonzentrationen im Rohabgas (HC, CO und NOx) und der Abgasmassendurchsatz mit mindestens 2 Hz aufzuzeichnen und in einem Rechner zu speichern. Alle übrigen Daten sind mit mindestens 1 Hz aufzuzeichnen. Bei analogen Analysegeräten ist das Ansprechverhalten aufzuzeichnen, und die Kalibrierungsdaten können online oder offline für die Bewertung herangezogen werden.
 Zur Berechnung der emittierten Massen gasförmiger Schadstoffe sind die Kurven der aufgezeichneten Konzentrationen und die Kurve des Abgasmassendurchsatzes um die in Absatz 3.1.28 definierte Wandlungszeit zeitlich zukorrigieren. Die Ansprechzeiten der Analysegeräte für gasförmige Emissionen und für den Abgasmassenstrom sind deshalb nach Absatz 8.3.1.2 bzw. 9.3.5 zu ermitteln und aufzuzeichnen.
 8.3.2.4. Berechnung der Schadstoffmasse anhand von Tabellenwerten
 Die Schadstoffmasse (g/Prüfung) ist durch Bestimmung des momentanen Emissionsmassenstroms aus der Konzentration der Schadstoffe im Rohabgas und dem Abgasmassendurchsatz zu berechnen, wobei nach Absatz 8.3.2.3 eine Korrektur um die Wandlungszeit vorzunehmen ist. Die Momentanwerte sind über den Zyklus zu integrieren, die Integralwerte sind mit den u-Werten der Tabelle 4 zu multiplizieren. Wird im trockenen Bezugszustand gemessen, so sind die momentanen Konzentrationswerte nach Absatz 8.1 in den feuchten Bezugszustand umzurechnen, ehe sie für weitere Berechnungen verwendet werden.
 Für die Berechnung des NOx-Durchsatzes sind die Emissionsmassen mit dem nach Absatz 8.2 ermittelten Feuchtigkeits-Korrekturfaktor k
 h, D oder k
 h, G zu multiplizieren.
 Ein Berechnungsbeispiel findet sich in Anlage 6.
 Hierfür ist folgende Formel zu verwenden:
 (in g/Prüfung) (25)
 Darin ist:
 u
 gas
 Verhältnis von Dichte des jeweiligen Abgasbestandteils und Dichte des Abgases
 c
 gas, i
 momentane Konzentration des jeweiligen Abgasbestandteils, ppm
 qm
 ew, i
 momentaner Abgasmassendurchsatz, kg/s
 f
 Datenabtastfrequenz, Hz
 n
 Zahl der Messungen
 Tabelle 4
 u–Werte für das Rohabgas und Dichte der Abgasbestandteile
 Kraftstoff
 ρe
 Gas
 NOx
 CO
 HC
 CO2
 O2
 CH4
 ρgas [kg/m3]
 2,053
 1,250
 (2)
 1,9636
 1,4277
 0,716
 u
 gas
 (3)
 Diesel
 1,2943
 0,001586
 0,000966
 0,000479
 0,001517
 0,001103
 0,000553
 Ethanol
 1,2757
 0,001609
 0,000980
 0,000805
 0,001539
 0,001119
 0,000561
 CNG (4)
 1,2661
 0,001621
 0,000987
 0,000558 (5)
 0,001551
 0,001128
 0,000565
 Propan
 1,2805
 0,001603
 0,000976
 0,000512
 0,001533
 0,001115
 0,000559
 Butan
 1,2832
 0,001600
 0,000974
 0,000505
 0,001530
 0,001113
 0,000558
 LPG (6)
 1,2811
 0,001602
 0,000976
 0,000510
 0,001533
 0,001115
 0,000559
 8.3.2.5. Berechnung der Emissionsmasse nach exakten Gleichungen
 Die Schadstoffmasse (g/Prüfung) ist durch Bestimmung des momentanen Emissionsmassenstroms aus der Konzentration der Schadstoffe im Rohabgas, dem Abgasmassendurchsatz und den u-Werten zu berechnen, wobei nach Absatz 8.3.2.3 eine Korrektur um die Wandlungszeit vorzunehmen ist. Die Momentanwerte sind über den Zyklus zu integrieren. Wird im trockenen Bezugszustand gemessen, so sind die momentanen Konzentrationswerte nach Absatz 8.1 in den feuchten Bezugszustand umzurechnen, ehe sie für weitere Berechnungen verwendet werden.
 Für die Berechnung des NOx-Durchsatzes sind die Emissionsmassen mit dem nach Absatz 8.2 ermittelten Feuchtigkeits-Korrekturfaktor k
 h,


text:
D oder k
 h, G zu multiplizieren.
 Hierfür ist folgende Formel zu verwenden:
 (in g/Prüfung) (26)
 Darin ist:
 u
 gas, i
 momentanes Verhältnis von Dichte des jeweiligen Abgasbestandteils und Dichte des Abgases
 c
 gas, i
 momentane Konzentration des jeweiligen Abgasbestandteils, ppm
 qm
 ew, i
 momentaner Abgasmassendurchsatz, kg/s
 f
 Datenabtastfrequenz, Hz
 n
 Zahl der Messungen
 Der Verdünnungsfaktor errechnet sich wie folgt:
 ugas,i = M
 gas/(Me,i × 1 000)
 (27)
 oder
 u
 gas, i =ρgas/(ρe, i × 1 000)
 (28)
 Hierbei gilt:
 ρgas = M
 gas/22.414
 (29)
 Darin ist:
 M
 gas
 Molmasse des gasförmigen Bestandteils, g/mol (siehe Anlage 6)
 Me,i
 momentane Molmasse des Abgases, g/mol
 ρgas
 Dichte des gasförmigen Bestandteils, kg/m3
 ρe, i
 momentane Dichte des Abgases, kg/m3
 Die Molmasse des Abgases M
 e, ist für die allgemeine Kraftstoffzusammensetzung CHαOεNδSγ, unter Annahme vollständiger Verbrennung nach folgender Formel zu berechnen:
 (30)
 Darin ist:
 qm
 aw, i
 momentaner Massendurchsatz der Ansaugluft, feucht, kg/s
 qm
 f, i
 momentaner Massendurchsatz des Kraftstoffs, kg/s
 Ha
 Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockener Luft:
 M
 a
 Molmasse der trockenen Ansaugluft (= 28,965 g/mol)
 Die Dichte des Abgases ρe errechnet sich wie folgt:
 (31)
 Darin ist:
 qm
 ad, i
 momentaner Massendurchsatz der Ansaugluft, trocken, kg/s
 qm
 f, i
 momentaner Massendurchsatz des Kraftstoffs, kg/s
 H
 a
 Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockener Luft:
 k
 f
 kraftstoffspezifischer Faktor, errechnet nach Gleichung 11 in Absatz 8.1.1.
 8.3.3. Partikelbestimmung
 8.3.3.1. Vorbemerkung
 Die Bestimmung der Partikel erfordert die Verdünnung der Abgasprobe mit gefilterter Umgebungsluft, synthetischer Luft oder Stickstoff. Das Teilstrom-Verdünnungssystem ist so einzustellen, dass im Verdünnungs- und im Probenahmesystem keine Kondensation auftritt und die Temperatur des verdünnten Abgases unmittelbar vor den Filterhaltern auf 315 K (52 oC) gehalten wird. Die Verdünnungsluft kann vor Eintritt in das Verdünnungssystem entfeuchtet werden, was vor alle bei hoher Luftfeuchtigkeit sinnvoll ist. Die Temperatur der Verdünnungsluft muss nahe am Eintritt in den Verdünnungstunnel mehr als 288 K (15 oC) betragen.
 Das Teilstrom-Verdünnungssystem muss so ausgelegt sein, dass es aus dem Abgasstrom des Motors eine proportionale Rohabgasprobe entnimmt und folglich Ausschläge des Abgasdurchsatzes mitvollzieht und diese Probe mit Verdünnungsluft so vermischt, dass am Prüffilter eine Temperatur zwischen 315 K (42 oC) und 325 K (52 oC) erreicht wird. Dabei ist es wichtig, das Verdünnungsverhältnis oder das Probeverhältnis r
 d oder r
 s so zu bestimmen, dass die Genauigkeitsanforderungen des Absatzes 9.4.4 erfüllt werden.
 Zur Bestimmung der Partikelmasse werden ein Partikel-Probenahmesystem, Partikel-Probenahmefilter, eine Mikrogramm-Waage und eine Wägekammer mit kontrollierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit benötigt. Die Anordnung wird in Absatz 9.4 ausführlich beschrieben.
 8.3.3.2. Partikelprobenahme
 Im Allgemeinen ist die Sonde für die Partikelprobenahme in der Nähe der Sonde für die Entnahme der gasförmigen Emissionen anzubringen, jedoch so weit von dieser entfernt, dass keine gegenseitige Beeinflussung auftritt. Die Einbauvorschriften des Absatzes 8.3.2.2 gelten folglich auch für die Partikelprobenahme. Die Probenahmeleitung muss den Anforderungen von Anlage 3 entsprechen.
 Bei Mehrzylindermotoren mit verzweigtem Auspuffkrümmer muss der Einlass der Sonde so weit hinter der Verzweigung liegen, dass die Probe für die durchschnittlichen Abgasemissionen aus allen Zylindern repräsentativ ist. Bei Mehrzylindermotoren mit getrennten Auspuffkrümmern, etwa


text:
bei V-Motoren, sollten die Krümmer nach Möglichkeit vor der Sonde zusammengeführt werden. Ist das nicht möglich, so ist es zulässig, die Probe der Zylindergruppe mit den höchsten Partikelemissionen zu entnehmen. Bei der Berechnung der Abgasemissionen ist der gesamte Abgasmassendurchsatz des Motors zugrunde zu legen.
 8.3.3.3. Systemansprechzeit
 Zur Steuerung eines Teilstrom-Verdünnungssytems ist ein schnelles Ansprechen des Systems erforderlich. Die Wandlungszeit des Systems ist nach dem in Absatz 9.4.7.3 beschriebenen Verfahren zu ermitteln. Beträgt die Summe der Wandlungszeiten des Messsystems für den Abgasdurchsatz (siehe Absatz 8.3.1.2) und des Teilstrom-Verdünnungssystems weniger als 0,3 s, so ist mit Online-Steuerung zu arbeiten. Beträgt die Wandlungszeit mehr als 0,3 s, muss mit einer vorausschauenden Steuerung auf der Basis eines aufgezeichneten Prüflaufes gearbeitet werden. In diesem Fall muss die Anstiegzeit ≤ 1 s und die Ansprechzeit des Gesamtsystems ≤ 10 s betragen.
 Die Ansprechzeit des Gesamtsystems ist so auszulegen, dass eine dem Abgasmassendurchsatz eine proportionale repräsentative Partikelprobe qm
 p, i genommen wird. Zur Ermittlung der Proportionalität ist eine vergleichende Regressionsanalyse von qm
 p, i und qm
 ew, i mit einer Datenerfassungsrate von mindestens 5 Hz vorzunehmen. Folgende Kriterien sind zu erfüllen:
 a)
 Der Korrelationskoeffizient r
 2 zwischen der linearen Regression von qm
 p, i und der von qm
 ew, i muss mindestens 0,95 betragen.
 b)
 Der Standardfehler des Schätzwertes von qm
 p, i gegenüber qm
 ew, i darf nicht größer als 5 % des Maximalwertes von qm
 p sein.
 c)
 Der qm
 p-Wert auf der Regressionsgeraden darf den Maximalwert von qm
 p um höchstens 2 % überschreiten.
 Beträgt die Summe der Wandlungszeit des Partikelprobenahmesystems t
 50,P und der Wandlungszeit des Signals für den Abgasmassendurchsatz t
 50,F mehr als 0,3 s, muss mit einer vorausschauenden Steuerung auf der Basis eines aufgezeichneten Prüflaufes gearbeitet werden. In diesem Fall ist ein Vorversuch durchzuführen, und das aus ihm gewonnene Signal für den Abgasmassendurchsatz ist zur Steuerung des Probenstroms in das Partikelprobenahmesystem zu verwenden. Eine korrekte Steuerung des Teilstrom-Verdünnungssystems wird erreicht, wenn der im Vorversuch ermittelte Verlauf von qm
 ew über der Zeit qm
 ew, pre auf dessen Basis qm
 p gesteuert wird, um die Zeit t
 50,P + t
 50,F verschoben wird.
 Zur Ermittlung der Korrelation zwischen qm
 p, i und qm
 ew, i sind die Daten aus der eigentlichen Prüfung zu verwenden, wobei qm
 ew, i gegenüber qm
 p, i um t
 50,F zeitlich zu korrigieren ist (keine Korrektur um t
 50,P). Das heißt, dass die Zeitverschiebung zwischen qm
 ew and qm
 p gleich der Differenz der nach Absatz 9.4.7.3 ermittelten Wandlungszeiten ist.
 8.3.3.4. Auswertung der Messergebnisse
 Das nach Absatz 7.8.2.2 ermittelte Taragewicht des Filters ist von seinem nach Absatz 7.8.4.5 ermittelten Bruttogewicht zu subtrahieren, die Differenz ist die Partikelprobenmasse m
 f. Zur Bewertung der Partikelkonzentration ist die gesamte Probenmasse m
 sep, die während des Prüfungszyklus durch die Filter geströmt ist, aufzuzeichnen.
 Mit vorheriger Zustimmung der Typgenehmigungsbehörde kann die Partikelmasse nach guter Ingenieurpraxis und unter Berücksichtigung der technischen Merkmale des Partikelmesssystems um die nach Absatz 7.8.2.5 ermittelte Partikelkonzentration in der Verdünnungsluft korrigiert werden.
 8.3.3.5. Berechnung der Partikelmasse
 Je nach Art