text:
des verwendeten Probenahmesystems ist die Partikelmasse (g/Prüfung) wie in Absatz 8.3.3.5.1. oder 8.3.3.5.2 beschrieben und nach Korrektur um die Auftriebskraft nach Absatz 9.4.3.5 zu berechnen. Ein Berechnungsbeispiel findet sich in Anlage 6.
 8.3.3.5.1. Berechnung auf der Grundlage des Probenverhältnisses
 m
 PM = m
 f/(r
 s × 1,000)
 (32)
 Darin ist:
 m
 f
 über den Zyklus abgeschiedene Partikel-Probenahmemasse, mg
 r
 s
 durchschnittliches Probenverhältnis über den Prüfungszyklus
 Hierbei gilt:
 (33)
 Darin ist:
 m
 se
 Masse der Abgasproben über den Zyklus, kg
 m
 ew
 Gesamtmasse des Abgasdurchsatzes über den Zyklus, kg
 m
 sep
 Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelsammelfilter durchströmt, kg
 m
 sed
 Masse des verdünnten Abgases, das den Verdünnungstunnel durchströmt, kg
 Bei einem System mit Vollstromprobenahme sind m
 sep und m
 sed identisch.
 8.3.3.5.2. Berechnung auf der Grundlage des Verdünnungsverhältnisses
 (34)
 Darin ist:
 m
 f
 über den Zyklus abgeschiedene Partikelmasse, mg
 m
 sep
 Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelsammelfilter durchströmt, kg
 m
 edf
 Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den gesamten Zyklus
 Die äquivalente Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den Zyklus errechnet sich wie folgt:
 (35)
 qm
 edf, I = qm
 ew, i × r
 d, i
 (36)
 (37)
 Darin ist:
 qm
 edf, i
 momentaner äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten Abgases, kg/s
 qm
 ew, i
 momentaner Massendurchsatz des Abgases, kg/s
 r
 d, i
 momentanes Verdünnungsverhältnis
 qm
 dew, i
 momentaner Massendurchsatz des verdünnten Abgases, kg/s
 qm
 dw, i
 momentaner Massendurchsatz der Verdünnungsluft, kg/s
 f
 Datenabtastfrequenz, Hz
 n
 Zahl der Messungen
 8.4. Vollstrom-Verdünnungssystem
 Zur Berechnung der Emissionsmassen sind die durch Integration über den Zyklus oder durch Beutelprobenahme gewonnenen Konzentrationssignale sind mit dem Massendurchsatz des verdünnten Abgases zu multiplizieren. Der Abgasmassendurchsatz ist mit einem System zur Probenahme mit konstantem Volumen (CVS-System) zu messen, das mit einer Verdrängerpumpe (PDP), einem Venturirohr mit kritischer Strömung (CFV) oder einem subsonischem Venturirohr (SSV) ausgestattet sein und mit oder ohne Durchflussmengenkompensation arbeiten kann.
 Für die Beutelprobenahme und die Partikelprobenahme ist dem CVS-System eine proportionale Probe des verdünnten Abgases zu entnehmen. Findet keine Durchflussmengenkompensation statt, so darf das Verhältnis von Probenahmestrom und CVS-Strom um nicht mehr als ±2,5 % vom für die Prüfung festgelegten Sollwert abweichen. Bei Durchflussmengenkompensation darf jeder einzelne Strom um höchstens ±2,5 % um den jeweiligen Sollwert schwanken.
 Die vollständige Prüfanordnung ist in Abbildung 7 schematisch dargestellt.
 Abbildung 7
 Schema des Vollstrom-Messystems
 8.4.1. Bestimmung des Durchsatzes des verdünnten Abgases
 8.4.1.1. Vorbemerkung
 Zur Berechnung der Emissionen im verdünnten Abgas muss der Massendurchsatz des verdünnten Abgases bekannt sein. Der Gesamtdurchsatz des verdünnten Abgases über den gesamten Zyklus (kg/Prüfung) wird nach einer der in den Absätzen 8.4.1.2 bis 8.4.1.4 beschriebenen Methoden aus den Messwerten über den gesamten Zyklus und den entsprechenden Kalibrierdaten des Durchflussmessgerätes errechnet (V
 0 für PDP, K
 V für CFV, C
 d für SSV). Beträgt die Probengesamtmasse der Partikel (m
 sep) mehr als 0,5 % des gesamten CVS-Durchflusses (m
 ed), so ist der CVS-Durchfluss hinsichtlich m
 sep zu korrigieren oder der Strom der Partikelprobe ist vor der Durchflussmesseinrichtung zum CVS zurückzuführen.
 8.4.1.2. PDP-CVS-System
 Sofern die Temperatur des verdünnten Abgases während des Zyklus mithilfe eines Wärmetauschers auf ± 6


text:
K konstant gehalten wird, errechnet sich der Massendurchsatz über den Zyklus nach folgender Formel:
 m
 ed = 1,293 × V
 0 × n
 P × p
 p × 273/(101,3 × T)
 (38)
 Darin ist:
 V
 0
 unter Prüfbedingungen je Pumpenumdrehung gefördertes Gasvolumen
 n
 P
 Gesamtzahl der Pumpenumdrehungen je Prüfung
 p
 p
 absoluter Druck am Pumpeneinlass, kPa
 T
 mittlere Temperatur des verdünnten Abgases am Pumpeneinlass
 Wird ein System mit Durchflussmengenkompensation (d. h. ohne Wärmetauscher) verwendet, so sind die momentanen Emissionsmassen zu berechnen und über den gesamten Zyklus zu integrieren. In diesem Falle errechnet sich die momentane Masse des verdünnten Abgases wie folgt:
 m
 ed, i = 1,293 × V
 0 × n
 P, i × p
 p × 273/(101,3 × T)
 (39)
 Darin ist:
 n
 P, i
 Gesamtzahl der Pumpenumdrehungen je Zeitintervall
 8.4.1.3. CFV-CVS-System
 Sofern die Temperatur des verdünnten Abgases während des Zyklus mithilfe eines Wärmetauschers auf ± 11K konstant gehalten wird, errechnet sich der Massendurchsatz über den Zyklus nach folgender Formel:
 m
 ed = 1,293 × t × K
 v × p
 p/T
 0,5
 (40)
 Darin ist:
 T
 Zyklusdauer, s
 K
 V
 Kalibrierkoeffizient des Venturi-Rohres mit kritischer Strömung für den Normalzustand,
 p
 p
 absoluter Druck am Eintritt des Venturirohrs, kPa
 T
 absolute Temperatur am Eintritt des Venturirohrs, K
 Wird ein System mit Durchflussmengenkompensation (d. h. ohne Wärmetauscher) verwendet, so sind die momentanen Emissionsmassen zu berechnen und über den gesamten Zyklus zu integrieren. In diesem Falle errechnet sich die momentane Masse des verdünnten Abgases wie folgt:
 m
 ed, i = 1,293 × Δti × K
 V × p
 p/T
 0,5
 (41)
 Darin ist:
 Δti
 Zeitintervall, s
 8.4.1.4. SSV-CVS-System
 Sofern die Temperatur des verdünnten Abgases während des Zyklus mithilfe eines Wärmetauschers auf ± 11K konstant gehalten wird, errechnet sich der Massendurchsatz über den Zyklus nach folgender Formel:
 m
 ed = 1,293 × Q
 SSV
 (42)
 Hierbei gilt:
 (43)
 Darin ist:
 A
 0
 0,006111 in SI-Einheiten von
 d
 V
 Durchmesser der Einschnürung am Venturirohr mit subsonischer Strömung (SSV), m
 C
 d
 Durchflusskoeffizient des SSV
 p
 p
 absoluter Druck am Eintritt des Venturirohrs, kPa
 T
 Temperatur am Eintritt des Venturirohrs, K
 r
 p
 Verhältnis zwischen den absoluten statischen Drücken an der Einschnürung und am Eintritt des SSV
 r
 D
 Verhältnis zwischen den Innendurchmessern an der Einschnürung d und am Eintritt des SSV D
 Gelangt ein System mit Durchflussmengenkompensation zum Einsatz (d. h. ohne Wärmeaustauscher), so sind die momentanen Massenemissionen zu berechnen und über den gesamten Zyklus zu integrieren. In diesem Falle lässt sich die momentane Masse des verdünnten Abgases wie folgt berechnen:
 m
 ed = 1,293 × Q
 SSV × Δt
 i
 (44)
 Darin ist:
 Δt
 i
 Zeitintervall, s
 Die Echtzeitberechnung ist entweder mit einem realistischen Wert für C
 d oder mit einem realistischen Wert für Q
 ssv zu starten. Wird die Berechnung mit Q
 ssv gestartet, ist der Anfangswert von Q
 ssv zur Bewertung der Reynoldsschen Zahl heranzuziehen.
 Bei allen Emissionsprüfungen muss die Reynoldssche Zahl an der Einschnürung des SSV im Bereich der Werte liegen, die zur Ermittlung der Kalibrierkurve nach Absatz 9.5.4

type: contracts

jurisdiction: EU


text:
verwendet wurden.
 8.4.2. Bestimmung der gasförmigen Bestandteile
 8.4.2.1. Vorbemerkung
 Die gasförmigen Schadstoffe im verdünnten Abgas des zur Prüfung vorgeführten Motors sind nach den in Anlage 3 beschriebenen Methoden zu messen. Die Abgase sind mit gefilterter Umgebungsluft, synthetischer Luft oder Stickstoff zu verdünnen. Die Durchflussleistung des Verdünnungssystems muss so groß sein, dass Wasserkondensation im Verdünnungs- und im Probenahmesystem vollständig verhindert wird. Die Auswertung der Daten und die Berechnung sind in den Absätzen 8.4.2.3 und 8.4.2.4 beschrieben.
 8.4.2.2. Probenahme von Emissionen gasförmiger Schadstoffe
 Das Auspuffrohr zwischen dem Motor und dem Vollstromverdünnungssystem muss den Vorschriften von Anlage 3 entsprechen. Die Sonde(n) für die Entnahme der gasförmigen Emissionen sind (müssen) im Verdünnungstunnel an einer Stelle anzubringen, wo Verdünnungsluft und Abgas gut vermischt sind, und sich nahe der Partikel-Probenahmesonde befinden.
 Die Probenahme kann nach zwei Methoden erfolgen:
 a)
 Die Schadstoffproben werden über den gesamten Zyklus hinweg in einen Probenahmebeutel geleitet und nach Abschluss der Prüfung gemessen. Für HC ist der Probenahmebeutel auf 464 ± 11 K (191 ± 11 oC) zu erwärmen, für NOx, muss die Temperatur des Probenahmebeutels über dem Taupunkt liegen.
 b)
 Die Schadstoffproben werden über den gesamten Zyklus hinweg fortlaufend entnommen und integriert.
 Die Proben zur Ermittlung der Hintergrundkonzentrationen sind vor dem Verdünnungstunnel in einem Beutel zu sammeln. Die Hintergrundkonzentrationen sind nach Absatz 8.4.2.4.2 von den Emissionskonzentrationen zu subtrahieren.
 8.4.2.3. Auswertung der Messergebnisse
 Bei kontinuierlicher Probenahme sind die Emissionskonzentrationen (HC, CO and NOx) mit einer Häufigkeit von mindesten 1 Hz zu erfassen und in einem Rechner zu speichern, bei Beutelprobenahme ist ein Mittelwert je Prüfung zu ermitteln. Der Massendurchsatz des verdünnten Abgases und alle übrigen Daten sind mit einer Häufigkeit von mindestens 1 Hz zu erfassen. Bei analogen Analysegeräten ist das Ansprechverhalten aufzuzeichnen, und die Kalibrierungsdaten können online oder offline für die Bewertung herangezogen werden.
 8.4.2.4. Berechnung der Emissionsmassen
 8.4.2.4.1. Systeme mit konstantem Massendurchsatz
 Bei Systemen mit Wärmetauscher ist die Schadstoffmasse (g/Prüfung) nach folgender Formel zu berechnen:
 m
 gas = u
 gas × c
 gas × m
 ed (in g/Prüfung)
 (45)
 Darin ist:
 u
 gas
 Verhältnis von Dichte des jeweiligen Abgasbestandteils und Dichte der Luft
 c
 gas
 durchschnittliche hintergrundkorrigierte Konzentration des jeweiligen Bestandteils, ppm
 m
 ed
 Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den Zyklus, kg
 Wird im trockenen Bezugszustand gemessen, so sind die Messwerte nach Absatz 8.1 in den feuchten Bezugszustand umzurechnen.
 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.
 Dei Werte von u sind Tabelle 5 zu entnehmen. Für die Berechnung der Werte von u
 gas wird die Dichte des verdünnten Abgases als gleich der Dichte von Luft angenommen. Deshalb gilt für einzelne gasförmigen Bestandteile derselbe u
 gas-Wert, für HC gelten dagegen unterschiedliche Werte.
 Alternativ kann nach der Formel 27 oder 28 in Absatz 8.3.2.5 gerechnet werden.
 Tabelle 5
 u–Werte für das verdünnte Abgas und Dichte der Abgasbestandteile
 Kraftstoff
 ρDe
 Gas
 NOx
 CO
 HC
 CO2
 O2
 CH4
 ρgas [kg/m3]
 2,053
 1,250
 (7)
 1,9636
 1,4277
 0,716
 u
 gas
 (8)
 Diesel
 1,293
 0,001588
 0,000967
 0,000480
 0,001519
 0,001104
 0,000553


text:
Ethanol
 1,293
 0,001588
 0,000967
 0,000795
 0,001519
 0,001104
 0,000553
 CNG (9)
 1,293
 0,001588
 0,000967
 0,000584 (10)
 0,001519
 0,001104
 0,000553
 Propan
 1,293
 0,001588
 0,000967
 0,000507
 0,001519
 0,001104
 0,000553
 Butan
 1,293
 0,001588
 0,000967
 0,000501
 0,001519
 0,001104
 0,000553
 LPG (11)
 1,293
 0,001588
 0,000967
 0,000505
 0,001519
 0,001104
 0,000553
 8.4.2.4.2. Bestimmung der hintergrundkorrigierten Konzentrationen
 Um die Nettokonzentration der Schadstoffe zu bestimmen, sind die mittleren Hintergrundkonzentrationen der gasförmigen Schadstoffe in der Verdünnungsluft von den gemessenen Konzentrationen abzuziehen. Die mittleren Werte der Hintergrundkonzentrationen können durch Beutelprobenahme oder durch laufende Messungen mit Integration bestimmt werden. Folgende Formel ist zu verwenden.
 c = c
 e - c
 d × (1 - (1/D))
 (46)
 Darin ist:
 c
 e
 Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen im verdünnten Abgas, ppm
 c
 d
 Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen in der Verdünnungsluft, ppm
 D
 Verdünnungsfaktor
 Der Verdünnungsfaktor errechnet sich wie folgt:
 a)
 für Selbstzündungsmotoren und LPG-betriebene Gasmotoren
 (47)
 b)
 für NG-betriebene Gasmotoren
 (48)
 Darin ist:
 c
 CO2,e
 CO2 -Konzentration im verdünnten Abgas, feucht, Vol.- %
 c
 HC, e
 HC-Konzentration im verdünnten Abgas, feucht, ppm C1
 c
 NMHC, e
 NMHC-Konzentration im verdünnten Abgas, feucht ppm C1
 c
 CO, e
 CO-Konzentration im verdünnten Abgas, feucht, ppm;
 F
 S
 stöchiometrischer Faktor
 Der stöchiometrische Faktor berechnet sich wie folgt:
 (49)
 Darin ist:
 α
 Molverhältnis des Kraftstoffs für Wasserstoff (H/C)
 Ist die Kraftstoffzusammensetzung unbekannt, können alternativ folgende stöchiometrische Faktoren verwendet werden:
 F
 S (Diesel)
 =
 13,4
 F
 S (LPG)
 =
 11,6
 F
 S (NG)
 =
 9,5
 8.4.2.4.3 Systeme mit Durchflussmengenkompensation
 Bei Systemen ohne Wärmetauscher ist die Masse der Schadstoffe (g/Prüfung) durch Berechnen der momentanen Massenemissionen und Integrieren der momentanen Werte über den gesamten Zyklus zu bestimmen. Darüber hinaus ist die Hintergrundkorrektur direkt für den momentanen Konzentrationswert vorzunehmen, und zwar nach folgender Formel:
 (50)
 Darin ist:
 c
 e
 Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen im verdünnten Abgas, ppm
 c
 d
 Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen in der Verdünnungsluft, ppm
 m
 ed, i
 momentane Masse des verdünnten Abgases, kg
 m
 ed
 Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den gesamten Zyklus, kg
 u
 gas
 Wert aus Tabelle 5
 D
 Verdünnungsfaktor
 8.4.3. Partikelbestimmung
 8.4.3.1. Vorbemerkung
 Zur Bestimmung der Partikel ist die Probe mit gefilterter Umgebungsluft, synthetischer Luft oder Stickstoff doppelt zu verdünnen. Die Durchflussleistung des Verdünnungssystems muss so groß sein, dass keine Wasserkondensation im Verdünnungs- und Probenahmesystem auftritt und dass die Temperatur des verdünnten Abgases unmittelbar vor den Filterhaltern zwischen 315 K (42 oC) und 325 K (52 oC) gehalten werden kann. Die Verdünnungsluft kann vor dem Eintritt in das Verdünnungssystem entfeuchtet werden, was sich insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit empfiehlt. Die Temperatur der Verdünnungsluft muss nahe am Einlass zum Verdünnungstunnel mehr als 288 K (15 oC) betragen.
 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.
 8.4.3.2. Partikelprobenahme
 Die Sonde für die Partikelprobenahme ist in der Nähe der Sonde für die Entnahme der gasförmigen Emissionen anzubringen, jedoch so weit von dieser entfernt, dass gegenseitige Beeinflussung nicht auftritt. Die Einbauvorschriften des Absatzes 8.3.2.2 gelten folglich auch für die Partikelprobenahme. Die


text:
Probenahmeleitung muss den Vorschriften von Anlage 3 entsprechen.
 8.4.3.3. Berechnung der Emissionsmasse
 Nach Korrektur um die Auftriebskraft in Luft nach Absatz 9.4.3.5 ist die Partikelmasse (g/Prüfung) wie folgt zu berechnen:
 (51)
 Darin ist:
 m
 f
 über den Zyklus abgeschiedene Partikelmasse, mg
 m
 sep
 Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelsammelfilter durchströmt, kg
 m
 ed
 Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den gesamten Zyklus, kg
 Hierbei gilt:
 m
 sep = m
 set - m
 ssd
 (52)
 Darin ist:
 m
 set
 Masse des durch Partikelfilter geleiteten doppelt verdünnten Abgases, kg
 m
 ssd
 Masse der Sekundärverdünnungsluft, kg
 Wird der Partikelhintergrund der Verdünnungsluft nach Absatz 7.8.2.5 bestimmt, kann die Partikelmasse hintergrundkorrigiert werden. Die Partikelmasse (g/Prüfung) errechnet sich wie folgt:
 (53)
 Darin ist:
 m
 sep
 Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelsammelfilter durchströmt, kg
 m
 ed
 Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den gesamten Zyklus
 m
 sd
 Masse der im Probenentnehmer für Hintergrundpartikel erfassten Verdünnungsluft, kg
 m
 b
 abgeschiedene Hintergrundpartikelmasse der Verdünnungsluft, mg
 D
 Verdünnungsfaktor nach Absatz 8.4.2.4.2
 8.5. Allgemeine Berechnungen
 8.5.1. Berechnung von NMHC und CH4 mit dem Nichtmethan-Cutter
 Die Konzentration von NMHC und CH4 errechnet sich wie folgt:
 (54)
 (55)
 Darin ist:
 c
 HC(w/Cutter)
 HC-Konzentration bei Führung des Probengases durch den NMC
 c
 HC(w/oCutter)
 HC-Konzentration, bei Führung des Probengases am NMC vorbei
 E
 M
 Methan-Wirkungsgrad nach Absatz 9.3.8.1.
 E
 E
 Ethan-Wirkungsgrad nach Absatz 9.3.8.2.
 8.5.2. Berechnung der spezifischen Emissionen
 Die spezifischen Emissionen e
 gas oder e
 PM (g/kWh) sind für jeden einzelnen Bestandteil je nach Art des Prüfzyklus nach einer der nachstehend angegebenen Methoden zu berechnen.
 8.5.2.1. Prüfergebnis
 Für den WHSC-Zyklus, den WHTC-Zyklus mit Warmstart und den WHTC-Zyklus mit Kaltstart ist folgende Formel zu verwenden:
 (56)
 Darin ist:
 m
 Masse des Emissionsbestandteils, g/Prüfung
 W
 act
 tatsächliche Zyklusarbeit nach Absatz 7.7.1, kWh.
 Beim WHTC-Zyklus ist das Endergebnis ein gewichtetes Mittel der Ergebnisse der Prüfungen mit Kalt- und mit Warmstart, das sich nach folgender Formel errechnet:
 (57)
 8.5.2.2. Abgasnachbehandlungssystem mit periodischer Regenerierung
 Die im Prüflauf mit Warmstart ermittelten Ergebnisse sind wie folgt zu gewichten:
 (58)
 Darin ist:
 n
 Zahl der WHTC-Prüfläufe mit Warmstart ohne Regenerierung
 nr
 Zahl der WHTC-Prüfläufe mit Warmstart mit Regenerierung (mindestens ein Prüflauf)
 e
 mittlere spezifische Emission außerhalb des Regenerierungsvorgangs, g/kWh
 e
 r
 mittlere spezifische Emission während des Regenerierungsvorgangs, g/kWh
 Der Regenerierungsfaktor k
 r erechnet sich nach folgender Formel:
 (59)
 Der Regenerierungsfaktor k
 r
 a)
 ist auf das nach Absatz 8.5.2.2 gewichtete Ergebnis der WHTC-Prüfung mit Warmstart anzuwenden,
 b)
 kann auf die Ergebnisse der WHSC-Prüfung und der WHTC-Prüfung mit Kaltstart angewandt werden, wenn während des Prüflaufs eine Regeneierung stattfindet,
 c)
 kann für andere Motoren derselben Familie übernommen werden,
 d)
 kann mit vorheriger Zustimmung der Typgenehmigungsbehörde für andere Motorenfamilien übernommen werden, die mit demselben Abgasnachbehandlungssystem ausgerüstet sind, wenn der Hersteller anhand technischer Unterlagen nachweist, dass deren Emissionen ähnlich sind.
 9. MESSEINRICHTUNGEN
 In diesem Anhang werden keine Einrichtungen zur Messung von Durchfluss, Druck und Temperatur beschrieben. Lediglich die für die Durchführung der Emissionsprüfungen erforderliche Linearität dieser Einrichtungen wird in Absatz 9.2 spezifiziert.
 9.1. Motorenprüfstand
 Der Motorenprüfstand muss zur Durchführung der in den Absätzen 7.2 und 7.3


text:
beschriebenen Prüfungen geeignet sein.
 Mit den Instrumenten zur Messung von Drehzahl und Drehmoment muss sich die Leistung an der Motorkurbelwelle so genau messen lassen, dass die Kriterien für die Validierung des Prüfzyklus erfüllt werden. Zusätzliche Berechnungen können notwendig sein. Die Messeinrichtungen müssen so genau arbeiten, dass die in Absatz 9.2 Tabelle 6 wiedergegebenen Linearitätsanforderungen erfüllt werden.
 9.2. Linearitätsanforderungen
 Alle Messinstrumente und –systeme sind nach nationalen und internationalen Normen zu kalibrieren. Messinstrumente und –systeme müssen die in Tabelle 6 wiedergegebenen Linearitätsanforderungen erfüllen. Gasanalysatoren sind mindestens alle 3 Monate sowie nach Reparaturen oder Veränderungen, die die Kalibrierung beeinflussen können, nach Absatz 9.2.1 auf Linearität zu prüfen. Andere Instrumente und Systeme sind in den Abständen zu prüfen, die in hausinternen Verfahren, den Normen der ISO 9000-Reihe oder vom Hersteller festgelegt sind.
 Tabelle 6
 Linearitätsanforderungen an Messinstrumente und –systeme
 Messinstrument/-system für
 y-Achsabschnittder Regressionsgeraden b
 Steigung der Regressionsgeraden m
 Standardfehler SEE
 Bestimmungskoeffizient r2
 Motordrehzahl
 ≤ 0,05 % max
 0,98 -1,02
 ≤ 2 % max
 ≥ 0,990
 Motordrehmoment
 ≤ 1 % max
 0,98 -1,02
 ≤ 2 % max
 ≥ 0,990
 Kraftstoffdurchsatz
 ≤ 1 % max
 0,98 -1,02
 ≤ 2 % max
 ≥ 0,990
 Luftdurchsatz
 ≤ 1 % max
 0,98 -1,02
 ≤ 2 % max
 ≥ 0,990
 Abgasdurchsatz
 ≤ 1 % max
 0,98 -1,02
 ≤ 2 % max
 ≥ 0,990
 Verdünnungsluftdurchsatz
 ≤ 1 % max
 0,98 -1,02
 ≤ 2 % max
 ≥ 0,990
 Durchsatz des verdünnten Abgases
 ≤ 1 % max
 0,98 -1,02
 ≤ 2 % max
 ≥ 0,990
 Probenstrom
 ≤ 1 % max
 0,98 -1,02
 ≤ 2 % max
 ≥ 0,990
 Gasanalyse
 ≤ 0,5 % max
 0,99 -1,01
 ≤ 1 % max
 ≥ 0,998
 Gasteilung
 ≤ 0,5 % max
 0,98 -1,02
 ≤ 2 % max
 ≥ 0,990
 Temperatur
 ≤ 1 % max
 0,99 -1,01
 ≤ 1 % max
 ≥ 0,998
 Druck
 ≤ 1 % max
 0,99 -1,01
 ≤ 1 % max
 ≥ 0,998
 Partikelbilanz
 ≤ 1 % max
 0,99 -1,01
 ≤ 1 % max
 ≥ 0,998
 9.2.1. Prüfung der Linearität
 9.2.1.1. Vorbemerkung
 Alle in Tabelle 6 aufgeführten Messsysteme sind auf Linearität zu prüfen. In das System sind mindestens 10 Referenzwerte einzugeben, und die gemessenen Werte sind dann durch lineare Regression nach der Fehlerquadratmethode mit den Referenzwerten zu vergleichen. Die in Tabelle 6 aufgeführten Grenzwerte beziehen sich auf die bei der Prüfung erwarteten höchsten Messwerte.
 9.2.1.2. Allgemeine Vorschriften
 Messsysteme sind nach den Empfehlungen des Herstellers vorzuwärmen. Sie sind mit den für sie angegebenen Temperaturen, Drücken und Durchsätzen zu betreiben.
 9.2.1.3. Ablauf der Prüfung
 Die Linearitätsprüfung ist für jeden üblicherweise genutzten Messbereich wie folgt durchzuführen:
 a)
 Das Instrument ist durch Eingabe eines Nullsignals auf Null zu stellen. Bei Gasanalysatoren ist gereinigte synthetische Luft oder Stickstoff direkt in die Eintrittsöffnung des Instruments einzuleiten.
 b)
 Das Instrument ist durch Eingabe eines Kalibriersignals zu kalibrieren. Bei Gasanalysatoren ist ein geeignetes Kalibriergas direkt in die Eintrittsöffnung des Instruments einzuleiten.
 c)
 Die Nulleinstellung nach a) ist zu wiederholen.
 d)
 Zur Prüfung der Linearität sind mindestens 10 Referenzwerte (einschließlich Null) einzugeben, die im Bereich zwischen Null und dem höchsten bei der Emissionsprüfung zu erwartenden


text:
Messwert liegen. Bei Gasanalysatoren ist Gas in bekannten Konzentrationen direkt in die Eintrittsöffnung des Instruments einzuleiten.
 e)
 Die Referenzwerte sind mit einer Häufigkeit von mindestens 1 Hz zu messen, und die gemessenen Werte sind über 30 s aufzuzeichnen.
 f)
 Für die Berechnung Parameter für die lineare Regression nach der Fehlerquadratmethode (Gleichung 6 in Absatz 7.7.2) ist das arithmetische Mittel der über 30 s aufgezeichneten Werte zu verwenden.
 g)
 Die Parameter der linearen Regression müssen den Bestimmungen von des Absatzes 9.2 Tabelle 6 entsprechen.
 h)
 Die Nulleinstellung ist nochmals zu überprüfen, und die Prüfung ist erforderlichenfalls zu wiederholen.
 9.3. System zur Probenahme und Messung gasförmiger Emissionen
 9.3.1. Vorschriften für Analysegeräte
 9.3.1.1. Allgemeines
 Messbereich und Ansprechzeit der Analysegeräte müssen Genauigkeitsanforderungen für die Messung der Konzentrationen der Abgasbestandteile im stationären und instationären Betrieb entsprechen.
 Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der Geräte muss so ausgelegt sein, dass zusätzliche Fehler weitestgehend ausgeschlossen sind.
 9.3.1.2. Messgenauigkeit
 Die Messgenauigkeit ist die Abweichung des abgelesenen Messwertes vom Referenzwert. Diese Abweichung darf ± 2 % vom Ablesewert oder ±0,3 % vom Skalenendwert nicht überschreiten; es gilt der jeweils größere Wert.
 9.3.1.3. Wiederholbarkeit
 Die Wiederholbarkeit ist definiert als das 2,5-fache der Standardabweichung zehn wiederholter Ansprechreaktionen auf ein bestimmtes Kalibriergas. Dieser Wert darf für die verwendeten Messbereiche über 155 ppm (oder ppm C) höchstens ± 1 % der Skalenendkonzentration und für die verwendeten Messbereiche unter 155 ppm (oder ppm C) höchstens ± 2 % betragen.
 9.3.1.4. Rauschen
 Das Peak-to-Peak-Ansprechen der Analysatoren auf Null- und Kalibriergase darf in allen genutzten Messbereichen während 10 Sekunden 2 % des Skalenendwerts nicht überschreiten.
 9.3.1.5. Nullpunktdrift
 Der Nullpunktwert wird als mittleres Ansprechen (einschließlich Rauschen) auf ein Nullgas in einem Zeitabschnitt von 30 Sekunden definiert. Die Nullpunktdrift während einer Stunde muss im untersten genutzten Messbereich weniger als 2 % des Skalenendwerts betragen.
 9.3.1.6. Messbereichsdrift
 Der Messbereichskalibrierausschlag wird definiert als mittlerer Ausschlag (einschließlich Rauschen) auf ein Messbereichskalibriergas in einem Zeitabschnitt von 30 Sekunden. Die Messbereichsdrift während Stunde muss im untersten genutzten Messbereich weniger als 2 % des Skalenendwerts betragen.
 9.3.1.7. Anstiegzeit
 Die Anstiegzeit des in der Messanlage angebauten Analysegeräts darf höchstens 2,5 s betragen.
 9.3.1.8. Gastrocknung
 Das Abgas kann im trockenen oder im feuchten Zustand gemessen werden. Ein eventuell verwendetes Gastrocknungsgerät darf die Zusammensetzung der gemessenen Gase so wenig wie möglich beeinflussen. Chemische Trockner dürfen nicht zur Entfernung von Wasser aus der Probe verwendet werden.
 9.3.2. Gasanalysatoren
 9.3.2.1. Vorbemerkung
 Die bei der Messung anzuwendenden Grundsätze werden in den Absätzen 9.3.2.2 bis 9.2.3.7 beschrieben. Eine ausführliche Beschreibung der Messsysteme findet sich in Anlage 3. Die zu messenden Gase sind mit den nachfolgend aufgeführten Geräten zu analysieren. Bei nicht linearen Analysatoren können Linearisierungsschaltkreise verwendet werden.
 9.3.2.2. Kohlenmonoxid-(CO-)Analyse
 Der Kohlenmonoxidanalysator muss ein nichtdispersiver Infrarotabsorptionsanalysator (NDIR) sein.
 9.3.2.3. Kohlendioxid-(CO2-)Analyse
 Der Kohlendioxidanalysator muss ein nichtdispersiver Infrarotabsorptionsanalysator (NDIR) sein.
 9.3.2.4. Kohlenwasserstoff-(HC-)Analyse
 Der Kohlenwasserstoffanalysator muss ein beheizter Flammenionisationsdetektor (HFID) mit Detektor, Ventilen, Rohrleitungen usw. sein, der so zu beheizen ist, dass die Gastemperatur auf 463 K ± 10 K (190 ± 10 oC) gehalten wird. Bei NG-betriebenen Motoren und Fremdzündungsmotoren kann der Kohlenwasserstoffanalysator je nach der


text:
verwendeten Methode ein nicht beheizter Flammenionisationsdetektor (FID) sein (siehe Absatz A.3.1.3).
 9.3.2.5. Analyse der Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe (NMHC)
 Die Nichtmethanfraktion wird nach Absatz A.3.1.4 mit einem beheizten, mit einem FID in Reihe angeordneten Nichtmethan-Cutter NMC bestimmt, mit dem das Methan von den übrigen Kohlenwasserstoffen subtrahiert wird.
 9.3.2.6. Stickoxid-(NOx)-Analyse
 Wird im trockenen Bezugszustand gemessen, muss der Stickoxidanalysator ein Chemilumineszenzdetektor (CLD) oder beheizter Chemilumineszenzdetektor (HCLD) mit einem NO2/NO-Konverter sein. Bei Messung im feuchten Bezugszustand ist ein auf über 328 K (55 oC) gehaltener HCLD mit Konverter zu verwenden, vorausgesetzt, die Prüfung auf Wasserdampf-Querempfindlichkeit (siehe Anhang 4 Anlage 5 Absatz 1.9.2.2) wurde bestanden. Der Probenahmeweg bis zum Konverter (bei Messung im trockenen Bezugszustand) oder bis zum Analysator (bei Messung im feuchten Bezugszustand) ist auf einer Wandtemperatur von 328 K bis 473 K (55 oC to 200 oC) zu halten.
 9.3.2.7. Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
 Für die Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur Bestimmung des Abgasdurchflusses nach Absatz 8.3.1.6 ist eine Luft-Kraftstoff-Sonde oder eine Zirkon-Lambdasonde, jeweils mit breitem Messbereich, zu verwenden. Die Sonde ist unmittelbar am Auspuffrohr an einer Stelle anzubringen, wo die Abgastemperatur so hoch ist, dass Wasserkondensation vermieden wird.
 Die Genauigkeit der Sonde mit eingebauter Elektronik muss sich in folgendem Bereich bewegen:
 ± 3 % vom Ablesewert für λ < 2
 ± 5 % vom Ablesewert für 2 ≤ λ < 5
 ± 10 % vom Ablesewert für 5 ≤ λ
 Um die oben angegebene Genauigkeit zu erreichen, ist die Sonde nach Herstellerangaben zu kalibrieren.
 9.3.3. Kalibriergase
 Die Haltbarkeitsdauer aller Kalibriergase ist zu beachten. Das vom Hersteller angegebene Verfallsdatum der Kalibriergase ist aufzuzeichnen.
 9.3.3.1. Reine Gase
 Die erforderliche Reinheit der Gase ergibt sich aus den untenstehenden Grenzwerten der Verunreinigung. Folgende Gase müssen zur Verfügung stehen:
 Gereinigter Stickstoff
 (Verunreinigung ≤ 1 ppm C1, ≤ 1 ppm CO, ≤ 400 ppm CO2, ≤ 0,1 ppm NO)
 Gereinigter Sauerstoff
 (> 99.5 Vol- % O2)
 Wasserstoff-Helium-Gemisch
 (40 ± 2 % Wasserstoff, Rest Helium)
 (Verunreinigung ≤ 1 ppm C1, ≤ 400 ppm CO2)
 Gereinigte synthetische Luft
 (Verunreinigung ≤ 1 ppm C1, ≤ 1 ppm CO, ≤ 400 ppm CO2, ≤ 0,1 ppm NO)
 (Sauerstoffgehalt 18-21 Vol.- %).
 9.3.3.2. Kalibrier- und Messgase
 Nachstehend aufgeführte Gasgemische müssen zur Verfügung stehen. Andere Gaskombinationen sind zulässig, sofern die Gase nicht miteinander reagieren.
 C3H8 und gereinigte synthetische Luft (siehe Absatz 9.3.3.1)
 CO und gereinigter Stickstoff
 NOx und gereinigter Stickstoff (die in diesem Kalibriergas enthaltene NO2-Menge darf 5 % des NO-Gehalts nicht übersteigen);
 CO2 und gereinigter Stickstoff;
 CH4 und gereinigter synthetischer Luft
 C2H6 und gereinigter synthetischer Luft
 Die tatsächliche Konzentration eines Kalibriergases darf um höchstens ± 1 % vom Nennwert abweichen. Alle Kalibriergaskonzentrationen sind als Volumenanteil auszudrücken (Volumenprozent oder Volumen-ppm).
 9.3.3.3. Gasteiler
 Die zur Kalibrierung verwendeten Gase können auch mit Hilfe eines Gasteilers (Präzisionsmischer) durch Zusatz von gereinigtem N2 oder gereinigter synthetischer Luft gewonnen werden. Die Mischvorrichtung muss so genau arbeiten, dass die Konzentrationen der Kalibriergasgemische mit einer Genauigkeit von ± 2 % bestimmt werden können. Dabei müssen die zur Mischung verwendeten Primärgase auf ± 1 % genau bekannt sein und nationalen oder internationalen Gasnormen entsprechen. Die Überprüfung


text:
ist bei jeder mithilfe einer Mischvorrichtung vorgenommenen Kalibrierung bei 15 bis 50 % des Skalenendwertes durchzuführen. Ist die erste Prüfung fehlgeschlagen, kann eine weitere Prüfung mit einem anderen Kalibriergas durchgeführt werden.
 Wahlweise kann die Mischvorrichtung mit einem Instrument überprüft werden, das seiner Natur nach linear ist, z. B. unter Verwendung von NO-Gas mit einem CLD. Der Kalibrierwert des Instruments ist mit direkt an das Instrument angeschlossenem Kalibriergas einzustellen. Die Mischvorrichtung ist bei den verwendeten Einstellungen zu überprüfen, und der Nennwert ist mit der gemessenen Konzentration zu vergleichen. Die Abweichung darf an keinem Punkt mehr als ± 1 % des Nennwertes betragen.
 Der zur Durchführung der Linearitätsprüfung nach Absatz 9.2.1 verwendete Gasteiler muss mit einer Genauigkeit von ±1 % arbeiten.
 9.3.3.4. Gase zur Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit
 Die Gase zur Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit sind Gemische aus Propan, Sauerstoff und Stickstoff. Das in ihnen enthaltene Propan muss 350 ± 75 ppm C als Kohlenwasserstoff enthalten. Die Konzentration ist durch chromatografische Analyse des gesamten Kohlenwasserstoffs oder durch dynamisches Mischen mit der für Kalibriergase geltenden Toleranz zu bestimmen. Die für Fremd- und Selbstzündungsmotoren erforderlichen Sauerstoffkonzentrationen sind Tabelle 7 zu entnehmen. Der Rest des Gases besteht aus gereinigtem Stickstoff.
 Tabelle 7
 Gase zu Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit
 Art des Motors
 O2-Konzentration ( %)
 Selbstzündungsmotor
 21 (20 - 22)
 Selbst- und Fremdzündungsmotor
 10 (9 - 11)
 Selbst- und Fremdzündungsmotor
 5 (4 - 6)
 Fremdzündungsmotor
 0 (0 - 1)
 9.3.4. Dichtheitsprüfung
 Das System ist auf Dichtheit zu prüfen. Die Sonde ist aus der Abgasanlage zu entfernen, ihr Ende ist zu verschließen. Die Pumpe des Analysators ist einzuschalten. Ist das System dicht, zeigen nach einer Stabilisierungsphase alle Durchflussmesser Null an. Ist dies nicht der Fall, sind die Entnahmeleitungen zu überprüfen, und der Fehler ist zu beheben.
 Die maximal zulässige Leckagerate auf der Unterdruckseite beträgt für den geprüften Teil des Systems 0,5 % des Durchsatzes im Betrieb. Die Analysatoren- und Bypass-Durchsätze können zur Schätzung der tatsächlichen Durchsätze verwendet werden.
 Alternativ kann das System auf mindestens 20 kPa (80 kPa absolut) evakuiert werden. Nach einer Stabilisierungsphase darf die Druckzunahme Δp (kPa/min) im System folgenden Wert nicht übersteigen:
 Δp = p/V
 s × 0,005 × qv
 s
 (60)
 Darin ist:
 V
 s
 Volumen des Systems, l
 qv
 s
 Systemdurchsatz, l/min
 Eine weitere Methode ist die schrittweise Änderung der Konzentration am Anfang der Probenahmeleitung durch Umstellung von Null- auf Kalibriergas. Wird nach einem ausreichend langen Zeitraum eine Konzentration angezeigt, die ≤ 99 % der eingeleiteten Konzentration beträgt, so deutet dies auf eine Undichtigkeit hin, die behoben werden muss.
 9.3.5. Überprüfung der Ansprechzeit des Analysesystems
 Die Systemeinstellungen für die Bewertung der Ansprechzeit (d. h. Druck, Durchsätze, Filtereinstellungen an den Analysegeräten und alle anderen Faktoren, die die Ansprechzeit beeinflussen) müssen genau dieselben sein wie bei der Probelaufmessung. Zur Bestimmung der Ansprechzeit wird unmittelbar am Eintritt der Probenahmesonden das Gas gewechselt. Der Wechsel muss in weniger als 0,1 s erfolgen. Die für die Prüfung verwendeten Gase müssen eine Veränderung der Konzentration von mindestens 60 % des Skalenendwertes bewirken.
 Die Konzentrationskurve ist für jeden einzelnen Gasbestandteil aufzuzeichnen. Die


text:
Ansprechzeit ist definiert als der Zeitabstand zwischen dem Gaswechsel und der entsprechenden Veränderung der aufgezeichneten Konzentration. Die Systemansprechzeit (t
 90) setzt sich zusammen aus der Ansprechverzögerung bis zum Messdetektor und der Anstiegzeit des Detektors. Die Ansprechverzögerung ist definiert als die Zeit, die vom Wechsel (t
 0) bis zur Anzeige von 10 % des Endwertes (t
 10) verstreicht. Die Anstiegzeit ist definiert als die Zeit für den Anstieg des angezeigten Messwertes von 10 % auf 90 % des Endwertes (t
 90 - t
 10).
 Für den Zeitabgleich der Signale des Analysators und des Abgasstroms im Fall der Messung des Rohabgases ist die Wandlungszeit definiert als der Zeitabstand vom Wechsel (t
 0) bis zum Anstieg des angezeigten Messwerts auf 50 % des Endwertes (t
 50).
 Die Systemansprechzeit soll für alle begrenzten Bestandteile CO, NOx, HC oder NMHC und alle verwendeten Messbereiche bei einer Anstiegzeit von ≤ 2,5 s höchstens ≤ 10 s betragen. Wird für die NMHC-Messung ein Nichtmethan-Cutter verwendet, kann die Systemansprechzeit 10 s überschreiten.
 9.3.6. Prüfung der Wirksamkeit des NOx-Konverters
 Der Wirkungsgrad des Konverters, der zur Umwandlung von NO2 in NO verwendet wird, ist nach den Absätzen 9.3.6.1 bis 9.3.6.8 u bestimmen (siehe Abbildung 8).
 Abbildung 8
 Schematische Darstellung des Gerätes zur Bestimmung des Wirkungsgrades des NO2-Konverters
 9.3.6.1. Prüfanordnung
 Der Wirkungsgrad des Konverters ist mit einem Ozongenerator in der in Abbildung 8 schematisch dargestellten Prüfanordnung und nach dem im Folgenden beschriebenen Verfahren zu ermitteln.
 9.3.6.2. Kalibrierung
 Der CLD und der HCLD sind in dem am meisten verwendeten Betriebsbereich nach den Angaben des Herstellers unter Verwendung von Null- und Kalibriergas (dessen NO-Gehalt ungefähr 80 % des Betriebsbereichs entsprechen muss; die NO2-Konzentration des Gasgemischs muss weniger als 5 % der NO-Konzentration betragen) zu kalibrieren. Der NOx-Analysator muss auf den NO-Betrieb eingestellt sein, so dass das Kalibriergas nicht durch den Konverter strömt. Die angezeigte Konzentration ist aufzuzeichnen.
 9.3.6.3. Berechnung
 Der Wirkungsgrad des NOx-Konverters errechnet sich wie folgt:
 (61)
 Darin ist:
 a
 NOx-Konzentration nach Absatz 9.3.6.6
 b
 NOx-Konzentration nach Absatz 9.3.6.7
 c
 NO-Konzentration nach Absatz 9.3.6.4
 d
 NO-Konzentration nach Absatz 9.3.6.5
 9.3.6.4. Zusatz von Sauerstoff
 Über ein T-Verbindungsstück wird dem durchströmenden Gas kontinuierlich Sauerstoff oder Nullluft zugesetzt, bis die angezeigte Konzentration ungefähr 20 % niedriger als die angezeigte Kalibrierkonzentration nach Absatz 9.3.6.2 ist (der Analysator arbeitet im NO-Betrieb).
 Die angezeigte Konzentration c ist aufzuzeichnen. Der Ozongenerator bleibt während des gesamten Vorgangs ausgeschaltet.
 9.3.6.5. Einschalten des Ozongenerators
 Anschließend wird der Ozongenerator eingeschaltet, um so viel Ozon zu erzeugen, dass die NO-Konzentration auf 20 % (Mindestwert 10 %) der Kalibrierkonzentration nach Absatz 9.3.6.2 zurückgeht. Die angezeigte Konzentration d ist aufzuzeichnen (der Analysator arbeitet im NO-Betrieb).
 9.3.6.6. NOx-Betrieb
 Der NO-Analysator wird dann auf NOx-Betrieb umgeschaltet, wodurch das Gasgemisch (bestehend aus NO, NO2, O2 and N2) nun durch den Konverter strömt. Die angezeigte Konzentration a ist aufzuzeichnen. (Der Analysator arbeitet im NOx-Betrieb).
 9.3.6.7. Ausschalten des Ozongenerators
 Danach wird der Ozongenerator ausgeschaltet. Das Gasgemisch nach Absatz 9.3.6.6 strömt durch den Konverter in den Messteil. Die angezeigte Konzentration b ist aufzuzeichnen (der Analysator arbeitet im NOx-Betrieb).
 9.3.6.8. NO-Betrieb
 Wird bei


text:
abgeschaltetem Ozongenerator auf NO-Betrieb umgeschaltet, so wird auch der Zustrom von Sauerstoff oder synthetischer Luft abgesperrt. Der am Analysegerät angezeigte NOx-Wert darf dann von dem nach Absatz 9.3.6.2 gemessenen Wert um höchstens ± 5 % abweichen (der Analysator arbeitet im NO-Betrieb).
 9.3.6.9. Prüfhäufigkeit
 Der Wirkungsgrad des Konverters ist mindestens einmal monatlich zu bestimmen.
 9.3.6.10. Erforderlicher Wirkungsgrad
 Der Konverter muss einen Wirkungsgrad E
 NOx
 von mindestens 95 % erreichen.
 Kann der Ozongenerator bei Einstellung des Analysators auf den am meisten genutzten Messbereich keinen Rückgang von 80 % auf 20 % nach Absatz 9.3.6.5 bewirken, so ist der höchste Bereich zu verwenden, mit dem der Rückgang bewirkt werden kann.
 9.3.7. Einstellung des FID
 9.3.7.1. Optimierung des Detektor-Ansprechverhaltens
 Der FID ist nach den Angaben des Geräteherstellers einzustellen. Um das Ansprechverhalten zu optimieren, ist in dem am meisten verwendeten Betriebsbereich ein Kalibriergas aus Propan in Luft zu verwenden.
 Bei einer Einstellung des Kraftstoff- und Luftdurchsatzes, die den Empfehlungen des Herstellers entspricht, ist ein Kalibriergas von 350 ± 75 ppm C in den Analysator einzuleiten. Das Ansprechverhalten bei einem bestimmten Kraftstoffdurchsatz ist anhand der Differenz zwischen dem Kalibriergas-Ansprechen und dem Nullgas-Ansprechen zu ermitteln. Der Kraftstoffdurchsatz ist inkremental ober- und unterhalb der Herstellerangabe einzustellen. Das Ansprechverhalten des Kalibrier- und des Nullgases bei diesen Kraftstoffdurchsätzen ist aufzuzeichnen. Die Differenz zwischen dem Kalibrier- und dem Nullgas-Ansprechen ist in Kurvenform aufzutragen und der Kraftstoffdurchsatz auf die fette Seite der Kurve einzustellen. Dies ist die Anfangseinstellung des Durchsatzes, die eventuell entsprechend den nach Absatz 9.3.7.2 ermittelten Responsfaktoren bei Kohlenwasserstoffen und den Ergebnissen der Prüfung auf Sauerstoffquerempfindlichkeit nach Absatz 9.3.7.3 zu optimieren ist. Entsprechen die Responsfaktoren oder die Sauerststoffquerempfindlichkeit nicht den nachstehenden Vorschriften, so ist der Luftdurchsatz inkremental ober- und unterhalb der Herstellerangabe zu verstellen, und die Arbeitsgänge nach Absatz 9.3.7.2 und 9.3.7.3 sind für jeden eingestellten Durchsatz zu wiederholen.
 Die Optimierung der Einstellung kann auch nach dem im SAE-Dokument Nr. 770141 beschriebenen Verfahren vorgenommen werden.
 9.3.7.2. Responsfaktoren bei Kohlenwasserstoffen
 Der Analysator ist unter Verwendung von Propan in Luft und gereinigter synthetischer Luft entsprechend Absatz 9.2.1.3 zu kalibrieren.
 Die Responsfaktoren sind bei Inbetriebnahme eines Analysegerätes und nach größeren Wartungsarbeiten zu bestimmen. Der Responsfaktor (r
 h) für einen bestimmten Kohlenwasserstoff ist das Verhältnis des am FID angezeigten C1-Wertes zur Konzentration in der Gasflasche, ausgedrückt in ppm C1.
 Die Konzentration des Prüfgases muss so hoch sein, dass ungefähr 80 % des vollen Skalenendwerts angezeigt werden. Die Konzentration muss mit einer Genauigkeit von ± 2 %, bezogen auf einen gravimetrischen Normwert, ausgedrückt als Volumen, bekannt sein. Außerdem muss die Gasflasche zuvor 24 Stunden bei 298 K ± 5 K (25 oC ± 5 oC) konditioniert werden.
 Die zu verwendenden Prüfgase und die empfohlenen Responsfaktoren sind:
 a)
 Methan und gereinigter synthetischer Luft
 1,00 ≤ r
 h ≤ 1,15
 b)
 Propylen und gereinigter synthetischer Luft
 0,90 ≤ r
 h ≤ 1,1
 c)
 Toluol und gereinigter synthetischer Luft
 0,90 ≤ r
 h ≤ 1,1
 Diese Werte sind bezogen auf den Responsfaktor (r
 h) von 1 für Propan und gereinigte synthetische Luft.
 9.3.7.3. Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit
 Nur Rohabgasanalysatoren


text:
sind bei Inbetriebnahme und größeren Wartungsarbeiten auf Sauerstoffquerempfindlichkeit zu prüfen.
 Es ist eine Messbereich zu wählen, in dem die zur Prüfung verwendeten Gase in den oberen 50 % liegen. Zur Prüfung ist der Ofen auf die erforderliche Temperatur einzustellen. Die Gase zur Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit sind in Absatz 9.3.3.4 spezifiziert.
 a)
 Der Analysator ist auf Null zu stellen.
 b)
 Der Analysator ist für Fremdzündungsmotoren mit dem Gasgemisch mit 0 % Sauerstoffgehalt, für Selbstzündungsmotoren mit dem Gasgemisch mit 21 % Sauerstoffgehalt zu kalibrieren.
 c)
 Das Nullgasansprechen ist erneut zu prüfen. Hat es sich um mehr als 0,5 % vom Skalenendwert verändert, sind die Schritte a) und b) zu wiederholen.
 d)
 Die Prüfgase mit 5 % und 10 % Sauerstoffgehalt sind einzuleiten.
 e)
 Das Nullgasansprechen ist erneut zu prüfen. Hat es sich um mehr als 1 % vom Skalenendwert verändert, ist die Prüfung zu wiederholen.
 f)
 Die Sauerstoffquerempfindlichkeit E
 O2 ist für jedes der unter d) genannten Gasgemische nach folgender Formel zu errechnen:
 E
 O2 = (c
 ref, d - c) × 100/c
 ref, d
 (62)
 wobei das Ansprechen des Analysators sich wie folgt errechnet:
 (63)
 Darin ist:
 c
 ref, b
 Referenz-HC-Konzentration in Schritt b), ppm C
 c
 ref, d
 Referenz-HC-Konzentration in Schritt d), ppm C
 c
 FS, b
 Skalenendwert der HC-Konzentration in Schritt b), ppm C
 c
 FS, d
 Skalenendwert HC-Konzentration in Schritt d), ppm C
 c
 m, b
 gemessene HC-Konzentration in Schritt b), ppm C
 c
 m, d
 gemessene HC-Konzentration in Schritt d), ppm C
 g)
 Die Sauerstoffquerempfindlichkeit E
 O2 muss für alle erforderlichen Prüfgase vor der Prüfung weniger als ±1,5 % betragen.
 h)
 ist die Sauerstoffquerempfindlichkeit E
 O2 größer als ±1,5 %, sind zur Korrektur der Luftdurchsatz inkremental ober- und unterhalb der Herstellerangabe sowie der Kraftstoffdurchsatz und der Probendurchsatz zu verstellen.
 i)
 Die Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit ist für jede neue Einstellung zu wiederholen.
 9.3.8. Wirkungsgrad des Nichtmethan-Cutters (NMC)
 Der NMC entfernt die Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe aus der Gasprobe, indem er alle Kohlenwasserstoffe außer Methan oxidiert. Im Idealfall beträgt die Umwandlung bei Methan 0 % und bei den anderen Kohlenwasserstoffen, repräsentiert durch Ethan, 100 %. Um eine genaue Messung der NMHC zu ermöglichen, sind die beiden Wirkungsgrade zu bestimmen und zur Berechnung des Massendurchsatzes der NMHC-Emissionen heranzuziehen (siehe Absatz 8.5.1).
 9.3.8.1. Wirkungsgrad bei Methan
 Methan-Kalibriergas ist mit und ohne Umgehung des NMC durch den FID zu leiten, und die beiden Konzentrationen sind aufzuzeichnen. Der Wirkungsgrad ist wie folgt zu ermitteln:
 (64)
 Darin ist:
 c
 HC(w/cutter)
 HC-Konzentration bei Durchfluss von CH4 durch den NMC, ppm C
 c
 HC(w/o cutter)
 HC-Konzentration bei Umleitung von CH4 um den NMC, ppm C
 9.3.8.2. Wirkungsgrad bei Ethan
 Ethan-Kalibriergas ist mit und ohne Umgehung des NMC durch den FID zu leiten, und die beiden Konzentrationen sind aufzuzeichnen. Der Wirkungsgrad ist wie folgt zu ermitteln:
 (65)
 Darin ist:
 c
 HC(w/cutter)
 HC-Konzentration bei Durchfluss von C2H6 durch den NMC, ppm C
 c
 HC(w/o cutter)
 HC-Konzentration bei Umleitung von C2H6 um den NMC, ppm C
 9.3.9. Querempfindlichkeiten
 Andere Gase, die neben dem zu analysierenden Gas im Abgas enthalten sind, können den


text:
Ablesewert auf verschiedene Weise beeinflussen. Eine positive Querempfindlichkeit ergibt sich bei NDIR-Geräten, wenn das beeinträchtigende Gas dieselbe Wirkung zeigt wie das gemessene Gas, jedoch in geringerem Maße. Eine negative Querempfindlichkeit ergibt sich bei NDIR-Geräten, wenn das beeinträchtigende Gas die Absorptionsbande des gemessenen Gases verbreitert, und bei CLD-Geräten, wenn das beeinträchtigende Gas die Strahlung unterdrückt. Die Prüfungen der Querempfindlichkeit nach den Absätzen 9.3.9.1 und 9.3.9.2 sind vor der Inbetriebnahme des Analysators und nach größeren Wartungsarbeiten durchzuführen.
 9.3.9.1. Prüfung der Querempfindlichkeit des CO-Analysators
 Wasser und CO2 können die Leistung des CO-Analysators beeinflussen. Daher lässt man ein bei der Prüfung verwendetes CO2-Kalibriergas mit einer Konzentration von 80 bis 100 % des Skalenendwertes des bei der Prüfung verwendeten maximalen Betriebsbereichs bei Raumtemperatur durch Wasser perlen, wobei das Ansprechen des Analysators aufzuzeichnen ist. Das Ansprechen des Analysators darf bei Bereichen ab 300 ppm höchstens 1 % des Skalenendwertes und bei Bereichen unter 300 ppm höchstens 3 ppm betragen.
 9.3.9.2. Prüfung der Querempfindlichkeit des NOx-Analysators
 Zwei Gase, die bei CLD- (und HCLD-) Analysatoren besonderer Beachtung bedürfen, sind CO2 und Wasserdampf. Die Querempfindlichkeit auf diese Gase ist ihren Konzentrationen proportional und erfordert daher Prüftechniken zur Bestimmung der Querempfindlichkeit bei den während der Prüfung erwarteten Höchstkonzentrationen.
 9.3.9.2.1. Prüfung der CO2-Querempfindlichkeit
 Ein CO2-Kalibriergas mit einer Konzentration von 80 bis 100 % vom Skalenendwert des obersten Messbereichs ist durch den NDIR-Analysator zu leiten, und der CO2-Wert ist als A aufzuzeichnen. Danach ist das Gas zu etwa 50 % mit NO-Kalibriergas zu verdünnen und durch den NDIR und den CLD zu leiten, wobei der CO2-Wert und der NO-Wert als B bzw. C aufzuzeichnen sind. Dann ist das CO2 abzusperren, nur das NO-Kalibriergas ist durch den (H)CLD zu leiten, und der NO-Wert ist als D aufzuzeichnen.
 Die Querempfindlichkeit in % errechnet sich wie folgt:
 (66)
 Darin ist:
 A
 die mit dem NDIR gemessene Konzentration des unverdünnten CO2 in %
 B
 die mit dem NDIR gemessene Konzentration des verdünnten CO2 in %
 C
 die mit dem (H)CLD gemessene Konzentration des verdünnten NO in ppm
 D
 die mit dem (H)CLD gemessene Konzentration des unverdünnten NO in ppm
 Mit Zustimmung der Typgenehmigungsbehörde können andere Methoden zur Verdünnung und Quantifizierung von CO2- und NO-Kalibriergas wie dynamisches Mischen verwendet werden.
 9.3.9.2.2. Prüfung der Wasserdampf-Querempfindlichkeit
 Diese Prüfung ist nur für Messungen der Konzentration im feuchten Gase erforderlich. Bei der Berechnung der Wasserdampf-Querempfindlichkeit ist die Verdünnung des NO-Kalibriergases mit Wasserdampf und die Skalierung der Wasserdampfkonzentration des Gemischs im Vergleich zu der während der Prüfung erwarteten Konzentration zu berücksichtigen.
 Ein NO-Kalibriergas mit einer Konzentration von 80 bis 100 % des Skalenendwerts des normalen Betriebsbereichs ist durch den (H)CLD zu leiten, und der NO-Wert ist als D aufzuzeichnen. Anschließend muss das NO-Gas bei Raumtemperatur durch Wasser perlen und durch den (H)CLD geleitet werden, und der NO-Wert ist als C aufzuzeichnen. Der absolute Betriebsdruck des Analysators und die Wassertemperatur sind zu bestimmen und als E bzw. F aufzuzeichnen. Der Sättigungsdampfdruck des Gemischs, der der Temperatur F des Wassers in der Waschflasche entspricht, ist zu bestimmen und als G aufzuzeichnen
 Die Wasserdampfkonzentration im


text:
Gemisch (in %) errechnet sich wie folgt:
 H = 100 × (G/p
 b)
 (67)
 und ist als Wert H aufzuzeichnen. Die erwartete Konzentration des verdünnten NO-Kalibriergases (in Wasserdampf) errechnet sich wie folgt:
 D
 e = D × (1- H/100)
 (68)
 und ist als Wert D
 e aufzuzeichnen. Bei Dieselabgasen ist die maximale bei der Prüfung erwartete Wasserdampfkonzentration im Abgas (in %) anhand der Konzentration des unverdünnten CO2-Kalibriergases A — ausgehend von einem Atomverhältnis H/C des Kraftstoffs von 1,8 zu 1 — wie folgt zu schätzen:
 H
 m = 0,9 × A
 (69)
 und als Wert H
 m aufzuzeichnen.
 Die Wasserdampf-Querempfindlichkeit (in %) errechnet sich wie folgt:
 E
 H2O = 100 × ((D
 e - C)/D
 e) × (H
 m/H)
 (70)
 Darin ist:
 D
 e
 erwartete Konzentration des verdünnten NO in ppm
 C
 gemessene Konzentration des verdünnten NO in ppm
 H
 m
 maximale Wasserdampfkonzentration in %
 H
 tatsächliche Wasserdampfkonzentration in %
 9.3.9.2.3. Zulässige Querempfindlichkeit
 a)
 bei Messung im Rohgas:
 i)
 CO2-Querempfindlichkeit nach Absatz 9.3.9.2.1: 2 % vom Skalenendwert
 ii)
 Wasserdampf-Querempfindlichkeit nach Absatz 9.3.9.2.2: 3 % vom Skalenendwert
 b)
 bei Messung im verdünnten Gas:
 i)
 kombinierte CO2- und Wasserdampf-Querempfindlichkeit: 2 %
 9.3.9.2.4. Wirkung des Kühlbades
 Bei trocken arbeitenden CLD-Analysatoren ist nachzuweisen, dass bei der höchsten erwarteten Wasserdampfkonzentration H
 m (siehe Absatz 9.3.9.2.2.) das Entfeuchtungssystem die Feuchtigkeit im CLD auf ≤ 5 g Wasser/kg trockene Luft (oder ca. 0,008 % H2O) halten kann, was 100 % relativer Luftfeuchtigkeit bei 3,9 oC und 101,3 kPa und ca. 25 % relativer Luftfeuchtigkeit bei 25 oC und 101,3 kPa entspricht. Dazu kann die Temperatur am Austritt eines thermischen Entfeuchters oder die Feuchtigkeit unmittelbar vor dem CLD gemessen werden. Die Feuchtigkeit am Austritt des CLD kann ebenfalls gemessen werden, wenn in den CLD nur Luft aus dem Entfeuchter einströmt.
 9.4. Partikelmess- und -probenahmesystem
 9.4.1. Allgemeine Vorschriften
 Zur Bestimmung der Partikelmasse werden ein Partikel-Probenahmesystem, Partikel-Probenahmefilter, eine Mikrogramm-Waage und eine Wägekammer mit kontrollierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit benötigt. Das Partikel-Probenahmesystem muss so konstruiert sein, dass eine dem Abgasmassendurchsatz proportionale repräsentative Partikelprobe genommen wird.
 9.4.2. Partikel-Probenahmefilter
 Zur Probenahme aus dem verdünnten Abgas ist ein Filter zu verwenden, der während der Prüffolge die Anforderungen der Absätze 9.4.2.1 bis 9.4.2.3 erfüllt.
 9.4.2.1. Spezifikation der Filter
 Bei allen Filtertypen muss der Abscheidegrad von 0,3 μm-DOP (Dioctylphthalat) mindestens 99 % betragen. Als Filtermedium ist mit Fluorkohlenwasserstoff (PTFE) beschichtete Glasfaser zu verwenden.
 9.4.2.2. Filtergröße
 Der Innendurchmesser muss mindestens 70 mm betragen.
 9.4.2.3. Filteranströmgeschwindigkeit
 Die Filteranströmgeschwindigkeit darf 1 m/s nicht überschreiten. Der Druckabfall darf zwischen Prüfungsbeginn und Prüfungsende um höchstens 25 kPa zunehmen.
 9.4.3. Spezifikation der Wägekammer und der Analysenwaage
 9.4.3.1. Bedingungen für die Wägekammer
 Die Temperatur der Kammer (oder des Raumes), in der (dem) die Partikelfilter konditioniert und gewogen werden, ist während der gesamten Dauer des Konditionierungs- und Wägevorgangs auf 295 K ± 3 K (22 oC ± 3 oC) zu halten. Die Luftfeuchtigkeit ist auf einem Taupunkt von 282,5 K ± 3 K (9,5 oC ± 3 oC) und auf einer relativen Feuchtigkeit von 45 % ± 8 % zu halten. Bei empfindlichen Waagen wird


text:
für die Temperatur in der Wägekammer und den Taupunkt eine Toleranz von ± 1 K empfohlen.
 9.4.3.2. Vergleichsfilterwägung
 Die Luft in der Wägekammer (oder des Wägeraums) muss frei von jeglichen Schmutzstoffen (wie Staub) sein, die sich während der Stabilisierung der Partikelfilter auf diesen absetzen können. Abweichungen von den in Absatz 9.4.3.1 genannten Bedingungen für den Wägeraum sind zulässig, wenn ihre Dauer 30 Minuten nicht überschreitet. Im Wägeraum müssen die vorgeschriebenen Bedingungen herrschen, ehe das Personal ihn betritt. Mindestens zwei unbenutzte Vergleichsfilter sind vorzugsweise gleichzeitig mit den Probenahmefiltern zu wiegen, höchstens jedoch in einem Abstand von vier Stunden zu diesen. Die Vergleichsfilter müssen dieselbe Größe haben und aus demselben Material bestehen wie die Probenahmefilter.
 Verändert sich das Durchschnittsgewicht der Vergleichsfilter sich zwischen den Wägungen der Probenahmefilter um mehr als 10 μg, sind alle Probenahmefilter wegzuwerfen, und die Emissionsprüfung ist zu wiederholen.
 9.4.3.3. Analysenwaage
 Die Analysenwaage zur Ermittlung des Filtergewichts muss die Linearitätsanforderungen von Absatz 9.2 Tabelle 6 erfüllen. Das setzt eine Genauigkeit (Standardabweichung) von mindestens 2 μg und eine Auflösung von mindestens 1 μg (1 Stelle = 1 μg) voraus.
 9.4.3.4. Ausschaltung der Auswirkungen statischer Elektrizität
 Zur Ausschaltung der Auswirkungen statischer Elektrizität, müssen die Filter vor der Wägung neutralisiert werden, z. B. mit einem Polonium-Neutralisator oder einem Gerät mit ähnlicher Wirkung
 9.4.3.5. Korrektur um die Auftriebskraft
 Das Gewicht des Probenahmefilters ist um seinen Auftrieb in Luft zu korrigieren. Die notwendige Korrektur ist abhängig von der Dichte des Filtermaterials, der Dichte der Luft und der Dichte des für die Kalibrierung der Waage verwendeten Gewichts, der Auftrieb der Partikelmasse selbst bleibt unberücksichtigt.
 Ist die Dichte des Filtermaterials nicht bekannt, sind folgende Werte anzunehmen:
 a)
 teflonbeschichteter Glasfiberfilter: 2 300 kg/m3
 b)
 Teflonmembranfilter: 2 144 kg/m3
 (c)
 Teflonmembranfilter mit Polymethylpenten-Tragring: 920 kg/m3
 Für Kalibrierungsgewichte aus nichtrostendem Stahl ist eine Dichte von 8 000 kg/m3 anzunehmen. Besteht das Kalibrierungsgewicht aus anderem Material, muss dessen Dichte bekannt sein.
 Die nachstehende Formel ist zu verwenden.
 (71)
 Hierbei gilt:
 (72)
 Darin ist:
 m
 uncor
 unkorrigierte Partikelprobenmasse, mg
 ρ
 a
 Dichte der Luft, kg/m3
 ρ
 w
 Dichte des Kalibriergewichts, kg/m3
 ρ
 f
 Dichte des Partikel-Probenahmefilters, kg/m3
 p
 b
 barometrischer Gesamtdruck, kPa
 T
 a
 Lufttemperatur im Wägeraum, K
 28,836
 Molmasse der Luft bei Bezugsfeuchtigkeit (9,5 K), g/mol
 8,3144
 molare Gaskonstante
 9.4.4. Vorschriften für die Differenzdurchflussmessung (nur bei Teilstrom-Verdünnungssystemen)
 Bei Teilstrom-Verdünnungssystemen ist die Genauigkeit des Probenahmestroms qm
 p besonders wichtig, wenn er nicht unmittelbar, sondern durch Differenzdurchflussmessung ermittelt wird:
 qm
 p = qm
 dew — qm
 dw
 (73)
 Der Differenzfehler muss in diesem Fall so klein sein, dass für qm
 p bei einem Verdünnungsverhältnis unter 15 eine Genauigkeit von ±5 % gewährleistet ist. Die Berechnung kann durch Bilden des quadratischen Mittelwerts der Fehler des jeweiligen Geräts erfolgen.
 Eine ausreichende Genauigkeit von qm
 p lässt sich mit einer der folgenden Methoden erzielen:
 a)
 Die absolute Genauigkeit von qm
 dew und qm
 dw beträgt ±0,2 %, wodurch für qm
 p bei einem Verdünnungsverhältnis von 15 eine Genauigkeit von ≤ 5 % gewährleistet wird. Allerdings treten bei höheren Verdünnungsverhältnissen größere Fehler auf.
 b)
 Die Kalibrierung


text:
von qm
 dw gegenüber qm
 dew wird so ausgeführt, dass für qm
 p dieselbe Genauigkeit wie unter a erzielt wird. Näheres hierzu in Absatz 9.4.6.2.
 c)
 Die Genauigkeit von qm
 p wird mittelbar aus der mit einem Spürgas, z. B. CO2, ermittelten Genauigkeit des Verdünnungsverhältnisses abgeleitet. Für qm
 p wird hierbei die gleiche Genauigkeit wie bei Methode a gefordert.
 d)
 Die absolute Genauigkeit von qm
 dew und qm
 dw beträgt ± 2 % des Skalenendwerts, der Höchstfehler der Differenz zwischen qm
 dew und qm
 dw beträgt 0,2 %, und der Linearitätsfehler beträgt ±0,2 % des höchsten während der Prüfung beobachteten Wertes von qm
 dew.
 9.4.5. Weitere Vorschriften
 Alle mit dem Rohabgas oder dem verdünnten Abgas in Berührung kommenden Teile des Verdünnungssystems und des Probenahmesystems vom Auspuffrohr bis zum Filterhalter sind so zu gestalten, dass sich möglichst wenig Partikel auf ihnen ablagern und die Partikel sich möglichst wenig verändern. Alle Teile müssen aus elektrisch leitendem Material bestehen, das mit den Bestandteilen der Abgase nicht reagiert, und müssen zur Vermeidung elektrostatischer Effekte geerdet sein.
 9.4.6. Kalibrierung der Instrumente für die Durchflussmessung
 9.4.6.1. Allgemeine Vorschriften
 Jeder in einem Partikelprobenahme- oder Teilstrom-Verdünnungssystem verwendete Durchflussmesser ist so häufig nach Absatz 9.2.1 auf Linearität zu prüfen, wie es notwendig ist, um die Genauigkeitsanforderungen dieser GTR zu erfüllen. Zur Ermittlung der Durchfluss-Bezugswerte ist ein Präzisions-Durchflussmesser nach internationaler oder nationaler Norm zu verwenden.
 9.4.6.2. Kalibrierung der Instrumente für die Differenzdurchflussmessung (nur bei Teilstrom-Verdünnungssystemen)
 Der Durchflussmesser oder die Instrumente zur Durchflussmessung sind nach einem der nachstehenden Verfahren so zu kalibrieren, dass der Probenahmestrom qm
 p in den Tunnel den Genauigkeitsanforderungen des Absatzes 9.4.4 entspricht:
 a)
 Der Durchflussmesser für qm
 dw ist in Reihe an den Durchflussmesser für qm
 dew anzuschließen, und die Differenz zwischen den beiden Durchflussmessern ist für mindestens fünf Sollwerte zu kalibrieren, wobei die Durchflusswerte gleichmäßig über den Abstand zwischen dem niedrigsten bei der Prüfung verwendeten Wert für qm
 dw und dem bei der Prüfung verwendeten Wert für qm
 dew verteilt sind. Der Verdünnungstunnel kann umgangen werden.
 b)
 An den Durchflussmesser für qm
 dew ist ein kalibriertes Massendurchsatzmessgerät anzuschließen, und die Genauigkeit für den bei der Prüfung verwendeten Wert ist zu überprüfen. Anschließend ist das kalibrierte Massendurchsatzmessgerät in Reihe an den Durchflussmesser für qm
 dw anzuschließen und die Genauigkeit für mindestens 5 Einstellungen zu überprüfen, die einem Verdünnungsverhältnis zwischen 3 und 50, bezogen auf das bei der Prüfung verwendete qm
 dew, entsprechen.
 c)
 Das Übertragungsrohr TT ist vom Auspuffrohr zu trennen und an kalibriertes Messgerät mit einem zur Messung von qm
 p geeigneten Messbereich an das Übertragungsrohr anzuschließen. Danach ist qm
 dew auf den bei der Prüfung verwendeten Wert, und qm
 dw nacheinander auf mindestens 5 Werte einzustellen, die Verdünnungsverhältnissen zwischen 3 und 50 entsprechen. Stattdessen kann auch eine besondere Kalibrierstromleitung eingerichtet werden, die den Tunnel umgeht, aber der Gesamtstrom und der Verdünnungsluftstrom durch die entsprechenden Messgeräte müssen mit denen bei der tatsächlichen Prüfung identisch sein.
 d)
 In das Abgasübertragungsrohr TT ist ein Spürgas einzuleiten. Dieses Spürgas kann ein Bestandteil des Abgases sein, zum Beispiel CO2 oder


text:
NOx. Nach der Verdünnung im Tunnel ist für fünf Verdünnungsverhältnisse zwischen 3 und 50 der Spürgasanteil zu messen. Die Genauigkeit des Probenstroms ist aus dem Verdünnungsverhältnis r
 d zu errechnen:
 qm
 p = qm
 dew/r
 d
 (74)
 Die Genauigkeiten der Gasanalysegeräte sind zu berücksichtigen, um die Genauigkeit von qm
 p sicherzustellen.
 9.4.7. Besondere Vorschriften für das Teilstrom-Verdünnungssystem
 9.4.7.1. Prüfung des Kohlenstoffdurchsatzes
 Es wird nachdrücklich empfohlen, den Kohlenstoffdurchsatz anhand von tatsächlichem Abgas zu überprüfen, um Mess- und Steuerprobleme aufzuspüren und das ordnungsgemäße Arbeiten des Teilstromsystems zu überprüfen. Die Kohlenstoffdurchsatzprüfung sollte zumindest dann vorgenommen werden, wenn ein neuer Motor eingebaut oder am Prüfstand eine andere wesentliche Änderung vorgenommen wird.
 Der Motor wird bei Volllastdrehmoment und -drehzahl oder in einem anderen stationären Betriebszustand gefahren, der mindestens 5 % CO2 produziert. Das Teilstrom-Probenahmensystem wird mit einem Verdünnungsfaktor von etwa 15 zu 1 betrieben.
 Bei Kohlenstoffdurchsatzprüfungen ist das in Anlage 5 angegebene Verfahren anzuwenden. Die Kohlenstoffdurchsätze sind nach den Formeln 80 bis 82 in Anlage 5 zu berechnen. Alle Kohlenstoffdurchsätze sollten um nicht mehr als 3 % voneinander abweichen.
 9.4.7.2. Vorprüfung
 Innerhalb von zwei Stunden vor der Prüfung ist eine Vorprüfung auf folgende Weise durchzuführen:
 Die Genauigkeit der Durchflussmesser ist mit derselben Methode zu prüfen wie für die Kalibrierung (siehe Absatz 9.4.6.2), und zwar an wenigstens zwei Stellen, einschließlich der Durchflusswerte qm
 dw, die den Verdünnungsverhältnissen zwischen 5 und 15 für den bei der Prüfung veränderten Wert qm
 dew entsprechen.
 Lässt sich anhand der Aufzeichnungen des Kalibrierungsverfahrens nach Absatz 9.4.6.2 nachweisen, dass die Kalibrierung des Durchflussmessers über längere Zeiträume stabil ist, kann auf die Vorprüfung verzichtet werden.
 9.4.7.3. Bestimmung der Wandlungszeit
 Die Systemeinstellungen für die Bewertung der Wandlungszeit müssen genau dieselben sein wie bei der Messung des Prüflaufs. Die Wandlungszeit ist nach folgender Methode zu ermitteln:
 Ein unabhängiger Bezugsdurchflussmesser mit einem für den Probenstrom geeigneten Messbereich wird in Reihe mit der Sonde angeordnet und eng mit ihr gekuppelt. Der Durchflussmesser muss für die Durchflussstufengröße, die bei der Messung der Ansprechzeit verwendet wird, eine Wandlungszeit von weniger als 100 ms haben, wobei der Strömungswiderstand so gering sein muss, dass das dynamische Verhalten des Teilstrom-Verdünnungssystems nicht beeinträchtigt wird, und den Regeln der Technik entsprechen.
 Der in das Teilstrom-Verdünnungssystem eintretende Abgasstrom (bzw. Luftstrom, wenn der Abgasstrom berechnet wird) wird schrittweise von einem niedrigen Wert auf mindestens 90 % des Skalenendwertes erhöht. Der Auslöser der Veränderungsschritte muss derselbe sein wie für den Start der vorausschauenden Steuerung bei der eigentlichen Prüfung. Der Auslöser der Veränderungsschritte des Abgasstroms und die Durchflussmesseransprechzeit sind mit einer Häufigkeit von mindestens 10 Hz aufzuzeichnen.
 Aus diesen Daten wird die Wandlungszeit für das Teilstrom-Verdünnungssystem errechnet, d. h. die Zeit vom Eingang des Impulses für die Schrittauslösung bis zum 50 %-igen Ansprechen des Durchflussmessers. Auf ähnliche Weise werden die Zeiten für die Wandlung des Signals q
 mp vom Teilstrom-Verdünnungssystem und des Signals q
 mew, i vom Abgasdurchsatzmesser bestimmt. Diese Signale werden bei den Regressionskontrollen nach jeder Prüfung verwendet (siehe Absatz 8.3.3.3).
 Die Berechnung ist für mindestens 5 Anstiegs- und Abfallauslösungen zu wiederholen, und der Durchschnitt der Ergebnisse


text:
ist zu berechnen. Die interne Wandlungszeit (< 100 ms) des Bezugsdurchflussmessers ist von diesem Wert abzuziehen. Das Ergebnis ist der „Vorausschau“-Wert des Teilstrom-Verdünnungssystems, der nach Absatz 8.3.3.3 anzuwenden ist.
 9.5. Kalibrierung des CVS-Systems
 9.5.1. Allgemeines
 Das CVS-System wird mit einem Präzisionsdurchflussmesser nach nationaler oder internationaler Norm und einem Durchflussregler kalibriert. Der Durchfluss durch das System wird bei verschiedenen Drosselungswerten gemessen, ebenso werden die Regelkenngrößen des Systems ermittelt und ins Verhältnis zu den Durchflüssen gesetzt.
 Es können mehrere Typen von Durchflussmessern verwendet werden, z. B. kalibriertes Venturi-Rohr, kalibrierter Laminardurchflussmesser, kalibrierter Flügelraddurchflussmesser.
 9.5.2. Kalibrierung der Verdrängerpumpe (PDP)
 Sämtliche Kennwerte der Pumpe werden gleichzeitig mit den Kennwerten des Durchflussmessers gemessen, der mit der Pumpe in Reihe geschaltet ist. Danach kann die Kurve des berechneten Durchflusses (ausgedrückt in m3/s am Pumpeneinlass bei absolutem Druck und absoluter Temperatur) als Korrelationsfunktion aufgezeichnet werden, die einer bestimmten Kombination von Pumpenkennwerten entspricht. Die lineare Gleichung, die das Verhältnis zwischen dem Pumpendurchsatz und der Korrelationsfunktion ausdrückt, wird sodann aufgestellt. Hat die Pumpe des CVS-Systems mehrere Arbeitsdrehzahlen, so muss für jede verwendete Drehzahl eine Kalibrierung vorgenommen werden.
 Während der Kalibrierung ist eine gleich bleibende Temperatur zu gewährleisten.
 Die Leckagerate aller Leitungen und Verbindungen zwischen dem Kalibrierungs-Venturirohr und der CVS-Pumpe ist unter 0,3 % des niedrigsten Durchsatzes (entsprechend der stärksten Drosselung und der niedrigsten PDP-Drehzahl) zu halten.
 9.5.2.1. Analyse der Ergebnisse
 Die Luftdurchflussmenge (qv
 CVS) für jeden Drosselungswert (mindestens 6 Einstellungen) wird nach den Angaben des Herstellers aus den Messwerten des Durchflussmessers in m3/s ermittelt. Die Luftdurchflussmenge wird dann auf den Pumpendurchsatz (V
 0) in m3 je Umdrehung bei absoluter Temperatur und absolutem Druck am Pumpeneinlass umgerechnet:
 (75)
 Darin ist:
 qv
 CVS
 Luftdurchflussmenge bei Normalzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s
 T
 Temperatur am Pumpeneinlass, K
 p
 p
 absoluter Druck am Eintritt des Venturirohrs, kPa
 n
 Pumpendrehzahl, s-1
 Zur Kompensierung der gegenseitigen Beeinflussung von drehzahlabhängigen Druckschwankungen in der Pumpe und dem Pumpenschlupf wird die Korrelationsfunktion (X
 0) zwischen der Pumpendrehzahl, der Druckdifferenz zwischen Ein- und Auslass der Pumpe und dem absoluten Druck am Pumpenauslass wie folgt berechnet:
 (76)
 Darin ist:
 Δp
 p
 Druckdifferenz zwischen Pumpeneinlass und Pumpenauslass, kPa
 p
 p
 absoluter Druck am Pumpenauslass, kPa
 Nach der Methode der kleinsten Quadrate wird eine lineare Anpassung vorgenommen, um nachstehende Kalibriergleichungen zu erhalten:
 (77)
 D
 0 und m sind die Konstanten für den Achsabschnitt und die Steigung der Regressionsgeraden.
 Bei einem CVS-System mit mehreren Betriebsdrehzahlen müssen die für jede Pumpendurchsatzbereich erzielten Kalibrierungskurven annähernd parallel verlaufen, und die Ordinatenwerte (D
 0) müssen größer werden, wenn der Durchsatzbereich der Pumpe niedriger wird.
 Die mit Hilfe der Gleichung berechneten Werte dürfen um nicht mehr als ±0,5 % vom gemessenen Wert V
 0 abweichen. Der Wert m ist je nach Pumpe verschieden. Infolge Partikelablagerung wird der Pumpenschlupf mit der Zeit abnehmen, was sich in niedrigeren Werten für m ausdrückt. Die Kalibrierung ist deshalb bei Inbetriebnahme der Pumpe, nach größeren Wartungsarbeiten und jedesmal dann vorzunehmen, wenn eine Überprüfung des Gesamtsystems eine Veränderung des Pumpenschlupfes erkennen lässt.
 9.5.3. Kalibrierung des Venturirohrs mit kritischer Strömung (CFV)
 Bei der Kalibrierung des CVF


text:
bezieht man sich auf die Durchflussgleichung für ein Venturirohr mit kritischer Strömung. Wie unten dargestellt ist die Gasdurchflussmenge eine Funktion des Eintrittsdrucks und der Eintrittstemperatur:
 Zur Bestimmung des Bereichs der kritischen Strömung der Verlauf von K
 v über dem Druck am Eintritt des Venturi-Rohrs aufzuzeichnen. Bei kritischer (gedrosselter) Strömung ist K
 v relativ konstant. Fällt der Druck (d. h nimmt der Unterdruck zu), so wird das Venturirohr frei, und K
 v nimmt ab; das zeigt an, dass das CFV außerhalb des zulässigen Bereichs betrieben wird.
 9.5.3.1. Analyse der Ergebnisse
 Die Luftdurchflussmenge (qv
 CVS) für jeden Drosselungswert (mindestens 8 Einstellungen) wird nach den Angaben des Herstellers aus den Messwerten des Durchflussmessers in m3/s ermittelt. Der Kalibrierkoeffizient ist anhand der Kalibrierdaten für jeden Drosselungswert wie folgt zu berechnen:
 (78)
 Darin ist:
 qv
 CVS
 Luftdurchflussmenge bei Normalzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s
 T
 Temperatur am Eintritt des Venturirohrs, K
 p
 p
 absoluter Druck am Eintritt des Venturirohrs, kPa
 Der Mittelwert von K
 V und die Standardabweichung sind zu errechnen. Die Standardabweichung darf ±0,3 % des Mittelwerts von K
 V nicht überschreiten.
 9.5.4. Kalibrierung des subsonischen Venturirohrs (SSV)
 Bei der Kalibrierung des CVF bezieht man sich auf die Durchflussgleichung für ein Venturirohr mit kritischer Strömung. Der Gasdurchfluss ist, wie in der Gleichung 43 in Absatz 8.4.1.4 dargestellt, abhängig vom Druck und von der Temperatur am Eintritt sowie vom Druckabfall zwischen SSV-Eintritt und –Einschnürung.
 9.5.4.1. Analyse der Ergebnisse
 Die Luftdurchflussmenge (Q
 SSV) für jeden Drosselungswert (mindestens 16 Einstellungen) wird nach den Angaben des Herstellers aus den Messwerten des Durchflussmessers in m3/s ermittelt. Der Kalibrierkoeffizient ist anhand der Kalibrierdaten für jeden Drosselungswert wie folgt zu berechnen:
 (79)
 Darin ist:
 Q
 SSV Luftdurchsatz bei Normalzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s
 T Temperatur am Eintritt des Venturirohrs, K
 d
 V Durchmesser der Einschnürung am Venturirohr mit subsonischer Strömung (SSV), m
 r
 p Verhältnis zwischen den absoluten statischen Drücken an der Einschnürung und am Eintritt des SSV =
 r
 D Verhältnis zwischen den Innendurchmessern an der Einschnürung (d
 V) und am Eintritt (D) des SSV
 Zur Bestimmung des Bereichs der subsonischen Strömung ist C
 d über der Reynolds-Zahl an der SSV-Einschnürung aufzutragen. Re an der SSV-Einschnürung errechnet sich nach folgender Formel:
 (80)
 Hierbei gilt:
 (81)
 Darin ist:
 A1 = 25,55152 in SI-Einheiten von
 Q
 SSV
 Luftdurchsatz bei Normalzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s
 d
 V
 Durchmesser der Einschnürung am Venturirohr mit subsonischer Strömung (SSV), m
 μ
 absolute oder dynamische Viskosität des Gases, kg/ms
 b
 1,458 × 106 (empirische Konstante), kg/ms K0,5
 S
 110,4 (empirische Konstante), K
 Da Q
 SSV selbst in die Re-Formel eingeht, müssen die Berechnungen mit einer Schätzung für Q
 SSV oder C
 d des Kalibrierungs-Venturirohrs beginnen und so lange wiederholt werden, bis Q
 SSV konvergiert. Die Konvergenzmethode muss eine Genauigkeit von mindestens 0,1 % des Messwertes an der jeweiligen Messstelle erreichen.
 Für mindestens 16 Punkte im Bereich der subsonischen Strömung müssen die aus der resultierenden Kalibrierungskurvengleichung für C
 d berechneten Werte innerhalb von ±0,5 % des für jeden Kalibrierungspunkt gemessenen C
 d liegen.
 9.5.5. Überprüfung des


text:
Gesamtsystems
 Die Gesamtgenauigkeit des CVS-Probenahmesystems und des Analysesystems wird ermittelt, indem eine bekannte Menge luftverunreinigenden Gases in das im normalen Betrieb arbeitende System eingeleitet wird. Der Schadstoff wird analysiert und die Masse nach Absatz 8.4.2.4 berechnet, allerdings ist anstelle von 0,000480 für HC bei Propan ein Faktor von 0,000472 zu verwenden. Eines der folgenden beiden Verfahren ist anzuwenden:
 9.5.5.1. Messung mit einer Messblende für kritische Strömung
 Durch eine kalibrierte Messblende für kritische Strömung wird eine bekannte Menge reinen Gases (Kohlenmonoxid oder Propan) in das CVS-System eingeleitet. Ist der Eintrittsdruck groß genug, so ist die mit der Messblende eingestellte Durchflussmenge unabhängig vom Austrittsdruck der Messblende (Bedingung für kritische Strömung). Das CVS-System wird wie für eine normale Prüfung der Abgasemissionen 5 bis 10 Minuten lang betrieben. Eine Gasprobe wird mit dem normalerweise verwendeten Gerät analysiert (Beutel oder Integrationsmethode) und die Masse des Gases berechnet. Die so ermittelte Masse muss auf ± 3 % genau der bekannten Masse des eingeleiteten Gases entsprechen.
 9.5.5.2. Messung nach einem gravimetrischen Verfahren
 Es ist eine kleine mit Kohlenmonoxid oder Propan gefüllte Flasche zu verwenden, deren Masse auf ±0,01 g zu ermitteln ist. Danach wird das CVS-System 5 bis 10 Minuten lang wie für eine normale Prüfung zur Bestimmung der Abgasemissionen betrieben, wobei Kohlenmonoxid oder Propan in das System eingeleitet wird. Die abgegebene Menge reinen Gases wird durch Messung der Massendifferenz ermittelt. Eine Gasprobe wird mit dem normalerweise verwendeten Gerät analysiert (Beutel oder Integrationsmethode) und die Masse des Gases berechnet. Die so ermittelte Masse muss auf ± 3 % genau der bekannten Masse des eingeleiteten Gases entsprechen.
 (1) Die Nummerierung der Absätze dieses Anhangs entspricht der der WHDC-GTR. Einige Teile der WHDC-GTR werden für diesen Anhang jedoch nicht benötigt.
 (2) kraftstoffabhängig
 (3) für λ = 2, trockene Luft, 273 K, 101,3 kPa
 (4) u-Werte ±0,2 % für folgende Massenverteilung: C = 66 - 76 %; H = 22 - 25 %; N = 0 - 12 %
 (5) NMHC auf der Basis von CH2,93 (für Gesamt-HC ist der u
 gas–Faktor für CH4 zu verwenden)
 (6) u-Werte ±0,2 % für folgende Massenverteilung: C3 = 70 - 90 %; C4 = 10 - 30 %
 (7) kraftstoffabhängig
 (8) bei λ = 2, trockener Luft, 273 K und 101,3 kPa
 (9) u-Werte für CNG ±0,2 % für folgende Massenverteilung: C = 66 - 76 %; H = 22 - 25 %; N = 0 - 12 %
 (10) NMHC auf der Basis von CH2,93 (für Gesamt-HC ist der u
 gas–Faktor für CH4 zu verwenden)
 (11) u-Werte für CNG ±0,2 % für folgende Massenverteilung: C3 = 70 - 90 %; C4 = 10 - 30 %
 Anlage 1
 WHTC-Ablaufplan für den Motorleistungsprüfstand
 Zeit
 Norm. Drehzahl
 Norm. Drehmoment
 s
 %
 %
 1
 0,0
 0,0
 2
 0,0
 0,0
 3
 0,0
 0,0
 4
 0,0
 0,0
 5
 0,0
 0,0
 6
 0,0
 0,0
 7
 1,5
 8,9
 8
 15,8
 30,9
 9
 27,4
 1,3
 10
 32,6
 0,7
 11
 34,8
 1,2
 12
 36,2
 7,4
 13
 37,1
 6,2
 14
 37,9
 10,2
 15
 39,6
 12,3
 16
 42,3
 12,5
 17
 45,3
 12,6
 18


text:
48,6
 6,0
 19
 40,8
 0,0
 20
 33,0
 16,3
 21
 42,5
 27,4
 22
 49,3
 26,7
 23
 54,0
 18,0
 24
 57,1
 12,9
 25
 58,9
 8,6
 26
 59,3
 6,0
 27
 59,0
 4,9
 28
 57,9
 m
 29
 55,7
 m
 30
 52,1
 m
 31
 46,4
 m
 32
 38,6
 m
 33
 29,0
 m
 34
 20,8
 m
 35
 16,9
 m
 36
 16,9
 42,5
 37
 18,8
 38,4
 38
 20,7
 32,9
 39
 21,0
 0,0
 40
 19,1
 0,0
 41
 13,7
 0,0
 42
 2,2
 0,0
 43
 0,0
 0,0
 44
 0,0
 0,0
 45
 0,0
 0,0
 46
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