Приложение IV. Методика испытаний двигателей с искровым зажиганием

Приложение IV

Методика
испытаний двигателей с искровым зажиганием

1. Введение

1.1. В настоящем приложении описывается метод определения эмиссии загрязняющих газов, выбрасываемых двигателями, подлежащими испытанию.

1.2. Испытание проводится на двигателе, установленном на испытательном стенде и соединенном с динамометром.

2. Условия испытания

2.1. Условия испытания двигателя

Измеряются абсолютная температура воздуха на впуске двигателя, выраженная в Кельвинах, и сухое атмосферное давление , выраженное в кПа, а параметр определяется в соответствии со следующими положениями:

2.1.1. Действительность испытания

Чтобы испытание было признано действительным, параметр должен быть:

2.1.2. Двигатели с системой охлаждения воздуха, поступающего в цилиндр

Температура охлаждающей среды и температура воздуха, поступающего в цилиндр двигателя, регистрируются.

2.2. Система подачи воздуха в двигатель

Испытуемый двигатель должен быть оборудован системой подачи воздуха, имеющей ограничение подачи воздуха в пределах значения 10% от верхнего предела, определенного изготовителем для нового чистого воздухоочистителя в режимах работы двигателя, которые указаны изготовителем и которые обеспечивают максимальный поток воздуха при соответствующем применении двигателя.

Для малых двигателей с искровым зажиганием (с рабочим объемом <1000 ) должен использоваться образец системы, установленной в двигатель.

2.3. Выхлопная система двигателя

Испытуемый двигатель должен быть оборудован выхлопной системой, имеющей противодавление на выходе газов в пределах значения 10% верхнего предела, определенного изготовителем для режимов работы двигателя, которые обеспечивают максимальную заявленную мощность при соответствующем применении двигателя.

Для малых двигателей с искровым зажиганием (с рабочим объемом < 1 000 ) должен использоваться образец системы, установленной в двигатель.

2.4. Система охлаждения

Должна использоваться система охлаждения двигателя с достаточной производительностью для поддержания нормальных рабочих температур двигателя, установленных изготовителем. Настоящее положение применяется к устройствам, которые должны быть отделены, чтобы измерить мощность. Например, винт охлаждающего вентилятора должен быть демонтирован, чтобы получить доступ к коленчатому валу.

2.5. Смазочное масло

Должно использоваться смазочное масло, которое отвечает техническим требованиям изготовителя двигателя для отдельного двигателя и предназначено к применению. Изготовители должны использовать моторные масла коммерчески доступных марок моторных масел.

Спецификации смазочного масла, используемого для испытания, должны регистрироваться в разделе 1.2 Дополнения 2 к Приложению VII для двигателей с искровым зажиганием, и представляться вместе с результатами испытаний.

2.6. Регулируемые карбюраторы

Двигатели с ограниченно регулируемыми карбюраторами должны быть испытаны на обеих предельных регулировках.

2.7. Топливо для испытания

Топливо должно соответствовать эталонному топливу, указанному в Приложении V.

Октановое число и плотность эталонного топлива, используемого для испытания, должно регистрироваться в разделе 1.1.1 Дополнения 2 к Приложению VII для двигателей с искровым зажиганием.

Для двухтактных двигателей пропорция топлива и масла в смеси должна быть такой, которая рекомендуется изготовителем. Процентное содержание масла в топливно-смазочной смеси, подаваемой в двухтактные двигатели, и результирующая плотность топлива должны быть зарегистрированы в разделе 1.1.4 Дополнения 2 к Приложению VII для двигателей с искровым зажиганием.

2.8. Определение установочных параметров динамометра

Измерения эмиссии должны быть основаны на мощности без поправки на торможение. Вспомогательные устройства, которые необходимы только для работы машины и которые могут быть установлены на двигателе, должны быть удалены перед испытанием. В тех случаях, когда вспомогательные устройства не были удалены, мощность, потребляемая ими, должна быть определена для того, чтобы рассчитать установочные параметры динамометра. Исключение составляют двигатели, в которых такие вспомогательные устройства составляют неотъемлемую часть двигателя (например, охлаждающие вентиляторы для воздушного охлаждения двигателей).

Установочные параметры впускного ограничения и противодавления выхлопной трубы должны быть отрегулированы (для двигателей, в которых возможно выполнить такую регулировку) до верхних пределов, установленных изготовителем, в соответствии с разделами 2.2. и 2.3. Значения пикового крутящего момента на заданных испытательных частотах вращения должны быть определены экспериментально для того, чтобы вычислить значения крутящего момента для заданных испытательных режимов. Для двигателей, не предназначенных для работы по диапазону частот кривой крутящего момента при полной нагрузке, пиковый крутящий момент на испытательных частотах вращения должен быть указан изготовителем. Установочные параметры двигателя для каждого режима испытаний должны быть вычислены с использованием формулы:

где S - установочный параметр динамометра, кВт;

- максимальная наблюдаемая или заявленная мощность на испытательной частоте вращения при испытательных условиях (см. Дополнения 2 Приложения VII), кВт;

- заявленная полная мощность, потребляемая любым вспомогательным устройством, установленным для испытания, но не требуемым Дополнением 3 к Приложению VII, кВт;

L - процент крутящего момента, заданный для режима испытания.

Если отношение

значение может быть проверено техническим органом, предоставляющим сертификат соответствия.

3. Проведение испытания

3.1. Установка измерительного оборудования

Измерительные приборы и зонды для отбора проб устанавливаются в соответствии с требованиями. При использовании системы с полным разбавлением потока для разбавления отработавшего газа к системе присоединяется выхлопная труба.

3.2. Включение системы разбавления и запуск двигателя

Включается система разбавления и запускается двигатель, который разогревается до тех пор, пока все показатели температуры и давления не стабилизируются при полной нагрузке и номинальной частоте вращения (раздел 3.5.2).

3.3. Регулирование коэффициента разбавления

Общий коэффициент разбавления должен составлять не менее четырех.

Для систем контроля концентрации или измерение содержания или в разбавляющем воздухе должно проводиться в начале и в конце каждого испытания. Фоновая концентрация загрязнения или , измеренная в разбавляющем воздухе до и после проведения испытания, должна находиться в пределах 100 или 5 промилле соответственно.

При использовании системы анализа разбавленного отработавшего газа соответствующие показатели фоновой концентрации загрязнения определяются путем отвода проб разбавляющего воздуха в резервуар для проб по завершении последовательности испытаний.

Постоянная (не в резервуаре) фоновая концентрация загрязнения может замеряться не менее трех раз в начале, в конце и в момент, соответствующий приблизительно середине цикла, а полученные значения усредняются. По просьбе изготовителя измерение фоновой концентрации загрязнения может не проводиться.

3.4. Проверка анализаторов

Анализаторы выбросов устанавливаются на ноль и выверяются.

3.5. Цикл испытания

3.5.1. Техническая спецификация (c) на машинное оборудование в соответствии с разделом 1.A (iii) Приложения I.

Испытание на динамометрическом стенде должно осуществляться в соответствии с приведенными ниже циклами испытаний, соответствующими заданному типу машины:

Цикл D*(70): машины с двигателем постоянного числа оборотов и переменной нагрузкой, такие как генераторные установки;

Цикл G1: машины с непереносным двигателем с промежуточной частотой вращения;

Цикл G2: машины с непереносным двигателем с номинальной частотой вращения;

Цикл G3: машины с переносным двигателем.

3.5.1.1. Режимы испытаний и весовые коэффициенты

Цикл D
Номер режима	1	2	3	4	5
Частота вращения двигателя	Номинальная частота вращения					Промежуточная частота вращения					Частота вращения холостого хода
Нагрузка (1) %	100	75	50	25	10
Весовой коэффициент	0,05	0,25	0,3	0,3	0,1
Цикл G1
Номер режима						1	2	3	4	5	6
Частота вращения двигателя	Номинальная частота вращения					Промежуточная частота вращения					Частота вращения холостого хода
Нагрузка %						100	75	50	25	10	0
Весовой коэффициент						0,09	0,2	0,29	0,3	0,07	0,05
Цикл G2
Номер режима	1	2	3	4	5						6
Частота вращения двигателя	Номинальная частота вращения					Промежуточная частота вращения					Частота вращения холостого хода
Нагрузка %	100	75	50	25	10						0
Весовой коэффициент	0,09	0,2	0,29	0,3	0,07						0,05
Цикл G3
Номер режима	1										2
Частота вращения двигателя	Номинальная частота вращения					Промежуточная частота вращения						Частота вращения холостого хода
Нагрузка %	100										0
Весовой коэффициент	0,85 *										0,15 *
(1) Данные нагрузки выражены в процентах крутящего момента, соответствующего исходной номинальной мощности. Последняя определяется как максимальная мощность, достижимая во время цикла регулировок мощности, который может проводиться неограниченное число часов ежегодно в интервале между установленными циклами технического обслуживания, выполняемого по предписанию изготовителя, и при установленных условиях окружающей среды. Для лучшей иллюстрации описания исходной мощности см. рисунок 2 стандарта ISO 8528-1: 1993(E). * На этапе I вместо значений 0,85 и 0,15 могут использоваться значения 0,90 и 0,10 соответственно.

3.5.1.2. Выбор соответствующего цикла испытания

Если известно основное конечное использование модели двигателя, то цикл испытания может быть выбран на основе примеров, приведенных в разделе 3.5.1.3. Если основное конечное использование модели двигателя точно не определено, то соответствующий цикл испытания выбирается на основе спецификации двигателя.

3.5.1.3. Примеры (перечень не является исчерпывающим)

Типичные примеры для:

цикла D:

генераторные установки с переменной нагрузкой, включая генераторные установки на борту судов и поездов (не для приведения в движение), холодильные установки, сварочные аппараты;

газовые компрессоры;

цикла G1:

передние или задние двигатели газонокосилок;

гольф-кары;

газоноуборочные машины;

ротационные или цилиндрические газонокосилки, управляемые человеком;

снегоуборочное оборудование;

установки для переработки отходов;

цикла G2:

портативные генераторы, насосы, сварочные агрегаты и воздушные компрессоры;

может также включать садово-огородное оборудование, работающее на номинальной частоте вращения двигателя;

цикла G3:

вентиляторы;

цепные пилы;

триммеры живой изгороди;

портативные лесопильные рамы;

почвенные фрезы;

распылители;

станки обрезные для труб, проводов;

вакуумное оборудование.

3.5.2. Подготовка двигателя

Разогрев двигателя и системы проводится при максимальной частоте вращения и пиковом крутящем моменте в целях стабилизации параметров двигателя в соответствии с рекомендациями изготовителя.

Примечание: Период подготовки должен также исключать влияние отложений в выхлопной системе в ходе предыдущего испытания. Имеется также обязательный период стабилизации между точками испытаний, который был включен с целью минимизации взаимного влияния точек.

3.5.3. Последовательность испытания

Циклы испытаний G1, G2 или G3 выполняются в порядке возрастания номера режима рассматриваемого цикла. Время отбора проб на каждом режиме должно составлять не менее 180 с. Значения концентрации эмиссии выхлопных газов измеряются и регистрируются в течение последних 120 с соответствующего времени отбора проб. Для каждой точки измерения длительность режима должна быть достаточной для достижения термостойкости двигателя до начала осуществления отбора проб. Длительность режима регистрируется и протоколируется.

(a) Для двигателей, испытываемых при помощи динамометра с конфигурацией, позволяющей регулировать частоту вращения: в течение каждого режима испытательного цикла после начального переходного периода заданная частота вращения должна быть в пределах % от номинальной частоты вращения или (в зависимости от того, какая величина больше), за исключением частоты вращения холостого хода, которая должна быть в пределах допустимых отклонений, определенных изготовителем. Заданный крутящий момент должен быть таким, чтобы его среднее значение за период, во время которого проводятся измерения, было в пределах % от пикового крутящего момента на испытательной частоте вращения.

(b) Для двигателей, испытываемых при помощи динамометра с конфигурацией, позволяющей регулировать нагрузку: в течение каждого режима испытательного цикла после начального переходного периода заданная частота вращения должна быть в пределах % от номинальной частоты вращения или (в зависимости от того, какая величина больше), но во всяком случае должна быть в пределах %, за исключением частоты вращения холостого хода, которая должна быть в пределах допустимых отклонений, определенных изготовителем.

В течение каждого режима испытательного цикла, когда установленный крутящий момент составляет 50% или больше от пикового крутящего момента на испытательной частоте вращения, заданный средний крутящий момент за период сбора данных должен поддерживаться в пределах % от установленного крутящего момента. В течение режимов испытательного цикла, когда указанный крутящий момент составляет менее 50% от пикового крутящего момента на испытательной частоте вращения, заданный средний крутящий момент за период сбора данных должен поддерживаться в пределах % указанного крутящего момента или  , в зависимости от того, какая величина больше.

3.5.4. Показания анализатора

Показания анализатора регистрируются на ленточном самописце или измеряются с помощью эквивалентной системы сбора данных, при этом отработавший газ должен проходить через анализаторы по крайней мере в течение последних 180 с каждого режима. Если для измерения разбавленных СО и используется резервуар (см. раздел 1.4.4 Дополнения 1), то проба накапливается в течение последних 180 с каждого режима, после чего содержащаяся в резервуаре проба анализируется и регистрируется.

3.5.5. Условия работы двигателя

Частота вращения двигателя и нагрузка, температура всасываемого воздуха и подача топлива измеряются для каждого режима один раз после стабилизации работы двигателя. Любые дополнительные данные, необходимые для расчета, должны быть зарегистрированы (см. разделы 1.1 и 1.2 Дополнения 3).

3.6. Повторная проверка анализаторов

После проведения испытания на выбросы для повторной проверки используется нулевой поверочный газ и тот же калибровочный газ. Испытание считается приемлемым, если расхождение между двумя результатами измерений составляет менее 2%.

Дополнение 1

1. Процедуры измерения и отбора проб

Загрязняющие газы, выбрасываемые двигателем, представленным на испытание, должны быть измерены по методике, описанной в Приложении VI. Методика Приложения VI содержит описание рекомендуемых аналитических систем для газообразных выбросов (раздел 1.1).

1.1. Спецификация динамометра

Для проведения циклов испытаний, описанных в разделе 3.5.1 Приложения IV, используется моторный динамометр с соответствующими характеристиками. Приборы для измерения крутящего момента и частоты вращения должны позволять проводить измерения мощности, передаваемой коленчатым валом, в заданных пределах. Может потребоваться проведение дополнительных расчетов.

Точность измерительных приборов должна быть такой, чтобы она не превышала максимальных допустимых отклонений данных, приведенных в разделе 1.3.

1.2. Подача топлива и полный разбавленный поток

Для измерения подачи топлива, используемого для вычисления выбросов, должен использоваться измеритель подачи топлива, имеющий точность, определенную в разделе 1.3. При использовании системы с полным разбавлением потока, полный расход разбавленного отработавшего газа должен быть измерен с помощью PDP или CFV - раздел 1.2.1.2 Приложения VI. Точность должна соответствовать положениям раздела 2.2 Дополнения 2 к Приложению III.

1.3. Точность

Калибровка всех измерительных приборов должна соответствовать национальным (международным) стандартам и отвечать требованиям, данным в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 - Допустимые отклонения приборов для измерения параметров двигателя

N	Параметр	Допустимое отклонение
1	Частота вращения двигателя	% от показания прибора или % от максимальной величины двигателя, в зависимости от того, какая величина больше
2	Крутящий момент	% от показания прибора или % от максимальной величины двигателя, в зависимости от того, какая величина больше
3	Расход топлива (a)	% от максимальной величины двигателя
4	Расход воздуха (a)	% от показания прибора или % от максимальной величины двигателя, в зависимости от того, какая величина больше
(a) Вычисления эмиссии выхлопных газов, как описано в настоящей Директиве, в некоторых случаях основаны на различных измерительных и (или) расчетных методах. Из-за ограниченных полных допустимых отклонений вычисления эмиссии выхлопных газов, допустимые значения для некоторых параметров, используемых в соответствующих уравнениях, должны быть меньше разрешенных допустимых отклонений, представленных в ISO 3046-3.

Таблица 3 - Допустимые отклонения приборов для измерения других существенных параметров

N	Параметр	Допустимое отклонение
1	K	К по абсолютной величине
2	Температуры > 600 K	% от показания прибора
3	Давление отработавшего газа	кПа по абсолютной величине
4	Разрежение во впускном коллекторе	кПа по абсолютной величине
5	Атмосферное давление	кПа по абсолютной величине
6	Другие давления	кПа по абсолютной величине
7	Относительная влажность	% по абсолютной величине
8	Абсолютная влажность	% от показания прибора
9	Поток разбавляющего воздуха	% от показания прибора
10	Поток разбавленного отработавшего газа	% от показания прибора

1.4. Определение газообразных компонентов

1.4.1. Общие спецификации анализатора

Диапазон измерения анализаторов должен соответствовать точности, необходимой для измерения концентраций компонентов отработавшего газа (раздел 1.4.1.1). Рекомендуется использовать анализаторы таким образом, чтобы измеряемая концентрация находилась в пределах 15 и 100% от полной шкалы.

Если значение полной шкалы составляет 155 промилле (или промилле C) или менее или если используются считывающие системы (компьютеры, регистраторы данных), которые обладают достаточной точностью и разрешающей способностью менее 15% от полной шкалы, приемлемой также считается концентрация менее 15% от полной шкалы. В этом случае необходимо проводить дополнительные калибровки для обеспечения точности калибровочных кривых - раздел 1.5.5.2 Дополнения 2 к настоящему Приложению.

Уровень электромагнитной совместимости (ЕМС) оборудования должен быть таким, чтобы свести к минимуму дополнительные ошибки.

1.4.1.1. Точность

Анализатор не должен отклоняться от номинальной калибровочной точки более чем на % от показания прибора по всему диапазону измерения, исключая ноль, или % от полной шкалы. Точность должна определяться в соответствии с требованиями калибровки, установленными в разделе 1.3.

1.4.1.2. Повторяемость результатов

Повторяемость, определенная как среднеквадратическое отклонение десяти последовательных показаний на соответствующий калибровочный газ, увеличенное в 2,5 раза, не должна превышать % от концентрации полной шкалы для каждого диапазона выше 155 промилле (или промилле С), или % от каждого диапазона ниже 155 промилле (или промилле С).

1.4.1.3. Шум

Полный размах чувствительности анализатора на нулевой поверочный или калибровочный газ в течение любого периода в 10 секунд не должен превышать 2% от полной шкалы на всех используемых диапазонах.

1.4.1.4. Сдвиг нуля

Нулевая чувствительность определяется как средняя чувствительность, включая шум, на нулевой поверочный газ в течение 30-секундного интервала. Сдвиг нулевой чувствительности в течение периода в один час должен составлять менее 2% от полной шкалы на самом низком используемом диапазоне.

1.4.1.5. Калибровочный сдвиг

Калибровочная чувствительность определяется как средняя чувствительность, включая шум, на калибровочный газ в течение 30-секундного интервала. Сдвиг калибровочной чувствительности в течение периода в один час должен составлять менее 2% от полной шкалы на самом низком используемом диапазоне.

1.4.2. Сушка газа

Отработавшие газы могут быть измерены на влажной или сухой основе. Любое устройство для сушки газа, если используется, должно оказывать минимальное воздействие на концентрацию измеряемых газов. Химические осушители являются неприемлемым методом для удаления воды из пробы.

1.4.3. Анализаторы

В разделах 1.4.3.1 - 1.4.3.5 приводится описание используемых принципов измерения. Подробное описание системы измерения приведено в Приложении VI.

Измеряемые газы анализируются с помощью указанных ниже приборов. Для нелинейных анализаторов допускается использование линейных схем.

1.4.3.1. Анализ содержания оксида углерода (CO)

Для анализа содержания оксида углерода должен применяться анализатор недисперсного инфракрасного (NDIR) абсорбционного типа.

1.4.3.2. Анализ содержания диоксида углерода ()

Для анализа содержания диоксида углерода должен применяться анализатор недисперсного инфракрасного (NDIR) абсорбционного типа.

1.4.3.3. Анализ содержания кислорода ()

Для анализа содержания кислорода должен применяться парамагнитный датчик (PMD*(71)), датчик на основе диоксида циркония (ZRDO*(72)) или электрохимический датчик (ECS*(73)).

Примечание: Датчики диоксида циркония не рекомендуются, если высоки концентрации HC и CO, как в случае слабой искры у двигателей с искровым зажиганием. Электрохимические датчики должны быть скорректированы на интерференцию и .

1.4.3.4. Анализ содержания углеводородов (HC)

Для анализа содержания углеводородов при непосредственном отборе проб газа должен применяться анализатор типа нагреваемый пламенно-ионизационный детектор (НFID), состоящий из детектора, клапанов, системы трубопроводов и т. д., нагреваемый таким образом, чтобы поддерживать температуру газа на уровне 463 К К (190°C °C).

Для анализа содержания углеводородов при отборе проб разбавленного газа должен применяться анализатор типа нагреваемый пламенно-ионизационный детектор (НFID), либо пламенно-ионизационный детектор (FID).

1.4.3.5. Анализ содержания оксидов азота ()

Для анализа содержания оксидов азота должен применяться анализатор типа хемилюминесцентный детектор (СLD) или нагреваемый хемилюминесцентный детектор (НСLD) с преобразователем , если измерения проводятся на сухой основе. Если измерения проводятся на влажной основе, используется НСLD с преобразователем, поддерживающим температуру выше 328 К (55°C), если выполняется проверка водяного охлаждения (раздел 1.9.2.2 Дополнения 2 Приложения III). И для CLD, и для HCLD в канале отбора проб должна поддерживаться пограничная температура от 328 К до 473 К (от 55 до 200°C) вплоть до преобразователя для сухого измерения и вплоть до анализатора для влажного измерения.

1.4.4. Отбор проб эмиссии газов

Если на состав отработавшего газа оказывает влияние любая система окончательной обработки выхлопных газов, то отбор пробы выхлопных газов следует производить в месте, расположенном после этого устройства.

Зонд для отбора проб выхлопных газов должен быть расположен в той части глушителя, где высокое давление, но по возможности подальше от выпускного отверстия. Для обеспечения полного смешивания выхлопных газов двигателя перед отбором их пробы, дополнительно между выпускным отверстием глушителя и зондом для отбора проб может быть помещена смесительная камера. Внутренний объем смесительной камеры должен не меньше чем в 10 раз превышать рабочий объем цилиндра двигателя при испытании, а ее размеры по высоте, ширине и глубине должны быть приблизительно равными, подобно кубу. Размер смесительной камеры должен быть насколько возможно мал, а камера должна быть соединена насколько возможно вплотную с двигателем. Линия вывода газа смесительной камеры глушителя должна распространяться по меньшей мере на 610 мм за пределы расположения зонда для отбора проб и иметь достаточный размер для минимизации противодавления. Температура внутренней поверхности смесительной камеры должна поддерживаться выше точки росы отработавших газов. Минимальная рекомендуемая температура составляет 338 К (65°C).

Содержание всех компонентов можно также измерять непосредственно в смесительном канале или путем отбора проб в резервуар и последующего измерения концентрации в нем.

Дополнение 2

1. Калибровка аналитических приборов

1.1. Введение

Каждый анализатор должен калиброваться столько раз, сколько будет необходимо для удовлетворения требований настоящего стандарта в отношении точности. В данном параграфе приводится описание метода калибровки, используемого для анализаторов, указанных в разделе 1.4.3 Дополнения 1.

1.2. Калибровочные газы

Должен соблюдаться срок годности всех калибровочных газов.

Дата истечения годности калибровочных газов, указанная изготовителем, регистрируется.

1.2.1. Чистые газы

Требуемая чистота газов определяется величинами предельного содержания загрязняющих примесей, представленными ниже. Для проведения испытаний должны иметься в наличии следующие газы:

- очищенный азот (загрязняющие примеси промилле С, промилле СО, промилле , промилле NО);

- очищенный кислород (чистота > 99,5 объемных процента );

- смесь водород-гелий (% водород, остальное гелий; загрязняющие примеси промилле С, промилле );

- очищенный синтетический воздух (загрязняющие примеси промилле С, промилле СО, промилле , промилле NО; содержание кислорода в пределах 18 - 21 объемных процентов).

1.2.2. Калибровочные и поверочные газы

Смеси газов, имеющие следующий химический состав, должны иметься в наличии:

- и очищенный синтетический воздух (см. раздел 1.2.1);

- СО и очищенный азот;

- NО и очищенный азот (общее содержание в этом калибровочном газе не должно превышать 5% от содержания NО);

- и очищенный азот;

- и очищенный синтетический воздух;

- и очищенный синтетический воздух.

Примечание: Сочетание других газов допускается, если эти газы не взаимодействуют друг с другом.

Истинная концентрация калибровочного и поверочного газа должна находиться в пределах % от номинальной величины. Все концентрации калибровочного газа должны приводиться в единицах объема (объемный процент или объемный промилле).

Газы, используемые для калибровки и поверки, могут быть также получены с помощью прецизионных смешивающих устройств (газовых сепараторов) путем разбавления с помощью очищенного или очищенного синтетического воздуха. Точность смешивающего устройства должна быть такой, чтобы концентрация разбавленных калибровочных измерялась с точностью до . Эта точность означает, что первичные газы, используемые для смешивания, должны быть определены с точностью по крайней мере %, чтобы быть пригодными для контроля в соответствии с национальными или международными стандартами газов. Проверка должна выполняться в интервале от 15% до 50% от полной шкалы для каждой калибровки, включая смешивающее устройство.

Дополнительно, по выбору, смешивающее устройство может быть проверено с помощью прибора с линейным устройством, например, CLD с использованием газа NO. Калибровочное значение прибора должно быть выверено поверочным газом, непосредственно включенным в прибор. Смешивающее устройство должно быть проверено при используемых установочных параметрах, а номинальная величина должна быть сверена с измеренной концентрацией в приборе. Это различие в каждой точке должно находиться в пределах % от номинальной величины.

1.2.3. Проверка кислородной интерференции

Газы для проведения проверки кислородной интерференции должны содержать пропан с 350 - 75 промилле C углеводородов. Значение концентрации должно быть определено по допустимым отклонениям калибровочного газа с помощью хроматографического анализа полных углеводородов, с использованием примесей или динамического смешивания. Азот должен быть преобладающим растворителем кислорода для получения смеси. Смесь, требуемая для испытания двигателя на бензиновом топливе, приведена ниже:

     Интерференционная концентрация О2           Растворитель

          10 (от 9 до 11)                            Азот

          5 (от 4 до 6)                              Азот

          0 (от 0 до 1)                              Азот

1.3. Процедура использования анализаторов и системы отбора проб

Процедура использования анализаторов должна соответствовать инструкциям изготовителя приборов относительно их установки и использования. В них должны быть включены минимальные требования, приведенные в разделах 1.4 - 1.9. Для лабораторных измерительных приборов, таких как газовый хроматограф (GC*(74)) и высокоэффективный жидкостный хроматограф (HPLC*(75)) должны применяться только положения раздела 1.5.4.

1.4. Испытание на герметичность

Должно быть выполнено испытание системы на герметичность. Зонд для отбора проб отсоединяется от выхлопной системы, а выходное отверстие закрывается. Включается насос анализатора. После первоначального периода стабилизации все расходомеры должны показывать ноль. Если этого не происходит, проводится проверка пробоотборных магистралей, и неполадка устраняется.

Максимальная допустимая скорость утечки со стороны вакуумной части должна составлять 0,5% от скорости используемого потока в проверяемой части системы. Для определения скорости используемого потока могут применяться потоки анализатора и потоки во втором контуре.

В качестве альтернативы система может быть разрежена до давления по меньшей мере 20 кПа в вакууме (80 кПа по абсолютной величине). После первоначального периода стабилизации повышение давления delta&p (кПа/мин) в системе не должно превышать:

где - объем системы, л;

- расход системы, л/мин.

Другой метод заключается в постепенном изменении уровня концентрации в начале пробоотборной магистрали путем переключения с нуля на калибровочный газ. Если после соответствующего периода времени фиксируется более низкая концентрация по сравнению с введенной концентрацией, то это свидетельствует о неправильности калибровки или наличии утечки.

1.5. Процедура калибровки

1.5.1. Измерительные приборы

Измерительные приборы должны быть откалиброваны, а калибровочные кривые проверены с помощью эталонных газов. Используемый расход газов и расход газов при отборе проб выхлопных газов должен быть одинаковым.

1.5.2. Время прогрева

Время прогрева приборов должно соответствовать рекомендациям изготовителя. В случае отсутствия таковых рекомендаций, анализаторы рекомендуется прогревать в течение не менее двух часов.

1.5.3. Анализаторы NDIR и НFID

Анализатор NDIR настраивается по мере необходимости, а факел анализатора НFID оптимизируется (раздел 1.9.1).

1.5.4. GC и HPLC

Оба прибора должны быть откалиброваны в соответствии с опытной лабораторной практикой и рекомендациями изготовителя.

1.5.5. Построение калибровочных кривых

1.5.5.1. Общие указания

(a) Должны быть откалиброваны все обычно используемые рабочие диапазоны.

(b) Анализаторы СО, , и НС устанавливаются на ноль с помощью очищенного синтетического воздуха (или азота).

(c) В анализаторы должны быть введены соответствующие калибровочные газы, полученные величины регистрируются, и строятся калибровочные кривые.

(d) Для всех диапазонов измерений прибора, за исключением самого нижнего диапазона, калибровочная кривая строится по меньшей мере по 10 равномерно распределенным калибровочным точкам (исключая ноль). Для самого нижнего диапазона измерений прибора калибровочная кривая строится по меньшей мере по 10 калибровочным точкам (исключая ноль), располагаемыми так, чтобы половина калибровочных точек размещалась ниже 15% от полной шкалы анализатора, а остальные - выше 15% от полной шкалы. Для всех диапазонов самая высокая номинальная концентрация должна равняться или быть больше 90% от полной шкалы.

(e) Калибровочная кривая строится методом наименьших квадратов. Может использоваться линейное или нелинейное уравнение, обеспечивающее наилучшее соответствие.

(f) Калибровочные точки не должны отклоняться более чем на % от показания прибора или от полной шкалы (в зависимости от того, какая величина больше) от линий, построенных по методу наименьших квадратов по уравнению, обеспечивающему наилучшее соответствие.

(g) Проводится повторная проверка установки на ноль, и в случае необходимости калибровочная процедура повторяется.

1.5.5.2. Альтернативные методы

Может быть использована альтернативная технология (например, компьютер, переключатель диапазонов с электронным управлением и т.д.), если доказано, что она дает эквивалентную точность.

1.6. Проверка калибровки

Каждый обычно используемый рабочий диапазон проверяется перед каждым анализом в соответствии с проводимой ниже процедурой.

Калибровка проверяется с помощью нулевого поверочного газа и калибровочного газа, номинальное значение которого составляет более 80% от полной шкалы измеряемого диапазона.

Если для двух рассматриваемых точек найденная величина не отличается более чем на % от полной шкалы от указанного исходного значения, параметры регулировки могут быть изменены. В противном случае должен быть проверен калибровочный газ или должна быть построена новая калибровочная кривая в соответствии с разделом 1.5.5.1.

1.7. Калибровка анализатора трассирующего газа для измерения потока выхлопных газов

Анализатор для измерения концентрации трассирующего газа должен быть откалиброван с использованием эталонного газа.

Калибровочная кривая строится по меньшей мере по 10 калибровочным точкам (исключая ноль), располагаемыми так, чтобы половина калибровочных точек размещалась в пределах от 4% до 20% от полной шкалы анализатора, а остальные - в пределах от 20% до 100% от полной шкалы. Калибровочная кривая строится методом наименьших квадратов.

Калибровочная кривая не должна отличаться более чем на % от полной шкалы от номинального значения каждой калибровочной точки, в диапазоне от 20% до 100% от полной шкалы. Она также не должна отличаться больше чем на % от номинального значения показания прибора в диапазоне от 4% до 20% от полной шкалы. Анализатор должен быть установлен на ноль и откалиброван до проведения испытания при помощи нулевого поверочного газа и калибровочного газа, номинальное значение которого составляет более 80% от полной шкалы анализатора.

1.8. Определение коэффициента полезного действия преобразователя

Определение коэффициента полезного действия используемого преобразователя для преобразования в NО проводится в соответствии с положениями разделов 1.8.1 - 1.8.8 (рисунок 1 Дополнения 2 к Приложению III).

1.8.1. Испытательная установка

Коэффициент полезного действия преобразователей может быть определен посредством озонатора с использованием испытательной установки, показанной на рисунке 1 Приложения III, при соблюдении указанной ниже процедуры.

1.8.2. Калибровка

CLD и HCLD калибруются по основному рабочему диапазону в соответствии со спецификациями изготовителя с помощью нулевого поверочного и калибровочного газа (в последнем содержание NO должно составлять примерно 80% от рабочего диапазона, а концентрация газовой смеси - менее 5% от концентрации NO). Анализатор должен быть отрегулирован в режиме NO таким образом, чтобы калибровочный газ не проходил через преобразователь. Показания концентрации регистрируются.

1.8.3. Расчет

Коэффициент полезного действия преобразователя рассчитывается следующим образом:

где a - концентрация в соответствии с разделом 1.8.6;

b - концентрация в соответствии с разделом 1.8.7;

c - концентрация NO в соответствии с разделом 1.8.4;

d - концентрация NO в соответствии с разделом 1.8.5.

1.8.4 Дополнительная подача кислорода

С помощью Т-образного соединения в поток газа непрерывно добавляют кислород или нулевой поверочный воздух до тех пор, пока указанная концентрация не составит примерно на 20% меньше концентрации калибровки, указанной в разделе 1.8.2. (Анализатор отрегулирован на режим NO).

Показания концентрации (c) регистрируются. Озонатор в течение этого процесса остается деактивированным.

1.8.5. Активация озонатора

Затем активируется озонатор для получения озона, достаточного для снижения концентрации NO приблизительно до 20% (минимум 10%) концентрации калибровки, указанной в разделе 1.8.2. Показания концентрации (d) регистрируются (Анализатор отрегулирован на режим NO).

1.8.6. Режим

Затем анализатор NO переключают в режим таким образом, чтобы газовая смесь (состоящая из NO, и ) с этого момента проходила через преобразователь. Показания концентрации (а) регистрируются (Анализатор отрегулирован на режим ).

1.8.7. Деактивация озонатора

Затем озонатор деактивируется. Газовая смесь, указанная в разделе 1.8.6, проходит через преобразователь в детектор. Показания концентрации (b) регистрируются (Анализатор отрегулирован на режим ).

1.8.8 Режим NO

При деактивированном озонаторе производится переключение на режим NO, а также прекращается подача кислорода или синтетического воздуха. Значение , полученное анализатором, не должно отклоняться более чем на % от величины, измеренной в соответствии с разделом 1.8.2 (Анализатор отрегулирован на режим NO).

1.8.9. Промежуток между испытаниями

Коэффициент полезного действия преобразователя должен проверяться ежемесячно.

1.8.10. Требуемый коэффициент полезного действия

Коэффициент полезного действия преобразователя не должен быть ниже 90%, но настоятельно рекомендуется, чтобы эффективность превышала 95%.

Примечание: Если на наиболее часто используемом диапазоне анализатора озонатор не может сократить концентрацию с 80% до 20% в соответствии с разделом 1.8.5, то следует использовать наивысший диапазон, который обеспечит такое сокращение.

1.9. Регулировка FID

1.9.1. Оптимизация чувствительности детектора

HFID должен быть отрегулирован в соответствии с указаниями изготовителя прибора. Для оптимизации чувствительности в наиболее часто используемом рабочем диапазоне должен быть использован калибровочный газ, содержащий пропан и воздух.

После установки показателей подачи топлива и воздуха в соответствии с рекомендациями изготовителя в анализатор подается калибровочный газ - промилле C. Чувствительность при данной подаче топлива определяется как разность между чувствительностью на калибровочный газ и чувствительностью на нулевой поверочный газ. Подача топлива регулируется несколько выше и несколько ниже спецификаций изготовителя. Чувствительность на калибровочный и нулевой поверочный газ при этих показателях подачи топлива регистрируется. Разность между чувствительностью на калибровочный газ и чувствительностью на нулевой поверочный газ вычерчивается на кривой, а подача топлива регулируется по стороне кривой с большими значениями. Это является первоначальной установкой расхода, которой, возможно, понадобится дальнейшая оптимизация в зависимости от значений коэффициента чувствительности для углеводородов и проверки кислородной интерференции, в соответствии с разделами 1.9.2 и 1.9.3.

Если кислородная интерференция или коэффициент чувствительности для углеводородов не отвечают следующим техническим требованиям, то воздушный поток регулируется несколько выше и несколько ниже спецификаций изготовителя. Положения разделов 1.9.2 и 1.9.3 повторяются для каждого потока.

1.9.2. Коэффициенты чувствительности для углеводородов

Анализатор должен быть откалиброван с помощью смеси пропан-воздух и очищенного синтетического воздуха в соответствии с разделом 1.5.

Коэффициенты чувствительности определяются при вводе анализатора в эксплуатацию и по завершении интервалов между циклами основного технического обслуживания. Коэффициент чувствительности для конкретных углеводородов представляет собой отношение показания FID C1 к концентрации газа в цилиндре и выражается в промилле C1.

Концентрация газа для проведения испытания должна находиться на уровне, обеспечивающем чувствительность приблизительно 80% от полной шкалы. Концентрация должна быть известна с точностью % по отношению к гравиметрическому эталону, выраженному в объеме. Кроме того, газовый баллон должен предварительно выдерживаться в течение 24 часов при температуре 298 К (25°C) K.

Используемые газы для проведения испытания и рекомендуемые пределы относительных коэффициентов чувствительности указаны ниже:

- метан и очищенный синтетический воздух: ;

- пропилен и очищенный синтетический воздух: ;

- толуол и очищенный синтетический воздух: .

Эти величины соответствуют коэффициенту чувствительности , равному 1,00, для пропана и очищенного синтетического воздуха.

1.9.3. Проверка кислородной интерференции

Проверка кислородной интерференции проводится при вводе анализатора в эксплуатацию и по завершении интервалов между циклами основного технического обслуживания. Диапазон должен быть выбран таким, чтобы концентрация газов для проведения проверки кислородной интерференции находилась в пределах выше 50%. Испытание должно проводиться при требуемой температуре термостата. Газы для проведения проверки кислородной интерференции указаны в разделе 1.2.3.

(a) Анализатор должен быть установлен на ноль.

(b) Анализатор должен быть настроен на 0% кислородную смесь для бензиновых двигателей.

(c) Обнуленная чувствительность должна быть перепроверена. Если она изменилась более чем на 0,5% от полной шкалы, то подразделы (a) и (b) настоящего раздела должны быть повторены.

(d) Вводятся 5 и 10-процентные газы для проверки кислородной интерференции.

(e) Обнуленная чувствительность должна быть перепроверена. Если она изменилась более чем на 1% от полной шкалы, испытание должно быть повторено.

(f) Кислородная интерференция (% ) рассчитывается для каждой смеси шага (d) следующим образом:

где A - концентрация углеводородов (промилле C) калибровочного газа, используемого в подразделе (b);

B - концентрация углеводородов (промилле C) в газах для проведения кислородной интерференции, используемых в подразделе (d);

C - чувствительность анализатора;

D - процент полной шкалы чувствительности анализатора, обусловленной A.

(g) Процент кислородной интерференции (% ) должен составить менее до проведения испытания для всех необходимых газов, используемых для проведения проверки кислородной интерференции.

(h) Если кислородная интерференция превышает %, то следует отрегулировать воздушный поток несколько выше и ниже спецификаций изготовителя, повторяя раздел 1.9.1 для каждого потока.

(i) Если кислородная интерференция превышает % после регулировки воздушного потока, то следует варьировать подачу топлива, а после этого поток пробы, повторяя раздел 1.9.1 для каждой новой настройки.

(j) Если кислородная интерференция все еще превышает %, то должны быть восстановлены или заменены анализатор, топливо FID или воздух камеры сгорания до проведения испытания. Этот раздел должен быть затем повторен с восстановленным или замененным оборудованием или газами.

1.10. Эффекты интерференции анализаторов CO, и

Посторонние газы могут различным образом оказывать влияние на показания приборов. Позитивная интерференция наблюдается в измерительных приборах NDIR и PMD, если посторонний газ оказывает такое же воздействие, как и измеряемый газ, но в меньшей степени. Негативная интерференция в измерительных приборах NDIR наблюдается в результате того, что посторонний газ расширяет полосу поглощения измеряемого газа, а в измерительных приборах CLD в результате того, что посторонний газ подавляет излучение. Проверка интерференции по разделам 1.10.1 и 1.10.2 должна проводиться до первоначального использования анализатора и по завершении интервалов между циклами основного технического обслуживания, но не реже одного раза в год.

1.10.1. Проверка интерференции анализатора CO

Вода и углекислый газ могут нарушить качество функционирования анализатора CO. Поэтому калибровочный газ с концентрацией от 80 до 100% от полной шкалы максимального рабочего диапазона, используемого в ходе проведения испытания, следует пропускать через воду при комнатной температуре. Чувствительность анализатора при этом регистрируется. Чувствительность анализатора не должна быть больше 1% от полной шкалы для диапазонов, равных или выше 300 промилле или более 3 промилле для диапазонов ниже 300 промилле.

1.10.2 Проверка теплоотвода анализатора

Углекислый газ и водяной пар могут влиять на работу анализаторов CLD (и HCLD). Чувствительность приборов для отвода тепла от этих газов пропорциональна их концентрации и поэтому требует проведения испытания для определения возможности теплоотвода при самых высоких ожидаемых концентрациях, которые могут обнаружиться в ходе проведения испытания.

1.10.2.1. Проверка теплоотвода от

Калибровочный газ с концентрацией от 80 до 100% от полной шкалы максимального рабочего диапазона пропускается через анализатор NDIR, а величина регистрируется в качестве А. Затем этот газ должен быть разбавлен приблизительно на 50% с помощью калибровочного газа NO и пропущен через NDIR и (H)CLD. Величины и NO регистрируются, соответственно, в качестве B и C. Подача прекращается и через (H)CLD пропускается только калибровочный газ NO, а величина NO регистрируется в качестве D.

Теплоотвод не должен превышать 3% от полной шкалы и вычисляется следующим образом:

где A - неразбавленная концентрация , измеренная с помощью NDIR, %;

B - разбавленная концентрация , измеренная с помощью NDIR, %;

C - разбавленная концентрация NO, измеренная с помощью CLD, промилле;

D - неразбавленная концентрация NO, измеренная с помощью CLD, промилле.

Могут быть использованы альтернативные методы разбавления и определения количества калибровочного газа и NO, например, динамический метод, приготовление смеси, смешивание.

1.10.2.2. Проверка теплоотвода от воды

Эта проверка применяется только к измерению концентрации влажного газа. При расчете теплоотвода от воды необходимо учитывать разбавление калибровочного газа NO водяным паром и величину концентрации водяного пара в смеси, которую можно ожидать в ходе проведения испытания.

Калибровочный газ NO с концентрацией от 80 до 100% от полной шкалы в обычном рабочем диапазоне пропускается через (H)CLD, а значение NO регистрируется в качестве D. Затем газ NO барботируется в воде при комнатной температуре и пропускается через (H)CLD, а величина NO регистрируется как C. Температура воды должна быть определена и зарегистрирована как F. Давление насыщения смеси паром, которое соответствует температуре (F) воды в барботере, должно быть определено и зарегистрировано в качестве G. Концентрация водяного пара (в %) в смеси рассчитывается следующим образом:

и регистрируется в качестве H. Ожидаемая концентрация разбавленного калибровочного газа NO (в водяном паре) рассчитывается следующим образом:

и регистрируется в качестве De.

Теплоотвод от воды не должен превышать 3% от полной шкалы и вычисляется следующим образом:

где Dе - ожидаемая концентрация разбавленного NO, промилле;

С - концентрация разбавленного NO, промилле;

- максимальная концентрация водяного пара, %;

H - фактическая концентрация водяного пара, %.

Примечание: Для этой проверки важно, чтобы калибровочный газ NO содержал минимальную концентрацию , поскольку абсорбция в воде не учитывается при расчете теплоотвода.

1.10.3. Интерференция анализатора

Чувствительность прибора - анализатора PMD - на газы, кроме кислорода, является сравнительно небольшой. Эквиваленты кислорода общих элементов отработавшего газа показаны в Таблице 1.

Таблица 1 - Эквиваленты кислорода

Газ	Эквивалент , %
Диоксид углерода ()	-0,623
Оксид углерода (CO)	-0,354
Оксид азота (NO)	+44,4
Диоксид азота	+28,7
Вода	-0,381

Измеренная концентрация кислорода должна быть скорректирована по следующей формуле, если должна быть соблюдена высокая точность измерений:

1.11. Периодичность калибровок

Анализаторы калибруются в соответствии с разделом 1.5 по крайней мере каждые три месяца или в тех случаях, когда производится ремонт или замена системы, которые могут повлиять на калибровку.

Дополнение 3

1. Оценка данных и расчеты

1.1. Оценка данных об эмиссии газов

Для оценки эмиссии газов значения диаграммы показаний приборов за последние минимум 120 секунд в каждом режиме усредняются, и по средним величинам диаграммы показаний приборов и соответствующим калибровочным данным определяются средние значения концентрации (соnс) C, CO, и . Может использоваться другой тип регистрации данных, если он обеспечивает получение эквивалентных данных.

Средние значения фоновой концентрации загрязнения могут определяться по показателям разбавляющего воздуха в резервуаре или по непрерывным фоновым показателям (не в резервуаре) и соответствующим калибровочным данным.

1.2. Вычисление эмиссии газов

Расчет окончательных регистрируемых в протоколе результатов испытания производится последовательно следующим образом.

1.2.1. Поправка на сухой/влажный поток

Измеряемая концентрация должна быть преобразована в значение на влажной основе, если измерение проводится не на влажной основе:

Для необработанного отработавшего газа:

где - отношение водорода к углероду в топливе.

Концентрация в выхлопных газах вычисляется по формуле:

Коэффициент вычисляется по формуле:

где - абсолютная влажность всасываемого воздуха, г воды на кг сухого воздуха.

Для разбавленного отработавшего газа:

для измерения на влажной основе:

или для измерения на сухой основе:

где - отношение водорода к углероду в топливе.

Коэффициент вычисляется по следующему уравнению:

где - абсолютная влажность разбавляющего воздуха, г воды на кг сухого воздуха;

- абсолютная влажность всасываемого воздуха, г воды на кг сухого воздуха.

Для разбавляющего воздуха:

Коэффициент вычисляется по следующему уравнению:

где - абсолютная влажность разбавляющего воздуха, г воды на кг сухого воздуха;

- абсолютная влажность всасываемого воздуха, г воды на кг сухого воздуха.

Для всасываемого воздуха (если отличается от разбавляющего воздуха):

Коэффициент вычисляется по следующему уравнению:

где - абсолютная влажность всасываемого воздуха, г воды на кг сухого воздуха;

1.2.2. Поправка на влажность для

Поскольку эмиссия зависит от условий окружающего воздуха, принимая во внимание влажность, концентрация должна быть умножена на коэффициент :

(для четырехтактных двигателей)

(для двухтактных двигателей)

где - абсолютная влажность всасываемого воздуха, г воды на кг сухого воздуха;

1.2.3. Вычисление показателей удельного массового расхода эмиссии

Показатели удельного массового расхода эмиссии [г/ч] для каждого режима вычисляются следующим образом:

(a) Для необработанного отработавшего газа*(76):

где - удельный массовый расход топлива, кг/ч;

- молекулярная масса отдельного газа из Таблицы 1, кг/кмоль;

Таблица 1 - Молекулярные массы

Газ	[кг/кмоль]
	46,01
CO	28,01
HC
	44,01

- молекулярная масса [кг/кмоль] c -отношением водорода к углероду в топливе и -отношением кислорода к углероду в топливе*(77);

- концентрация во всасываемом воздухе (предполагается равной 0,04%, если не измеряется).

(b) Для разбавленного отработавшего газа*(78):

где - удельный массовый расход разбавленного отработавшего газа на влажной основе, который при использовании системы с полным разбавлением потока должен быть определен в соответствии с разделом 1.2.4 Дополнения 1 к Приложению III.

- фоновая скорректированная концентрация загрязнения:

Коэффициент u показан в Таблице 2.

Таблица 2 - Значения коэффициента u

Газ	u	conc
	0,001587	промилле
CO	0,000966	промилле
HC	0,000479	промилле
	15,19	%

Значения коэффициента u определяются по молекулярной массе разбавленных отработавших газов, равной 29 кг/кмоль. Значение u для HC определяется по средней величине соотношения углерода к водороду 1:1,85.

1.2.4. Вычисление показателей удельной эмиссии

Удельная эмиссия (г/кВт·ч) рассчитывается по всем отдельным компонентам:

где

Когда для испытания устанавливаются вспомогательные устройства, такие как охлаждающий вентилятор или нагнетатель, поглощаемая ими мощность должна быть прибавлена к результату, за исключением двигателей, в которых такие вспомогательные устройства являются неотъемлемой частью двигателя. Мощность вентилятора или нагнетателя должна быть определена на частотах вращения, используемых для испытаний, путем вычисления стандартных характеристик или путем проведения реальных испытаний.

Весовые коэффициенты и номера режимов n, используемые в указанном выше расчете, показаны в разделе 3.5.1.1 Приложения IV.

2. Примеры

2.1. Данные о необработанном обработавшем газе от четырехтактного двигателя с искровым зажиганием

В отношении экспериментальных данных (Таблица 3) вычисления выполняются сначала для режима 1 и затем проводятся для других режимов испытания с использованием той же процедуры.

Таблица 3 - Экспериментальные данные от четырехтактного двигателя с искровым зажиганием

Режим		1	2	3	4	5	6
Частота вращения двигателя		2550	2550	2550	2550	2550	1480
Мощность	кВт	9,96	7,5	4,88	2,36	0,94	0
Процент нагрузки	%	100	75	50	25	10	0
Весовые коэффициенты	-	0,090	0,200	0,290	0,300	0,070	0,050
Барометрическое давление	кПа	101,0	101,0	101,0	101,0	101,0	101,0
Температура воздуха	°C	20,5	21,3	22,4	22,4	20,7	21,7
Относительная влажность воздуха	%	38,0	38,0	38,0	37,0	37,0	38,0
Абсолютная влажность воздуха	грамм воды на кг воздуха	5,696	5,986	6,406	6,236	5,614	6,136
Сухой CO	промилле	60 995	40 725	34 646	41 976	68 207	37 439
Влажные	промилле	726	1 541	1 328	377	127	85
Влажные HC	промилле C1	1 461	1 308	1 401	2 073	3 024	9 390
Сухой	объемный %	11,4098	12,691	13,058	12,566	10,822	9,516
Массовый расход топлива	кг/ч	2,985	2,047	1,654	1,183	1,056	0,429
-отношение H/C в топливе	-	1,85	1,85	1,85	1,85	1,85	1,85
-отношение O/C в топливе	-	0	0	0	0	0	0

2.1.1. Поправочный коэффициент на сухой/влажный поток

Поправочный коэффициент должен быть рассчитан для приведения CO и , измеренных на сухой основе, на влажную основу:

где:

и

Таблица 4 - Значения CO и на влажной основе, соответствующие различным режимам испытаний

Режим		1	2	3	4	5	6
Сухой	%	2,450	1,499	1,242	1,554	2,834	1,422
	-	0,009	0,010	0,010	0,010	0,009	0,010
	-	0,872	0,870	0,869	0,870	0,874	0,894
Влажный CO	промилле	53 198	35 424	30 111	36 518	59 631	33 481
Влажный	%	9,951	11,039	11,348	10,932	9,461	8,510

2.1.2. Эмиссия HC

где:

Таблица 5 - Эмиссия HC [г/ч], соответствующая различным режимам испытаний

Режим	1	2	3	4	5	6
	28,361	18,248	16,026	16,625	20,357	31,578

2.1.3. Эмиссия

Сначала рассчитывается поправочный коэффициент на влажность эмиссии :

Таблица 6 - Поправочный коэффициент на влажность эмиссии , соответствующий различным режимам испытаний

Режим	1	2	3	4	5	6
	0,850	0,860	0,874	0,868	0,847	0,865

Затем рассчитывается масса [г/ч]:

Таблица 7 - Эмиссия [г/ч], соответствующая различным режимам испытаний

Режим	1	2	3	4	5	6
	39,717	61,291	44,013	8,703	2,401	0,820

2.1.4. Эмиссия CO

Таблица 8 - Эмиссия CO [г/ч], соответствующая различным режимам испытаний

Режим	1	2	3	4	5	6
	2 084,588	997,638	695,278	591,183	810,334	227,285

2.1.5. Эмиссия

Таблица 9 - Эмиссия [г/ч], соответствующая различным режимам испытаний

Режим	1	2	3	4	5	6
	6 126,806	4 884,739	4 117,202	2 780,662	2 020,061	907,648

2.1.6. Удельная эмиссия

Удельная эмиссия (г/кВт·ч) рассчитывается по всем отдельным компонентам:

Таблица 10 - Эмиссия [г/ч] и весовые коэффициенты, соответствующие различным режимам испытаний

Режим		1	2	3	4	5	6
HCмасса	г/ч	28,361	18,248	16,026	16,625	20,357	31,578
масса	г/ч	39,717	61,291	44,013	8,703	2,401	0,820
	г/ч	2084,588	997,638	695,278	591,183	810,334	227,285
	г/ч	6126,806	4884,739	4117,202	2780,662	2020,061	907,648
Мощность	кВт	9,96	7,50	4,88	2,36	0,94	0
Весовые коэффициенты	-	0,090	0,200	0,290	0,300	0,070	0,050

2.2. Данные о необработанном отработавшем газе от двухтактного двигателя с искровым зажиганием

В отношении экспериментальных данных (Таблица 11) вычисления должны быть выполнены сначала для режима 1 и затем проведены для других режимов испытания с использованием той же процедуры.

Таблица 11 - Экспериментальные данные от двухтактного двигателя с искровым зажиганием

Режим		1	2
Частота вращения двигателя		9 500	2 800
Мощность	кВт	2,31	0
Процент нагрузки	%	100	0
Весовые коэффициенты	-	0,9	0,1
Барометрическое давление	кПа	100,3	100,3
Температура воздуха	°C	25,4	25
Относительная влажность воздуха	%	38,0	38,0
Абсолютная влажность воздуха	грамм воды на кг воздуха	7,742	7,558
Сухой CO	промилле	37 086	16 150
Влажные	промилле	183	15
Влажные HC	промилле C1	14 220	13 179
Сухой	объемный %	11,986	11,446
Массовый расход топлива	кг/ч	1,195	0,089
-отношение H/C в топливе	-	1,85	1,85
-отношение O/C в топливе	-	0	0

2.2.1. Поправочный коэффициент на сухой/влажный поток

Поправочный коэффициент должен быть рассчитан для приведения CO и , измеренных на сухой основе, на влажную основу:

где:

Таблица 12 - Значения CO и на влажной основе, соответствующие различным режимам испытаний

Режим		1	2
Сухой	%	1,357	0,543
	-	0,012	0,012
	-	0,874	0,887
Влажный CO	промилле	32 420	14 325
Влажный	%	10,478	10,153

2.2.2. Эмиссия HC

где:

Таблица 13 - Эмиссия HC [г/ч], соответствующая режимам испытаний

Режим	1	2
	112,520	9,119

2.2.3. Эмиссия

Поправочный коэффициент на влажность эмиссии для двухтактных двигателей равен 1.

Таблица 14 - Эмиссия [г/ч], соответствующая режимам испытаний

Режим	1	2
	4,800	0,034

2.2.4. Эмиссия CO

Таблица 15 - Эмиссия CO [г/ч], соответствующая режимам испытаний

Режим	1	2
	517,851	20,007

2.2.5. Эмиссия

Таблица 16 - Эмиссия [г/ч], соответствующая режимам испытаний

Режим	1	2
	2 629,658	222,799

2.2.6. Удельная эмиссия

Удельная эмиссия (г/кВт·ч) рассчитывается по всем отдельным компонентам следующим образом:

Таблица 17 - Эмиссия [г/ч] и весовые коэффициенты, соответствующие двум режимам испытаний

Режим		1	2
	г/ч	112,520	9,119
	г/ч	4,800	0,034
	г/ч	517,851	20,007
	г/ч	2 629,658	222,799
Мощность	кВт	2,31	0
Весовые коэффициенты	-	0,85	0,15

2.3. Данные о разбавленном обработавшем газе от четырехтактного двигателя с искровым зажиганием

В отношении экспериментальных данных (Таблица 18) вычисления должны быть выполнены сначала для режима 1 и затем проведены для других режимов испытания с использованием той же процедуры.

Таблица 18 - Экспериментальные данные от четырехтактного двигателя с искровым зажиганием

Режим		1	2	3	4	5	6
Частота вращения двигателя		3 060	3 060	3 060	3 060	3 060	2 100
Мощность	кВт	13,15	9,81	6,52	3,25	1,28	0
Процент нагрузки	%	100	75	50	25	10	0
Весовые коэффициенты	-	0,090	0,200	0,290	0,300	0,070	0,050
Барометрическое давление	кПа	980	980	980	980	980	980
Температура всасываемого воздуха (1)	°C	25,3	25,1	24,5	23,7	23,5	22,6
Относительная влажность всасываемого воздуха (1)	%	19,8	19,8	20,6	21,5	21,9	23,2
Абсолютная влажность всасываемого воздуха (1)	грамм воды на кг воздуха	4,08	4,03	4,05	4,03	4,05	4,06
Сухой CO	промилле	3 681	3 465	2 541	2 365	3 086	1 817
Влажные	промилле	85,4	49,2	24,3	5,8	2,9	1,2
Влажные HC	промилле C1	91	92	77	78	119	186
Сухой	объемный %	1,038	0,814	0,649	0,457	0,330	0,208
Фоновое значение сухого CO	промилле	3	3	3	2	2	3
Фоновое значение влажных	промилле	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Фоновое значение влажных HC	промилле C1	6	6	5	6	6	4
Фоновое значение сухого	объемный %	0,042	0,041	0,041	0,040	0,040	0,040
Массовый расход разбавленного отработавшего газа	кг/ч	625,722	627,171	623,549	630,792	627,895	561,267
-отношение H/C в топливе	-	1,85	1,85	1,85	1,85	1,85	1,85
-отношение O/C в топливе	-	0	0	0	0	0	0
(1) Условия разбавляющего воздуха одинаковы с условиями всасываемого воздуха.

2.3.1. Поправочный коэффициент на сухой/влажный поток

Поправочный коэффициент должен быть рассчитан для приведения CO и , измеренных на сухой основе, на влажную основу:

Для разбавленного отработавшего газа:

где:

Таблица 19 - Значения CO и на влажной основе для разбавленного отработавшего газа, соответствующие режимам испытаний

Режим		1	2	3	4	5	6
DF	-	9,465	11,454	14,707	19,100	20,612	32,788
	-	0,007	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006
	-	0,984	0,986	0,988	0,989	0,991	0,992
Влажный CO	промилле	3 623	3 417	2 510	2 340	3 057	1 802
Влажный	%	1,0219	0,8028	0,6412	0,4524	0,3264	0,2066

Для разбавляющего воздуха:

Где коэффициент равен тому же коэффициенту, уже рассчитанному для разбавленного отработавшего газа.

Таблица 20 - Значения CO и на влажной основе для разбавляющего газа, соответствующие режимам испытаний

Режим		1	2	3	4	5	6
	-	0,007	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006
	-	0,993	0,994	0,994	0,994	0,994	0,994
Влажный CO	промилле	3	3	3	2	2	3
Влажный	%	0,0421	0,0405	0,0403	0,0398	0,0394	0,0401

2.3.2. Эмиссия HC

где u = 0,000478 из Таблицы 2;

;

.

Таблица 21 - Эмиссия HC [г/ч], соответствующая режимам испытаний

Режим	1	2	3	4	5	6
	25,666	25,993	21,607	21,850	34,074	48,963

2.3.3. Эмиссия

Поправочный коэффициент на влажность эмиссии рассчитывается по формуле:

Таблица 22 - Коэффициент поправки на влажность эмиссии , соответствующий режимам испытаний

Режим	1	2	3	4	5	6
	0,793	0,791	0,791	0,790	0,791	0,792

где u = 0,001587 из Таблицы 2;

;

.

Таблица 23 - Эмиссия [г/ч], соответствующая режимам испытаний

Режим	1	2	3	4	5	6
	67,168	38,721	19,012	4,621	2,319	0,811

2.3.4. Эмиссия CO

где u=0,000966 из Таблицы 2;

;

.

Таблица 24 - Эмиссия CO [г/ч], соответствующая режимам испытаний

Режим	1	2	3	4	5	6
	2 188,001	2 068,760	1 510,187	1 424,792	1 853,109	975,435

2.3.5. Эмиссия

где u=15,19 из Таблицы 2;

;

.

Таблица 25 - Эмиссия [г/ч], соответствующая различным режимам испытаний

Режим	1	2	3	4	5	6
	9 354,488	7 295,794	5 717,531	3 973,503	2 756,113	1 430,229

2.3.6. Удельная эмиссия

Удельная эмиссия (г/кВт·ч) рассчитывается по всем отдельным компонентам:

Таблица 26 - Эмиссия [г/ч] и весовые коэффициенты, соответствующие различным режимам испытаний

Режим		1	2	3	4	5	6
	г/ч	25,666	25,993	21,607	21,850	34,074	48,963
	г/ч	67,168	38,721	19,012	4,621	2,319	0,811
	г/ч	2 188,001	2 068,760	1 510,187	1 424,792	1 853,109	975,435
	г/ч	9 354,488	7 295,794	5 717,531	3 973,503	2 756,113	1 430,229
Мощность	кВт	13,15	9,81	6,52	3,25	1,28	0
Весовые коэффициенты	-	0,090	0,200	0,290	0,300	0,070	0,050

Дополнение 4

1. Соответствие нормам выбросов

Настоящее Дополнение применяется только к двигателям с искровым зажиганием на этапе 2.

1.1. Нормы эмиссии выхлопных газов для двигателей на этапе 2 в Приложении I (4.2) относятся к эмиссии от двигателей в течение их периода устойчивости эмиссии EDP, как определено в соответствии с настоящим Дополнением.

1.2. Для всех испытуемых двигателей, представляющих семейство двигателей, чьи показатели эмиссии, установленные путем умножения на показатель ухудшения (DF), установленный в настоящем Дополнении, меньше или равны каждой норме выбросов этапа 2 (предельным значениям выбросов для семейства двигателей (FEL*(79)) в соответствующем случае) для данного класса двигателей, семейство двигателей считается удовлетворяющим нормам выбросов для этого класса двигателей. Настоящее положение применимо для всех двигателей на этапе 2, испытанных должным образом в соответствии с процедурами настоящей Директивы. Если какой-либо двигатель, представляющий семейство двигателей, имеет показатели эмиссии, установленные путем умножения на показатель ухудшения (DF), установленный в настоящем Дополнении, превышающие нормы выбросов для отдельного двигателя (FEL в соответствующем случае) данного класса двигателей, семейство двигателей считается не удовлетворяющим нормам выбросов для этого класса двигателей.

1.3. Изготовители малых партий двигателей вправе, по выбору, брать показатели ухудшения для и CO из Таблицы 1 или 2 в настоящем разделе, либо вычислять показатели ухудшения для и CO в соответствии с процедурой, описанной в разделе 1.3.1. Для методик, не подпадающих под действие таблиц 1 и 2 настоящего раздела, изготовитель должен использовать процедуру, описанную в разделе 1.4 настоящего Дополнения.

Таблица 1 - Заданные показатели ухудшения для и CO для изготовителей малых партий переносных двигателей

Класс двигателя	Двухтактные двигатели		Четырехтактные двигатели		Двигатели с устройством окончательной обработки отработавшего газа
		CO		CO
SH:1	1,1	1,1	1,5	1,1	Показатели DF должны рассчитываться с использованием формулы в разделе 1.3.1.
SH:2	1,1	1,1	1,5	1,1
SH:3	1,1	1,1	1,5	1,1

Таблица 2 - Заданные показатели ухудшения для и CO для изготовителей малых партий непереносных двигателей

Класс двигателя	Двигатели с боковым расположением клапанов		Двигатели с верхним расположением клапанов		Двигатели с устройством окончательной обработки отработавшего газа
		CO		CO
SN:1	2,1	1,1	1,5	1,1	Показатели DF должны рассчитываться с использованием формулы в разделе 1.3.1.
SN:2	2,1	1,1	1,5	1,1
SN:3	2,1	1,1	1,5	1,1
SN:4	1,6	1,1	1,4	1,1

1.3.1. Формула для расчета показателей ухудшения для двигателей с устройством окончательной обработки отработавшего газа:

где DF - показатель ухудшения;

NE - уровни эмиссии нового двигателя до катализатора;

EDF - показатель ухудшения для двигателей без катализатора, как показано в Таблице 1;

CC - значение, преобразованное при 0 часов, г/кВт;

F=0,8 для HC и 0,0 для для всех классов двигателей;

F=0,8 для CO для всех классов двигателей.

1.4. Изготовители должны применить заданный DF или вычислить DF, по обстановке, для каждого нормируемого загрязняющего вещества для всех семейств двигателей на этапе 2. Значения DF должны использоваться для сертификации и испытания поточной линии.

1.4.1. В отношении двигателей, к которым заданные значения DF из таблиц 1 или 2 не применяются, значения DF должны быть определены следующим образом:

1.4.1.1. По меньшей мере на одном испытуемом двигателе, представляющем компоновку, выбранную как наиболее вероятно превышающую нормы выбросов (нормы FEL в соответствующем случае) и сконструированную так, чтобы быть репрезентативной для производственных двигателей, проводят (полную) процедуру испытания на выбросы, как описано в настоящей Директиве, после наработки количества часов для получения стабилизированной эмиссии.

1.4.1.2. Если испытано более одного двигателя, результаты усредняются и округляются до того же самого числа десятичных разрядов, содержащихся в применимом стандарте, до первой значащей цифры.

1.4.1.3. После износа двигателя такое испытание на выбросы проводится снова. Процедура износа двигателя разрабатывается так, чтобы позволить изготовителю соответствующе прогнозировать ухудшение имеющейся эмиссии, ожидаемое в период устойчивости эмиссии от двигателя. При этом принимается во внимание тип износа и другие механизмы ухудшения, ожидаемые при типовой потребительской эксплуатации, которые могут влиять на характеристики эмиссии. Если испытано более одного двигателя, результаты усредняются и округляются до того же самого числа десятичных разрядов, содержащихся в применимом стандарте, до первой значащей цифры.

1.4.1.4. Эмиссия в конце периода устойчивости (средняя эмиссия в соответствующем случае) для каждого нормируемого загрязняющего вещества делится на стабилизированную эмиссию (среднюю эмиссию в соответствующем случае) и округляется до двух значащих цифр. Получающееся число будет являться DF. Если это число будет меньше, чем 1,0, то DF должен равняться 1,0.

1.4.1.5. По выбору изготовителя между точками испытания стабилизированной эмиссии и периода устойчивости эмиссии могут быть намечены дополнительные точки испытания эмиссии. Если намечены промежуточные испытания, точки испытаний должны быть равномерно расположены по EDP (плюс или минус два часа), и одна такая точка испытания должна находиться на половине полного EDP (плюс или минус два часа).

Для каждого загрязняющего вещества и CO прямая линия должна соответствовать точкам данных, интерпретирующим предварительные испытания, проведенные в ноле часов, и строиться с использованием метода наименьших квадратов. Показателем ухудшения является эмиссия, рассчитанная в конце периода устойчивости, разделенная на эмиссию, рассчитанную при ноле часов.

1.4.1.6. Рассчитанные показатели ухудшения могут распространяться на другие семейства двигателей в дополнение к тому, на котором они были получены, если изготовитель представит обоснование, удовлетворяющее национальный орган по сертификации, что у рассматриваемых семейств двигателей, как обоснованно ожидается, будет аналогичная характеристика устойчивости эмиссии, исходя из используемых конструкции и технологии.

Ниже приведен неисключительный список групп конструкций и технологий:

- стандартные двухтактные двигатели без системы окончательной обработки отработавшего газа;

- стандартные двухтактные двигатели с керамическим катализатором определенного активного материала и нагрузки и определенного числа элементов на ;

- стандартные двухтактные двигатели с керамическим катализатором определенного активного материала и нагрузки с определенным носителем катализатора и определенным числом элементов на ;

- двухтактные двигатели, оснащенные многослойной системой очистки;

- четырехтактные двигатели с катализатором (определенным выше) с той же клапанной технологией и идентичной системой смазки;

- четырехтактные двигатели без катализатора с той же клапанной технологией и идентичной системой смазки;

2. Периоды устойчивости эмиссии от двигателей на этапе 2

2.1. Изготовители должны объявлять применимую категорию EDP для каждого семейства двигателей во время сертификации. Категория должна быть такой, которая наиболее близко соответствует ожидаемым срокам полезного использования оборудования, в которые двигатели, как ожидается, будут установлены, как определено изготовителем двигателя. Изготовители должны хранить соответствующие данные, обосновывающие их выбор категории EDP для каждого семейства двигателей. Такие данные должны быть предоставлены сертификационному органу по запросу.

2.1.1. Для переносных двигателей: изготовители должны выбрать категорию EDP из Таблицы 1.

Таблица 1 - Категории EDP для переносных двигателей (в часах)

Категория	1	2	13
Класс SH:1	50	125	300
Класс SH:2	50	125	300
Класс SH:3	50	125	300

2.1.2. Для непереносных двигателей: изготовители должны выбрать категорию EDP из Таблицы 2.

Таблица 2 - Категории EDP для непереносных двигателей (в часах)

Категория	1	2	13
Класс SN:1	50	125	300
Класс SN:2	125	250	500
Класс SN:3	125	250	500
Класс SN:4	250	500	1 000

2.1.3. Изготовитель должен доказать органу по сертификации, что заявленный срок полезного использования является соответствующим. Данные, обосновывающие выбор изготовителем категории EDP для данного семейства двигателей, могут включать следующее (но не ограничиваются этим):

- исследование срока службы оборудования, в котором установлены рассматриваемые двигатели;

- инженерные оценки двигателей, подвергшихся износу в полевых условиях, позволяющие выяснить, когда рабочие характеристики двигателя ухудшатся до значения, в значительной степени влияющего на пригодность и (или) надежность двигателя и требующего его ремонта или замены;

- гарантийные предписания и гарантийные сроки службы;

- маркетинговые материалы относительно срока службы двигателя;

- сообщения о неисправностях от владельцев двигателей;

- инженерные оценки устойчивости эмиссии в часах, оценки специальных технологий, материалов, применяемых в двигателях, или проектов двигателей.