Приложение Д (обязательное). Процедура испытания

Приложение Д
(обязательное)

Процедура испытания

Д.1 Введение

Д.1.1 В настоящем приложении описан метод определения выбросов вредных газообразных веществ и дисперсных частиц, выделяемых двигателями, подлежащими испытанию.

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

Д.2 Условия испытания

Д.2.1 Общие требования

Все показатели, относящиеся к объему и объемной скорости потока, рассчитывают при температуре окружающего воздуха 273 К (0°С) и атмосферном давлении 101,3 кПа.

Д.2.2 Условия испытания двигателя

Д.2.2.1 Измеряют абсолютную температуру , K, воздуха, поступающего в двигатель, и сухое атмосферное давление , кПа, а параметр рассчитывают по формулам для двигателей:

- без наддува и с наддувом

,

- с турбонаддувом и охлаждением или без охлаждения впускаемого воздуха

.

Д.2.2.2 Действительность испытания

Чтобы испытание было признано действительным, значение параметра должно составлять

Д.2.2.3 Двигатели с охлаждением воздуха

Регистрируют температуры охлаждающей среды и подаваемого воздуха.

Д.2.3 Система подачи воздуха в двигатель

Двигатель должен быть оборудован системой подачи воздуха, имеющей верхнее предельное значение ее ограничения, указанное предприятием-изготовителем для чистого воздухоочистителя в условиях работы двигателя и обеспечивающее максимальный поток воздуха.

Допускается использовать систему для испытания двигателей внутреннего сгорания при условии, что она воспроизводит фактические условия работы двигателя.

Д.2.4 Выпускная система двигателя

Испытуемый двигатель должен быть оборудован выпускной системой, имеющей верхнее предельное значение противодавления отработанных газов, указанное предприятием-изготовителем для условий работы двигателя, обеспечивающих максимальную указанную мощность.

Д.2.5 Система охлаждения

Система охлаждения должна иметь достаточную мощность для поддержания нормальной рабочей температуры двигателя, указанной предприятием-изготовителем.

Д.2.6 Смазочное масло

Характеристики используемого смазочного масла должны быть зарегистрированы и представлены вместе с результатами испытаний.

Д.2.7 Топливо для испытания

Топливо должно соответствовать эталонному, определенному в приложении Е, для соответствующего диапазона мощности:

- А.5.1 для D-G,

- А.5.2 для Н-К.

В качестве альтернативного варианта эталонное топливо, указанное в А.5.1, можно применять для диапазона мощности Н-К. Цетановое число и содержание серы эталонного топлива, используемого для испытания, должны быть указаны в А.5.1.

Температура топлива на входе в топливный насос 306 - 316 К (33 - 43°С).

Д.3 Проведение испытания

Д.3.1 Подготовка фильтров для отбора проб

Не менее чем за 1 ч до испытания каждый фильтр [пару фильтров (далее - пару)] устанавливают в закрытую, но неопечатанную чашку Петри, которую в свою очередь помещают для кондиционирования в камеру для взвешивания. В конце периода кондиционирования каждый фильтр (пару) взвешивают и регистрируют общую массу, затем хранят в закрытой чашке Петри или фильтродержателе до тех пор, пока он не понадобится для испытания. Если фильтр (пару) не используют в течение 8 ч после извлечения из камеры для взвешивания, то его следует вновь взвесить перед применением.

Д.3.2 Установка измерительного оборудования

Приборы и пробоотборники устанавливают в соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации. При использовании системы разбавления полного потока отработанных газов к системе присоединяют выводящую трубу глушителя.

Д.3.3 Включение системы разбавления и двигателя

Включают систему разбавления и двигатель, который разогревают до тех пор, пока температура и давление не стабилизируются при полной нагрузке и номинальной частоте вращения (Д.З.6.2).

Д.3.4 Регулирование коэффициента разбавления

Проводят включение и прогонку системы отбора проб дисперсных частиц в холостом режиме для метода с применением одного фильтра (факультативно - с использованием нескольких фильтров). Исходный уровень дисперсных частиц разбавляющего воздуха может быть определен его пропусканием через фильтры. Если разбавляющий воздух фильтруют, то одно измерение можно проводить в любое время: до, в течение или после испытания, если не фильтруют, то измерения выполняют не менее трех раз - после включения, до отключения и в момент, соответствующий приблизительно середине цикла, а полученные значения усредняют.

Разбавляющий воздух регулируют таким образом, чтобы получить максимальную температуру фильтрующей поверхности 325 К (52°С) или ниже в каждом режиме. Общий коэффициент разбавления должен составлять не менее 4. Для метода с применением одного фильтра в нем поддерживают постоянное соотношение расходов потока проб по массе и разбавленных отработанных газов по массе для систем с полным потоком во всех режимах. Это соотношение должно находиться в пределах 5%, за исключением первых 10 с в каждом режиме для систем, не имеющих режима холостой прогонки. Для систем разбавления части потока при использовании одного фильтра массовый расход потока в нем должен быть постоянным в пределах 5%, за исключением первых 10 с в каждом режиме для систем, не имеющих режима холостой прогонки.

Для систем контроля концентрации или в начале и конце каждого испытания измеряют их содержание в разбавляющем воздухе. Значения фоновой концентрации этих веществ до и после испытания должны находиться в пределах 100  или 5  соответственно.

При использовании системы анализа разбавленных отработанных газов соответствующую фоновую концентрацию определяют отводом проб разбавляющего воздуха в камеру в течение всего испытания.

Постоянную (не в камере) фоновую концентрацию можно измерять не менее трех раз - в начале, конце и в момент, соответствующий приблизительно середине цикла; полученные значения усредняют. По заявке предприятия-изготовителя измерение фоновой концентрации можно не проводить.

Д.3.5 Поверка анализаторов

Анализаторы выбросов устанавливают на нуль и поверяют.

Д.3.6 Цикл испытания

Д.3.6.1 Для двигателей с изменяющейся частотой вращения испытание на динамометрическом стенде проводят в соответствии с указанным в таблице Д.1 циклом, состоящим из восьми режимов:

Таблица Д.1

Номер режима	Частота вращения	Нагрузка, %	Коэффициент весомости режима
1	Номинальная	100	0,15
2		75	0,15
3		50	0,15
4		10	0,10
5	Промежуточная	100	0,10
6		75	0,10
7		50	0,10
8	Минимальный холостой ход	-	0,15

Д.3.6.2 Для двигателей с постоянной частотой вращения испытание на динамометрическом стенде проводят в соответствии с указанным в таблице Д.2 циклом, состоящим из пяти режимов:

Таблица Д.2

Номер режима	Частота вращения	Нагрузка, %	Коэффициент весомости режима
1	Номинальная	100	0,05
2		75	0,25
3		50	0,30
4		25	0,30
5		10	0,10

Показателями нагрузки являются процентные значения крутящего момента, соответствующие базовой номинальной мощности, определенной как максимальная, в течение последовательного периода с изменяющимися режимами, продолжительность которого может достигать неограниченного количества часов в год между установленными циклами технического обслуживания в окружающих условиях, причем такое обслуживание проводится в соответствии с предписаниями предприятия-изготовителя.

Д.3.6.3 Подготовка двигателя

Двигатель разогревают при номинальной частоте вращения и полной подаче топлива для стабилизации его параметров в соответствии с инструкцией предприятия-изготовителя.

Примечание - Период подготовки двигателя должен исключать возможность влияния отложений в выпускной системе в ходе предыдущего испытания. Имеется также обязательный период стабилизации между режимами испытания, цель которого - свести к минимуму взаимное влияние режимов.

Д.3.6.4 Последовательность проведения испытания

Испытание проводят последовательно в порядке смены режимов (от первого до восьмого), указанных в Д.3.6.1.

В течение каждого режима после первоначального переходного периода отклонение от установленной частоты вращения должно находиться в пределах 1% номинальной частоты или 3  в зависимости оттого, какое значение больше, за исключением минимальной частоты вращения холостого хода, которая должна быть в пределах отклонений, указанных предприятием-изготовителем. Отклонение от крутящего момента должно быть таким, чтобы среднее значение в течение периода измерений находилось в пределах 2% наибольшего при соответствующем скоростном режиме.

Для каждого режима необходимо не менее 10 мин. Если при испытании двигателя требуется больший период отбора проб для получения достаточной массы дисперсных частиц на измеряющем фильтре, то время испытания может быть увеличено.

Длительность режима регистрируют в протоколе испытания.

Концентрации вредных веществ в отработанных газах должны быть измерены, а их значения зарегистрированы в течение последних 3 мин режима.

Завершение отбора проб дисперсных частиц должно совпадать с окончанием измерения газообразных выбросов и начинаться не ранее достижения стабилизации работы двигателя в соответствии с инструкцией предприятия-изготовителя.

Температуру топлива измеряют на входе в топливный насос или в соответствии с инструкцией предприятия-изготовителя, причем место измерения регистрируют.

Д.3.6.5 Показания газоанализатора

Показания газоанализатора регистрируют с помощью ленточного самописца или эквивалентной системы регистрации данных, причем отработанный газ должен проходить через газоанализаторы, по крайней мере в течение последних 3 мин каждого режима. Если для измерения разреженных СО и используется камера для проб (см. 1.4.4 дополнения 1 к приложению Д), то проба должна быть отобрана в течение последних 3 мин каждого режима и проанализирована, а результаты анализа необходимо зарегистрировать.

Д.3.6.6 Отбор проб дисперсных частиц

Отбор проб дисперсных частиц может быть проведен методом с использованием одного или нескольких фильтров (см. 1.5 дополнения 1 к приложению Д).

Поскольку результаты отбора проб могут несколько отличаться друг от друга, то примененный метод указывают вместе с полученными результатами.

Для метода с использованием одного фильтра коэффициенты весомости каждого режима, указанные в процедуре цикла испытания, должны быть учтены при отборе проб регулированием расхода их потока и (или) времени отбора соответственно.

Пробы следует отбирать как можно позже в течение каждого режима. Время отбора проб должно составлять не менее 20 с для метода с использованием одного фильтра и не менее 60 с - для метода с применением нескольких фильтров; для систем, не имеющих режима холостой прогонки, - не менее 60 с для обоих методов.

Д.3.6.7 Условия работы двигателя

Частоту вращения двигателя, нагрузку, температуру воздуха на впуске и поток отработанных газов измеряют для каждого режима после стабилизации работы двигателя.

Если измерить поток отработанных газов или расход воздуха, поступающего в зону горения, а также потребление топлива невозможно, то значения этих показателей рассчитывают методом определения содержания углерода и кислорода (см. 1.2.3 дополнения 1 к приложению Д).

Любые дополнительные данные, необходимые для расчетов, регистрируют (см. 1.1 и 1.2 дополнения 3 к приложению Д).

Д.3.7 Повторная поверка анализаторов

После проведения испытания по определению вредных газообразных выбросов отработанных газов для повторной поверки используют нулевой поверочный и тот же калибровочный газ. Результаты испытаний считают приемлемыми, если расхождение между двумя значениями измеренных показателей составляет менее 2%.

Дополнение 1
(обязательное)

Процедуры проведения измерений и отбора проб

1 Для измерения содержания вредных веществ, выделяемых двигателем, предоставленным для испытания, применяют методы, описанные в дополнении 4 к приложению Д. В следующих пунктах приведено описание рекомендуемых аналитических систем для выбросов вредных газообразных веществ (1.1) и систем разбавления и отбора дисперсных частиц (1.2).

1.1 Спецификации динамометра

Для проведения цикла испытания согласно Д.3.6.1 используют динамометр для двигателей с соответствующими характеристиками. Приборы для определения крутящего момента и частоты вращения должны измерять мощность на валу в заданных пределах. Могут потребоваться дополнительные расчеты.

Точность измерительных приборов должна быть такой, чтобы не превышать максимально допустимые отклонения, указанные в 1.3.

1.2 Расход отработанных газов

Расход отработанных газов определяют одним из методов, указанных в 1.2.1 - 1.2.4.

1.2.1 Метод непосредственного измерения

Непосредственное измерение расхода отработанных газов выполняют с помощью расходомера или эквивалентной измерительной системы (подробно см. ИСО 5167 [2]).

Примечание - Непосредственное измерение расхода вредных газообразных веществ является сложной задачей. Следует принимать меры предосторожности для устранения погрешностей измерения, которые ведут к искажению значений выбросов.

1.2.2 Метод измерения расхода воздуха и топлива

Используют расходомеры воздуха и топлива, погрешность которых указана в 1.3. Расход отработанных газов рассчитывают следующим образом:

,

или

,

или

.

1.2.3 Метод определения содержания углерода

Расчет массы отработанных газов по потреблению топлива с применением метода определения содержания углерода приведен в дополнении 3 к приложению Д.

1.2.4 Система разбавления полного потока отработанных газов

При использовании системы разбавления полного потока общий расход отработанных газов и измеряют с помощью PDP или CFV (2.2.1.2 дополнения 4 к приложению Д). Погрешность измерения должна соответствовать требованиям 2.2 дополнения 2 к приложению Д.

1.3 Погрешность

Калибровка всех измерительных приборов должна соответствовать требованиям национальных (международных) стандартов, а также следующим требованиям (таблица Д.3):

Таблица Д.3

Измеряемая величина	Допустимое отклонение от максимального значения	Допустимое отклонение в соответствии с ИСО 3046-1 [1]	Интервал калибровки, мес
Частота вращения	2%	2%	3
Крутящий момент	2%	2%	3
Мощность	2%(1)	3%	-
Расход топлива	2%(1)	3%	6
Удельный расход топлива	-	3%	-
Расход воздуха	2%(1)	5%	6
Расход отработанных газов	4%(1)	-	6
Температура: охладителя масла	2 К 2 К	2 К 2 К	3 3
Давление отработанных газов	5%	5%	3
Разбавление на входном отверстии коллектора	5%	5%	3
Температура отработанных газов	15 К	15 К	3
Температура подаваемого воздуха (поступающего в зону горения)	2 К	2 К	3
Атмосферное давление	0,5% регистрируемого значения	0,5%	3
Влажность подаваемого воздуха (относительная)	3%	-	1
Температура топлива	2 К	5 К	3
Температура в смесительном канале	1,5 К	-	3
Влажность разбавляющего воздуха	3%	-	1
Разбавленный поток отработанных газов	2% регистрируемого значения	-	24 (частичный и полный расход)(2)
(1) Расчеты выбросов отработанных газов в некоторых случаях основаны на разных методах измерения и (или) проведения расчетов. Из-за ограниченных общих допусков для этих расчетов допустимые значения некоторых параметров, используемых в соответствующих уравнениях, должны быть меньше, чем допустимые отклонения, приведенные в ИСО 3046-3 [3]. (2) Системы с полным потоком - поршневой насос CVS или трубка Вентури с критическим расходом - калибруют после первоначальной установки в течение основных операций по уходу или по мере необходимости, как указано в системе поверки CVS (см. 1.4 дополнения 4 к приложению Д).

1.4 Определение газообразных компонентов

1.4.1 Общие спецификации газоанализатора

Диапазон измерения газоанализаторов должен быть таким, чтобы значение концентрации находилось в пределах от 15 до 100% полной шкалы.

Если шкала составляет 155  (или С) и менее или если используются считывающие системы (компьютеры, накопители данных), обладающие требуемой точностью и имеющие разрешающую способность не менее 15% полной шкалы, то приемлема также меньшая концентрация. В этом случае необходима дополнительная калибровка для обеспечения точности калибровочных кривых (1.5.5.2 дополнения 2 к приложению Д).

Уровень электромагнитной совместимости (ЕМС) оборудования должен быть таким, чтобы дополнительные погрешности были сведены к минимуму.

1.4.1.1 Погрешность измерения

Общая погрешность измерения, включая перекрестную чувствительность к другим газам (см. 1.9 дополнения 2 к приложению Д), не должна превышать 5% регистрируемого значения или 3,5% полной шкалы в зависимости от того, какое значение меньше. Для концентрации менее 100 погрешность измерения не может превышать 4 .

1.4.1.2 Повторяемость результатов

Повторяемость, определенная как стандартное отклонение 10 последовательных показаний для соответствующего калибровочного газа, увеличенное в 2,5 раза, не должна превышать 1% концентрации полной шкалы для каждого диапазона выше 155  (или С) или 2% каждого диапазона ниже 155  (или С).

1.4.1.3 Шум

Максимальная чувствительность анализатора к нулевому поверочному или калибровочному газу в течение 10 с не должна превышать 2% полной шкалы во всех используемых диапазонах.

1.4.1.4 Смещение нуля

Смещение нуля в течение 1 ч должно составлять менее 2% полной шкалы в самом низком диапазоне. Нулевую чувствительность определяют как среднюю (включая шум) к нулевому поверочному газу в течение 30-секундного интервала.

1.4.1.5 Калибровочное смещение

Калибровочное смещение в течение 1 ч должно составлять менее 2% полной шкалы в самом низком используемом диапазоне. Калибровочный интервал определяют как разницу калибровочной и нулевой чувствительности, калибровочную чувствительность - как среднюю (включая шум) к калибровочному газу в течение 30-секундного интервала.

1.4.2 Сушка газа

Факультативное устройство для сушки (удаления воды из пробы) должно оказывать минимальное воздействие на концентрацию измеряемых газов. Сушка с помощью химических средств неприемлема.

1.4.3 Газоанализаторы

В 1.4.3.1 - 1.4.3.5 настоящего дополнения изложены применяемые принципы измерения. Подробное описание системы измерения приведено в дополнении 4 к приложению Д.

Измеряемые газы анализируют с помощью указанных ниже приборов. Для нелинейных газоанализаторов допускается использование линейных цепей.

1.4.3.1 Анализ содержания оксида углерода СО

Для анализа содержания оксида углерода применяют газоанализатор недисперсионного инфракрасного NDIR абсорбционного типа.

1.4.3.2 Анализ содержания диоксида углерода

Для анализа содержания диоксида углерода используют газоанализатор недисперсионного инфракрасного NDIR абсорбционного типа.

1.4.3.3 Анализ содержания кислорода

Для анализа содержания кислорода применяют анализатор типа парамагнитного детектора PMD, или датчик с диоксидом циркония ZRDO, или электрохимический датчик ECS.

1.4.3.4 Анализ содержания углеводородов СН

Для анализа содержания углеводородов применяют газоанализатор типа нагреваемого пламенно-ионизационного детектора HFID, состоящий из детектора, клапанов, системы трубопроводов и т.д., нагреваемый таким образом, чтобы поддерживать температуру газа на уровне 463 10 К (190 10°С).

1.4.3.5 Анализ содержания оксидов азота

Для анализа содержания оксидов азота применяют газоанализатор типа хемилюминесцентного детектора CLD или нагреваемый хемилюминесцентный детектор с преобразователем в NO, если измерения проводят на сухой основе. Если их выполняют на влажной основе, то используют HCLD с преобразователем, поддерживающим температуру выше 333 К (60°С), при соблюдении условий проверки по 1.9.2.2 дополнения 2 к приложению Д.

1.4.4 Отбор проб выбросов вредных газообразных веществ

Пробоотборники для вредных газообразных веществ устанавливают на расстоянии не менее 0,5 м или трех диаметров выпускной трубы (в зависимости от того, какое значение больше) перед отверстием системы выпуска отработанных газов, если возможно, то достаточно близко к двигателю, чтобы их температура в пробоотборнике составляла не менее 343 К (70°С).

Для испытания многоцилиндрового двигателя с выпускным коллектором вход пробоотборника помещают на достаточном удалении так, чтобы проба отражала средний выброс отработанных газов из всех цилиндров. В многоцилиндровых двигателях с несколькими выпускными коллекторами (например, в V-образном двигателе) разрешается отбирать пробу из каждого отдельно и рассчитывать средний выброс отработанных газов. Могут быть применены другие методы, если они соответствуют указанным. Для расчета выбросов вредных газообразных веществ следует использовать общий расход отработанных газов по массе.

Если на состав отработанных газов оказывает влияние любая система (устройство) их последующей очистки, то отбирать пробы следует в месте, расположенном до этого устройства. Если для установления содержания дисперсных частиц применяют систему разрежения полного потока, то содержание выбросов вредных газообразных веществ можно определять в разреженном отработанном газе. Пробоотборники для вредных газообразных веществ устанавливают рядом с пробоотборниками для дисперсных частиц в смесительном канале (для DT - 2.2.1.2, для PSP - 2.2.1.2 дополнения 4 к приложению Д). Содержание СО и можно также получить отбором проб в камеру и последующим измерением концентрации этих газов.

1.5 Определение содержания дисперсных частиц

Для определения содержания дисперсных частиц требуется система разбавления части или полного потока. Расход системы разбавления должен быть достаточно большим для полного устранения конденсации воды в системах разбавления и отбора проб и поддержания температуры разбавленных отработанных газов на уровне 325 К (52°С) или ниже непосредственно перед фильтродержателями. Допускается повторная сушка воздуха до подачи в систему разбавления, если его влажность является высокой. Рекомендуется использовать разбавляющий воздух, предварительно нагретый до температуры выше 303 К (30°С), если температура окружающего воздуха ниже 293 К (20°С). Однако температура разбавляющего воздуха не должна превышать 325 К (52°С) до подачи отработанных газов в смесительный канал.

При применении системы разбавления части потока пробоотборник для дисперсных частиц устанавливают в непосредственной близости и перед пробоотборником для газов, как указано в 4.4 и в соответствии с рисунками 4 - 12, ЕР и SP в 2.2.1.1 дополнения 4 к приложению Д.

Конструкцией системы разбавления части потока должна быть предусмотрена возможность разделения отработанных газов на два потока, причем чтобы меньший из них разбавлялся с помощью воздуха и затем использовался для измерения содержания дисперсных частиц. Для этого потока очень важно, чтобы коэффициент разбавления был определен с высокой степенью точности. Допускается применять различные методы разделения потоков, предусматривающие разные процедуры отбора проб (см. 2.2.1 дополнения 4 к приложению Д).

Для определения массы дисперсных частиц требуются система их отбора и фильтры для отбора проб, весы с точностью взвешивания до миллионной доли грамма, а также камера для взвешивания с контролируемой температурой и влажностью.

Для отбора проб дисперсных частиц могут быть применены два метода с использованием:

- одного фильтра или пары фильтров (см. 1.5.1.3 настоящего дополнения) для всех режимов цикла испытания; особое внимание следует уделять времени и расходу потока на этапе отбора проб;

- нескольких фильтров, когда одну пару (см. 1.5.1.3 настоящего дополнения) применяют для каждого отдельного режима цикла испытания; процедуры отбора проб этим методом более просты, но число фильтров больше.

1.5.1 Фильтры для отбора проб дисперсных частиц

1.5.1.1 Спецификации фильтров

Для проведения испытаний требуются стекловолокнистые фильтры с фторуглеродным покрытием или фторуглеродной основой мембранного типа. Фильтры всех типов должны иметь 0,3 мкм DOP (диоктилфталат) и степень улавливания не менее 95% при скорости потока газа от 35 до 80 . При проведении корреляционных испытаний между лабораториями или предприятием-изготовителем и агентством, занимающимся вопросами регламентации, следует использовать фильтры идентичного качества.

1.5.1.2 Размер фильтра

Минимальный диаметр фильтров для дисперсных частиц должен составлять 47 мм (диаметр фильтрующего элемента 37 мм).

Допускаются фильтры большего диаметра (см. 1.5.1.5).

1.5.1.3 Предварительные и основные фильтры

Образцы разбавленных отработанных газов в ходе испытания отбирают с помощью пары устанавливаемых друг за другом фильтров (один предварительный и один основной). Основной помещают не далее чем в 100 мм за предварительным, и между ними не должно быть никакого контакта. Фильтры взвешивают отдельно или в паре, причем фильтрующие элементы обращают друг к другу.

1.5.1.4 Скорость прохождения отработанных газов через фильтрующую поверхность

Скорость потока газа в фильтре должна достигать 35 - 80 . Снижение давления между началом и концом испытания может составлять не более 25 кПа.

1.5.1.5 Нагрузка на фильтр

Рекомендуемая минимальная нагрузка - 0,5 мг/1075  фильтрующей площади для метода с использованием одного фильтра. Для фильтров наиболее распространенных размеров эти значения приведены в таблице Д.4.

Таблица Д.4

Диаметр фильтра мм	Рекомендуемый диаметр фильтрующего элемента, мм	Рекомендуемая минимальная нагрузка, мг
47	37	0,5
70	60	1,3
90	80	2,3
ПО	100	3,6

Для метода с применением нескольких фильтров рекомендуемую минимальную совокупную нагрузку на каждый фильтр рассчитывают как произведение соответствующего указанного значения и квадратного корня из общего числа режимов.

1.5.2 Спецификации камеры для взвешивания и аналитических весов

1.5.2.1 Условия в камере для взвешивания

Температуру в камере (или помещении), в которой кондиционируют и взвешивают фильтры для дисперсных частиц, следует поддерживать на уровне 295 3 К (22 3°С) в течение всего времени кондиционирования и взвешивания, влажность окружающего воздуха следует поддерживать на уровне точки росы 282,5 3 К (9,5 3°С), а относительную влажность - на уровне 45 8%.

1.5.2.2 Взвешивание эталонного фильтра

В окружающей среде камеры (или помещения) не должно быть никаких загрязняющих веществ (таких, как пыль), которые могли бы оседать на фильтры для дисперсных частиц в течение их стабилизации. Допускается отклонение от спецификаций помещения для взвешивания (определенных в 1.5.2.1), если оно наблюдается в течение не более 30 мин. Помещение для взвешивания должно соответствовать указанным спецификациям до входа персонала в него. В течение 4 ч должны быть взвешены, по крайней мере, два неиспользованных эталонных фильтра или две пары, однако предпочтительно, чтобы это взвешивание проводилось одновременно с взвешиванием фильтра (пары) для отбора проб. Эталонные фильтры должны иметь тот же размер и быть изготовлены из того же материала.

Если средняя масса эталонных фильтров (пары эталонных фильтров) отличается от массы фильтра для отбора проб более чем на 5% (7,5% для пары фильтров) рекомендуемой минимальной нагрузки на фильтр (см. 1.5.1.5), то все фильтры для отбора проб заменяют и испытание на выброс отработанных газов повторяют.

Если критерии стабилизации помещения для взвешивания согласно 1.5.2.1 не соблюдаются, но масса эталонного фильтра (пары) соответствует указанным требованиям, то предприятие-изготовитель двигателя может либо принять результаты определения массы фильтра для отбора проб, либо аннулировать их, установив систему контроля помещения для взвешивания, и провести повторное испытание.

1.5.2.3 Аналитические весы

Погрешность аналитических весов для определения массы всех фильтров (стандартное отклонение) составляет 20 мкг, а разрешение - 10 мкг (1 деление = 10 мкг). Для фильтров диаметром менее 70 мм погрешность и разрешение соответственно 2 и 1 мкг.

1.5.2.4 Устранение эффектов статического напряжения

Для устранения эффектов статического напряжения фильтры перед взвешиванием нейтрализуют, например с помощью нейтрализатора на основе полония или устройства аналогичного действия.

1.5.3 Дополнительные спецификации для процедур измерения дисперсных частиц

Конструкцией всех частей разбавляющей системы и системы отбора проб из выпускной трубы вплоть до фильтродержателя, имеющих контакт с первичным и разбавленным отработанным газами, должна быть предусмотрена возможность минимума оседания или изменения содержания дисперсных частиц. Все части изготовляют из проводниковых материалов, которые не вступают в реакцию с компонентами отработанных газов и должны быть заземлены для предотвращения электростатических явлений.

Дополнение 2
(обязательное)

Калибровка аналитических приборов

1 Калибровка газоанализаторов

1.1 Введение

Любой газоанализатор калибруют так часто, как это необходимо для обеспечения точности, требуемой настоящим стандартом. В разделе описан метод калибровки газоанализаторов, указанных в 1.4.3 дополнения 1 к приложению Д.

1.2 Калибровочные газы

Необходимо соблюдать сроки годности всех калибровочных газов.

Сроки годности калибровочных газов, установленные предприятием-изготовителем, должны быть зафиксированы.

1.2.1 Химически чистые газы

Требуемая чистота газов зависит от предельного содержания вредных примесей, указанных ниже. Для проведения испытаний должны быть в наличии следующие газы:

- чистый азот:

примеси, не более:

углеводороды, эквивалентные углероду , - 1 ;

оксид углерода C - 1 ;

диоксид углерода - 400 ;

оксид азота - 0,1 ;

- чистый кислород:

содержание кислорода - объемная доля не менее 99,5%;

- смесь водорода и гелия (402% - водород, остальное - гелий):

примеси, не более:

углеводороды, эквивалентные углероду , - 1 ;

диоксид углерода - 400 ;

- чистый синтетический воздух:

содержание кислорода - объемная доля 18 - 21%;

примеси, не более:

углеводороды, эквивалентные углероду C1 - 1 ;

оксид углерода - 1 ;

диоксид углерода - 400 ;

оксид азота - 0,1 .

1.2.2 Поверочные и калибровочные газы

Допускается использовать газы со следующим химическим составом:

- и чистый синтетический воздух (см. 1.2.1);

- и чистый азот;

- и чистый азот (общее содержание в этом калибровочном газе не должно превышать 5% содержания NO);

- и чистый азот;

- и чистый азот;

- и чистый синтетический воздух;

- и чистый синтетический воздух.

Примечание - Допускается использование других комбинаций газов при условии, что они не вступают в реакцию.

Реальная концентрация всех калибровочных газов находится в пределах 2% номинальной (должна быть указана в объемных долях % или ).

Газы, применяемые для калибровки, также можно получить с помощью газового сепаратора, где разбавляющими элементами являются чистый азот или чистый синтетический воздух. Точность, обеспечиваемая смешивающим устройством, должна быть такой, чтобы определить концентрацию разбавленных калибровочных газов с погрешностью, не превышающей 2%.

1.3 Процедура использования газоанализаторов и системы отбора проб

Процедура использования газоанализаторов и системы отбора проб должна соответствовать инструкциям предприятия-изготовителя приборов по их запуску и эксплуатации. При этом необходимо учитывать минимальные требования, указанные в 1.4 - 1.9 настоящего дополнения.

1.4 Испытание на герметичность

Необходимо провести испытание системы на герметичность, для чего пробоотборник отсоединяют от системы выпуска, а его входное отверстие закрывают и включают насос газоанализатора. После первоначального периода стабилизации все расходомеры должны показывать нуль. Если это требование не выполняется, то необходимо проверить магистраль пробоотборника и устранить неисправность.

Максимальная допустимая скорость утечки из вакуумной части должна составлять 0,5% скорости используемого потока в проверяемой части системы. Для ее определения допускается применять потоки газоанализатора и во втором контуре.

Другой метод заключается в ступенчатом изменении концентрации на входе пробоотборника в магистраль в результате переключения с нулевого на калибровочный газ.

Если после соответствующего периода времени наблюдается более низкая концентрация по сравнению с введенной, то это указывает на проблемы с калибровкой прибора или герметичностью.

1.5 Процедура калибровки

1.5.1 Измерительные приборы

Измерительные приборы необходимо подвергнуть калибровке (калибровочные кривые проверяют стандартными газами). При отборе проб отработанных газов следует использовать те же расходы потока, что и при калибровке.

1.5.2 Время прогрева приборов

Время прогрева приборов должно соответствовать установленному инструкцией предприятия-изготовителя. Если соответствующие указания отсутствуют, то рекомендуемое время прогрева газоанализатора - не менее 2 ч.

1.5.3 Анализаторы NDIR и HFID

Анализатор NDIR должен быть настроен, если необходимо, а пламя газоанализатора HFID следует вывести на оптимальный уровень (см. 1.8.1 настоящего дополнения).

1.5.4 Калибровка

Калибровку необходимо проводить во всех обычно используемых рабочих диапазонах.

Анализаторы , , , и должны быть установлены на нуль с помощью чистого синтетического воздуха или азота.

Соответствующие калибровочные газы надо пропустить через газоанализаторы, зафиксировать показания и определить калибровочную кривую в соответствии с 1.5.5 настоящего дополнения.

Следует вновь проверить установку на нуль и, если необходимо, повторить процедуру калибровки.

1.5.5 Построение калибровочной кривой

1.5.5.1 Общие указания

Калибровочную кривую анализатора строят не менее чем по пяти калибровочным точкам (не считая нуля), распределенным как можно более равномерно. Наивысшая номинальная концентрация - не менее 90% полной шкалы.

Калибровочную кривую рассчитывают методом наименьших квадратов. Если полученный многочлен больше трех, то число калибровочных точек (не считая нуля) должно быть, по крайней мере, равно уровню этого многочлена плюс 2.

Калибровочная кривая не может отклоняться более чем на 2% от номинального значения в каждой калибровочной точке и более чем на 1% полной шкалы в нулевой точке.

По калибровочной кривой и калибровочным точкам можно проверить правильность выполнения калибровки. Должны быть указаны основные параметры анализатора, в том числе:

- диапазон измерения;

- чувствительность;

- дата калибровки.

1.5.5.2 Калибровка ниже 15% полной шкалы

Калибровочную кривую анализатора определяют не менее чем по 10 калибровочным точкам (не считая нуля), расположенным таким образом, чтобы 50% их находились в диапазоне ниже 10% полной шкалы.

Калибровочную кривую рассчитывают методом наименьших квадратов: кривая не должна отклоняться более чем на 4% от номинального значения в каждой калибровочной точке или более чем на1% полной шкалы в нулевой точке.

1.5.5.3 Альтернативные методы

Допускается применять альтернативные методы (например, компьютер и электронный переключатель пределов измерения), если доказано, что они дают эквивалентную точность.

1.6 Проверка калибровки

Каждый обычно используемый рабочий диапазон необходимо проверить перед анализом в соответствии с приведенной процедурой.

Калибровку выполняют нулевым поверочным и калибровочным газами, номинальное значение концентрации которых составляет более 80% полной шкалы измеряемого диапазона.

Если для двух рассматриваемых калибровочных точек полученные значения отличаются не более чем на 4% полной шкалы от указанного исходного значения, то допускается изменение калибровочных параметров. В противном случае следует построить новую калибровочную кривую в соответствии с 1.5.4 настоящего дополнения.

1.7 Проверка эффективности преобразователя

Эффективность используемого преобразователя в проверяют в соответствии с требованиями 1.7.1 - 1.7.8 настоящего дополнения (рисунок Д.1).

Рисунок Д.1 - Схема устройства для проверки эффективности преобразователя в

1.7.1 Испытательная установка

Эффективность преобразователей может быть проверена с помощью озонатора при наличии испытательной установки, показанной на рисунке Д.1 (см. также 1.4.3.5 дополнения 1 к приложению Д), при соблюдении изложенной ниже процедуры.

1.7.2 Калибровка

CLD и HCLD калибруют по основному рабочему диапазону, руководствуясь требованиями предприятия-изготовителя и используя нулевой поверочный и калибровочный газы (в последнем содержание NO составляет примерно 80% рабочего диапазона, а концентрация газовой смеси - менее 5% концентрации ). В анализаторе должен быть установлен такой режим измерения , чтобы калибровочный газ не проникал в преобразователь. Показания концентрации при этом необходимо зафиксировать.

1.7.3 Расчеты

Эффективность преобразователя , %, рассчитывают по формуле

,

где а и b - концентрация в соответствии с 1.7.6 и 1.7.7 настоящего дополнения;

с и d - концентрация в соответствии с 1.7.4 и 1.7.5 настоящего дополнения.

1.7.4 Дополнительная подача кислорода

С помощью Т-образного соединения в поток газа постоянно добавляют кислород до тех пор, пока указанная концентрация не станет примерно на 20% меньше концентрации калибровки по 1.7.2 настоящего дополнения (газоанализатор должен быть в режиме ).

Показание концентрации с необходимо зафиксировать. Озонатор в течение этой процедуры должен быть отключен.

1.7.5 Включение озонатора

Озонатор включают для получения озона, достаточного для снижения концентрации приблизительно до 20% (минимальное значение 10%) калибровки, указанной в 1.7.2 настоящего дополнения. Показание концентрации d необходимо зафиксировать (анализатор должен быть в режиме измерения ).

1.7.6 Режим измерения

Анализатор NO переключают на режим измерения так, чтобы газовая смесь (состоящая из , , ) проходила через преобразователь. Показание концентрации а необходимо зафиксировать (анализатор должен быть в режиме измерения ).

1.7.7 Отключение озонатора

Затем озонатор отключают. Смесь газов, описанная в 1.7.6 настоящего дополнения, проходит через преобразователь в детектор. Показание концентрации b необходимо зафиксировать (газоанализатор должен быть в режиме измерения ).

1.7.8 Режим измерения

При переключении на режим измерения с отключением озонатора поток кислорода или синтетического воздуха также отключается. Показание на анализаторе не должно отличаться более чем на 5% от значения, полученного в соответствии с 1.7.2 настоящего дополнения (анализатор должен быть в режиме измерения ).

1.7.9 Периодичность испытаний

Эффективность преобразователя следует проверять перед каждой калибровкой анализатора .

1.7.10 Требования к эффективности

Эффективность преобразователя должна быть не менее 90%, однако рекомендована ее величина - более 95%.

Примечание - Если в наиболее часто применяемом диапазоне анализатора озонатор не может сократить концентрацию с 80 до 20% в соответствии с 1.7.5 настоящего дополнения, то необходимо использовать наиболее широкий диапазон, показывающий такое уменьшение.

1.8 Регулировка плазменно-ионизационного детектора (FID)

1.8.1 Оптимизация чувствительности детектора

Детектор должен быть отрегулирован согласно инструкции предприятия-изготовителя прибора. Для оптимизации чувствительности в наиболее часто применяемом рабочем диапазоне следует использовать калибровочную газовую смесь из чистого воздуха и пропана.

После регулировки расходов топлива и воздуха в соответствии с инструкцией предприятия-изготовителя в анализатор подают калибровочный газ концентрации 350 75  С. Чувствительность при данном потоке топлива определяют как разность между чувствительностью к калибровочному и нулевому поверочному газам. Поток топлива регулируют несколько выше и несколько ниже уровня, установленного предприятием-изготовителем. Чувствительность к калибровочному и нулевому поверочному газам при этих потоках топлива фиксируют. Рассчитывают разность между ее показателями и поток топлива регулируют по стороне кривой с большими значениями.

1.8.2 Коэффициенты чувствительности к углеводородам

Газоанализатор калибруют с помощью воздушно-пропановой смеси и чистого синтетического воздуха в соответствии с 1.5 настоящего дополнения.

Коэффициенты чувствительности проверяют при вводе анализатора в эксплуатацию и после основных этапов работы. Коэффициент определяют для конкретных углеводородов как отношение показания детектора FID, выраженного в , к концентрации газа в цилиндре, выраженной в .

Концентрация газа, используемого в испытаниях, должна находиться на уровне чувствительности, соответствующей приблизительно 80% полной шкалы, с погрешностью 2% по отношению к гравиметрическому эталону, выраженному в объемных долях. Баллон с газом должен быть предварительно выдержан в течение 24 ч при температуре 298 5 K (255°С).

Калибровочные газовые смеси, применяемые при испытаниях, и рекомендуемые относительные коэффициенты чувствительности приведены ниже:

- метан и чистый синтетический воздух: ;

- пропилен и чистый синтетический воздух: ;

- толуол и чистый синтетический воздух: .

Указанные значения даны по отношению к коэффициенту чувствительности для смеси пропана и чистого синтетического воздуха, приравненному к 1,00.

1.8.3 Проверка влияния кислорода

Влияние кислорода проверяют при вводе газоанализатора в эксплуатацию и после основных этапов работы.

Коэффициент чувствительности определяют в соответствии с 1.8.2 настоящего дополнения. Газ, используемый при испытаниях, и диапазон значений рекомендуемого относительного коэффициента чувствительности:

- пропан и азот: .

Указанные значения даны по отношению к коэффициенту чувствительности для смеси пропана и чистого синтетического воздуха, приравненному к 1,00.

Концентрация кислорода в воздухе горелки детектора FID должна быть равна его концентрации, использованной при последней проверке влияния кислорода, с погрешностью 1% молярной доли. Если отклонение превышает это значение, то влияние кислорода рекомендуется проверить заново, анализатор при этом необходимо отрегулировать.

1.9 Эффекты воздействия на показания газоанализаторов NDIR и CLD

Посторонние газы, присутствующие в отработанных, могут влиять на показания приборов. Позитивное воздействие наблюдается в измерительных приборах NDIR, если посторонний газ оказывает такое же влияние, как и измеряемый, но его степень меньше. Негативное воздействие в измерительных приборах NDIR наблюдается, когда посторонний газ расширяет полосу поглощения измеряемого, а в измерительных приборах CLD - когда посторонний газ подавляет излучение. Проверки влияния, описанные в 1.9.1 и 1.9.2 настоящего дополнения, должны быть осуществлены перед вводом газоанализатора в эксплуатацию и после основных этапов работы.

1.9.1 Проверка воздействия на показания газоанализатора СО

Вода и могут воздействовать на работу газоанализатора СО. Поэтому калибровочный газ, содержащий и имеющий концентрацию от 80 до 100% полной шкалы максимального рабочего диапазона, применяемого в испытаниях, должен быть пропущен через воду при комнатной температуре. Чувствительность газоанализатора фиксируют. Она не должна превышать 1% полной шкалы для диапазонов, соответствующих или более 300 , или 3 для диапазонов менее 300 .

1.9.2 Проверка газоанализатора на подавление излучения

На работу газоанализаторов с детектором CLD (и HCLD) могут влиять и водяной пар. Чувствительность приборов к их действию пропорциональна концентрации и поэтому требует определения возможности сбоя газоанализаторов при самых высоких предполагаемых концентрациях, которые могут обнаружиться в ходе испытания.

1.9.2.1 Проверка подавления излучения под воздействием

Через газоанализатор NDIR пропускают калибровочный газ, содержащий и имеющий концентрацию от 80 до 100% полной шкалы максимального рабочего диапазона. Полученное значение для фиксируют как A. Затем этот газ разбавляют приблизительно на 50% калибровочным NO и пропускают через газоанализатор NDIR и детектор CLD или HCLD. Полученные значения концентраций и NO фиксируют как B и С соответственно.

Подачу прекращают и через детектор CLD или HCLD пропускают калибровочный газ, содержащий NO, значение концентрации которого фиксируют как D.

Подавление излучения по , %, рассчитывают по формуле

,

где А - концентрация неразбавленного газа , измеренная в газоанализаторе NDIR, %;

В - концентрация разбавленного газа , измеренная в газоанализаторе NDIR, %;

С - концентрация разбавленного газа NO, измеренная в детекторе CLD, ;

D - концентрация неразбавленного газа NO, измеренная в детекторе CLD, .

1.9.2.2 Проверка подавления излучения под воздействием влаги

Этот метод применим только к измерению концентрации влажного пара. При расчете подавления излучения под воздействием влаги учитывают разбавление калибровочного газа, содержащего NO, водяным паром и проводят перерасчет его концентрации в смеси, ориентируясь на значения, ожидаемые в процессе испытания.

Калибровочный газ, содержащий NO и имеющий концентрацию от 80 до 100% полной шкалы в нормальном рабочем диапазоне, пропускают через детектор CLD или HCLD. Значение концентрации NO фиксируют как D. Затем калибровочный газ, содержащий NO, пропускают через воду при комнатной температуре, после чего он проходит через детектор CLD или HCLD. Значение концентрации NO фиксируют как С.

Определяют температуру воды, значение которой фиксируют как F, и давление насыщенного пара смеси, соответствующее температуре воды в барботере. Значение этого давления фиксируют как G. Концентрацию водяного пара Н, %, в смеси рассчитывают по формуле

.

Предполагаемую концентрацию разреженного калибровочного газа NO (в водяном паре) , %, рассчитывают по формуле

.

Устанавливают максимальную концентрацию водяного пара в отработанных газах дизелей , %, ожидаемую при испытаниях, предполагая, что атомное отношение топлива :1 при концентрации неразбавленного калибровочного газа, содержащего , равно А (см. 1.9.2.1 настоящего дополнения):

.

Подавление излучения под действием влаги, %, рассчитывают по формуле

,

где - ожидаемая разреженная концентрация NO, ;

С - разреженная концентрация NO, ;

- максимальная концентрация водяного пара, %;

Н - фактическая концентрация водяного пара, %.

Подавление по не должно быть более 3%.

Примечание - Существенно, чтобы калибровочный газ, содержащий , имел его минимальную концентрацию, поскольку поглощение водой не учитывают при расчете подавления.

1.10 Частота калибровки

Газоанализаторы калибруют в соответствии с 1.5 настоящего дополнения, по крайней мере, каждые 3 мес. или после проведения ремонтов и замен в системе, которые могут нарушить калибровку.

2 Калибровка системы измерения дисперсных частиц

2.1 Введение

Каждый компонент калибруют так часто, как это необходимо для поддержания точности измерений, устанавливаемой настоящим стандартом. В данном разделе описан метод калибровки, который применяют для компонентов, указанных в 1.5 дополнения 1 к приложению Д и дополнении 4 к приложению Д.

2.2 Измерение параметров потока

Калибровку газовых расходомеров или приборов измерения потока проводят в соответствии с национальными и/или международными стандартами.

Максимальная погрешность измеряемой величины не должна превышать 2% считываемых показаний.

Если используют дифференциальный метод измерения потока, то максимальная погрешность разности должна быть такой, чтобы погрешность измерения не превышала 4% (см. также газоанализатор EGA, 2.2.1.1 дополнения 4 к приложению Д). Максимальную погрешность можно рассчитать по среднеквадратичному значению погрешностей каждого из применяемых приборов.

2.3 Проверка коэффициента разбавления

Если в системе отбора проб дисперсных частиц не используют газоанализатор EGA (см. 2.2.1.1 дополнения 4 к приложению Д), то коэффициент разбавления проверяют для каждого нового двигателя во время его работы и при измерении концентрации или в первичном и разбавленном отработанном газах.

Значение коэффициента разбавления не должно превышать 10% его значения, рассчитанного по результатам измерений концентрации или .

2.4 Проверка условий прохождения частичных потоков

Диапазон скоростей отработанного газа и колебаний давления необходимо проверить и отрегулировать в соответствии с требованиями 2.2.1.1 (компонент ЕР) дополнения 4 к приложению Д (если применимо).

2.5 Периодичность калибровки

Приборы для измерения расходов калибруют, по крайней мере, каждые 3 мес. или при проведении таких работ и замен в системе, которые влияют на калибровку.

Дополнение 3
(обязательное)

Оценка данных и расчеты

1 Оценка данных и расчеты выбросов вредных газообразных веществ и дисперсных частиц

1.1 Оценка данных о выбросах вредных газообразных веществ

Для оценки выбросов вредных газообразных веществ рассчитывают средние значения диаграммы показаний приборов за последние 60 с в каждом режиме и на их основе и соответствующих данных калибровки определяют средние значения концентрации cone СН, СО, и . Может быть использован способ, обеспечивающий получение эквивалентных данных.

Средние значения фоновой концентрации могут быть определены по показателям разбавляющего воздуха в камере или непрерывным фоновым показателям (не в камере) и соответствующим данным калибровки.

1.2 Выбросы дисперсных частиц

Для оценки выбросов дисперсных частиц для каждого режима фиксируют общую массу образцов или объемы частиц , проходящих через фильтры.

Фильтры возвращают в камеру для взвешивания, выдерживают в ней, по крайней мере, в течение 1 ч, но не более 80 ч, и затем взвешивают. Фиксируют массу брутто фильтров и из нее вычитают массу тары. Масса дисперсных частиц ( для метода с использованием одного фильтра; для метода с несколькими фильтрами) представляет собой сумму масс частиц, собранных в предварительном и основном фильтрах.

Если фоновую поправку не вводят, то фиксируют массу или объем разбавляющего воздуха, проходящего через фильтры, и массу дисперсных частиц . Если проводят более одного измерения, то соотношение или рассчитывают для каждого из них, а значения усредняют.

1.3 Расчет выбросов вредных газообразных веществ

Окончательные регистрируемые в протоколе результаты испытания рассчитывают следующим образом:

1.3.1 Определение потока отработанных газов

Определяют расход отработанных газов (, или ) для каждого режима в соответствии с 1.2.1 - 1.2.3 дополнения 1 к приложению Д.

Если используют систему полного разрежения потока, то для каждого режима устанавливают полный расход разреженного отработанного газа (, ) в соответствии с 1.2.4 дополнения 1 к приложению Д.

1.3.2 Поправка на сухой (влажный) поток

Если применяют , , , , то измеряемая концентрация должна быть преобразована в значения во влажном состоянии в соответствии со следующей формулой (измерения проводят в другом состоянии):

Для первичного отработанного газа:

или

.

Для разбавленного отработанного газа

или

.

можно рассчитать по формуле

.

Для разбавленного воздуха:

;

;

,

где - влажность впускаемого воздуха, г воды на 1 кг сухого воздуха, г/кг;

- влажность разбавляющего воздуха, г воды на 1 кг сухого воздуха, г/кг;

- относительная влажность разбавляющего воздуха, %;

- давление насыщенного пара разбавляющего воздуха, кПа.

Для впускаемого воздуха (если отличается от разбавляющего):

,

где

;

,

где - относительная влажность впускаемого воздуха, %;

- давление насыщенного пара впускаемого воздуха, кПа;

- общее барометрическое давление, кПа.

1.3.3 Поправка на влажность для компонента

Поскольку выброс зависит от условий окружающего воздуха, концентрацию этого компонента рассчитывают с поправкой на температуру и влажность воздуха с помощью коэффициента , определяемого по формуле

,

где ;

;

- температура воздуха, К;

- соотношение топливо/воздух (сухой);

- абсолютная влажность воздуха на впуске, масса воды на 1 кг сухого воздуха, , определяемая по формуле

,

где - относительная влажность воздуха на впуске, %;

- давление насыщенного пара воздуха на впуске, кПа;

- общее барометрическое давление, кПа.

Для дизелей с промежуточным охлаждением воздуха используют формулу

,

где - температура воздуха после промежуточного охлаждения, К;

- температура, указываемая предприятием-изготовителем, К.

1.3.4 Расчет массового расхода потока выбросов

Массовый расход потока выбросов для каждого режима рассчитывают следующим образом:

а) для первичного отработанного газа*:

или

,

или

.

b) для разбавленного отработанного газа*

или

,

где - фоновая скорректированная концентрация:

,

или

.

Коэффициенты u - для влажного, v - сухого, w - влажного состояний используют в соответствии с таблицей Д.5.

Таблица Д.5

Газ	u	v	W	Conc
	0,001587	0,002053	0,002053
СО	0,000966	0,00125	0,00125
НС	0,000479	-	0,000619
	15,19	19,64	19,64	%

Плотность СН определяют по среднему значению соотношения углерод/водород 1/1,85.

1.3.5 Расчет конкретных выбросов

Конкретный выброс, , конкретного газа рассчитывают по формуле

,

где +

Коэффициенты весомости и номера режимов n, используемые в указанном расчете, определяют в соответствии с Д.3.6.1.

1.4 Расчет выброса дисперсных частиц

Расчет выброса дисперсных частиц проводят следующим образом.

1.4.1 Поправочный коэффициент на влажность для дисперсных частиц

Поскольку выброс дисперсных частиц дизеля зависит от состава окружающего воздуха, в показатель массового расхода их потока вводят поправку на влажность с помощью коэффициента , рассчитанного по формуле

,

где - абсолютная влажность воздуха на впуске (масса воды на 1 кг сухого воздуха) г/кг, определяемая по формуле

,

где - относительная влажность воздуха на впуске, %;

- давление насыщенного пара воздуха на впуске, кПа;

- общее барометрическое давление, кПа.

1.4.2 Система частичного разбавления потока

Окончательные регистрируемые в протоколе результаты испытаний выбросов дисперсных частиц получают следующим образом. Поскольку контролировать расход разбавленных отработанных газов можно различными способами, то для расчета или применяют разные методы на основе средних значений по отдельным режимам в течение периода отбора проб.

1.4.2.1 Изокинетические системы

или

,

,

или

,

где r - отношение поперечных сечений изокенетического пробоотборника и выпускной трубы

.

1.4.2.2 Системы с измерением концентрации или :

или

,

,

где - влажная концентрация измеряемого газа в первичном отработанном газе;

- влажная концентрация измеряемого газа в разбавленном отработанном газе;

- влажная концентрация измеряемого газа в разбавляющем воздухе.

Концентрации, измеренные в сухом состоянии, должны быть преобразованы в их значения во влажном состоянии в соответствии с 1.3.2 настоящего дополнения.

1.4.2.3 Системы с измерением концентрации компонента и метод определения содержания углерода:

,

где - концентрация в разбавленном отработанном газе;

- концентрация в разбавляющем воздухе.

Концентрации измеряют в объемных долях, %, во влажном состоянии.

Это уравнение, основанное на предполагаемом содержании углерода (атомы углерода, поступающие в двигатель, выбрасываются им в качестве ), решают следующим образом:

;

.

1.4.2.4 Системы с измерением потока:

;

.

1.4.3 Система разрежения полного потока

Окончательные регистрируемые в протоколе результаты испытаний выбросов дисперсных частиц получают следующим образом:

Все расчеты проводят на основе средних значений по отдельным режимам в течение периода отбора проб

или

.

1.4.4 Расчет массового расхода потока дисперсных частиц

Расход потока дисперсных частиц по массе рассчитывают следующим образом:

Для метода с использованием одного фильтра:

или

,

где , , , в течение цикла испытания определяют сложением средних значений по отдельным режимам в течение периода отбора проб:

;

;

;

,

где i = 1, ..., n.

Для метода с применением нескольких фильтров:

или

,

где i = 1, ..., n.

В массовый расход потока дисперсных частиц может быть включена следующая поправка на фон:

Для метода с использованием одного фильтра:

или

.

Если проводят более одного измерения, то или заменяют на или соответственно.

или

.

Для метода с применением нескольких фильтров:

или

.

Если проводят более одного измерения, то или заменяют на соответственно.

или

.

1.4.5 Расчет конкретных выбросов

Конкретный выброс дисперсных частиц РМ, г/(кВтч), рассчитывают по формулам**

Для метода с использованием одного фильтра:

.

Для метода с применением нескольких фильтров:

,

где + .

1.4.6 Фактический коэффициент весомости режима

Для метода с использованием одного фильтра фактический коэффициент весомости , для каждого режима рассчитывают по формуле

или

,

где i = 1, ..., n.

Фактические коэффициенты весомости режима должны находиться в пределах + 0,005 (абсолютное значение) коэффициентов, перечисленных в Д.3.6.1.

_____________________________

* Показатель концентрации ( conc или ) умножают на (коэффициент поправки на влажность для , указанный в 1.3.3 настоящего дополнения) следующим образом: conc или .

** Показатель скорости потока вредных частиц умножают на (коэффициент поправки на влажность для вредных частиц, указанный в 1.4.1 настоящего дополнения).

Дополнение 4
(обязательное)

Системы анализа и отбора проб

1 Системы отбора проб вредных газообразных веществ и дисперсных частиц представлены на рисунках:

Д.2 - система анализа отработанных первичных газов;

Д.3 - система анализа отработанных разбавленных газов;

Д.4 - частичный поток, изокинетический поток, управление откачивающим насосом, частичный отбор проб;

Д.5 - частичный поток, изокинетический поток, управление нагнетательным насосом, частичный отбор проб;

Д.6 - частичный поток, контроль или , частичный отбор проб;

Д.7 - частичный поток и баланс углеродсодержащих газов, общий отбор проб;

Д.8 - частичный поток, одинарная трубка Вентури и измерение концентрации, частичный отбор проб;

Д.9 - частичный поток, двойная трубка Вентури или диафрагмовый расходомер и измерение концентрации, частичный отбор проб;

Д.10 - частичный поток, разделение на несколько потоков и измерение концентрации, частичный отбор проб;

Д.11 - частичный поток, управление потоком, общий отбор проб;

Д.12 - частичный поток, управление потоком, частичный отбор проб;

Д.13 - полный поток, поршневой насос или трубка Вентури с критическим потоком, частичный отбор проб;

Д.14 - система отбора проб дисперсных частиц;

Д.15 - система разбавления полного потока.

2 Определение выбросов отработанных газов

В 2.1 и на рисунках Д.2 и Д.3 приведено подробное описание рекомендуемых систем отбора проб и анализа.

Поскольку при различных конфигурациях таких систем могут быть достигнуты эквивалентные результаты, точное соответствие рисункам не требуется. Допускается использование дополнительных компонентов, таких как измерительная аппаратура, клапаны, соленоиды, насосы и переключатели, для получения дополнительной информации и координации работы взаимодействующих систем. Другие компоненты, функционирование которых не вызвано необходимостью обеспечить точность работы отдельных систем, могут быть исключены, если это технически обосновано.

2.1 Газообразные компоненты отработанных газов СО, , СН,

Аналитическая система для определения выбросов вредных газообразных веществ в первичном или разбавленном отработанном газе основана на использовании анализатора:

- HFID для измерения концентрации углеводородов;

- NDIR для измерения концентрации оксида углерода и диоксида углерода;

- HCLD или эквивалентного для измерения концентрации оксидов азота.

Отбор пробы для всех компонентов первичного отработанного газа (рисунок Д.2) допускается проводить с помощью одного или двух пробоотборников, расположенных в непосредственной близости друг от друга, затем проба должна быть помещена внутри системы в два различных анализатора. Необходимо, чтобы ни в одной точке аналитической системы не было конденсации компонентов отработанных газов (включая воду и серную кислоту). Для разбавленного отработанного газа (рисунок Д.3) проба углеводородов должна быть отобрана с помощью пробоотборника, который не используют для отбора проб других компонентов.

Компоненты аналитической системы, изображенные на рисунках Д.2 и Д.3

Общее замечание:

Все компоненты цепи отбора проб газов должны иметь температуру, указанную для соответствующих систем.

SP1 - пробоотборник первичных отработанных газов (рисунок Д.2)

Рекомендуется использовать прямой пробоотборник из коррозионностойкой стали с несколькими отверстиями и заглушённым торцом. Внутренний диаметр пробоотборника не должен превышать внутренний диаметр пробоотборной магистрали, толщина стенок не может быть более 1 мм. В пробоотборнике должно быть не менее трех отверстий в трех различных радиальных плоскостях, имеющих размеры, обеспечивающие отбор потоков с приблизительно одинаковыми расходами. Диаметр пробоотборника должен составлять не менее 80% диаметра выпускной трубы.

Рисунок Д.2 - Принципиальная схема установки для анализа отработанных газов с определением концентраций СО, ,

SP2 - пробоотборник для анализа СН в разбавленных отработанных газах (рисунок Д.3)

Пробоотборник должен:

- быть расположен в начале подогреваемой пробоотборной магистрали HSL1 и занимать ее отрезок длиной от 254 до 762 мм;

- иметь внутренний диаметр не менее 5 мм;

- быть вставлен в туннель для разбавления DT (см. 2.2.1.1 настоящего приложения) в точке, где обеспечено хорошее перемешивание разбавляющего воздуха и отработанных газов, а именно на расстоянии приблизительно 10 диаметров туннеля в направлении потока от точки, в которой отработанные газы входят в туннель;

- быть расположен на достаточном расстоянии по радиусу от других пробоотборников и стенок туннеля, чтобы не подвергнуться воздействию турбулентных потоков или завихрений;

- быть подогретым так, чтобы температура газового потока повышалась до 46310 К (19010°С) на выходе из пробоотборника.

SP3 - пробоотборник для анализа СО, , и в разбавленных отработанных газах (рисунок Д.3)

Пробоотборник должен:

- находиться в той же плоскости, что и SP2;

- быть расположен на достаточном расстоянии по радиусу от других пробоотборников и стенок туннеля, чтобы не подвергнуться воздействию турбулентных потоков или завихрений;

- быть изолированным и подогретым по всей длине до температуры не менее 328 К (55°С) для предотвращения конденсации воды.

Рисунок Д.3 - Принципиальная схема установки для анализа разбавленных отработанных газов с определением концентраций СО, , CH и

HSL1 - подогреваемая пробоотборная магистраль

По пробоотборной магистрали проба газа поступает из единого пробоотборника к точке (точкам) разделения потока и в анализатор СН. Пробоотборная магистраль должна:

- иметь внутренний диаметр от 5 до 13,5 мм;

- быть изготовлена из коррозионно-стойкой стали или политетрафторэтилена;

- поддерживать температуру стенок 463 10 К (19010°С) в каждой отдельно контролируемой секции при температуре отработанных газов в пробоотборнике не более 463 К (190°С);

- обеспечивать температуру стенок выше 453 К (180°С) при температуре отработанных газов в пробоотборнике более 463 К (190°С);

- поддерживать температуру газа 463 10 К (19010°С) непосредственно перед нагреваемым фильтром F2 и детектором HFID.

HSL2 - подогреваемая пробоотборная магистраль для

Пробоотборная магистраль должна:

- поддерживать температуру стенок от 328 до 473 К (от 55 до 200°С) на участке до преобразователя, где используют охлаждающую ванну, и анализатор, где ее не применяют;

- быть изготовлена из коррозионно-стойкой стали или политетрафторэтилена.

Поскольку пробоотборную магистраль нагревают только для предотвращения конденсации воды и серной кислоты, ее температура будет зависеть от содержания серы в топливе.

SL - пробоотборная магистраль для ()

Пробоотборная магистраль должна быть изготовлена из политетрафторэтилена или коррозионно-стойкой стали; может быть как подогреваемой, так и неподогреваемой.

ВК - мешок для определения фоновой концентрации вредных веществ (факультативно; только на рисунке Д.3)

Для отбора проб с фоновой концентрацией вредных веществ.

BG - камера для отбора проб (факультативно; только для СО и на рисунке Д.3)

Для отбора проб и определения концентраций вредных веществ.

F1 - подогреваемый фильтр грубой очистки (факультативно)

Температуру следует поддерживать такой же, как и для пробоотборной магистрали HSL1.

F2 - подогреваемый фильтр

Фильтр должен осаждать все дисперсные частицы из пробы газа до ее попадания в анализатор.

Температуру следует поддерживать такой же, как и для пробоотборной магистрали HSL1. При необходимости фильтр подлежит замене.

Р - подогреваемый насос для перекачки проб

Насос следует подогревать до температуры пробоотборной магистрали HSL1.

СН - нагреваемый пламенно-ионизационный детектор HFID для определения концентрации углеводородов

Температуру следует поддерживать в диапазоне 453 - 473 К (180 - 200°С).

, - газоанализаторы NDIR для определения концентраций оксида углерода и диоксида углерода

- газоанализатор CLD или HCLD для определения концентраций оксидов азота

Если используют HCLD, то температуру поддерживают на уровне 328 - 473 К (55 - 200°С).

С - преобразователь

Преобразователь применяют для каталитического преобразования в перед анализом в газоанализаторе CLD или HCLD.

В - охлаждающая ванна

Для охлаждения и конденсации влаги из пробы отработанных газов.

В ванне необходимо поддерживать температуру в диапазоне 273 - 277 К (0 - 4°С) с помощью льда или системы охлаждения. Использование ванны факультативно, если водяной пар на работу газоанализатора не влияет (1.9.1 и 1.9.2 дополнения 2 к приложению Д).

Применение химических осушителей для удаления влаги из пробы не допускается.

Т1, Т2, Т3 - датчики температуры

Для наблюдения температуры газового потока.

Т4 - датчик температуры

Для отслеживания температуры в преобразователе в NO.

Т5 - датчик температуры

Для отслеживания температуры в охлаждающей ванне.

G1, G2, G3 - датчики давления

Для измерения давления в пробоотборных магистралях.

R1, R2 - регуляторы давления

Для регулирования давления соответственно воздуха и топлива для HFID.

R3, R4, R5 - регуляторы давления

Для регулирования давления в пробоотборных магистралях и потока газа, поступающего в газоанализаторы.

FL1, FL2, FL3 - расходомеры

Для отслеживания расхода отводимых проб отработанных газов.

FL4, FL5, FL6, FL7 - расходомеры (факультативно)

Для отслеживания расходов через газоанализаторы.

V1, V2, V3, V4, V5, V6 - селекторные клапаны

Для управления подачей в газоанализаторы потоков пробы отработанных газов, калибровочного или нулевого газа.

V7, V8 - электромагнитные клапаны

Для перепуска потока по обходному каналу в обход преобразователя в .

V9 - игольчатый клапан

Для уравнивания потоков через преобразователь в NO.

V10, V11 - игольчатые клапаны

Для регулирования потоков, идущих в газоанализаторы.

V12, V13 - рычажные клапаны

Для удаления конденсата из ванны В.

V14 - селекторный клапан

Для направления потока в мешок BG или ВК.

2.2 Обнаружение дисперсных частиц

В 2.2.1, 2.2.2 и на рисунках Д.4 - Д.15 приведено подробное описание рекомендуемых систем разбавления и отбора проб. Поскольку при различных конфигурациях таких систем могут быть достигнуты эквивалентные результаты, точное соответствие рисункам не требуется. Допускается использование дополнительных компонентов, таких как клапаны, соленоиды, насосы и переключатели, для получения дополнительной информации и координации работы взаимодействующих систем. Другие компоненты, функционирование которых не вызвано необходимостью обеспечить точность работы отдельных систем, могут быть исключены, если это технически обосновано.

2.2.1 Система разбавления

2.2.1.1 Система разбавления части потока (рисунки Д.4 - Д.12)

Описываемая система основана на разбавлении части потока отработанных газов. Разделение этого потока и дальнейший процесс могут быть осуществлены с помощью разбавляющих систем различных типов. Для последующего отбора дисперсных частиц весь поток разбавленных отработавших газов или его часть направляется к системе отбора проб (2.2.2 настоящего дополнения, рисунок Д.14). Первый - метод полного отбора проб, второй - метод частичного отбора проб.

Способ расчета коэффициента разбавления зависит от используемой системы.

Рекомендуются следующие системы:

Изокинетические системы (рисунки Д.4 и Д.5)

В этих системах скорость и давление потока в отводящем патрубке должны совпадать с соответствующими параметрами основного потока отработанных газов, поэтому требуется обеспечение невозмущенного и однородного потока у входа в пробоотборник, что обычно достигается использованием резонатора и трубы с прямым участком перед ним. Коэффициент разделения потока в этом случае рассчитывают на основе легкоизмеряемых величин, таких как диаметры труб. Следует иметь в виду, что изокинезис применяется только для обеспечения условий распределения потока, а не размеров. Последнее, как правило, не требуется, поскольку частицы достаточно малы для беспрепятственного движения в потоке.

Системы с регулированием потока и измерением концентрации (рисунки Д.6 - Д.10)

В этих системах проба отбирается из основного потока отработанных газов благодаря регулированию потока разбавляющего воздуха и полного потока разбавленных газов. Коэффициент разбавления определяют на основе концентрации измеряемых газов, таких как или , естественным образом присутствующих в отработанных газах двигателя. Измеряют концентрации в разбавленных отработанных газах и разбавляющем воздухе, в то время как концентрация в неразбавленных отработанных газах может быть установлена непосредственно или рассчитана на основе расхода топлива и уравнения углеродного баланса при условии, что потребление и состав топлива известны. Контроль системы возможен по расчетному коэффициенту разбавления (рисунки Д.6 и Д.7) или параметрам потока в отводящем патрубке (рисунки Д.8 - Д.10).

Системы с регулированием потока и измерением расхода (рисунки Д.11 и Д.12)

В этих системах проба отбирается из основного потока отработанных газов благодаря регулированию потока разбавляющего воздуха и полного потока разбавленных газов. Коэффициент разбавления определяют на основе разности расходов этих потоков. При этом требуется точная взаимная калибровка расходомеров, поскольку неточность в значениях расходов одного потока относительно другого может привести к существенным ошибкам при высоких коэффициентах разбавления (рисунки Д.9 - Д.15). Управление потоками значительно упрощается, если расход разбавленных отработанных газов поддерживать постоянным и изменять по мере необходимости расход разбавляющего воздуха.

При использовании систем с частичным разбавлением потока следует избегать проблем, связанных с осаждением дисперсных частиц в отводящем патрубке, и убедиться, что из отработанных газов двигателя извлекается представительная по составу проба. Необходимо также тщательно определять коэффициент разделения потоков.

Применение описанных систем требует повышенного внимания к этим ключевым проблемам.

Первичные отработанные газы направляют из выпускной трубы ЕР (рисунок Д.4) в туннель для разбавления DT по подводящему патрубку ТТ через изокинетический пробоотборник ISP. Разность давлений отработанных газов в выпускной трубе и на входе в пробоотборник улавливается датчиком давления DPT, от него сигнал передается на регулятор расхода FC1, который управляет вытяжным насосом SB для обеспечения нулевого перепада давления у входа в пробоотборник. При соблюдении этого условия скорости потоков отработанного газа в выпускной трубе ЕР и пробоотборнике ISP одинаковы и поток, проходящий через ISP и по отводящему патрубку ТТ, представляет собой постоянную часть полного потока отработанных газов. Коэффициент разделения определяют отношением площадей поперечных сечений ЕР и ISP. Расход потока разбавляющего воздуха измеряют расходомером FM1. Коэффициент разбавления рассчитывают на основе расхода разбавляющего воздуха и коэффициента разделения.

Рисунок Д.4 - Система с частичным разбавлением потока, изокинетическим пробоотборником и частичным отбором проб (контроль SB)

Неразбавленные отработанные газы направляют из выпускной трубы ЕР (рисунок Д.5) в туннель для разбавления DT по отводящему патрубку ТТ через изокинетический пробоотборник ISP. Разность давлений отработанных газов в выпускной трубе и на входе в пробоотборник улавливает датчик давления DPT. От него сигнал передается на регулятор расхода FC1, который управляет нагнетательным насосом РВ, служащим для обеспечения нулевого перепада давления у входа в пробоотборник. Это достигается направлением незначительной части потока разбавляющего воздуха, расход которого уже измерен расходомером FM1, в подающий патрубок ТТ через сопло. При соблюдении этого условия скорости потоков отработанного газа в выпускной трубе ЕР и пробоотборнике ISP одинаковы, и поток, проходящий через ISP и по отводящему патрубку ТТ, представляет собой постоянную часть полного потока отработанных газов. Коэффициент разделения определяют отношением площадей поперечных сечений ЕР и ISP. Разбавляющий воздух подается из туннеля для разбавления DT с помощью вытяжного насоса SB. Расход его потока измеряют расходомером FM1 на входе в туннель DT. Коэффициент разбавления рассчитывают на основе расхода разбавляющего воздуха и коэффициента разделения.

Рисунок Д.5 - Система разбавления части потока с изокинетическим пробоотборником и частичным отбором проб (управление с помощью нагнетательного насоса РВ)

Неразбавленные отработанные газы направляют из выпускной трубы ЕР (рисунок Д.6) в туннель для разбавления DT через пробоотборник SP по отводящему патрубку ТТ. Концентрации индикаторного газа ( или ) измеряют в неразбавленном и разбавленном потоках отработанных газов, а также в разбавляющем воздухе с помощью газоанализатора(ов) EGA. Соответствующие сигналы передаются на регулятор расхода FC2, который регулирует работу либо нагнетательного насоса РВ, либо вытяжного SB, чтобы обеспечить разделение отработанных газов и коэффициент разбавления в туннеле DT. Этот коэффициент рассчитывают исходя из концентраций индикаторных газов в неразбавленных отработанных газах и разбавляющем воздухе.

Рисунок Д.6 - Система с частичным разбавлением потока, частичным отбором проб и измерением концентрации и

Неразбавленные отработанные газы направляют из выпускной трубы ЕР (рисунок Д.7) в туннель для разбавления DT через пробоотборник SP по подводящему патрубку ТТ. Концентрации измеряют в разбавленных отработанных газах и разбавляющем воздухе с помощью газоанализатора(ов) EGA. Сигналы, информирующие о концентрации и расходе топлива , передаются на регулятор расхода FC2 или FC3 системы отбора проб дисперсных частиц PSS (рисунок Д.14). Регулятор FC2 управляет работой нагнетательного насоса РВ, а FC3 - системой частичного отбора проб (см. рисунок Д.14), тем самым регулируя расходы потоков на входе в систему и выходе из нее, что обеспечивает соответствующее разделение потоков отработанных газов и коэффициент разбавления в туннеле DT. Этот коэффициент рассчитывают на основе концентрации и расхода топлива для достижения предполагаемого углеродного баланса газов.

Неразбавленные отработанные газы направляют из выпускной трубы ЕР (рисунок Д.8) в туннель для разбавления DT через пробоотборник SP по отводящему патрубку ТТ под воздействием отрицательного давления, создаваемого в трубке Вентури VN, расположенной в туннеле DT. Расход газового потока в патрубке ТТ зависит от обмена энергией в зоне расположения трубки Вентури и тем самым от абсолютной температуры газа на выходе из патрубка ТТ. Следовательно, разделение потока отработанных газов для данного расхода в туннеле не является постоянным и коэффициент разбавления при малых нагрузках несколько ниже, чем при высоких. Концентрации индикаторного газа ( или ) измеряют в неразбавленных и разбавленных отработанных газах и разбавляющем воздухе с помощью газоанализатора(ов) EGA. Коэффициент разбавления рассчитывают на основе полученных значений.

Неразбавленные отработанные газы направляют из выпускной трубы ЕР (рисунок Д.9) в туннель для разбавления DT через пробоотборник SP с помощью разделителя потока по подводящему патрубку ТТ, включающему комплект диафрагмовых расходомеров или трубок Вентури. Первая трубка (сопло) FD1 встроена в выпускную трубу ЕР, вторая FD2 - в патрубок ТТ. Кроме того, должны быть установлены два регулирующих клапана PCV1 и PCV2, обеспечивающих неизменный уровень разделения отработанных газов благодаря контролю противодавления в выпускной трубе ЕР и давления в туннеле DT. Клапан PCV1 расположен за пробоотборником SP в выпускной трубе ЕР, PCV2 - между нагнетательным насосом РВ и туннелем DT. Концентрацию индикаторного газа ( или ) измеряют в неразбавленных и разбавленных отработанных газах и разбавляющем воздухе с помощью газоанализатора(ов) EGA. Его (их) использование необходимо для проверки степени распределения потока отработанных газов и регулирования клапанов PCV1 и PCV2 для обеспечения более точного разделения потока. Коэффициент разбавления рассчитывают на основе концентраций индикаторных газов.

Рисунок Д.7 - Система с частичным разбавлением потока, полным отбором проб, изменением концентрации и использованием углеродного баланса

Рисунок Д.8 - Система с частичным разбавлением потока, частичным отбором проб, одинарной трубкой Вентури и измерением концентрации или

Неразбавленные отработанные газы направляют из выпускной трубы ЕР (рисунок Д.10) через разделитель потоков FD3 в туннель DT для разбавления по подводящему патрубку ТТ, состоящему из нескольких трубок с одинаковыми геометрическими размерами (диаметр, длина и радиусы гибки), вставленных в выпускную трубу ЕР. Через одну из этих трубок отработанные газы поступают в туннель DT, а через остальные - в демпфирующую камеру DC. Следовательно, коэффициент разделения потоков отработанных газов зависит от общего числа трубок в разделителе демпфирующей камеры DC и на выходе из патрубка ТТ. Разность давлений улавливается датчиком FD3. Поддержание значения этого коэффициента неизменным требует нулевой разности между давлением в демпфирующей камере DC и на выходе из патрубка ТТ, которую улавливает датчик давлений DPT. Такая разность обеспечивается подачей свежего воздуха в туннель DT (в зону около выхода из ТТ). Концентрацию индикаторных газов ( и ) измеряют в неразбавленных и разбавленных отработанных газах и разбавляющем воздухе с помощью газоанализатора(ов) EGA. Его (их) использование необходимо для проверки разделения отработанных газов и управления расходом подаваемого воздуха для более точного контроля разделения потоков отработанных газов. Коэффициент разбавления рассчитывают на основе концентраций индикаторных газов.

Рисунок Д.9 - Система с частичным разбавлением потока, частичным отбором проб, двойной трубкой Вентури или двойным диафрагмовым расходомером и измерением концентрации или

Рисунок Д.10 - Система с частичным разбавлением потока, частичным отбором проб, разделением на несколько потоков и измерением концентрации или

Неразбавленные отработанные газы направляют из выпускной трубы ЕР (рисунок Д.11) в туннель DT для разбавления через пробоотборник SP и подводящий патрубок ТТ. Полный поток в туннеле DT контролируется регулятором расхода FC3 и насосом для подачи проб Р в системе отбора проб дисперсных частиц (рисунок Д.15), поток разбавляющего воздуха - регулятором потока FC2, использующим расход отработанных газов , воздуха или топлива в качестве управляющего сигнала для обеспечения требуемого разделения потока. Расход потока из пробоотборника SP в туннеле DT определяют как разность суммарного расхода и расхода разбавляющего воздуха, которые измеряют расходомерами FM3 и FM1 соответственно в системе отбора проб дисперсных частиц (рисунок Д.14). Коэффициент разбавления рассчитывают на основе этих двух расходов.

Рисунок Д.11 - Система с частичным разбавлением потока, полным отбором проб и управлением расходом

Неразбавленные отработанные газы направляют из выпускной трубы ЕР (рисунок Д.12) в туннель для разбавления DT через пробоотборник SP и подводящий патрубок ТТ. Разделение отработанных газов и их расход в туннеле DT контролирует регулятор FC2, управляя расходами (или скоростями), создаваемыми нагнетательным насосом РВ и вытяжным насосом SB соответственно. Это реально, поскольку проба, отбираемая системой отбора проб дисперсных частиц PSS, возвращается в туннель DT. Можно использовать расход отработанных газов , воздуха или топлива в качестве управляющего сигнала для регулятора FC2. Расход разбавляющего воздуха измеряют расходомером FM1, а полный поток - расходомером FM2. Коэффициент разбавления рассчитывают на основе этих двух расходов.

Компоненты, показанные на рисунках Д.4 - Д.12

ЕР - выпускная труба

Выпускная труба может быть установлена на расстоянии 0,5 м от двигателя. Для снижения тепловой инерции рекомендуется отношение толщины трубы к ее диаметру не более 0,015. Применение гибких секций должно быть ограничено участками с отношением длины к диаметру не более 12. Сгибы необходимо свести к минимуму, чтобы уменьшить отложения внутри трубы. Если в выпускную систему входит глушитель испытательного стенда, то он также может быть изолирован.

В выпускной трубе, используемой с изокинетической системой, не должно быть колен, изгибов и резких изменений диаметра на участке, определяемом расстоянием, равным шести диаметрам этой трубы до наконечника пробоотборника и трем диаметрам