umwelt-online: Richtlinie 2005/78/EG zur Durchführung der RL 2005/55/EG und zur Änderung ihrer Anhänge I, II, III, IV und VI (4)

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Tabelle 8 Zulässige Punktstreichungen aus der Regressionsanalyse

ii) Folgende Nummer 4 wird eingefügt:

"4. Berechnung des Abgasstroms

4.1. Bestimmung des Durchsatzes des verdünnten Abgases

Der Gesamtdurchsatz des verdünnten Abgases über den gesamten Zyklus (kg/Prüfung) wird aus den Messwerten über den gesamten Zyklus und den entsprechenden Kalibrierdaten des Durchflussmessgerätes errechnet (V₀für PDP, K_v für CFV, C_d für SSV) wie in Anhang III Anlage 5 Nummer 2 angegeben. Wird die Temperatur des verdünnten Abgases über den Zyklus mittels eines Wärmetauschers konstant gehalten (± 6 K bei PDP-CVS, ± 11 K bei CFV-CVS oder ± 11 K bei SSV-CVS, siehe Anhang V Nummer 2.3), sind folgende Formeln anzuwenden.

Für das PDP-CVS-System:

m_ed= 1,293 x V₀ x N_p x (P_b- P₁) x 273 / (101,3 x T)

Darin ist:

V₀ = je Pumpenumdrehung gefördertes Gasvolumen unter Prüfbedingungen, m³/rev

N_P = Gesamtzahl der Pumpenumdrehungen je Prüfung

P_b = atmosphärischer Druck in der Prüfzelle, kPa

P₁ = Absenkung des Drucks am Pumpeneinlass unter atmosphärischem Druck, kPa

T = mittlere Temperatur des verdünnten Abgases am Pumpeneinlass über den Zyklus, K

Für das CFV-CVS-System:

m_ed= 1,293 x t x K_p x P_p/ T^0,5

Darin ist:

t = Zyklusdauer, s

K_v = Kalibrierkoeffizient des Venturirohres mit kritischer Strömung für Normzustand

P_p = absoluter Druck am Eintritt des Venturirohrs, kPa

T = absolute Temperatur am Eintritt des Venturirohrs, K

Für das SSV-CVS System:

m_ed = 1,293 x Q_SSV

Darin ist:

Darin ist:

A₀ = Zusammenfassung von Konstanten und Einheitsumrechnungen

= 0,006111 in SI-Einheiten von

d = Durchmesser der Einschnürung am Venturirohr mit subsonischer Strömung (SSV)

C_d = Durchflusskoeffizient des SSV

P_p = absoluter Druck am Eintritt des Venturirohrs, kPa

T = Temperatur am Eintritt des Venturirohrs, K

r_p = Verhältnis zwischen den absoluten statischen Drücken an der Einschnürung und am Eintritt des SSV =

r_D = Verhältnis zwischen den Innendurchmessern an der Einschnürung und am Eintritt des SSV = d/D

Wird ein System mit Durchflussmengenkompensation (d. h. ohne Wärmetauscher) verwendet, so sind die momentanen Massenemissionen zu berechnen und über den gesamten Zyklus zu integrieren. In diesem Falle lässt sich die momentane Masse des verdünnten Abgases wie folgt berechnen:

Für das PDP-CVS-System:

m_ed,i = 1,293 x V₀ x N_P,i x (P_b - P₁) x 273 / (101,3 x T)

Darin ist:

N_P,i = Gesamtzahl der Pumpenumdrehungen je Zeitintervall

Für das CFV-CVS-System:

m_ed,i =1,293 x Δt_i x K_V x P_p / T^0,5

Darin ist:

Δt_i = Zeitintervall, s

Für das SSV-CVS-System:

m_ed = 1,293 x Q_SSV x Δt_i

Darin ist:

Δt_i = Zeitintervall, s

Die Echtzeitberechnung ist entweder mit einem realistischen Wert für C_d oder mit einem realistischen Wert für Q_SSV starten. Wird die Berechnung mit Q_SSV gestartet, ist der Anfangswert von Q_SSV zur Bewertung von Re heranzuziehen.

Bei allen Emissionsprüfungen muss die Reynoldssche Zahl an der Einschnürung des SSV im Bereich der Werte liegen, die zur Ermittlung der Kalibrierkurve nach Anhang III Anlage 5 Nummer 2.4 verwendet wurden.

4.2. Berechnung des Rohabgas-Massendurchsatzes

Für die Berechnung der Emissionen im Rohabgas und die Steuerung eines Teilstrom-Verdünnungssystems muss der Abgasmassendurchsatz bekannt sein. Zur Ermittlung des Abgasmassendurchsatzes kann eine der in Nummer 4.2.2 bis 4.2.5 beschriebenen Messmethoden angewandt werden.

4.2.1. Ansprechzeit

Zur Berechnung der Emissionen muss die Ansprechzeit der nachstehend beschriebenen Messmethoden kleiner oder gleich der in Anhang III Anlage 5 Nummer 1.5 für den Analysator geforderten Ansprechzeit sein.

Zur Steuerung eines Teilstrom-Verdünnungssystems ist ein schnelleres Ansprechen erforderlich. Für onlinegesteuerte Teilstrom-Verdünnungssysteme ist eine Ansprechzeit< 0,3 s erforderlich. Für Teilstrom-Verdünnungssysteme mit vorausschauender Steuerung auf der Basis eines aufgezeichneten Prüflaufes ist eine Ansprechzeit des Messsystems< 5 s mit einer Anstiegzeit< 1 s erforderlich. Die Systemansprechzeit ist vom Hersteller des Messinstruments anzugeben. Die Summe der größten zulässigen Ansprechzeiten für die Messung des Abgasdurchsatzes und die Steuerung des Teilstrom-Verdünnungssystems ist in Nummer 3.8.3.2 angegeben.

4.2.2. Direktmessung

Für die Direktmessung des Abgasdurchsatzes eignen sich u. a.:

• Differenzdruckmesser wie Durchflussdüsen,
• Ultraschall-Durchflussmesser,
• Wirbel- und Drall-Durchflussmesser.

Es sind Vorkehrungen gegen Messfehler zu treffen, die zu fehlerhaften Emissionswerten führen. Dazu gehört u. a. die sorgfältige Montage der Messeinrichtung im Abgassystem nach den Empfehlungen des Herstellers und den Regeln der guten Ingenieurpraxis. Insbesondere darf der Einbau der Messeinrichtung die Leistung und die Emissionen des Motors nicht beeinflussen.

Der Abgasdurchsatz ist mit einer Genauigkeit von ± 2,5 % des Ablesewertes oder ± 1,5 % des Höchstwertes für den Motor zu ermitteln. Es gilt der jeweils größere Wert.

4.2.3. Luft- und Kraftstoffmessung

Hierbei werden der Luft- und der Kraftstoffdurchsatz gemessen. Die dafür verwendeten Messgeräte müssen mit der in Nummer 4.2.2 angegebenen Genauigkeit arbeiten. Der Abgasdurchsatz wird nach folgender Formel berechnet:

q_mew = q_mav + q_mf

4.2.4. Messung mit Tracergas

Hierbei wird die Konzentration eines Tracergases im Abgas gemessen. Eine bekannte Menge eines Inertgases (z.B. reines Helium) wird als Tracer in den Abgasstrom eingeleitet. Das Inertgas wird mit dem Abgas gemischt und dabei verdünnt, darf aber in der Abgasleitung nicht reagieren. Dann wird die Konzentration des Inertgases in der Abgasprobe gemessen.

Damit sich das Tracergas gleichmäßig im Abgas verteilt, muss die Abgasprobenahmesonde in Strömungsrichtung mindestens 1 m oder das 30-Fache des Abgasrohrdurchmessers (es gilt der größere Wert) vom Punkt der Inertgaseinleitung entfernt sein. Die Probenahmesonde kann näher am Einleitungspunkt liegen, wenn die gleichmäßige Verteilung des Tracergases durch Vergleich der Tracergaskonzentration am Probenahmepunkt mit der Tracergaskozentration am Einleitungspunkt überwacht wird.

Der Tracergasstrom ist so einzustellen, dass bei Leerlaufdrehzahl des Motors die Tracergaskonzentration nach der Vermischung kleiner ist als der Skalenendwert des Tracergasanalysators.

Der Abgasdurchsatz wird nach folgender Formel berechnet:

Darin ist:

q_mew,i = momentaner Abgasmassendurchsatz, kg/s

q_vt = Tracergasdurchsatz, cm³/min

c_mix,i = momentane Konzentration des Tracergases nach der Vermischung, ppm

ρ_e = Dichte des Abgases, kg/m³ (siehe Tabelle 3)

c_a = Hintergrundkonzentration des Tracergases in der Ansaugluft, ppm

Die Hintergrundkonzentration kann vernachlässigt werden, wenn sie bei maximalem Abgasdurchsatz weniger als 1 % der Konzentration des Tracergases nach der Vermischung (c_mix,i) beträgt.

Das Gesamtsystem muss die Genauigkeitsanforderungen für die Messung des Abgasdurchsatzes erfüllen und ist nach Anhang III Anlage 5 Nummer 1.7 zu kalibrieren.

4.2.5. Messung des Luftdurchsatzes und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses

Hierbei wird der Abgasdurchsatz aus dem Luftdurchsatz und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis errechnet. Der momentane Abgasdurchsatz wird nach folgender Formel berechnet:

Dabei gilt:

Darin ist:

A/F_st = stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, kg/kg

λ = Luftüberschussfaktor

C_CO2 = CO₂-Konzentration im trockenen Bezugszustand, %

c_CO = CO-Konzentration im trockenen Bezugszustand, ppm

c_HC = HC-Konzentration, ppm

Hinweis: β kann für kohlenstoffhaltige Kraftstoffe 1 und für Wasserstoff 0 sein.

Der Luftdurchflussmesser muss die Genauigkeitsanforderungen von Anhang III Anlage 4 Nummer 2.2 erfüllen, der CO₂-Analysator muss Anhang III Anlage 4 Nummer 3.3.2 entsprechen, und das Gesamtsystem muss die Genauigkeitsanforderungen für die Messung des Abgasdurchsatzes erfüllen.

Wahlweise können zur Messung des Luftüberschussfaktors auch Einrichtungen für die Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses wie Zirkonsonden verwendet werden, wenn sie die Anforderungen von Anhang III Anlage 4 Nummer 3.3.6 erfüllen."

iii) Die (bisherigen) Nummern 4 und 5 erhalten folgende Fassung:

"5. Berechnung der gasförmigen Emissionen

5.1. Datenbewertung

Zur Bewertung der gasförmigen Emissionen im verdünnten Abgas sind die Konzentrationen der Emissionen (HC, CO und NO_x) sowie der Massendurchsatz des verdünnten Abgases gemäß Nummer 3.8.2.1 aufzuzeichnen und auf einem DV-System abzuspeichern. Bei analogen Analysegeräten ist das Ansprechverhalten aufzuzeichnen, und die Kalibrierungsdaten können online oder offline für die Bewertung herangezogen werden.

Zur Bewertung der gasförmigen Emissionen im unverdünnten Abgas sind die Konzentrationen der Emissionen (HC, CO und NO_x) sowie der Massendurchsatz des Abgases gemäß Nummer 3.8.2.2 aufzuzeichnen und auf einem DV-System abzuspeichern. Bei analogen Analysegeräten ist das Ansprechverhalten aufzuzeichnen, und die Kalibrierungsdaten können online oder offline für die Bewertung herangezogen werden.

5.2. Umrechnung vom trockenen in den feuchten Bezugszustand

Wird die Konzentration für den trockenen Bezugszustand gemessen, so ist sie mit folgender Formel in den feuchten Bezugszustand umzurechnen. Bei fortlaufender Messung ist die Umrechnung sofort für jedes momentane Messergebnis durchzuführen, bevor weitere Berechnungen vorgenommen werden.

c_wet = k_w x c_dry

Hierfür sind die Umrechnungsgleichungen von Nummer 5.2 in Anlage 1 zu diesem Anhang anzuwenden.

5.3. Korrektur der NO_x-Konzentration unter Berücksichtigung von Temperatur und Feuchtigkeit

Da die NO_x-Emission von den Bedingungen der Umgebungsluft abhängt, ist die NO_x-Konzentration unter Berücksichtigung von Temperatur und Feuchtigkeit der Umgebungsluft mit Hilfe der in Abschnitt 5.3 von Anhang 1 zu diesem Anhang angegebenen Faktoren zu korrigieren. Die Faktoren gelten im Bereich zwischen 0 und 25 g/kg trockener Luft.

5.4. Berechnung der Emissionsmassendurchsätze

Die Masse der Emissionen über den Zyklus (g/Prüfung) ist je nach verwendeter Messmethode wie folgt zu berechnen. Falls die Messung nicht schon für den feuchten Bezugszustand vorgenommen wurde, ist die gemessene Konzentration gemäß Abschnitt 5.2 von Anlage 1 zu diesem Anhang in einen Wert für den feuchten Bezugszustand umzurechnen. Zu verwenden sind die jeweiligen Werte für u_gas, die in Tabelle 6 Anlage 1 zu diesem Anhang für ausgewählte Bestandteile auf der Grundlage idealer Gaseigenschaften und der Z diese Richtlinie relevanten Kraftstoffe angegeben sind.

a) für das Rohabgas:

Hierbei sind:

u_gas = Verhältnis von Dichte des jeweiligen Abgasbestandteils und Dichte des Abgases laut Tabelle 6

c_gas,i = momentane Konzentration des jeweiligen Abgasbestandteils, gemessen im verdünnten Abgas, ppm

q_mew,i = momentaner Massendurchsatz des Abgases, kg/s

ƒ = Datenabtastfrequenz, Hz

n = Zahl der Messungen

b) für das verdünnte Abgas ohne Durchflussmengen-Kompensation:

m_gas = u_gas x c_gas x m_ed

Hierbei sind:

u_gas = Verhältnis von Dichte des jeweiligen Abgasbestandteils und Dichte der Luft laut Tabelle 6

c_gas = durchschnittliche hintergrundkorrigierte Konzentration des jeweiligen Bestandteils, ppm

m_ed = Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den Zyklus, kg

c) für das verdünnte Abgas mit Durchflussmengen-Kompensation:

Hierbei bedeuten:

c_e,i = Konzentration des jeweiligen Bestandteils, gemessen im verdünnten Abgas, ppm

c_d = Konzentration des jeweiligen Bestandteils, gemessen in der Verdünnungsluft, ppm

g_mdew,i = momentaner Massendurchsatz des verdünnten Abgases, kg/s

m_ed = Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den gesamten Zyklus, kg

u_gas = Verhältnis von Dichte des jeweiligen Abgasbestandteils und Dichte der Luft laut Tabelle 6

D = Verdünnungsfaktor (siehe Abschnitt 5.4.1)

Falls anwendbar, ist die Konzentration von NMHC und CH₄ mit einer der unter Nummer 3.3.4 in Anlage 4 zu diesem Anhang aufgeführten Methoden wie folgt zu berechnen:

a) GC-Methode (nur Vollstrom-Verdünnungssystem):

C_NMHC = C_HC - C_CH4

b) NMC-Methode:

Hierbei bedeuten:

C_HC(w/Cutter) = HC-Konzentration, wobei das Probengas durch den NMC geleitet wird

C_{HC(w/oCutter)} = HC-Konzentration, wobei das Probengas am NMC vorbei geleitet wird

5.4.1. Bestimmung der hintergrundkorrigierten Konzentrationen (nur Vollstrom-Verdünnungssystem)

Um die Nettokonzentration der Schadstoffe zu bestimmen, sind die mittleren Hintergrundkonzentrationen der gasförmigen Schadstoffe in der Verdünnungsluft von den gemessenen Konzentrationen abzuziehen. Die mittleren Werte der Hintergrundkonzentrationen können mithilfe der Beutel-Methode oder durch laufende Messungen mit Integration bestimmt werden. Die nachstehende Formel ist zu verwenden.

Hierbei bedeuten:

c_e = Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen im verdünnten Abgas, ppm

c_d = Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen in der Verdünnungsluft, ppm

D = Verdünnungsfaktor

Der Verdünnungsfaktor errechnet sich wie folgt:

a) für Selbstzündungsmotoren und mit LPG betriebene Gasmotoren

b) für mit NG betriebene Gasmotoren

Hierbei bedeuten:

C_CO2 = CO₂-Konzentration im verdünnten Abgas, Vol. %

C_HC = HC-Konzentration im verdünnten Abgas, ppm C1

C_NMHC = NMHC-Konzentration im verdünnten Abgas, ppm C1

C_CO = CO-Konzentration im verdünnten Abgas, ppm

F_s = stöchiometrischer Faktor

Auf trockener Basis gemessene Konzentrationen sind gemäß Nummer 5.2 von Anlage 1 zu diesem Anhang in einen feuchten Bezugszustand umzurechnen.

Der stöchiometrische Faktor berechnet sich wie folgt:

Hierbei gilt:

α, ε sind die Molverhältnisse für einen Kraftstoff des Typs C H_α O_ε

Ist die Kraftstoffzusammensetzung unbekannt, können alternativ folgende stöchiometrische Faktoren verwendet werden:

F_s(Diesel) = 13,4

F_s(LPG) = 11,6

F_s(NG) = 9,5

5.5. Berechnung der spezifischen Emissionen

Die Emissionen (g/kWh) sind folgendermaßen zu berechnen:

a) alle Bestandteile, außer NO_x:

b) NO_x:

Hierbei bedeuten:

W_act = tatsächliche Zyklusarbeit gemäß Nummer 3.9.2

5.5.1. Im Fall eines Abgasnachbehandlungssystems mit periodischer Regenerierung sind die Emissionen wie folgt zu wichten:

Hierbei bedeuten:

n1 = Zahl der ETC-Prüfungen zwischen zwei Regenerierungsphasen

n2 = Zahl der ETC-Prüfungen während einer Regenerierungsphase (mindestens eine ETC-Prüfung)

M_gas,n2 = Emissionen während einer Regenerierungsphase

M_gas,n1 = Emissionen nach einer Regenerierungsphase

6. Berechnung der Partikelemission (falls anwendbar)

6.1. Datenbewertung

Der Partikelfilter muss spätestens eine Stunde nach Abschluss der Prüfung in die Wägekammer zurückgebracht werden. Er ist in einer teilweise bedeckten und gegen Verstauben geschützten Petrischale mindestens eine Stunde, aber nicht mehr als 80 Stunden zu konditionieren und danach zu wiegen. Das Bruttogewicht der Filter ist aufzuzeichnen, und das Taragewicht abzuziehen. Die Differenz ist die Partikelmasse m_f. Zur Bewertung der Partikelkonzentration ist die gesamte Probemasse (m_sep), die während des Prüfungszyklus durch die Filter geströmt ist, aufzuzeichnen.

Bei Anwendung einer Hintergrundkorrektur sind die Masse (m_d) der durch den Filter geleiteten Verdünnungsluft und die Partikelmasse (m_f,d) (Md) aufzuzeichnen.

6.2. Berechnung des Massendurchsatzes

6.2.1. Vollstrom-Verdünnungssystem

Die Partikelmasse (g/Prüfung) berechnet sich wie folgt:

Hierbei bedeuten:

m_f = über den Zyklus abgeschiedene Partikelprobenahmemasse, mg

m_sep = Masse des verdünnten Abgases, das den Partikelsammelfilter durchströmt, kg

m_ed = Masse des verdünnten Abgases über den Zyklus, kg

Bei Verwendung eines Doppelverdünnungssystems ist die Masse der Sekundärverdünnungsluft von der Gesamtmasse des zweifach verdünnten Abgases, das zur Probenahme durch die Partikelfilter geleitet wurde, abzuziehen.

m_sep = m_set - m_ssd

Hierbei bedeuten:

m_set = Masse des durch Partikelfilter geleiteten doppelt verdünnten Abgases, kg

m_ssd = Masse der Sekundärverdünnungsluft, kg

Erfolgt die Bestimmung des Partikelhintergrunds der Verdünnungsluft nach Abschnitt 3.4, kann die Partikelmasse hintergrundkorrigiert werden. In diesem Falle ist die Partikelmasse (g/Prüfung) folgendermaßen zu berechnen:

Hierbei bedeuten:

m_PT, m_sep, m_ed = siehe oben

m_d = Masse der Primärverdünnungsluft, Probenahme mittels Probenentnehmer für Hintergrundpartikel, kg

m_f,d = abgeschiedene Hintergrundpartikelmasse der Primärverdünnungsluft, mg

D = Verdünnungsfaktor gemäß Nummer 5.4.1

6.2.2. Teilstrom-Verdünnungssystem

Die Partikelmasse (g/Prüfung) ist mit einer der folgenden Methoden zu berechnen:

a)

Hierbei bedeuten:

m_f = über den Zyklus abgeschiedene Partikelprobenahmemasse, mg

m_sep = Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelsammelfilter durchströmt, kg

m_edf = Masse des äquivalenten verdünnten Abgases über den gesamten Zyklus, kg

Die äquivalente Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den Zyklus ist wie folgt zu ermitteln:

Hierbei bedeuten:

q_medf,i = momentaner äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten Abgases, kg/s

q_mew,i = momentaner Massendurchsatz des Abgases, kg/s

r_d,i = momentanes Verdünnungsverhältnis

q_mdew,i = momentaner Massendurchsatz des verdünnten Abgases durch den Verdünnungstunnel, kg/s

q_mdw,i = momentaner Massendurchsatz der Verdünnungsluft, kg/s

ƒ = Datenabtastfrequenz, Hz

n = Zahl der Messungen

b)

Hierbei bedeuten:

m_f = über den Zyklus abgeschiedene Partikelprobenahmemasse, mg

r_s = durchschnittliches Probeverhältnis über den Prüfungszyklus

Hierbei bedeuten:

Hierbei bedeuten:

m_se = Probenmasse der Abgasproben über den Zyklus, kg

m_ew = Gesamtmasse des Abgasdurchsatzes über den Zyklus, kg

m_sep = Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelsammelfilter durchströmt, kg

m_sed = Masse des verdünnten Abgases, das den Verdünnungstunnel durchströmt, kg

Hinweis: Im Fall eines Systems mit Vollstromprobenahme sind m_sep und M_sed identisch.

6.3. Berechnung der spezifischen Emission

Die Partikelemission (g/kWh) ist folgendermaßen zu berechnen:

Hierbei bedeutet:

W_act = tatsächliche Zyklusarbeit gemäß Nummer 3.9.2, kWh

6.3.1. Im Fall eines Nachbehandlungssystems mit periodischer Regenerierung sind die Emissionen wie folgt zu wichten:

Hierbei bedeuten:

n1 = Zahl der ETC-Prüfungen zwischen zwei Regenerierungsphasen

n2 = Zahl der ETC-Prüfungen während einer Regenerierungsphase (mindestens eine ETC-Prüfung)

____
PT_n2 = Emissionen während einer Regenerierungsphase

____
PT_n1 = Emissionen außerhalb einer Regenerierungsphase"

g) Anlage 4 wird geändert wie folgt:

i) Nummer 1 erhält folgende Fassung:

"1. Einführung

Die gasförmigen Schadstoffe, Partikelbestandteile sowie der Rauch, die von dem zur Prüfung vorgeführten Motor emittiert werden, sind mit den in Anhang V beschriebenen Methoden zu messen. Die Beschreibung dieser Methoden in Anhang V umfasst auch eine Darstellung der empfohlenen Analysesysteme für die gasförmigen Emissionen (Abschnitt 1) und der empfohlenen Partikelverdünnungs- und -probenahmesysteme (Abschnitt 2) sowie der empfohlenen Trübungsmesser für die Rauchgasmessung (Abschnitt 3).

Beim ESC sind die gasförmigen Bestandteile im unverdünnten Abgas zu bestimmen. Wahlweise können sie im verdünnten Abgas bestimmt werden, wenn ein Vollstrom-Verdünnungssystem für die Partikelbestimmung verwendet wird. Die Partikel sind entweder mit einem Teilstrom- oder mit einem Vollstrom-Verdünnungssystem zu bestimmen.

Für die ETC-Prüfung können folgende Systeme eingesetzt werden:

• ein CVS-Vollstrom-Verdünnungssystem zur Ermittlung der gasförmigen und der Partikelemissionen (Doppelverdünnungssysteme sind zulässig) oder
• eine Kombination von Rohabgasmessung für die gasförmigen Emissionen und einem Teilstrom-Verdünnungssystem für die Partikelemissionen oder
• jede Kombination der beiden Prinzipien (z.B. Rohgasmessung und Vollstrom-Partikelmessung)."

ii) Nummer 2.2 erhält folgende Fassung:

"2.2. Andere Instrumente

Die Messinstrumente für Kraftstoffverbrauch, Luftverbrauch, Kühl- und Schmiermitteltemperatur, Abgasgegendruck und Unterdruck im Einlasskrümmer, Abgastemperatur, Ansauglufttemperatur, atmosphärischen Druck, Luftfeuchtigkeit und Kraftstofftemperatur sind nach Erfordernis zu verwenden. Diese Instrumente müssen den Anforderungen in Tabelle 9 entsprechen:

Tabelle 9 Genauigkeit der Messinstrumente

iii) Die Nummern 2.3 und 2.4 werden gestrichen.

iv) Die Nummern 3 und 4 erhalten folgende Fassung:

"3. Bestimmung der gasförmigen Bestandteile

3.1. Allgemeine Vorschriften für Analysegeräte

Die Analysegeräte müssen einen Messbereich haben, der den Anforderungen an die Genauigkeit bei der Messung der Konzentrationen der Abgasbestandteile entspricht (Nummer 3.1.1). Es wird empfohlen, die Analysegeräte so zu betreiben, dass die gemessene Konzentration zwischen 15 % und 100 % des Skalenendwerts liegt.

Werden Ablesesysteme (Computer, Datenlogger) verwendet, die unterhalb von 15 % des Skalenendwerts ein ausreichendes Maß an Genauigkeit und Auflösung gewährleisten, sind auch Messungen unter 15 % des Skalenendwerts zulässig. In diesem Fall müssen zusätzliche Kalibrierungen an mindestens vier von null verschiedenen, nominell in gleichem Abstand befindlichen Punkten vorgenommen werden, um die Genauigkeit der Kalibrierkurven zu gewährleisten (Nummer 1.6.4 von Anlage 5 dieses Anhangs).

Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der Geräte muss so ausgelegt sein, dass zusätzliche Fehler weitestgehend ausgeschlossen sind.

3.1.1. Genauigkeit

Das Analysegerät darf vom Nennwert des Kalibrierpunktes um höchstens ± 2 % des Anzeigewertes über den gesamten Messbereich außer null sowie vom vollen Skalenendwert bei null um ± 0,3 %, je nachdem, welcher Wert größer ist, abweichen. Die Genauigkeit ist anhand der unter Nummer 1.6. von Anlage 5 dieses Anhangs aufgeführten Kalibriervorschriften zu bestimmen.

Hinweis: Im Sinne dieser Richtlinie ist Genauigkeit definiert als die Abweichung des Anzeigewertes des Analysegeräts von den mit einem Kalibriergas erzielten Kalibrierungsnennwerten (= tatsächlicher Wert).

3.1.2. Präzision

Die Präzision, definiert als das 2,5-Fache der Standardabweichung zehn wiederholter Ansprechreaktionen auf ein bestimmtes Kalibriergas, darf für die verwendeten Messbereiche über 155 ppm (oder ppm C) höchstens ± 1 % der Skalenendkonzentration und für die verwendeten Messbereiche unter 155 ppm (oder ppm C) höchstens ± 2 % betragen.

3.1.3. Rauschen

Das Peak-to-Peak-Ansprechen der Analysatoren auf Null- und Kalibriergase darf während eines Zeitraums von zehn Sekunden 2 % des Skalenendwerts bei allen verwendeten Bereichen nicht überschreiten.

3.1.4. Nullpunktdrift

Der Nullpunktwert wird als mittleres Ansprechen (einschließlich Rauschen) auf ein Nullgas in einem Zeitabschnitt von 30 Sekunden definiert. Die Drift des Nullgasansprechens muss im niedrigsten verwendeten Bereich während eines Zeitraums von einer Stunde weniger als 2 % des Skalenendwerts betragen.

3.1.5. Messbereichsdrift

Das Kalibriergasansprechen wird als mittleres Ansprechen (einschließlich Rauschen) auf ein Kalibriergas in einem Zeitabschnitt von 30 Sekunden definiert. Die Drift des Kalibriergasansprechens muss im niedrigsten verwendeten Bereich während eines Zeitraums von einer Stunde weniger als 2 % des Skalenendwerts betragen.

3.1.6. Anstiegzeit

Die Anstiegzeit des in der Messanlage angebauten Analysegeräts darf höchstens 3,5 s betragen.

Hinweis: Die Eignung des gesamten Systems für instationäre Prüfungen lässt sich nicht eindeutig definieren, wenn lediglich die Ansprechzeit des Analysegerätes bewertet wird. Volumina, insbesondere Totvolumina im ganzen System, beeinflussen nicht nur die Beförderungszeit von der Sonde zum Analysator, sondern auch die Anstiegzeit. Auch die Beförderungszeiten innerhalb eines Analysators wären als Ansprechzeit des Analysators zu definieren, etwa die Konverter oder Wasserabscheider im Inneren von NO_x-Analysatoren. Die Ermittlung der Gesamtansprechzeit des Systems wird unter Nummer 1.5 in Anlage 5 zu diesem Anhang beschrieben.

3.2. Gastrocknung

Das wahlweise zu verwendende Gastrocknungsgerät muss die Konzentration der gemessenen Gase so gering wie möglich beeinflussen. Die Anwendung chemischer Trockner zur Entfernung von Wasser aus der Probe ist nicht zulässig.

3.3. Analysegeräte

Die bei der Messung anzuwendenden Grundsätze werden in den Abschnitten 3.3.1 bis 3.3.4 beschrieben. Eine ausführliche Darstellung der Meßsysteme ist in Anhang V enthalten. Die zu messenden Gase sind mit den nachfolgend aufgeführten Geräten zu analysieren. Bei nichtlinearen Analysatoren ist die Verwendung von Linearisierungsschaltkreisen zulässig.

3.3.1. Kohlenmonoxid-(CO-)Analyse

Der Kohlenmonoxidanalysator muss ein nicht dispersiver Infrarotabsorptionsanalysator (NDIR) sein.

3.3.2. Kohlendioxid-(CO₂-)Analyse

Der Kohlendioxidanalysator muss ein nicht dispersiver Infrarotabsorptionsanalysator (NDIR) sein.

3.3.3. Kohlenwasserstoff-(HC-)Analyse

Bei Dieselmotoren muss der Kohlenwasserstoffanalysator ein beheizter Flammenionisationsdetektor (HFID) mit Detektor, Ventilen, Rohrleitungen usw. sein, der so zu beheizen ist, dass die Gastemperatur auf 463 K ± 10 K (190 ± 10 °C) gehalten wird. Bei NG-betriebenen und LPG-betriebenen Gasmotoren kann der Kohlenwasserstoffanalysator in Abhängigkeit von der verwendeten Methode ein nicht beheizter Flammenionisationsdetektor (FID) sein (siehe Anhang V Nummer 1.3).

3.3.4. Nichtmethan-Kohlenwasserstoff-Analyse (NMHC-Analyse) (nur für NG-betriebene Gasmotoren)

Nichtmethan-Kohlenwasserstoff sollte durch eine der folgenden Methoden bestimmt werden:

3.3.4.1. Gaschromatographische Methode (GC-Methode)

Zur Bestimmung der Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe ist das mit einem bei 423 K (150 °C) konditioniertem Gaschromatographen (GC) analysierte Methan von den nach Nummer 3.3.3 gemessenen Kohlenwasserstoffen zu subtrahieren.

3.3.4.2. Nichtmethan-Cutter-Methode (NMC-Methode)

Die Bestimmung der Nichtmethanfraktion erfolgt mittels eines beheizten, mit einem FID in Reihe angeordneten NMC gemäß Nummer 3.3.3, indem das Methan von den Kohlenstoffen subtrahiert wird.

3.3.5. Stickoxid-Analyse (NO_x-Analyse)

Der Stickoxidanalysator muss ein Chemilumineszenzdetektor (CLD) oder beheizter Chemilumineszenzdetektor (HCLD) mit einem NO₂/NO-Konverter sein, wenn die Messung im trockenen Bezugszustand erfolgt. Bei Messung im feuchten Bezugszustand ist ein auf über 328 K (55 °C) gehaltener HCLD mit Konverter zu verwenden, vorausgesetzt, die Prüfung auf Wasserdampf-Querempfindlichkeit (siehe Nummer 1.9.2.2 von Anlage 5 zu diesem Anhang) ist erfüllt.

3.3.6. Luft-Kraftstoff-Messung

Als Luft-Kraftstoff-Messgerät zur Bestimmung des Abgasdurchflusses nach Nummer 4.2.5 in Anlage 2 zu diesem Anhang ist eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sonde oder eine Lambda-Sonde des Typs Zirconia, jeweils mit breitem Messbereich, zu verwenden. Die Sonde ist unmittelbar am Auspuffrohr anzubringen, wo die Abgastemperatur noch so hoch ist, dass Wasserkondensation vermieden wird.

Die Präzision der Sonde mit eingebauter Elektronik muss sich in folgendem Bereich bewegen:

± 3 % Anzeigegenauigkeit λ < 2

± 5 % Anzeigegenauigkeit 2< λ < 5

± 10 % Anzeigegenauigkeit 5< λ

Um die oben angegebene Präzision zu erreichen, ist die Sonde nach Herstellerangaben zu kalibrieren.

3.4. Probenahme von gasförmigen Emissionen

3.4.1. Unverdünntes Abgas

Die Probenahmesonden für gasförmige Emissionen sind so anzubringen, dass sie mindestens 0,5 m oder um das Dreifache des Durchmessers des Auspuffrohrs (je nachdem, welcher Wert höher ist) oberhalb vom Austritt der Auspuffanlage entfernt sind und sich so nahe am Motor befinden, dass eine Abgastemperatur von mindestens 343 K (70 °C) an der Sonde gewährleistet ist.

Bei einem Mehrzylindermotor mit einem verzweigten Auspuffkrümmer muss der Einlass der Sonde so weit in Strömungsrichtung entfernt sein, dass die Probe für die durchschnittlichen Abgasemissionen aus allen Zylindern repräsentativ ist. Bei Motoren mit mehreren Zylindern und getrennten Auspuffkrümmern, etwa bei V-Motoren, sollten die Krümmer nach Möglichkeit in Strömungsrichtung vor der Sonde zusammengeführt werden. Wenn dies nicht praktikabel ist, ist es zulässig, die Probe der Gruppe mit den höchsten CO₂-Emissionen zu entnehmen. Es können auch andere Methoden angewandt werden, die den obigen Methoden nachweislich entsprechen. Bei der Berechnung der Abgasemissionen ist der gesamte Abgasmassendurchsatz des Motors zugrunde zu legen.

Ist der Motor mit einer Anlage zur Abgasnachbehandlung versehen, so muss die Abgasprobe hinter dieser Anlage entnommen werden.

3.4.2. Verdünntes Abgas

Das Auspuffrohr zwischen dem Motor und dem Vollstrom-Verdünnungssystem muss den Bestimmungen von Anhang V Nummer 2.3.1, EP, entsprechen.

Die Sonde(n) für die Entnahme der gasförmigen Emissionen muss (müssen) im Verdünnungstunnel an einer Stelle angebracht sein, wo Verdünnungsluft und Abgas gut vermischt sind, und sich nahe der Partikel-Probenahmesonde befinden.

Die Probenentnahme kann grundsätzlich auf zwei Arten erfolgen:

• Die Schadstoffproben werden über den gesamten Zyklus hinweg in einen Probenahmebeutel geleitet und nach Abschluss der Prüfung gemessen,
• die Schadstoffproben werden fortlaufend entnommen und über den Zyklus integriert; für HC und NO_x ist dieses Verfahren verbindlich.

4. Partikelbestimmung

Die Bestimmung der Partikel erfordert ein Verdünnungssystem. Die Verdünnung kann mit einem Teilstrom-Verdünnungssystem oder mit einem Vollstromsystem mit doppelter Verdünnung erfolgen. Die Durchflussleistung des Verdünnungssystems muss so groß sein, dass die Wasserkondensation im Verdünnungs- und im Probenahmesystem vollständig verhindert wird. Die Temperatur des verdünnten Abgases muss unmittelbar vor dem Filterhalter weniger als 350 K (52 °C) (*) betragen. Die Steuerung der Feuchtigkeit der Verdünnungsluft vor Eintritt in das Verdünnungssystem ist zulässig, und insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit ist es sinnvoll, die Verdünnungsluft zu entfeuchten. Die Temperatur der Verdünnungsluft muss nahe am Einlass zum Verdünnungstunnel mehr als 288 K (15 °C) betragen.

Das Teilstrom-Verdünnungssystem muss so ausgelegt sein, dass es aus dem Abgasstrom des Motors eine proportionale Rohabgasprobe entnimmt und folglich Ausschläge des Abgasdurchsatzes mitvollzieht und diese Probe mit Verdünnungsluft vermischt, sodass am Prüffilter eine Temperatur unter 325 K (52 °C) erreicht wird. Dazu ist es wesentlich, dass das Verdünnungsverhältnis oder das Probeverhältnis r_dil oder r_s so bestimmt wird, dass die Genauigkeitsgrenzen nach Anlage 5 Nummer 3.2.1 zu diesem Anhang eingehalten werden. Es können verschiedene Entnahmemethoden verwendet werden, wobei die Art der Entnahme wesentlichen Einfluss auf die zu verwendenden Probenahmegeräte und -verfahren hat (Anhang V Nummer 2.2).

Im Allgemeinen ist die Sonde für die Partikelprobenahme in der Nähe der Sonde für die Entnahme der gasförmigen Emissionen anzubringen, jedoch so weit von dieser entfernt, dass gegenseitige Beeinflussungen nicht auftreten. Die Einbauvorschriften nach Nummer 3.4.1 gelten folglich auch für die Partikelbeprobung. Die Probenahmeleitung muss den Anforderungen von Anhang V Nummer 2 genügen.

Bei einem Mehrzylindermotor mit einem verzweigten Auspuffkrümmer muss der Einlass der Sonde so weit in Strömungsrichtung entfernt sein, dass die Probe für die durchschnittlichen Abgasemissionen aus allen Zylindern repräsentativ ist. Bei Motoren mit mehreren Zylindern und getrennten Auspuffkrümmern, etwa bei V-Motoren, sollten die Krümmer nach Möglichkeit in Strömungsrichtung vor der Sonde zusammengeführt werden. Wenn dies nicht praktikabel ist, ist es zulässig, die Probe der Gruppe mit den höchsten Partikelemissionen zu entnehmen. Es können auch andere Methoden angewandt werden, die den obigen Methoden nachweislich entsprechen. Bei der Berechnung der Abgasemissionen ist der gesamte Abgasmassendurchsatz des Motors zugrunde zu legen.

Zur Bestimmung der Partikelmasse werden ein Partikel-Probenahmesystem, Partikel-Probenahmefilter, eine Mikrogramm-Waage und eine Wägekammer mit kontrollierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit benötigt.

Bei der Partikel-Probenahme ist die Einzelfiltermethode anzuwenden, bei der für alle Prüfphasen des Prüfzyklus ein Filter verwendet wird (siehe Nummer 4.1.3). Bei der ESC-Prüfung ist während der Probenahmephase der Prüfung genau auf die Probenahmezeiten und die Durchsätze zu achten.

4.1. Partikel-Probenahmefilter

Zur Beprobung des verdünnten Abgases ist ein Filter zu verwenden, der während der Prüffolge die Anforderungen nach 4.1.1 und 4.1.2 erfüllt.

4.1.1. Spezifikation der Filter

Es werden fluorkohlenstoffbeschichtete Glasfaserfilter benötigt. Bei allen Filtertypen muss der Abscheidegrad von 0,3 µm-DOP (Dioctylphthalat) bei einer Anströmgeschwindigkeit des Gases zwischen 35 und 100 cm/s mindestens 99 % betragen.

4.1.2. Filtergröße

Empfohlen werden Partikelfilter mit einem Durchmesser von 47 mm oder 70 mm. Filter mit größerem Durchmesser sind zulässig (Nummer 4.1.4), Filter mit kleinerem Durchmesser sind nicht zulässig.

4.1.3. Filteranströmgeschwindigkeit

Es muss eine Gasanströmgeschwindigkeit durch das Filter von 35 bis 100 cm/s erreicht werden. Die Steigerung des Druckabfalls zwischen Beginn und Ende der Prüfung darf 25 kPa nicht überschreiten.

4.1.4. Filterbeladung

Tabelle 10 enthält die erforderlichen Filter-Mindestbeladungen für die gebräuchlichsten Filtergrößen. Bei größeren Filtern beträgt die Mindestfilterbeladung 0,065 mg/1.000 mm² Filterfläche.

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