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Kapitel 4
Zulassung in Serie gefertigter Motoren:
Motorfamilien- und Motorgruppen-Konzept
4.1 Allgemeines
4.1.1 Um zu vermeiden, dass jeder einzelne Motor auf Einhaltung der Grenzwerte für NOx-Emissionen geprüft werden muss, können zwei Zulassungskonzepte angewendet werden: zum einen das Motorfamilien-Konzept, zum anderen das Motorgruppen-Konzept.
4.1.2 Das Motorfamilien-Konzept kann auf alle in Serie gefertigten Motoren angewendet werden, die durch ihre Bauweise nachweislich ähnliche NOx-Emissionsmerkmale aufweisen, die nach der Herstellung in unveränderter Form eingebaut werden und bei deren Einbau an Bord keine Nachjustierungen oder sonstigen Modifikationen erforderlich sind, welche die NOx-Emissionen nachteilig beeinflussen könnten.
4.1.3 Das Motorgruppen-Konzept kann auf kleinere Motorenserien angewendet werden, die für ähnliche Anwendungen hergestellt werden und bei deren Einbau oder Betrieb an Bord nur geringfügige Nachjustierungen oder sonstigen Modifikationen erforderlich sind. Normalerweise handelt es sich hierbei um Motoren mit hoher Leistung für den Hauptantrieb.
4.1.4 Zunächst kann der Motorenhersteller nach eigenem Ermessen bestimmen, ob Motoren nach dem Motorfamilien- oder dem Motorgruppen-Konzept eingestuft werden sollen. Allgemein ist die Anwendung des einen oder des anderen Konzepts davon abhängig, ob die Motoren nach dem Prüfstandverfahren einer Modifikation unterzogen werden, und von welchem Umfang diese Modifikation ist.
4.2 Dokumentation
4.2.1 Sämtliche Zertifizierungsunterlagen müssen von der dazu gehörig befugten Verwaltung ausgestellt und authentifiziert werden. In diesen Unterlagen sind auch alle Zertifizierungsbedingungen anzugeben, einschließlich der Regelungen über den Austausch von Ersatzteilen, durch die eine fortgesetzte Einhaltung der Emissionsgrenzwerte sichergestellt wird.
4.2.2 Die zum Motorparameter-Kontrollverfahren bei Motoren innerhalb einer Motorgruppe erforderliche Dokumentation ist in Punkt 6.2.3 angegeben.
4.3 Anwendung des Motorfamilien-Konzepts
4.3.1 Durch das Motorfamilien-Konzept wird eine Verringerung der Anzahl der Motoren ermöglicht, die zur Zulassungsprüfung vorzuführen sind, und gleichzeitig sichergestellt, dass alle Motoren der Familie die Zulassungsanforderungen erfüllen. Bei Anwendung des Motorfamilien-Konzepts werden Motoren mit ähnlichen Emissionsmerkmalen und ähnlicher Bauart durch einen Stamm-Motor der Familie vertreten.
4.3.2 Bei Anwendung des Motorfamilien-Konzepts können Motoren zusammengefaßt werden, die in Serie gefertigt werden und bei denen keine Modifikationen vorgesehen sind.
4.3.3 Das Auswahlverfahren für den Stamm-Motor erfolgt in der Art und Weise, dass der ausgewählte Motor diejenigen Merkmale aufweist, die sich hinsichtlich der NOx-Emissionen am nachteiligsten auswirken. Dieser Motor hat im allgemeinen die höchsten NOx-Emissionen von allen Motoren der Familie.
4.3.4 Der Motorenhersteller schlägt auf der Grundlage von Prüfungen und fundiertem Ingenieurwissen vor, welche Motoren in eine Motorfamilie aufgenommen werden sollen, welche(r) Motor(en) die höchsten NOx-Emissionen erzeugt (erzeugen) und welche(r) Motor(en) für die Zertifizierungsuntersuchung gewählt werden sollte(n).
4.3.5 Die Verwaltung überprüft im Rahmen des Zertifizierungsverfahrens die Auswahl des Stamm-Motors aus der Familie; sie kann für das Zertifizierungsverfahren oder zur Prüfung der Produktkonformität einen anderen Motor auszuwählen, um sicherzustellen, dass die gesamte Motorfamilie die Grenzwerte für NOx-Emissionen einhält.
4.3.6 Das Motorfamilien-Konzept gestattet geringfügige Einstellungen an den Motoren mittels der einstellbaren Merkmale. Schiffsmotoren mit einstellbaren Merkmalen müssen alle Anforderungen für den gesamten physikalisch möglichen Einstellungsbereich erfüllen. Ein Merkmal des Motors gilt als nicht einstellbar, wenn es dauerhaft versiegelt beziehungsweise anderweitig nicht auf normalem Wege zugänglich ist. Die Verwaltung kann vorschreiben, dass einstellbare Merkmale zur Zertifizierung oder zur Prüfung während des Betriebs auf bestimmte Werte innerhalb des einstellbaren Bereichs eingestellt werden, um so die Einhaltung der Vorschriften festzustellen.
4.3.7 Vor Erteilung einer Motorfamilien-Zulassung muss die Verwaltung die notwendigen Maßnahmen ergreifen, um festzustellen, ob geeignete Vorkehrungen zur Sicherstellung einer wirkungsvollen Überwachung der Gleichartigkeit der Fertigung getroffen worden sind.
4.3.8 Richtlinien für die Auswahl einer Motorfamilie
4.3.8.1 Eine "Motorfamilie" ist durch grundlegende Eigenschaften definiert, die bei allen Motoren der Familie gleich sein müssen. In manchen Fällen kann eine Wechselwirkung zwischen bestimmten Parametern bestehen. Solche Effekte müssen ebenfalls berücksichtigt werden, damit sichergestellt ist, dass nur Motoren mit ähnlichen Abgascharakteristika in eine Motorfamilie aufgenommen werden. Beispielsweise ist bei manchen Motoren aufgrund des verwendeten Ansaug- oder Kraftstoffzuführungssystems die Zylinderanzahl ein einschlägiger Parameter, während bei anderen die Abgascharakteristika von der Anzahl oder Anordnung der Zylinder unabhängig sind.
4.3.8.2 Der Motorenhersteller ist dafür verantwortlich, aus den verschiedenen Modellen die Motoren auszuwählen, die in eine Motorfamilie aufgenommen werden sollen. Die nachstehenden Grundeigenschaften, jedoch nicht die Spezifikationen, müssen alle Motoren innerhalb einer Motorfamilie gemeinsam haben:
4.3.8.3 Weist ein Motor weitere Merkmale auf, durch welche die NOx-Abgasemissionen beeinflußt werden können, so sind diese Merkmale zu identifizieren und bei der Auswahl der in die Familie aufzunehmenden Motoren zu berücksichtigen.
4.3.9 Regeln für die Auswahl des Stamm-Motors einer Motorfamilie
4.3.9.1 Das Verfahren zur Auswahl des Stamm-Motors für die NOx-Messung ist mit der Verwaltung abzustimmen und von dieser zu genehmigen. Grundsätzlich wird bei diesem Verfahren ein Motor mit Merkmalen und Charakteristika ausgewählt, die erfahrungsgemäß die höchsten NOx-Emissionen produzieren, ausgedrückt in Gramm pro Kilowattstunde (g/kWh). Die Bestimmung dieser Merkmale und Charakteristika setzt eine genaue Kenntnis der Motoren der Familie voraus. Unter bestimmten Umständen kann die Verwaltung festlegen, dass die ungünstigsten NOx-Abgasmengen am wirksamsten durch Prüfung eines zweiten Motors bestimmt werden können. Die Verwaltung kann in einem solchen Fall einen zweiten Motor zur Prüfung auswählen, von dem aufgrund seiner Merkmale anzunehmen ist, dass er die höchsten NOx-Emissionswerte aller Motoren der Familie aufweist. Weisen die Motoren der Familie variable Merkmale auf, durch welche die NOx-Abgasemissionen beeinflußt werden können, so sind diese Merkmale ebenfalls zu identifizieren und bei der Auswahl des Stamm-Motors zu berücksichtigen.
4.3.9.2 Bei der Auswahl des Stamm-Motors für die NOx-Emissionskontrolle sind die nachstehenden Kriterien zu berücksichtigen; allerdings ist bei diesem Auswahlprozeß auch das Zusammenwirken der grundlegenden Eigenschaften laut Motorspezifikation zu berücksichtigen:
4.3.9.3 Weisen die Motoren der Familie weitere variable Merkmale auf, durch welche die NOx-Abgasemissionen beeinflußt werden können, so sind diese Merkmale ebenfalls zu identifizieren und bei der Auswahl des Stamm-Motors zu berücksichtigen.
4.3.10 Zertifizierung einer Motorfamilie
4.3.10.1 Die Zertifizierungsunterlagen müssen eine vom Motorenhersteller zu erstellende und zu aktualisierende sowie von der Verwaltung genehmigte Liste enthalten, in der alle als zu derselben Motorfamilie gehörend akzeptierten Motoren und deren Spezifikationen, die etwaigen Beschränkungen bei ihren Betriebsbedingungen sowie die Einzelheiten und Grenzwerte der zulässigen Motoreinstellungen aufgeführt sind.
4.3.10.2 Für jeden Motor einer Motorfamilie nach der vorliegenden Technischen Vorschrift muss ein Vor-Zeugnis, das EIAPP-Zeugnis, ausgestellt werden, in dem bestätigt wird, dass der Stamm-Motor die in Regel 13 von Anlage VI spezifizierten NOx-Grenzwerte einhält.
4.3.10.3 Wird der Stamm-Motor einer Motorfamilie unter den ungünstigsten in der vorliegenden Technischen Vorschrift genannten Bedingungen geprüft/gemessen und überschreitet er dabei nachweislich nicht die maximal zulässigen Emissionsgrenzwerte (siehe 3.1), so werden die Ergebnisse der Prüfung und der NOx-Messung in das EIAPP-Zeugnis eingetragen, das für diesen Stamm-Motor und alle anderen Motoren der Motorfamilie ausgestellt wird.
4.3.10.4 Vereinbaren zwei oder mehr Verwaltungen, ihre EIAPP-Zeugnisse gegenseitig zu akzeptieren, dann ist auch die gesamte Motorfamilie, die von einer dieser Verwaltungen zertifiziert worden ist, von den anderen Verwaltungen, die eine Vereinbarung mit der ursprünglich zertifizierenden Verwaltung abgeschlossen haben, zu akzeptieren, sofern in jener Vereinbarung nichts anderes bestimmt ist. Zeugnisse, die im Rahmen solcher Vereinbarungen ausgestellt worden sind, gelten bis zum Nachweis des Gegenteils als Beweis dafür, dass alle Motoren, die Gegenstand der Motorfamilien-Zulassung sind, die betreffenden Grenzwerte für NOx-Emissionen einhalten. Es ist kein weiterer Nachweis über die Einhaltung der Regel 13 von Anlage VI erforderlich, sofern überprüft worden ist, ob an dem eingebauten Motor keine Modifikationen vorgenommen worden sind und dass die Nachjustierung des Motors innerhalb des in der Motorfamilien-Zulassung zugelassenen Bereichs liegt.
4.3.10.5 Soll der Stamm-Motor einer Motorfamilie nach einem anderen Standard oder einem anderen Prüfzyklus als den in der vorliegenden Technischen Vorschrift zugelassenen zertifiziert werden, so hat der Hersteller gegenüber der Verwaltung den Nachweis zu erbringen, dass die gewichteten mittleren NOx-Emissionen der entsprechenden Prüfzyklen innerhalb der einschlägigen Grenzwerte der Regel 13 von Anlage VI und der vorliegenden Technischen Vorschrift liegen, bevor die Verwaltung ein EIAPP-Zeugnis ausstellen darf.
4.3.10.6 Vor der Erteilung einer Motorfamilien-Zulassung für neue in Serie gefertigte Motoren muss die Verwaltung alle erforderlichen Maßnahmen treffen, um sicherzustellen, dass durch angemessene Vorkehrungen eine wirksame Kontrolle der Produktionskonformität gewährleistet wird. Diese Vorschrift trifft jedoch unter Umständen nicht auf Motorfamilien zu, die nach Ausstellung des EIAPP-Zeugnisses zum Zwecke von Motormodifikationen an Bord gebildet worden sind.
4.4. Anwendung des Motorgruppen-Konzepts
4.4.1 Es handelt sich hierbei um Motoren, die in erster Linie für Schiffshauptantriebe bestimmt sind. Normalerweise sind die Motoren entsprechend den Betriebsbedingungen an Bord einzustellen oder zu modifizieren. Diese Änderungen dürfen jedoch nicht dazu führen, dass die NOx-Emissionen die in Punkt 3.1 der vorliegenden Technischen Vorschrift genannten Grenzwerte überschreiten.
4.4.2 Das Motorgruppen-Konzept ermöglicht auch eine Verringerung der Zahl der Motoren, die zur Zulassungsprüfung vorgeführt werden müssen, wenn Modifikationen während der Produktion oder während des Einsatzes an Bord vorgenommen werden.
4.4.3 Das Motorgruppen-Konzept kann allgemein auf alle Baumuster von Motoren angewendet werden, welche die gleichen in Punkt 4.4.5 festgelegten Konstruktionsmerkmale aufweisen, wobei eine Nachjustierung oder sonstige Modifikation einzelner Motoren nach der Prüfstandmessung zulässig ist. Die Motoren, die in eine Motorgruppe aufgenommen werden, und die Auswahl des Stamm-Motors müssen mit der Verwaltung abgestimmt und von dieser genehmigt werden.
4.4.4 Beantragt der Motorenhersteller oder ein sonstiger Beteiligter die Anwendung des Motorgruppen-Konzepts, so ist der Antrag von der Verwaltung im Rahmen des Zertifizierungsverfahrens zu prüfen. Beschließt der Eigentümer des Motors, mit oder ohne technische Unterstützung durch den Motorenhersteller an einer Reihe ähnlicher in seinem Eigentum befindlicher Motoren Modifikationen vorzunehmen, so kann der Eigentümer eine Motorgruppen-Zertifizierung beantragen. Zu der Motorgruppe kann ein Testmotor gehören, der auf dem Prüfstand getestet wird. Typische Anwendungen sind ähnliche Modifikationen an ähnlichen Motoren im Betrieb oder ähnliche Motoren unter ähnlichen Betriebsbedingungen.
4.4.5 Regeln für die Auswahl einer Motorgruppe
4.4.5.1 Eine "Motorgruppe" kann durch grundlegende Charakteristika und Spezifikationen, zusätzlich zu den in Punkt 4.3.8 für Motorfamilien genannten Parametern, definiert werden.
4.4.5.2 Motoren innerhalb einer Motorgruppe müssen nachstehende Parameter und Spezifikationen gemeinsam haben:
4.4.5.3 Allgemein gilt, dass Motoren nicht als Motorgruppe betrachtet werden können, wenn die in Punkt 4.4.5.2 genannten Parameter nicht für alle einschlägigen Motoren übereinstimmen. Eine Anerkennung als Motorgruppe ist jedoch auch dann möglich, wenn nur eine(r) dieser Parameter beziehungsweise Spezifikationen nicht auf alle Motoren einer beabsichtigten Motorgruppe zutrifft, vorausgesetzt, der Motorenhersteller oder der Reeder kann mittels der Technischen NOx-Akte gegenüber der Verwaltung nachweisen, dass trotz der Abweichung dieses einen Parameters oder dieser einen Spezifikation alle Motoren innerhalb der Motorgruppe weiterhin die Grenzwerte für NOx-Emissionen einhalten.
4.4.6 Richtlinien für zulässige Nachjustierungen oder sonstige Modifikationen innerhalb einer Motorgruppe
4.4.6.1 Geringfügige Nachjustierungen oder sonstige Modifikationen im Rahmen des Motorgruppen-Konzepts sind innerhalb einer Motorgruppe unter nachstehenden Bedingungen auch nach der Vor-Zertifizierung oder der abschließenden Prüfstandmessung zulässig, wenn hierfür das Einverständnis der Beteiligten und die Genehmigung der Verwaltung eingeholt worden sind:
4.4.6.2 Nachstehend eine, wenngleich nicht abschließende, Auswahl von Beispielen für zulässige Nachjustierungen oder sonstige Modifikationen an Motoren einer Motorgruppe:
4.4.6.3 Die obenstehenden Beispiele für nach dem Prüfstandlauf durchgeführte Modifikationen führen zu wesentlichen Verbesserungen einzelner Komponenten oder der Motorleistung im Laufe der Lebensdauer eines Motors. Hierin besteht einer der Hauptgründe für das Motorgruppen-Konzept. Auf Antrag kann die Verwaltung die Ergebnisse einer Prüfung an einem Motor, möglicherweise einem Testmotor, zum Nachweis des Einflusses der Modifikationen auf die NOx-Emissionen akzeptieren, die für alle Motoren der Motorengruppe gelten, ohne weitere Annahmemessungen für jeden einzelnen Motor der Gruppe zu verlangen.
4.4.7 Richtlinien für die Auswahl des Stamm-Motors einer Motorgruppe
Die Auswahl des Stamm-Motors erfolgt entsprechend den anwendbaren Kriterien in Punkt 4.3.9. Der Stamm-Motor einer in Kleinserie gefertigten Motorgruppe kann nicht immer auf gleiche Weise ausgewählt werden wie der einer in Großserie gefertigten Motorfamilie. Der erste bestellte Motor kann als Stamm-Motor registriert werden. Das Verfahren zur Auswahl des Stamm-Motors, der die Motorgruppe vertreten soll, muss mit der Verwaltung abgestimmt und von dieser genehmigt werden.
4.4.8 Zertifizierung einer Motorfamilie
Die Anforderungen aus Punkt 4.3.10 sind sinngemäß auf die Motorgruppe zu übertragen.
Kapitel 5
Verfahren für die Messung der NOx-Emissionen auf dem Prüfstand
5.1 Allgemeines
5.1.1 Dieses Verfahren gilt für jede erste Zulassungsprüfung von Schiffsmotoren unabhängig von dem Ort, an dem die Prüfung durchgeführt wird (Beschreibung der Verfahren in Punkt 2.1.2.1 und 2.1.2.2).
5.1.2 Das vorliegende Kapitel legt die Mess- und Berechnungsverfahren für gasförmige Abgasemissionen aus Hubkolben-Verbrennungsmotoren unter stationären Bedingungen fest, die erforderlich sind, um den gewichteten Durchschnittswert der NOx-Abgasemissionen zu ermitteln.
5.1.3 Viele der nachstehenden Verfahren enthalten eine genaue Beschreibung von Laborverfahren, da für die Bestimmung eines Emissionswerts eine komplexe Folge von Einzelmessungen und nicht nur die Ermittlung eines einzelnen Messwerts erforderlich ist. Die ermittelten Ergebnisse sind daher ebenso von der Durchführung der Messung wie vom Motor und vom Prüfverfahren abhängig.
5.1.4 Dieses Kapitel enthält die Beschreibung des Verfahrens für die Prüfstandmessung mit der Darstellung von Prüf- und Messverfahren, Prüflauf und Prüfbericht.
5.1.5 Grundsätzlich müssen während der Emissionsprüfung die gleichen Hilfseinrichtungen an den Motor angebaut sein, die auch während des Betriebs an Bord verwendet werden.
5.1.6 Bei vielen Baumustern von Motoren, die unter die vorliegende Technische Vorschrift fallen, sind die während des Betriebs am Motor angebauten Hilfsvorrichtungen zum Zeitpunkt der Herstellung oder Zertifizierung noch nicht bekannt. Aus diesem Grund werden die Emissionen auf der Basis der Bremsleistung nach der Begriffsbestimmung in Punkt 1.3.13 ausgedrückt.
5.1.7 Ist es nicht sinnvoll, den Motor unter den in Punkt 5.2.3 beschriebenen Bedingungen zu prüfen (zum Beispiel, wenn der Motor und das angetriebene Aggregat eine zusammengehörige Einheit bilden), so kann der Motor unter Verwendung anderer Hilfseinrichtungen geprüft werden. In diesem Fall sind die Werte der Leistungsbremse nach den Punkten 5.2.3 und 5.9 zu bestimmen. Die Leistungen der Hilfseinrichtungen dürfen den Wert von 5 % der größten gemessenen Leistung nicht überschreiten. Wird dieser Wert überschritten, so ist dies von der Verwaltung vor der Durchführung der Prüfung zu genehmigen.
5.1.8 Alle Volumina und Volumenströme müssen auf 273 K (0 °C) und 101,3 kPa bezogen sein.
5.1.9 Sofern nichts anderes bestimmt ist, sind die Ergebnisse aller nach diesem Kapitel vorgeschriebenen Messungen sowie alle nach diesem Kapitel vorgeschriebenen Prüfdaten und Berechnungen im Motor-Prüfbericht nach Punkt 5.10 festzuhalten.
5.2 Prüfbedingungen
5.2.1 Parameter für Prüfbedingungen und Gültigkeit der Prüfergebnisse für die Motorfamilien-Zulassung
Der Parameter fa ist nach den nachstehenden Gleichungen zu bestimmen:
| (1) |  |
| (2) |  |
Für die Gültigkeit der Prüfung muss der Parameter ~a in nachstehenden Grenzen liegen:
| (3) | 0.98 < fa < 1.02 |
Ist es aus offensichtlichen technischen Gründen nicht möglich, diese Vorschrift zu erfüllen, so liegt der Parameter fa zwischen 0,93 und 1,07.
5.2.2 Motoren mit Ladeluftkühlung
5.2.2.1 Die Temperatur des Kühlmittels und die Temperatur der Ladeluft sind aufzuzeichnen. Das Kühlsystem ist bei Bezugsdrehzahl und Bezugsbelastung des Motors einzustellen. Die Ladelufttemperatur und der Druckabfall im Kühler dürfen höchstens ± 4 K und ± 2 kPa von den Angaben des Motorenherstellers abweichen.
5.2.2.2 Alle Motoren, die zur Installation auf Schiffen vorgesehen sind, müssen mit der für den Verwendungszweck vorgesehenen Ausrüstung bei einer Seewassertemperatur von 25 °C innerhalb der zulässigen NOx-Grenzwerte in Regel 13 Absatz 3 von Anlage VI betrieben werden können.
5.2.3 Leistung
5.2.3.1 Grundlage für die Messung der spezifischen Emission ist die unkorrigierte Bremsleistung.
5.2.3.2 Bestimmte Hilfseinrichtungen, die für den Betrieb des Motors nicht erforderlich sind und die an dem Motor angebaut sein können, können zur Prüfung des Motors abgebaut werden. Siehe hierzu auch die Punkte 5.1.5 und 5.1.6.
5.2.3.3 Sind Hilfseinrichtungen, die für den Betrieb des Motors nicht erforderlich sind, nicht abgebaut worden, so ist die Leistungsaufnahme dieser Hilfseinrichtungen bei den Prüfdrehzahlen zu bestimmen, um nach Gleichung (18) die unkorrigierte Bremsleistung berechnen zu können. Siehe hierzu auch Punkt 5.12.5.1.
5.2.4 Motor-Luftansaugsystem
Der Motor muss bei der Prüfung mit einem Luftansaugsystem ausgerüstet sein, das einen Ansaugluftwiderstand bewirkt, wie ihn der Motorenhersteller unter definierten Motorbetriebsbedingungen für einen sauberen Luftfilter festgelegt hat, und der den größten Luftdurchsatz im Hinblick auf die jeweilige Motoranwendung ergibt.
5.2.5 Motorabgassystem
Der Motor muss auf dem Prüfstand mit einem Abgassystem ausgerüstet sein, mit dem ein Abgasgegendruck erreicht wird, der dem vom Motorenhersteller vorgegebenen Wert unter definierten Motorbetriebsbedingungen entspricht und bei dem die maximale Leistung nach den Angaben des Motorenherstellers für die jeweilige Anwendung erreicht wird.
5.2.6 Kühlsystem
Der Motor ist mit einem ausreichend dimensionierten Kühlsystem auszurüsten, um den Motor bei normalen Betriebsbedingungen gemäß Spezifikation des Herstellers betreiben zu können.
5.2.7 Schmieröl
Die Eigenschaften des für die Prüfung verwendeten Schmieröls sind aufzuzeichnen.
5.3 Prüfkraftstoffe
5.3.1 Die Eigenschaften des Kraftstoffes können die Abgasemissionen des Motors beeinflussen. Deshalb müssen die Eigenschaften des Kraftstoffs, der bei der Prüfung verwendet worden ist, bestimmt und aufgezeichnet werden. In Fällen, in denen Referenz-Kraftstoffe verwendet werden, müssen die Referenz-Kurzbezeichnungen oder Spezifikationen und die Kraftstoffanalyse mitgeliefert werden.
5.3.2 Die Auswahl des für die Prüfung verwendeten Kraftstoffs hängt von dem Zweck der Prüfung ab. Sofern keine anderweitige Genehmigung der Verwaltung vorliegt, ist ein Schiffsdieselkraftstoff nach SO 8217, 1996, Typ DM mit den für den Motortyp geeigneten Eigenschaften zu verwenden, falls kein sonstiger geeigneter Referenz-Kraftstoff zur Verfügung steht.
5.3.3 Die Kraftstofftemperatur muss den Empfehlungen des Herstellers entsprechen. Die Kraftstofftemperatur ist entweder am Eintritt in die Einspritzpumpe oder an einer Stelle zu messen, die von dem Hersteller festgelegt worden ist. Die Temperatur und die Messstelle sind aufzuzeichnen.
5.4 Messausrüstung
5.4.1 Die Emission gasförmiger Komponenten durch den Motor, der für die Untersuchung vorgesehen ist, ist nach den in Anhang 3 der vorliegenden Technischen Vorschrift spezifizierten Verfahren zu messen.
5.4.2 Andere Systeme oder Analysatoren dürfen benutzt werden, wenn sie gleichwertige Ergebnisse wie die in Punkt 5.4.1 beschriebenen Geräte liefern. Die Gleichwertigkeit eines Systems muss von der Verwaltung anerkannt worden sein.
5.4.3 Die vorliegende Technische Vorschrift enthält keine Angaben über die Messausrüstung für Durchfluss, Druck und Temperatur. Allerdings sind die Genauigkeitsanforderungen für solche Ausrüstungen, die für die Durchführung von Emissionsmessungen erforderlich sind, in Punkt 1.3.1 von Anhang 4 der vorliegenden Technischen Vorschrift beschrieben.
5.4.4 Spezifikation der Leistungsbremse
5.4.4.1 Zur Durchführung eines entsprechenden Prüfzyklus nach Punkt 3.2 ist eine Leistungsbremse mit entsprechenden Eigenschaften zu verwenden.
5.4.4.2 Die Einrichtungen für die Messung von Drehmoment und Drehzahl müssen die Ermittlung der Leistung an der Kurbelwelle innerhalb des vom Hersteller angegebenen Betriebsbereichs auf dem Prüfstand ermöglichen. Gegebenenfalls sind zusätzliche Berechnungen notwendig, die aufzuzeichnen sind.
5.4.4.3 Die Genauigkeit der Messeinrichtung muss so hoch sein, dass die Toleranzen nach Punkt 1.3.1 von Anhang 4 der vorliegenden Technischen Vorschrift nicht überschritten werden.
5.5 Bestimmung des Abgas-Massenstroms
Der Abgas-Massenstrom ist nach einem der in Punkt 5.5.1, 5.5.2 oder 5.5.3 beschriebenen Verfahren zu bestimmen.
5.5.1 Verfahren der unmittelbaren Messung
Bei diesem Verfahren wird der Abgasstrom entweder mit einer Messblende oder einem gleichwertigen Messsystem unmittelbar ermittelt. Das Verfahren muss einer anerkannten internationalen Norm entsprechen.
Anmerkung: Die unmittelbare Messung des Abgasstromes ist schwierig. Um Messabweichungen zu vermeiden, die zu falschen Emissionswerten führen, sind entsprechende Vorsichtsmaßnahmen zu treffen.
5.5.2 Messverfahren für Verbrennungsluft und Kraftstoff
5.5.2.1 Das Verfahren zur Bestimmung des Abgasstroms durch Messung des Verbrennungsluft- und Kraftstoffstroms muss einer anerkannten internationalen Norm entsprechen.
5.5.2.2 Für Verbrennungsluft und Kraftstoff müssen Durchflussmessgeräte mit den Genauigkeitsanforderungen nach Punkt 1.3.1 in Anhang 4 der vorliegenden Technischen Vorschrift benutzt werden.
5.5.2.3 Für die Berechnung des Abgasstromes gilt:
| 1. | (4) | GEXHW = GAIRW + GFUEL |
(Abgas-Massenstrom auf der Basis "feucht") oder
| 2. | (5) | VEXHD = VAIRW + FFD × GFUEL |
(Abgasvolumenstrom auf der Basis "trocken") oder
| 3. | (6) | VEXHW = VAIRW + FFW × GFUEL |
(Abgasvolumenstrom auf der Basis "f euch V")
Anmerkung: Die Werte für FFD und FFW sind von den Eigenschaften des verwendeten Kraftstoffs abhängig (siehe Tabelle 1 in Anhang 6 der vorliegenden Technischen Vorschrift).
5.5.3 Kohlenstoffbilanz-Verfahren
Bei diesem Verfahren wird der Abgas-Massenstrom auf der Grundlage des Kraftstoffverbrauchs und der Abgaskonzentrationen unter Anwendung der Kohlenstoff-/Sauerstoff-Bilanz (siehe Anhang 6 der vorliegenden Technischen Vorschrift) ermittelt.
5.6 Zulässige Abweichungen der Messinstrumente für motorbezogene Parameter und sonstige wesentliche Parameter
Die Kalibrierung aller Messgeräte muss auf international anerkannte Normen zurückzuführen sein und den Anforderungen nach Punkt 1.3.1 in Anhang 4 der vorliegenden Technischen Vorschrift entsprechen.
5.7 Analysatoren zur Bestimmung der gasförmigen Komponenten
Die Analysatoren zur Bestimmung der gasförmigen Komponenten müssen den Anforderungen von Anhang 3 der vorliegenden Technischen Vorschrift entsprechen.
5.8 Kalibrierung der Analysatoren
Jeder Analysator, der zur Messung von Motorparametern nach Anhang 3 der vorliegenden Technischen Vorschrift verwendet wird, ist so oft wie erforderlich unter Beachtung von Anhang 4 der vorliegenden Technischen Vorschrift zu kalibrieren.
5.9 Prüflauf
5.9.1 Allgemeines
5.9.1.1 Die Punkte 5.9.2 bis 5.9.4 enthalten detaillierte Beschreibungen der empfohlenen Verfahren der Probenentnahme und Analyse. Da auch unterschiedliche Konfigurationen gleichwertige Ergebnisse liefern können, ist eine absolute Übereinstimmung mit den dortigen Angaben nicht erforderlich. Zusätzliche Ausrüstungsgegenstände wie Messgeräte, (Magnet-) Ventile, Pumpen und Schalter dürfen benutzt werden, um zusätzliche Informationen zu erhalten und die Funktion der verwendeten Systeme auf einander abzustimmen. Andere Ausrüstungsgegenstände, die für die Einhaltung der Genauigkeit bestimmter Systeme nicht erforderlich sind, können weggelassen werden, wenn dies fundiertem Ingenieurwissen entspricht.
5.9.1.2 Die Einstellungen für Ansaugluftwiderstand und
Abgasgegendruck können auf die vom Hersteller festgelegten oberen Grenzwerte nach Punkt 5.2.4 beziehungsweise 5.2.5 eingestellt werden.
5.9.2 Zu analysierende Haupt-Abgasbestandteile
5.9.2.1 Jedes für die Analyse verwendete Messsystem zur Bestimmung der gasförmigen Emissionen (CO, CO2, HC, NOx, O2) im unverdünnten Abgas muss auf der Verwendung der nachstehenden Analysatoren basieren:
5.9.2.2 Bei der Messung von unverdünntem Abgas können die Proben für alle Abgaskomponenten mit einer Sonde oder mit zwei Sonden, die sehr nahe beieinander angeordnet sind, entnommen und anschließend aufgeteilt und zu verschiedenen Analysatoren geleitet werden. Dabei ist darauf zu achten, dass nirgends im Analysesystem Kondensationen von Abgaskomponenten entstehen (insbesondere nicht von Wasser oder Schwefelsäure).
5.9.2.3 Für die Spezifikationen und die Kalibrierung dieser Analysatoren gilt die Beschreibung in den Anhängen 3 und 4 der vorliegenden Technischen Vorschrift.
5.9.3 Probenentnahme für gasförmige Emissionen
5.9.3.1 Die Entnahmesonden für gasförmige Emissionen müssen, sofern dies möglich ist, in einer Entfernung von mindestens 0,5 m oder im Abstand des dreifachen Durchmessers des Abgasrohres - je nach dem, welcher Wert der größere ist - vor dem Auslaß des Abgassystems angeordnet werden, müssen jedoch genügend nahe zum Motor liegen, um eine Abgastemperatur von mindestens 343 K (70 °C) an der Sonde sicherzustellen.
5.9.3.2 Bei Mehrzylindermotoren mit einem verzweigten
Abgasleitungssystem muss die Sonde genügend weit stromabwärts angeordnet sein, um sicherzustellen, dass die Probe für den Mittelwert der Abgasemission aller Zylinder repräsentativ ist.
Bei Mehrzylindermotoren mit getrennten Gruppen von Abgasrohren, wie zum Beispiel bei V-Motoren, ist es zulässig, die Probe von jeder Gruppe einzeln zu nehmen und einen Mittelwert der Abgasemission zu berechnen. Andere Verfahren, für die der Nachweis erbracht ist, dass sie den oben erwähnten Verfahren sehr nahe kommen, dürfen ebenfalls benutzt werden. Für die Berechnung der Abgasemission muss der gesamte Abgas-Massenstrom benutzt werden.
5.9.3.3 Wird die Zusammensetzung des Abgases durch Abgas-Nachbehandlungssysteme beeinflußt, so ist die Probenentnahme hinter dieser Ausrüstung vorzunehmen.
5.9.4 Prüfung der Analysatoren
Die Analysatoren müssen auf Null gesetzt und auf den in Betracht kommenden Messbereich justiert werden.
5.9.5 Prüfzyklen
Die Prüfzyklen für alle Motoren sind in Punkt 3.2. festgelegt. Dabei werden die unterschiedlichen Motoranwendungen berücksichtigt.
5.9.6 Prüfablauf
5.9.6.1 Nachdem die Verfahren nach den Punkten 5.9.1 bis 5.9.5 abgeschlossen sind, beginnt der Prüfablauf. Der Motor wird in jeder Prüfstufe des entsprechenden Testzyklus nach Punkt 3.2 geprüft.
5.9.6.2 Während jeder Prüfstufe des Testzyklus muss die jeweils festgelegte Drehzahl nach einer anfänglichen Übergangsphase innerhalb von ± 1 % der Nenndrehzahl oder von ± 3 Umdrehungen pro Minute - je nach dem, welcher Wert der größere ist - gehalten werden. Ausgenommen von diesem Erfordernis ist die Leerlaufdrehzahl, die innerhalb der vom Hersteller angegebenen Toleranzen liegen muss. Der Mittelwert des festgelegten Drehmoments muss während der Messung innerhalb von ±2% des größten Drehmoments bei der jeweiligen Prüfdrehzahl gehalten werden.
5.9.7 Analysator-Ausgangssignal
Das Ausgangssignal der Analysatoren ist während der Prüfung und während aller Kontrollen des Ansprechverhaltens (Null und Messbereich) mit einem Linienschreiber oder einem gleichwertigen Datenerfassungssystem aufzuzeichnen, wobei das Abgas mindestens während der letzten 10 Minuten jeder Prüfstufe durch die Analysatoren strömt.
5.9.8 Betriebsbedingungen des Motors
Die Motordrehzahl und die Leistung, die Temperatur der Einlassluft und der Kraftstoffverbrauch sind in jeder Prüfstufe mindestens einmal zu messen, sobald der Motor den Beharrungszustand erreicht hat. Der Abgasstrom ist zu messen oder zu berechnen und aufzuzeichnen.
5.9.9 Nachprüfung der Analysatoren
Nach der Emissionsprüfung ist die Kalibrierung der Analysatoren anhand eines Nullgases und derselben Prüfgase, die vor der Messung verwendet worden sind, nachzuprüfen. Die Prüfung gilt als bestanden, wenn der Unterschied zwischen den beiden Messergebnissen weniger als 2 % beträgt.
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