umwelt-online: Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung (29)
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3.10.4 Ermittlung der Massenemissionen
Der CO-, CO2-, NOx- und CH-Massenausstoß während der verschiedenen Testphasen der Fahrkurven I und II wird bestimmt, indem deren mittlere volumetrische Konzentrationen der in Beuteln gesammelten verdünnten Abgase gemessen werden.
Der CH-Massenausstoß von Fahrzeugen mit Dieselmotor wird demgegenüber mit einem kontinuierlich registrierenden beheizten Flammen-Ionisation-Detektor bestimmt. Die mittlere volumetrische Konzentration wird durch Integration über die Dauer der Testphasen ermittelt (siehe 3.1.3).
Die kontinuierliche Messung der CO-, CO2-, und NOx-Konzentrationen des verdünnten Abgases können gleichermaßen zur Bestimmung des Massenausstoßes während der einzelnen Testphasen herangezogen werden, sofern der dabei ermittelte Massenausstoß von den in den Beuteln ermittelten Werten um nicht mehr als ± 3 % abweicht.
3.11 Kalibrierverfahren für die Geräte
3.11.1 Erstellung der Kalibrierkurve des Analysators
Jeder normalerweise verwendete Meßbereich muß nach 3.4.4.3 nach dem nachstehend festgelegten Verfahren kalibriert werden.
Die Kalibrierkurve wird durch mindestens fünf Kalibrierpunkte festgelegt, die in möglichst gleichem Abstand anzuordnen sind. Die Nennkonzentration des Prüfgases der höchsten Konzentration muß mindestens 80 % des Skalenendwertes betragen.
Die Kalibrierkurve wird nach der Methode der "kleinsten Quadrate" berechnet. Ist der resultierende Grad des Polynoms größer als 3, so muß die Zahl der Kalibrierpunkte zumindest so groß wie der Grad dieses Polynoms plus 2 sein.
Die Kalibrierkurve darf um nicht mehr als 2 % vom Nennwert eines jeden Kalibriergases abweichen. Der Chemilumineszenz-Analysator muß in der Stellung "NOx" kalibriert werden.
Es können auch andere Verfahren (Rechner, elektronische Meßbereichsumschaltung usw.) angewendet werden, wenn dem Technischen Dienst zufriedenstellend nachgewiesen wird, daß sie eine gleichwertige Genauigkeit bieten.
3.11.1.1 Verlauf der Kalibrierung
Anhand des Verlaufs der Kalibrierkurve und der Kalibrierpunkte kann die einwandfreie Durchführung der Kalibrierung überprüft werden. Es sind die verschiedenen Kennwerte des Analysators anzugeben, insbesondere:
3.11.1.2 Überprüfung der Kalibrierkurve
Jeder normalerweise verwendete Meßbereich muß vor jeder Analyse wie folgt überprüft werden:
Die Kalbrierung wird mit einem Nullgas und einem Prüfgas überprüft, dessen Nennwert in etwa der verdünnten Abgaszusammensetzung entspricht.
Beträgt für die beiden betreffenden Punkte die Differenz zwischen dem theoretischen Wert und dem bei der Überprüfung erzielten Wert nicht mehr als ± 5 % des Skalenwertes, so dürfen die Einstellkennwerte neu justiert werden. Andernfalls muß eine neue Kalibrierkurve nach 3.11.1 erstellt werden.
Nach der Überprüfung werden das Nullgas und das gleiche Prüfgas für eine erneute Überprüfung verwendet. Die Analyse ist gültig, wenn die Differenz zwischen beiden Messungen weniger als 2 % beträgt.
3.11.2 Überprüfung der Wirksamkeit des NOx-Konverters
Es ist die Wirksamkeit des Konverters für die Umwandlung von NO2 in NO zu überprüfen.
Diese Überprüfung kann mit einem Ozonisator entsprechend dem Prüfungsaufbau nach Fig. 6 und dem nachstehend beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Der Analysator wird in dem am häufigsten verwendeten Meßbereich nach den Anweisungen des Herstellers mit dem Nullgas und Kalibriergas (letzteres muß einen NO-Gehalt aufweisen, der etwa 80 % des Skalenendwertes entspricht, die NOx-Konzentration im Gasgemisch darf nicht mehr als 5 % der NO-Konzentration betragen) kalibriert. Der NO2-Analysator muß auf NO-Betrieb eingestellt werden, so daß das Kalibriergas nicht in den Konverter gelangt. Die angezeigte Konzentration ist aufzuzeichnen.
Durch ein T-Verbindungsstück wird dem Gasstrom kontinuierlich Sauerstoff oder synthetische Luft zugeführt, bis die angezeigte Konzentration etwa 10% geringer ist als die angezeigte Kalibrierkonzentration.
Fig. 6 Schaltschema für NO2-NO-Konverterprüfung
Die angezeigte Konzentration (c) ist aufzuzeichnen. Während dieses ganzen Vorgangs muß der Ozonisator ausgeschaltet sein.
Anschließend wird der Ozonisator eingeschaltet und so eingeregelt, daß die angezeigte NO-Konzentration auf 20 % (Minimum 10 %) der angegebenen Kalibrierkonzentration sinkt. Die angezeigte Konzentration (d) ist aufzuzeichnen.
Der Analysator wird dann auf den Betriebszustand NOx geschaltet, und das Gasgemisch, bestehend aus NO, NO2, O2 und N2, strömt nur durch den Konverter. Die angezeigte Konzentration (a) ist aufzuzeichnen.
Danach wird der Ozonisator ausgeschaltet. Das Gasgemisch strömt durch den Konverter in den Meßteil. Die angezeigte Konzentration (b) ist aufzuzeichnen.
Bei noch immer ausgeschaltetem Ozonisator wird auch die Zufuhr von Sauerstoff und synthetischer Luft unterbrochen. Der vom Analysator angezeigte NOx-Wert darf dann den Kalibrierwert um nicht mehr als 5 % übersteigen.
Der Wirkungsgrad (n) des NO2-Konverters wird wie folgt berechnet:
(a-b) | ||
η (%) = 1 + |
| × 100 |
(c-d) |
Der so erhaltene Wert darf nicht kleiner als 95 % sein. Der Wirkungsgrad ist mindestens einmal pro Woche zu überprüfen.
3.11.3 Kalibrierung des Entnahmesytems mit konstantem Volumen (CVS-System)
Das CVS-System wird mit einem Präzisionsdurchflußmesser und einem Durchflußregler kalibriert. Der Durchfluß im System wird bei verschiedenen Druckwerten gemessen, ebenso werden die Regelkennwerte des Systems ermittelt; danach wird das Verhältnis zwischen letzteren und den Durchflüssen ermittelt.
Es können mehrere Typen von Durchflußmessern verwendet werden (z.B. kalibriertes Venturi-Rohr, Laminar-Durchflußmesser, kalibrierter Flügelraddurchflußmesser), vorausgesetzt, es handelt sich um ein dynamisches Meßgerät, und die Vorschriften nach 3.11.3.1 werden erfüllt.
In den folgenden Absätzen wird die Kalibrierung von PDP- und CFV-Entnahmegeräten mit Laminar Durchflußmesser beschrieben. Die Genauigkeit der Laminar-Durchflußmesser ist ausreichend, um die Gültigkeit der Kalibrierung bei ausreichender Zahl von Messungen überprüfen zu können (Fig. 7).
3.11.3.1 Kalibrierung der Verdrängerpumpe (PDP)
3.11.3.1.1 Kalibrierverfahren
Bei dem nachstehend festgelegten Kalibrierverfahren werden Geräte, Versuchsanordnung und verschiedene Kennwerte beschrieben, die für die Ermittlung des Durchsatzes der Pumpe im CVS-System gemessen werden müssen. Alle Kennwerte der Pumpe werden gleichzeitig mit den Kennwerten des Durchflußmessers gemessen, der mit der Pumpe in Reihe geschaltet ist. Danach kann die Kurve des berechneten Durchflusses (ausgedrückt in m3/min am Pumpeneinlaß bei absolutem Druck und absoluter Temperatur) als Korrelationsfunktion aufgezeichnet werden, die einer bestimmten Kombination von Pumpenkennwerten entspricht. Die Uneargleichung, die das Verhältnis zwischen dem Pumpendurchsatz und der Korrelationsfunktion ausdrückt, wird sodann aufgestellt. Hat die Pumpe des CVS-Systems mehrere Übersetzungsverhältnisse, so muß jede verwendete Übersetzung kalibriert werden.
Dieses Kalibrierverfahren beruht auf der Messung der absoluten Werte der Pumpen- und Durchflußmeßkennwerte, die an jedem Punkt in Beziehung zum Durchfluß stehen. Drei Bedingungen müssen eingehalten werden, damit Genauigkeit und Vollständigkeit der Kalibrierkurve garantiert sind:
Bei der Prüfung zur Bestimmung der Abgasemissionen kann durch Messung dieser Pumpenkennwerte der Durchfluß aus der Kalibriergleichung berechnet werden.
Fig. 7 Schematische Darstellung einer Kalibriervorrichtung für CVS-Geräte
Fig. 7 zeigt ein Beispiel für eine Kalibriervorrichtung. Änderungen sind zulässig, sofern sie vom Technischen Dienst als gleichwertig anerkannt werden. Bei Verwendung der in Fig. 7 beschriebenen Einrichtung müssen folgende Daten den angegebenen Genauigkeitstoleranzen genügen:
Luftdruck (korrigiert) (PB) | ± 0,03 | kPa |
Umgebungstemperatur (T) | ± 0,3 | K |
Lufttemperatur am LFE-Eintritt (ETl) | ± 0,15 | K |
Unterdruck vor LFE (EPI) | ± 0,01 | kPa |
Druckabfall durch LFE-Düse (EDP) | ± 0,001 | kPa |
Lufttemperatur am Einlaß der PDP-CVS-Pumpe (PTI) | ± 0,3 | K |
Lufttemperatur am Auslaß der PDP-CVS-Pumpe (PTO) | ± 0,3 | K |
Unterdruck am Einlaß der CVS-Pumpe (PPI) | ± 0,022 | kPa |
Druckhöhe am Auslaß der CVS-Pumpe (PPO) | ± 0,022 | kPa |
Pumpendrehzahl während der Prüfung (n) | ± 1 | Umdrehung |
Dauer der Prüfung (t) (bei mind. 120 s) | ± 0,05 | s |
Ist der Aufbau nach Fig. 7 durchgeführt, so ist das Durchflußregelventil voll zu öffnen. Die PDP-CVSPumpe muß 20 Minuten in Betrieb sein, bevor die Kalibrierung beginnt.
Das Durchflußregelventil wird teilweise geschlossen, damit der Unterdruck am Pumpeneinlaß höher wird (ca. 1 kPa) und auf diese Weise mindestens eine Zahl von 6 Meßpunkten für die gesamte Kalibrierung verfügbar ist. Das System muß sich innerhalb von drei Minuten stabilisieren, danach sind die Messungen zu wiederholen.
3.11.3.1.2 Analyse der Ergebnisse
Die Luftdurchflußmenge QS an jedem Prüfpunkt wird nach den Angaben des Herstellers aus den Meßwerten des Durchflußmessers in m3/min ermittelt (Normalbedingungen).
Die Luftdurchflußmenge wird dann auf den Pumpendurchsatz Vo in m3 je Umdrehung bei absoluter Temperatur und absolutem Druck am Pumpeneinlaß umgerechnet.
hierbei bedeuten:
Vo: | Pumpendurchflußmenge bei Tp und Pp in m3/Umdrehung |
QS: | Luftdurchflußmenge bei 101,33 kPa und 273,2 K in m3/min |
Tp: | Temperatur am Pumpeneinlaß in K |
Pp: | absoluter Druck am Pumpeneinlaß in kPa |
n: | Pumpendrehzahl in min-1 |
Zur Kompensierung der gegenseitigen Beeinflussung der Druckschwankungen mit der Pumpendrehzahl und den Rückströmverlusten der Pumpe wird die Korrelationsfunktion (x,) zwischen der Pumpendrehzahl (n), der Druckdifferenz zwischen Ein- und Auslaß der Pumpe und dem absoluten Druck am Pumpenauslaß mit folgender Formel berechnet:
hierbei bedeuten:
Xo: | Korrelationsfunktion |
ΔPp: | Druckdifferenz zwischen Pumpeneinlaß und Pumpenauslaß (kPa) |
Pe: | absoluter Druck am Pumpenauslaß (PPO + PB) (kPa) |
Mit der Methode der kleinsten Quadrate wird eine lineare Angleichung vorgenommen, um nachstehende Kalibriergleichungen zu erhalten
VO | = Do M (xo) |
n | = A B (ΔPp) |
Do M, A und B sind Konstanten für die Steigung der Geraden und für die Achsabschnitte (Ordinaten).
Hat das CVS-System mehrere Übersetzungen, so muß für jede Übersetzung eine Kalibrierung vorgenommen werden. Die für diese Übersetzung erzielten Kalibrierkurven müssen in etwa parallel sein, und die Ordinatenwerte D, müssen größer werden, wenn der Durchsatzbereich der Pumpe kleiner wird. Bei sorgfältiger Kalibrierung müssen die mit Hilfe der Gleichung berechneten Werte innerhalb von ± 0,5 % des gemessenen Wertes V, liegen. Die Werte M sollten je nach Pumpe verschieden sein. Die Kalibrierung muß bei Inbetriebnahme der Pumpe und nach jeder größeren Wartung vorgenommen werden.
3.11.3.2 Kalibrierung des Venturi-Rohres mit kritischer Strömung (CFV)
Bei der Kalibrierung des CFV-Venturi-Rohres bezieht man sich auf die Durchflußgleichung für ein Venturi-Rohr mit krtischer Strömung
dabei bedeuten:
Qs: | Durchflußmenge |
Kv: | Kalibrierkoeffizient |
P: | absoluter Druck in kPa |
T: | absolute Temperatur in K |
Die Gasdurchflußmenge ist eine Funktion des Eintrittsdruckes und der Eintrittstemperatur.
Das nachstehend beschriebene Kalibrierverfahren ermittelt den Wert des Kalibrierkoeffizienten bei gemessenen Werten für Druck, Temperatur und Luftdurchsatz.
Bei der Kalibrierung der elektronischen Geräte des CFV-Venturi-Rohres ist das vom Hersteller empfohlene Verfahren anzuwenden.
Bei den Messungen für die Kalibrierung des Durchflusses des Ventur-Rohres mit kritischer Strömung müssen die nachstehend genannten Parameter den angegebenen Genauigkeitstoleranzen genügen:
Luftdruck (korrigiert) (PB) | ± 0,03 | kPa |
Lufttemperatur am LFE-Eintritt (ETI) | ± 0,15 | K |
Unterdruck von LFE (EPI) | ± 0,01 | kPa |
Druckabfall durch LFE-Düse (EDP) | ± 0,001 | kPa |
Luftdurchflußmenge (Qs) | ± 0,5 | % |
Unterdruck am CFV-Eintritt (PPI) | ± 0,02 | kPa |
Temperatur am Venturi-Rohr-Eintritt (Tv) | ± 0,2 | K |
Die Geräte sind entsprechend Fig. 7 aufzubauen und auf Dichtheit zu überprüfen. Jede undichte Stelle zwischen Durchflußmeßgerät und Venturi-Rohr mit kritischer Strömung würde die Genauigkeit der Kalibrierung stark beeinträchtigen.
Das Durchflußregelventil ist voll zu öffnen, das Gebläse ist einzuschalten und das System muß stabilisiert werden. Es sind die von allen Geräten angezeigten Werte aufzuzeichnen.
Die Einstellung des Durchflußregelventils ist zu verändern, und es sind mindestens acht Messungen im kritischen Durchflußbereich des Venturi-Rohres durchzuführen:
Die bei der Kalibrierung aufgezeichneten Meßwerte sind für die nachstehenden Berechnungen zu verwenden. Die Luftdurchflußmenge QQ an jedem Meßpunkt ist aus den Meßwerten des Durchflußmessers nach dem vom Hersteller angegebenen Verfahren zu bestimmen.
Es sind die Werte des Kalibrierkoeffizienten Kv für jeden Meßpunkt zu berechnen:
dabei bedeuten:
Qs: | Durchflußmenge in ml/min bei 273,2 K und 101,33 kPa |
Tv: | Temperatur am Eintritt des Venturi-Rohres in K |
Pv: | absoluter Druck am Eintritt des Venturi-Rohres in kPa |
Es ist eine Kurve Kv in Abhängigkeit vom Druck am Eintritt des Venturi-Rohres aufzunehmen. Bei Schallgeschwindigkeit ist Kv fast konstant. Fällt der Druck (d. h. bei wachsendem Unterdruck), nimmt Kv oberhalb eines bestimmten Eingangs-Unterdrucks ab. Die hieraus resultierenden Veränderungen von Kv sind nicht zu berücksichtigen. Bei einer Mindestanzahl von 8 Meßpunkten im kritischen Bereich sind der Mittelwert von Kv und die Standardabweichung zu berechnen. Beträgt die Standardabweichung des Mittelwertes von Kv mehr als 0,3 %, so müssen Korrekturmaßnahmen getroffen werden.
3.11.4 Überprüfung des Gesamtsystems
Zur Überprüfung der Übereinstimmung mit den Vorschriften des Abschnitts 3 wird die Gesamtgenauigkeit des CVS-Entnahmesystems und der Analysengeräte ermittelt, indem eine bekannte Menge eines luftverunreinigenden Gases in das System eingeführt wird, wenn dieses wie für eine normale Prüfung in Betrieb ist; danach wird die Analyse durchgeführt und die Masse der Schadstoffe nach den Formeln der Anlage berechnet, wobei jedoch als Propandichte der Wert von 1,967 kg/m3 unter Normalbedingungen zugrunde gelegt wird. Nachstehend werden zwei ausreichend genaue Verfahren beschrieben.
3.11.4.1 Die Messung eines konstanten Durchflusses eines reinen Gases (CO oder C3H8) ist mit einer Meßblende für kritische Strömung durchzuführen.
Durch eine kalibrierte Maßblende für kritische Strömung wird eine bekannte Menge reinen Gases (CO oder C3H8) in das CVS-System eingeführt. Ist der Eintrittsdruck groß genug, so ist die von der Meßblende eingestellte Durchflußmenge unabhängig vom Austrittsdruck der Meßblende (Bedingungen für kritische Strömung). Übersteigen die festgestellten Abweichungen 5 %, so ist die Ursache festzustellen und zu beseitigen. Das CVS-System wird wie für eine Prüfung der Abgasemissionen 5-10 Minuten lang betrieben. Die in einem Beutel aufgefangenen Gase werden mit einem normalen Gerät analysiert und die erzielten Ergebnisse mit der bereits bekannten Konzentration der Gasproben verglichen.
3.11.4.2 Überprüfung des CVS-Systems durch gravimetrische Bestimmung eines reinen Gases (CO oder C3H8).
Die Überprüfung des CVS-Systems mit dem gravimetrischen Verfahren ist wie folgt durchzuführen:
Es ist eine kleine mit Kohlenmonoxid oder Propan gefüllte Flasche zu verwenden, deren Masse auf ± 0,01 g zu ermitteln ist. Danach wird das CVS-System 5-10 Minuten lang wie für eine normale Prüfung zur Bestimmung der Abgasemissionen betrieben, wobei CO oder Propan in das System eingeführt wird. Die eingeführte Menge reinen Gases wird durch Messung der Massendifferenz der Flasche ermittelt. Danach werden die in einem normalerweise für die Abgasanalyse verwendeten Beutel aufgefangenen Gase analysiert. Die Ergebnisse werden sodann mit den zuvor berechneten Konzentrationswerten verglichen.
3.12 Kalibrierung der Meßkammer und Berechnung der Verdunstungsemissionen
3.12.1 Kalibrierung der gasdichten Kammer zur Ermittlung der Verdunstungsemissionen
Der Vorgang der Kalibrierung besteht aus drei Abschnitten:
3.12.1.1 Bestimmung des Kammervolumens
Vor der Inbetriebnahme muß das Kammervolumen wie folgt bestimmt werden:
3.12.1.2 Bestimmung der Hintergrundkonzentration in der Kammer
Vor der Inbetriebnahme und danach mindestens einmal jährlich sowie nach jeder Maßnahme, die die Stabilität der Hintergrundkonzentration beeinflussen könnte, ist wie folgt zu verfahren:
Die CH-Messungen sind mit dem in Abschnitt 3 spezifizierten FID durchzuführen.
Durchlüften der Kammer mit Umgebungsluft, bis sich eine konstante CH-Konzentration eingestellt hat.
Inbetriebnahme der (des) für die Durchmischung des Kammervolumens erforderlichen Gebläse(s).
Verschließen der Kammer. Messung und Aufzeichnung der Temperatur, des Drucks und der CH-Konzentration in der Kammer. Dies sind die Ausgangswerte für die Berechnung der Hintergrundkonzentration.
Der Kammerinhalt soll 4 Stunden fortlaufend ohne Entnahme eines Probengasstromes durchmischt werden. `
Wiederholung der Messungen. Dies sind die Endwerte für die Berechnung der Hintergrundkonzentration der Meßkammer.
Die Differenz beider Werte muß kleiner als 0,4 g sein. Liegen die Werte darüber, müssen die Störeinflüsse beseitigt werden.
3.12.1.3 Prüfung der Kammer auf Dichtheit
Vor der Inbetriebnahme der Kammer und danach mindestens einmal monatlich muß die Kammer wie folgt auf Dichtheit überprüft werden:
Durchlüften der Kammer mit Umgebungsluft, bis sich eine konstante CH-Konzentration in der Kammer eingestellt hat.
Inbetriebnahme der (des) für die Durchmischung des Kammervolumens vorgesehenen Gebläse(s).
Verschließen der Kammer, Messung und Aufzeichnung der Werte für die Temperatur, den Druck und die CH-Konzentration in der Kammer. Dies sind die Eingangswerte für die Rechnung zur Kammerkalibierung.
Einbringen einer auf mindestens 0,5 % genau bestimmten Menge reinen Propans. Die Propanmenge kann durch Volumenstrommessung oder durch Wägung ermittelt werden.
Nach mindestens 5 Minuten Durchmischung werden CH-Konzentration, Temperatur und Druck in der Kammer gemessen und aufgezeichnet. Dies sind die Endwerte für die Rechnung zur Kammerkalibrierung und gleichzeitig die Ausgangswerte für die Rechnungen zur Prüfung der Dichtheit der Kammer.
Der Kammerinhalt soll 4 Stunden ohne Entnahme eines Probengasstromes durchmischt werden.
Messung und Aufzeichnung der Werte für die Temperatur, den Druck und die CH-Konzentration in der Kammer. Dies sind die Endwerte für die Rechnung zur Prüfung der Dichtheit der Kammer.
Die berechnete Endmenge darf um nicht mehr als 4 % von der berechneten Anfangsmenge abweichen.
3.12.2 Berechnung der Verdunstungsemissionen 3.12.2.1 Kalibrierung
Mit dem in 3.12.1 beschriebenen Verfahren läßt sich die zeitliche Änderung der Kohlenwasserstoffmenge in der Prüfkammer wie folgt berechnen:
dabei bedeuten:
MCH: | zeitliche Änderung der Kohlenwasserstoffmenge in der Prüfkammer in g |
CCH: | gemessene Kohlenwasserstoffkonzentration in der Prüfkammer in ppm C1-Äquivalente |
i: | Eingangswert |
f: | Endwert |
P: | Druck in kPa |
T: | Temperatur in der Kammer in K |
V: | Kammervolumen in m3 |
3.12.2.2 Berechnung der Verdunstungsemissionen nach 3.6
Die in 3.6.2.2 und 3.6.2.4 beschriebene Prüfung der Tankatmungsverluste und der Verdunstungsemissionen beim Heißabstellen ermittelt die emittierte Kohlenwasserstoffmenge mit Hilfe folgender Gleichung:
dabei bedeuten:
MCH: zeitliche Änderung der Kohlenwasserstoffmenge in der Prüfkammer in g
CcH: gemessene Kohlenwasserstoffkonzentration in der Prüfkammer in ppm C1-Äquivalente
V: Kammervolumen abzüglich des Fahrzeugvolumens (geöffnete Fenster, geöffneter Kofferraum). Wurde das Fahrzeugvolumen nicht bestimmt, ist ein Volumen 1,42 m3 zu verwenden.
k: 1,2 (12 + HIC)
HIC-Verhältnis der Kohlenwasserstoffe für Tankatmungsverluste | = 2,33 |
HIC-Verhältnis der Kohlenwasserstoffe für Heißabstellphase | = 2,20 |
Die gesamte Verdunstungsemission in g/Test ergibt sich durch Addition der
3.13 Berechnung der emittierten Mengen gas- und partikelförmiger Luftverunreinigungen
3.13.1 Allgemeines
Die während der Prüfung in der Fahrkurve I emittierten Massen gasförmiger und fester luftverunreinigender Stoffe werden mit nachstehender Gleichung berechnet:
Mi: | während der Fahrkurve I emittierte Menge der Komponente i in g/km |
MiCT: | während der Fahrkurve I in der Phase 1 emittierte Menge der Komponente i in g |
MiHT: | während der Fahrkurve I in der Phase 3 emittierte Menge der Komponente i in g |
miS: | während der Fahrkurve I in der Phase 2 emittierte Menge der Komponente i in g |
SCT: | während der Fahrkurve I gemessene Fahrstrecke der Phase 1 in km |
SHT: | während der Fahrkurve I gemessene Fahrstrecke der Phase 3 in km |
Ss: | während der Fahrkurve I gemessene Fahrstrecke der Phase 2 (Stabilisierungsphase) in km |
Die während der Prüfung in der Fahrkurve II emittierten Massen gasförmiger Luftverunreinigungen werden mit nachstehender Gleichung berechnet:
Mi = miHW / SHW
dabei bedeuten:
Mi: | während der Fahrkurve II emittierte Menge der Komponente i in g/km |
MiHw: | während der Fahrkurve II emittierte Menge der Komponente i in g |
SHw: | während der Fahrkurve II gemessene Fahrstrecke in km |
Die in den einzelnen Testphasen emittierten Massen luftverunreinigender Gase werden nach folgender Gleichung berechnet:
mi = Vverd × ρiCi × 10-6 × kH
dabei bedeuten:
mi: | emittierte Menge der gasförmigen Luftverunreinigung i in g/Testphase |
Vverd: | Volumen der verdünnten Abgase korrigiert auf Normalbedingungen (273,2 K, 101,33 kPa) in (/Testphase |
ρi: | rel. Dichte der gasförmigen Luftverunreinigung unter Normalbedingungen (273,2 K, 101,33 kPa) |
kH: | Feuchtigkeitskorrekturfaktor für die Berechnung der emittierten Stickoxidmengen (bei CH und CO keine Feuchtekorrektur zulässig) |
Ci: | Konzentration der gasförmigen Luftverunreinigung in den verdünnten Abgasen, ausgedrückt in ppm und korrigiert mit deren Konzentration in der Verdünnungsluft. |
3.13.2 Volumenbestimmungen
3.13.2.1 Berechnung des Volumens bei einem Entnahmesystem mit Venturi-Rohr zur Messung des konstanten Durchflusses.
Es sind Kennwerte, mit denen das Volumen des Durchflusses ermittelt werden kann, kontinuierlich aufzuzeichnen, das Gesamtvolumen während der Prüfdauer ist daraus zu berechnen.
3.13.2.2 Berechnungen des Volumens bei einem Entnahmesystem mit Verdrängerpumpe. Das bei den Entnahmesystemen mit Verdrängerpumpe gemessene Volumen der verdünnten Abgase ist mit folgender Formel zu berechnen.
V = Vo × N
hierbei bedeuten:
V: | Volumen der verdünnten Abgase (vor der Korrektur) in l/Testphase |
Vo: | von der Verdrängerpumpe gefördertes Gasvolumen unter Prüfbedingungen in l/Umdrehung |
N: | Zahl der Umdrehungen der Pumpe während der Prüfung |
3.13.2.3 Korrektur des Volumens der verdünnten Abgase auf Normalbedingungen.
Das Volumen der verdünnten Abgase wird durch folgende Formel auf Normalbedingungen korrigiert:
hierbei bedeuten:
PB: Luftdruck im Prüfraum in kPa
P1: | Druckdifferenz zwischen dem Unterdruck am Einlaß der Verdrängerpumpe und dem Umgebungsdruck in kPa |
Tp: | Mittlere Temperatur in K der verdünnten Abgase beim Eintritt in die Verdrängerpumpe während der Prüfung |
3.13.3 Berechnung der korrigierten Konzentration luftverunreinigender Gase im Auffangbeutel
hierbei bedeuten:
Ci: | Konzentration des luftverunreinigenden Gases i in den verdünnten Abgasen, ausgedrückt in ppm und korrigiert mit dessen Konzentration in der Verdünnungsluft |
Ce: | Gemessene Konzentration des luftverunreinigenden Gases i in den verdünnten Abgasen, ausgedrückt in ppm |
Cd: | Gemessene Konzentration des luftverunreinigenden Gases i in der Verdünnungsluft, aus gedrückt in ppm |
DF: | Verdünnungsfaktor
Der Verdünnungsfaktor wird wie folgt berechnet:
|
hierbei bedeuten:
CCO2: | CO2Konzentration in den verdünnten Abgasen im Auffangbeutel, ausgedrückt in Volumenprozent |
CCH: | CH Konzentration in den verdünnten Abgasen im Auffangbeutel, ausgedrückt in ppm Kohlenstoffäquivalent |
CCO: | CO Konzentration in den verdünnten Abgasen im Auffangbeutel, ausgedrückt in ppm. |
3.13.4 Berechnung des Feuchtekorrekturfaktors für NO
Um die Auswirkungen der Feuchte auf die für die Stickoxide erzielten Ergebnisse zu korrigieren, ist folgende Formel anzuwenden:
wobei
H: | In diesen Formeln bedeuten: |
Ra: | Absolute Feuchte, ausgedrückt in Gramm Wasser pro Kilogramm trockener Luft |
Pd: | Relative Feuchte der Umgebungsluft, ausgedrückt in Prozent |
PB: | Sättigungsdampfdruck bei Umgebungstemperatur, ausgedrückt in kPa |
Luftdruck im Prüfraum, ausgedrückt in kPa.
3.13.5 Bestimmung der mittleren CH-Konzentration bei Selbstzündungsmotoren
Zur Bestimmung der Masse der CH-Emissionen für Dieselmotoren wird die mittlere CH-Konzentration mit Hilfe folgender Formel berechnet:
hierbei bedeuten:
t2∫t1 CCH × dt: | Integral der vom beheizten HFID-Analysator während der Prüfzeit (t2 - t1) aufgezeichneten Werte |
Ce: | CH-Konzentration, gemessen in den verdünnten Abgasen in ppm |
Ce: | ersetzt direkt CCH in allen entsprechenden Gleichungen |
weiter . |