ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA

ICS 13.040.00; 27.020 Listopad 1997

Pístové spalovací motory - Měření emisí výfukových plynů - Část 1: Měření plynných emisí a emisí částic výfukových plynů na zkušebním stanovišti

ČSN
EN ISO 8178-1

09 0868

Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 1: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions

Moteurs alternatifs à combustion interne - Mesurage des émissions de gaz d’échappement - Partie 1: Mesurage des émissions de gaz et de particules au banc d’essai

Hubkolben-Verbrennungsmotoren - Abgasmessung - Teil 1: Messung der gasförmigen Emission und der Partikel-emission auf dem Prüfstand

Tato norma je českou verzí evropské normy EN ISO 8178-1:1996. Evropská norma EN ISO 8178-1:1996 má status české technické normy.

This standard is the Czech version of the European Standard EN ISO 8178-1:1996. The European Standard EN ISO 8178-1:1996 has the status of a Czech Standard.

Strana 2

Národní předmluva

Citované normy

ISO 3046-1:1995 dosud nezavedena

ISO 3046-3:1989 dosud nezavedena

ISO 5167-1:1991 zavedena v ČSN ISO 5167-1 Měření průtoku tekutin pomocí snímačů diferenčního tlaku - Část 1: Clony, dýzy a Venturiho trubice vložené do zcela vyplněného potrubí (25 7710)

ISO 5725-2:1994 dosud nezavedena

EN ISO 8178-2:1996 zavedena v ČSN EN ISO 8178-2 Pístové spalovací motory - Měření emisí výfukových plynů - Část 2: Měření plynných emisí a emisí částic výfukových plynů v místě instalace (09 0868)

EN ISO 8178-4:1996 zavedena v ČSN EN ISO 8178-4 Pístové spalovací motory - Měření emisí výfukových plynů - Část 4: Zkušební cykly pro různá použití motoru (09 0868)

EN ISO 8178-5 dosud nezavedena

EN ISO 8178-6 dosud nezavedena

ISO 9096:1992 dosud nezavedena

SAE J 1151:1988 nezavedena^*)

SAE J 1936:1989 nezavedena^*)

Vypracování normy

Zpracovatel: Výzkumný ústav bezpečnosti práce Praha, IČO 025950 - Ing. Miroslav Procházka, Václav Svoboda

Pracovník Českého normalizačního institutu: Ing. Ferdinand Adamčík

_______________

*⁾Tyto normy jsou dostupné v Českém normalizačním institutu, Biskupský Dvůr 5, 110 02 Praha 1.

Strana 3

EVROPSKÁ NORMA EN ISO 8178-1

EUROPEAN STANDARD Srpen 1996

NORME EUROPÉENNE

EUROPÄISCHE NORM

ICS 13.040.00; 27.020

Deskriptory: internal combustion engines, reciprocating engines, exhaust gases, tests, measurement, exhaust emissions, steady state

Pístové spalovací motory - Měření emisí výfukových plynů - Měření plynných emisí a emisí částic výfukových plynů na zkušebním stanovišti

(ISO 8178-1:1996)

Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 1: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions

(ISO 8178-1:1996)

Moteurs alternatifs à combustion interne - Mesurage des émissions de gaz d’échappement - Partie 1: Mesurage des émissions de gaz et de particules au banc d’essai

(ISO 8178-1:1996)

Hubkolben-Verbrennungsmotoren - Abgasmessung - Teil 1: Messung der gasförmigen Emission und der Partikelemission auf dem Prüfstand

(ISO 8178-1:1996)

Tato evropská norma byla schválena CEN 1996-02-10.

Členové CEN jsou povinni splnit požadavky Vnitřních předpisů CEN/CENELEC, v nichž jsou stanoveny podmínky, za kterých se této evropské normě bez jakýchkoliv modifikací uděluje status národní normy.

Aktualizované seznamy a bibliografické citace týkající se těchto národních norem lze vyžádat v Ústředním sekretariátu CEN nebo u každého člena CEN.

Tato evropská norma existuje ve třech oficiálních verzích (anglické, francouzské, německé). Verze v každém jiném jazyce přeložená členem CEN do jeho vlastního jazyka, za kterou zodpovídá a kterou notifikuje Ústřednímu sekretariátu CEN, má stejný status jako oficiální verze.

Členy CEN jsou národní normalizační orgány Belgie, Dánska, Finska, Francie, Irska, Islandu, Itálie, Lucemburska, Německa, Nizozemska, Norska, Portugalska, Rakouska, Řecka, Spojeného království, Španělska, Švédska a Švýcarska.

CEN

Evropská komise pro normalizaci

European Committee for Standardization

Comité Européen de Normalisation

Europäisches Komitee für Normung

Ústřední sekretariát: rue de Stassart 36, B-1050 Brussels

Strana 4

Předmluva

Text mezinárodní normy ISO 8178-1:1996 byl vypracován technickou komisí ISO/TC 70 “Spalovací motory” ve spolupráci s technickou komisí CEN/TC 270 “Spalovací motory”, která má sekretariát v DIN.

Této evropské normě se nejpozději do února 1997 uděluje status národní normy, a to buď vydáním identického textu, nebo schválením k přímému používání, a národní normy, které jsou s ní v rozporu se zruší nejpozději do února 1997.

V souladu s Vnitřními předpisy CEN/CENELEC se následující země zavazují, že zavedou tuto evropskou normu: Belgie, Dánsko, Finsko, Francie, Irsko, Island, Itálie, Lucembursko, Německo, Nizozemsko, Norsko, Portugalsko, Rakousko, Řecko, Spojené království, Španělsko, Švédsko a Švýcarsko.

Oznámení o schválení

Text mezinárodní normy ISO 8178-1:1996 byl schválen CEN jako evropská norma bez jakýchkoliv modifikací.

Strana 5

Obsah

Strana

1	Předmět normy ..........................................................................................................................................	8
2	Normativní odkazy .....................................................................................................................................	8
3	Definice .......................................................................................................................................................	9
4	Symboly a zkratky ......................................................................................................................................	10
4.1	Symboly a indexy .....................................................................................................................................	10
4.2	Symboly a zkratky pro chemické složky ...................................................................................................	13
4.3	Zkratky .....................................................................................................................................................	13
5	Podmínky zkoušky .....................................................................................................................................	14
5.1	Všeobecné požadavky .............................................................................................................................	14
5.2	Zkušební podmínky motoru ......................................................................................................................	14
5.3	Výkon .......................................................................................................................................................	15
5.4	Sací systém vzduchu motoru ...................................................................................................................	15
5.5	Výfukový systém motoru ..........................................................................................................................	15
5.6	Chladicí systém ........................................................................................................................................	15
5.7	Mazací olej ...............................................................................................................................................	15
6	Zkušební paliva ..........................................................................................................................................	15
7	Měřicí zařízení a měřené parametry .........................................................................................................	16
7.1	Specifikace dynamometru (brzdy) ............................................................................................................	16
7.2	Průtok výfukových plynů ..........................................................................................................................	16
7.3	Přesnost ...................................................................................................................................................	17
7.4	Zjišťování koncentrace plynných složek ..................................................................................................	19
7.5	Zjišťování koncentrace částic ...................................................................................................................	22
8	Kalibrace přístrojů pro analýzu ................................................................................................................	24
8.1	Všeobecně ...............................................................................................................................................	24
8.2	Kalibrační plyny ........................................................................................................................................	24
8.3	Provoz analyzátorů a odběrných systémů ...............................................................................................	25
8.4	Zkouška těsnosti ......................................................................................................................................	25
8.5	Postup kalibrace ......................................................................................................................................	25
8.6	Ověření kalibrace .....................................................................................................................................	26
8.7	Zkouška účinnosti konvertoru NO_x...........................................................................................................	26
8.8	Nastavení přístrojů FID ............................................................................................................................	28
8.9	Příčná citlivost analyzátorů CO, CO₂, NO_x a O₂.......................................................................................	29
8.10	Intervaly kalibrace ....................................................................................................................................	31
9	Kalibrace systému pro měření částic ......................................................................................................	31
9.1	Všeobecně ...............................................................................................................................................	31
9.2	Měření průtoku .........................................................................................................................................	31
9.3	Kontrola poměru zředění ..........................................................................................................................	31
9.4	Kontrola podmínek části průtoku .............................................................................................................	31

Strana 6

9.5	Intervaly kalibrace ....................................................................................................................................	31
10	Provozní podmínky (zkušební cykly) .......................................................................................................	31
11	Průběh zkoušky .........................................................................................................................................	31
11.1	Příprava filtrů pro odběr vzorku ................................................................................................................	31
11.2	Instalace měřicího zařízení ......................................................................................................................	32
11.3	Spuštění motoru a zřeďovacího systému .................................................................................................	32
11.4	Nastavení poměru zředění .......................................................................................................................	32
11.5	Stanovení zkušebních režimů ..................................................................................................................	32
11.6	Kontrola analyzátorů ................................................................................................................................	33
11.7	Zkušební cykly .........................................................................................................................................	33
11.8	Přezkoušení analyzátorů ..........................................................................................................................	33
11.9	Zkušební protokol ....................................................................................................................................	33
12	Vyhodnocení údajů plynných emisí a emisí částic .................................................................................	34
12.1	Plynné emise ............................................................................................................................................	34
12.2	Emise částic .............................................................................................................................................	34
13	Výpočet plynných emisí ............................................................................................................................	34
13.1	Stanovení průtoku výfukových plynů ........................................................................................................	34
13.2	Korekce suchosti/vlhkosti .........................................................................................................................	34
13.3	Korekce NO_xna vlhkost a teplotu .............................................................................................................	36
13.4	Výpočet hmotnostního průtoku emisí výfukových plynů ..........................................................................	37
13.5	Výpočet měrných emisí ............................................................................................................................	38
14	Výpočet emisí částic ..................................................................................................................................	38
14.1	Korekční součinitele částic .......................................................................................................................	38
14.2	Systém zředění části průtoku ...................................................................................................................	39
14.3	Systém zředění plného průtoku ...............................................................................................................	41
14.4	Výpočet hmotnostního průtoku částic ......................................................................................................	42
14.5	Výpočet měrných emisí ............................................................................................................................	43
14.6	Efektivní váhový součinitel .......................................................................................................................	44
15	Zjišťování koncentrace plynných emisí ...................................................................................................	44
15.1	Hlavní složky výfukového plynu CO, CO₂, HC, NO_x, O₂ ...........................................................................	44
15.2	Zjišťování koncentrace čpavku ................................................................................................................	50
15.3	Zjišťování konentrace metanu ..................................................................................................................	51
15.4	Zjišťování koncentrace metanolu .............................................................................................................	55
15.5	Zjišťování koncentrace formaldehydu ......................................................................................................	55
16	Zjišťování koncentrace částic ..................................................................................................................	58
16.1	Zřeďovací systém .....................................................................................................................................	58
16.2	Částice - systém odběru vzorku ...............................................................................................................	73
Příloha A (informativní) Výpočet hmotnostního průtoku výfukových plynů a/nebo spotřeby spalovacího vzduchu .............................................................................................................................................		77
Příloha B (normativní) Zařízení a pomocná zařízení instalovaná při zkoušce k určení výkonu motoru (viz také 5.3 a 11.5)		90
Příloha C (normativní) Výpočet účinnosti a korekcí nemetanových uhlovodíků naměřených metodou NMC		93

Strana 7

Příloha D (normativní) Vztahy k výpočtu součinitelů u, v, w v 13.4 ......................................................................	94
Příloha E (informativní) Výpočet přenosu tepla (přenosová trubka) .....................................................................	95
Příloha F (informativní) Bibliografie ......................................................................................................................	98
Příloha ZA (normativní) Normativní odkazy na mezinárodní publikace s jejich příslušnými evropskými publikacemi ...........................................................................................................................................................	100

Strana 8

1 Předmět normy

Tato část EN ISO 8178 specifikuje metody měření a vyhodnocení plynných emisí a emisí částic výfukových plynů u pístových spalovacích motorů (RIC motory). Norma platí pro měření na zkušebním stanovišti při ustálených podmínkách, které jsou nezbytné k určení hodnot každé škodlivé složky výfukových plynů. Pro různá použití motoru platí různé kombinace zatížení motoru a otáček (viz EN ISO 8178-4).

Tato část EN ISO 8178 platí pro spalovací motory pro mobilní, přenosné a stacionární použití, kromě motorů, které jsou především konstruovány pro použití u silničních motorových vozidel. Tato část EN ISO 8178 smí být také používána i u motorů, např. zemních strojů, agregátů pro výrobu elektrické energie a jiná použití.

Za určitých předpokladů mohou být motory zkoušeny také na zkušebním stanovišti podle EN ISO 8178-2, kdy je motor měřen až v místě jeho instalace. Toto je možné pouze na základě dohody zúčastněných stran. Přitom je třeba mít na paměti, že údaje zjištěné při tomto postupu nemohou zcela splňovat údaje, které mají být zjišťovány podle této části EN ISO 8178. Proto se doporučuje použít postup měření motoru až v místě instalace v omezeném rozsahu, a to pouze u motorů pro velké lodě nebo agregátů pro výrobu elektrické energie.

Pro motory používané u strojních zařízení platí další požadavky (např. požadavky pro bezpečnost a ochranu zdraví, předpisy pro elektrická zařízení), další podmínky zkoušky a postupy vyhodnocení.

Tam, kde není možné použít zkušební stanoviště nebo v případech, kdy jsou požadovány informace o skutečných emisích motorů v provozu, je vhodné použít zkoušku a vyhodnocení výsledků až v místě instalace motoru podle EN ISO 8178-2.

POZNÁMKA 1 - Tato část normy EN ISO 8178 je určena pro postupy měření k určení hodnot plynných emisí a emisí částic u pístových spalovacích motorů, kromě motorů, které jsou určeny jako hlavní pohon silničních vozidel. Za tím účelem je nutné provést zjištění charakteristiky emisí motorů; použitím vhodných váhových součinitelů mohou být zjištěny hladiny emisí motorů pro různá jejich použití. Výsledky měření emisí jsou vyjádřeny v jednotkách gramy na kilowatthodinu a představují emitované množství škodlivých látek na jednotku práce.

Ačkoliv je tato část EN ISO 8178 určena pro motory, které nejsou používány u silničních motorových vozidel, jsou mnohá základní ustanovení pro měření plynných emisí a emisí částic identická s požadavky pro silniční motorová vozidla, takže norma může být používaná i pro tyto účely. Postup zkoušky, který maximálně odpovídá těmto zásadám, je metoda zředění plného průtoku, která je již od roku 1985 používaná v USA pro homologaci motorů těžkých užitkových vozidel. Jiným zkušebním postupem je postup přímého měření plynných emisí v nezředěných výfukových plynech, který je běžně používán pro homologaci motorů těžkých užitkových vozidel v Japonsku a v Evropě.

Řada postupů popsaných dále se týká laboratorních metod na zkušebním stanovišti. Proto k určení reprezentativní hodnoty emise vyžaduje provedení velkého počtu měření. Takto obdržené výsledky závisí na použitém postupu.

Vyhodnocení emisí motorů, které nejsou používané u silničních motorových vozidel, je složitější ve srovnání s motory určenými pro silniční motorová vozidla. Důvodem je různorodost použití těchto motorů. Například silniční motorová vozidla jsou požívaná především k převozu nákladu z jednoho místa do druhého po zpevněné komunikaci. Omezení na zpevněné komunikaci, dovolené zatížení komunikace a dovolená kvalita paliva určují rozsah použití vozidla a motorů. Motory a vozidla, která nejsou určena k silničnímu provozu, zahrnují široký rozsah velikosti motorů, které jsou určeny k pohonu zařízení. Mnoho motorů je tak velikých, že je vyloučeno použití zkušebního zařízení a metod zkoušky motorů, které jsou používány u silničních motorových vozidel. V případech, kdy není možné použít dynamometru musí být zkoušky provedeny až v místě instalace motoru nebo při odpovídajících vhodných podmínkách.

-- Vynechaný text --