Testare Legislatie Echipamente EU

23
7.3.2. Cicluri de testare europene 7.3.2.1. Ciclul urban E.C.E. Acest ciclu a fost dezvoltat în 1962 şi simulează traficul auto din Paris care este diferit faţă de condiţiile californiene. Ciclul a fost recunoscut de Comisia Economică Europeană ca ciclu european. În figura 7.11 se prezintă în coordonate timp-viteză ciclul urban E.C.E. Ciclul simulează parcurgerea a 1,013 km, are o durată de 195 s şi se parcurge de 4 ori, realizându-se o lungime de 4,052 km, viteza maximă a ciclului fiind de 50 km/h, iar viteza medie este de 27,01 km/h dacă nu se iau în considerare modurile de mers în gol. Fig. 7.11 Ciclul urban E.C.E. 7.3.2.2. Ciclul E.U.D.C. – extraurban Ciclul extraurban simulează un trafic de mare viteză (până la 120km/h) în afara oraşului. Durata este de 400 s iar distanţa parcursă este de 6,955 km, viteza medie a ciclului este de 62,5 km/h. Ciclul extraurban este de fapt o fază care se adaugă ciclului urban şi începe cu o secvenţă de mers în gol timp de 20 s (fig. 7.12 ). Fig. 7.12 Ciclul extraurban E.U.C.D.

description

cvbghfgh

Transcript of Testare Legislatie Echipamente EU

Page 1: Testare Legislatie Echipamente EU

7.3.2. Cicluri de testare europene 7.3.2.1. Ciclul urban E.C.E.

Acest ciclu a fost dezvoltat în 1962 şi simulează traficul auto din Paris care este diferit faţă de condiţiile californiene. Ciclul a fost recunoscut de Comisia Economică Europeană ca ciclu european. În figura 7.11 se prezintă în coordonate timp-viteză ciclul urban E.C.E. Ciclul simulează parcurgerea a 1,013 km, are o durată de 195 s şi se parcurge de 4 ori, realizându-se o lungime de 4,052 km, viteza maximă a ciclului fiind de 50 km/h, iar viteza medie este de

27,01 km/h dacă nu se iau

în considerare modurile de mers în gol. Fig. 7.11 Ciclul urban E.C.E.

7.3.2.2. Ciclul E.U.D.C. – extraurban Ciclul extraurban simulează un trafic de mare viteză (până la 120km/h) în afara

oraşului. Durata este de 400 s iar distanţa parcursă este de 6,955 km, viteza medie a ciclului este de 62,5 km/h. Ciclul extraurban este de fapt o fază care se adaugă ciclului urban şi începe cu o secvenţă de mers în gol timp de 20 s (fig. 7.12 ).

Fig. 7.12 Ciclul extraurban E.U.C.D.

Page 2: Testare Legislatie Echipamente EU

Fig. 7.13 Ciclul extraurban E.U.C.D. pentru motoare de sub 30 kW

Pentru autovehicule având puterea inferioară valorii de 30 kw, viteza maximă a fazei extraurbane se limitează la 90 km/h.

Ciclul urban şi ciclul extra urban (ECE+EUDC) se realizează pe standul dinamometric şi a fost utilizat pentru certificarea emisiilor poluante la autovehiculele uşoare în Europa [Directiva EEC 90 /C81/ 01].

Îcepând cu anul 2000 perioada de mers în gol la pornirea motorului a fost eleminată ciclul fiind denumit Noul ciclu european de testare (NEDC - New European Driving Cycle)

Fig. 7.14 Noul ciclu european de testare NEDC

7.3.2.3. Ciclul staţionar european (ESC) Acest ciclu a fost adoptat în anul 1999 [Directiva 1999/96/EC] ;I a intrat în vigoare în

anul 2000 pentru testarea autovehiculelor grele cu motoare Diesel, el a înlocuit Regulamentul

Page 3: Testare Legislatie Echipamente EU

49 al E.C.E.. Testul se aplică motoarelor montate pe standul de încercare, are 13 moduri şi este asemănător ciclului cu 13 moduri ale R 49, (tabelul 7.2)., emisiile sunt exprimate în g/kW

Tabelul 7.3 – Ciclul staţionar european

Modul Turaţia motorului

% Sarcina

Factor greutate, %

Durata

1 Low idle 0 15 4 minute 2 A 100 8 2 minute 3 B 50 10 2 minute 4 B 75 10 2 minute 5 A 50 5 2 minute 6 A 75 5 2 minute 7 A 25 5 2 minute 8 B 100 9 2 minute 9 B 25 10 2 minute 10 C 100 8 2 minute 11 C 25 5 2 minute 12 C 75 5 2 minute 13 C 50 5 2 minute

Fig.7.15. Punctele de măsurare ale ciclului staţionar european Turaţiile ciclului sunt definite astfel: Turaţia ridicată nhi se determină prin calculul a 70% din turaţia declarată la puterea

nominală.

Page 4: Testare Legislatie Echipamente EU

Turaţia minimă nlo se determină prin calculul a 50% din turaţia declarată la puterea nominală.

Traţiile motorului A,B şi C la care sunt utilizate pentru testare sunt calculate cu următoarele formule:

A = nlo + 0,25(nhi - nlo) B = nlo + 0,50(nhi - nlo) C = nlo + 0,75(nhi - nlo) Ciclul staţionar european se carcterizează prin valori medii ridicate ale factorilor de

greutate şi temperaturi înalte ale gazelor arse.

7.3.2.4 Ciclul tranzitoriu european (ETC) Ciclul tranzitoriu european a fost introdus în anul 2000 pentru a determina emisiile

poluante la vehiculele grele pe standul dinamometric cu role, ca şi ciclul ESC înlocuieşte Regulamentul R49.

Ciclul ETC cuprinde trei părţi care simulează traficul urban, traficul rural şi circulaţia pe autostradă. Durata întregului ciclu este de 1800 s, fiecărei părţi i se alocă 600 s.

Prima parte a ciclului reprezintă un trafic urban cu frecvente porniri, opriri şi mers la relanti, viteza maximă atinsă este de 50 km/h

In partea doua se simulează un trafic rural, viteza medie a acestei părţi este de 72 km/h. A treia parte este dedicată circulaţiei pe autostradă cu o viteză medie de 88 km/h.

Fig. 7.16 Ciclul tranzitoriu european ETC

Page 5: Testare Legislatie Echipamente EU

Fig.7.17 Variaţia turaţiei în ciclul ETC

Fig.7.18 Variaţiacuplului motor în ciclul ETC 7.3.2.5.Ciclul european de răspuns la sarcina (ELR) Ciclul european de răspuns la sarcină a fost introdus în anul 2000 pentru a determina opacitatea emisiilor de fum la vehiculele grele.

Page 6: Testare Legislatie Echipamente EU

Ciclul de răspuns la sarcină ELR constă secvenţe de trei trepte de sarcină la fiecare din cele trei turaţii ale motorului determinate pentru ciclul ESC A(Ciclul 1), B(Ciclul 2), C (Ciclul 5) urmat ce ciclul 4 care ae desfăşoara la o turaţie a motorului între A şi C la o sarcină cuprinsă între 10% şi 100%. Valorile fumului sunt măsurate continuu pe durata ciclului ELR printr-o eşantionare l o frecvenţă de cel puţin 20Hz. La sfârşitul ciclului ELR valorile fumului se calculează. Primul pas, valorile sunt mediate pe intervale de 1 s utilizând un algoritm special de mediere. În al pas, pe treptele de sarcină, valorile fumului sunt determinate ca cele mai ridicate valori medii pe cele trei trepte de sarcină pentru fiecare din turaţiile de testare. În pasul trei, valorile medii ale fumului pe fiecare ciclu (ciclu de turaţie) sunt calculate ca valori aritmetice ale vaorilor obţinute pe fiecare din cele trei trepte de sarcină. Valoarea finala a fumului este determinata prin calcul aplicând factorii de greutate la valorile medii ale fumului pentru ficare ciclu: A(0,43), B(0,56) şi C(0,01).

Fig.7.19 Ciclul euopean de răspuns la sarcină ELR 7.3.2.6. Ciclul de anduranţă european

Ciclul de anduranţă european al echipamentelor de control al poluării cuprinde trei faze care se parcurg cu viteză stabilizată de 70 km/h, 100 km/h şi 80 % din viteza maximă (limita 130km). Duratele acestor faze fiind de 300s, 300s respectiv 600s. Între aceste faze sunt inserate secvenţe de mers în gol de 15s fiecare. Pentru parcurgerea ciclului se prevăd accelerări şi decelerări de 1,5m/s2, în cazul în care autovehiculul nu este capabil să atingă această valoare, ciclul se parcurge realizând accelerări decelerări la nivelul posibilităţilor

Page 7: Testare Legislatie Echipamente EU

autovehiculului. Ciclul se parcurge până la atingerea unui parcurs echivalent de 30 000km, se înţelege faptul că se prevăd opriri pentru alimentare şi reglaje.

7.3.2.7. Ciclul de testare al vehiculelor pe două roţi

Regulamentul ECE nr. 40 cuprinde ciclul de încercare pe un stand dinamometric al vehiculelor pe două roţi.

Ciclul cuprinde 15 moduri, viteza maximă a ciclului este de 50km/h. Ciclul se repetă de patru ori, durata totală fiind de 780s. Măsurarea componentelor

poluante se realizează după parcurgerea a două cicluri pregătitoare. În figura 7.8 se prezintă ciclul pentru motociclete.

7. 3.2.8. Ciclul de testare al vehiculelor pe două roţi cu pedale

În cazul vehiculelor pe două roţi cu pedale, cu o cilindree de până la 50 cm3 şi cu o viteză care nu depăşeşte 50 km/h se utilizează ciclul definit prin Regulamentul ECE nr. 47. Ciclul se repetă de patru ori pe o durată totală de 448s.

Fig. 7.20 Ciclul de încercare al motocicletelor conform regulamentului ECE – 40.

Cele 7 moduri ale ciclului test pentru motociclete mici sunt prezentate în tabelul 7.4

Tabelul 7.4 - Ciclul test pentru motociclete mici

Nr. mod Regimul de funcţionare Acceleraţia

[m/s2] Viteza [km/h]

Durata [s]

1 mers în gol - - 8 2 accelerare clapeta deschisă complet max 57 3 viteză stabilizată clapeta deschisă complet max 57 4 decelerare -0,56 de la max la 20 57 5 mers stabilizat - 20 36 6 decelerare -0,93 20 la 0 6 7 mers în gol - - 5

Page 8: Testare Legislatie Echipamente EU

Total 112

8.4.2. Noi regulamente privind emisiile în Europa 8.4.2.1. Vehicule uşoare

În decembrie 1989 Comisia Europeană a emis ˝Consolidated Emission Directive˝. Această directivă include nu numai emisiile de evacuare standard ci şi emisiile de evaporare.

Directiva prevede ca emisiile de evacuare standard să fie certificate pe baza combinaţiei ciclului ECE-15 (urban) cu ciclul test EUDC (extra-urban). În contrast cu directivele anterioare aceasta stipulează, pentru emisiile gazoase standard ale tuturor autovehiculelor, limite care se aplică atât motoarelor cu aprindere prin scânteie cât şi motoarelor cu aprindere prin comprimare, indiferent de capacitatea motorului..

În noiembrie 1998, o subcomisie a comisiei europene, a elaborat valorile ţintă ale limitelor impuse pentru obţinerea “Autovehiculelor şi motoarelor avansate, prietenoase ecologic” (Enhanced environmentally friendly vehicles and engines – EEV). La Reuniunea MVEG din 09.04.1991 s-au adoptat şi regulamentele 40 şi 47 ale EC pentru controlul emisiilor motocicletelor şi ale motoretelor.

Tabelul 8.8 – limitele emisiilor conform ˝Consolidated Emission Directive˝ Vehicule noi (1.07.1992)

Modele noi (1.01.1992) Vehicule noi (1.01.1997) Modele noi (1.01.1993)

Poluant (1) (2) (1) CO 2,72 3,17 2,2 (3) – 1,0 (4) HC+NOX (mas) 0,97 1,13 0,3 HC+NOX (Diesel IDI) 0,97 1,13 0,7 HC+NOX (Diesel DI) 0,7 1,13 0,9 Particule (Diesel) 0,17 0,18 0,08 (5) – 0,10 (6) (1) Aprobare tip; (2) În producţie; (3) Motoare cu benzină;

(4) Motoare Diesel; (5) Diesel cu injecţie indirectă (IDI); (6) Diesel cu injecţie directă (DI).

Pentru determinarea emisiilor poluante s-au stabilit următoarele clase de autovehicule:

• Autoturisme şi camioane uşoare; • Autocamioane grele şi motoare de autobuz; • Motoare Diesel pentru aplicaţii nerutiere (off road); • Motociclete (Directiva 2002/51/EC); • Motoare mici pentru unelte (Directiva 2002/88/EC).

Directiva 2001/116/EC s-au stabilit categoriile de autovehicule pentru care s-au stabilit reglementări privind emisiile poluante(Tabelul 8.9)

Categoria Descriere

Page 9: Testare Legislatie Echipamente EU

M Autovehicul cu cel puţin patru roţi proiectat şi construit pentru transportul persoanelor..

M1 Autovehicul proiectat şi construit pentru transportul persoanelor.cuprinzând nu mai mult de opt scaune plus scaunul şoferului.

M2 Autovehicul proiectat şi construit pentru transportul persoanelor.cuprinzând tone.mai mult de opt scaune plus scaunul şoferului şi având masa maximă admisă sub 5 tone.

M3 Autovehicul proiectat şi construit pentru transportul persoanelor.cuprinzând tone.mai mult de opt scaune plus scaunul şoferului şi având masa maximă admisă peste 5 tone.

N Autovehicul cu cel puţin patru roţi proiectat şi construit pentru transportul mărfurilor. .

N1 Autovehicul proiectat şi construit pentru transportul mărfurilor. şi având masa maximă admisă sub 3,5 tone

N2 Autovehicul proiectat şi construit pentru transportul mărfurilor. şi având masa maximă admisă peste 3,5 tone dar să nu depăşescă 12 tone.

N3 Autovehicul proiectat şi construit pentru transportul mărfurilor. şi având masa maximă admisă peste 12 tone.

O Remorci (se include şi semi-remorci) G* Vehicle Off-Road (ne rutiere) * - Simbolul G trebuie combinat cu un simbol M sau N. De exemplu pentru un autovehicul din categoria

N1 care va fi utilizat off road se va înscrie în categoria N1G

Tabelul 8.9 Categoriile de autovehicule Masa de referinţă fiind considerată masa autovehiculului în rulaj, mai puţin masa şoferului 75 kg la care se adaugă o masă uniformă de 100 kg. Categoria autovehicule comerciale N1 este impărţită în trei clase de greutate (Tabelul 8.10)

Tabelul 8.10 Clasele de greutate pentru categoria N1 Masa de referinţă, RW Clasa de

greutate Euro 1-2 Euro 3+ I RW ≤ 1250 kg RW ≤ 1305 kg II 1250 kg < RW ≤ 1700 kg 1305 kg < RW ≤ 1760 kg III 1700 kg < RW 1760 kg < RW

Reglementarea emisiilor poluante la autoturisme şi autovehicule comerciale uşoare s-a

realizat prin Directiva 70/220/EEC. Această directivă a fost amendată succesiv, astfel: • Standardul Euro 1: Directiva 91/441/EEC (numai pentru autoturisme) sau 93/59/EEC

( autoturisme şi autovehicule uşoare); • Standardul Euro 2: Directiva 94/12/EC sau 96/69/EC; • Standardele Euro 3/ 4 (2000/2005): Directiva 98/69/EC şi cu amendamente

2002/80/EC; • Standardele Euro 5/ 6 (2009/2014):

Emisiile autoturismelor şi autovehiculelor comerciale uşoare sunt testate utilizând Noul Ciclu European de testare NEDC, autovehicul este complet echipat, emisiile fiind exprimate în g/km. Începând cu standardul Euro 5 s-a implementat o nouă metodă de măsurare a

Page 10: Testare Legislatie Echipamente EU

particulelor dezvoltată de UN/ECE intitulată “Particulate Measurement Programme (PMP)”, metoda este asemănătoare cu US 2007 procedure. Legislaţia introduce limitarea numărului de particule care se adaugă la limitarea masei acestora.

Emisiile standard pentru autovehiculele din categoriile M şi N sunt prezentate in următoarele tabele

Tabelul 8.11 Emisiile poluante ale categoriei M1 Stadiu Data CO HC HC+NOx NOx PM

Diesel Euro 1† 1992.07 2.72

(3.16) - 0.97

(1.13) - 0.14

(0.18) Euro 2, IDI

1996.01 1.0 - 0.7 - 0.08

Euro 2, DI 1996.01a 1.0 - 0.9 - 0.10 Euro 3 2000.01 0.64 - 0.56 0.50 0.05 Euro 4 2005.01 0.50 - 0.30 0.25 0.025 Euro 5 2009.09b 0.50 - 0.23 0.18 0.005e Euro 6 2014.09 0.50 - 0.17 0.08 0.005e

M.A.S. (Benzină) Euro 1† 1992.07 2.72

(3.16) - 0.97

(1.13) - -

Euro 2 1996.01 2.2 - 0.5 - - Euro 3 2000.01 2.30 0.20 - 0.15 - Euro 4 2005.01 1.0 0.10 - 0.08 - Euro 5 2009.09b 1.0 0.10c - 0.06 0.005d,eEuro 6 2014.09 1.0 0.10c - 0.06 0.005d,e

• La stadiile Euro 1..4, autovehicule de pasageri > 2,500 kg se aprobă la categoria de vehiculeN1 • †Valorile sunt în conformitate cu limitele la producător

a – până la 30. 09.1999 (după acesta dată motoarele cu ID trebuie să atingă limitele motoarelor cu IDI); b – 01.2011. pentru toate modele; c - şi NMHC = 0.068 g/kmd – aplicabil numai pentru vehiculele dotate cu motoare cu ID; e – propus să fie schimbat la 0.003 g/km prin utilizarea procedurii de măsurare PMP.

Tabelul 8.12. a Emisiile poluante ale categoriei N1

Categoria† Stadiu Data CO HC HC+NOx NOx PM Diesel

Euro 1 1994.10 2.72- 0.97 - 0.14 Euro 2, IDI

1998.01 1.0 - 0.70 - 0.08

Euro 2, DI 1998.01a 1.0 - 0.90 - 0.10 Euro 3 2000.01 0.64- 0.56 0.50 0.05 Euro 4 2005.01 0.50- 0.30 0.25 0.025Euro 5 2009.09b 0.50- 0.23 0.18 0.005e

Clasa N1, I≤1305 kg

Euro 6 2014.09 0.50- 0.17 0.08 0.005e

Page 11: Testare Legislatie Echipamente EU

Euro 1 1994.10 5.17- 1.40 - 0.19 Euro 2, IDI

1998.01 1.25- 1.0 - 0.12

Euro 2, DI 1998.01a 1.25- 1.30 - 0.14 Euro 3 2001.01 0.80- 0.72 0.65 0.07 Euro 4 2006.01 0.63- 0.39 0.33 0.04 Euro 5 2010.09c 0.63- 0.295 0.235 0.005e

Clasa N1, II1305-1760 kg

Euro 6

2015.09 0.63 - 0.195 0.105 0.005e

Tabelul 8.12. b Emisiile poluante ale categoriei N1

Categoria†

Stadiu Data CO

HC

HC+NOx

NOx PM

Euro 1 1994.10 6.90

- 1.70 - 0.25

Euro2, IDI

1998.01 1.5

- 1.20 - 0.17

Euro2, DI

1998.01a 1.5

- 1.60 - 0.20

Euro 3 2001.01 0.95

- 0.86 0.78 0.10

Euro 4 2006.01 0.74

- 0.46 0.39 0.06

Euro 5 2010.09c 0.74 - 0.350 0.280 0.005e

N1, Clasa III>1760 kg

Euro 6 2015.09 0.74 - 0.215 0.125 0.005e Benzină

Euro 1 1994.10 2.72 - 0.97 - - Euro 2 1998.01 2.2 - 0.50 - - Euro 3 2000.01 2.3 0.20 - 0.15 - Euro 4 2005.01 1.0 0.1 - 0.08 - Euro 5 2009.09b 1.0 0.10f - 0.06 0.005d,e

N1,Clasa I≤1305 kg

Euro 6 2014.09 1.0 0.10f - 0.06 0.005d,e

Tabelul 8.12. c Emisiile poluante ale categoriei N1 Categoria† Stadiu Data CO H

C HC+NOx NOx PM

Euro 1 1994.10 5.17 - 1.40 - - Euro 2 1998.01 4.0 - 0.65 - - Euro 3 2001.01 4.17 0.25 - 0.18 - Euro 4 2006.01 1.81 0.13 - 0.10 - Euro 5 2010.09c 1.81 0.13g - 0.075 0.005d,e

N1,Clasa II 1305-1760 kg

Euro 6 2015.09 1.81 0.13g - 0.075 0.005d,e

Page 12: Testare Legislatie Echipamente EU

Euro 1 1994.10 6.90 - 1.70 - - Euro 2 1998.01 5.0 - 0.80 - - Euro 3 2001.01 5.22 0.29 - 0.21 - Euro 4 2006.01 2.27 0.16 - 0.11 - Euro 5 2010.09c 2.27 0.16h - 0.082 0.005d,e

N1,Clasa III >1760 kg

Euro 6 2015.09 2.27 0.16h - 0.082 0.005d,e † Pentru standardul 1/2 categoria N1 se referă la următoarele clase de greutate Clasa I ≤ 1250 kg, Clasa II 1250-1700 kg, Clasa III > 1700 kg.a – până la 30.09.1999. (după acesta dată motoarele cu ID trebuie să atingă limitele motoarelor cu IDI); b – 01.2011 pentru toate modelele ; c – 01.2012. pentru toate modelele; d -aplicabil numai pentru vehiculele dotate cu motoare cu ID; e - propus să fie schimbat la 0.003 g/km prin utilizarea procedurii de măsurare PMP; f – şi NMHC = 0.068 g/km; g - şi NMHC = 0.090 g/km; h - şi NMHC = 0.108 g/km.

8.4.2.2. Vehicule grele

Standardele de emisii poluante la categoria “vehicule grele se aplică autovehiculelor care au o greutate maximă mai mare de 3,5 t şi sunt dotate cu motoare Diesel sau motoare cu aprindere prin scânteie alimentate cu gaze naturale(GN) sau cu GPL.

Initial legislatia a fost introdusa prin directiva 88/77/EEC limitele emisiilor gazoase [g/kW] ale autovehiculelor cu greutate totală mai mare de 3,5 t. Acestă Directivă a fost amendată de mai multe ori. În anul 2005 acestă legislaţie a fost consolidată prin Directiva 05/55/EC. Începând de la stadiul Euro 4 legislaţia a fost simplificată prin eliminarea directivelor care trebuiesc adoptate în legislaţia naţională a fiecărei ţări membre ale Uniunii Europene cu Regulamente care sunt general aplicabile în UE.

In timp legislaţia privind limitele emisiilor poluante a urmat următorii paşi: Standardul Euro 1 a fost introdus în anul 1992, a urmat standardul Euro 2 în anul

1996, acest standard se aplica atât motoarelor pentru autocamioane cât şi motoarelor pentru autobuze. În anul 1999 a fosta adoptată Directiva 1999/96/EC care intoduce standardul Euro 3. Următoarele satandarde Euro 4/5 au fost introduse în 2005 respectiv 2008, Directiva 2005/55/EC introduce teste de durabilitate şi cerinţele diagnosticării la bordul autovehiculului (OBD). În decembrie 2007 au fost publicate limitele emisiilor pentru stadiul Euro 6, aceste limite fiind comparabile cu cele din SUA , US 2010 Standard , acest standard urmând să intre în vigoare în 2013/2014.

În tabelele următoare se prezintă atât limtele emisiilor cât şi procedurile de determinare pentru autovehiculele din categoria Vehicule grele.

Tabelul 8.13 Valorile emisiilor poluante [g/kW] şi fum [m-1] Stadiul Data Ciclul test CO HC NOx PM Fum

1992, < 85 kW 4.5 1.1 8.0 0.612 Euro 1 1992, > 85 kW 4.5 1.1 8.0 0.36 1996.10 4.0 1.1 7.0 0.25 Euro 2 1998.10

ECE R-49

4.0 1.1 7.0 0.15 1999.10, EEVs only ESC & ELR 1.5 0.25 2.0 0.02 0.15 Euro 3 2000.10 2.1 0.66 5.0 0.10 0.13a 0.8

Euro 4 2005.10 1.5 0.46 3.5 0.02 0.5 Euro 5 2008.10

ESC & ELR

1.5 0.46 2.0 0.02 0.5

Page 13: Testare Legislatie Echipamente EU

Euro 6† 2013.01 1.5 0.13 0.4 0.01 † Propunere(2008.12.16) a – pentru motoare cu mai puţin de 0.75 dm3 cilindree unitară şi puterea nominală la o turaţie mai mare de 3000 min-1

Talelul 8.14 Emisiile poluante ale motoarelor Diesel şi alimentate cu gaz [g/kW] Stadiul Data Ciclul test CO NMHC CH4a NOx PMb

1999.10, EEVs only

ETC 3.0 0.40 0.65 2.0 0.02 Euro 3

2000.10 5.45 0.78 1.6 5.0 0.16 0.21c

Euro 4 2005.10 4.0 0.55 1.1 3.5 0.03 Euro 5 2008.10 4.0 0.55 1.1 2.0 0.03 Euro 6† 2013.01

ETC

4.0 0.16d 0.5 0.4 0.01 † propunere (2008.12.16) a – pentru motoare cu gaz natural (Euro III-V: numai GN; Euro VI: GN + GPL) b – nu se aplică motoarelor alementate cu gaz natural în stadiile III-IV c – pentru motoare cu o cilindree unitară < 0.75dm3 şi puterea nominală la > 3000 min-1 d - THC pentru motoarele Diesel

Propunere pentru Euro 6 prevede printre altele o limită de 10 ppm NH3 aplicabilă

motoarelor Diesel (măsurabilă utilizând ciclul ESC sau ETC) şi motoarelor alimentate cu gaz (ciclul ETC), de asemenea se prevede o limită pentru numărul de particule care se adaugă limitei masice a particulelor. Ciclurile după care vor fi măsurate emisiile gazoase şi particulele sunt ciclurile armonizate mondial WHSC şi WHTC.

Începând cu anul 2005 pentru noile modele şi cu anul 2006 pentru toate modelele constructorul de motoare trebuie să demonstreze menţinerea emisiilor poluante pe durata de exploatare a autovehiculelor, perioadă care depinde de categoria autovehiculului (Tabelul 8.15). Tabelul 8.15 Durata de exploatare pentru care fabricantul garantează menţinerea emisiilor

Perioada* Categoria autovehicului† Euro 4-5 Euro 6

N1 şi M2 100 000 km / 5 ani 160 000 km / 5 ani N2 N3 ≤ 16 tone M3 Clasa I, Clasa II, Clasa A, şi Clasa B ≤ 7.5 tone

200 000 km / 6 ani 300 000 km / 6 ani

N3 > 16 tone M3 Classa III, şi Class B > 7.5 tone

500 000 km / 7 ani 700 000 km / 7 ani

† Masa maximă permisă * km sau perioada în ani care se îndeplineşte prima

8.4.2.3 Motoare diesel nerutiere

Prima legislaţie care a reglementat emisiile motoarelor Diesel pentru aplicaţii mobile nerutiere a fost introdusă de Directiva 97/68/EC di 16 decemb rie 1997. Acestă legislatie a

Page 14: Testare Legislatie Echipamente EU

fost introdusă în două etape,etapa I a fost implementată în 1999 iar etapa II a a avut perioda de implementare 2001 – 2004, motoarele fiind iîmpărţite pe categorii de putere. Standardul se aplica unor echipamente cum ar fi: echipamente pentru foraj, excavatoare, buldozere, echipamente de încărcare, autocamioane nerutiere, echipamente pentru întreţinerea infrastructurilor rutiere, pluguri de zăpadă, echipamente aero portuare, macarale mobile, autoscări, etc.

Tractoarele agricole şi forestiere au aceleaşi emisii standard, însa datele de implementare au fost diferite[Directiva 2000/25/EC].

Emisiile motoarelor pentru aplicaţii navale, locomotive ,aviaţie şi generatoare nu au fost cuprinse în etapele I şi II de implementare a legislatiei.

În 9 decembrie 2002 Parlamentul European a adoptat Directiva 2002/88/EC care amendează Directiva 97/68/EC prin adăugare de limite ale emisiilor motoarelor mici utilitare pe benzină cu puteri de sub 19 kW. Directiva extinde standardul corespunzător etapei II şi asupra motoarelor care funcţionează la turaţie constantă.

Standardele corespunzătoare etapelor III şi IV pentru motoarele nerutiere au fost adoptate de Parlamentul European la data de 21 aprilie 2004 [Directiva 2004/26/EC], iar pentru tractoarele agricole şi forestiere la data de 21 februarie 2005 [Directiva 2005/13/EC]. Etapa III a fost prezăzută pentru perioada 2006 – 2013. Emisiile standard corespunzătoare etapelor III şi IV cuprind categoriile de motoare incluse în etapele I şi II în plus motoarele pentru locomotive şi motoarele care echipeză vase de navigaţie pe apele interioare.

Tabelul 8.16 Emisiile motoarelor Diesel nerutiere etapele I şi etapa II Puterea netă CO HC NOx PM Cat. kW

Data* g/kWh

Etapa I A 130 ≤ P ≤ 560 1999.01 5.0 1.3 9.2 0.54 B 75 ≤ P < 130 1999.01 5.0 1.3 9.2 0.70 C 37 ≤ P < 75 1999.04 6.5 1.3 9.2 0.85 Etapa II E 130 ≤ P ≤ 560 2002.01 3.5 1.0 6.0 0.2 F 75 ≤ P < 130 2003.01 5.0 1.0 6.0 0.3 G 37 ≤ P < 75 2004.01 5.0 1.3 7.0 0.4 D 18 ≤ P < 37 2001.01 5.5 1.5 8.0 0.8 * Etapa II se aplică motoarele cu turaţie constantă 2007.01

Emisiile poluante sunt măsurate conform ciclului ISO 8178 C1 cunoscut sub denumirea de ciclul stationar non rutier şi sunt exprimate în g/kWh.Combustibilul utilizat trebuie să conţină o cantitate de sulf mai mică de 0,1-0,2 %.

Etapa III a fost împărţită în două subetape, şi anume etapa IIIA şi etapa IIIB

Page 15: Testare Legislatie Echipamente EU

Tabelul 8.17 Emisiile motoarelor nerutiere în etapa IIIA Puterea netă CO NOx+HC PM Cat. kW

Data† g/kWh

H 130 ≤ P ≤ 560 2006.01 3.5 4.0 0.2 I 75 ≤ P < 130 2007.01 5.0 4.0 0.3 J 37 ≤ P < 75 2008.01 5.0 4.7 0.4 K 19 ≤ P < 37 2007.01 5.5 7.5 0.6 † datele pentru motoarele cu turaţie constantă sunt: 2011.01 pentru categoriile H, I şi K; 2012.01 categoria J.

Pentru etapa IIIB s-a prevăzut o reducere a emisiilor de particule de 90% ajungând la limita de0,025 g/kWh ceea ce presupune utilizarea filtrelor de particule.

Tabelul 8.18 Emisiile motoarelor nerutiere în etapa IIIB

Puterea netă CO HC NOx PM Cat. kW

Date g/kWh

L 130 ≤ P ≤ 560 2011.01 3.5 0.19 2.0 0.025 M 75 ≤ P < 130 2012.01 5.0 0.19 3.3 0.025 N 56 ≤ P < 75 2012.01 5.0 0.19 3.3 0.025 P 37 ≤ P < 56 2013.01 5.0 4.7† 0.025 † NOx+HC

În etapa IV pe lângă reducerea emisiilor de particule se prevede reducerea drastică a emisiilor de NOx limita fiind prevăzută la 0,4 g/kWh, ceea ce presupune intoducerea unor dispozitive pasive de tratare a gazelor arse.

Emisiile poluante sunt măsurate utilizând ciclul tranzitoriu pentru motoare nerutiere NRTC cu pornire în stare rece ţi cu pornire în stare caldă ciclul test în aceste condiţii fiind rulat de două ori Emisiile finale fiind determinate luând ca factor de greutate 10 % pentru ciclul cu pornirea la rece şi 90 % pentru ciclul cu pornirea la cald . Ciclul tranzitoriu pentru motoare nerutiere (NRTC) poate fi folosit în paralel cu ciclul staţionar pentru motoare nerutiere (NRSC) ISO 8178C1. Ciclul NRTC poate fi folosit pentru măsurarea emisiilor de particule pentru încercările etapei III şi pentru etapa IV motoare cu turaţie constantă, şi pentru determinarea a poluanţilor gazoşi în cadrul etapelor III A şi B şi etapei IV.

Tabelul 8.19 Emisiile motoarelor nerutiere în etapa IV

Puterea netă CO HC NOx PM Cat. kW

Data g/kWh

Q 130 ≤ P ≤ 560 2014.01 3.5 0.19 0.4 0.025

R 56 ≤ P < 130 2014.10 5.0 0.19 0.4 0.025

8.3.2.4. Legislaţia utilizării de benzină neaditivată Directiva emisiilor 88/76/EEC cere ca noile vehicule cu motoare cu aprindere prin

scânteie să fie capabile să utilizeze benzină neaditivată cu RON 94. Toate vehiculele echipate cu catalizator montat pe sistemul de evacuare trebuie să fie dotate cu conductă de umplere a

Page 16: Testare Legislatie Echipamente EU

rezervorului care să nu accepte un diametru al duzei pompei de alimentare (din staţia de benzină) mai mare de 23,6 mm.

Legislaţia din 2000 – 2005 privind combustibili a prevăzut o serie de restricţii, cum ar fi: cifra cetanică şi conţinutul de sulf, astfel

pentru motorine cifra cetanică a fist stabilită la valoare de 51 (în anul 2000), conţinutul de sulf : pentru motorină, max. 500 ppm in anul 2000 şi 50 ppm în 2005;

pentru benzină, 150 ppm in anul 2000 şi 50 ppm în 2005.Combustibil cu conţinut redus de sulf (< 10 ppm) atât motorină cât şi benzină urmând sa fie utilizaţi după anul 2005 şi obligatoriu după anul 2009.

8.3.2.5. Legislaţia europeană în domeniul emisiilor de vaporizare

Comisia UE intenţionează să introducă controlul emisiilor prin evaporare, de la motor şi realimentare, prin montarea la bord a cutiei cu carbon activ.

Propunerile sunt: Limitarea emisiilor prin vaporizare – 2 g/test; Procedura test bazată pe SHED (Sealed Housing for Evaporative Determination)

diferă de procedura U.S.; Testul include emisiile zilnice (temperatura creşte de la 10 °C la 30 °C şi emisiile

prin infiltrare la cald (în testul SHED temperatura variază între 23 - 31 °C); Volatilitatea combustibilului test este de 60 kPa.; Ciclul de încălzire este ECE 15 urmat de EUDC.; Cutia cu carbon activ este precondiţionată timp de 30 minute prin purjare.

9.3. Echipamente pentru determinarea emisiilor poluante

9.3.1 Măsurarea concentraţiei de oxid de carbon şi a dioxidului de carbon Emisiile de CO şi CO2 din gazele de evacuare pot fi determinate utilizând metoda

absorbţiei energiei radiante nedispersive prin spectrul de radiaţii infraroşu şi care se bazează pe principiul absorbţiei selective a energiei radiante în spectrul infraroşu la diferite lungimi de undă caracteristice fiecărei substanţe.

Această metodă poate fi folosită şi la măsurarea concentraţiei de HC şi NOx. Radiaţia infraroşie este absorbită de CO la lungimea de undă de 4,7 μm, iar de CO2 la 4,3 μm.

Analizorul NDIR (Non Dispersive Infrared Radiation) (figura 9.1) dispune de două tuburi paralele, aceste tuburi au pereţi reflectorizanţi şi ele sunt străbătute de câte un fascicul de radiaţii infraroşu. Aceste fascicule au o bandă largă de lungimi de undă

Proba de gaze arse de analizat traversează tubul de măsură situat pe traiectul fasciculului infraroşu. Tubul de referinţă este traversat de azot şi el nu absoarbe radiaţii infraroşu .

Fasciculele sunt emise de două surse generatoare de radiaţii infraroşu de putere egală ajung în câte o cameră receptoare după ce au traversat tubul de măsură şi tubul de referinţă. Cele două camere sunt umplute cu gaze de analizat şi sunt separate de o membrană metalică. Radiaţia infraroşie este absorbită numai în banda de absorbţie specifică gazului receptor, deci într-o manieră selectivă. Diferenţa de energie absorbită determină o diferenţă de temperatură şi de presiune între cele două camere receptoare. Această diferenţă de presiune este transformată într-o diferenţă de tensiune, care este proporţională cu concentraţia compusului care se determină, CO sau CO2, dar tot atât de bine poate fi determinată concentraţia de HC sau NOx.

Page 17: Testare Legislatie Echipamente EU

Fig. 9.1 Măsurarea concentraţiilor de CO şi CO2 cu sistemul NDIR, unde:

1- sursă de curent continuu; 2- amplificator; 3- stabilizator de tensiune; 4- cameră de colectare; 5- membrană metalică; 6 - diafragmă;

7 - gaz de eşapament; 8 - incintă de măsurare; 9 - incintă de referinţă; 10- incintă de filtrare; 11- diafragmă antrenată de motor; 12- surse luminoase.

9.3.2. Măsurarea concentraţiei oxizilor de azot

Regulamentele internaţionale recomandă la măsurarea oxizilor de azot metoda chemiluminiscenţei.

Analizorul cu chemiluminiscenţă îşi bazează funcţionarea pe faptul că oxidul de azot (NO) reacţionează cu ozonul (O3) de unde rezultă NO2 marcat electric care, prin descărcare, produce o cuantă de lumină roşie. Această emisie luminoasă poate fi măsurată cu precizie.

Aparatul (figura 9.2) dispune de o cameră de reacţie în care se introduce proba de analizat şi ozonul, unde se generează molecule NO2 încărcate electric şi unde are loc descărcarea. Senzorul fotoelectric transformă impulsurile luminoase în curent electric.

Fig. 9.2 Schema analizorului bazat pe fenomenul de chemiluminescenţă; semnificaţia notaţiilor este următoarea: 1- pompă de vid; 2- filtru molecular; 3- tubulatură de referinţă; 4- regulator de debit; 5- filtru; 6 -aer; 7- oxigen; 8 –generator de ozon;

9 - tub capilar; 10- cameră de reacţie; 11- filtru optic; 12- fotoamplificator; 13- amplificator; 14- sistem de afişare; 15- gaze de evacuare; 16 –convertizor NO2 ⇒ NO.

Camera de reacţie este vidată cu ajutorul unei pompe de vid iar pe timpul funcţionării

volumul acesteia este menţinută la temperatură constantă.

Page 18: Testare Legislatie Echipamente EU

Analizorul dispune de un generator de ozon. Aerul sau oxigenul este trecut printr-un reactor în care sunt plasaţi doi electrozi alimentaţi de la o sursă de înaltă tensiune între care au loc descărcări electrice. Aproximativ 2% din oxigenul trecut prin descărcările electrice dintre electrozi este transformat în ozon.

În gazele de evacuare există pe lângă NO şi cantităţi importante de NO2 . Pentru măsurarea concentraţiei de NO2 analizorul dispune de un reactor încălzit

electric la temperatura de 650-700°C. Proba de gaze arse este trecută prin acest reactor; NO2 disociază în totalitate în NO, după care proba este analizată prin chemiluminiscenţă. 9.3.3 Măsurarea concentraţiei de hidrocarburi

Concentraţia de hidrocarburi din gaze de evacuare ale motoarelor se determină cu analizorul FID (Flame Ionization Detector).

Funcţionarea analizorului (figura 9.3) se bazează pe faptul că atomii de carbon pot fi separaţi la temperatură ridicată în ioni pozitivi şi electroni liberi. Vaporii de apă din gazele de evacuare pot vicia măsurătoarea, pentru a elimina această influentă probă gaze de evacuare se încălzeşte până la 190°C, iar analizorul devine HFID (Heated Flame Ionozation Detection).

Fig. 9.3 Sistemul pentru determinarea conţinutului de hidrocarburi prin detecţie de ioni în flacără ionizată (FID); 1-sistem de afişare; 2-arzător; 3-ieşire; 4-hidrogen; 5- aer; 6-gaze etalon; 7-gaze de eşapament.

Proba de analizat este amestecată cu aer şi este arsă într-o flacără dată de un amestec

format de H2 (40%) şi He (60%). În zona flăcării sunt plasate două plăci, una încărcată pozitiv, iar cealaltă negativ. Ionii

pozitivi şi negativi se vor separa pe plăci, generând un curent proporţional cu numărul de atomi de carbon, curent care va fi amplificat şi măsurat.

Page 19: Testare Legislatie Echipamente EU

9.3.4. Măsurarea concentraţiei de particule Particulele conţinute în gazele de evacuare ale motoarelor cu ardere internă sunt

considerate toxice pentru sănătatea umană datorită faptului că au adaosuri de hidrocarburi(HC) monoxid de carbon (CO şi oxizi de azot (NOx)) şi în consecinţă aceste emisii trebuie să fie limitate prin regulamente. De asemenea particulele ultra fine (diametru < 0.1um) emise de motoarele cu aprindere prin comprimare afectează în mod grav sănătatea persoanelor expuse la aceste emisii .

În consecinţa s-au adoptat reglementări care prevăd limitarea emisiilor de particule atât ca masă totală (obţinută prin filtrare şi cântărire ) cât şi număr de particule (se utilizează echipamente speciale de măsurare)

Se prevede ca limita numărului de particule de 6*1011/km să intre în vigoare în septembrie 2011 pentru motoarele Diesel şi odata cu reglementările EURO 6 în 2014 şi pentru motoarele cu aprindere prin scânteie cu injecţie directă.

9.3.4.1 Măsurarea cantităţii de particule

Măsurarea cantităţii de particule emise se realizează prin metoda gravimetrică. Gazele de evacuare traversează un filtru şi masa acestor particule este determinată prin

cântărirea filtrului ( filtru gol – filtru cu particule). Înainte şi după preluarea probei filtrele sunt menţinute în etuve cu atmosferă controlată

(umiditate, temperatură constantă); măsurarea se realizează tot în etuvă pentru a elimina influenţa umidităţii asupra măsurării.

Gazele sunt diluate cu aer după preluare. Diluţia se poate realiza printr-un sistem principal sau printr-un sistem în deviaţie.

În general, se foloseşte preluarea la volum constant (CVS – Constant Volume Sampling). La acest sistem se măsoară volumul constant de gaze arse şi aer şi se prelevează proba supusă măsurării. Masa emisiilor de particule este apoi calculată cunoscând masa particulelor prelevate, debitul probei şi debitul amestecului.

Filtrele utilizate pot influenţa măsurarea, prin reţinerea vaporilor de apă şi de hidrocarburi din gazele de evacuare.

Filtrele utilizate pentru reţinerea particulelor sunt confecţionate din fibre de sticlă acoperite cu fluorcarbon sau teflon, sau filtre tip membrană din fluorcarbon.

La măsurarea particulelor se utilizează mai multe filtre montate în serie, dispuse la o distanţă de maxim 100 mm.

Microbalanţa utilizată trebuie să aibă domeniul de măsurare de 0…5 mg. Condiţiile climatice din camera sau etuva de măsurare trebuie să înscrie în limitele

următoare: temperatura 20-30 °C, umiditatea 35-55%.

9.3.4.1 Măsurarea numărului de particule Pentru măsurarea numărului de particule din gazele de evacuare la motoarele cu

aprindere prin comprimare în Uniunea Europeană a fost dezvoltat şi acceptat un echipament special destinat acestui scop.

Page 20: Testare Legislatie Echipamente EU

Fig. 9.4. Schema instalaţiei de măsurare a numărului de particule

CVS- sistem de eşantionare de volum constant; PND1, PND2- sistem de diluţie primar respectiv secundar; ET- tub de evaporare; PNC sistemul de contorizare a numărului de particule

Sistemul de măsurare constă dintr-un contor particule bazat pe un singur mod de condesare pentru a determina numărul de particule (PNC – count particle number) şi un sistem de îndepărtare a particulelor volatile (VPR – volatile particle remover).

Proba de aerosol (gaze arse + aer) prelevată din tunelul de diluţie al sistenului de eşantionare la volum constant (CVS) intră în sistemul de îndepărtare a particulelor volatile şi apoi particulele solide sunt numărate de sistemul de contorizare (PNC).

Sistemul de îndepărtare a particulelor volatile (VPR) constă cuplarea unui sistem de diluare cu un încălzitor. Sistemul primar de diluare(PND1) poate dilua aerosolul prelevat cu aer uscat de mai mult de 10 ori, apoi acesta intră în tubul de evaporare (ET) pentru a îndepărta particulele volatile, după aceasta aerosolul încălzit trece în sistemul de diluare secundar (PND2) pentru a se preveni re-condesarea particuleor volatile după care are loc procesul de numărare.

9.3.5. Măsurarea emisiilor de fum

Pentru măsurarea densităţii fumului emis de motoare s-au dezvoltat două metode de măsurare: a) metoda filtrării gazelor şi b) metoda măsurării radiaţiei luminoase absorbite de gazele arse.

a) Metoda filtrării gazelor constă în trecerea unei cantităţi de gaze arse printr-un filtru. Filtrul este apoi supus unei analize optice în comparaţie cu un filtru curat.

Valorile obţinute se încadrează în scara Bacharach care are 10 nivele de înnegrire a hârtiei de filtru curate (figura 9.5).

Page 21: Testare Legislatie Echipamente EU

Fig. 9.5 Determinarea concentraţiei fumului din gazele de evacuare ale motoarelor Diesel prin

metoda filtrării (BOSCH); semnificaţia notaţiilor este următoarea: 1- gaze de eşapament; 2- hârtie filtru; 3- piston; 4- cameră de colectare; 5- poziţia pistonului după colectarea probei;

6 - resort; 7 - baterie; 8 – sursă de lumină; 9 – sistem de afişare; 10- celulă fotoelectrică;

b) Metoda de măsurare a gradului de absorbţie a luminii are ca principiu de măsurare

comparaţia transparenţei unei coloane de gaze de o lungime prestabilită cu o coloană de aer curat de aceeaşi lungime (figura 9.6).

Fig. 9.6 fummetru HARTRIDGE: 1-separator de apă; 2- supapă; 3- intrarea gazelor de evacuare; 4- sursă luminoasă; 5- tub de fum; 6- fotoelement; 7- tub calibrat; 8- poziţie de măsurare; 9- poziţie de calibrare; 10- ieşirea gazelor de evacuare; 11- ventilator; 12- aer. 9.3.6. Componenta standurilor dinamometrice

Instalaţia de simulare a parcursului şi de măsurare a noxelor se prezintă în figura 9.7.

Page 22: Testare Legislatie Echipamente EU

Fig. 9.7 Schema instalaţiei de determinare a emisiilor poluante pe standul cu role în SUA şi Japonia.

Standul european pentru măsurarea noxelor se prezintă în figura 9.8..

Page 23: Testare Legislatie Echipamente EU

Fig.9.8 Schema instalaţiei de determinare a emisiilor poluante pe standul cu role în

Europa

Fig.9.9 Schema de principiu a standului de măsurare a emisiilor poluante pe standul de încercat motoare

Aceste standuri sunt prevăzute cu sisteme de prelevare a eşantioanelor de gaze arse care vor fi supuse analizei conscentraţiei poluanţilor. Gazele înainte de a fi supuse analizei sunt condiţionate în sensul caă sunt răcite sau/şi diluate cu aer. În cazul în care ciclul de testare are mai multe faze gazele arse sunt colectate în saci separaţi, apoi gazele sunt analizate iar rezultatele obţinute sunt ponderate prin aplicarea foctorilor de greutate prevăzuţi în cadrul ciclului de testare. Rezultatul final se obţine prin însumarea poluanţilor rezultaţi la fiecare fază a ciclului.

Înainte de începerea analizei concentraţiei poluanţilor din gazele arse , analizoarele se calibrează utilizând gaze etalon.