Dyrektywa 97/68/we parlamentu europejskiego I rady



Pobieranie 0.84 Mb.
Strona4/5
Data10.05.2016
Rozmiar0.84 Mb.
1   2   3   4   5

ZAŁĄCZNIK IV



CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA PALIWA WZORCOWEGO DO BADAŃ HOMOLOGACYJNYCH I DO BADAŃ POTWIERDZAJĄCYCH ZGODNOŚĆ PRODUKCJI
PALIWO WZORCOWE DO w maszynach SAMOjezdnych nieporuszających się po drogach1
Uwaga: Podano kluczowe własności dla osiągów silnika/emisji spalin.





Granice i jednostki2

Metoda badania

Liczba cetanowa4

Gęstość przy 15 C

Destylacja3

- punkt 95%


Lepkość przy 40 C

Zawartość siarki

Temperatura zapłonu
CFPP

Korozyjność miedzi


Pozostałość po koksowaniu

(10% DR) -Conradsona


Zawartość popiołu
Zawartość wody
Liczba kwasowa

(mocny kwas)


Stabilność utleniania5
Dodatki6

minimum 457

maksimum 50


minimum 835 kg/ m3

maksimum 845 kg/ m3 10


maksimum 370 C

minimum 2,5 mm2/s

maksimum 3,5 mm2/s
minimum 0,1 % masy9

maksimum 0,2 %masy8


minimum 55 C
minimum -

maksimum + 5 C


maksimum 1
maksimum 0,3 % masy

maksimum 0,01 % masy


maksimum 0,05 % masy
maksimum 0,20 mg KOH/ g

maksimum 2,5 mg/ 100 ml




ISO 5165

ISO 3675, ASTM D 4052

ISO 3405

ISO 3104


ISO 8754, EN 24260

ISO 2719
EN 116

ISO 2160
ISO 10370

ASTM D 48212


ASTM D 95, D 1744

ASTM D 2274





Uwaga 1: Jeżeli jest wymagane obliczenie sprawności cieplnej silnika lub pojazdu, to wartość opałową paliwa można obliczyć z :

Ciepło spalania (wartość opałowa) (netto) MJ/ kg =

(46,423 - 8,792 ∙ d2 + 3,17 ∙ d) ∙ ( 1 - (x + y + s)) + 9,42 · s - 2,499 ∙ x

gdzie:


d = jest gęstością przy 288 K (15 C)

x = jest udziałem wody w masie (%/ 100)

y = jest udziałem popiołu w masie (%/ 100)

s = jest udziałem siarki w masie (%/ 100).


Uwaga 2: Przedstawione w opisie technicznym wartości są „wartościami rzeczywistymi”. W ustalaniu ich wartości granicznych posłużono się terminami z normy ASTM D 3244 „Określenie podstaw do rozstrzygania sporów o jakości produkcji ropy naftowej” a w ustaleniu wartości minimalnej wzięto pod uwagę minimalną różnicę 2R powyżej zera; w ustaleniu wartości maksymalnej i minimalnej - minimalna różnica jest 4R (R = powtarzalność).

Mimo wszystko tę miarę, która jest konieczna ze względów statystycznych, producent paliwa powinien jednak starać się doprowadzić do wartości zerowej, przy czym wymagana wartość maksymalna wynosi 2R i tyle samo wynosi wartość średnia w przypadku podawania ograniczeń maksymalnego i minimalnego. Konieczne jest wyjaśnienie, czy paliwo spełnia wymagania dotyczące charakterystyki przy zastosowaniu warunków normy ASTM D 3244.


Uwaga 3: Podane cyfry pokazują odparowane ilości (procent pozyskany + procent stracony).
Uwaga 4: Zakres liczby cetanowej nie jest zgodny z wymaganiem minimalnego zakresu 4R. Tym niemniej, w przypadku sporu między dostawcą a użytkownikiem paliwa, można stosować warunki z normy ASTM D 3244 w celu rozstrzygnięcia kwestii spornych zakończonych przepisem o dokonaniu powtórnych pomiarów w liczbie dostatecznej do uzyskania niezbędnej precyzji, zamiast pojedynczego oznaczania.
Uwaga 5: Chociaż stabilność utleniania jest kontrolowana, to należy się spodziewać, że dopuszczalny okres magazynowania będzie ograniczony. Radą byłoby zwrócenie się do dostawcy o warunki magazynowania i podanie czasu użytkowania paliwa.
Uwaga 6: Paliwo to powinno być oparte tylko na węglowodorach składowych bezpośredniej lub krakingowej destylacji; dopuszczalne jest odsiarczanie. Paliwo nie powinno zawierać żadnych dodatków metalicznych lub dodatków podwyższających liczbę cetanową.
Uwaga 7: Dopuszczalne są niższe wartości, w tym przypadku liczbę cetanową zastosowanego paliwa wzorcowego należy podać w sprawozdaniu.
Uwaga 8: Dopuszczalne są wyższe wartości, w tym przypadku należy podać w sprawozdaniu zawartość siarki w paliwie kalibracyjnym.
Uwaga 9: Należy nieustannie śledzić tendencje rynków. Na użytek wstępnego homologacji silnika bez dodatkowego oczyszczania spalin, na wniosek zgłaszającego dopuszcza się minimalną zawartość siarki w masie 0,050%. W tym przypadku zmierzony poziom emisji cząstek stałych zawieszonych w gazie musi być korygowany, zgodnie z poniższym równaniem, w górę w stosunku do wartości średniej, która jest podana jako nominalna dla paliwa o zawartości siarki (0,150 % w masie):
PTadj = PT + [ SFC × 0,0917 × (NSLF - FSF)]

gdzie:


PTadj = wartość skorygowana PT (g/kWh)
PT = zmierzona wagowa wartość emisji jednostkowej cząstek stałych zawieszonych w gazie (g/ kWh)
SFC = wagowe jednostkowe zużycie paliwa (g/ kWh) obliczone zgodnie z wyrażeniem podanym poniżej
NSLF = średni, podany jako nominalny, udział zawartości siarki w masie (np. 0,15 %/ 100)

FSF = udział zawartości w masie siarki w paliwie (%/ 100)

Równanie służące dla obliczenia wagowego jednostkowego zużycia paliwa:

gdzie:
Pi = Pm,i + PAE,i


Wymagania odnośnie do oceny zgodności produkcji według ppkt. 5.3.2. załącznika I muszą być spełnione przy użyciu paliwa wzorcowego o zawartości siarki, która odpowiada poziomowi minimum/ maksimum : 0,1/ 0,2 % w masie.
Uwaga 10: Wyższe wartości, do 855 kg/m3, są dopuszczalne, jednak w tym przypadku powinna być podana gęstość zastosowanego paliwa wzorcowego. Wymagania odnośnie do oceny zgodności produkcji według ppkt. 5.3.2. załącznika I, muszą być spełnione przy użyciu paliwa wzorcowego, które odpowiada poziomowi minimum/maksimum - 835/ 845 kg/ m3.
Uwaga 11: Wszystkie własności paliwa i wartości graniczne są przedmiotem zainteresowania w świetle tendencji na rynkach.
Uwaga 12: Ma być zamienione przez normę EN/ ISO 6245 z dniem wprowadzenia w życie niniejszej normy.




ZAŁĄCZNIK V
1 UKŁAD ANALIZY I POBIERANIA PRÓBEK
UKŁADY POBIERANIA PRÓBEK GAZOWYCH I CZĄSTEK STAŁYCH ZAWIESZONYCH W GAZIE



Numer rysunku

Wyszczególnienie

2

3


4

5

6



7

8

9


10

11



12

13


14

15

Schemat układu analizy gazów spalinowych nierozcieńczonych
Schemat układu analizy gazów spalinowych rozcieńczonych
Przepływ częściowy, przepływ izokinetyczny, sterowanie dmuchawą zasysającą, pobieranie próbki z części przepływu
Przepływ częściowy, przepływ izokinetyczny, sterowanie ciśnieniem dmuchawy, pobieranie próbek z części przepływu
Przepływ częściowy, regulacja CO2 lub NOx, pobieranie próbki z części przepływu
Przepływ częściowy, bilans CO2 i węgla, pobieranie próbki całego przepływu
Przepływ częściowy, z pojedynczą zwężką Venturiego i pomiarem stężenia, pobieranie próbki z części przepływu
Przepływ częściowy z dwiema zwężkami Venturiego lub kryzami i pomiarem stężenia, pobieranie próbki z części przepływu
Przepływ częściowy, z wiązką rurek rozdzielających i pomiar stężenia, pobieranie próbki z części przepływu
Przepływ częściowy, regulacja przepływu, pobieranie próbki całego przepływu
Przepływ częściowy, regulacja przepływu, pobieranie próbki z części przepływu
Przepływ całkowity, pompa wyporowa lub zwężka Venturiego o przepływie krytycznym, pobieranie próbki z części przepływu
Układ pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie
Układ rozcieńczania przepływu całkowitego





    1. Oznaczanie emisji zanieczyszczeń gazowych

Ppkt 1.1.1. oraz rysunki 2 i 3 zawierają szczegółowe opisy zalecanych układów pobierania próbek i analizy. Ponieważ różne konfiguracje mogą dawać równoważne rezultaty, ścisła zgodność z przedstawionymi schematami nie jest wymagana. W celu uzyskania dodatkowych informacji i skoordynowania działania układów składowych, mogą być użyte dodatkowe komponenty, takie jak: przyrządy, zawory, zawory elektromagnetyczne, pompy i przełączniki. Inne części składowe, które nie są potrzebne do utrzymania dokładności niektórych układów, mogą być wykluczone, o ile ich wykluczenie jest oparte na dobrej praktyce inżynierskiej.


1.1.1 Gazowe składniki spalin: CO, CO2, HC, NOx
Układ analityczny do oznaczania emisji składników gazowych w nierozcieńczonych lub rozcieńczonych gazach spalinowych opisano w oparciu o zastosowanie:

- analizatora HFID do oznaczania węglowodorów,


- analizatora NDIR do oznaczania tlenku węgla i ditlenku węgla,
- analizatora HCLD lub analizatora równoważnego do oznaczania tlenków azotu.
W przypadku gazów spalinowych nierozcieńczonych (patrz rysunek 2), próbka dla wszystkich składników może być pobrana jedną sondą i rozdzielona wewnątrz do różnych analizatorów lub dwiema sondami umieszczonymi blisko siebie. Należy zwrócić uwagę, aby w żadnym punkcie układu analizującego nie występowała kondensacja składników gazów spalinowych (zawierających wodę i kwas siarkowy).
W przypadku rozcieńczonych gazów spalinowych (patrz rysunek 3) próbka dla węglowodorów powinna być pobrana inną sondą niż sonda dla innych składników. Należy zwrócić uwagę, by w żadnym punkcie układu analizującego nie występowała kondensacja składników gazów spalinowych (zawierających wodę i kwas siarkowy).
Rysunek 2
Schemat przepływowy układu analizy gazów spalinowych dla CO, NOX i HC



Rysunek 3
Schemat przepływowy układu analizy rozcieńczonych gazów spalinowych dla CO, CO2, NOX i HC
Opisy - rysunków 2 i 3
Uwaga ogólna:

Wszystkie elementy drogi przepływu pobranej próbki gazu muszą być utrzymywane w temperaturze wymaganej dla poszczególnych układów.



  • SP1 sonda do pobierania próbek gazów spalinowych nierozcieńczonych (tylko rysunek 2)

Zalecana jest wielootworowa, prosta sonda ze stali nierdzewnej, o zaślepionym końcu. Wewnętrzna średnica nie powinna być większa niż średnica wewnętrzna linii pobierania próbek. Grubość ścianki sondy nie może być większa niż 1 mm. Sonda powinna posiadać minimum trzy otwory w trzech różnych płaszczyznach promieniowych tak rozmieszczone, aby pobierać w przybliżeniu jednakowy przepływ. Sondę należy wsunąć w poprzek rury wydechowej na głębokość co najmniej 80% jego średnicy.




Sonda powinna:


- stanowić pierwszy odcinek od 254mm do 762 mm linii do pobierania próbek węglowodorów (HSL3),
- mieć wewnętrzną średnicę minimum 5 mm,
- być zainstalowana w tunelu rozcieńczania DT (punkt 1.2.1.2), w punkcie, w którym powietrze rozcieńczające i gazy spalinowe są dobrze wymieszane (to jest w przybliżeniu w odległości około 10 średnic tunelu od punktu wlotu spalin do tunelu rozcieńczania, współprądowo),
- być położona w wystarczającej odległości (promieniowo) od innych sond i ścianki tunelu tak, aby była wolna od wpływu obszarów martwych lub zawirowań,
- być ogrzewana tak, aby zapewnić wzrost temperatury strumienia gazu na wylocie z sondy do 463 K (190C)  10 K.


  • SP3 sonda do pobierania próbek CO, CO2 i NOx z rozcieńczonych gazów spalinowych (tylko rysunek 3).

Sonda jest:


- w tej samej płaszczyźnie co sonda SP2,
- w wystarczającej odległości (promieniowo) od innych sond i ścianki tunelu tak, aby była wolna od wpływu obszarów martwych lub zawirowań,
- izolowana i ogrzewana na całej długości do minimalnej temperatury 328 K (55 C), w celu zabezpieczenia przed kondensacją wody.
- HSL 1 podgrzewana linia pobierania próbek

Linia pobierania próbek dostarcza próbkę gazu z pojedynczej sondy do punktu (punktów) rozgałęzienia i do analizatora HC.


Linia pobierania próbek:
- ma średnicę wewnętrzną minimum 5 mm i maksimum 13,5 mm,
- jest wykonana ze stali nierdzewnej lub z (PTFE),
- utrzymuje temperaturę ścianki mierzoną w każdej sekcji z oddzielnie regulowanym podgrzewaniem na poziomie 463 (190 C)  10 K, jeśli temperatura gazów spalinowych w pobliżu sondy do pobierania próbek jest równa lub niższa od 463 K (190C),
- utrzymuje temperaturę ścianki większą niż 453K (180C), jeśli temperatura gazów spalinowych w pobliżu sondy do pobierania próbek jest większa od 463 K(190C),
- utrzymuje temperaturę gazu na poziomie 463 K (190 C)  10 K bezpośrednio przed podgrzewanym filtrem (F2) i analizatorem HFID.
- HSL2- podgrzewana linia pobierania próbek NOx
Linia pobierania próbek:
- utrzymuje temperaturę ścianki 328-473 K (55-200 C) aż do konwertora, w przypadku zastosowania kąpieli chłodzącej i aż do analizatora, gdy kąpiel chłodząca nie jest stosowana,
- jest wykonana ze stali nierdzewnej lub z PTFE.
Ponieważ ogrzewanie linii do pobierania próbek gazów spalinowych jest potrzebne wyłącznie w celu zapobieżenia kondensacji wody i kwasu siarkowego, temperatura linii pobierania próbek powinna zależeć od zawartości siarki w paliwie.
- SL - linia pobierania próbek dla CO (CO2)
Linia jest wykonana z PTFE lub stali nierdzewnej. Może ona być ogrzewana lub nie ogrzewana.
- BK - worek do tła (opcja; tylko rysunek 3)
Do oznaczania stężeń w tle:
- BG - worek do próbek (nieobowiązkowo; rysunek 3 - wyłącznie dla CO i CO2)
Do oznaczania stężeń w próbce
- F1- podgrzewany filtr wstępny (nieobowiązkowo)
Temperatura filtra jest taka sama jak temperatura HSL1.
- F2- filtr podgrzewany
Filtr ten zatrzymuje wszystkie stałe zanieczyszczenia z próbki gazu przed analizatorem. Temperatura filtra powinna być taka sama jak temperatura HSL1. W razie potrzeby filtr należy wymienić.
- P - podgrzewana pompa do pobierania próbek
Pompa jest podgrzewana do takiej temperatury jak HSL1.
- HC
Podgrzewany detektor płomieniowo-jonizacyjny (HFID) do oznaczania węglowodorów. Temperatura jest utrzymywana w zakresie 453-473 K (180-200 C).
- CO, CO2
Analizatory NDIR do oznaczania tlenku węgla i ditlenku węgla.
- NO2
Analizator (H)CLD do oznaczania tlenków azotu. W przypadku użycia HCLD, jego temperatura jest utrzymywana w zakresie 328-473 K (55-200 C).
- C- konwertor
Konwertor jest stosowany do katalitycznej redukcji NO2 do NO przed dokonaniem analizy w CLD lub HCLD.
- B - kąpiel chłodząca
Do chłodzenia i kondensacji wody z próbki spalin. Temperatura kąpieli jest utrzymywana w zakresie 273-277 K (0-4 C) za pomocą lodu, lub urządzenia chłodzącego. Jest to nieobowiązkowe, jeśli analizator nie wykazuje zakłóceń spowodowanych parą wodną, jak opisano w załączniku III dodatek 3 ppkt. 1.91 i 1.9.2.
Stosowanie chemicznych środków usuwających wodę z pobranych próbek jest niedozwolone.
- T1, T2, T3 - czujniki temperatury
Do kontroli temperatury strumienia gazu
- T4 - czujnik pomiaru temperatury
Temperatura konwertora NO2-NO.
- T5 - czujnik pomiaru temperatury
Do pomiaru temperatury kąpieli chłodzącej.
- G1, G2, G3 - ciśnieniomierze
Do pomiaru ciśnienia w liniach pobierania próbek.
- R1, R2 - regulatory ciśnienia
Do kontroli ciśnienia odpowiednio powietrza i paliwa, dla HFID.
- R3, R4, R5 - regulatory ciśnienia
Do kontroli ciśnienia w liniach pobierania próbek i przepływu zasilającego analizatory.
- FL1, FL2, FL3 - przepływomierze
Do pomiaru przepływu bocznikowego próbki.
- FL4 do FL7 - przepływomierze (nieobowiązkowo)
Do kontroli natężenia przepływu masy przez analizatory.
- V1 do V6 - zawory rozdzielcze
Stosowny układ zaworów kierujący próbkę spalin, gaz kalibracyjny lub gaz zerowy do analizatorów.
- V7, V8 - zawory elektromagnetyczne
Do linii bocznikowej konwertora NO2-NO.
- V9 - zawór iglicowy
Do zrównoważenia przepływu przez konwertor NO2-NO i linię bocznikową.
- V10, V11 - zawory iglicowe
Do regulacji przepływu przez analizatory.
- V12, V13 - zawory spustowe
Do spuszczania kondensatu z kąpieli chłodzącej B.
- V14 - zawór rozdzielczy
Zawór wybierający worek z próbką gazów spalinowych lub worek z tłem.
1.2. Oznaczanie cząstek stałych zawieszonych w gazie
Ppkt. 1.2.1. i 1.2.2. oraz rysunki 4-15 zawierają szczegółowe opisy zalecanych układów rozcieńczania i pobierania próbek. Ponieważ różne konfiguracje mogą doprowadzać do równoważnych wyników, ścisła zgodność z przedstawionymi schematami nie jest wymagana. W celu uzyskania dodatkowych informacji i koordynowania działania elementów składowych mogą być użyte dodatkowe komponenty, takie jak: przyrządy, zawory, zawory elektromagnetyczne, pompy i przełączniki. Inne elementy składowe, które nie są konieczne do utrzymania dokładności niektórych układów, mogą być wykluczone, jeśli ich wykluczenie opiera się na dobrej praktyce inżynierskiej.
1.2.1. Układ rozcieńczania
1.2.1.1 Układ rozcieńczania przepływu częściowego (rysunki 4-12)
Opisany układ rozcieńczania jest oparty na rozcieńczaniu części strumienia spalin. Rozdzielenie strumienia gazów spalinowych i następnie proces rozcieńczania może być dokonany za pomocą układów rozcieńczania różnych typów. W celu późniejszego zbierania cząstek stałych zawieszonych w gazie, przez układ pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie (ppkt 1.2.2. rysunek 14) może być przepuszczana całość lub tylko część rozcieńczonych spalin. Pierwsza metoda określona jest jako typ pobierania próbki całkowitej, druga metoda jako typ pobierania próbki z części przepływu.

Obliczenie stopnia rozcieńczania zależy od rodzaju zastosowanego układu.


Zalecane są następujące układy:
- układy izokinetyczne (rysunki 4 i 5)
W układach tych, przepływ do wnętrza rurki przesyłającej jest dopasowany pod względem prędkości i/lub ciśnienia do całkowitego przepływu spalin, co wymaga niezakłóconego i równomiernego przepływu gazów spalinowych przy sondzie pobierającej próbkę. Jest to zwykle uzyskiwane poprzez użycie rezonatora i prostoliniowość przewodu przed punktem pobierania próbek ( przeciwprądowo). Proporcja rozdziału jest wówczas obliczana z łatwo mierzalnych wartości, jak średnice przewodów. Należy zaznaczyć, że warunki izokinetyczne wykorzystywane są tylko do ustawienia warunków przepływu a nie w celu ustawienia rozdziału wielkości cząstek stałych zawieszonych w gazie. To ostatnie nie jest z reguły konieczne ponieważ cząstki stałe zawieszone w gazie są dostatecznie małe, by podążać wzdłuż linii prądu.
- układy z regulacją przepływu i z pomiarem stężenia (rysunki 6-10)
W układach tych pobór próbek z całego strumienia gazów spalinowych dokonywany jest poprzez regulację przepływu powietrza rozcieńczającego i całkowitego przepływu rozcieńczonych spalin. Stosunek rozcieńczenia wyznaczany jest ze stężeń naturalnie występujących w gazach spalinowych gazów kalibracyjnych, takich jak CO2 lub NOx. Stężenia w rozcieńczonych gazach spalinowych i w powietrzu rozcieńczającym są mierzone, podczas gdy stężenie w gazach spalinowych nierozcieńczonych może być albo zmierzone bezpośrednio, albo wyznaczone na podstawie zużycia paliwa i równania bilansu węgla, jeżeli znany jest skład paliwa. Układy mogą być regulowane poprzez obliczony stosunek rozcieńczenia (rysunki 6-7) lub poprzez przepływy w rurce przesyłającej (rysunki 8-10).
- układy z regulacją przepływu i z jego pomiarem (rysunki 11-12)
W układach tych próbka jest pobierana z całego strumienia gazów spalinowych poprzez ustawienie przepływu powietrza rozcieńczającego oraz całkowitego przepływu rozcieńczonych spalin. Stosunek rozcieńczenia wyznaczany jest z różnicy natężenia obu przepływów. Z uwagi na to, że wzajemne wartości bezwzględne natężenia obu przepływów przy wyższych stosunkach rozcieńczenia mogą prowadzić do znaczących błędów, wymagane jest wzajemne dokładne kalibracja przepływomierzy (rysunek 9 i następne). Regulacja przepływu jest bardzo uproszczona poprzez utrzymywanie natężenia przepływu rozcieńczonych gazów spalinowych na stałym poziomie i zmianę natężenia przepływu powietrza rozcieńczającego, jeśli jest to konieczne.
Aby wykorzystać wszystkie zalety układów rozcieńczania przepływu częściowego, należy zwrócić uwagę na wyeliminowanie potencjalnych problemów związanych ze stratą cząstek stałych zawieszonych w gazie w rurce przesyłającej, zapewnienie reprezentatywności próbki pobranej z układu wylotowego silnika i prawidłowe określenie stosunku rozdziału.
W opisanych układach zwrócono uwagę na te krytyczne problemy.

Rysunek 4
Układ rozcieńczania przepływu częściowego z sondą izokinetyczną i pobieraniem próbek z części przepływu (regulacja SB)
Nierozcieńczone gazy spalinowe są przesyłane z rury wydechowej EP do tunelu rozcieńczania DT przez rurkę przesyłającą TT i sondę do izokinetycznego pobierania próbek ISP. Różnica ciśnienia gazów spalinowych w rurze wydechowej i na wlocie do sondy jest mierzona przetwornikiem ciśnienia DPT. Sygnał z DPT przekazywany jest do regulatora przepływu FC1, który steruje dmuchawą ssącą SB tak, aby utrzymać zerową różnicę ciśnień na końcówce sondy. W tych warunkach prędkości gazów spalinowych w EP i ISP są jednakowe, a przepływ przez ISP i TT jest stałą częścią (rozdziałem) przepływu spalin. Stosunek rozdziału jest wyznaczany z pól przekrojów poprzecznych EP i ISP. Natężenie przepływu powietrza rozcieńczającego jest mierzone przepływomierzem FM1. Stosunek rozcieńczenia obliczany jest z natężenia przepływu powietrza rozcieńczającego i stosunku rozdziału.

Rysunek 5
Układ rozcieńczania przepływu częściowego z sondą izokinetyczną i pobieraniem próbki z części przepływu (regulacja PB).


Nierozcieńczone gazy spalinowe przepływają z rury wydechowej EP do tunelu rozcieńczania DT przez rurkę przesyłającą TT i sondę izokinetyczną ISP. Różnica ciśnienia gazów spalinowych między rurą wydechową i wlotem do sondy jest mierzona przez przetwornik ciśnienia DPT. Sygnał z tego przetwornika przekazywany jest do regulatora przepływu FC1, który steruje dmuchawą tłoczącą PB, tak, aby utrzymać zerową różnicę ciśnień na końcówce sondy. Uzyskuje się to przez pobieranie niewielkiej części powietrza rozcieńczającego, którego natężenie przepływu zostało uprzednio zmierzone przepływomierzem FM1 i wprowadzenie go do TT poprzez kryzę pneumatyczną. W tych warunkach prędkości gazów spalinowych w EP i ISP są jednakowe, a przepływ przez ISP i TT jest stałą częścią (rozdziałem) przepływu spalin. Stosunek rozdziału jest wyznaczany z pól przekrojów poprzecznych EP i ISP. Powietrze rozcieńczające, zasysane jest poprzez DT przez dmuchawę ssącą SB, zaś natężenie przepływu mierzone jest przez FM1 na wlocie do DT. Stosunek rozcieńczenia obliczany jest z natężenia przepływu powietrza rozcieńczającego i stosunku rozdziału.




Rysunek 6
Układ rozcieńczania przepływu częściowego z pomiarem stężenia CO2 lub NOx i pobieraniem próbki z części przepływu


Nierozcieńczone gazy spalinowe są przesyłane z rury wydechowej EP do tunelu rozcieńczania DT poprzez sondę do pobierania próbek SP i rurkę przesyłającą TT. Stężenia gazu wskaźnikowego (CO2 lub NOx) mierzone są w nierozcieńczonych i rozcieńczonych spalinach, a także w powietrzu rozcieńczającym za pomocą analizatora(ów) gazów spalinowych EGA. Sygnały te przekazywane są do regulatora przepływu FC2, który steruje albo dmuchawą tłoczącą PB, albo dmuchawą ssącą SB tak, aby utrzymać żądany rozdział gazów spalinowych i odpowiedni stosunek rozcieńczenia w DT. Stosunek rozcieńczenia obliczany jest ze stężeń gazu wskaźnikowego w gazach spalinowych nierozcieńczonych, w gazach spalinowych rozcieńczonych i w powietrzu rozcieńczającym.



Rysunek 7
Układ rozcieńczania przepływu częściowego z pomiarem stężenia CO2, bilansem węgla i pobieraniem próbki pełnego przepływu

Gazy spalinowe nierozcieńczone są przesyłane z rury wydechowej EP do tunelu rozcieńczania DT przez sondę do pobierania próbek SP i rurkę przesyłającą TT. Stężenia CO2 w rozcieńczonych gazach spalinowych i w powietrzu rozcieńczającym są mierzone za pomocą analizatora(ów) gazów spalinowych EGA. Sygnały CO2 i przepływu paliwa GFUEL przesyłane są albo do regulatora przepływu FC2, albo do regulatora przepływu FC3 układu pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie (patrz rysunek 14). FC2 steruje dmuchawą tłoczącą PB, podczas gdy FC3 steruje układem pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie (patrz rysunek 14) tak ustawiając przepływy do i z układu, aby otrzymać żądany rozdział gazów spalinowych i stosunek rozcieńczania w DT. Stosunek rozcieńczania obliczany jest ze stężenia CO2 i GFUEL, przy zastosowaniu zasady balansu węgla.


Rysunek 8
Układ rozcieńczania przepływu częściowego z pojedynczą zwężką Venturiego, pomiarem stężenia i pobieraniem próbki z części przepływu

Nierozcieńczone gazy spalinowe są przesyłane z rury wydechowej EP do tunelu rozcieńczania DT poprzez sondę do pobierania próbek SP i rurkę przesyłającą TT w wyniku podciśnienia wytworzonego w DT przez zwężkę Venturiego VN. Natężenie przepływu gazów przez TT zależy od chwilowej wymiany w strefie zwężki Venturiego i dlatego jest uzależnione od temperatury bezwzględnej gazu na wylocie z TT. W konsekwencji, rozdział gazów spalinowych dla danego natężenia przepływu przez tunel nie jest stały i stosunek rozcieńczania przy niskim obciążeniu jest nieco mniejszy niż przy obciążeniu wyższym. Stężenie gazów kalibracyjnych (CO2 lub NOx) jest mierzone w nierozcieńczonych spalinach, w rozcieńczonych gazach spalinowych i w powietrzu rozcieńczającym za pomocą analizatora(ów) gazów spalinowych EGA, a stosunek rozcieńczenia obliczany jest z wartości tak zmierzonych.



Rysunek 9
Układ rozcieńczania przepływu częściowego z dwiema zwężkami Venturiego lub z dwiema kryzami, z pomiarem stężenia i pobieraniem próbki z części przepływu.


Nierozcieńczone gazy spalinowe są przesyłane z rury wydechowej EP do tunelu rozcieńczania DT poprzez sondę do pobierania próbek SP i rurkę przesyłającą TT oraz przez rozdzielacz przepływu, który zawiera zestaw kryz lub zwężek Venturiego. Pierwsza z nich (FD1) umieszczona jest w EP, zaś druga (FD2) w TT. W celu utrzymania stałego rozdziału gazów spalinowych przez regulację nadciśnienia w EP i ciśnienia w DT, dodatkowo konieczne są dwa zawory regulacji ciśnienia (PCV1 i PCV2). PCV1 umieszczony jest zgodnie z kierunkiem strumienia SP w EP, PCV2 - między dmuchawą tłoczącą PB i DT. Stężenie gazów wskaźnikowych (CO2 lub NOx) jest mierzone w nierozcieńczonych spalinach, w rozcieńczonych gazach spalinowych i w powietrzu rozcieńczającym za pomocą analizatora(ów) gazów spalinowych EGA. Pomiary te są konieczne do sprawdzenia rozdziału gazów spalinowych i mogą być także wykorzystane do regulacji PCV1 i PCV2 w celu precyzyjnego sterowania rozdziałem. Stosunek rozcieńczenia jest obliczany z koncentracji gazów kalibracyjnych.


Rysunek 10
Układ rozcieńczania przepływu częściowego z wiązką rurek rozdzielających

z
pomiarem stężenia i pobieraniem próbki z części przepływu

Nierozcieńczone gazy spalinowe są przesyłane z rury wydechowej EP do tunelu rozcieńczania DT poprzez rurkę przesyłającą TT oraz przez rozdzielacz przepływu FD3, który składa się z kilku rurek o tych samych wymiarach (ta sama średnica, długość i promień krzywizny) zainstalowanych w EP. Jedna z tych rurek doprowadza gazy spalinowe do DT, pozostałymi przepływają one do komory tłumiącej DC. W ten sposób rozdział gazów spalinowych określony jest przez całkowitą liczbę rurek. Regulacja stałego rozdziału wymaga utrzymywania zerowej różnicy ciśnienia między DC i wylotem TT, mierzonej przez różnicowy przetwornik ciśnienia DPT. Zerowa różnica ciśnienia osiągana jest przez wtrysk świeżego powietrza do DT przy wylocie z TT. Stężenie gazów wskaźnikowych (O2 lub NOx) jest mierzone w gazach spalinowych nierozcieńczonych, gazach spalinowych rozcieńczonych i w powietrzu rozcieńczającym za pomocą analizatora(ów), gazów spalinowych EGA. Pomiary te konieczne są do sprawdzenia rozdziału gazów spalinowych i mogą być wykorzystane do regulacji natężenia przepływu wtryskiwanego powietrza, w celu precyzyjnej regulacji rozdziału. Stosunek rozcieńczenia obliczany jest ze stężenia gazów wskaźnikowych.
Rysunek 11
Układ rozcieńczania przepływu częściowego z regulacją przepływu i pobieraniem próbki pełnego przepływu
Nierozcieńczone gazy spalinowe są przesyłane z rury wydechowej EP do tunelu rozcieńczania DT poprzez sondę do pobierania próbek i rurkę przesyłającą TT. Całkowity przepływ przez tunel ustawiany jest przez regulator przepływu FC3 i pompę pobierania próbek P układu pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie (patrz rysunek 16). Przepływ powietrza rozcieńczającego jest sterowany przez regulator przepływu FC2, który może użyć: GEXH, GAIR lub GFUEL jako sygnałów sterujących dla uzyskania wymaganego rozdziału spalin. Przepływ próbki do DT jest różnicą między wielkością całkowitego przepływu i przepływem powietrza rozcieńczającego. Natężenie przepływu powietrza rozcieńczającego jest mierzone przez urządzenie pomiaru przepływu FM1, a całkowite natężenie przepływu - przez urządzenie pomiaru przepływu FM3 układu pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie (patrz rysunek 14). Stosunek rozcieńczenia obliczany jest z tych dwóch natężeń przepływu.
Rysunek 12
Układ rozcieńczania przepływu częściowego z regulacją przepływu i pobieraniem próbki z części przepływu




Nierozcieńczone gazy spalinowe są przesyłane z rury wydechowej EP do tunelu rozcieńczania DT poprzez sondę do pobierania próbek i rurkę przesyłającą TT. Rozdział gazów spalinowych i przepływ do DT jest sterowany przez regulator przepływu FC2, który ustawia przepływy (lub prędkości) odpowiednio: dmuchawy tłoczącej PB i dmuchawy ssącej SB. Jest to możliwe, ponieważ próbka pobrana przez układ pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie powraca do DT. GEXH, GAIR lub GFUEL mogą być wykorzystane przez FC2 jako sygnały sterujące. Natężenie przepływu powietrza rozcieńczającego mierzone jest przez urządzenie pomiaru przepływu FM1, a całkowite natężenie przepływu przez urządzenie pomiaru przepływu FM2. Stosunek rozcieńczenia obliczany jest z natężeń tych dwóch przepływów.




Opis - rysunki 4-12
- EP rura wydechowa
Rura wydechowa może być izolowana. W celu redukcji bezwładności cieplnej rury wydechowej zaleca się, aby stosunek grubości ścianki do średnicy nie przekraczał 0,015. Użycie giętkich odcinków należy ograniczyć tak, aby stosunek ich długości do średnicy nie przekraczał 12. Krzywizny powinny być zminimalizowane, aby zmniejszyć inercyjne osadzanie się. Jeżeli w skład układu wchodzi tłumik stanowiskowy, zaizolować można również tłumik.
W przypadku układu izokinetycznego rura wydechowa nie może zawierać kolanek, krzywizn, i nagłych zmian średnicy na długości równej sześciu średnicom przed ( przeciwprądowo) i trzem średnicom za ( współprądowo) końcówką sondy do pobierania próbek. Prędkość gazu w strefie pobierania próbek musi być większa niż 10 m/s, z wyjątkiem fazy biegu jałowego. Oscylacje ciśnienia gazów spalinowych w stosunku do wartości średniej nie mogą przekraczać  500 Pa. Wszelkie kroki podejmowane w celu obniżenia oscylacji ciśnienia, oprócz zastosowania układu wydechowego typu podwoziowego, (włącznie z tłumikiem i urządzeniem dodatkowego oczyszczania spalin) nie mogą zmieniać osiągów silnika, ani powodować osadzania się cząstek stałych zawieszonych w gazie.
W układach bez sond izokinetycznych zaleca się stosowanie prostej rury na długości równej sześciu średnicom przed ( przeciwprądowo) i trzem średnicom za ( współprądowo) końcówką sondy.
- SP sonda do pobierania próbek (rysunki 6-12)
Minimalna średnica wewnętrzna powinna wynosić 4 mm. Minimalny stosunek średnicy rury wydechowej i sondy wynosi cztery. Sonda jest otwartą rurką skierowaną powierzchnią czołową przeciwprądowo w osi przewodu wylotowego, lub wielootworową sondą, jak opisano pod symbolem SP1 w ppkt. 1.1.1.
- ISP sonda izokinetyczna do pobierania próbek (rysunki 4-5)
Sonda izokinetyczna do pobierania próbek musi być zainstalowana powierzchnią czołową przeciwprądowo w osi rury wydechowej w miejscu, gdzie spełnione są warunki przepływu spalin określone w sekcji EP i tak zaprojektowana, aby zapewniać proporcjonalny pobór próbek gazów spalinowych nierozcieńczonych. Minimalna wewnętrzna średnica powinna wynosić 12 mm
Do izokinetycznego rozdziału spalin przez utrzymywanie zerowej różnicy ciśnień między EP i ISP niezbędny jest układ regulacji. W takich warunkach prędkość gazów spalinowych w EP i w ISP jest taka sama, a przepływ masy przez ISP jest stałą częścią przepływu spalin. ISP musi być podłączona do różnicowego przetwornika ciśnienia. Regulacja w celu utrzymywania zerowej różnicy ciśnienia między EP i ISP dokonywana jest za pomocą sterowników prędkości dmuchawy lub przepływu.
- FD1, FD2 - rozdzielacz przepływu (rysunek 9)
Zestaw kryz lub zwężek Venturiego zainstalowany jest odpowiednio w rurze wydechowej EP i w rurce przesyłającej TT, aby dostarczyć proporcjonalną próbkę nierozcieńczonych spalin. Układ sterujący składający się z dwóch zaworów regulacji ciśnienia PCV1 i PCV2, jest niezbędny do proporcjonalnego rozdziału przez regulację ciśnień w EP i DT.
- FD3 - rozdzielacz przepływu (rysunek 10)
W rurze wydechowej EP jest zainstalowany zestaw rurek (pakiet rurek), aby dostarczyć proporcjonalną próbkę nierozcieńczonych spalin. Jedna z rurek doprowadza gazy spalinowe do tunelu rozcieńczania DT, podczas gdy pozostałymi rurkami gazy spalinowe przepływają do komory tłumiącej DC. Rurki muszą posiadać te same wymiary (tę samą średnicę, długość, promień krzywizny), przy czym rozdział gazów spalinowych zależy od całkowitej liczby rurek. Dla proporcjonalnego rozdziału potrzebny jest układ regulacyjny, utrzymujący zerową różnicę ciśnień między wylotem zestawu rurek do DC i wylotem z TT. W tych warunkach prędkości gazu w EP i FD3 są proporcjonalne i przepływ przez TT jest stałą częścią przepływu spalin. Te dwa punkty muszą być podłączone do różnicowego przetwornika ciśnienia DPT. Sterowanie utrzymywaniem zerowej różnicy ciśnienia jest realizowane przez regulator przepływu FC1.
- EGA analizator gazów spalinowych (rysunki 6-10)
Mogą być zastosowane analizatory CO2 lub NOx (w przypadku metody bilansu węgla - tylko CO2). Analizatory są kalibrowane tak jak analizatory do pomiaru emisji składników gazowych. W celu określenia różnic stężenia może być użyty jeden lub kilka analizatorów.
Dokładność układów pomiarowych musi zapewniać dokładność pomiaru GEDFW,i lub VEDFW,i  4 %.
- TT - rurka przesyłająca (rysunki 4-12)
Rurka przesyłająca :
- jest możliwie krótka, ale nie dłuższa niż 5 m,
- posiada średnicę równą lub większą od średnicy sondy, nie większa jednak niż 25 mm,
- posiada wylot w osi tunelu rozcieńczania, skierowany w kierunku ruchu strumienia gazów.
Jeżeli długość rurki wynosi 1 m lub mniej, powinna być ona izolowana materiałem o maksymalnej przewodności cieplnej 0,05 W/(mK), o grubości promieniowej warstwy izolacyjnej odpowiadającej średnicy sondy. Jeżeli rurka jest dłuższa niż 1 m, musi być ona izolowana i podgrzewana do minimalnej temperatury ścianki 523 K (250 C).
Alternatywnie, wymagana temperatura ścianki rurki przesyłającej może być określona z wykorzystaniem standardowych obliczeń przenikania ciepła.
- DPT - różnicowy przetwornik ciśnienia (rysunki 4-5 i 10)
Różnicowy przetwornik ciśnienia posiada zakres  500Pa, lub mniej.
- FC1- regulator przepływu (rysunki 4-5 i 10)
W układach izokinetycznych (rysunki 4-5) niezbędny jest regulator przepływu utrzymujący zerową różnicę ciśnień między EP i ISP. Regulacja może być wykonana przez:


  1. regulację prędkości obrotowej lub przepływu dmuchawy ssącej (SB) i utrzymywanie stałej prędkości obrotowej dmuchawy tłoczącej (PB) podczas każdej fazy (rysunek 4);

lub



  1. ustawienie dmuchawy ssącej (SB) na ustalony przepływ masy rozcieńczonych gazów spalinowych i regulację przepływu dmuchawy tłoczącej PB, a przez to przepływu próbki gazów spalinowych w obszarze przy zakończeniu rurki przesyłającej (TT) (rysunek 5).

W przypadku układu z regulacją ciśnieniem błąd resztkowy w pętli sterującej nie może przekraczać  3 Pa. Oscylacje ciśnienia w tunelu rozcieńczającym nie mogą przekraczać wartości średniej o więcej niż  250 Pa.


W układzie z wiązką rurek (rysunek 10) do proporcjonalnego rozdziału gazów spalinowych niezbędny jest regulator przepływu utrzymujący zerową różnicę ciśnień między wylotem z zespołu rurek i wylotem z TT. Regulacji można dokonać poprzez sterowanie natężeniem przepływu powietrza wtryskiwanego do DT przy wylocie z TT.
- PCV1, PCV2 - zawór regulacji ciśnienia (rysunek 9)
W układzie z dwiema zwężkami Venturiego/dwiema kryzami niezbędne są dwa zawory regulujące ciśnienie w celu proporcjonalnego rozdziału przepływu poprzez sterowanie nadciśnieniem w EP i ciśnieniem w DT. Zawory są umieszczone współprądowo za SP w EP oraz między PB i DT.
- DC - komora tłumiąca (rysunek 10)
W celu zminimalizowania oscylacji ciśnienia w rurze wydechowej EP komora tłumiąca powinna być zainstalowana na wylocie z zespołu rurek.
- VN - zwężka Venturiego (rysunek 8)
Zwężka Venturiego zainstalowana jest w tunelu rozcieńczania DT w celu wytwarzania podciśnienia w obszarze wylotu z rurki przesyłającej TT. Natężenie przepływu gazu przez TT jest zdeterminowane przez chwilową wymianę w strefie zwężki Venturiego i jest zasadniczo proporcjonalne do natężenia przepływu dmuchawy tłoczącej PB, co prowadzi do stałego stosunku rozcieńczania. Ze względu na wpływ temperatury u wylotu z TT i różnicę ciśnień między EP i DT na chwilową wymianę, aktualny stosunek rozcieńczenia jest nieznacznie niższy przy małym obciążeniu niż przy wysokim obciążeniu.
- FC2 - regulator przepływu (rysunki 6,7,11 i 12; nieobowiązkowy)
Regulator przepływu może być użyty w celu regulacji przepływu dmuchawy tłoczącej PB i/lub dmuchawy ssącej SB. Może on być sprzężony z sygnałem przepływu gazów spalinowych lub sygnałem przepływu paliwa i/lub sygnałami różnicowymi CO2 lub NOx.
W przypadku zastosowania ciśnieniowego zasilania powietrzem (rysunek 11) FC2 reguluje bezpośrednio przepływ powietrza.
- FM1- urządzenie do pomiaru przepływu (rysunki 6-7,11-12)
Gazomierz lub inne przepływowe oprzyrządowanie do pomiaru przepływu powietrza rozcieńczającego. FM1 jest nieobowiązkowe, jeżeli PB jest skalibrowana do pomiaru przepływu.
- FM2 - urządzenie do pomiaru przepływu (rysunek 12)
Gazomierz lub inne przepływowe oprzyrządowanie do pomiaru przepływu rozcieńczonych spalin. FM2 jest nieobowiązkowe jeśli SB jest kalibrowana do pomiaru przepływu.
- PB - dmuchawa tłocząca (rysunki 4-9 i 12)
PB można podłączyć do regulatorów przepływu FC1 lub FC2 w celu regulacji natężenia przepływu powietrza rozcieńczającego. PB nie jest wymagana w przypadku użycia przepustnicy. PB może być stosowana do pomiaru przepływu powietrza rozcieńczającego, jeżeli jest wzorcowana.
- SB - dmuchawa ssąca (rysunki 4-6,9-10 i 12)
Tylko w układach częściowego pobierania próbek. SB może być użyta do pomiaru przepływu rozcieńczonych spalin, jeżeli jest kalibrowana.
- DAF - filtr powietrza rozcieńczającego (rysunki 4-12)
Zaleca się, aby powietrze rozcieńczające było filtrowane oraz przepuszczane przez węgiel aktywowany w celu wyeliminowania węglowodorów tła. Powietrze rozcieńczające ma temperaturę 298 K (25C)  5K.
Na życzenie producenta należy pobrać próbkę powietrza rozcieńczającego zgodnie z dobrą inżynierską praktyką w celu określenia poziomu cząstek stałych zawieszonych w gazie w tle, następnie poziom ten można odejmować od wartości zmierzonych w rozcieńczonych spalinach.
- PSP - sonda do pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie (rysunki 4-6,8-9,10 i 12)
Sonda jest najważniejszą częścią PTT i:
- jest zainstalowana powierzchnią czołową przeciwprądowo w punkcie, w którym powietrze rozcieńczające i gazów spalinowych są dobrze wymieszane, tj. w osi tunelu rozcieńczania DT, w odległości około 10 średnic tunelu ( współprądowo) od punktu wlotu gazów spalinowych do tunelu rozcieńczania.
- posiada średnicę wewnętrzną minimum 12 mm,

- może być podgrzewana do temperatury ścianek nie wyższej niż 325 K(52 C) przez bezpośrednie ogrzewanie lub przez wstępne podgrzewanie powietrza rozcieńczającego pod warunkiem, że temperatura powietrza przed wprowadzeniem gazów spalinowych do tunelu rozcieńczania nie przekroczy 325 K (52 C),


- może być izolowana.
- DT - tunel rozcieńczania (rysunki 4-12)
Tunel rozcieńczania:
- jest dostatecznie długi, aby zapewnić całkowite wymieszanie spalin i powietrza rozcieńczającego w warunkach przepływu turbulentnego,
- jest wykonany ze stali nierdzewnej oraz:

- w przypadku tuneli o średnicy wewnętrznej większej niż 75 mm stosunek grubości ścianki do średnicy nie powinien przekraczać 0,025,


- w przypadku tuneli o średnicy wewnętrznej równej 75 mm lub mniejszej nominalna grubość ścianek nie powinna być mniejsza niż 1,5 mm,
- posiada średnicę co najmniej 75 mm w przypadku pobierania próbek z części przepływu,
- dla układów z pobieraniem próbek pełnego przepływu zaleca się średnicę co najmniej 25 mm.
Może być podgrzewany do temperatury ścianki nie przekraczającej 325 K (52 C) przez ogrzewanie bezpośrednie lub przez wstępne podgrzewanie powietrza rozcieńczającego pod warunkiem, że temperatura powietrza przed wprowadzeniem gazów spalinowych do tunelu rozcieńczania nie przekroczy 325 K (52 C).

Może być izolowany.


Gazy spalinowe silnika powinny zostać dokładnie wymieszane z powietrzem rozcieńczającym. Dla układów z pobieraniem próbek z części przepływu jakość wymieszania jest sprawdzana po oddaniu do użytkowania, mierząc rozkład CO2 w tunelu rozcieńczającym (co najmniej cztery równo rozmieszczone punkty pomiarowe). W razie konieczności można zastosować kryzę mieszającą.
Uwaga: Jeżeli temperatura otoczenia w bezpośredniej bliskości tunelu rozcieńczania DT jest niższa od 293 K (20 C), należy przedsięwziąć środki zapobiegawcze w celu uniknięcia strat cząstek stałych zawieszonych w gazie osadzających się na zimnych ściankach tunelu rozcieńczania. Dlatego zaleca się ogrzewanie i/lub izolację tunelu dla uzyskania temperatury w podanych wyżej granicach
Przy wysokich obciążeniach silnika tunel może być chłodzony z wykorzystaniem nieagresywnych środków, takich jak wirujący wentylator dopóty, dopóki temperatura czynnika chłodzącego nie będzie niższa niż 293 K (20C).
- HE - wymiennik ciepła (rysunki 9 i 10)
Wymiennik ciepła powinien posiadać dostateczną pojemność, aby utrzymać temperaturę na wlocie do dmuchawy ssącej SB w zakresie  11 K od średniej temperatury roboczej występującej podczas badania.
1.2.1.2. Układ rozcieńczania przepływu całkowitego. (rysunek 13)
Opisano układ rozcieńczania oparty na rozcieńczaniu całkowitej ilości gazów spalinowych przyjmując zasadę stałej objętości pobierania próbek (CVS). Należy zmierzyć całkowitą objętość mieszaniny gazów spalinowych i powietrza rozcieńczającego. Można użyć układu PDP lub CFV.
Następnie, dla wychwycenia cząstek stałych zawieszonych w gazie próbka gazów spalinowych jest przepuszczana do układu pobierającego próbki cząstek stałych zawieszonych w gazie (ppkt 1.2.2. rysunki 14-15). Jeżeli to wykonane jest bezpośrednio, określane jest to jako pojedyncze rozcieńczanie. Jeżeli jednak próbka jest rozcieńczana jeszcze raz w tunelu powtórnego rozcieńczania, to określane jest to jako podwójne rozcieńczanie. Jest to przydatne, jeżeli wymagana temperatura na powierzchni filtra nie może być osiągnięta przy pojedynczym rozcieńczaniu. Układ podwójnego rozcieńczania jest opisany w ppkt. 1.2.2 rysunek 15, jako modyfikacja układu pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie, chociaż częściowo, ponieważ ma on większość wspólnych części z typowym układem pobierającym próbki cząstek stałych zawieszonych w gazie.
Emisje składników gazowych mogą być również oznaczane w tunelu rozcieńczającym układu do rozcieńczania przepływu całkowitego. Dlatego sondy pobierające próbki składników gazowych są pokazane na rysunku 13, lecz nie znajduje się w wykazie wyszczególniającym. Odpowiednie wymagania przedstawione są w ppkt 1.1.1.
Opis rysunku 13

- EP rura wydechowa


Długość rury wydechowej od wylotu kolektora wydechowego silnika, wylotu z turbosprężarki lub układu dodatkowego oczyszczania gazów spalinowych do tunelu rozcieńczającego nie powinna być większa niż 10 m. Jeżeli długość układu przekracza 4 m, wówczas wszystkie przewody rurowe o długości powyżej 4 m powinny być izolowane, z wyjątkiem włączonego szeregowo dymomierza, o ile jest zastosowany. Promieniowa grubość izolacji musi wynosić co najmniej 25 mm. Wartość przewodności cieplnej materiału izolacyjnego, mierzona w temperaturze 673 K (400 C), nie powinna być większa niż 0,1 W/(mK). W celu zmniejszenia bezwładności cieplnej rury wydechowej zaleca się, aby stosunek grubości do średnicy wynosił 0,015 lub mniej. Zastosowanie odcinków elastycznych powinno być ograniczone tak, aby stosunek ich długości do średnicy wynosił 12 lub mniej.

Rysunek 13


Układ rozcieńczania przepływu całkowitego


Całkowita ilość gazów spalinowych nierozcieńczonych jest mieszana z powietrzem rozcieńczającym w tunelu rozcieńczania DT.


Natężenie przepływu gazów spalinowych rozcieńczonych mierzone jest, albo za pomocą pompy wyporowej PDP, albo za pomocą zwężki Venturiego CFV o przepływie krytycznym. Dla proporcjonalnego pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie i dla określenia przepływu może być użyty wymiennik ciepła HE lub elektroniczna kompensacja przepływu EFC. Ponieważ wyznaczanie masy cząstek stałych zawieszonych w gazie jest oparte na całkowitym przepływie gazów spalinowych rozcieńczonych, nie jest wymagane obliczanie stopnia rozcieńczania.
- PDP - pompa wyporowa
PDP mierzy całkowity przepływ rozcieńczonych gazów spalinowych z ilości obrotów pompy i objętości wyporowej pompy. Nadciśnienie w układzie wydechowym nie powinno być sztucznie obniżane przez PDP lub układ ssania powietrza rozcieńczającego. Statyczne nadciśnienie wydechu mierzone przy działającym układzie CVS zawiera się w granicach  1,5 kPa statycznego ciśnienia mierzonego bez podłączenia do CVS przy jednakowych: prędkości obrotowej i obciążeniu silnika.
Temperatura mieszaniny gazów bezpośrednio przed PDP zawiera się w granicach  6K od średniej temperatury roboczej stwierdzonej podczas badania, gdy nie zastosowano kompensacji przepływu.
Kompensację przepływu można stosować tylko w przypadku gdy temperatura na wlocie do PDP nie przekracza 50 C (323 K).
- CFV - zwężka Venturiego o przepływie krytycznym
CFV mierzy całkowity przepływ rozcieńczonych gazów spalinowych przez utrzymywanie przepływu w warunkach zdławionych (przepływ krytyczny). Statyczne nadciśnienie wydechu mierzone przy działającym układzie CFV zawiera się w granicach  1,5 kPa od statycznego ciśnienia mierzonego bez połączenia z CFV przy jednakowych: prędkości obrotowej i obciążeniu silnika. Temperatura mieszaniny gazów bezpośrednio przed CFV zawiera się w granicach  11K od średniej temperatury roboczej stwierdzonej podczas badania, gdy nie była używana kompensacja przepływu.
- HE - wymiennik ciepła (opcja), jeżeli stosowany jest EFC)
Pojemność wymiennika ciepła jest wystarczająca do utrzymania temperatury w żądanych granicach, podanych powyżej.
- EFC - elektroniczna kompensacja przepływu (nieobowiązująca, jeśli zastosowano HE)
Jeżeli temperatura na wlocie do PDP lub CFV nie jest utrzymywana w granicach podanych powyżej, wymagane jest zastosowanie układu kompensacji przepływu do ciągłego pomiaru natężenia przepływu i utrzymywania proporcjonalnego pobierania próbek w układzie cząstek stałych.
W tym celu używa się sygnałów ciągłego pomiaru natężenia przepływu, aby korygować odpowiednio natężenie przepływu próbki przez filtry cząstek stałych zawieszonych w gazie w układzie pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie (patrz rysunki 14 i 15).
- DT tunel rozcieńczania
Tunel rozcieńczania:
- ma średnicę wystarczającą do wywołania przepływu turbulentnego (liczba Reynoldsa większa niż 4 000) i wystarczającą długość, aby spowodować całkowite wymieszanie gazów spalinowych i powietrza rozcieńczającego. Dopuszcza się użycie kryzy mieszającej,
- ma średnicę nie mniejszą niż 75 mm,

- może być izolowany.


Gazy spalinowe z silnika są skierowane współprądowo w punkcie wlotu do tunelu rozcieńczania i dokładnie wymieszane.
Jeżeli zastosowano pojedyncze rozcieńczanie, próbka z tunelu rozcieńczania jest doprowadzana do układu pobierającego próbki cząstek stałych zawieszonych w gazie (ppkt 1.2.2, rysunek 14). Przepustowość PDP lub CFV musi być wystarczająca, aby utrzymać rozcieńczone gazy spalinowe w temperaturze 325 K. (52 C) lub niższej bezpośrednio przed pierwszym filtrem cząstek stałych zawieszonych w gazie .
Jeżeli zastosowano podwójne rozcieńczanie, próbka z tunelu rozcieńczania jest doprowadzana do drugiego tunelu rozcieńczania, gdzie jest jeszcze raz rozcieńczana, a następnie przepływa przez filtry zbierające próbki (ppkt 1.2.2, rysunek 15).
Przepustowość PDP lub CFV musi być wystarczająca, aby utrzymać strumień rozcieńczonych spalin w DT w temperaturze 464 K (191 C) lub niższej, w strefie poboru próbki. Wtórny układ rozcieńczający musi zapewnić wystarczającą ilość powietrza do drugiego rozcieńczania tak, aby podwójnie rozcieńczony strumień gazów spalinowych utrzymać w temperaturze 325 K (52 C) lub niższej, bezpośrednio przed pierwszym filtrem cząstek stałych zawieszonych w gazie.
- DAF - filtr powietrza rozcieńczającego
Zaleca się, aby powietrze rozcieńczające było przefiltrowane i przepuszczone przez węgiel aktywowany celem wyeliminowania węglowodorów tła. Powietrze rozcieńczające ma temperaturę 298 K (25 C)  5K. Na życzenie producenta próbka powietrza rozcieńczającego może być pobrana zgodnie z dobrą praktyką inżynierską, aby wyznaczyć wartości poziomu cząstek stałych zawieszonych w gazie tła, które można następnie odjąć od wartości zmierzonych w rozcieńczonych spalinach.
- PSP - sonda do pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie
Sonda jest podstawową częścią PTT i:
- jest zainstalowana powierzchnią czołową przeciwprądowo w punkcie, gdzie rozcieńczające powietrze i gazy spalinowe są dobrze wymieszane to jest w osi tunelu rozcieńczającego DT, w odległości około 10 średnic tunelu od punktu ( współprądowo), gdzie gazy spalinowe wprowadzane są do tunelu rozcieńczającego,
- ma średnicę wewnętrzną minimum 12 mm,
- może być podgrzewana do temperatury ścianki nie większej niż do 325 K (52 C) przez podgrzewanie bezpośrednie lub przez wstępne podgrzanie powietrza rozcieńczającego pod warunkiem że, temperatura powietrza przed wprowadzeniem gazów spalinowych do tunelu rozcieńczania nie przekroczy 325K (52C),
- może być izolowana.
1.2.2. Układ do pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie (rysunki 14-15)

Układ do pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie potrzebny jest do zbierania cząstek stałych zawieszonych w gazie na filtrach cząstek stałych zawieszonych w gazie. W przypadku pobierania próbek całkowitych rozcieńczonego przepływu częściowego, który polega na przepuszczeniu przez filtry całej próbki rozcieńczonych spalin, układ rozcieńczania (ppkt 1.2.1.1., rysunki 7 i 11) i pobierania próbek zazwyczaj stanowi oddzielny zespół. W przypadku pobierania próbek z części rozcieńczonego przepływu częściowego lub rozcieńczonego przepływu całkowitego, który polega na przepuszczeniu przez filtry tylko części rozcieńczonych spalin, układ rozcieńczający (ppkt 1.2.1.1, rysunki 4-6,8-10 i 12. oraz ppkt 1.2.1.2., rysunek 13) i układ pobierania próbek zazwyczaj stanowią oddzielne zespoły.


W niniejszej dyrektywie uznano układ podwójnego rozcieńczania DDS (rysunek 15) w układzie rozcieńczania przepływu całkowitego za szczególną modyfikację typowego układu pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie przedstawionego na rysunku 14. Układ podwójnego rozcieńczania zawiera wszystkie ważne elementy układu pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie, takie jak obudowy filtrów i pompa do pobierania próbek i dodatkowo również kilka elementów do rozcieńczania jak zasilanie powietrzem rozcieńczającym i drugi tunel rozcieńczający.

Aby uniknąć jakiegokolwiek oddziaływania na pętle sprzężenia zwrotnego sterowania zaleca się, aby pompa do pobierania próbek pracowała podczas realizacji całej procedury badania. W metodzie jednofiltrowej stosuje się obejście dla przepuszczenia próbki przez filtry pomiarowe przez wymagane okresy czasu. Należy zminimalizować wpływ procedury przełączania na pętle sprzężenia zwrotnego sterowania.


Opis rysunków 14-15
- PSP - sonda do pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie (rysunki 14-15)
Sonda pobierająca próbki cząstek stałych zawieszonych w gazie pokazana na rysunkach jest najważniejszym elementem rurki przesyłającej cząstki stałe zawieszone w gazie PTT.
Sonda:
- jest zainstalowana powierzchnią czołową przeciwprądowo w punkcie, gdzie powietrze rozcieńczające i gazy spalinowe są dobrze wymieszane, to jest w osi tunelu rozcieńczania DT (ppkt. 1.2.1), w odległości około 10 średnic tunelu ( współprądowo) za punktem, gdzie gazy spalinowe są doprowadzane do tunelu rozcieńczającego,

- ma średnicę wewnętrzną minimum 12 mm,


- może być podgrzewana do temperatury ścianki nie wyższej niż 325 K (52 C) poprzez podgrzewanie bezpośrednie lub poprzez wstępne podgrzanie powietrza rozcieńczającego, pod warunkiem że temperatura powietrza, przed wprowadzeniem gazów spalinowych do tunelu rozcieńczania nie przekracza 325 K (52 C),
- może być izolowana.

Rysunek 14
Układ pobierania próbek cząstek stałych zawieszonych w gazie


Próbka rozcieńczonych gazów spalinowych jest pobierana, za pomocą pompy pobierania próbek P, z tunelu rozcieńczania DT przepływu częściowego lub przepływu całkowitego przez sondę pobierającą próbki cząstek stałych zawieszonych w gazie PSP i rurkę PTT przesyłającą cząstki stałe zawieszone w gazie. Próbka jest przepuszczana przez obudowę(y) filtru FH, która zawiera filtry pomiarowe cząstek stałych zawieszonych w gazie. Natężenie przepływu próbki jest regulowane przez sterownik przepływu FC3. Jeżeli użyto elektronicznego układu kompensującego EFC (patrz rysunek 13) - przepływ rozcieńczonych gazów spalinowych jest wykorzystywany jako sygnał sterujący dla FC3.


Rysunek 15


U
kład rozcieńczania (tylko układ całkowitego przepływu)

Próbka rozcieńczonych gazów spalinowych z tunelu DT układu rozcieńczania przepływu całkowitego przesyłana jest, przez sondę pobierającą próbki cząstek stałych zawieszonych w gazie PSP i rurkę PTT przesyłającą cząstki stałe zawieszone w gazie, do drugiego tunelu rozcieńczającego SDT, gdzie jest ponownie rozcieńczana. Następnie próbka przepływa przez obudowę(y) filtrów FH zawierającą filtry zbierające cząstki stałe zawieszone w gazie. Natężenie przepływu powietrza rozcieńczającego jest zazwyczaj stałe, podczas gdy natężenie przepływu próbki jest regulowane przez sterownik przepływu FC3. Jeżeli zastosowano elektroniczną kompensację przepływu EFC (patrz rysunek 13), jako sygnał sterujący dla FC3 wykorzystywany jest przepływ całkowity rozcieńczonych spalin.


- PTT rurka przesyłająca cząstki stałe zawieszone w gazie (rysunek 14 i 15)
Długość rurki przesyłającej cząstki stałe zawieszone w gazie nie może przekraczać 1 020 mm i powinna być zminimalizowana, jeżeli to jest tylko możliwe.
Wymiary obowiązują dla:


  • układu rozcieńczania przepływu częściowego z pobieraniem próbek z części przepływu i dla układu rozcieńczania przepływu całkowitego - od czoła sondy do obudowy filtru,




  • układu rozcieńczania przepływu częściowego z pobieraniem próbek pełnego przepływu - od końca tunelu rozcieńczającego do obudowy filtru,




  • dla układu podwójnego rozcieńczania przepływu całkowitego - od czoła sondy do drugiego tunelu rozcieńczania.

Rurka przesyłająca:




  • może być podgrzewana do temperatury ścianki nie wyższej niż 325 K (52 C) przez podgrzewanie bezpośrednie lub przez wstępne podgrzanie powietrza rozcieńczającego, pod warunkiem że temperatura powietrza przed wprowadzeniem gazów spalinowych do tunelu rozcieńczającego nie przekracza 325 K (52 C),

- może być izolowana.


- SDT - tunel wtórnego rozcieńczania (rysunek 15)
Tunel wtórnego rozcieńczania powinien posiadać średnicę wewnętrzną minimum 75 mm i długość wystarczająca dla zapewnienia czasu przebywania próbki podwójnie rozcieńczonej co najmniej 0,25 sekundy. Obudowa filtru pierwotnego FH jest usytuowana w odległości nie większej niż 300 mm od wylotu z SDT.
Tunel wtórnego rozcieńczania:


  • może być podgrzewany do temperatury ścianki nie wyższej niż 325 K (52 C) przez podgrzewanie bezpośrednie lub poprzez wstępne podgrzanie powietrza rozcieńczającego, pod warunkiem, że temperatura powietrza przed wprowadzeniem gazów spalinowych do tunelu rozcieńczania nie przekroczy 325 K (52 C),

- może być izolowany.


- FH – obudowa(y) filtra (rysunek 14-15)
Dla filtrów pierwotnego i wtórnego może być stosowana wspólna obudowa lub oddzielne obudowy. Powinny być spełnione wymagania załącznika III dodatek 1 ppkt 1.5.1.3.
Obudowa(y) filtra:


  • może być podgrzewana do temperatury ścianki nie wyższej niż 325 K (52 C) przez podgrzewanie bezpośrednie lub poprzez wstępne podgrzanie powietrza rozcieńczającego, pod warunkiem, że temperatura powietrza przed wprowadzeniem gazów spalinowych do tunelu rozcieńczania nie przekroczy 325 K (52 C),

- może być izolowana.


- P - pompa pobierania próbek (rysunek 14-15)
Pompa do pobierania próbek gazów spalinowych powinna być umieszczona w dostatecznej odległości od tunelu tak, aby utrzymać stałą temperaturę gazów spalinowych na wlocie ( 3K), jeżeli korekcja przepływu przez FC3 nie jest stosowana.
- DP - pompa powietrza rozcieńczającego (rysunek 15) (tylko dla podwójnego rozcieńczania przepływu całkowitego)
Pompa powietrza rozcieńczającego jest tak umieszczona, aby temperatura wlotowa powietrza do rozcieńczania wtórnego wynosiła 298K (25C)  5K.
- FC3 - regulator przepływu (rysunek 14-15)
Regulator przepływu jest stosowany do skompensowania wpływu wahań temperatury i nadciśnienia na drodze przesyłania próbki na natężenie przepływu próbki, jeżeli inne środki są niedostępne. Wymagane jest zastosowanie regulatora przepływu w przypadku użycia elektronicznej kompensacji EFC (patrz rysunek 13).
- FM3 - urządzenie do pomiaru przepływu (rysunek 14 i 15) (przepływ próbki cząstek stałych zawieszonych w gazie)
Gazomierz lub oprzyrządowanie do pomiaru przepływu próbki cząstek stałych zawieszonych w gazie jest usytuowany w odpowiedniej odległości od pompy do pobierania próbek tak, aby utrzymywała się stała temperatura wlotowa gazu ( 3K), jeżeli korekcja przepływu przez FC3 nie jest stosowana.
- FM4 - urządzenie do pomiaru przepływu (rysunek 15) (powietrze rozcieńczające, tylko podwójne rozcieńczenie strumienia pełnego)
Gazomierz lub oprzyrządowanie do pomiaru przepływu powietrza rozcieńczającego jest tak usytuowane, aby temperatura wlotowa gazu wynosiła 298K (25C)  5K.
- BV - zawór kulowy (opcja)
Zawór kulowy ma średnicę wewnętrzną nie mniejszą niż wewnętrzna średnica rurki przesyłającej cząstki stałe zawieszone w gazie, a czas przełączania powinien być krótszy niż 0,5 sekundy.
Uwaga: Jeżeli temperatura otoczenia w pobliżu PSP, PTT, SDT i FH jest poniżej 293 K (20 C), powinny być podjęte środki ostrożności, aby uniknąć strat cząstek stałych zawieszonych w gazie na chłodnych ściankach tych części. Dlatego zaleca się podgrzewanie i/lub izolowanie tych części w granicach podanych w odpowiednich opisach. Zaleca się także, aby temperatura czoła filtru podczas pobierania próbki nie była niższa od 293 K (20 C).
Przy dużych obciążeniach silnika, podane powyżej części mogą być chłodzone przy użyciu nie agresywnych środków takich jak wymuszony obieg wentylatorem, dopóki temperatura czynnika chłodzącego nie spadnie poniżej 293 K (20 C).

ZAŁĄCZNIK V
I(Wzór)

ŁĄCZNIK VI

Ś
Pieczęć administracji
WIADECTWO HOMOLOGACJI TYPU

Komunikat dotyczy:
- homologacji typu / rozszerzenia / odmowy / cofnięcia1
typu silnika lub rodziny typów silnika w odniesieniu do emisji zanieczyszczeń stosownie do dyrektywy 97/68/WE, ostatnio zmienionej dyrektywą .../ .../WE
Homologacja typu nr: ................................... Rozszerzenie nr: ...................................................
Powód rozszerzenia (gdzie właściwe): .........................................................................................
SEKCJA I
0. Dane ogólne
0.1. Wytwórca (nazwa przedsiębiorstwa): .................................................................................


    1. Deklarowane przez producenta przeznaczenie silnika(ów) macierzystego-/i (jeśli dotyczy) typu(ów) rodziny silnika(ów)1 :............................................................................




    1. Oznakowanie kodowe typu przez producenta, umieszczone na silniku(ach): .............................................................................................................................................

Usytuowanie: ......................................................................................................................


Sposób przymocowania: .....................................................................................................
0.4. Wykaz maszyn, które mają być napędzane przez silnik2: ..................................................


    1. Nazwa i adres producenta: .................................................................................................

Nazwa i adres upoważnionego przedstawiciela producenta (jeżeli dotyczy): ..................


...........................................................................................................................................


    1. Usytuowanie, kodowanie i sposoby przymocowania numeru identyfikacyjnego silnika: .............................................................................................................................................

0.7. Usytuowanie i sposób przymocowania oznakowania homologacji WE: .............................................................................................................................................


0.8. Adres(y) zakładu(ów) montażowego(ych): ........................................................................
1   2   3   4   5


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna