14. fejezet - Az emissziós típusvizsgálatok során alkalmazott vizsgálati ciklusok

Az Otto-motorral hajtott személygépjárművek európai emissziós típusvizsgálati előírásai alapján az egyes Euro fokozatokra vonatkozóan a kipufogógáz komponensek határértékeit a 14.1. ábra ábra mutatja.

A (14.2. ábra) ábrán pedig a határértékek tendenciája egészen a legújabb, az Euro 6-os határértékekig. A tendenciákról az mondható el, hogy majdnem az összes komponens tekintetében azok az Euro 4-es határétékek óta nem változnak. Azonban Euro 5 előírás bevezetésével 3 új dolog vált kötelezővé. Egyrész a THC-n belül, küön meg kell határozni a nem-metán szén-hidrogéneket (NMHC), és mivel határértékkel rendelkezik, annak meg is kell, hogy feleljen. Másodsorban a közvetlen befecskendezésű Otto-motorral felszerelt járműnél a részecske-kibocsátást is vizsgálni kell. Az Euro 5-nek való megfelelés vizsgálatakor a gravimetrikus módszerrel kell meghatározni, a legújabb előírás alapján már a részecskeszám meghatározást is el kell végezni.

Dízel-motorral hajtott személygépjárművek európai emissziós típusvizsgálati előírásai alapján az egyes Euro fokozatokra vonatkozóan a kipufogógáz komponensek határértékeit a 14.3. ábra ábra mutatja.

A 14.4. ábra és 14.5. ábra ábrák pedig már az egyes komponensekre vonatkozó tendenciákat is mutatja. A tendenciákról az ábrák alapján a következők mondhatók el. Az Euro 4 bevezetése óta a komponensek kötelező csökkentése csak kismértékű. Kivéve ez alól a részecske-kibocsátást, amelynél még jelentős mértékű csökkentést kellett megvalósítani. A legkisebb mértékű csökkentés a NO_x kibocsátásra jellemző. A HC+NO_x, és CO kibocsátás határértékei az Euro 1-hez képest az Euro 6-ra kb. az ötödére csökkent. A legnagyobb mértékű csökkentés a részecske-kibocsátás területén kellett elérni, ahol ennek mértéke kb. 30!, és a két határérték között két nagyságrendnyi eltérés van. A szigorodást tovább növelte, hogy az Euro 5b bevezetésekor már a részecskeszámolást is el kellett végezni, és meg kellett felelni ahhoz, hogy a jármű emissziós típusengedélyt kapjon.

A tehergépjármű dízelmotorok európai emissziós típusvizsgálati előírásai alapján az egyes Euro fokozatokra vonatkozóan a kipufogógáz komponensek határértékeit a 14.6. ábra ábra mutatja.

Első ránézésre a dízelmotorú személygépjármű előírásokhoz képest az tűnhet fel, hogy sok több komponens, illetve mérési elv érintett a tehergépjárművek motorjainak vizsgálatakor. A tendenciák alapján egyértelműen elmondható, hogy minden komponens határértéke csökkenő ez Euro fokozatok függvényében. A legszembetűnőbb az NO_x csökkentése. A személygépjárművekhez képest elmondható, hogy itt van füstmérés is, illetve az Euro VI tervezetek szerint szükséges mérni az ammónia kibocsátást, illetve a már többször említett részecskeszámot is meg kell határozni. Az Euro III előírástól kezdődően már nem csak az állandósult állapotú vizsgálat (ESC) szerint, hanem az ún. ELR, és a tranziens ETC vizsgálatokat is el kell végezni. Az Euro VI előírás tervezetek szerint a vizsgálatok már nem az európai vizsgálati ciklusok szerint, hanem az ún. világ harmonizált eljárások szerint kell megvizsgálni, ami azt jelenti, hogy az egész világon ugyanazon egységes eljárás szerint kell megvizsgálni a tehergépjármű motorokat a károsanyag-kibocsátásuk szempontjából. (WHSC - World Harmonised Steady Cyclus, WHTC – World Harmonised Transient Cyclus)

Az előírásban meghatározott definíció szerint a ‘vizsgálati ciklus’ a fordulatszámmal és nyomatékkal meghatározott vizsgálati pontok sorozatát jelenti melyeken a motor állandósult üzemállapotban működik (ESC vizsgálat), vagy átmeneti üzemi állapotban (ETC, ELR vizsgálat);

A környezeti nyomás és hőmérséklet közelítse meg a "szabványos" légköri viszonyokat, vagyis:

Az üzemmeleg motornál egy előírt üzemállapot sorozata alatt folyamatosan vizsgálni kell a kipufogógázban lévő fenti szennyezőanyagokat a kezeletlen kipufogógázból vett minta alapján. A vizsgálati ciklus egy sor fordulatszámmal és terheléssel meghatározott üzemállapotból áll, amelyek felölelik a dízelmotorok jellemző üzemi tartományát. Minden egyes üzemállapotban meg kell határozni az egyes gáznemű szennyezőanyagok koncentrációját, a kipufogógáz-áramot, a motor teljesítményét, és a mért értékeket súlyozni kell. A részecske-mintát kondicionált környezeti levegővel kell felhígítani. A teljes vizsgálati eljárás alatt egy mintát kell venni és összegyűjteni megfelelő szűrőkön. Az egyes kibocsátott szennyezőanyagok gramm/kilowattórában kifejezett mennyiségét az e fejezetben leírt módon kell kiszámítani.

Ezenfelül az ellenőrzési területnek - a vizsgáló laboratórium által kiválasztott három vizsgálati pontján mérni kell - a NO_x mennyiségét, és a mért értékeket össze kell hasonlítani azokkal az értékekkel, amelyeket a vizsgálati ciklusnak a kiválasztott vizsgálati pontokat burkoló üzemállapotaiból számítottak. A NO_x befolyásolás ellenőrzése biztosítja a motor szennyezőanyag-kibocsátás csökkentésének hatékonyságát a tipikus motor-üzemeltetési tartományon belül. A vizsgálati pontokat jóváhagyott véletlenszerű (randomizációs) statisztikai módszerekkel kell kiválasztani.

Az A, B és C motor-fordulatszámokat a gyártónak kell megadnia a következő előírásoknak megfelelően:

Az A, B és C motor-fordulatszámokat a következők szerint kell kiszámítani:

A 14.10. ábra és 14.11. ábra ábrán mérési eredményeket mutatunk be az ESC vizsgálati ciklussal elvvégzett vizsgálatok során kapott eredményekből.

Az előírt terhelésreagálási vizsgálat során fényelnyelés elvén működő füstölésmérővel meg kell határozni az üzemmeleg motor füstölését. A vizsgálat a motor 10 %-tól 100 %-ig terjedő terheléséből áll állandó fordulatszámon, három különböző motor fordulatszám esetén. Ezenfelül egy negyedik terhelési fokozattal is kell járni amelyet a vizsgáló laboratórium választ ki, és ennek értékét össze kell vetni az előző terhelési fokozatok értékeivel. A füstölés csúcsértékét egy átlagoló algoritmussal kell meghatározni.

Az üzemmeleg motor előírást átmeneti üzemállapotaiból álló ciklus során, amely jól megközelíti a tehergépkocsikba és buszokba épített nagy igénybevételű motorok úttípustól függő üzemelési viszonyait, vizsgálni kell a fenti szennyezőanyagokat a teljes kipufogógáz mennyiség kondicionált környezeti levegővel történt felhígítása után. Felhasználva a motor-fékpad visszacsatolt nyomaték- és fordulatszám-jeleit, a teljesítményt a ciklus idejének figyelembevételével összegezni (integrálni) kell, ami a motornak a ciklus alatt végzett munkáját adja eredményként. Meg kell határozni az NO_x és HC koncentrációt a ciklus során az gázelemző készülék jeleinek integrálásával. A CO, CO2 és NMHC koncentrációja meghatározható az elemző készülék jeleinek integrálásával, vagy zsákos mintavétel útján. A részecskék mennyiségének meghatározásához megfelelő szűrőkön arányos mintát kell összegyűjteni. A hígított kipufogógáz áramát az egész ciklusra meg kell határozni, a kibocsátott szennyezőanyagok tömegének kiszámításához. A kibocsátott szennyezőanyagok tömegének értékeket a motor munkájára kell vonatkoztatni, hogy megkapjuk az egyes szennyezőanyagok kibocsátott mennyiségét gramm/kilowattóra mértékegységben.