МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПОРШНЕВЫЕ

Измерение выброса продуктов сгорания

Часть 1

Измерение выбросов газов и частиц на испытательных стендах

(ISO 8178-1:2006, ЮТ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2015

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные. правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия. применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью «Центральный научно-исследовательский дизельный институт» (ООО «ЦНИДИ») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 5

2    ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол от 5 ноября 2013 г. № 61-П)

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 апреля 2014 г. № 421-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 8178-1-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г

5    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 8178-1:2006 Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 1: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions (Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 1: Измерение выбросов газов и частиц на испытательных стендах).

Перевод с английского языка (ел).

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в ФГУП «Стандартинформ».

В разделе «Нормативные ссылки» и тексте стандарта ссылки на международные стандарты актуализированы.

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА.

Степень соответствия — идентичная (ЮТ)

6    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

©Стандартинформ. 2015

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен. тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ ISO 8178-1-2013

для двигателей с турбонаддувом с охлаждением или без охлаждения наддувочного воздуха

(2)

Ь) для двигателей с искровым зажиганием

(3)

Примечание - Формулы (1), (2), (3) соответствуют экологическим нормативам ЕЭК, ЕЭС и ЕРА, но отличаются от формул ISO для коррекции мощности

5.1.2    Критерий приемлемости испытаний

Чтобы испытания имели юридическую силу, необходимо, чтобы параметр f_a удовлетворял условию:

0.93 *7_а* 1,07.    (4)

При проведении испытаний параметр f_a должен находиться в диапазоне от 0,96 до 1,06.

5.2    Двигатели с охлаждением наддувочного воздуха

Температура наддувочного воздуха при испытаниях должна фиксироваться и при частоте вращения. соответствующей объявленной мощности и полной нагрузке, должна быть равна максимальной температуре наддувочного воздуха, объявленной производителем, с точностью до ± 5 К. Температура охлаждающей среды в охладителе надувочного воздуха должна быть не более 293 К (20 °С).

Если в качестве источника воздуха для двигателя используется технологическая система стенда или внешний нагнетатель, то при частоте вращения, соответствующей объявленной мощности и полной нагрузке, температура воздуха на впуске должна быть равна объявленной производителем максимальной температуре наддувочного воздуха с точностью до ± 5 К. При этом температура и расход охлаждающей среды в охладителе наддувочного воздуха не должны меняться на протяжении всего цикла испытаний. Производительность охладителя наддувочного воздуха должна выбираться в соответствии с общепринятой инженерной практикой и соответствовать требованиям типичных промышленных и транспортных применений.

5.3    Мощность

Измерения вредных выбросов должны производиться при работе двигателя под нагрузкой, соответствующей тормозной мощности без учета каких-либо поправок, определенных по ИСО 14396. При этом двигатель должен быть оборудован только теми вспомогательными устройствами, которые необходимы для его работы (например, вентилятор или водяной насос). Если установка вспомогательных устройств на испытательный стенд невозможна или затруднена, следует определить мощность, затрачиваемую на их привод, и вычесть ее из измеренной мощности двигателя.

Если двигатель имеет какие-либо вспомогательные устройства, которые необходимы только для работы приводимого оборудования, такие устройства перед испытаниями должны быть сняты. Примерами подобных устройств являются:

-    воздушный компрессор для тормозной системы.

-    насос гидроусилителя руля.

-    компрессор кондиционера.

-    насосы гидроусилителей.

Подробнее об этом см. 3.9 и ISO 14396.

Если вспомогательные устройства не были сняты, должна быть определена мощность, потребляемая ими при частоте вращения, соответствующей условиям испытаний, чтобы рассчитать нагрузку, задаваемую нагружающим устройством в соответствии с 12.5, за исключением случаев, когда такие устройства являются неотъемлемой частью двигателя (например, вентилятор двигателя с воздушным охлаждением).

7

5.4 Специальные условия испытаний

5.4.1    Впускная система двигателя

Для подачи воздуха может использоваться штатный воздушный ресивер двигателя или впускная система испытательного стенда при условии, что потеря давления на входе перед воздухоочистителем при частоте вращения, соответствующей объявленной (номинальной) мощности и полной нагрузке, равна максимальному значению этого параметра, определенному изготовителем двигателя, с точностью ± 300 Па.

Если двигатель имеет встроенную систему подачи воздуха, эта система должна использоваться при испытаниях.

Примечание - Необходимые значения гидравлического сопротивления должны устанавливаться при объявленной (номинальной) частоте вращения и полной нагрузке

5.4.2    Выпускная система двигателя

Для выпуска может использоваться штатный выпускной коллектор двигателя или соответствующая система испытательного стенда при условии, что при объявленных (номинальных) значениях частоты вращения и нагрузки она создает противодавление, равное максимальному значению этого параметра, определенному изготовителем двигателя, с точностью ± 650 Па. Выпускная система должна удовлетворять требованиям, установленным для пробоотбора отработавших газов из выпускной трубы согласно 7.5.5, 17.2.1 (ЕР) и 17.2.2 (ЕР).

Если двигатель имеет встроенную выпускную систему, эта система должна использоваться при испытаниях.

Если двигатель оборудован устройством очистки отработавших газов, диаметр выпускной трубы не должен изменяться на участке, предшествующем расширению выпускного тракта, где установлено устройство очистки отработавших газов, причем длина этого участка должна быть равна как минимум четырем диаметрам выпускной трубы. Расстояние от фланца выпускного трубопровода или выходного сечения турбокомпрессора до устройства очистки отработавших газов должно быть таким же. как при установке двигателя на объекте, или соответствовать указаниям изготовителя двигателя. Противодавление на выпуске или гидравлическое сопротивление выпускной системы должно отвечать упомянутым выше критериям. Должна быть обеспечена возможность регулирования этих параметров с помощью дросселя. При имитационных испытаниях и при снятии характеристик двигателя емкость, содержащая устройство очистки отработавших газов, может сниматься и заменяться эквивалентной емкостью, включающей конструкцию со встроенным неактивным катализатором.

Примечание — Необходимые значения гидравлического сопротивления должны устанавливаться при объявленной (номинальной) частоте вращения и полной нагрузке

5.4.3    Система охлаждения

Система охлаждения двигателя должна обеспечивать поддержание нормальных рабочих температур. определенных изготовителем двигателя.

5.4.4    Смазочное масло

Характеристики смазочного масла, используемого при испытаниях, должны быть зафиксированы и приложены к протоколу испытаний.

5.4.5    Регулируемые карбюраторы

Испытания двигателей, имеющих карбюраторы с регулируемыми ограничителями максимального и минимального положений, должны проводиться при обоих положениях карбюратора.

5.4.6    Сапун

Если при измерении общего количества выбросов двигателя с открытым картером необходимо учитывать картерные газы, то эти газы должны отводиться в выпускную систему на участке между выходным сечением устройства очистки отработавших газов (при его наличии) и точкой отбора проб. Расстояние от места ввода картерных газов в выпускной тракт до точки отбора проб должно быть достаточным для полного перемешивания картерных газов с отработавшими газами.

ГОСТ ISO 8178-1-2013

6 Топливо для испытаний

Характеристики топлива оказывают влияние на состав вредных выбросов двигателя. Поэтому характеристики топлива, используемого при испытаниях, должны фиксироваться и прилагаться к протоколу испытаний. При использовании топлив, перечисленных в ISO 8178-5 в качестве эталонных, должны быть указаны обозначение топлива и его параметры; в остальных случаях должны фиксироваться характеристики топлива, которые указаны в соответствующих перечнях, приводимых в ISO 8178-5.

Температура топлива должна соответствовать рекомендациям изготовителя. Температура топлива должна измеряться на входе топливного насоса высокого давления или в другом месте, указанном изготовителем; результаты измерения должны фиксироваться.

Выбор топлива зависит от цели данных испытаний. Если заинтересованные стороны не договорились об ином, выбор топлива для испытаний должен производиться в соответствии сданными таблицы 1. В случае отсутствия нужного эталонного топлива допускается использование другого топлива, по своим свойствам достаточно близкого к эталонному. Характеристики топлива должны быть объявлены.

7 Измерительное оборудование и измеряемые параметры

7.1 Общие положения

Измерение выбросов газообразных и твердых компонентов выпуска двигателя должно производиться согласно методам, описанным в разделах 16 и 17. В указанных разделах приводятся описания рекомендуемых систем анализа газообразных выбросов (раздел 16). а также рекомендуемых систем разбавления и пробоотбора частиц (раздел 17).

Допускается также применение других систем и анализаторов, если они обеспечивают эквивалентные результаты. Эквивалентность системы должна подтверждаться анализом корреляции как минимум по семи точкам между рассматриваемой системой и одной из допустимых систем, определенных в настоящем стандарте. Термин «результаты» в данном случае относится к средневзвешенному (по определенному циклу) значению вредных выбросов. Тесты на корреляцию должны проводиться в одной и той же лаборатории, на одном и том же испытательном стенде и на одном и том же двигателе. Все тесты должны проводиться одновременно. При этом должен использоваться наиболее подходящий испытательный цикл, определяемый по ISO 8178-4. или испытательный цикл Cl по ISO 8178-4. Эквивалентность сравниваемых систем должна определяться на основании статистики F- и f-критериев (см. приложение D) по усредненным значениям с исключением заведомых ошибок, полученным в одной и той же лаборатории и при рабочих параметрах двигателя, определенных выше. Системы, используемые в тестах на корреляцию, должны быть заявлены до начала тестов и согласованы между всеми заинтересованными сторонами.

Для того, чтобы новая система была принята в качестве стандартной, ее эквивалентность должна быть подтверждена расчетами повторяемости и воспроизводимости, выполненными согласно ISO 5725-1 и ISO 5725-2.

9

ГОСТ ISO 8178-1-2013

где c_COd - концентрация сухого С0₂ в неразбавленном отработавшем газе, %;

Ccoad ~ концентрация сухого С0₂ в окружающем воздухе. %;

^ccod ~ концентрация сухого СО в неразбавленном отработавшем газе, ppm;

^chcw “ концентрация сухого НС в неразбавленном отработавшем газе. ppm.

Примечание - Допускается также использование метода кислородного баланса (см А 3.3).

7.3.5 Метод измерения с помощью индикаторного газа

Данный метод состоит в измерении концентрации индикаторного газа в отработавших газах. Известное количество инертного газа (например, чистого гелия) вводится в отработавшие газы в качестве индикаторного газа. Этот газ в выпускной трубе смешивается с отработавшими газами, но не реагирует с ними. Затем производится измерение концентрации инертного газа в пробе отработавших газов.

Для того чтобы обеспечить полное перемешивание индикаторного газа с отработавшими газами, пробоотбор отработавших газов должен быть удален от точки ввода индикаторного газа на достаточное расстояние, равное как минимум 30 диаметрам выпускной трубы, но в любом случае не менее 1 м. Указанное расстояние может быть уменьшено, если при этом обеспечивается полное перемешивание, что должно быть подтверждено сравнением концентрации индикаторного газа с эталонной концентрацией, измеренной при подаче индикаторного газа на вход двигателя.

Расход индикаторного газа должен регулироваться таким образом, чтобы его концентрация после перемешивания находилась в пределах диапазона измерения газоанализатора, с помощью которого она измеряется. Расход отработавших газов рассчитывается по формуле

(8)

где Япт* - массовый расход отработавших газов, кг/с;

q_n - расход индикаторного газа, см³/мин;

с_т|х - концентрация индикаторного газа после перемешивания, ppm;

Pew “ плотность индикаторного газа, кг/м³;

с_а - фоновая концентрация индикаторного газа в воздушном ресивере, ppm.

Фоновая концентрация индикаторного газа может быть определена как среднее значение результатов двух замеров - непосредственно перед началом испытания и после испытания.

Когда фоновая концентрация составляет менее 1 % концентрации индикаторного газа после перемешивания при максимальном расходе отработавших газов, ей можно пренебречь.

Система в целом должна отвечать требованиям точности измерения расхода отработавших газов и должна быть откалибрована в соответствии с требованиями 8.6.

7.3.6 Метод измерения через расход воздуха и соотношение «воздух-топя и во».

Данный метод состоит в расчете массового расхода отработавших газов по известным значениям расхода воздуха и соотношения воздух—топливо. Мгновенное значение массового расхода отработавших газов рассчитывается по формуле

(9)

где

12,011 р +1.00794 • а +15,9994 е +14.0067 S + 32,065 у'

11

ГОСТ ISO 8178-1-2013

Содержание

1    Область применения....................................................................................................................................1

2    Нормативные ссылки....................................................................................................................................1

3    Термины и определения..............................................................................................................................2

4    Обозначения и сокращения.........................................................................................................................3

4.1    Общие обозначения...............................................................................................................................3

4.2    Обозначения состава топлива..............................................................................................................5

4.3    Обозначения и сокращения для химических веществ........................................................................5

4.4    Сокращения............................................................................................................................................6

5    Условия проведения испытаний..................................................................................................................6

5.1    Условия испытаний двигателей............................................................................................................6

5.2    Двигатели с охлаждением наддувочного воздуха...............................................................................7

5.3    Мощность................................................................................................................................................7

5.4    Специальные условия испытаний........................................................................................................8

6    Топливо для испытаний................................................................................................................................9

7    Измерительное оборудование и измеряемые параметры........................................................................9

7.1    Общие положения.................................................................................................................................9

7.2    Требования к нагружающему устройству...........................................................................................10

7.3    Расход отработавших газов.................................................................................................................10

7.4    Точность измерения............................................................................................................................12

7.5    Определение газообразных компонентов..........................................................................................13

7.6    Определение частиц............................................................................................................................16

7.6.2 Фильтры для отбора частиц............................................................................................................17

8    Калибровка измерительного оборудования.............................................................................................19

8.1    Общие требования...............................................................................................................................19

8.2    Калибровочные газы...........................................................................................................................19

8.3    Порядок работы с газоанализаторами и системами пробоотбора .................................................20

8.4    Проверка на герметичность ...............................................................................................................20

8.5    Порядок калибровки............................................................................................................................20

8.6    Калибровка анализатора индикаторного газа для измерения расхода отработавших газов...........21

8.7    Определение эффективности преобразователя NO_x ......................................................................21

8.8    Настройка FID .......................................................................................................................................23

8.9    Влияние на показания анализаторов СО. С0₂. NO_x. 0₂. NH₃ и N₂0...............................................25

8.10    Периодичность калибровки...............................................................................................................29

9    Калибровка системы измерения частиц...................................................................................................29

9.1    Общие положения................................................................................................................................29

9.2    Порядок калибровки............................................................................................................................29

9.3    Проверка условий течения при частичнопоточных измерениях......................................................29

9.4    Периодичность калибровки.................................................................................................................29

10    Калибровка полнопоточной системы разбавления CVS ......................................................................30

10.1    Общие положения..............................................................................................................................30

10.2    Калибровка объемного насоса (PDP)..............................................................................................30

10.3    Калибровка расходомера Вентури с критическим истечением (CFV)...........................................31

10.4    Калибровка расходомера Вентури с дозвуковым истечением (SSV)............................................31

10.5    Общая проверка системы.................................................................................................................32

11    Условия испытаний (испытательные циклы)..........................................................................................33

12    Проведение испытаний............................................................................................................................33

ill

ГОСТ ISO 8178-1-2013

12.1    Подготовка фильтров для пробоотбора...........................................................................................33

12.2    Установка измерительного оборудования.......................................................................................33

12.3    Пуск двигателя и системы разбавления...........................................................................................33

12.4    Регулировка степени разбавления...................................................................................................33

12.5    Определение контрольных точек......................................................................................................34

12.6    Проверка анализаторов.....................................................................................................................34

12.7    Испытательные циклы.......................................................................................................................34

12.8    Контрольная проверка анализаторов...............................................................................................35

12.9    Отчет об испытаниях.........................................................................................................................35

13    Оценка результатов измерений газообразных выбросов и частиц......................................................35

13.1    Выбросы газообразных продуктов....................................................................................................35

13.2    Выбросы частиц.................................................................................................................................36

14    Расчет выбросов газообразных продуктов.............................................................................................36

14.1    Общие положения..............................................................................................................................36

14.2    Определение расхода отработавших газов.....................................................................................37

14.3    Поправка на сухие/влажные условия...............................................................................................37

14.4    Поправка на влажность и температуру при определении выбросов NO_x    ^

14.5    Расчет массовых выбросов газообразных продуктов с отработавшими газами..........................39

15    Расчет выбросов частиц..........................................................................................................................42

15.1    Поправка на влажность при определении выбросов частиц..........................................................42

15.2    Частичнопоточная система разбавления.........................................................................................42

15.3    Полнопоточная система разбавления..............................................................................................43

15.4    Расчет массового выброса частиц....................................................................................................43

15.5    Расчет удельных значений выбросов..............................................................................................44

15.6    Эффективный весовой коэффициент..............................................................................................44

16    Определение выбросов газообразных продуктов..................................................................................45

16.1    Общие положения..............................................................................................................................45

16.2    Системы анализа для измерений выбросов СО. С0₂. НС. NO_x, 0₂    45

16.3    Анализ на аммиак..............................................................................................................................48

16.4    Анализ на метан.................................................................................................................................49

16.5    Анализ на метанол.............................................................................................................................51

16.6    Анализ на формальдегиды...............................................................................................................51

17    Определение частиц................................................................................................................................53

17.1    Общие положения..............................................................................................................................53

17.2    Система разбавления........................................................................................................................53

17.3    Система пробоотбора частиц...........................................................................................................67

Приложение А (обязательное) Расчет массового расхода отработавших газов и (или)

наддувочного воздуха ............................................................................................................70

Приложение В (справочное) Пример программы расчета массового расхода отработавших газов......84

Приложение С (справочное) Тепловой расчет (линия пробоотбора)........................................................86

Приложение D (справочное) Определение эквивалентности системы.....................................................89

Приложение Е (справочное) Параметры и постоянные, зависящие от вида топлива.............................90

Приложение F (обязательное) Проверка расхода углерода......................................................................94

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии межгосударственных стандартов

ссылочным меэдународным стандартам..............................................................................96

Библиография................................................................................................................................................98

IV

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПОРШНЕВЫЕ

Измерение выброса продуктов сгорания Часть 1

Измерение выбросов газов и частиц на испытательных стендах

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

Дата введения — 2015—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на поршневые двигатели внутреннего сгорания (далее - двигатели), предназначенные для установки на судах, тепловозах, буровых и генераторных агрегатах и другой транспортной, передвижной и стационарной технике, и определяет и устанавливает методы измерения и оценки содержания вредных газообразных веществ и частиц в отработанных газах двигателей при стендовых испытаниях на установившихся режимах, необходимые для измерения средневзвешенных значений каждого вида содержащихся в отработанных газах загрязнений.

Стандарт не распространяется на двигатели автомобилей, предназначенных для движения по шоссейным дорогам, авиационной техники, сельскохозяйственной техники и лесных тракторов.

В некоторых случаях, как исключение, стендовые испытания двигателя могут проводиться в соответствии с ISO 8178-2 (стандарт, регламентирующий испытания в эксплуатационных условиях). Такой вариант допускается только по соглашению заинтересованных сторон. Следует иметь в виду, что данные, полученные в ходе таких испытаний, могут неполностью совпадать с данными предшествующих или последующих испытаний, проводимых согласно требованиям настоящего стандарта. Поэтому рекомендуется прибегать к указанному варианту тольков тех случаях, когда речь идет о двигателях, выпускаемых в крайне ограниченных количествах, например особо крупных судовых двигателях или дизель-генераторах.

Для двигателей, используемых в установках, к которым предъявляются специальные требования (например: отраслевые правила охраны труда и техники безопасности, правила работы для АЭС), могут потребоваться дополнительные испытания и специальные методы оценки.

Когда использование испытательного стенда невозможно или когда требуется информация о фактических величинах выбросов двигателя на месте его эксплуатации, следует пользоваться методами испытаний в условиях эксплуатации и методиками расчета, приведенными в ISO 8178-2.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ISO 31-0:1992 Quantities and units. Part 0. General principles (Величины и единицы измерения. Часть 0. Общие принципы)

ISO 3046-1:2002 Reciprocating internal combustion engines - Performance - Part 1: Declarations of power, fuel and lubricating oil consumptions, and test methods - Additional requirements for engines for general use (Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Характеристики. Часть 1. Определение мощности. расхода топлива, смазочного масла и методы испытаний. Дополнительные требования к двигателям общего назначения)

ISO 5167-1.2003 Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full. - Part 1: General principles and requirements (Измерение потока текучей среды с помощью устройств для измерения перепада давления, помещенных в заполненные трубопроводы круглого сечения. Часть 1. Общие принципы и требования)

Издание официальное

ISO 5725-1:2002 Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 1: General principles and definitions (Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Общие принципы и определения)

ISO 5725-2:1994 Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 2: Basic method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method (Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерения)

ISO 8178-4:2007 Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 4: Steady-state test cycles for different engine applications (Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 4. Испытательные циклы для двигателей различного применения на установившихся режимах)

ISO 8178-5:2008 Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 5: Test fuels (Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 5. Топливо для испытаний)

ISO 8178-6:2000 Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 6: Report on measuring results and test report (Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 6. Отчет о результатах измерения и испытания)

ISO 9000:2005 Quality management systems - Fundamentals and vocabulary (Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь)

ISO 9096:2003 Stationary source emissions - Manual determination of mass concentration of particulate matter (Выбросы стационарных источников. Определение ручным методом массовой концентрации твердых частиц)

ISO 14396:2002 Reciprocating internal combustion engines. Determination and method for the measurement of engine power. Additional requirements for exhaust emission tests in accordance with ISO 8178 (Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Определение и метод измерения мощности двигателя. Дополнительные требования к определению эмиссии выхлопных газов в соответствии с ИСО 8178)

IS015550:2002 Internal combustion engines. Determination and method for the measurement of engine power. General requirements (Двигатели внутреннего сгорания. Определение и метод измерения мощности двигателя. Общие требования)

ISO 16183:2002 Heavy duty engines. Measurement of gaseous emissions from raw exhaust gas and of particulate emissions using partial flow dilution systems under transient test conditions (Двигатели большой мощности. Измерение газообразных выбросов из неочищенных отработавших газов и выбросов твердых частиц с помощью систем частичного разбавления потока в неустановившемся режиме)

SAE J 1088:1993 Test procedure for the measurement of gaseous exhaust emissions from small utility engines (Метод измерения содержания газообразных вредных выбросов в выхлопных газах двигателей малой размерности)

SAE J 1151:1991 Methane measurement using gas chromatography (Измерение содержания метана методом газовой хроматографии)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    частицы (particulates): Материал, собранный на поверхности фильтра с заданными свойствами после пропускания через него отработавших газов, разбавленных чистым отфильтрованным воздухом до температуры потока газов в пределах от 315 К до 325 К (от 42 °С до 52 °С) (температуры, измеренной непосредственно перед первым фильтром).

Примечания

1    Частицы состоят преимущественно из углерода, конденсированных углеводородов, сульфатов и связанной воды

2    Частицы по составу и весу существенно отличаются от пробы частиц или пыли, которая берется непосредственно из неразбавленных отработавших газов с использованием метода горячего фильтра (например, по ISO 9096) Доказано, что методы измерения содержания частиц обладают достаточной точностью при содержании серы в топливе до 0.8 %

3.2    частичнопоточный метод разбавления (partial-flow dilution method): Метод, при котором часть потока неразбавленных отработавших газов отделяется и смешивается с необходимым количеством разбавляющего воздуха перед пропусканием через фильтр пробоотбора частиц.

2

ГОСТ ISO 8178-1-2013

Примечание — См 17.2 1, рисунки 10—18

3.3    полнопоточный метод разбавления (full-flow dilution method): Метод, при котором весь поток неразбавленных отработавших газов смешивается с необходимым количеством разбавляющего воздуха перед отбором части разбавленных отработавших газов для анализа.

Примечание — Во многих полнопоточных системах разбавления эта отобранная часть уже разбавленных отработавших газов подвергается вторичному разбавлению, чтобы обеспечить нужное значение температуры на фильтре частиц (см 17 2 2. рисунок 19)

3.4    изокинетический пробоотбор (isokinetic sampling): Процесс поддержания расхода газовой пробы таким, чтобы средняя скорость газа в датчике была равна средней скорости основного потока отработавших газов.

3.5    неизокинетический пробоотбор (non-isokinetic sampling): Процесс поддержания расхода газовой пробы, независимым от скорости потока отработавших газов.

3.6    метод нескольких фильтров (multiple-filter method): Метод использования одного фильтра или одной пары фильтров для каждого из режимов испытательного цикла.

Примечание - Весовые коэффициенты по отдельным режимам учитываются после взятия проб на этапе оценки данных, полученных в ходе испытаний

3.7    метод одного фильтра (single-filter method): Метод использования одного фильтра или одной пары фильтров для всех режимов испытательного цикла.

Примечание - Весовые коэффициенты по отдельным режимам учитываются на этапе отбора проб посредством регулирования расхода газовой пробы и (или) длительности пробоотбора При использовании этого метода особое внимание следует уделять длительности пробоотбора и величине расхода

3.8    удельные значения выбросов (specific emissions): Массовые значения выбросов, выраженные в граммах на киловатт-час.

Примечание - Для многих типов двигателей, на которые распространяется настоящий стандарт, на этапах производства и сертификации информация о вспомогательных устройствах, которыми двигатель будет оборудован в эксплуатации, отсутствует

При отсутствии возможности провести испытания двигателя в условиях, оговоренных в IS014396 (например, когда двигатель и трансмиссия выполнены в виде единого агрегата), он может быть испытан только с другими вспомогательными устройствами В этом случае нагружающее устройство должно быть отрегулировано в соответствии с 5 3 и 12 5 Потери во вспомогательных устройствах не должны превышать 5 % от максимальной наблюдаемой мощности Если потери во вспомогательных устройствах превышают указанную величину, возможность проведения таких испытаний подлежит согласованию между заинтересованными сторонами

3.9    тормозная мощность (brake power): Мощность, замеренная на коленчатом валу или его эквивалентном выходе при условии, что от двигателя приводятся только штатные вспомогательные устройства. необходимые для его работы на стенде.

Примечание - См 5.3 и ISO 14396

3.10    вспомогательные устройства (auxiliaries): Оборудование и устройства, перечисленные в ISO 14396.

4 Обозначения и сокращения

4.1 Общие обозначения

AJF^ - стехиометрическое соотношение воздух—топливо, относительная единица;

А_р - поперечное сечение изокинетического пробоотборника, м²;

А_г- атомная масса, г;

А_ж- поперечное сечение выпускной трубы, м²;

с_с - концентрация с поправкой на фон. ppm % (V/V);

c_d- концентрация в разбавляющем воздухе, ppm % (V/V);

с_х - концентрация компонента в отработавших газах (компонент обозначен подстрочным индексом). ppm % (V/V);

D - коэффициент разбавления, относительная единица;

Е_с02 ~ поправка на влияние С0₂ для анализатора NO_x, %;

Е_е - эффективность по этану. %;

Е_н2о~ поправка на влияние воды для анализатора NO_x. %

Ем~ эффективность по метану. %;

Е_ыо - эффективность каталитического нейтрализатора NO_x, %; е_рт - удельный выброс частиц. г/(кВт ч);

е_х - удельный выброс газообразных продуктов (компонент обозначен подстрочным индексом). г/(кВтч);

X- коэффициент избытка воздуха ([кг сухого воздуха]/([кг топлива) [d/Fg,])), относительная Единиц; Xg_ef ~ коэффициент избытка воздуха при стандартных условиях, относительная единица;

7_а - атмосферный фактор, относительная единица; f_c~ углеродный фактор, относительная единица;

f_M - коэффициент расчета расхода отработавших газов по сухому газу (зависит от вида топлива), относительная единица;

/л, - коэффициент пересчета расхода отработавших газов с сухого на влажное состояние (зависит от вида топлива), относительная единица;

fto - коэффициент для расчета расхода отработавших газов по влажному газу (зависит от вида топлива), относительная единица;

Н_а - абсолютная влажность воздуха на впуске(г воды/кг сухого воздуха), г/кг;

H_d - абсолютная влажность разбавляющего воздуха (г воды/кг сухого воздуха), г/кг;

/- нижний индекс, обозначающий режим, относительная единица;

k_f - топливный коэффициент расчета методом углеродного баланса (зависит от вида топлива), относительная единица;

- топливный коэффициент поправки на влажность при расчетах выбросов NO_x в дизелях, относительная единица;

А|ф - топливный коэффициент поправки на влажность при расчетах выбросов NO_x в бензиновых двигателях, относительная единица;

к_р - коэффициент поправки на влажность при расчетах выбросов частиц, относительная единица; *wa - коэффициент поправки при пересчете с сухого на влажное состояние для воздуха на впуске, относительная единица;

к^ - коэффициент поправки при пересчете с сухого на влажное состояние для разбавляющего воздуха, относительная единица;

ку^ - коэффициент поправки при пересчете с сухого на влажное состояние для разбавленных отработавших газов.относительная единица;

к„, - коэффициент поправки при пересчете с сухого на влажное состояние для неразбавленных отработавших газов, относительная единица.

М - относительный крутящий момент при заданной частоте вращения двигателя. %;

M_t - молекулярная масса, г;

m_a - масса пробы разбавляющего воздуха, прошедшей через фильтры пробоотбора частиц, кг; m_td- масса частиц в собранной пробе разбавляющего воздуха, мг; m_t - масса собранной пробы частиц, мг;

т^р - масса пробы разбавленных отработавших газов, прошедшей через фильтры частиц, кг;

Р_А - абсолютное давление на выходе насоса. кПа;

р_а - давление насыщенного пара, содержащегося в воздухе на впуске. кПа; р_ь - полное барометрическое давление. кПа;

p_d - давление насыщенного пара, содержащегося в разбавляющем воздухе. кПа; р_г- давление насыщенного пара после воздухоохладителя, кПа; p_s атмосферное давление для сухого состояния. кПа;

Р- тормозная мощность без коррекции. кВт;

Р_аих - объявленная мощность, потребляемая всем вспомогательным оборудованием, используемым при испытаниях, но не являющимся обязательным по ISO 14396. кВт;

Р_т - максимальная измеренная или объявленная мощность двигателя при заданной частоте вращения в испытательном режиме. кВт;

Qmaa ~ массовый расход воздуха на впуске по сухому весу, кг/ч; p_maw - массовый расход воздуха на впуске по влажному весу, кг/ч;

Qmdw ~ массовый расход разбавляющего воздуха по влажному весу, кг/ч;

4

ГОСТ ISO 8178-1-2013

Qmeai ~ эквивалентный массовый расход разбавленных отработавших газов по влажному весу.

Qmevj ~ массовый расход отработавших газов по влажному весу, кг/ч; q„1 - массовый расход топлива кг/ч;

q'mdew - массовый расход разбавленных отработавших газов по влажному весу, кг/ч;

9mgas " массовый расход выбросов данного газа, г/ч;

Ятрт - массовый расход частиц, г/ч;

r_d - степень разбавления, относительная единица;

г_а - соотношение поперечных сечений изокинетического пробоотборника и выпускной трубы относительная единица;

/?_а - относительная влажность воздуха на впуске. %;

R_d - относительная влажность разбавляющего воздуха. %;

r_h - коэффициент отклика FID. относительная единица;

r_m коэффициент отклика FID для метанола, относительная единица;

г_х - отношение величин абсолютного статического давления на выходе и на входе SSV (дозвукового расходомера Вентури);

г_у - отношение выходного диаметра SSV. d. к внутреннему диаметру впускной трубки, относительная единица;

р - плотность. кг/м^3;

S - нагрузка, задаваемая нагружающим устройством. кВт;

Т_а - абсолютная температура воздуха на впуске. К;

T_d - абсолютная температура точки росы. К;

Tret- стандартная абсолютная температура (для воздуха, поступающего в камеру сгорания. 298 К). К;

Т_с - абсолютная температура воздуха после воздухоохладителя. К;

Т_сп1 - стандартная абсолютная температура воздуха после воздухоохладителя. К;

V_m - молекулярный объем, л;

W, - весовой коэффициент, относительная единица;

W_fe - эффективный весовой коэффициент, относительная единица.

4.2 Обозначения состава топлива

-    содержание H в топливе. % массы;

-    содержание С в топливе. % массы;

-    содержание S в топливе. % массы;

-    содержание N в топливе. % массы;

-    содержание О в топливе. % массы;

-    молярная концентрация (Н/С);

-    молярная концентрация (С/С);

-    молярная концентрация (S/C);

-    молярная концентрация (N/C);

-    молярная концентрация (О/С);

5

5 Условия проведения испытаний

5.1    Условия испытаний двигателей

5.1.1    Параметры атмосферных условий при испытаниях

При испытаниях должны измеряться абсолютная температура воздуха на впуске двигателя Т_а в градусах Кельвина и атмосферное давление для сухого состояния р₈ в кПа; атмосферный фактор f_a должен вычисляться следующим образом:

а) для двигателей с воспламенением от сжатия - для двигателей без наддува и с механическим наддувом