Внедрение портативных систем измерения выбросов (ПЕМС) для реального вождения выбросов (ПСИ) регулирование в Европе

Резюме

The European Commission has developed a Real-Driving Emissions (RDE) test procedure to verify pollutant emissions during real-world vehicle operation using the Portable Emissions Measurement Systems (PEMS). This paper presents the experimental procedures required by the newly-adopted RDE test.

Аннотация

Vehicles are tested in controlled and relatively narrow laboratory conditions to determine their official emission values and reference fuel consumption. However, on the road, ambient and driving conditions can vary over a wide range, sometimes causing emissions to be higher than those measured in the laboratory. For this reason, the European Commission has developed a complementary Real-Driving Emissions (RDE) test procedure using the Portable Emissions Measurement Systems (PEMS) to verify gaseous pollutant and particle number emissions during a wide range of normal operating conditions on the road. This paper presents the newly-adopted RDE test procedure, differentiating six steps: 1) vehicle selection, 2) vehicle preparation, 3) trip design, 4) trip execution, 5) trip verification, and 6) calculation of emissions. Of these steps, vehicle preparation and trip execution are described in greater detail. Examples of trip verification and the calculations of emissions are given.

Введение

Транспортные средства испытываются в контролируемых лабораторных условиях для определения их официальные значения выбросов и расхода топлива (например, Европейская экономическая комиссия Организации Объединенных Наций (ЕЭК ООН) Правило 83) ^1. Для автомобилей малой грузоподъемности, Положение 715/2007 ² определяет предельные значения выбросов Euro 5 и 6, в которых транспортные средства категории M1, M2 (легковые автомобили), N1 и N2 (транспортные средства для перевозки грузов) должны соответствовать. Соответствие проверяется так называемой "типа I" тест , который измеряет выбросов выхлопных газов после запуска холодного двигателя во время унифицированного испытания в лаборатории ^1. Хотя лабораторные испытания обеспечивает воспроизводимость и сопоставимость результатов, она охватывает лишь небольшой диапазон условий окружающей среды, движения и работы двигателя, которые обычно встречаются на дороге. В самом деле, официальные результаты лабораторных испытаний отражают все меньше и меньше фактическое потребление топлива опытные водители на дороге ^3. Кроме того, Oн-дорожного транспорта выбросы, в частности выбросы NO _X дизельных автомобилей, также выше , чем утверждения типа значения ^4-5. Правило 715/2007 ² содержит положения , чтобы гарантировать , что предельные значения выбросов соблюдаются при нормальных условиях эксплуатации и эксплуатации транспортных средств. Различные новые регуляторные компоненты находятся в стадии разработки , с тем чтобы уменьшить наблюдаемые расхождения, такие как Всемирный Гармонизированной малотоннажных процедуры (ВПИМ), главным образом , для СО ₂ и расхода топлива, а также в режиме реального вождения выбросов (RDE) процедуры испытания, главным образом , для загрязняющие вещества.

По общему признанию, является наиболее важным компонентом нового регулирующего пакета для обычных загрязнителей является то, что соблюдение предельных значений выбросов должно быть продемонстрировано более реальных условиях эксплуатации транспортного средства в соответствии с процедурой RDE. Новая процедура будет дополнять измерение выбросов на шасси динамометры, так что тщательный контроль регулируемых загрязняющих веществ достигается как в Laboratorу и на дороге. RDE основана на тестировании на дорогах выбросов с портативным выбросов измерительных систем (ПЕМС). ПЕМС не являются новыми, особенно для испытаний транспортных средств большой грузоподъемности. Агентство по охране окружающей среды США (US-EPA) добавил к испытаниям лаборатории сертификации дополнительные требования к выбросам с концепцией Not-To-Exceed (NTE) на основании испытаний транспортных средств с САОР. В Европе, САОР на основе эксплуатационного соответствия (ISC) положения , касающиеся стандартов ЕВРО VI применимы для EURO V двигателей ^6,7. Выбросы измеряют ФЭУ в выхлопных газах двигателя с измерения производительности (например, линейность, точность), которая сравнима с лабораторным оборудованием класса ^8. Новое поколение PEMS весить 30 кг, компактны и могут быть легко установлены в небольших легковых автомобилей, таким образом, имея незначительное влияние на транспортное средство.

Чтобы справиться с реальной изменчивости условий тестирования, конкретного тестирования и оценки данных процедуры должны быть выполнены. Тестирование может происходить в широком диапазоне условий, высота над уровнем моря, температуры и движения. Тем не менее, требования , касающиеся (I) композиции поездки (например, примерно равные доли городских, сельских и автомагистрали вождения) и (б) динамика движения (например, допустимый диапазон ускорений) стремиться к тому , что транспортные средства испытываются в справедливой, представительным и надежным способом. Тем не менее, из - за целого ряда факторов (например, трафик, водитель, и ветер), любой тест на дороге остается, до некоторой степени, случайным образом и не воспроизводимыми. Таким образом, основной задачей является разработка метода оценки данных , который оценивает постфактум нормальность условий испытаний для обеспечения надежной оценки выбросов транспортных средств. С этой целью два метода были приняты в рамках RDE: перемещение окна усреднения (Моу) и метод питания биннинга. Метод MAW делит тест на подразделы (Windows) и использует расстояние конкретных средний диоксид углерода (CO ₂ ) выбросы каждого окна, чтобы оценить нормальность условий эксплуатации. Способ питания бининг классифицирует мгновенные выбросы по дороге к власти бункеров на основе соответствующей мощности на колеса. Нормальность полученного распределения электроэнергии устанавливается путем сравнения со стандартизованным распределением частот колеса мощности. Оба метода включают в себя критерии , чтобы гарантировать , что реализованный тест охватывает диапазон вождения динамичность разрешается в соответствии с процедурой ^9-10 тест RDE. Эти два метода, как правило, дают результаты в пределах 10%; Однако различия по порядка 50% было зарегистрировано ^11,12. Углубленная оценка методов оценки двух данных по-прежнему отсутствует. Европейская Комиссия признает этот недостаток в декларативной части 14 Правил RDE ^13,14 и предусматривает обзор этих двух методов в ближайшем будущем с целью их сохранения или разработки единого метода для оценки газообразных загрязняющих веществ и PartiВыбросы число НКУ.

До сих пор два RDE пакеты не были приняты Техническим комитетом по Автомашин (TCMV) государств - членов ЕС по и стал законом после их опубликования в Официальном журнале Европейского Союза ^13-15. Первый пакет ЭРУ охватывала граничные условия, фактическую процедуру испытаний, технических характеристик ФЭУ, а также методы оценки данных (Моу и / или мощности Биннинг), но не предельные значения выбросов (пакет был ставит на голосование в TCMV на 18 - ^е май 2015). Второй пакет ЭРУ добавил предельные значения выбросов не к превышают (NTE), применимый для тестирования RDE. Кроме того, были введены дополнительные граничные условия, чтобы проверить превышение или отсутствие динамики движения. Выбросы каждого действительного индивидуального теста RDE должен быть ниже соответствующего предела выбросов NTE, о котором говорится в регуляции в качестве факторов соответствия. В настоящее время только объемы выбросов _{окислов азота} не покрываются. будут введены Связующие факторы соответствияв два этапа: фактор 2.1 6 NO предела _х евро (80 мг / км) будет применяться с 2017-2019 для новых утверждений типа и всех регистраций новых автомобилей. Коэффициент соответствия впоследствии будет снижен до 1,5 в 2020-2021. Окончательный Евро 6 Коэффициент соответствия 1.5 обеспечивает резерв в размере 0,5 (т.е. 50%) для дополнительной погрешности измерения PEMS по сравнению с лабораторным оборудованием и изменчивости выбросов испытаний на-теста в пределах возможных диапазонов условий тестирования (например, температуры , динамика и высота над уровнем моря). Что касается СО, хотя связывающие факторы соответствия в настоящее время не обсуждается, на дорогах выбросов СО должны быть измерены и записаны для получения официального утверждения. Второй пакет был ставит на голосование в TCMV на 28 - ^го октября 2015 года.

Состоялось стартовое совещание двух дополнительных пакетов по 25 ^января 2016 года Третий пакет ПСИ будут рассмотрены ряд частиц ПЕМС тестирование, холодный старт емиссии, а также тестирование гибридных транспортных средств. Измерение выбросов числа частиц на борту транспортных средств является сложной задачей, так как до сих пор не установлено, не подтвержденному техника. Новые концепции и подходы были разработаны в период между 2013 и 2014 годами , в том числе электрического обнаружения аэрозолей в режиме реального времени в сочетании с отбором проб ¹⁶ постоянным потоком. Этот пакет должен быть на голосование во второй половине 2016 года пакет четвёртого ПСИ будет иметь дело с определением требований на предмет соответствия находящихся в эксплуатации и тестирования по надзору за рынком. Завершение этого пакета предусмотрено в начале 2017. ЭРУ Положения 2016/427 ¹³ и 2016/646 ¹⁴ в настоящее время интегрированы вместе с процедуры всемирной согласованной автомобилей малой грузоподъемности Test (ВПИМ) в большую ЕС об утверждении типа регулирования , которые будут дополнять Правила 715/2007 ^2.

Целью данной статьи является представить экспериментальные процедуры, требуемые недавно принятой RDE регулитаже. Процедура испытания ЭРУ определяет границы допустимых условий испытаний, протокол для тестирования транспортных средств, требования к документам, а также методы оценки , которые должны применяться для анализа работы транспортных средств и связанных с этим выбросов загрязняющих веществ (таблица 1). Процедура может быть суммированы в шесть этапов: 1) выбор транспортного средства, 2) подготовка транспортного средства, 3) дизайн поездка, 4) выполнение поездки, 5) проверка поездка, и 6) Расчет выбросов. Если какой-либо из требований в любой из этих шести шагов не выполняется, то тест считается не удалось. Для более подробного описания процедуры испытания ЭРУ, читатель может обратиться к самому регулирования ^13-14.

Приложение IIIA Регламента ЕС 692/2008

1. Введение, определения и сокращения

2. Общие требования к факторам соответствия

3. Испытание на ПСИ должны быть выполнены

4. Общие требования

5. Краевые условия

6. Требования поездок

7. Эксплуатационные требования

8. Смазочное масло, топливо и реагент

9. Выбросы и оценка поездки

Приложения

Приложение 1: Процедура испытаний для тестирования выбросов транспортных средств с PEMS

Приложение 2: Технические характеристики и калибровка ПЕМС компонентов и сигналов

Приложение 3: Проверка САОР и без отслеживаемой массового расхода выхлопных газов

Приложение 4: Определение выбросов

Приложение 5: Проверка срабатывания динамических условий с методом 1 (скользящим усреднением Window)

Приложение 6: Проверка срабатывания динамических условий с методом 2 (Power Binniнг)

Приложение 7: Выбор транспортных средств для тестирования ПЕМС при первоначальном утверждении типа

Приложение 7а: Проверка общей динамики поездки

Приложение 7b: Процедура определения совокупного положительного несанкционированно получить поездку

Приложение 8: Обмен данными и требования к отчетности

Приложение 9: Сертификат изготовителя соответствия

Таблица 1:. Структура регулирования RDE Регулирование считается ПРИЛОЖЕНИЕ IIIA регулирования 692/2008 ¹⁰ комиссии. Все части и приложения описаны в Регламенте Комиссии 2016/427 (первый пакет) ^8. Приложения 7а и 7b, а также факторы соответствия, описаны в Регламенте Комиссии 2016/646 (второй пакет) ^9.

протокол

1. Выберите транспортное средство

1. Для целей утверждения типа, выбрать транспортное средство, представляющее из "тест семьи ПЕМС." Семьи считаются транспортные средства с аналогичными техническими характеристиками (т.е., тип двигательная, топлива, процесс сгорания, количество цилиндров, объем двигателя, метод подачи топлива в двигатель, система охлаждения, устройств последующей обработки и рециркуляции отработавших газов). Для получения дополнительной информации смотрите Главу 4 и Приложение 7 ^13.
2. Для любых других целей (например, сравнение лаборатории по сравнению с выбросами на дороге), выбрать автомобиль , который соответствует экспериментальным целям.

2. Подготовьте автомобиль

1. Подготовьте ПЕМС.
   Примечание: в Приложении 1 Правил ⁸ для оборудования САОР.
   1. Использование (по крайней мере) СО и NO _x , анализаторы для определения концентрации загрязняющих веществ в выхлопных газах. С помощью анализатора СО ₂ для определения DRIВинг тяжесть испытаний (агрессивностью), в ходе проверки и расчета шагов.
   2. Используйте один или несколько инструментов или датчики, такие как счетчик выхлопных массового расхода (EFM), чтобы определить массу потока выхлопных газов.
   3. С помощью глобальной системы позиционирования (GPS) для определения местоположения, высоты и скорости транспортного средства.
   4. В случае необходимости, использовать датчики и другие приборы , которые не являются частью транспортного средства (например, погодные станции) для измерения таких факторов, как температура окружающей среды, относительной влажности, давления воздуха, или скорости движения автомобиля.
   5. Использование источника энергии независимо от транспортного средства для питания ПЕМС. Для легковых автомобилей, 12 В или 24 В батареи обычно используются.
   6. Необязательно использовать другое вспомогательное оборудование, как зарядные устройства, персональный компьютер удаленно проверить состояние ФЭУ, ремни для установки PEMS внутри автомобиля, или металлическую платформу для установки на фаркоп снаружи автомобиля.
2. устанавливатьПЕМС.
   1. Установить основные и блоки управления ФЭУ за пределами транспортного средства (например, на фаркопа с помощью специальной платформы) или в загрузочном / багажник (рисунок 1). Если ПЕМС установлен в кабине, зафиксировать его с помощью хорошо ремни и вентиляционные избыточные газы за пределами автомобиля, например, с помощью политетрафторэтилена (PTFE) трубки.
   2. Установить по меньшей мере , CO _2, CO и NO _x , анализаторы (и после утверждения третьего пакета RDE, анализатор числа частиц) с их нагретых линиями отбора проб. Следуйте инструкциям изготовителя ПЕМС и местные правила безопасности и гигиены труда.
   3. Когда ПЕМС не предусмотрено со своими батареями, установите батарейку 12 V в кабине транспортного средства, например, за сиденьем второго водителя. Исправить это хорошо с ремнями.
   4. Использование магнитов, прикрепите метеостанцию и GPS непосредственно на шасси транспортного средства (например, на крыше автомобиля). Подключите сигнальные GPS кабели кПЕМС основной блок входного сигнала порта.
   5. Всякий раз, когда EFM используется, убедитесь, что диапазон измерения EFM соответствует скорости потока выхлопных газов по массе, ожидаемые в ходе испытания. Обратитесь к спецификации листа производителя для EFM. Пример приведен в таблице 2.
   6. Адаптировать выхлопной трубы автомобиля к EFM с помощью хомутов и гибких соединителей или сварки металлических труб. Используйте соединители, которые являются термически стабильными при температурах выхлопных газов ожидается в ходе испытания для того, чтобы избежать образования частиц. Во избежание уменьшения внутреннего диаметра выпускной трубы с использованием более мелких трубок или уменьшения поперечного сечения путем добавления много отборных зондов в том же самом положении.
      1. Если у вас возникли сомнения, проверьте, что установка и эксплуатация САОР не чрезмерно увеличивать статическое давление на выходе выхлопной трубы. Измерьте давление с помощью датчика давления (точность лучше, чем 0,1 кПа) в выходе выхлопной трубы или в насадке с таким же диаметром, как и Closely, как можно ближе к концу трубы.
         Примечание: Если никакие ограничения давления не указаны изготовителем транспортного средства, добавление PEMS или любые зонды не должны вызывать статическое давление в выпускных отверстиях выхлопной трубы автомобиля отличаться более чем на ± 0,75 кПа при 50 км / ч или более чем на ± 1,25 кПа при 120 км / ч от статического давления, записанных, когда ничего не подключено к выхлопной трубы транспортного средства.
   7. Установить отборный зонд (ы) , по меньшей мере на 200 мм выше по потоку от точки выхода выхлопного отверстия для того , чтобы минимизировать влияние окружающего воздуха ниже по потоку от точки отбора проб (рис 2). Если EFM используется, установите зонды для отбора проб на выходе из EFM, соблюдая дистанцию не менее 150 мм до чувствительного элемента потока (рисунок 2). Зонды должны иметь соответствующую длину, которая позволяет выборку из средней линии. Зонды с длиной, равной внутреннему диаметру выхлопной трубы также могут быть использованы, если они имеют несколько PLE отверстий вдоль их длины.
   8. Убедитесь , что максимальная полезная нагрузка соблюдается (т.е. <90%). В ПЕМС плюс штурман составляет около 150 кг, так что максимальная нагрузка автомобиля не достигается. Добавьте дополнительные веса, если предел 90% должна быть достигнута.
   9. После установки ПЕМС, выполнить проверку на герметичность, следуя инструкциям изготовителя ПЕМС. Блок наконечник зонда с мягкой пластиковой крышкой, поверните образец ПЕМС насосов на рисовать вакуум, а затем отключить их. Насосы могут управляться путем подключения ПЕМС к ПК с помощью кабеля Ethernet. Если это невозможно (например, зонд установлен в дымовую трубу), а затем выполнить проверку на утечку из входе пробы анализатора.
      Примечание: Программное обеспечение ПЕМС связывается с основным блоком и управляет насосами, как только процедура проверки утечки началась. Контролировать давление вакуума. Годен / не годен потери предела давления определяется производителями ПЕМС.

1 "ВОК: Keep-together.within-странице =" 1 "ВОК: Keep-с-next.within-странице =" всегда "> Flow Tube Внешний диаметр в 1 1.5 2 2.5 3 4 5 6 мм 25 38 51 64 76 102 127 152 Расход Длина трубки (длина включая расширение) в 20 (26) 20 (26) 20 (26) 25 (32,5) 25 (34) 25 (37) 30 (45) 36 (54) мм 508 (660) 508 (660) 508 (660) 635 (825) 635 (864) 635 (940) 762 (1143) 914 (1372) Расходная на100 ° C (кг / ч) Минимальный расход 6.9 10,9 15.8 18,9 22,5 30,7 38,6 46,2 Максимальный поток 85 276 535 890 1 250 2080 3115 4005 Расход при 400 ° C (кг / ч) Минимальный расход 10.4 16.4 23,9 28,4 34 46,3 58,2 69,6 Максимальный поток 64 208 402 670 930 +1550 2345 3015

Таблица 2:. Пример типичных характеристик расходомера Для каждого расходомера, размеры и максимальные скорости потока при различаются лор температуры выхлопных газов приведены. Данные поступают от датчиков 'High Speed ​​Meter потока выхлопных газов.

Рисунок 1:.. ПЕМС от разных производителей В этих примерах ПЕМС установлены снаружи транспортного средства на подставке или на фаркопа Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рис . 2: ПЕМС установки Газоанализаторы расположены внутри автомобиля. Минимальные требуемые расстояния до и после EFM также приведены на рисунке. Обратите внимание, что ни один эластомер разъемы не были использованы в этой установке.JPG "целевых =" _blank "> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

3. Подтвердить установку ФЭУ.
   Примечание: Этот подэтап является необязательным. Тем не менее, рекомендуется проверить установленную ПЕМС один раз для каждой комбинации ПЕМС-транспортного средства, выполнив тест на динамометрическом стенде в течение цикла, аналогичной той, которая используется для утверждения типа, либо до, либо после испытания на дороге.
   1. Установите автомобиль с PEMS на динамометрическом стенде. Подготовьте ПЕМС как в шаге 4 (см ниже) для проведения поездки.
   2. Привод испытания на официальное утверждение типа над Всемирной гармонизированной Легкие транспортные средства цикла испытаний (WLTC), следуя по мере возможности требования лабораторного регулирования вступившие в силу (см приложение 3) ^13.
   3. Измерьте выбросы загрязняющих веществ с САОР, параллельно с лабораторным оборудованием, используемым для утверждения типа транспортных средств.
   4. Расчет выбросов ФЭУ в секунду (как в шаге 4). Просуммировать calculaВыбросы в реальном масштабе времени Ted, чтобы получить суммарную массу выбросов загрязняющих веществ (г), а затем разделить его на испытательном расстоянии (км), полученной с динамометра.
   5. Сравните общее расстояние, удельная масса ПЕМС загрязняющих веществ (г / км) с эталонной лабораторной системе, рассчитанной в соответствии с регламентом. Разница должна выполнить определенные требования для каждого загрязняющего вещества (например, для NO _х, ± 15 мг / км или 15% от лабораторной, в зависимости от того больше).

3. Дизайн поездки

1. Дизайн поездки, основываясь на уличных картах. Наличие выполненных поездку выполнить требования , указанные в таблицах 3 и 4.
2. Убедитесь в том, что поездка начинается с городской (U) части (скорость ≤60 км / ч), по-прежнему с сельской (R) части, и заканчивается с автомагистрали (M) части (скорость> 90 км / ч).
3. Убедитесь в том, что акции городских, сельских и шоссе вождения равны. Для целей трIP-дизайн, определение городского, сельского и автострады операции определяется на основе мгновенной скорости транспортного средства и учитывает топографию места тестирования.
   При определении автомагистрали части поездки, обратите внимание на наличие ограничений, таких как платных станций, которые будут ограничивать фактическую скорость.
   Примечание: Электронные карты могут предоставлять дополнительную информацию о пределах локальной скорости, продолжительности поездки, пройденного пути, а также местное возвышение по отношению к уровню моря.

параметр	Граничное условие
Температура окружающей среды (Т АМВ в градусах Цельсия (° C))	Умеренный: 0 ≤T AMB <30 (1)
	Extended (низкий): -7 ≤T AMB <0 (1)
	Extended (высокий): 30 AMB ≤35
Высота над уровнем моря (ч альт в метрах над уровнем моря)	Умеренный: ч альт ≤700
	Extended: 700 <ч альт ≤1,300
Схема динамики, охватывающей воздействия дорожного класса, ветра, вождение динамика (ускорений, замедлений), а также вспомогательные системы на потребление энергии и выбросов загрязняющих веществ испытательного автомобиля	Дорожная оценка оценивается как положительный прирост совокупного возвышения ЭРУ поездки (<1200 м / 100 км)
	Общий избыток или недостаток динамики движения во время поездки оценивается с помощью динамических параметров, таких как ускорение, v ∙ + или РПА
	освещение поездки и полнота проверяется Моу и методов питания Биннинг
Температурный режим автомобиля (2) </ SUP>	Нет кондиционирования автомобиля не предусмотрено
	Холодный старт период до 5 минут без НДС
После обработки условие (2)	При определенных условиях: периодическая регенерация систем контроля за выбросами, например, сажевым фильтром (DPF), могут быть исключены или тест может повторяться
Вспомогательные системы	Система кондиционирования воздуха или другие вспомогательные устройства должны работать при использовании потребителем во время реального мира вождения
полезная нагрузка транспортного средства и испытательная масса	До 90% от разрешенной полезной нагрузки (включая водителя, свидетельство об испытании, если это применимо, испытательное оборудование с монтажом и устройствами питания); искусственная полезная нагрузка может быть добавлена
(1) В порядке частичной отмены, между началом применения привязки не к превышают (NTE) предельно допустимых выбросов, как это определено в разделе 2.1 Annех IIIa к Регламенту (ЕС) № 692/20088 и до пяти лет после дат, указанных в пунктах 4 и 5 статьи 10, Регламента (ЕС) № 715/20072, более низкая температура при умеренных условиях не должно быть больше или равно 3 ° с, а более низкая температура в течение длительных условий должно быть больше или равно -2 ° C.
(2) Выделенные положения холодного старта будет осуществляться в рамках RDE регулирующего пакета 3 - го. Конкретные предписания, касающиеся продолжительности холодного пуска и / или расстояния, контроль за статусом периодической регенерации после обработки систем кондиционирования, двигателя и замачивания транспортного средства будет дано, а также.

Таблица 3:. Краевые условия действительного испытания RDE ¹² граничные условия относятся к начальным условиям , которые должны быть соблюдены до и во время тестовой поездки. Для каждого условия, пределы и некоторые комментарии даются.

<таблица граница = "1" ВОК: Keep-together.within-странице = "1" ВОК: Keep-с-next.within-странице = "всегда"> параметр требование Расстояние конкретных городских, сельских и автомобильных акций (выбирается на основе карты улиц) ⁽¹⁾ 34%, 33%, а 33% с допуском ± 10% (городских акций должны быть основным, чем 29%) Определение U R M вождения / / на основе мгновенной скорости транспортного средства V ⁽²⁾ Urban: скорость автомобиля v ≤60 км / ч Rural: скорость движения автомобиля 60 Автомагистраль: скорость автомобиля v> 90 км / ч Расстояние городских, сельских и автодорожных участков ⁽²⁾ Минимальное расстояние 16 км Скорость городских, сельских и автодорожных участков ⁽²⁾ Urban: средняя скорость 15-40 км / ч; городскойоперация , состоящая из нескольких стоп периодов 10 сек или более ⁽³⁾ Прекратить периоды ^(4): 6-30% от времени продолжительности городской эксплуатации Автомагистраль: правильное освещение скоростей между 90 и по меньшей мере 110 км / ч V> 100 км / ч в течение не менее 5 минут Максимальная скорость автомобиля ⁽²⁾ v ≤145 км / ч (может быть превышен на 15 км / ч не более чем на 3% от времени продолжительности придорожного участка) Продолжительность поездки ⁽²⁾ Между 90 и 120 мин Другие требования Начало и конечная точка не должны отличаться по их высоте над уровнем моря более чем на 100 м RDE тесты , проведенные на нормальных рабочих дней и часов ⁽¹⁾ Максимально возможная непрерывность для городских, сельских и автодорожных участков ^(1,2) (1) должна быть проверена при проектировании или выполнения поездки. (2), чтобы быть проверены после завершения поездки. (3) если период остановки длится больше 180 сек, события выбросов в течение 180 секунд после такого чрезмерно длительный период остановки должны быть исключены из оценки. (4) определяется как скорость автомобиля менее 1 км / ч.

Таблица 4:. Эксплуатационные требования для действительного испытания RDE ¹² Эксплуатационные требования относятся к условиям , которые должны соблюдаться в ходе испытаний поездки. Для каждого условия, пределы и некоторые комментарии даются.

4. Провести Trip

1. Включите на САОР и дайте ему стабилизироваться в течение примерно 40 мин, в соответствии со спецификациями производителя ПЕМС.
   1. Во избежание конденсации влаги и еNsure соответствующие эффективности проникновения различных газов, убедитесь, что линия (линии) выборки достигли минимальной температуры 60 ° С, с добавлением или без охладителя, для измерения газообразных загрязняющих веществ. Для частиц, минимальная температура составляет 100 ° С.
   2. Убедитесь, что ПЕМС свободен от предупреждающих сигналов и индикации ошибок. В случае предупреждающих сообщений, обратитесь к разделу поиска и устранения неисправностей по эксплуатации САОР.
2. Выберите калибровочных газов , чтобы соответствовать диапазону концентраций загрязняющих ожидаемых во время поездки (то есть диапазон калибровки должен охватывать по меньшей мере , 90% от значений концентрации , полученных от 99% измерений действительных частей испытания на выбросы). Для CO _2, диапазон 10-14% рекомендуется, а для NO _х, рекомендуется около 1500-2000 частей на миллион. Истинная концентрация калибровочного газа должна быть в пределах ± 2% от указанной цифры.
3. Выполните калибровку нуля и диапазона регулировкианализаторы с использованием калибровочных газов.
   1. Подключите нулевой газ (N ₂₎ или синтетического воздуха или использовать окружающий воздух в качестве нулевого газа.
   2. Подготовка программного обеспечения (например, Tech датчика). Выберите Test → Session Manager → Дайте имя → Открыть (а сессия) → опции Pre Test: Zero.
   3. Отключите нулевой газ.
   4. Соедините бутылку поверочного газа к САОР при давлении 1 бар.
   5. Подготовка программного обеспечения. Выберите опции Test → Session Manager → Pre Test: Промежуток.
   6. Вставьте концентрации газов в бутылке в программном обеспечении ПЕМС (в соответствии с нуля / диапазона графических пользовательских интерфейсов). Программное обеспечение ПЕМС автоматически определяет чувствительность анализатора и сравнивает его со значением бутылки. Система автоматически регулирует отклик анализатора до значения диапазона.
   7. Отключите калибровочный газ и подключить следующий.
      Примечание: пользователь имеет возможность использовать одну бутылку диапазона со всеми соответствующими гаSES ( по крайней мере , CO ₂ и NO _х) или отдельные газовые баллоны.
4. Когда все будет готово, начните измерение выборки. Создайте имя файла на вкладке "Имя Test".
   1. Перед запуском двигателя, начните запись параметров, нажав кнопку "Пуск" в Менеджер сеанса с помощью программного обеспечения ПЕМС уже установленного на ПК. Для облегчения выравнивания по времени, начать запись параметров либо в одном устройстве записи данных, или с синхронизированным отметкой времени.
      Примечание: Команды для запуска и остановки выборки и для запуска и остановки записи доступны в программном обеспечении ПЕМС, который ранее был установлен на ПК и подключенного через Ethernet кабеля к основному блоку ПЕМС. Различное программное обеспечение и графические пользовательские интерфейсы принимаются производителями ПЕМС.
5. Провести переведённый поездку, следуя инструкциям навигационной системы. Поездка должна длиться 90-120 мин. Привод, как правило, избегать чрезмерно робким илиагрессивное вождение. Респект всем местным и национальным правилам безопасности дорожного движения. Система кондиционирования воздуха или другие вспомогательные устройства могут управляться таким образом, который совместим с их возможного использования потребителем.
6. Продолжайте отбор проб, измерения и регистрации параметров в течение всего испытания на дороге. Двигатель может быть остановлен и запущен, но отбор проб выбросов и запись параметров должна продолжаться. Измерение и запись данных может быть прервана в течение менее 1% от общей продолжительности поездки, но не более чем на последовательном периоде 30 сек, исключительно в случае случайной потери сигнала или с целью технического обслуживания системы PEMS.
7. Документировать любые предупредительные сигналы, свидетельствующие о неисправности САОР.
8. В конце поездки, выключить двигатель внутреннего сгорания. Продолжить запись данных до тех пор, время отклика системы отбора проб не прошло (около 20 сек). Нажмите кнопку "Стоп" в диспетчере сессии.
9. В конце теста и до того,анализаторы отключены, проверить дрейф анализаторов, который измерял нуля и продолжительность, с использованием калибровочных газов, которые были использованы перед тестом, следующим образом. Выполните процедуру, описанную в шаге 4.3, с той разницей, выбора нуля и диапазона из окна "Post Test".
   1. Измерьте нулевой уровень анализатора (ов). Убедитесь , что разница между предварительного тестирования и после результатов испытаний соответствует требованиям , указанным Приложением 1 ^8. Например, для NO _х, допустимый дрейф нуля составляет 5 частей на миллион.
   2. Измерить уровень Пролет анализатора (ов). Допустимо нулю анализатор предварительного дрейфа проверки диапазона, если дрейф нуля был определен в пределах допустимого диапазона. Убедитесь , что разница между предварительного тестирования и после результатов испытаний соответствует требованиям , указанным Приложением 1 ^8. Например, для NO _х, допустимый дрейф нуля составляет 5 частей на миллион , а допустимый дрейф пролет составляет 5 частей на миллион, или 2%от чтения (в зависимости от того больше).
   3. Если разница между предварительного тестирования и после результатов испытаний для дрейфа нуля и диапазона выше, чем разрешено, недействительными результаты испытаний и повторите тест.

5. Проверьте Trip

1. Экспорт записанных данных в файл электронной таблицы. В "Файлы данных" загрузить файл, созданный перед испытаниями. Затем в разделе "Анализ данных", выберите "Обработать файл."
   Примечание: На вкладке "Настройки", убедитесь, что настройки являются правильными; если есть сомнения, используйте значения по умолчанию от производителя. На вкладке "Output", выберите сигналы, которые вы хотите экспортировать (как правило, все из них).
2. Проверьте, что (I) записи параметров достижения требуемой полноты данных более чем на 99%, (II), калиброванный диапазон анализаторов составляет не менее 90% от значений, полученных концентраций от 99% измерений действительных частей тест выбросов, и (III) лESS, чем на 1% от общего количества измерений, используемых для оценки превышают калиброванного диапазона анализаторов вплоть до в два раза. Если эти требования не будут выполнены, то испытание должно быть аннулирована.
3. На основании экспортируемых данных, проверьте соответствие граничных условий (таблица 3).
   1. Проверьте соответствие граничных условий для температуры окружающей среды и высоты, как указано в таблице 3, проверяя данные мгновенной влажности и температуры окружающего воздуха, соответственно.
   2. Проверьте, что продолжительность поездки составляет от 90 до 120 мин.
   3. Проверьте акции городских, сельских и автострады вождения; максимальная скорость транспортного средства; средняя скорость; и на холостом ходу акций городского вождения и убедитесь , что они соответствуют таблице 3.
   4. Проверьте избыток или отсутствие вождения динамичность, как определено произведение мгновенной скорости транспортного средства и положительным ускорением (V ∙ а +), а относительная Позитиве Ускорение (РПА) (смотрите Главу 5 и Приложение 7а) ^13,14.
   5. Проверьте реализованные профили высоты (т.е. поездка кумулятивный положительный прирост высоты и разница высот между начальной и конечной точек поездки) (Глава 6 и Приложение 7b) ^13,14.
4. На основании экспортируемых данных, проверьте соответствие эксплуатационным требованиям (таблица 4). Убедитесь , что достаточное освещение нормального динамичность была достигнута в ходе испытаний (таблица 4), применяя скользящим усреднением окна (Maw) и / или методы питания биннинговые на основе композиционных параметров, таких как СО _2, которые включают эффекты дороги класс, ветер, динамику вождения (например, ускорений, замедлений), а также вспомогательные системы при потреблении энергии и выбросов транспортных средств (см Приложения 5 и 6 ^13).

6. Рассчитать выбросы

1. Вычислить RDE EMРезультат ission для всех событий в пределах границ нормальной динамики движения с использованием Моу и / или методы питания Биннинг. Для программного обеспечения PC Tech датчика, это делается автоматически, если на вкладке "Настройки", метод "Окно" был выбран.
2. Рассчитывают соотношение количества выбросов RDE к пределу выбросов конкретного загрязняющего вещества. Транспортное средство проходит испытание , если выбросы загрязняющих веществ остаются ниже применимого фактора соответствия (см главу 2) ⁸ с использованием по меньшей мере , один из двух методов (Моу или власть биннинговых). Для NO _х, этот фактор 2.1 от 2017-2019 (утверждения нового типа / новых регистраций) и будет снижена до 1,5 в 2020-2021.
   Примечание: В конце поездки, большинство расчетов и отчетов о выбросах выполняются автоматически, так как большинство производителей предлагают ПЕМС соответствующее программное обеспечение расчета. В качестве альтернативы, свободное программное обеспечение EMROAD (для MAW) или CLEAR (для питания биннинга) может быть использован для выполнения шага 5 (проверить поездку).

Результаты

Примером функции требований RDE будет дано.

Выбрать и подготовить автомобиль и дизайн и проведение поездки: Это было не испытание для официального утверждения типа, но применение процедур RDE. Таким образом, выбранное транспортное средство, Евро 5B малотоннажных турбированный бензин прямой впрыск транспортного средства (1,2-L объем двигателя), уже был доступен в лаборатории JRC. ПСИ-совместимая поездка была выбрана (рисунок 3). После установки и подготовки САОР, была проведена поездка.

Рисунок 3: дизайн поездки Поездка , которая включает в себя городские (≤60 км / ч), в сельской местности и автомагистрали (> 90 км / ч) части в равных долях показано.. Конструкция основана на скоростных ограничениях выбранных дорог.rce.jove.com/files/ftp_upload/54753/54753fig3large.jpg "целевых =" _blank "> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Проверьте поездки: Поездка была проверена путем проверки (I), границы и условия эксплуатации и (II) нормальность вождения. Граничные и условия эксплуатации и требования к отключающие были выполнены (таблица 5). Температура окружающей среды и максимальная высота над уровнем моря были как в умеренных пределах 0-30 ° С и ≤700 м соответственно. Поездка состояла из городского вождения следуют сельской и автомагистрали вождения. Она длилась 96 минут и покрыл расстояние не менее 16 км для каждого из / R / M U порциями. Акции расстояние находились в пределах 29-44% для городской части и 23-43% для сельских и автомагистрали частей. Поездка показала стопорные периоды, которые определяются как периоды со скоростью транспортного средства составляет менее 1 км / час, в указанном интервале 6-30% от продолжительности городской эксплуатации. Как далеко s автомобиль профили скорости обеспокоены тем, тест показал, что эксплуатация автомагистралей надлежащим образом накрыты (I), диапазон от 90 до 110 км / ч, и (II) со скоростью выше 100 км / ч в течение по крайней мере 5 мин. Максимальная скорость автомобиля была намного ниже порога 145 км / ч, в то время как средняя скорость городского вождения части поездки, в том числе остановок, находился в пределах допустимого диапазона 15-40 км / ч. Накопленный положительный прирост высоты по всей поездки была ниже предела 1200 м на 100 км. Перепад высот между начальной и конечной точками было <100 м. Относительное положительное ускорение и 95 - ^й процентили скорости , умноженной на ускорение положительного были в пределах (смотри рисунок 4). Экспериментальные данные с более агрессивного вождения , используя один и тот же автомобиль, а также другие тесты , представленные в литературе, приведены для сравнения ^17,18.

/ftp_upload/54753/54753fig4.jpg "/>
Рисунок 4: Индексы , чтобы проверить превышение или отсутствие динамики движения. (А) 95 - ^й процентиль продукта мгновенной скорости и положительным ускорением во время городских, сельских и шоссе вождения. (Б) Относительное положительное ускорение во время городских, сельских и шоссе вождения. Незаполненные квадраты являются экспериментальные результаты. Открытые треугольники результаты с агрессивным вождением в той же машине. Звездочки агрессивные поездки в немецких городах. Сплошная линия показывает допустимые пределы. Пропуск или потерпеть неудачу зоны также показано на рисунке. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

условия	Единицы	рамки	Поездка	городской	сельской местности	Автомагистраль	Комментарии
скорость	[Км / ч]			≤60	60	v> 90
полезная нагрузка	[%]	90	75				ОК
Температура окружающей среды	[° C]	-7 ... + 35	19				ОК (умеренная)
Максимум. высота над уровнем моря	[М]	≤1,300	302				ОК (умеренная)
Начало разница / Конец высоте	[М]	<100	40				ОК
Совокупный положительный прирост высоты	[М / 100 км]	<1200	636				ОК
Относительное положительное ускорение	[м / с 2]	Рисунок 4		0.215	0.134	0.100	ОК
Скорость х положительное ускорение	[м 2 / сек 3]	Рисунок 4		15,5	22,7	21,4	ОК
продолжительность поездки	[Сек]	90-120	96				ОК
Пройденное расстояние	[Км]	> 16		29	27	23	ОК
Поделиться	[%]	23 (29) -43		36,7	34,2	29,1	ОК
Время остановки (длительности Urban)	[%]	& #160; 6-30		28,8			ОК
v> 100 км / ч	[Мин]	≥5				9.7	ОК
v> 145 км / ч (по Автострада времени)	[%]	<3				0	ОК
Средняя скорость (городская часть)	[Км / ч]	15-40		28	75	114	ОК

Таблица 5: Сводка оценки поездки граничные условия;. требования к испытаниям; и результаты, полученные до и / или во время поездки для городских, сельских и участков автомагистралей, соответственно, перечислены.

Нормальность вождения проводилось с Моу evaluatметод ионной, за исключением холодного пуска и холостого хода и не взвешивая объемы выбросов _{окислов азота} с отклонениями выбросов CO ₂ больше , чем 25% от цикла утверждения типа в соответствии с методом MAW (см Приложение 5) ^8. использовали свободное программное обеспечение EMROAD.

Расчет выбросов RDE: Анализ результатов также был проведен с программным обеспечением EMROAD. Результаты можно увидеть на рисунке 5. В городских NO _х выбросов были на том же уровне или ниже , чем выбросы фаз соответствующие WLTC (0,02 г / км). Сельские и автомагистрали выбросы составляют> 0,05 г / км выше соответствующих фаз WLTC. В среднем выбросы на дороге были 0,056 г / км, что ниже, чем предел NTE (для этого случая, фактор 0,06 мг / км х 2.1 Соответствие). Таким образом, этот конкретный автомобиль будет пройти тест RDE (даже если процедура ПСИ не применяется к Евро 5 автомобилей). Другие примеры можно найти в другом месте ¹7-18.

Рисунок 5:. MAW объемы выбросов _{окислов азота} дорожной поездки в зависимости от скорости MAW синие квадраты показывают средние NO _X выбросы каждого скользящего усреднения окна в зависимости от соответствующего окна средней скорости движения транспортного средства. Твердые алмазы изображают среднее на дороге объемы выбросов _{окислов азота} из всех окон , представляющих городские, сельские и автомагистрали вождения. Белые кружки не изображают лаборатории № выбросов _{окислов азота} на протяжении четырех фаз ВПИМ. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Обсуждение

В данной статье описана процедура ПСИ. Несколько моментов заслуживают особого внимания и будут обсуждаться здесь более подробно.

Для целей утверждения типа, обязательно для определения расхода выхлопных газов с использованием оборудования, такого как функционирования EFM без всякой связи с ЭБУ автомобиля. Что касается подготовки транспортного средства, соединение между EFM и выхлопной трубы имеет важное значение. Материалы должны быть температурно и выхлопных газов состав водонепроницаемым. Несмотря на то, что это не так важно для NO _х, это будет иметь важное значение для числа частиц выборки, где десорбция осажденного материала может привести к искусственно высоким уровнем выбросов. Кроме того, точки, которые могут скапливаться конденсаты следует избегать. В конденсаты, образующиеся при перегрузках могут войти в системах измерения и повредить или блокировать их. Точки отбора проб анализаторов соединены ниже по потоку от EFM, с тем, чтобы гарантировать, что весь флвл проходит через EFM. В случае, если это не представляется возможным, и они соединены выше по потоку от EFM, коррекцию для извлеченного потока должно быть сделано. Анализаторы должны быть соединены ниже по потоку от EFM, без каких-либо изменений в длине линий отбора проб. Если это не представляется возможным, время пребывания в дополнительной трубке должно быть принято во внимание в программном обеспечении для того, чтобы обеспечить правильные расчеты выбросов. Анализаторы могут быть установлены внутри или снаружи транспортного средства, до тех пор, как требования к безопасности соблюдены. Кроме того, калибровка анализаторов требует внимания. Это должно быть сделано в пределах ожидаемого диапазона выбросов транспортного средства. В противном случае, требование 90% охвата 99% измерений действительных частей испытания на выбросы не могут быть выполнены.

Проверка поездка и расчет выбросов обычно проводят с помощью программного обеспечения ПЕМС. Для нормального вождения, все условия могут быть легко выполняются ^{17 <}/ SUP>. Например, на основе наших измерений, нормально управляемый поездка в пределах динамических граничных пределов (Рисунок 4). Тем не менее, агрессивное вождение может находиться в пределах зоны прохода, особенно в городских или автодорожных участков. С другой стороны, данные в голландских городах показывают , что нормальное вождение может также превышать эти пределы ^18. В будущем, опыт работы в течение долгого времени, тесты , проведенные ближе к граничным условиям, а также методы оценки , которые показывают различия> 50% будет оценить применимость процедуры ^11,19.

Источником неопределенности исходит из определения дорожных нагрузок для измерения выбросов CO ₂ с WLTC; Эти измерения используются для оценки нормальности условий вождения с оценкой ПСИ данных. В идеале, выбранные дорожные нагрузки напоминают таковые из ненагруженного испытываемого транспортного средства с PEMS на дороге. Гибкостей , предоставленные в по ВПИМ (например, для гetermine дорожной нагрузки на основе консервативных общих параметров или транспортного средства с самой высокой испытательной массы внутри семьи) может вызвать существенные отклонения в выбросах СО ₂ , определяемых WLTC и измеренных позже на дороге. Как следствие, методы могут давать смещенную оценку фактического тяжести вождения. Положения WLTP для установки дорожной нагрузки может потенциально должны быть определены для целей RDE.

Следует отметить , что, по сравнению с европейской сверхпрочной в регулировании службы соответствия, есть некоторые различия (например, коррекция дрейфа допускается, OBD соединение необходимо для того , чтобы рассчитать выбросы в г / кВт · ч) из - за различного типа процедура утверждения для транспортных средств большой грузоподъемности (двигатели) ^6. Отличия выходит за рамки данной статьи. С регулированием США в эксплуатации требований, существует больше различий в методе оценки.

Во всем мире, отмечает ЭРУпервый регулирующий тест на дороге для автомобилей малой грузоподъемности. Положения RDE, определенные в Правилах 2016/427 отметить первый соответствующий экземпляр для официального утверждения типа транспортных средств малой грузоподъемности в Европе, где ПСИ дополняет стандартные испытания транспортного средства в контролируемых условиях в лаборатории. Процедура испытания RDE позволяет испытывать, и, таким образом, контролирующий, выбросы вредных веществ транспортного средства в широком диапазоне условий эксплуатации и в более надежной и всеобъемлющей основе, чем в настоящее время-прикладного лабораторного тестирования с заданным ездового цикла.

Тем не менее, ЭРУ также подлежит ограничениям. Во- первых, модальные измерения выбросов на дороге в течение длительных периодов времени влечет за собой риск анализатора дрейфа (например, из - за изменчивости температуры окружающей среды). На дороге измерения выбросов, таким образом , с учетом больших полях неопределенности ( по оценкам, не более 20-30% в пределе применимо для выбросов NO _x) ²¹ , чем измерения выбросовs в лаборатории, даже если анализаторы ФЭУ выполняют аналогичные требования в отношении точности и точности в качестве лабораторных анализаторов. Во-вторых, обработка ПЕМС оборудования требует подготовки; проведение испытаний выбросов на дороге еще не подключи и играй, и она требует эксперта. Как на дороге тестирование с PEMS еще довольно новым, обучение, которое позволяет автопроизводителям и технические услуги, приобретать и обмена передовым опытом необходим. Настоящая статья представляет собой попытку распространения знаний об обращении с САОР и проверки выбросов транспортных средств на дороге. Изображение большего масштаба опыт с положениями RDE, а могут быть получены путем межлабораторных упражнений или через бенчмаркинга против существующего международного законодательства, до сих пор отсутствует. В ЭРУ представляет собой первую процедуру испытания на дороге для малотоннажных автомобилей по всему миру, Европейская комиссия предусматривает ежегодный обзор факторов соответствия и более всеобъемлющий обзор всей процедуры RDE в среднесрочной перспективе.

Есть две основные области для будущего применения. Во-первых, ПСИ могут быть приняты другими странами. Китай, Индия, Япония и Южная Корея заинтересованы в принятии ЭРУ, или их элементов, для целей регулирования. Таким образом, процедура, описанная здесь, может стать основой для регулирующего тестирования на дорогах выбросов из легковых автомобилей по всему миру. Во-вторых, ЭРУ представляет хорошее руководство для практики любого независимого испытания на выбросы в исполнении научно-исследовательских институтов и технических служб. Положения помогают обеспечить точные и надежные измерения выбросов в дорожных условиях.

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
PEMS analyzer	Sensors Inc.	SEMTECH ECOSTAR
PEMS analyzer	AVL	MOVE	Figure 2
PEMS analyzer	Horiba	OBS	Figure 2
PEMS analyzer	MAHA	PEMS-GAS	Figure 2
Exhaust Flow meter	Sensors Inc.	SEMTECH EFM-HS	EFM-HS specifications of Table 4
GPS	Garmin	Drive 50
Weather station	Waisala	AWS310
Zero gas	Air Liquide	AL089	Alphagaz 1 (N2)
Span gas	Air Liquide	SM190022710IT	1,800 ppm NO in N2
Span gas	Air Liquide	SM190022710IT	13% CO2 in N2
Batteries	Discover	EV12A-A
Mention of trade names or commercial products does not constitute endorsement or recommendation by the authors or the European Commission