Implementación de sistemas portátiles de medición de emisiones (PEMS) para el Reglamento de Emisiones real de conducción (RDE) en Europa

Resumen

La Comisión Europea ha desarrollado un procedimiento de prueba de emisiones en condiciones reales de conducción (RDE) para verificar las emisiones contaminantes durante el funcionamiento de vehículos en el mundo real utilizando los Sistemas Portátiles de Medición de Emisiones (PEMS). En este artículo se presentan los procedimientos experimentales requeridos por la prueba RDE recientemente adoptada.

Resumen

Los vehículos se prueban en condiciones de laboratorio controladas y relativamente estrechas para determinar sus valores oficiales de emisiones y el consumo de combustible de referencia. Sin embargo, en la carretera, las condiciones ambientales y de conducción pueden variar en un amplio rango, lo que a veces hace que las emisiones sean más altas que las medidas en el laboratorio. Por esta razón, la Comisión Europea ha desarrollado un procedimiento de prueba complementario de emisiones en condiciones reales de conducción (RDE) utilizando los Sistemas Portátiles de Medición de Emisiones (PEMS) para verificar las emisiones de gases contaminantes y número de partículas durante una amplia gama de condiciones normales de funcionamiento en la carretera. En este artículo se presenta el procedimiento de prueba RDE recientemente adoptado, diferenciando seis pasos: 1) selección del vehículo, 2) preparación del vehículo, 3) diseño del viaje, 4) ejecución del viaje, 5) verificación del viaje y 6) cálculo de emisiones. De estos pasos, la preparación del vehículo y la ejecución del viaje se describen con mayor detalle. Se dan ejemplos de verificación de viajes y cálculos de emisiones.

Introducción

Los vehículos se prueban en condiciones controladas de laboratorio para determinar sus valores de emisión oficiales y el consumo de combustible (por ejemplo, Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa (CEPE) Reglamento 83) ^1. Para los vehículos ligeros, el Reglamento 715/2007 ² define los límites Euro 5 y 6 de emisión, a las que los vehículos de las categorías M1, M2 (turismos), N1, N2 y (vehículos para el transporte de mercancías) deben cumplir. El cumplimiento se verifica por la prueba denominada "tipo I" que mide las emisiones de escape tras un arranque en frío durante un examen estandarizado en el laboratorio ^1. A pesar de que las pruebas de laboratorio asegura la reproducibilidad y la comparabilidad de los resultados, que cubre sólo una pequeña gama de las condiciones ambientales, de manejo y de funcionamiento del motor que ocurren típicamente en la carretera. Como cuestión de hecho, los resultados oficiales de ensayo de laboratorio reflejan menos y menos el consumo de combustible real experimentado por los conductores en la carretera ^3. Además, on-road emisiones de los vehículos, específicamente las emisiones _de NO _X de los vehículos diésel, son también superiores a la homologación valores de ^4-5. Reglamento 715/2007 ² contiene disposiciones para asegurar que los límites de emisión se respetan durante el funcionamiento normal del vehículo y el uso. Varios nuevos componentes reguladores están en la tubería con el fin de reducir las discrepancias observadas, como el Procedimiento Mundial Armonizado de carga ligera (WLTP), principalmente para el _CO2 y el consumo de combustible y las emisiones-conducción real (RDE) procedimiento de prueba, principalmente para contaminantes.

Es cierto que el componente más importante del nuevo conjunto de medidas reguladoras de los contaminantes convencionales es que el cumplimiento de los límites de emisión debe ser demostrado a través de la operación del vehículo en el mundo real, siguiendo el procedimiento RDE. El nuevo procedimiento complementará la medición de las emisiones en los bancos de prueba, por lo que se consigue un control exhaustivo de los contaminantes regulados tanto en el laboratorY como en la carretera. La RDE se basa en las emisiones de prueba en carretera con las emisiones de los sistemas de medición portátiles (PEMS). PEMS no son nuevos, especialmente para la inspección de vehículos de servicio pesado. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (US-EPA) ha añadido a las pruebas de certificación de laboratorio requisitos de emisiones adicionales con el concepto no deben excederse (NTE) sobre la base de pruebas de vehículos con PEMS. En Europa, PEMS basada en la conformidad en circulación (ISC) provisiones por las normas Euro VI son aplicables para motores EURO V ^6,7. Medir las emisiones PEMS en el escape del motor con un rendimiento de medición (por ejemplo, linealidad, exactitud) que es comparable a la de los equipos de laboratorio de grado ^8. La nueva generación de los MDI pesan 30 kg, son compactos, y puede ser fácilmente instalado en los turismos pequeños, lo que tiene un impacto menor en el vehículo.

Para hacer frente a la variabilidad en el mundo real de las condiciones de prueba, una prueba específica y favorable evaluación de datosprocedimientos deben ser implementados. Las pruebas pueden producirse en una amplia gama de condiciones de altitud, la temperatura, y la conducción. Sin embargo, los requisitos relativos a (i) la composición viaje (por ejemplo, más o menos a partes iguales de, y la conducción por autopista urbana rural) y (ii) la dinámica de conducción (por ejemplo, el rango permisible de aceleraciones) tienen por objeto garantizar que los vehículos se prueban en una feria, representante, y de forma fiable. Sin embargo, debido a una serie de factores (por ejemplo, el tráfico, conductor, y el viento), cualquier prueba en carretera sigue siendo, en cierta medida, al azar y no reproducible. Por lo tanto, el reto principal fue el desarrollo de un método de evaluación de datos que evalúa a posteriori la normalidad de las condiciones de prueba para permitir una evaluación fiable de las emisiones de los vehículos. Con este fin, dos métodos se adoptaron dentro del RDE: el movimiento promedio de ventanas (MAW) y el método de intervalos de energía. El método a MAW divide la prueba en sub-secciones (ventanas) y utiliza el dióxido de carbono media-distancia específica (CO ₂ ) las emisiones de cada ventana para evaluar la normalidad de las condiciones de funcionamiento. El método de intervalos de energía clasifica las emisiones instantáneas de carretera en contenedores de energía basadas en la habilitación correspondiente en las ruedas. La normalidad de la distribución de potencia resultante se establece a través de una comparación con una distribución normalizada de frecuencia de rueda de alimentación. Ambos métodos incluyen criterios para asegurar que una prueba realizada cubre el rango de conducción dinamicidad permitida por el procedimiento de prueba RDE ^9-10. Los dos métodos suelen dar resultados dentro de 10%; sin embargo, las diferencias en el orden de 50% se han reportado ^11,12. Una evaluación a fondo de los dos métodos de evaluación de datos sigue desaparecido. La Comisión Europea reconoce esta deficiencia en el considerando 14 del Reglamento RDE ^13,14 y prevé una revisión de estos dos métodos en un futuro próximo con el fin de retenerlos o el desarrollo de un método unificado para la evaluación de los contaminantes gaseosos y partilas emisiones del número cle.

Hasta ahora, los dos paquetes RDE han sido adoptadas por el Comité Técnico de Vehículos de Motor (CTVM) de los Estados miembros de la UE y se convirtió en ley después de su publicación en el Diario Oficial de la Unión Europea ^13-15. El primer paquete RDE cubrió las condiciones de contorno, el procedimiento de ensayo, las especificaciones PEMS, y los métodos de evaluación de datos (MAW y / o de agrupación de potencia), pero no los límites de emisión (el paquete fue votado por el CTVM ^el día 18 de de mayo de 2015). El segundo paquete RDE añadió los límites de emisión no deben excederse (NTE) aplicables a los controles RDE. Además, se introdujeron condiciones de contorno complementarios para comprobar el exceso o la falta de dinámica de conducción. Las emisiones de cada prueba válida RDE individuo debe estar por debajo del límite de emisión respectiva NTE, se hace referencia en la regulación como factores de conformidad. Actualmente, sólo _las emisiones de _NOx están cubiertos. Se introducirán unión a factores de conformidaden dos etapas: a factor de 2,1 de la Euro 6 _NOx límite (80 mg / km) serán aplicables a partir desde 2017 hasta 2019 para las nuevas homologaciones y todas las matriculaciones de automóviles nuevos. El Factor de conformidad posteriormente se redujo a 1,5 en 2020-2021. El final de la Euro 6 Factor de conformidad del 1.5 proporciona una asignación de 0,5 (es decir, 50%) de la incertidumbre de medida adicional de los MDI en comparación con el equipo de laboratorio y la variabilidad de las emisiones de los ensayos para poner a prueba dentro de los rangos posibles de condiciones de prueba (por ejemplo, temperatura , la dinámica y la altitud). En cuanto a CO, aunque en la actualidad no se discuten factores de conformidad vinculantes, en carretera las emisiones de CO tienen que medirse y registrarse para obtener la homologación. El segundo paquete fue votado por el CTVM en los 28 ^de octubre de 2015.

La reunión de lanzamiento de dos paquetes adicionales se llevó a cabo ^el día 25 de enero de 2016. El tercer paquete RDE abordará el número de partículas Pems pruebas, arranque en frío emisiones, y las pruebas de vehículos híbridos. La medición de las emisiones de número de partículas a bordo de los vehículos es un reto, ya que todavía no se ha establecido ninguna técnica verificada. Nuevos conceptos y enfoques fueron desarrollados en el período entre 2013 y 2014, incluyendo la detección eléctrica de aerosol en tiempo real combinado con un muestreo de flujo constante ^16. Este paquete es para ser votado en la segunda mitad de 2016. El cuarto paquete RDE se ocupará de la definición de los requisitos para la conformidad en servicio y pruebas de vigilancia del mercado. La realización de este paquete está previsto para principios de 2017. El Reglamento RDE 2016/427 2016/646 ¹³ y ¹⁴ están actualmente integrados junto con el procedimiento de prueba armonizado a nivel mundial los vehículos ligeros (WLTP) en un reglamento de homologación de tipo más grande de la UE que completar el Reglamento 715/2007 ^2.

El objetivo de este trabajo es presentar los procedimientos experimentales requeridas por el regu RDE recién adoptadamento. El procedimiento de ensayo RDE define los límites de las condiciones de prueba admisibles, el protocolo de pruebas para vehículos, los requisitos para los instrumentos y los métodos de evaluación que se aplicarán para analizar el funcionamiento del vehículo y las emisiones contaminantes derivadas de ellos (Tabla 1). El procedimiento se puede resumir en seis pasos: 1) verificación viaje de la selección del vehículo, 2) preparación del vehículo, 3) Diseño de viaje, 4) la ejecución de viaje, 5) y 6) de cálculo de las emisiones. Si alguno de los requisitos de alguna de estas seis pasos no se cumple, la prueba se considerará que ha fallado. Para una descripción más detallada del procedimiento de ensayo RDE, el lector puede referirse a la propia norma ^13-14.

Anexo IIIA del Reglamento CE 692/2008

1. Introducción, definiciones y abreviaturas

2. Los requisitos generales sobre factores de conformidad

3. Prueba de RDE a realizar

4. Requisitos generales

5. Las condiciones de contorno

6. Requisitos del viaje en coche

7. Requisitos de funcionamiento

8. El aceite lubricante, combustible y el reactivo

9. Las emisiones y Evaluación viaje

Apéndices

Apéndice 1: Procedimiento de prueba para las pruebas de emisiones de vehículos con un PEMS

Apéndice 2: Especificaciones y calibración de componentes y señales PEMS

Apéndice 3: Validación de los MDI y caudal másico de escape no rastreable

Apéndice 4: Determinación de emisiones

Apéndice 5: Verificación de las condiciones dinámicas viaje con el método 1 (Moving ventana de promedio)

Apéndice 6: Verificación de las condiciones dinámicas viaje con el método 2 (Power Binning)

Apéndice 7: Selección de vehículos para las pruebas de PEMS en la homologación inicial

7a Apéndice: Verificación de la dinámica general de disparo

7b Apéndice: Procedimiento para determinar el desnivel positivo acumulado de un viaje

Apéndice 8: Intercambio de datos y presentación de informes

Apéndice 9: certificado de conformidad del fabricante

Tabla 1:. Estructura de la regulación RDE La regulación se considera que es el anexo III bis del Reglamento 692/2008 de la ^{Comisión, de 10.} Todas las partes y apéndices se describen en el Reglamento de la Comisión 2016/427 (el primer paquete) ^8. Apéndices 7a y 7b, así como los factores de conformidad, se describe en el Reglamento de la Comisión 2016/646 (el segundo paquete) ^9.

Protocolo

1. Seleccione el vehículo

1. Para fines de aprobación de tipo, elija un vehículo representativo de una "familia de ensayo PEMS." Las familias son considerados como los vehículos con las mismas características técnicas (es decir, el tipo de propulsión, combustible, proceso de combustión, número de cilindros, el volumen del motor, el método de alimentación del motor, sistema de refrigeración, dispositivos de tratamiento y recirculación de gases de escape). Para más detalles, véase el capítulo 4 y el apéndice 7 ^13.
2. Para cualquier otro fin (por ejemplo, la comparación de laboratorio frente a las emisiones de carretera), elegir un vehículo que se adapte a los objetivos experimentales.

2. Preparar el vehículo

1. Preparar el PEMS.
   NOTA: Véase el Apéndice 1 de la regla ⁸ para el equipo PEMS.
   1. Use (al menos) CO y NO _x analizadores para determinar la concentración de contaminantes en el gas de escape. Utilizar un analizador de CO ₂ para determinar el driving gravedad de la prueba (agresividad), durante los pasos de verificación y cálculo.
   2. Use una o múltiples instrumentos o sensores, tales como un medidor de flujo de masa de escape (EFM), para determinar el flujo de masa de escape.
   3. Utilice un sistema de posicionamiento global (GPS) para determinar la posición, la altitud y la velocidad del vehículo.
   4. Si procede, utilizar sensores y otros aparatos que no son parte del vehículo (por ejemplo, una estación meteorológica) para medir factores tales como temperatura ambiente, humedad relativa, presión de aire, o la velocidad del vehículo.
   5. Utilice una fuente de energía independiente de la del vehículo para alimentar los PEMS. Para los vehículos de pasajeros, 12 V o 24 V baterías se utilizan normalmente.
   6. Opcionalmente, utilizar otros equipos auxiliares, como cargadores de baterías, un ordenador personal para comprobar remotamente el estado del PEMS, correas para la instalación de los PEMS interior del coche, o una plataforma de metal para la instalación en la barra de remolque fuera del coche.
2. Instalarel PEMS.
   1. Instalar las principales unidades de control y PEMS fuera del vehículo (por ejemplo, en una barra de remolque por medio de una plataforma dedicada) o en el arranque / tronco (Figura 1). Si el PEMS está instalado en la cabina, así fijarlo usando correas y ventilar los gases en exceso fuera del coche, tales como mediante el uso de tubos de politetrafluoroetileno (PTFE).
   2. Instalar al menos _CO2, CO, _NOx y analizadores (y con la aprobación del tercer paquete RDE, un analizador del número de partículas) con sus líneas de muestreo calentado. Siga las instrucciones del fabricante del PEMS y la normativa sanitaria y de seguridad locales.
   3. Cuando el PEMS no se proporciona con sus propias baterías, montar una batería de 12 V en la cabina del vehículo, por ejemplo, detrás del asiento del copiloto. Fijarlo bien con correas.
   4. El uso de imanes, conecte la estación meteorológica y GPS directamente sobre el chasis del vehículo (por ejemplo, en el techo del vehículo). Conectar los cables de señal GPS a lapuerto de entrada de señal de unidad principal PEMS.
   5. Cada vez que se utiliza un EFM, asegúrese de que el rango de medición de la EFM coincide con las tasas de flujo másico de escape esperados durante el ensayo. Consulte la hoja de especificaciones del fabricante para la EFM. Un ejemplo se da en la Tabla 2.
   6. Adaptar el tubo de escape del vehículo al EFM mediante abrazaderas de manguera y conectores flexibles o tubos de metal de soldadura. Use conectores que son térmicamente estables a las temperaturas de los gases de escape que se esperan durante el ensayo con el fin de evitar la generación de partículas. Evitar disminuyendo el diámetro interior del tubo de escape usando tubos más pequeños o la disminución de la sección transversal mediante la adición de muchas sondas de muestreo en la misma posición.
      1. En caso de duda, comprobar que la instalación y el funcionamiento del PEMS no aumenta excesivamente la presión estática en la salida de escape. Medir la presión con un sensor de presión (con una precisión mejor que 0,1 kPa) en la salida de escape o en una extensión con el mismo diámetro, como closely como sea posible al extremo de la tubería.
         NOTA: Si no hay límites de presión son dadas por el fabricante del vehículo, la adición de los MDI o cualquier sonda no deben causar la presión estática en las salidas de escape en el vehículo a diferir en más de ± 0,75 kPa a 50 km / hr o más de ± 1,25 kPa a 120 km / hr de las presiones estáticas registradas cuando no hay nada conectado a las salidas de escape del vehículo.
   7. Montar la sonda (s) de muestreo de al menos 200 mm aguas arriba del punto de la salida de escape de salida con el fin de minimizar la influencia de aire ambiente aguas abajo del punto de muestreo (Figura 2). Si se utiliza un EFM, instalar las sondas de muestreo corriente abajo de la EFM, respetando una distancia de al menos 150 mm en el elemento de detección de flujo (Figura 2). Las sondas deben tener una longitud apropiada que permita la toma de muestras de la línea central. Las sondas con longitudes iguales al diámetro interior del tubo de escape también se pueden utilizar si tienen múltiples agujeros PLE a lo largo de sus longitudes.
   8. Asegúrese de que se respete la carga útil máxima (es decir, <90%). Los PEMS además de un copiloto, son alrededor de 150 kg, por lo que no se alcanza la carga máxima del coche. Añadir pesos adicionales si se debe alcanzar el límite del 90%.
   9. Después de la instalación del PEMS, realizar una comprobación de fugas siguiendo las instrucciones del fabricante PEMS. Bloquear la punta de la sonda con una tapa de plástico blando, a su vez impulsa la muestra PEMS en dibujar un vacío, y luego apagarlos. Las bombas pueden ser controladas mediante la conexión de los PEMS a un PC mediante un cable Ethernet. Si esto no es posible (por ejemplo, la sonda se instala en el tubo de escape), a continuación, realizar la comprobación de fugas de la entrada de la muestra del analizador.
      NOTA: El software de PEMS se comunica con la unidad principal y controla las bombas una vez que el procedimiento de comprobación de fugas ha comenzado. Vigilar la presión de vacío. El pasa / no pasa la pérdida de límite de presión es especificada por los fabricantes PEMS.

1 "fo: keep-together.within-page =" 1 "fo: keep-con-next.within-page =" always "> Flujo del tubo Diámetro exterior en 1 1.5 2 2.5 3 4 5 6 mm 25 38 51 64 76 102 127 152 Tubo de flujo Longitud (longitud incluyendo la extensión) en 20 (26) 20 (26) 20 (26) 25 (32.5) 25 (34) 25 (37) 30 (45) 36 (54) mm 508 (660) 508 (660) 508 (660) 635 (825) 635 (864) 635 (940) 762 (1143) 914 (1372) Caudal a100 ° C (kg / hr) Flujo min 6.9 10.9 15.8 18.9 22.5 30.7 38.6 46.2 Flow Max 85 276 535 890 1,250 2.080 3,115 4.005 Velocidad de flujo a 400 ° C (kg / hr) Flujo min 10.4 16.4 23.9 28.4 34 46.3 58.2 69.6 Flow Max 64 208 402 670 930 1,550 2.345 3.015

Tabla 2:. Ejemplo de características típicas del medidor de flujo Para cada medidor de flujo, las dimensiones y los caudales máximos en difieren se dan temperaturas de los gases de escape ent. Los datos provienen de alta velocidad de escape Sensores 'medidor de flujo.

Figura 1:.. PEMS de diferentes fabricantes En estos ejemplos, los PEMS se instalan fuera del vehículo sobre un soporte o en la barra de remolque Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2:. PEMS instalación de los analizadores de gas se encuentran en el interior del vehículo. Las distancias mínimas requeridas antes y después de la EFM se dan también en la figura. Tenga en cuenta que no hay conectores de elastómero se utilizaron en esta configuración.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

3. Validar la instalación PEMS.
   NOTA: Esta sub-etapa es opcional. Sin embargo, se recomienda para validar la PEMS instalado una vez para cada combinación PEMS-vehículo mediante la ejecución de una prueba en un banco dinamométrico durante un ciclo similar al utilizado para la homologación, ya sea antes o después de la prueba en carretera.
   1. Poner el vehículo con los PEMS en un dinamómetro de chasis. Preparar los PEMS como en el paso 4 (véase más adelante) para la realización de un viaje.
   2. Conducir una prueba de homologación durante un ciclo de luz y los vehículos de prueba Mundial Armonizado (WLTC), a raíz de la medida de lo posible los requisitos del reglamento de laboratorio en vigor (véase el Apéndice 3) ^13.
   3. Medir las emisiones contaminantes con el PEMS, en paralelo con el equipo de laboratorio utilizado para la homologación de los vehículos.
   4. Calcular las emisiones PEMS por segundo (como en el paso 4). Calcula la sumaTED emisiones en tiempo real para obtener la masa total de las emisiones contaminantes (g) y luego se divide por la distancia de prueba (km) obtenido en el dinamómetro de chasis.
   5. Comparación de la masa total del PEMS distancia específica de contaminantes (g / km) con el sistema de laboratorio de referencia calculado de acuerdo con el reglamento. La diferencia tiene que cumplir con los requisitos específicos para cada contaminante (por ejemplo, para el NO _x, ± 15 mg / km o 15% de la referencia de laboratorio, lo que sea mayor).

3. Diseñar el viaje

1. Diseñar el viaje basado en mapas de calles. Tiene el viaje ejecutado cumple los requisitos especificados en las tablas 3 y 4.
2. Asegúrese de que el viaje se inicia con una parte urbana (U) (velocidad ≤60 km / h), continúa con una parte rural (R), y termina con una parte de la autopista (M) (velocidad> 90 km / h).
3. Asegúrese de que las acciones de, y la conducción por autopista urbana rural son iguales. A los efectos de trDesign IP, la definición de operación urbana, rural, y la autopista se define sobre la base de la velocidad instantánea del vehículo y tiene en cuenta la topografía del lugar de la prueba.
   Durante la definición de la parte de viaje de la autopista, prestar atención a la presencia de restricciones, como las estaciones de peaje, lo que limitará la velocidad real.
   NOTA: Los mapas electrónicos pueden proporcionar información adicional sobre los límites de velocidad locales, la duración del viaje, la distancia del viaje, y la elevación local con respecto al nivel del mar.

Parámetro	Condición límite
Temperatura ambiente (T amb en grados Celsius (° C))	Moderado: 0 ≤T amb <30 (1)
	Extended (bajo): -7 ≤T amb <0 (1)
	Extended (alto): 30 amb ≤35
Altitud (h alt en metros sobre el nivel del mar)	Moderado: h alt ≤700
	Extendido: 700 alt ≤1,300
La dinámica de conducción que abarcan los efectos de la pendiente del camino, el viento, la dinámica de conducción (aceleraciones, desaceleraciones), y los sistemas auxiliares sobre el consumo de energía y las emisiones contaminantes del vehículo de prueba	la pendiente del camino evaluó como desnivel positivo acumulado de un viaje de RDE (<1,200 m / 100 km)
	En general, el exceso o insuficiencia de la dinámica de conducción durante el viaje evaluada por medio de parámetros dinámicos como la aceleración, v ∙ un RPA + o
	la cobertura de viaje e integridad comprobadas por MAW y los métodos de alimentación de intervalos
Condición de temperatura del vehículo (2) </ Sup>	Ningún vehículo acondicionado prescrito
	período de arranque en frío de hasta 5 minutos excluidos
Condición de post-tratamiento (2)	Bajo ciertas condiciones: la regeneración periódica de los sistemas de control de emisiones, por ejemplo, filtros de partículas diesel (DPF), puede ser excluida o la prueba puede repetirse
sistemas auxiliares	Se harán funcionar el sistema de aire acondicionado u otros dispositivos auxiliares usadas por el consumidor durante la conducción del mundo real
Carga útil del vehículo y la masa de prueba	Hasta el 90% de la carga permitida (incluido el conductor, un testigo de la prueba, en su caso, el equipo de prueba con el montaje y los dispositivos de suministro de energía); carga útil artificial puede añadirse
(1) No obstante lo dispuesto, entre el inicio de la aplicación de los límites de emisión de unión no deben excederse (NTE) como se define en la sección 2.1 de Annex IIIA del Reglamento (CE) nº 692/20088 y hasta cinco años después de las fechas indicadas en los apartados 4 y 5 del artículo 10, del Reglamento (CE) nº 715/20072, la temperatura más baja para condiciones moderadas deberá ser mayor o igual a 3 ° C y la temperatura más baja para las condiciones ampliará será mayor o igual a -2 ° C.
(2) Las disposiciones de arranque en frío Dedicado se llevarán a cabo como parte del conjunto de medidas reguladoras RDE 3ª. Se dará así prescripciones específicas en relación con la duración del resfriado inicio y / o la distancia, el control de estado de regeneración periódica sistemas de post-tratamiento, acondicionamiento del motor y de remojo vehículo.

Tabla 3:. Las condiciones de contorno de una prueba válida RDE ¹² Las condiciones de contorno se refiere a las condiciones iniciales que deben ser respetados antes y durante el viaje de prueba. Para cada condición, se dan los límites y algunos comentarios.

Tabla 4:. Requisitos de funcionamiento para una prueba válida RDE ¹² Los requisitos operativos se refiere a las condiciones que tienen que ser respetados durante el viaje de prueba. Para cada condición, se dan los límites y algunos comentarios.

4. Llevar a cabo el viaje

1. Interruptor en el PEMS y dejar que se estabilice durante unos 40 minutos, de acuerdo con las indicaciones del fabricante del PEMS.
   1. Para evitar la condensación de humedad y al correoNsure eficiencia de penetración apropiados de los diversos gases, asegúrese de que la línea (s) de muestreo han alcanzado una temperatura mínima de 60 ° C, con o sin refrigerador, para la medición de gases contaminantes. Para las partículas, la temperatura mínima es de 100 ° C.
   2. Confirmar que el PEMS está libre de señales de advertencia e indicaciones de error. En el caso de los mensajes de advertencia, consulte la sección del manual de solución de problemas PEMS.
2. Elija los gases de calibración para que coincida con el rango de concentraciones de contaminantes se espera durante el viaje (es decir, el intervalo de calibración debe cubrir al menos el 90% de los valores de concentración obtenidos a partir de 99% de las mediciones de las partes válidas de la prueba de emisiones). Para el CO _2, se recomienda un rango de 10-14%, mientras que para los _NOx, se recomienda alrededor de 1.500-2.000 ppm. La concentración real de un gas de calibración debe ser de ± 2% del valor nominal.
3. Realizar cero y calibración con los ajustes deutilizando los analizadores los gases de calibración.
   1. Conectar el gas cero (N ₂₎ o aire sintético o utilizar el aire ambiente como gas cero.
   2. Preparar el software (por ejemplo, la tecnología de sensor). Seleccione Prueba → Administrador de sesión → Da un nombre → Abrir (una sesión) → Opciones de prueba de Pre: Cero.
   3. Desconectar el gas cero.
   4. Conectar la botella de gas de ajuste de los PEMS a una presión de 1 bar.
   5. Preparar el software. Seleccionar las opciones de prueba → → Administrador de sesión de prueba de Pre: Span.
   6. Insertar las concentraciones de los gases en la botella en el software PEMS (en las interfaces gráficas de usuario cero / span). El software PEMS detecta automáticamente la respuesta del analizador y lo compara con el valor de botella. El sistema ajusta automáticamente la respuesta del analizador al valor de rango.
   7. Desconectar el gas de ajuste y conecte el siguiente.
      NOTA: El usuario tiene la opción de utilizar una botella vano con todas ga relevanteses (por lo menos _CO2 y _NOx) o botellas de gas separadas.
4. Cuando todo está listo, iniciar la medición de muestreo. Crear un nombre de archivo en la pestaña "Nombre de la prueba".
   1. Antes de arrancar el motor, empezará a registrar los parámetros pulsando el botón "Inicio" en el gestor de sesión a través del software de PEMS ya instalado en el PC. Para facilitar la alineación de tiempo, empezará a registrar los parámetros, ya sea en un solo dispositivo de grabación de datos o con una marca de tiempo sincronizado.
      NOTA: Comandos para iniciar y detener el muestreo y para iniciar y detener la grabación están disponibles en el software de PEMS, que fue instalado previamente en un PC y conectado a través de un cable Ethernet a la unidad principal PEMS. diverso software e interfaces de usuario gráficas son adoptadas por los fabricantes PEMS.
5. Llevar a cabo el viaje asignada siguiendo las instrucciones de un sistema de navegación. El viaje debe durar 90-120 min. Conduzca normalmente, evitando excesivamente tímidos ola conducción agresiva. Respetar todas las normas de seguridad vial local y nacional. El sistema de aire acondicionado o de otros dispositivos auxiliares se pueden operar de una manera que es compatible con su posible uso por el consumidor.
6. Continuar muestreo, medición, y el registro de los parámetros durante todo el ensayo en carretera. El motor puede ser detenido e iniciado, pero el muestreo de emisiones y el registro de parámetros debe continuar. Medición y registro de datos pueden ser interrumpidos por menos de 1% de la duración total del viaje, pero durante no más de un período consecutivo de 30 seg, únicamente en el caso de pérdida de señal no deseada o con el propósito de mantenimiento del sistema PEMS.
7. Documentar Las señales de alarma que indican un mal funcionamiento del PEMS.
8. Al final del viaje, apagar el motor de combustión. Continuar la grabación de datos hasta que el tiempo de respuesta de los sistemas de muestreo ha transcurrido (aproximadamente 20 segundos). Pulse el botón "Stop" en el Administrador de sesión.
9. Al final de la prueba y antes de laanalizadores están apagados, compruebe la deriva de los analizadores, que midieron el cero y el alcance, el uso de los gases de calibración que se utilizaron antes de la prueba, de la siguiente manera. Siga el procedimiento del paso 4.3, con la diferencia de selección de Zero y Span desde la ventana "Post Test".
   1. Medir el nivel cero del analizador (s). Compruebe que la diferencia entre los resultados pre-test y post-test cumple con los requisitos especificados por el apéndice 1 ^8. Por ejemplo, para el NO _x, la deriva del cero permisible es de 5 ppm.
   2. Medir el nivel lapso del analizador (s). Está permitido poner a cero el analizador antes de la verificación deriva de la sensibilidad, si la deriva del cero se determinó que era de los límites permitidos. Compruebe que la diferencia entre los resultados pre-test y post-test cumple con los requisitos especificados por el apéndice 1 ^8. Por ejemplo, para el NO _x,

1. """"""
   """"

1. """"
2. 
   

Parámetro	Requisito
Acciones distancia específica urbana, rural y de las autopistas (seleccionados en base a un mapa de calles) (1)	34%, 33% y 33%, con una tolerancia de ± 10% (acciones urbanas deben ser mayor que 29%)
Definición de U / conducción R / M basado en la velocidad del vehículo instantánea v (2)	Urbana: la velocidad del vehículo v ≤60 km / hr
	Rural: la velocidad del vehículo 60
	Autopista: la velocidad del vehículo v> 90 km / h
Distancia de porciones urbanas, rurales y autopistas (2)	La distancia mínima de 16 km
Velocidad de porciones urbanas, rurales y autopistas (2)	Urbana: velocidad media de 15-40 km / h; urbanola operación que consiste en varios períodos de parada de 10 segundos o más (3)
	Períodos de parada (4): 6-30% de la duración del tiempo de operación urbana
	Autopista: una cobertura adecuada de velocidades entre los 90 y al menos 110 km / hr
	v> 100 km / hr durante al menos 5 min
Velocidad máxima del vehículo (2)	v ≤145 km / h (puede ser excedido en 15 km / h durante no más de 3% de la duración del tiempo de la porción de la autopista)
Duración del viaje (2)	Entre 90 y 120 min
Otros requerimientos	El inicio y el punto final no deberán diferir en su elevación sobre el nivel del mar de más de 100 m
	RDE pruebas llevadas a cabo en los días y horas normales de trabajo (1)
	La continuidad máxima posible para las partes urbanas, rurales y autopistas (1,2)
(1) al verificarse la hora de diseñar o ejecutar el viaje.
(2) para ser verificada después de la terminación del viaje.
(3) si un período de parada dura más el sec 180, los eventos de emisión durante los 180 segundos después de dicho periodo excesivamente largo parada serán excluidas de la evaluación.
(4) se define como la velocidad del vehículo de menos de 1 km / h.

Resultados

Se dará un ejemplo de la función de los requisitos de RDE.

Seleccionar y preparar el vehículo y el diseño y la realización del viaje: Esto no fue un ensayo de homologación de tipo, sino una aplicación de los procedimientos RDE. De este modo, el vehículo seleccionado, la gasolina de vehículos de inyección directa con turbocompresor un euro 5B de poca potencia (1,2-L desplazamiento del motor), que ya estaba disponible en el laboratorio del CCI. Un viaje RDE-compatible se seleccionó (Figura 3). Después de la instalación y preparación del PEMS, se llevó a cabo el viaje.

Figura 3: Diseño de viaje Un viaje que incluye urbano (≤60 km / h), rural, y la autopista (> 90 km / h) partes en partes iguales se muestra.. El diseño se basa en los límites de velocidad en las carreteras elegidas.rce.jove.com/files/ftp_upload/54753/54753fig3large.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Verificar el viaje: El viaje fue verificada mediante la comprobación de (i) los límites y condiciones de operación y (ii) la normalidad de conducción. Las condiciones de contorno y de operación y los requisitos de disparo se cumplieron (Tabla 5). La temperatura ambiente y la altitud máxima fueron ambos dentro de los límites moderados de 0 a 30 ° C y ≤700 m, respectivamente. El viaje consistía en la conducción urbana seguido de conducción rural y la autopista. Se duró 96 min y se cubre una distancia de al menos 16 km para cada una de las porciones / R / M U. Las acciones distancia estaban dentro de 29-44% para la parte urbana y 23-43% para las zonas rurales y autopistas. El viaje mostró períodos de parada, que se definen como períodos con una velocidad del vehículo de menos de 1 km / h, en el rango prescrito de 6-30% de la duración de la operación urbana. En la medida de una s el vehículo perfiles de velocidad se refiere, la prueba mostró una operación de la autopista que cubre adecuadamente (i) El intervalo entre 90 y 110 km / h, y (ii) una velocidad superior a 100 km / h durante al menos 5 minutos. La velocidad máxima del vehículo estaba muy por debajo del umbral de 145 km / h, mientras que la velocidad media de la parte de conducción urbana del viaje, incluyendo las paradas, estaba dentro del rango permisible de 15-40 km / h. El desnivel positivo acumulado a lo largo de todo el viaje fue por debajo del límite de 1.200 m por cada 100 km. La diferencia de altura entre los puntos inicial y final fue <100 m. La aceleración positiva relativa y los 95 ^º percentiles de la velocidad multiplicada por la aceleración positiva estaban dentro de los límites (véase la Figura 4). Los datos experimentales con una conducción más agresiva utilizando el mismo coche, así como otras pruebas en la literatura, se muestran para comparación ^17,18.

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Figura 4: Índices para comprobar el exceso o la falta de dinámica de conducción. (A) 95 ^° percentil del producto de la velocidad instantánea y la aceleración positiva durante, y la conducción por autopista urbana rural. (B) la aceleración positiva relativa durante, y la conducción por autopista urbana rural. Los cuadrados abiertos son los resultados experimentales. Los triángulos abiertos son los resultados con la conducción agresiva en el mismo coche. Los asteriscos son los viajes agresivos en ciudades alemanas. La línea continua muestra de los límites permitidos. La aprobación o no de zonas también se muestran. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

condiciones	Unidades	límites	Viaje	Urbano	Rural	Autopista	comentarios
Velocidad	[Km / h]			≤60	60	v> 90
Carga útil	[%]	90	75				De acuerdo
Temperatura ambiente	[DO]	-7 ... + 35	19				ok (moderado)
Max. altitud	[metro]	≤1,300	302				ok (moderado)
Inicio / Fin de cambio de altitud	[metro]	<100	40				De acuerdo
de desnivel positivo acumulado	[M / 100 km]	<1,200	636				De acuerdo
Aceleración positiva relativa	[m / seg 2]	Figura 4		0,215	0,134	0,100	De acuerdo
aceleración positiva velocidad x	[m 2 / seg 3]	Figura 4		15.5	22.7	21.4	De acuerdo
duración del viaje	[segundo]	90-120	96				De acuerdo
Distancia recorrida	[Km]	> 16		29	27	23	De acuerdo
Compartir	[%]	23 (29) -43		36.7	34.2	29.1	De acuerdo
Detener el tiempo (duración de Urbana)	[%]	& #160; 6-30		28.8			De acuerdo
v> 100 km / hr	[Min]	≥5				9.7	De acuerdo
v> 145 km / h (Autopista de tiempo)	[%]	<3				0	De acuerdo
La velocidad media (parte urbana)	[Km / h]	15-40		28	75	114	De acuerdo

Tabla 5: Resumen de la evaluación de viaje Las condiciones de contorno;. los requisitos de la prueba; y los resultados obtenidos antes y / o durante el viaje por las partes, y las autopistas urbanas, rurales, respectivamente, están en la lista.

La normalidad de la conducción se llevó a cabo con la evaluac ESTÓMAGOMétodo de iones, con exclusión de arranque en frío y al ralentí y un peso de las emisiones _{de NOx} con desviaciones de emisiones _{de CO2} superior al 25% del ciclo de homologación de acuerdo con el método ESTÓMAGO (ver Apéndice 5) ^8. Se utilizó el software de EMROAD libre.

Calcular las emisiones RDE: También se llevó a cabo el análisis de los resultados con el software EMROAD. Los resultados se pueden ver en la Figura 5. Las emisiones de NO _x urbana estaban en el mismo nivel o inferior a las emisiones respectivas fases WLTC (0,02 g / km). Las emisiones rurales y autopistas fueron> 0,05 g / km más alto que las respectivas fases WLTC. En promedio, las emisiones de carretera fueron 0,056 g / km, lo que es más bajo que el límite NTE (para este caso, el factor de 0,06 mg / km x 2,1 conformidad). Por lo tanto, este vehículo específico pasaría la prueba de RDE (a pesar de que el procedimiento RDE no es aplicable a los vehículos Euro 5). Más ejemplos se pueden encontrar en otro lugar ¹7-18.

Figura 5:. ESTÓMAGO _las emisiones de _NOx del viaje por carretera en función de la velocidad a MAW Los cuadrados azules muestran las medias de NO _x las emisiones de cada ventana con un promedio en movimiento como una función de la velocidad del vehículo ventana de la media respectiva. Rombos negros representan la media en carretera _las emisiones de _NOx de todas las ventanas que representan, rural, y la conducción en autopista urbana. Círculos blancos representan el laboratorio de emisiones de _NOx más de las cuatro fases de la WLTP. Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discusión

En este documento, se describe el procedimiento RDE. Varios puntos merecen una atención especial y se discutirán con más detalle aquí.

Para los fines de homologación, es obligatorio para determinar el flujo de gases de escape utilizando equipos tales como un funcionamiento EFM sin ninguna conexión con la ECU del vehículo. En cuanto a la preparación del vehículo, la conexión entre el EFM y el tubo de escape es importante. Los materiales deben ser de la temperatura y del gas de escape composición resistente. Aunque esto no es tan crítico para el NO _x, será importante para el muestreo del número de partículas, donde la desorción de material depositado puede conducir a artificialmente altas emisiones. Además, los puntos que se pueden acumular condensados ​​deben ser evitados. Los condensados ​​formados durante las aceleraciones pueden entrar en los sistemas de medición y dañar o bloquearlos. Los puntos de muestreo de los analizadores están conectados aguas abajo de la EFM a fin de garantizar que todo el flflujo pasa a través de la EFM. En caso de que esto no es posible y que están conectados aguas arriba de la EFM, una corrección para el flujo extraído se tiene que hacer. Los analizadores deben estar conectados aguas abajo de la EFM, sin ninguna modificación en la longitud de las líneas de muestreo. Si esto no es posible, el tiempo de residencia en la tubería adicional tiene que ser tomada en cuenta en el software con el fin de garantizar que los cálculos de emisión correctos. Los analizadores pueden ser instalados dentro o fuera del vehículo, siempre que se cumplen los requisitos de seguridad. Por otra parte, la calibración de los analizadores requiere atención. Tiene que hacerse dentro del rango esperado de las emisiones del vehículo. De lo contrario, el requisito de cobertura de 90% de 99% de las mediciones de las partes válidas de la prueba de emisiones pueden no cumplirse.

La verificación viaje y el cálculo de las emisiones se realizan normalmente por el software de PEMS. Para la conducción normal, todas las condiciones pueden ser fácilmente alcanzado ^{17 <}/ Sup>. Por ejemplo, sobre la base de nuestras mediciones, un viaje que normalmente es impulsado dentro de los límites de contorno dinámico (Figura 4). Sin embargo, la conducción agresiva puede estar dentro de la zona de paso, especialmente durante las porciones urbanas o autopistas. Por otra parte, los datos en ciudades holandesas muestran que la conducción normal también puede exceder estos límites ^18. En el futuro, la experiencia con el tiempo, las pruebas realizadas más cerca de las condiciones de contorno, y métodos de evaluación que muestran diferencias de> 50% se evaluará la aplicabilidad del procedimiento ^11,19.

Una fuente de incertidumbre se origina a partir de la determinación de las cargas de carretera para la medición de las emisiones de CO ₂ con la WLTC; Estas mediciones se utilizan para evaluar la normalidad de las condiciones de conducción con la evaluación de los datos RDE. Idealmente, las cargas de carretera elegidos parecen a las del vehículo descargado probado con los PEMS en la carretera. Las flexibilidades otorgadas en el WLTP (por ejemplo, para determine la carga de la carretera sobre la base de parámetros genéricos conservadoras o el vehículo con la masa de ensayo más alta dentro de una familia) pueden causar desviaciones sustanciales en las emisiones de CO ₂ que determine la WLTC y medidos más adelante en el camino. En consecuencia, los métodos pueden producir una evaluación parcial de la gravedad de conducción real. Las disposiciones WLTP para ajustar la carga de la carretera potencialmente pueden necesitar ser especificado para los propósitos RDE.

Cabe señalar que, en comparación con el trabajo pesado Europea en la regulación del servicio de conformidad, hay algunas diferencias (por ejemplo, se permite la corrección de la deriva, conexión OBD es necesario con el fin de calcular las emisiones en g / kWh), debido a los diferentes tipos procedimiento de homologación de los vehículos de carga pesada (motores) ^6. Las diferencias están fuera del alcance de este documento. Con la regulación en el uso de cumplimiento de Estados Unidos, existen más diferencias en el método de evaluación.

A nivel mundial, el RDE marcareguladora primera prueba en carretera de los vehículos ligeros. Las disposiciones RDE definidos en el Reglamento 2016/427 marcan la primera instancia relevante para la homologación de los vehículos ligeros en Europa, donde RDE complementa la inspección técnica estándar bajo condiciones controladas en el laboratorio. El procedimiento de ensayo RDE permite el ensayo, y por lo tanto el control, las emisiones contaminantes del vehículo, a una amplia gama de condiciones de funcionamiento y de una manera más sólida y completa de las pruebas de laboratorio que se aplican actualmente, con un ciclo de conducción predefinida.

Sin embargo, RDE también está sujeta a limitaciones. En primer lugar, las mediciones de emisiones modales en la carretera durante períodos de tiempo largos conlleva el riesgo de desviación del analizador (por ejemplo, debido a la variabilidad de la temperatura ambiente). En carretera medición de las emisiones están sujetas a márgenes de incertidumbre más grandes (estimado en un máximo de 20-30% en el límite de las emisiones de _NOx aplicables a) ²¹ que la medición de emisioness en el laboratorio, incluso si analizadores PEMS cumplen requisitos similares con respecto a la exactitud y precisión como analizadores de laboratorio. En segundo lugar, el manejo de equipos PEMS requiere entrenamiento; la realización de las pruebas de emisión en la carretera no es todavía plug-and-play, y requiere de un experto. Como las pruebas en carretera con PEMS es todavía bastante novedosa, la formación que permite a los fabricantes de automóviles y servicios técnicos para adquirir y compartir las mejores prácticas que se necesita. El presente artículo es un intento de difundir el conocimiento sobre el manejo de los MDI y la prueba de emisiones de los vehículos en la carretera. la experiencia de mayor escala con las disposiciones RDE, como puede ser obtenido por medio de ejercicios entre laboratorios o mediante la evaluación comparativa contra la legislación internacional existente, se siguen desaparecidos. Como RDE constituye el primer procedimiento de prueba en carretera para los vehículos ligeros en todo el mundo, la Comisión Europea prevé un examen anual de los factores de conformidad y una revisión más exhaustiva de todo el procedimiento RDE en el mediano plazo.

Hay dos áreas principales de aplicación en el futuro. En primer lugar, RDE puede ser adoptado por otros países. China, India, Japón y Corea del Sur están interesados ​​en adoptar RDE, o elementos de los mismos, a efectos de regulación. Como tal, el procedimiento descrito aquí puede llegar a ser el modelo para las pruebas reglamentarias en carretera las emisiones de los vehículos ligeros en todo el mundo. En segundo lugar, RDE presenta una guía de buenas prácticas para cualquier prueba de emisiones independientes realizados por instituciones de investigación y servicios técnicos. Las disposiciones ayudan a garantizar la medición de las emisiones en carretera precisas y robustas.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Analizador PEMS	Sensors Inc.	Analizador SEMTECH ECOSTAR
PEMS AVL MOVE			Figura 2
PEMS analizador	Horiba	OBS	strong>Figure 2
PEMS analizador	MAHA	PEMS-GAS	strong>Figure 2
Exhaust Flow meter	Sensors Inc.	Especificaciones SEMTECH EFM-HS	EFM-HS de Table 4
GPS	Estación meteorológica Garmin	Drive 50
	Waisala	AWS310
Zero gas	Air Liquide	AL089	Alphagaz 1 (N2)
Span gas	Air Liquide	SM190022710IT	1.800 ppm NO en N2
Gas de envergadura	Air Liquide	SM190022710IT	13% CO2 en baterías N2
Baterías	Descubra	EV12A-A
La mención de nombres comerciales o productos comerciales no constituye una aprobación o recomendación por parte de los autores o de la Comisión Europea