Implementatie van Portable emissiemeetsystemen (PEMS) voor de Real-driving Emissies (RDE) Verordening in Europa
4 december 2016
De Europese Commissie heeft een Real-Driving Emissions (RDE) testprocedure ontwikkeld om de vervuilingsemissies tijdens het daadwerkelijke gebruik van voertuigen te verifiëren met behulp van de Portable Emissions Measurement Systems (PEMS). Dit artikel presenteert de experimentele procedures die vereist zijn voor de nieuw geadopteerde RDE-test.
Het algemene doel van deze video is om de nieuw geadopteerde real-driving emissietest voor lichte voertuigen te presenteren, die de emissies op de weg meet met behulp van een draagbaar emissiemetingssysteem. In Europa zal de real-driving emissieprocedure de type-algemene van lichte voertuigen aanvullen wanneer de test wordt uitgevoerd tussen meters. Dus de gereguleerde verontreinigingen worden grondig gecontroleerd onder een breed scala van normale rijomstandigheden.
Deze procedure meet de voertuigemissies in de echte wereld, op de weg, in steden en op de snelweg. De procedure geeft ons een uitgebreid overzicht van de emissieprestaties van elke test die plaatsvindt. De procedure wordt gedemonstreerd door Rinaldo Colombo, Mauro Cadario en Philippe Le-Lijour.
Installeer idealiter de hoofdeenheid en bedieningseenheid van de PEMS aan de buitenkant van het voertuig, zoals op een trekhaak of een haak, met behulp van een platform of in de kofferbak. Als de PEMS in de cabine moet worden geïnstalleerd, bevestig deze met riemen aan de auto. Installeer een ventilatieopening naar buiten voor uitlaatgassen en condensaat die door de PEMS wordt geloosd.
Installeer vervolgens, volgens de instructies van de fabrikant en lokale voorschriften, een kooldioxide-, koolmonoxide- en stikstofoxide-analysator, toebehoren en hun connectoren en hun verwarmde bemonsteringsleidingen. Als de PEMS niet werkt met zijn eigen batterijen, bevestig dan twee 12 volt-batterijen in de voertuigcabinec. Bijvoorbeeld achter de voorpassagiersstoel.
Bevestig vervolgens de weerstation en GPS rechtstreeks aan de buitenkant van het voertuig. Verbind vervolgens de signaalkabels met de signaalinputpoort van de PEMS-hoofdunit. Selecteer nu een uitlaatstroomsmeter of EFM, die in staat is om de verwachte uitlaatstroomsnelheid van het testvoertuig te meten.
Afhankelijk van het specifieke voertuig kan de EFM worden bevestigd aan een trekhaak, aan een fietsendrager of aan metalen beugels. Bevestig de EFM aan de uitlaatpijp met behulp van lasmetalen buizen. Vermijd het verkleinen van de binnendiameter van de uitlaatpijp met kleinere buizen.
Pas vervolgens alle gasbemonsteringssondes toe binnen 20 centimeter van de uitlaatopening, maar verstop de uitlaatstroom niet door te veel sondes op dezelfde positie te plaatsen. Als een EFM wordt gebruikt, moeten de sondes minimaal 20 centimeter van de uitlaatopening zijn. Idealiter zou elke sonde moeten bemonsteren vanuit de centrumlijn van de uitlaatstroom.
Grote sondes die de diameter van de uitlaatpijp overspannen, kunnen ook worden gebruikt als ze meerdere gaten langs hun lengte hebben. Voer vóór de nul- en spankalibratie een lektest uit. Schakel eerst de PEMS in en laat deze stabiliseren volgens de aanbevelingen van de fabrikant.
Dit kan ongeveer 40 minuten duren. Gebruik de stroom en niet de batterijen. Verbind de pc met de PEMS.
Voordat u verder gaat, zorg ervoor dat de gasbemonsteringsleidingen minimaal 60 graden Celsius hebben bereikt. Behandel ook eventuele waarschuwings- of foutsignalen op de PEMS voordat u verder gaat. Eenmaal opgewarmd, kalibreert u het systeem met nul- en spangassen.
Verbind eerst de nulgasleiding. Gebruik stikstof of synthetische lucht als nulgas en stel de druk in op die gespecificeerd door de fabrikant, meestal één tot twee bar. Start vervolgens de nulprocedure in de PEMS-software.
Open eerst een nieuwe sessie. Selecteer vervolgens de nulgaspoort en voer de procedure uit. Ontkoppel nu het nulgas en bereid u voor op de spankalibratie.
Kies de spangassen om overeen te komen met het bereik van verontreinigingsconcentraties die tijdens de rit worden verwacht. Voor kooldioxide gebruikt u een kalibratiegas tussen 10 en 14% kooldioxide. Voor stikstofoxide gebruikt u normen tussen 1.500 en 2.000 delen per miljoen.
Verbind de spangasfles met de PEMS en stel de gasdruk in op één tot twee bar. Geef vervolgens het signaal aan de software. Geef in de gebruikersinterface de concentraties van de gassen in de fles op.
De software zal de analysereactie detecteren en aanpassen aan de spanwaarde. Indien nodig, vervolgt u de spancontroles met de restgassen. Optioneel herhaalt u de nulprocedure.
Vervolgens schakelt u van de stroomverbinding terug naar de batterijen. Start vervolgens, voordat u de motor start, de gegevensregistratie. Gebruik voor tijdsaanpassing een enkele gegevensregistratieapparatuur.
Rijd nu de getraceerde rit zoals geboden door het navigatiesysteem. De rit moet 90 tot 120 minuten duren en op een niet-agressieve, niet-schuchter, normale manier worden gereden. Airconditioning kan naar behoefte worden gebruikt.
Aan het einde van de rit, blijf gegevens registreren nadat de motor is uitgeschakeld, totdat de responstijd van de bemonsteringssystemen is verstreken. Stop vervolgens de testregistratie. Controleer voordat u de analyzers uitschakelt hun drift door de nul- en spangassen opnieuw te meten die vóór de test werden gebruikt.
Als de metingen te ver zijn afgeweken, moet de test worden ongeldig verklaard. Exporteer ten slotte de gegevens. Ga naar gegevensbestanden en upload het bestand dat vóór de test is gemaakt.
Voor de analyse selecteert u alle opties en kiest u vervolgens onder gegevensanalyse het bestand verwerken. Er wordt een spreadsheet van de gegevens voorbereid voor analyse. Met behulp van een Euro 5b lichte voertuig met turbo opgeladen benzine directe injectie met een motorinhoud van 1,2 liter, werd een PEMS geïnstalleerd en werd een RDE-conforme rit uitgevoerd.
De rit werd geverifieerd door de grensvoorwaarden, bedieningsvoorwaarden en de normaliteit van het rijden te controleren. Alle ritvereisten en bedrijfsparameters waren binnen de gedefinieerde grenzen. De relatieve positieve versnelling lag binnen de grenzen, evenals de 95e percentiel van de snelheid vermenigvuldigd met de positieve versnelling.
Voor vergelijking worden gegevens met agressiever rijden in dezelfde auto, evenals andere tests uit de literatuur, verstrekt. De resultaten laten zien dat de stikstofoxide-emissies in de stad gelijk waren aan of lager
Overzicht
Dit artikel bespreekt de Real-Driving Emissions (RDE) testprocedure, ontwikkeld door de Europese Commissie om voertuigemissies onder praktijkomstandigheden te beoordelen. Het artikel beschrijft de experimentele procedures die nodig zijn voor de uitvoering van de RDE-test met behulp van Portable Emissions Measurement Systems (PEMS).
Belangrijkste Onderdelen van de Studie
Wetenschapsgebied
- Milieuwetenschappen
- Automotive Engineering
- Emissietesten
Achtergrond
- De RDE-test is ontworpen als aanvulling op bestaande protocollen voor het testen van voertuigemissies.
- Het doel is om ervoor te zorgen dat gereguleerde verontreinigende stoffen worden gemeten onder diverse normale rijcondities.
- Het gebruik van PEMS maakt real-time emissiemonitoren tijdens het rijden op de weg mogelijk.
- Deze procedure is essentieel voor de naleving van regelgeving en milieubescherming.
Doel van de studie
- Om de experimentele opstelling en procedures voor het uitvoeren van de RDE-test te presenteren.
- Om de effectiviteit van PEMS bij het nauwkeurig meten van voertuigemissies aan te tonen.
- Om richtlijnen te bieden voor het waarborgen van de naleving van emissienormen.
Gebruikte methoden
- Installatie van PEMS op lichte voertuigen.
- Kalibratie van gasanalysatoren voor nauwkeurige emissiemetingen.
- Uitvoeren van een in kaart gebrachte rit om emissiegegevens te verzamelen.
- Data-analyse om emissieresultaten te vergelijken met de wettelijke limieten.
Belangrijkste resultaten
- Emissies werden gemeten onder verschillende rijomstandigheden, waaronder stedelijke omgevingen en snelwegen.
- De resultaten gaven aan dat de stedelijke stikstofoxiden-emissies vergelijkbaar waren met de laboratoriumtests.
- De emissies op landwegen en snelwegen bleken hoger dan verwacht.
- Het geteste voertuig voldeed aan de vereiste RDE-conformeicriteria.
Conclusies
- De RDE-testprocedure is effectief voor het beoordelen van voertuigemissies in echte gebruiksomstandigheden.
- PEMS biedt een betrouwbare methode voor emissiemetingen tijdens normaal rijgedrag.
- Naleving van emissienormen kan worden bereikt door middel van juiste testprotocollen.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor management
Het testen van emissies tijdens het werkelijke rijgedrag overbrugt de kloof tussen laboratoriummetingen en de feitelijke prestaties op de weg, een kritische overweging voor het evalueren van de milieu-impact in transportgerelateerde R&D. Portable Emissions Measurement Systems maken een directe beoordeling van de uitstoot van verontreinigende stoffen onder variabele bedrijfsomstandigheden mogelijk, wat bijdraagt aan het mechanistische begrip van emissiebronnen. Deze mogelijkheid informeert risicobeoordelingen en nalevingsstrategieën in de mobiliteits- en energiesectoren, waar emissieprofielen de technologiekeuze en de regelgevende gereedheid beïnvloeden.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt onderzoek naar emissiemechanismen onder stressfactoren uit de echte wereld mogelijk, wat hypothesetoetsing voor trajecten van milieu-impact ondersteunt.
- Operationele waarde: Levert kwantitatieve, conditiespecifieke emissiegegevens die functionele relaties tussen motorbedrijf en de generatie van verontreinigende stoffen verduidelijken.
- Voorspellende waarde: Versterkt het vertrouwen in emissievoorspellingen door modellen te valideren aan de hand van actuele rijcycli, waardoor onzekerheid in milieuprognoses wordt verminderd.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Levert gestandaardiseerde real-time monitoring van gasvormige verontreinigende stoffen en fijnstof, waardoor reproduceerbare baselines voor vergelijkende analyse worden vastgesteld.
- Operationele waarde: Garandeert de gereedheid van de assay via geverifieerde installatie-, kalibratie- en lekcontroleprotocollen die de integriteit van de metingen over de testcycli heen behouden.
- Schaalbaarheidswaarde: Faciliteert het hergebruik van het platform voor verschillende voertuigtypen via aanpasbare PEMS-montage- en bemonsteringsconfiguraties, wat high-throughput milieuscreening ondersteunt.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Slaat een brug tussen laboratoriumstudies naar emissies en prestaties in de praktijk, waardoor translationele continuïteit wordt mogelijk gemaakt van gecontroleerde tests naar variabele rijomstandigheden op de weg.
- Operationele waarde: Ondersteunt risico-gecorrigeerde vooruitgang door te verifiëren of emissiecontroles effectief blijven bij diverse rijprofielen, wat dient als basis voor go/no-go-beslissingen voor technologische verfijning.
- Mechanische risicoreductie: Identificeert condities waarbij emissiesystemen minder goed kunnen presteren, waardoor faalmodi bij implementatie in de praktijk preventief kunnen worden beperkt.
Integratie van pipeline en workflow
De RDE-PEMS-workflow is geïntegreerd in pijplijnen voor milieubeoordeling, van het eerste testen van hypothesen tot de validatie van technologie, vooral wanneer emissiegedrag in de praktijk invloed heeft op ontwikkelingsbeslissingen.
- Discovery Biology: Ondersteunt het onderzoek naar emissiepaden door motorbedrijfsomstandigheden te koppelen aan meetbare vervuilingsuitstoot onder realistische rijprofielen.
- Screening: Maakt assay-gereedheid mogelijk via gestandaardiseerde PEMS-installatie, kalibratie van de gasanalysator en meting van de uitlaatgasstroom, wat reproduceerbare gegevensverzameling garandeert.
- Analytics: Genereert tijdopgeloste emissiedatasets die vergelijkingen tussen rijfasen (stedelijk, landelijk, snelweg) en omstandigheden mogelijk maken, ter ondersteuning van de vergelijkende analyse van technologievarianten.
- Translational Research: Verbindt in het laboratorium afgeleide emissievoorspellingen met validatie op de weg, om te bevestigen of de waargenomen prestaties overeenstemmen met de verwachte milieu-impact.
- Enterprise Reuse: Creëert een herbruikbare capaciteit voor emissie-evaluatie over verschillende voertuigplatformen heen, waardoor redundante opstellingen worden verminderd door gestandaardiseerde PEMS-implementatie en verificatieprotocollen.
Operationele impact & impact op de organisatie
- Wetenschappelijke waarde: Biedt mechanistisch inzicht in emissiegeneratie onder variabele belastingen, temperaturen en rijgedragingen, waardoor ambiguïteit in milieueffectrapportages wordt verminderd.
- Operationele waarde: Garandeert meetconsistentie via nul-/span-kalibratie, lekcontroles en driftverificatie, wat de betrouwbaarheid van gegevens over verschillende testcampagnes verbetert.
- Strategische waarde: Informeert go/no-go-beslissingen door aan het licht te brengen of emissiecontroles effectief blijven buiten laboratoriumomstandigheden, waardoor het risico op laatstadiumfalen bij mobiliteitstechnologieën wordt verminderd.
- Portefeuille-impact: Maakt risicogestuurde prioritering van emissiecontrolestrategieën mogelijk op basis van prestatiegegevens uit de praktijk, wat de kapitaalallocatie in duurzaamheidsgerichte R&D verbetert.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in emissiemetingen, het bedienen van gasanalyzers en de integratie van voertuiguitlaatsystemen.
- Is afhankelijk van PEMS-hardware, gekalibreerde gasstandaarden, uitlaatstroommeters, weerstations, GPS en dataloggingsystemen.
- Maakt cross-team standaardisatie van installatie-, kalibratie- en rituitvoeringsprotocollen noodzakelijk om de vergelijkbaarheid van gegevens te waarborgen.
- Omvat overwegingen voor aanpassingen aan verschillende configuraties van voertuiguitlaten, montage-opties en de plaatsing van bemonsteringssondes om verstoringen van de stroming te voorkomen.
- Omvat praktische beperkingen zoals installatietijd, gevoeligheid voor uitlaatlekkages en de noodzaak van driftcontroles na de test om de integriteit van de gegevens te valideren.
