Wdrożenie przenośnych systemów pomiaru emisji (PEMS) dla rozporządzenia w sprawie emisji zanieczyszczeń w rzeczywistych warunkach jazdy (RDE) w Europie

Podsumowanie

Komisja Europejska opracowała procedurę testowania emisji zanieczyszczeń w rzeczywistych warunkach jazdy (RDE) w celu weryfikacji emisji zanieczyszczeń podczas rzeczywistej eksploatacji pojazdu za pomocą przenośnych systemów pomiaru emisji (PEMS). W artykule przedstawiono procedury doświadczalne wymagane przez nowo przyjęte badanie RDE.

Streszczenie

Pojazdy są testowane w kontrolowanych i stosunkowo wąskich warunkach laboratoryjnych w celu określenia ich oficjalnych wartości emisji i referencyjnego zużycia paliwa. Jednak na drodze warunki otoczenia i jazdy mogą różnić się w szerokim zakresie, czasami powodując, że emisje są wyższe niż te zmierzone w laboratorium. Z tego powodu Komisja Europejska opracowała uzupełniającą procedurę badania emisji w rzeczywistych warunkach jazdy (RDE) z wykorzystaniem przenośnych systemów pomiaru emisji (PEMS) w celu weryfikacji emisji zanieczyszczeń gazowych i liczby cząstek stałych w szerokim zakresie normalnych warunków eksploatacji na drogach. W artykule przedstawiono nowo przyjętą procedurę badania RDE, wyróżniającą sześć etapów: 1) wybór pojazdu, 2) przygotowanie pojazdu, 3) projektowanie przejazdu, 4) wykonanie przejazdu, 5) weryfikację przejazdu oraz 6) obliczanie emisji. Spośród tych etapów, przygotowanie pojazdu i realizacja przejazdu są opisane bardziej szczegółowo. Podano przykłady weryfikacji przejazdu i obliczeń emisji.

Wprowadzenie

Pojazdy są testowane w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych w celu określenia ich oficjalnych wartości emisji i zużycia paliwa (np. Regulamin 83 Europejskiej Komisji Gospodarczej ONZ (UNECE)¹. W przypadku pojazdów lekkich rozporządzenie 715/2007² określa wartości graniczne emisji Euro 5 i 6, które muszą spełniać pojazdy kategorii M1, M2 (samochody osobowe), N1 i N2 (pojazdy do przewozu rzeczy). Zgodność jest weryfikowana za pomocą tak zwanego testu "typu I", który mierzy emisję spalin z rury wydechowej po zimnym rozruchu podczas znormalizowanego testu w laboratorium¹. Chociaż badania laboratoryjne zapewniają odtwarzalność i porównywalność wyników, obejmują one tylko niewielki zakres warunków otoczenia, jazdy i pracy silnika, które zwykle występują na drodze. W rzeczywistości oficjalne wyniki testów laboratoryjnych w coraz mniejszym stopniu odzwierciedlają rzeczywiste zużycie paliwa doświadczane przez kierowców na drodze³. Ponadto emisje z pojazdów drogowych, w szczególności emisje NO_X z samochodów z silnikami wysokoprężnymi, są również wyższe niż wartości homologacji typu^4-5. Rozporządzenie 715/2007² zawiera przepisy mające na celu zapewnienie przestrzegania wartości granicznych emisji w normalnych warunkach eksploatacji i użytkowania pojazdu. W przygotowaniu są różne nowe elementy regulacyjne mające na celu zmniejszenie zaobserwowanych rozbieżności, takie jak światowa zharmonizowana procedura dla pojazdów lekkich (WLTP), głównie w odniesieniu do emisji CO₂ i zużycia paliwa, oraz procedura badania emisji w rzeczywistych warunkach jazdy (RDE), głównie w odniesieniu do zanieczyszczeń.

Trzeba przyznać, że najważniejszym elementem nowego pakietu regulacyjnego dla konwencjonalnych zanieczyszczeń jest to, że zgodność z limitami emisji musi być wykazana w rzeczywistym użytkowaniu pojazdu zgodnie z procedurą RDE. Nowa procedura uzupełni pomiar emisji na hamowniach podwoziowych, dzięki czemu dokładna kontrola regulowanych zanieczyszczeń zostanie osiągnięta zarówno w laboratorium, jak i na drodze. RDE opiera się na testach emisji w warunkach drogowych za pomocą przenośnych systemów pomiaru emisji (PEMS). PEMS nie są niczym nowym, zwłaszcza w przypadku badań pojazdów ciężkich. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (US-EPA) dodała do laboratoryjnych testów certyfikacyjnych dodatkowe wymagania dotyczące emisji w ramach koncepcji Not-To-Exceed (NTE) opartej na testach pojazdów z PEMS. W Europie dla silników EURO V^6,7 mają zastosowanie przepisy dotyczące zgodności eksploatacyjnej (ISC) oparte na PEMS dla norm EURO VI. PEMS mierzy emisje w spalinach silnika z wydajnością pomiarową (np. liniowością, dokładnością) porównywalną z wydajnością urządzeń laboratoryjnych⁸ . Najnowsza generacja PEMS waży 30 kg, jest kompaktowa i można ją łatwo zainstalować w małych samochodach osobowych, dzięki czemu ma niewielki wpływ na pojazd.

Aby poradzić sobie z rzeczywistą zmiennością warunków testowych, muszą zostać wdrożone specjalne procedury testowania i oceny danych. Testy mogą odbywać się w szerokim zakresie wysokości, temperatury i warunków jazdy. Wymogi dotyczące (i) składu podróży (np. mniej więcej równy udział jazdy w miastach, obszarach wiejskich i na autostradzie) oraz (ii) dynamiki jazdy (np. dopuszczalnego zakresu przyspieszeń) mają na celu zapewnienie, aby pojazdy były testowane w sposób sprawiedliwy, reprezentatywny i wiarygodny. Mimo to, ze względu na szereg czynników (np. ruch uliczny, kierowca i wiatr), każdy test drogowy pozostaje do pewnego stopnia losowy i niepowtarzalny. W związku z tym głównym wyzwaniem było opracowanie metody oceny danych, która ocenia ex post normalność warunków testowych, aby umożliwić wiarygodną ocenę emisji z pojazdów. W tym celu w ramach RDE przyjęto dwie metody: ruchome okna uśredniające (MAW) i metodę kategoryzacji mocy. Metoda MAW dzieli badanie na podsekcje (zakresy) i wykorzystuje średnie emisje dwutlenku węgla (CO₂ ) dla każdej odległości w celu oceny normalności warunków działania. Metoda kategoryzacji energii kategoryzuje chwilowe emisje drogowe do pojemników mocy na podstawie odpowiedniej mocy na kołach. Normalność wynikowego rozkładu mocy ustala się poprzez porównanie ze znormalizowanym rozkładem częstotliwości mocy koła. Obie metody zawierają kryteria mające na celu zapewnienie, że zrealizowane badanie obejmuje zakres dynamiki jazdy dozwolony w procedurze badania RDE^9-10. Obie metody zazwyczaj dają wyniki w granicach 10%; Natomiast różnice rzędu 50% zostały zgłoszone^11,12. Nadal brakuje dogłębnej oceny tych dwóch metod oceny danych. Komisja Europejska dostrzega to niedociągnięcie w motywie 14 rozporządzenia RDE^13,14 i przewiduje przegląd tych dwóch metod w najbliższej przyszłości w celu ich utrzymania lub opracowania ujednoliconej metody oceny zanieczyszczeń gazowych i emisji cząstek stałych.

Do tej pory dwa pakiety RDE zostały przyjęte przez Komitet Techniczny ds. Pojazdów Silnikowych (TCMV) państw członkowskich UE i weszły w życie po ich opublikowaniu w Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej^13-15. Pierwszy pakiet RDE obejmował warunki brzegowe, rzeczywistą procedurę testową, specyfikacje PEMS oraz metody oceny danych (MAW i/lub binning mocy), ale nie limity emisji (pakiet został poddany pod głosowanie przez TCMV w dniu 18 maja 2015 r.). W drugim pakiecie RDE dodano dopuszczalne wartości emisji nieprzekraczalne (NTE) mające zastosowanie do badań RDE. Dodatkowo wprowadzono uzupełniające warunki brzegowe w celu sprawdzenia nadmiaru lub braku dynamiki jazdy. Emisje z każdego ważnego indywidualnego badania RDE muszą być niższe od odpowiedniej wartości granicznej emisji NTE, określanej w regulaminie jako współczynniki zgodności. Obecnie objęte są tylko emisje NO_x. Wiążące współczynniki zgodności zostaną wprowadzone w dwóch etapach: w latach 2017-2019 dla nowych homologacji typu i wszystkich nowych rejestracji samochodów będzie obowiązywał współczynnik 2,1 normy Euro 6 NO_x limit (80 mg/km). Następnie w latach 2020-2021 współczynnik zgodności zostanie obniżony do 1,5. Ostateczny współczynnik zgodności Euro 6 wynoszący 1,5 zapewnia tolerancję 0,5 (tj. 50%) ze względu na dodatkową niepewność pomiaru PEMS w porównaniu ze sprzętem laboratoryjnym oraz zmienność emisji między testami w możliwych zakresach warunków badania (np. temperatury, dynamiki i wysokości). W odniesieniu do CO, chociaż wiążące współczynniki zgodności nie są obecnie omawiane, emisje CO w warunkach drogowych muszą być mierzone i rejestrowane w celu uzyskania homologacji typu. Drugi pakiet został poddany pod głosowanie przez TCMV w dniu 28 października 2015 r.

Spotkanie inaugurujące dwa dodatkowe pakiety odbyło się 25 stycznia 2016^roku. Trzeci pakiet RDE będzie dotyczył badania PEMS na liczbę cząstek stałych, emisji przy rozruchu zimnego silnika oraz testowania pojazdów hybrydowych. Pomiar liczby emisji cząstek stałych w pojazdach pokładowych jest wyzwaniem, ponieważ nie ustalono jeszcze żadnej zweryfikowanej techniki. W latach 2013–2014 opracowano nowe koncepcje i podejścia, w tym detekcję elektryczną aerozolu w czasie rzeczywistym w połączeniu z pobieraniem próbek o stałym przepływie¹⁶. Głosowanie nad tym pakietem ma się odbyć w drugiej połowie 2016 r. Czwarty pakiet RDE będzie dotyczył definicji wymogów dotyczących zgodności eksploatacyjnej i badań w ramach nadzoru rynku. Zakończenie prac nad tym pakietem przewiduje się na początek 2017 r. Rozporządzenia RDE 2016/427¹³ i 2016/646¹⁴ są obecnie zintegrowane wraz ze światową zharmonizowaną procedurą badania pojazdów lekkich (WLTP) w większe rozporządzenie UE w sprawie homologacji typu, które uzupełni rozporządzenie 715/2007².

Celem tego artykułu jest przedstawienie procedur eksperymentalnych wymaganych przez nowo przyjęte przepisy RDE. Procedura badania RDE określa granice dopuszczalnych warunków badania, protokół badania pojazdów, wymagania dotyczące przyrządów oraz metody oceny, które mają być stosowane do analizy działania pojazdu i związanych z tym emisji zanieczyszczeń (tabela 1). Procedurę można podsumować w sześciu krokach: 1) wybór pojazdu, 2) przygotowanie pojazdu, 3) zaprojektowanie trasy, 4) realizacja przejazdu, 5) weryfikacja przejazdu i 6) obliczenie emisji. Jeśli którykolwiek z wymagań w którymkolwiek z tych sześciu kroków nie zostanie spełniony, test uznaje się za nieudany. Bardziej szczegółowy opis procedury badania RDE można znaleźć w samym rozporządzeniu^13-14.

Załącznik IIIA do rozporządzenia (WE) nr 692/2008

1. Wprowadzenie, definicje i skróty

2. Ogólne wymogi dotyczące współczynników zgodności

3. Badanie RDE, które należy przeprowadzić

4. Wymagania ogólne

5. Warunki brzegowe

6. Wymagania dotyczące podróży

7. Wymagania operacyjne

8. Olej smarowy, paliwo i odczynnik

9. Emisje i ocena przejazdu

Dodatki

Dodatek 1: Procedura badania emisji z pojazdów za pomocą PEMS

Dodatek 2: Specyfikacja i kalibracja komponentów i sygnałów PEMS

Dodatek 3: Walidacja PEMS i niemożliwego do zidentyfikowania masowego natężenia przepływu spalin

Dodatek 4: Określanie wielkości emisji

Dodatek 5: Weryfikacja warunków dynamicznych przejazdu metodą 1 (ruchomy zakres uśredniania)

Dodatek 6: Weryfikacja dynamicznych warunków przejazdu metodą 2 (kategoryzacja mocy)

Dodatek 7: Wybór pojazdów do badania PEMS podczas wstępnej homologacji typu

Dodatek 7a: Weryfikacja ogólnej dynamiki przejazdu

Dodatek 7b: Procedura określania łącznego dodatniego przewyższenia podczas przejazdu

Dodatek 8: Wymogi dotyczące wymiany danych i sprawozdawczości

Dodatek 9: Świadectwo zgodności producenta

Tabela 1: Struktura regulacji RDE. Rozporządzenie uznaje się za ZAŁĄCZNIK IIIA do rozporządzenia Komisji 692/2008¹⁰. Wszystkie części i dodatki są opisane w rozporządzeniu Komisji 2016/427 (pierwszy pakiet)⁸. Załączniki 7a i 7b, a także współczynniki zgodności opisano w rozporządzeniu Komisji 2016/646 (drugi pakiet)⁹.

Protokół

1. Wybierz pojazd

1. Do celów homologacji typu należy wybrać reprezentatywny pojazd z "rodziny badań PEMS". Za rodziny uznaje się pojazdy o tych samych parametrach technicznych (tj. rodzaju napędu, paliwa, procesie spalania, liczbie cylindrów, pojemności silnika, sposobie zasilania silnika, układzie chłodzenia, urządzeniach do oczyszczania spalin i recyrkulacji spalin). Szczegółowe informacje znajdują się w rozdziale 4 i dodatku 7¹³.
2. W każdym innym celu (np. porównanie emisji laboratoryjnych i drogowych) należy wybrać pojazd, który odpowiada celom eksperymentu.

2. Przygotuj pojazd

1. Przygotuj PEMS.
   UWAGA: Patrz dodatek 1 do reguły⁸ w odniesieniu do urządzeń PEMS.
   1. Użyć (co najmniej) analizatorów CO i NO_x w celu określenia stężenia zanieczyszczeń w spalinach. Użyć analizatora CO₂ w celu określenia ciężkości prowadzenia pojazdu w badaniu (agresywności) podczas etapów weryfikacji i obliczeń.
   2. Użyj jednego lub wielu przyrządów lub czujników, takich jak przepływomierz masowy spalin (EFM), aby określić przepływ masowy spalin.
   3. Użyj globalnego systemu pozycjonowania (GPS), aby określić pozycję, wysokość i prędkość pojazdu.
   4. W razie potrzeby użyj czujników i innych urządzeń, które nie są częścią pojazdu (np. stacji pogodowej), aby zmierzyć takie czynniki, jak temperatura otoczenia, wilgotność względna, ciśnienie powietrza lub prędkość pojazdu.
   5. Do zasilania PEMS należy używać źródła energii niezależnego od pojazdu. W samochodach osobowych zwykle stosuje się akumulatory 12 V lub 24 V.
   6. Opcjonalnie można skorzystać z innych urządzeń dodatkowych, takich jak ładowarki akumulatorów, komputer osobisty do zdalnego sprawdzania stanu PEMS, pasy do montażu PEMS wewnątrz samochodu lub metalowa platforma do montażu na haku holowniczym na zewnątrz samochodu.
2. Zainstaluj PEMS.
   1. Jednostkę główną i sterującą PEMS należy zamontować na zewnątrz pojazdu (np. na haku holowniczym za pomocą specjalnej platformy) lub w bagażniku/bagażniku (rys. 1). Jeśli PEMS jest zainstalowany w kabinie, należy go dobrze przymocować za pomocą pasów i odprowadzić nadmiar gazów na zewnątrz samochodu, na przykład za pomocą rurek z politetrafluoroetylenu (PTFE).
   2. Zainstalować co najmniej analizatory CO₂, CO i NO_x (a po zatwierdzeniu trzeciego pakietu RDE, analizator liczby cząstek) z podgrzewanymi przewodami do pobierania próbek. Postępuj zgodnie z instrukcjami producenta PEMS oraz lokalnymi przepisami BHP.
   3. Jeżeli PEMS nie jest wyposażony we własne akumulatory, należy zamontować akumulator 12 V w kabinie pojazdu, na przykład za siedzeniem pasażera. Przymocuj to dobrze za pomocą pasków.
   4. Za pomocą magnesów przymocuj stację pogodową i GPS bezpośrednio do podwozia pojazdu (np. na dachu pojazdu). Podłącz sygnału GPS do portu wejściowego sygnału jednostki głównej PEMS.
   5. W każdym przypadku, gdy stosuje się EFM, należy upewnić się, że zakres pomiarowy EFM odpowiada natężeniu przepływu masowego spalin oczekiwanemu podczas badania. Zapoznaj się z arkuszem specyfikacji producenta EFM. Przykład znajduje się w tabeli 2.
   6. Dostosuj rurę wydechową pojazdu do EFM za pomocą opaski zaciskowej i elastycznych łączników lub spawania rur metalowych. Stosować złącza, które są stabilne termicznie przy temperaturach spalin oczekiwanych podczas badania, aby uniknąć powstawania cząstek. Należy unikać zmniejszania wewnętrznej średnicy rury wydechowej przy użyciu mniejszych rur lub zmniejszania przekroju poprzecznego poprzez dodanie wielu sond do pobierania próbek w tym samym położeniu.
      1. W razie wątpliwości należy sprawdzić, czy instalacja i eksploatacja PEMS nie powoduje nadmiernego wzrostu ciśnienia statycznego na wylocie spalin. Zmierz ciśnienie za pomocą czujnika ciśnienia (dokładność lepsza niż 0,1 kPa) w wylocie spalin lub w przedłużeniu o tej samej średnicy, jak najbliżej końca rury.
         UWAGA: Jeżeli producent pojazdu nie podał żadnych wartości granicznych ciśnienia, dodanie PEMS lub jakichkolwiek sond nie powinno powodować różnicy ciśnienia statycznego na wylotach układu wydechowego w pojeździe o więcej niż ± 0,75 kPa przy 50 km/h lub o więcej niż ± 1,25 kPa przy 120 km/h od ciśnienia statycznego zarejestrowanego, gdy nic nie jest podłączone do wylotów spalin pojazdu.
   7. Sondę (sondy) do pobierania próbek należy zamontować co najmniej 200 mm przed punktem wyjścia wylotu spalin, aby zminimalizować wpływ powietrza otoczenia za punktem pobierania próbek (rysunek 2). Jeżeli stosowany jest EFM, należy zainstalować sondy do pobierania próbek za EFM, zachowując odległość co najmniej 150 mm od elementu czujnika przepływu (rysunek 2). Sondy powinny mieć odpowiednią długość, która umożliwia pobieranie próbek od linii środkowej. Sondy o długościach równych wewnętrznej średnicy rury wydechowej mogą być również używane, jeśli mają wiele otworów na swojej długości.
   8. Upewnij się, że przestrzegany jest maksymalny ładunek (tj. <90%). PEMS plus pasażer ważą około 150 kg, więc maksymalne obciążenie samochodu nie jest osiągane. Dodaj dodatkowe obciążenia, jeśli musi zostać osiągnięty limit 90%.
   9. Po zainstalowaniu PEMS należy przeprowadzić kontrolę szczelności, postępując zgodnie z instrukcjami producenta PEMS. Zablokuj końcówkę sondy miękką plastikową nasadką, włącz pompy do próbek PEMS, aby wytworzyć podciśnienie, a następnie wyłącz je. Pompami można sterować, podłączając PEMS do komputera za pomocą Ethernet. Jeśli nie jest to możliwe (np. sonda jest zainstalowana w kominie wydechowym), należy przeprowadzić kontrolę szczelności z wlotu próbki do analizatora.
      UWAGA: Oprogramowanie PEMS komunikuje się z jednostką główną i steruje pompami po rozpoczęciu procedury sprawdzania szczelności. Monitoruj podciśnienie. Strata graniczna ciśnienia podczas przejścia/niezaliczenia jest określana przez producentów PEMS.

pkt. pkt. pkt. pkt. TGL szt. szt. szt. TGL TGL pkt. pkt. pkt. pkt. pkt. szt. szt. szt. osób szt.

Średnica zewnętrzna rury przepływowej
w	1	1,5	cyfra arabska	Rozdział 2.5	3	4	5	6
Mm	25	38 Rozdział 38	51 Rozdział 51	Rozdział 64	76 Rozdział 76	Rozdział 102	Rozdział 127	152 Rozdział 152
Długość rury przepływowej (długość wraz z przedłużeniem)
w	art. 20(26)	art. 20(26)	art. 20(26)	25(32,5)	art. 25 ust. 34	art. 25(37)	art. 30(45)	36(54)
Mm	508(660)	508(660)	508(660)	635(825)	635(864)	635(940)	762(1,143)	914(1,372)
Natężenie przepływu przy 100 °C (kg/godz.)
Minimalny przepływ	6,9	Rozdział 10,9	Rozdział 15,8	Norma 18,9	22,5	30,7	38,6	46,2
Maksymalny przepływ	Rozdział 85	Rozdział 276	Okręg wyborczy 535	890	1 250	2 080	3 115	4 005
Przepływ przy 400 °C (kg/godz.)
Minimalny przepływ	Rozdział 10.4	Rozdział 16,4	23,9	Norma 28,4	Rozdział 34	46,3	58,2	69,6
Maksymalny przepływ	Rozdział 64	Rozdział 208	Z numerem 402	670	930	1 550	2 345	3 015

Tabela 2: Przykład typowych charakterystyk przepływomierza. Dla każdego przepływomierza podane są wymiary i maksymalne natężenia przepływu przy różnych temperaturach spalin. Dane pochodzą z szybkobieżnego przepływomierza spalin firmy Sensors.

Rysunek 1: PEMS różnych producentów. W tych przykładach PEMS są instalowane na zewnątrz pojazdu na wsporniku lub na haku holowniczym. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Instalacja PEMS. Analizatory gazów znajdują się wewnątrz pojazdu. Minimalne wymagane odległości przed i po EFM są również podane na rysunku. Należy pamiętać, że w tej konfiguracji nie użyto żadnych łączników elastomerowych. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

3. Sprawdź poprawność instalacji PEMS.
   UWAGA: Ten krok podrzędny jest opcjonalny. Zaleca się jednak jednokrotną walidację zainstalowanego PEMS dla każdej kombinacji PEMS – pojazd poprzez przeprowadzenie badania na hamowni podwoziowej w cyklu podobnym do cyklu stosowanego do homologacji typu, przed badaniem drogowym lub po jego zakończeniu.
   1. Umieścić pojazd z PEMS na hamowni podwoziowej. Przygotuj PEMS jak w kroku 4 (patrz poniżej) do przeprowadzenia podróży.
   Należy
   2. przeprowadzić badanie homologacyjne typu w cyklu badawczym światowych zharmonizowanych pojazdów lekkich (WLTC), w miarę możliwości zgodnie z wymogami obowiązującego regulaminu laboratoryjnego (zob. dodatek 3)¹³.
   3. Pomiar emisji zanieczyszczeń odbywa się za pomocą PEMS, równolegle z wyposażeniem laboratoryjnym wykorzystywanym do homologacji typu pojazdów.
   4. Obliczyć emisje PEMS na sekundę (jak w kroku 4). Zsumować obliczone emisje w czasie rzeczywistym, aby uzyskać całkowitą masę emisji zanieczyszczeń (g), a następnie podzielić ją przez odległość badawczą (km) uzyskaną z hamowni podwoziowej.
   5. Należy porównać całkowitą masę zanieczyszczeń właściwą dla danej odległości (g/km) PEMS z referencyjnym systemem laboratoryjnym obliczonym zgodnie z rozporządzeniem. Różnica musi spełniać określone wymagania dla każdego zanieczyszczenia (np. dla NO_x, ± 15 mg/km lub 15% laboratoryjnego punktu odniesienia, w zależności od tego, która z tych wartości jest większa).

3. Zaprojektuj podróż

1. Zaprojektuj wycieczkę w oparciu o mapy ulic. Musi spełniać wymagania określone w tabelach 3 i 4.
2. Upewnij się, że podróż rozpoczyna się od części miejskiej (U) (prędkość ≤60 km/h), kontynuuje się częścią wiejską (R), a kończy się częścią autostradową (M) (prędkość >90 km/h).
3. Upewnij się, że udział ruchu miejskiego, wiejskiego i autostradowego jest równy. Do celów planowania przejazdu definicję ruchu miejskiego, wiejskiego i autostradowego określa się na podstawie chwilowej prędkości pojazdu i uwzględnia się topografię miejsca przeprowadzania testów.
   Podczas określania części przejazdu autostradą należy zwrócić uwagę na obecność ograniczeń, takich jak punkty poboru opłat, które będą ograniczać rzeczywistą prędkość.
   UWAGA: Mapy elektroniczne mogą zawierać dodatkowe informacje na temat lokalnych ograniczeń prędkości, czasu trwania podróży, dystansu podróży i lokalnej wysokości w stosunku do poziomu morza.

parametr	Warunek brzegowy
Temperatura otoczenia (Tamb w stopniach Celsjusza (°C))	Umiarkowany: 0 ≤Tamb < 30(1)
	Rozszerzony (niski): -7 ≤Tamb < 0(1)
	Wysunięty (wysoki): 30 amb ≤35
Wysokość (halt w metrach nad poziomem morza)	Umiarkowany: halt ≤700
	Rozszerzony: 700 alt ≤1,300
Dynamika jazdy obejmująca wpływ nachylenia drogi, wiatru, dynamiki jazdy (przyspieszenia, opóźnienia) i systemów pomocniczych na zużycie energii i emisję zanieczyszczeń przez pojazd testowy	Nachylenie drogi oceniane jako skumulowane dodatnie przewyższenie przejazdu RDE (<1 200 m/100 km)
	Ogólne nadmiarowe lub niewystarczające tempo jazdy podczas jazdy oceniane za pomocą parametrów dynamicznych, takich jak przyspieszenie, v∙a+ lub RPA
	Pokrycie przejazdu i kompletność sprawdzone za pomocą metody MAW i Power Binning
Temperatura pojazdu(2)	Nie jest wymagane kondycjonowanie pojazdu
	Z wyłączeniem okresu zimnego rozruchu do 5 minut
Stan po leczeniu(2)	Pod pewnymi warunkami: okresowa regeneracja układów kontroli emisji, np. filtrów cząstek stałych (DPF), może być wyłączona lub badanie można powtórzyć
Systemy pomocnicze	Układ klimatyzacji lub inne urządzenia pomocnicze muszą być eksploatowane w sposób, z którego korzysta konsument podczas rzeczywistej jazdy
Ładowność pojazdu i masa próbna	Do 90 % dopuszczalnego obciążenia użytkowego (w tym kierowca, osoba towarzysząca badaniu, w stosownych przypadkach, sprzęt badawczy wraz z mocowaniem i urządzeniami zasilającymi); można dodać sztuczny ładunek użyteczny
(1) W drodze odstępstwa, między rozpoczęciem stosowania wiążących limitów emisji nieprzekraczających (NTE), jak określono w sekcji 2.1 załącznika IIIa do rozporządzenia (WE) nr 692/20088, do pięciu lat po datach podanych w art. 10 ust. 4 i 5 rozporządzenia (WE) nr 715/20072, niższa temperatura dla warunków umiarkowanych jest wyższa lub równa 3 °C, a niższa temperatura dla warunków rozszerzonych wynosi wyższa lub równa -2 °C.
(2) Dedykowane przepisy dotyczące zimnego rozruchu zostaną wdrożone jako część trzeciego pakietu regulacyjnegoRDE. Podany zostanie również szczegółowy przepis dotyczący czasu trwania i/lub drogi rozruchu w trybie zimowego rozruchu, kontroli stanu układów oczyszczania spalin okresowo regenerujących, kondycjonowania silnika i namaczania pojazdu.

Tabela 3: Warunki brzegowe ważnego testu RDE¹². Warunki brzegowe odnoszą się do warunków początkowych, które muszą być spełnione przed przejazdem testowym i w jego trakcie. Dla każdego warunku podane są limity i kilka komentarzy.

parametr	wymaganie
Udziały w miastach, wsiach i autostradach w zależności od odległości (wybrane na podstawie planu ulic)(1)	34%, 33% i 33% z tolerancją ±10% (udział w miastach musi być większy niż 29%)
Definicja jazdy U/R/M na podstawie chwilowej prędkości pojazdu v(2)	Miejskie: prędkość pojazdu v ≤60 km/h
	Rural: prędkość pojazdu 60
	Autostrada: prędkość pojazdu v >90 km/h
Odległość między odcinkami miejskimi, wiejskimi i autostradowymi(2)	Minimalny dystans 16 km
Prędkość części miejskiej, wiejskiej i autostradowej(2)	Jazda w terenie miejskim: średnia prędkość 15–40 km/h; jazda w terenie miejskim składająca się z kilku okresów postoju trwających co najmniej 10 sekund(3)
	Okresy postoju(4): 6–30% czasu pracy w terenie miejskim
	Autostrada: prawidłowe pokrycie prędkości od 90 do co najmniej 110 km/h
	v >100 km/h przez co najmniej 5 min
Maksymalna prędkość pojazdu(2)	v ≤145 km/h (może być przekroczona o 15 km/h przez nie więcej niż 3% czasu trwania odcinka autostradowego)
Czas trwania podróży(2)	Od 90 do 120 min
Inne wymagania	Punkt początkowy i końcowy nie mogą różnić się pod względem wysokości nad poziomem morza o więcej niż 100 m
	Badania RDE przeprowadzane w normalnych dniach i godzinach pracy(1)
	Maksymalna możliwa ciągłość dla części miejskiej, wiejskiej i autostradowej(1,2)
(1) do sprawdzenia podczas projektowania lub realizacji podróży.
(2) do zweryfikowania po zakończeniu podróży.
(3) Jeśli okres przestoju trwa dłużej niż 180 sekund, zdarzenia emisji w ciągu 180 sekund następujących po takim nadmiernie długim okresie zatrzymania są wyłączone z oceny.
(4) zdefiniowany jako prędkość pojazdu mniejsza niż 1 km/h.

Tabela 4: Wymagania operacyjne dla ważnego testu RDE¹². Wymagania eksploatacyjne odnoszą się do warunków, które muszą być spełnione podczas przejazdu próbnego. Dla każdego warunku podane są limity i kilka komentarzy.

4. Prowadź podróż

1. Włącz PEMS i pozwól mu się ustabilizować przez około 40 minut, zgodnie ze specyfikacją producenta PEMS.
   1. Aby uniknąć kondensacji wilgoci i zapewnić odpowiednią skuteczność przenikania różnych gazów, należy upewnić się, że przewód(-y) pobierania próbek osiągnęły minimalną temperaturę 60 °C, z chłodnicą lub bez, do pomiaru zanieczyszczeń gazowych. W przypadku cząstek minimalna temperatura wynosi 100 °C.
   2. Upewnij się, że PEMS jest wolny od sygnałów ostrzegawczych i sygnalizacji błędów. W przypadku komunikatów ostrzegawczych należy zapoznać się z sekcją dotyczącą ręcznego rozwiązywania problemów z PEMS.
2. Gazy kalibracyjne należy dobrać do zakresu stężeń zanieczyszczeń oczekiwanych podczas przejazdu (tj. zakres kalibracji powinien obejmować co najmniej 90 % wartości stężeń uzyskanych z 99 % pomiarów ważnych części badania emisji). W przypadku CO₂ zalecany jest zakres 10-14%, podczas gdy w przypadku NO_x zalecane jest około 1 500-2 000 ppm. Rzeczywiste stężenie gazu kalibracyjnego musi mieścić się w zakresie ± 2% od podanej wartości.
3. Wykonaj regulację kalibracji zera i zakresu analizatorów za pomocą gazów kalibracyjnych.
   1. Podłączyć gaz zerowy (_N2) lub powietrze syntetyczne lub użyć powietrza otoczenia jako gazu zerowego.
   2. Przygotuj oprogramowanie (np. Sensor's Tech). Wybierz pozycję Testuj → Menedżer sesji → Nadaj nazwę → opcji Otwórz (sesję) → Wstępnie testuj: Zero.
   3. Odłącz gaz zerowy.
   4. Podłączyć butlę gazową do czujnika span do PEMS pod ciśnieniem 1 bar.
   5. Przygotuj oprogramowanie. Wybierz pozycję Test → Session Manager → opcji Pre Test: Span.
   6. Wprowadzić stężenia gazów w butli do oprogramowania PEMS (pod graficznymi interfejsami użytkownika zera/zakresu). Oprogramowanie PEMS automatycznie wykrywa odpowiedź analizatora i porównuje ją z wartością butelki. System automatycznie dostosowuje odpowiedź analizatora do wartości zakresu.
   7. Odłącz gaz zakresowy i podłącz następny.
      UWAGA: Użytkownik ma możliwość korzystania z jednej butli o dużej rozpiętości ze wszystkimi istotnymi gazami (co najmniej CO₂ i NO_x) lub oddzielnych butli gazowych.
4. Gdy wszystko będzie gotowe, rozpocznij pomiar pobierania próbek. Utwórz nazwę pliku w zakładce "Nazwa testu".
   1. Przed uruchomieniem silnika należy rozpocząć rejestrowanie parametrów, naciskając przycisk "Start" w Menedżerze sesji za pomocą oprogramowania PEMS zainstalowanego już na komputerze. Aby ułatwić wyrównanie czasu, rozpocznij rejestrowanie parametrów w pojedynczym urządzeniu rejestrującym dane lub ze zsynchronizowanym znacznikiem czasu.
      UWAGA: Polecenia umożliwiające rozpoczęcie i zatrzymanie próbkowania oraz rozpoczęcie i zatrzymanie nagrywania są dostępne w oprogramowaniu PEMS, które było wcześniej zainstalowane na komputerze i podłączone Ethernet do jednostki głównej PEMS. Producenci PEMS stosują różne programy i graficzne interfejsy użytkownika.
5. Trasę należy przeprowadzić, postępując zgodnie z instrukcjami systemu nawigacyjnego. Wycieczka powinna trwać 90-120 min. Jedź normalnie, unikając nadmiernie bojaźliwej lub agresywnej jazdy. Przestrzegaj wszystkich lokalnych i krajowych przepisów bezpieczeństwa ruchu drogowego. Układ klimatyzacji lub inne urządzenia pomocnicze mogą być eksploatowane w sposób zgodny z ich możliwym użytkowaniem przez konsumenta.
6. Kontynuować pobieranie próbek, pomiar i rejestrowanie parametrów przez cały czas trwania badania drogowego. Silnik może być zatrzymywany i uruchamiany, ale pobieranie próbek emisji i rejestrowanie parametrów musi być kontynuowane. Pomiar i zapis danych mogą zostać przerwane na mniej niż 1% całkowitego czasu trwania przejazdu, ale nie na dłużej niż na kolejny okres 30 sekund, wyłącznie w przypadku niezamierzonej utraty sygnału lub w celu konserwacji systemu PEMS.
7. Należy udokumentować wszelkie sygnały ostrzegawcze sugerujące nieprawidłowe działanie PEMS.
8. Po zakończeniu podróży wyłącz silnik spalinowy. Kontynuować rejestrację danych do momentu upływu czasu odpowiedzi układów pobierania próbek (około 20 sekund). Naciśnij "Stop" w Menedżerze sesji.
9. Pod koniec testu, a przed wyłączeniem analizatorów, należy sprawdzić dryft analizatorów, które mierzyły zero i zakres, używając gazów kalibracyjnych, które były używane przed badaniem, w następujący sposób. Postępuj zgodnie z procedurą opisaną w kroku 4.3, z tą różnicą, że w oknie "Post Test" (Zero i Zakres) wybrano opcję Zero (Zero) i Span (Wyślij test).
   1. Zmierz poziom zerowy analizatora(ów). Sprawdzić, czy różnica między wynikami badania wstępnego i końcowego jest zgodna z wymogami określonymi w dodatku 1⁸. Na przykład dla NO_x dopuszczalny dryft zerowy wynosi 5 ppm.
   2. Zmierz poziom rozpiętości analizatora(ów). Dopuszczalne jest wyzerowanie analizatora przed sprawdzeniem pełzania zakresu, jeżeli pełzanie zera zostało określone jako mieszczące się w dopuszczalnym zakresie. Sprawdzić, czy różnica między wynikami badania wstępnego i końcowego jest zgodna z wymogami określonymi w dodatku 1⁸. Na przykład dla NO_x dopuszczalny dryft zerowy wynosi 5 ppm, a dopuszczalny dryft zakresu wynosi 5 ppm, czyli 2% odczytu (w zależności od tego, która wartość jest większa).
   3. Jeżeli różnica między wynikami badania wstępnego i końcowego dla dryftu zera i zakresu jest większa niż dopuszczalna, należy unieważnić wyniki badania i powtórzyć badanie.

5. Sprawdź podróż

1. Eksportuj zarejestrowane dane do pliku arkusza kalkulacyjnego. W sekcji "Pliki danych" prześlij plik utworzony przed testami. Następnie w "Analizie danych" wybierz "Przetwarzaj plik".
   UWAGA: W zakładce "Ustawienia" upewnij się, że ustawienia są poprawne; W razie wątpliwości użyj wartości domyślnych podanych przez producenta. W zakładce "Wyjście" wybierz sygnały, które chcesz wyeksportować (zazwyczaj wszystkie).
2. Należy sprawdzić, czy (i) zapisy parametrów osiągnęły wymaganą kompletność danych większą niż 99%, (ii) skalibrowany zakres analizatorów odpowiada co najmniej 90 % wartości stężeń uzyskanych z 99 % pomiarów ważnych części badania emisji oraz (iii) mniej niż 1 % całkowitej liczby pomiarów wykorzystanych do oceny przekracza skalibrowany zakres analizatorów maksymalnie dwukrotnie. Jeżeli wymagania te nie są spełnione, badanie musi zostać unieważnione.
3. Na podstawie wyeksportowanych danych sprawdź zgodność z warunkami brzegowymi (Tabela 3).
   1. Należy sprawdzić zgodność z warunkami brzegowymi dotyczącymi temperatury otoczenia i wysokości n.p.m., jak określono w tabeli 3, sprawdzając odpowiednio dane dotyczące chwilowej wilgotności otoczenia i temperatury.
   2. Sprawdź, czy czas podróży wynosi od 90 do 120 minut.
   3. Sprawdzić udział ruchu miejskiego, wiejskiego i autostradowego, maksymalną prędkość pojazdu, średnią prędkość oraz udział jazdy miejskiej na biegu jałowym i potwierdzić, że są one zgodne z tabelą 3.
   4. Należy sprawdzić nadmierną dynamikę jazdy lub jej brak, określoną jako iloczyn chwilowej prędkości pojazdu i dodatniego przyspieszenia (v∙a+) oraz względnego dodatniego przyspieszenia (RPA) (zob. rozdział 5 i dodatek 7a)^13,14.
   5. Należy zweryfikować zrealizowane profile wysokości (tj. skumulowany dodatni przyrost wysokości podczas przejazdu oraz różnicę wysokości między punktem początkowym i końcowym przejazdu) (rozdział 6 i dodatek 7b)^13,14.
4. Na podstawie wyeksportowanych danych należy sprawdzić zgodność z wymaganiami operacyjnymi (tabela 4). Sprawdzić, czy podczas badania osiągnięto wystarczające pokrycie normalnej dynamiki (tabela 4), stosując ruchome okna uśredniania (MAW) lub metody grupowania mocy na podstawie parametrów złożonych, takich jak CO₂ , które obejmują wpływ nachylenia drogi, wiatru, dynamiki jazdy (np. przyspieszeń, opóźnień) i układów pomocniczych na zużycie energii przez pojazd i emisje (zob. dodatki 5 i 6¹³).

6. Oblicz emisje

1. Obliczyć wynik emisji RDE dla wszystkich zdarzeń w granicach normalnej dynamiki jazdy, stosując metodę maw lub metodę grupowania mocy. W przypadku oprogramowania Sensor Tech PC odbywa się to automatycznie, jeśli w zakładce "Ustawienia" wybrano metodę "Okno".
2. Oblicza się stosunek emisji RDE do dopuszczalnej wielkości emisji danego zanieczyszczenia. Pojazd przechodzi badanie z wynikiem pozytywnym, jeżeli emisje zanieczyszczeń pozostają poniżej mającego zastosowanie współczynnika zgodności (zob. rozdział 2⁾⁸ przy zastosowaniu co najmniej jednej z dwóch metod (MAW lub kategoryzacja mocy). W przypadku NO_x współczynnik ten wynosi 2,1 w latach 2017-2019 (nowe homologacje typu/nowe rejestracje) i zostanie obniżony do 1,5 w latach 2020-2021.
   UWAGA: Po zakończeniu podróży większość obliczeń i raportów emisji jest wykonywana automatycznie, ponieważ większość producentów PEMS oferuje odpowiednie oprogramowanie obliczeniowe. Alternatywnie, do wykonania kroku 5 (weryfikacja podróży) można użyć darmowego oprogramowania EMROAD (dla MAW) lub CLEAR (dla binningu zasilania).

Wyniki

Podany zostanie przykład funkcji wymagań RDE.

Wybierz i przygotuj pojazd oraz zaprojektuj i przeprowadź podróż: To nie był test homologacyjny, ale zastosowanie procedur RDE. W ten sposób wybrany pojazd, lekki pojazd z turbodoładowaniem i bezpośrednim wtryskiem benzyny Euro 5B (o pojemności silnika 1,2 l), był już dostępny w laboratorium JRC. Wybrano przejazd zgodny z RDE (rysunek 3). Po zainstalowaniu i przygotowaniu PEMS wycieczka została przeprowadzona.

Rysunek 3: Projekt podróży. Pokazana jest podróż, która obejmuje w równych częściach część miejską (≤60 km/h), wiejską i autostradową (>90 km/h). Projekt opiera się na ograniczeniach prędkości na wybranych drogach. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Zweryfikuj podróż: Podróż została zweryfikowana poprzez sprawdzenie (i) warunków brzegowych i operacyjnych oraz (ii) normalności jazdy. Warunki brzegowe i eksploatacyjne oraz wymagania dotyczące przejazdu zostały spełnione (tabela 5). Temperatura otoczenia i maksymalna wysokość mieściły się w umiarkowanych granicach odpowiednio 0-30 °C i ≤700 m. Wycieczka składała się z jazdy miejskiej, a następnie wiejskiej i autostradowej. Trwał on 96 minut i pokonał dystans co najmniej 16 km dla każdej z części U/R/M. Udziały odległości mieściły się w granicach 29-44% dla części miejskiej i 23-43% dla części wiejskiej i autostradowej. Przejazd zawierał okresy postoju, zdefiniowane jako okresy, w których prędkość pojazdu była mniejsza niż 1 km/h, w zalecanym zakresie 6-30% czasu trwania ruchu miejskiego. Jeśli chodzi o profile prędkości pojazdów, badanie wykazało, że jazda po autostradzie prawidłowo obejmowała (i) zakres od 90 do 110 km/h oraz (ii) prędkości powyżej 100 km/h przez co najmniej 5 minut. Maksymalna prędkość pojazdu była znacznie niższa od progu 145 km/h, podczas gdy średnia prędkość części podróży przeznaczonej do jazdy miejskiej, łącznie z postojami, mieściła się w dopuszczalnym zakresie 15-40 km/h. Skumulowany dodatni przyrost wysokości podczas całego przejazdu był poniżej limitu 1 200 m na 100 km. Różnica wysokości między punktem startowym a końcowym wynosiła <100 m. Względne przyspieszenie dodatnie i^95-ty percentyl prędkości pomnożone przez przyspieszenie dodatnie mieściły się w granicach (zob. rys. 4). Dla porównania przedstawiono dane eksperymentalne z bardziej agresywną jazdą tym samym samochodem, a także inne badania opisane w literaturze^17,18.

Rysunek 4: Wskaźniki służące do sprawdzania nadmiaru lub braku dynamiki jazdy. a) 95^{. percentyl} iloczynu prędkości chwilowej i przyspieszenia dodatniego podczas jazdy miejskiej, wiejskiej i autostradowej. b) Względne dodatnie przyspieszenie podczas jazdy miejskiej, wiejskiej i autostradowej. Otwarte kwadraty są wynikami eksperymentalnymi. Otwarte trójkąty to wynik agresywnej jazdy w tym samym samochodzie. Gwiazdki oznaczają agresywne wycieczki po niemieckich miastach. Linia ciągła pokazuje dopuszczalne granice. Wyświetlane są również obszary pozytywnego lub negatywnego. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rozdział Rozdział szt. szt. TGLI pkt. pkt. pkt. szt. pkt. pkt. Środa szt. Rozdział Rozdział

Warunki	Jednostek	Limity	podróż	miejski	wiejski	autostrada	Komentarze
szybkość	[km/godz.]			≤60	60	V>90
Ładunku	[%]	90	75				Ok
Temperatura otoczenia	[°C]	-7...+35	Rozdział 19				OK (Umiarkowany)
Max. wysokość n.p.m.	[m]	1 300 ≤	302				OK (Umiarkowany)
Różnica wysokości początkowej/końcowej	[m]	<100	Rozdział 40				Ok
Skumulowany dodatni przyrost wysokości	[m/100 km]	1 200 <	636				Ok
Względne przyspieszenie dodatnie	[m/s2]	Wykres 4		0,215	0,134	0,100	Ok
prędkość x dodatnie przyspieszenie	[m2/s3]	Wykres 4		15,5	22,7	Norma 21,4	Ok
Czas trwania podróży	[sekundy]	90-120	96 Rozdział 96				Ok
Przebyty dystans	[km]	>16		29	27 Rozdział 27	23	Ok
Udostępnij	[%]	23(29)-43		36,7	34,2	Rozdział 29,1	Ok
Czas zatrzymania (czasu trwania w mieście)	[%]	6-30		Klasa 28,8			Ok
V>100 km/h	[min]	≥5				Pytanie 9,7	Ok
v>145 km/h (czasu autostradowego)	[%]	<3				0	Ok
Średnia prędkość (część miejska)	[km/godz.]	15-40		28	75	114	Ok

Tabela 5: Podsumowanie oceny podróży. Warunki brzegowe; wymogi dotyczące badań; oraz wyniki uzyskane przed podróżą i/lub w jej trakcie, odpowiednio dla części miejskiej, wiejskiej i autostradowej.

Normalność jazdy została przeprowadzona metodą oceny MAW, z wyłączeniem zimnego rozruchu i pracy na biegu jałowym oraz ważąc emisje NO_x z odchyleniami emisji CO₂ większymi niż 25% cyklu homologacji typu zgodnie z metodą MAW (patrz Dodatek 5)⁸. Wykorzystano bezpłatne oprogramowanie EMROAD.

Oblicz emisje RDE: Analiza wyników została również przeprowadzona za pomocą oprogramowania EMROAD. Wyniki można zobaczyć na rysunku 5. Emisje NO_x w miastach były na tym samym poziomie lub niższe niż emisje z odpowiednich faz WLTC (0,02 g/km). Emisje na obszarach wiejskich i autostradach były o >0,05 g/km wyższe niż w odpowiednich fazach WLTC. Średnio emisje w warunkach drogowych wynosiły 0,056 g/km, czyli mniej niż wartość dopuszczalna NTE (w tym przypadku 0,06 mg/km x 2,1 współczynnik zgodności). W związku z tym ten konkretny pojazd przejdzie test RDE (mimo że procedura RDE nie ma zastosowania do pojazdów Euro 5). Więcej przykładów można znaleźć w innym miejscu,^17-18.

Rysunek 5: MAW NO_x emisje z podróży drogowej w funkcji prędkości MAW. Niebieskie kwadraty pokazują średnią emisję NO_x z każdego ruchomego zakresu uśredniania w funkcji odpowiedniej średniej prędkości pojazdu w danym zakresie. Solidne diamenty reprezentują średnią emisję NO_x na drodze wszystkich okien reprezentujących jazdę miejską, wiejską i autostradową. Białe kółka oznaczają laboratoryjne emisje NO_x w czterech fazach WLTP. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Dyskusja

W artykule opisano procedurę RDE. Na szczególną uwagę zasługuje kilka punktów, które zostaną tutaj omówione bardziej szczegółowo.

Do celów homologacji typu obowiązkowe jest określenie przepływu spalin za pomocą urządzeń takich jak EFM, które działają bez żadnego połączenia z ECU pojazdu. Jeśli chodzi o przygotowanie pojazdu, ważne jest połączenie między EFM a rurą wydechową. Materiały powinny być odporne na temperaturę i skład spalin. Chociaż nie jest to tak krytyczne dla NO_x, będzie miało znaczenie dla pobierania próbek liczby cząstek, gdzie desorpcja osadzonego materiału może prowadzić do sztucznie zawyżonych emisji. Ponadto należy unikać miejsc, w których mogą gromadzić się kondensaty. Kondensaty powstające podczas przyspieszeń mogą dostać się do układów pomiarowych i je uszkodzić lub zablokować. Punkty pobierania próbek analizatorów są połączone za EFM w celu zapewnienia, że cały przepływ przechodzi przez EFM. W przypadku, gdy nie jest to możliwe i są one połączone przed EFM, należy dokonać korekty dla odprowadzanego przepływu. Analizatory powinny być podłączone za EFM, bez żadnych zmian w długości przewodów do pobierania próbek. Jeśli nie jest to możliwe, w oprogramowaniu należy uwzględnić czas przebywania w dodatkowych przewodach, aby zapewnić prawidłowe obliczenia emisji. Analizatory mogą być instalowane wewnątrz lub na zewnątrz pojazdu, o ile spełnione są wymogi bezpieczeństwa. Ponadto kalibracja analizatorów wymaga uwagi. Musi się to odbywać w przewidywanym zakresie emisji spalin pojazdu. W przeciwnym razie wymóg pokrycia 90 % 99 % pomiarów ważnych części badania emisji może nie zostać spełniony.

Weryfikacja przejazdu i obliczanie emisji są zazwyczaj przeprowadzane przez oprogramowanie PEMS. Przy normalnej jeździe można z łatwością spełnić wszystkie warunki¹⁷. Na przykład, w oparciu o nasze pomiary, normalnie napędzana podróż mieści się w dynamicznych granicach granicznych (rysunek 4). Jednak agresywna jazda może odbywać się w strefie przejazdu, zwłaszcza na odcinkach miejskich lub autostradowych. Z drugiej strony, dane z holenderskich miast pokazują, że normalna jazda może również przekroczyć te limity¹⁸. W przyszłości doświadczenie zdobyte w czasie, testy przeprowadzone bliżej warunków brzegowych oraz metody oceny, które wykazują różnice na poziomie >50%, ocenią możliwość zastosowania procedury^11,19.

Źródłem niepewności jest określanie obciążeń drogowych do celów pomiaru emisji CO₂ za pomocą WLTC; Pomiary te służą do oceny normalności warunków jazdy za pomocą oceny danych RDE. Idealnie byłoby, gdyby wybrane obciążenia drogowe były podobne do obciążeń nieobciążonego pojazdu testowanego za pomocą PEMS na drodze. Elastyczność przyznana przez WLTP (np. w celu określenia obciążenia drogowego na podstawie konserwatywnych parametrów ogólnych lub pojazdu o największej masie próbnej w rodzinie) może powodować znaczne odchylenia w emisjach CO₂ określonych przez WLTC i mierzonych później na drodze. W związku z tym metody te mogą prowadzić do tendencyjnej oceny rzeczywistej intensywności jazdy. Przepisy WLTP dotyczące ustalania obciążenia drogowego mogą być potencjalnie konieczne do celów RDE.

Należy zauważyć, że w porównaniu z europejskim rozporządzeniem w sprawie zgodności eksploatacyjnej pojazdów ciężarowych o dużej ładowności istnieją pewne różnice (np . dopuszczalna jest korekta dryftu, podłączenie układu OBD jest niezbędne do obliczenia emisji w g/kWh) ze względu na odmienną procedurę homologacji typu dla pojazdów ciężkich (silników)⁶. Różnice te wykraczają poza zakres tego opracowania. W związku z amerykańskimi przepisami dotyczącymi zgodności z przepisami dotyczącymi użytkowania istnieje więcej różnic w metodzie oceny.

RDE to pierwszy na świecie regulacyjny test drogowy dla lekkich pojazdów dostawczych. Przepisy RDE określone w rozporządzeniu 2016/427 stanowią pierwszy istotny przypadek homologacji typu pojazdów lekkich w Europie, w którym RDE uzupełnia standardowe badania pojazdów w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Procedura badawcza RDE pozwala na badanie, a tym samym kontrolowanie, emisji zanieczyszczeń z pojazdów w szerokim zakresie warunków eksploatacji oraz w sposób bardziej solidny i kompleksowy niż obecnie stosowane badania laboratoryjne z predefiniowanym cyklem jazdy.

Niemniej jednak RDE również podlega ograniczeniom. Po pierwsze, pomiary emisji modalnej na drogach w długich okresach czasu wiążą się z ryzykiem dryftu analizatora (np . ze względu na zmienność temperatury otoczenia). Pomiary emisji w warunkach drogowych są zatem obarczone większymi marginesami niepewności (szacowanymi na maksymalnie 20–30% przy mającej zastosowanie wartości granicznej emisji dla NO_x)²¹ niż pomiary emisji w laboratorium, nawet jeśli analizatory PEMS spełniają podobne wymagania w zakresie dokładności i precyzji jak analizatory laboratoryjne. Po drugie, obchodzenie się ze sprzętem PEMS wymaga szkolenia; Przeprowadzanie testów emisji spalin na drodze nie jest jeszcze typu plug-and-play i wymaga eksperta. Ponieważ testy drogowe z wykorzystaniem PEMS są nadal dość nowatorskie, potrzebne są szkolenia, które umożliwią producentom samochodów i służbom technicznym zdobywanie najlepszych praktyk i dzielenie się nimi. Niniejszy artykuł jest próbą upowszechnienia wiedzy na temat postępowania z PEMS oraz badania emisji spalin z pojazdów na drodze. Nadal brakuje doświadczenia na większą skalę w zakresie przepisów dotyczących RDE, które można uzyskać w drodze badań międzylaboratoryjnych lub poprzez analizę porównawczą z obowiązującym prawodawstwem międzynarodowym. W związku z tym, że RDE jest pierwszą na świecie procedurą badania drogowego pojazdów lekkich, Komisja Europejska przewiduje coroczny przegląd współczynników zgodności oraz bardziej kompleksowy przegląd całej procedury RDE w perspektywie średnioterminowej.

Istnieją dwa główne obszary do zastosowania w przyszłości. Po pierwsze, RDE może zostać przyjęty przez inne kraje. Chiny, Indie, Japonia i Korea Południowa są zainteresowane przyjęciem RDE lub jego elementów do celów regulacyjnych. W związku z tym opisana tutaj procedura może stać się wzorcem dla regulacyjnych badań emisji lekkich pojazdów dostawczych na drogach na całym świecie. Po drugie, RDE przedstawia przewodnik dobrych praktyk dla wszelkich niezależnych testów emisji przeprowadzanych przez instytucje badawcze i służby techniczne. Przepisy te pomagają zapewnić dokładne i rzetelne pomiary emisji w warunkach drogowych.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Analizator PEMS	Sensors Inc.	Analizator PEMS SEMTECH ECOSTAR
AVL		MOVE	strong>Rysunek 2
PEMS Analizator	Horiba	OBS	strong>Rysunek 2
PEMS Analizator	MAHA	PEMS-GAS	strong>Rysunek 2
Exhaust Flow meter	Sensors Inc.	SEMTECH EFM-HS	EFM-HS Dane techniczne Tabela 4
GPS	Garmin	Drive 50
Stacja pogodowa	Waisala	AWS310
Zero gas	Air Liquide	AL089	Alphagaz 1 (N2)
Gaz zakresowy	Air Liquide	SM190022710IT	1,800 ppm NO w N2
Zakres spalania gazów	Air Liquide	SM190022710IT	13% CO2 w N2
Akumulatory	Odkryj	EV12A-A
Wzmianka o nazwach handlowych lub produktach komercyjnych nie stanowi poparcia ani rekomendacji ze strony autorów lub Komisji Europejskiej