Artykuł metodologiczny

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

30.9K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/54753

⸱

4 grudnia 2016

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Sustainable Transport Unit, Institute for Energy, Transport and Climate, Joint Research Centre

W tym artykule

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 NOX z samochodów z silnikami wysokoprężnymi, są również wyższe niż wartości homologacji typu4-5. 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 V6,7 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 RDE9-10. Obie metody zazwyczaj dają wyniki w granicach 10%; Natomiast różnice rzędu 50% zostały zgłoszone11,12. Nadal brakuje dogłębnej oceny tych dwóch metod oceny danych. Komisja Europejska dostrzega to niedociągnięcie w motywie 14 rozporządzenia RDE13,14 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 Europejskiej13-15. 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 NOx. 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 NOx 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 2016roku. 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 rozporządzeniu13-14.

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. Wybór pojazdu

  1. W celu zatwierdzenia typu należy wybrać reprezentatywny pojazd z tzw. „rodziny testowej PEMS”. Za rodziny uznaje się pojazdy o tych samych charakterystykach technicznych (tj. typ napędu, paliwo, proces spalania, liczbę cylindrów, pojemność silnika, metodę zasilania silnika, układ chłodzenia, urządzenia oczyszczania spalin oraz recyrkulację spalin). Szczegóły znajdują się w Rozdziale 4 i Aneksie 713.
  2. W każdym innym celu (np. porównanie emisji laboratoryjnych z emisjami w warunkach drogowych) należy wybrać pojazd odpowiadający celom eksperymentalnym.

2. Przygotowanie nośnika

  1. Przygotuj system PEMS.
    UWAGA: Patrz załącznik 1 do rozporządzenia8 dla urządzenia PEMS.
    1. Stosować (co najmniej) CO i NOProszę podać tekst źródłowy do tłumaczenia. analizatory do oznaczenia stężenia zanieczyszczeń w gazach wylotowych. Należy użyć analizatora CO2 analizator do określania stopnia intensywności jazdy podczas testu (agresywności) w etapach weryfikacji i obliczeń.
    2. Należy użyć jednego lub kilku urządzeń lub czujników, takich jak przepływomierz masowy spalin (EFM), aby wyznaczyć masowe natężenie przepływu spalin.
    3. Należy użyć systemu pozycjonowania satelitarnego (GPS), aby określić położenie, wysokość oraz prędkość pojazdu.
    4. Jeśli dotyczy, należy użyć czujników i innych urządzeń, które nie stanowią części pojazdu (np. stację pogodową) do pomiaru czynników takich jak temperatura otoczenia, wilgotność względna, ciśnienie atmosferyczne lub prędkość pojazdu.
    5. Do zasilania systemu PEMS należy wykorzystać źródło energii niezależne od pojazdu. W przypadku samochodów osobowych zazwyczaj stosuje się akumulatory 12 V lub 24 V.
    6. Opcjonalnie można wykorzystać inne urządzenia pomocnicze, takie jak ładowarki akumulatorów, komputer osobisty do zdalnego sprawdzania stanu systemu PEMS, pasy do montażu PEMS wewnątrz samochodu lub platformę metalową do montażu na haku holowniczym na zewnątrz samochodu.
  2. Zainstaluj PEMS.
    1. Zainstaluj jednostkę główną i jednostkę sterującą PEMS na zewnątrz pojazdu (np. na haku holowniczym za pomocą dedykowanej platformy) lub w bagażniku (Rycina 1). Jeśli PEMS jest zainstalowany w kabinie, należy go solidnie przymocować za pomocą pasów i odprowadzać nadmiar gazów na zewnątrz pojazdu, na przykład za pomocą rurek z politetrafluoroetylenu (PTFE).
    2. Zainstaluj co najmniej CO2, CO oraz NOProszę podać tekst źródłowy do tłumaczenia. analizatory (a po zatwierdzeniu trzeciego pakietu RDE – analizator liczby cząstek) wraz z ich podgrzewanymi liniami poboru próbek. Należy postępować zgodnie z instrukcjami producenta PEMS oraz lokalnymi przepisami dotyczącymi bezpieczeństwa i higieny pracy.
    3. Jeśli system PEMS nie jest wyposażony we własne akumulatory, należy zamontować akumulator 12 V w kabinie pojazdu, na przykład za fotelem pasażera. Należy go dobrze przymocować za pomocą pasów.
    4. Za pomocą magnesów przymocuj stację pogodową i GPS bezpośrednio do podwozia pojazdu (np. (na dachu pojazdu). Podłącz kable sygnałowe GPS do portu wejściowego sygnału jednostki głównej PEMS.
    5. Przy każdym użyciu EFM należy upewnić się, że zakres pomiarowy EFM jest zgodny z masowymi natężeniami przepływu gazów wylotowych przewidywanymi podczas badania. Należy zapoznać się z kartą specyfikacji producenta dla danego EFM. Przykład przedstawiono w Tabela 2.
    6. Dostosuj rurę wydechową pojazdu do EFM za pomocą opasek zaciskowych i elastycznych złączy lub poprzez spawanie metalowych rur. Należy używać złączy stabilnych termicznie w temperaturach gazów wylotowych przewidywanych podczas badania, aby uniknąć generowania cząstek. Należy unikać zmniejszania średnicy wewnętrznej rury wydechowej poprzez stosowanie rur o mniejszej średnicy oraz ograniczania przekroju poprzecznego poprzez umieszczanie wielu sond pobierających w tej samej pozycji.
      1. W razie wątpliwości należy sprawdzić, czy instalacja i eksploatacja systemu PEMS nie powoduje nadmiernego wzrostu ciśnienia statycznego na wylocie układu wydechowego. Ciśnienie należy zmierzyć za pomocą czujnika ciśnienia (dokładność lepsza niż 0,1 kPa) w wylocie układu wydechowego lub w przedłużce o tej samej średnicy, jak najbliżej końca rury.
        UWAGA: Jeśli producent pojazdu nie podał limitów ciśnienia, dodanie PEMS lub jakichkolwiek sond nie powinno powodować, aby ciśnienie statyczne w wylotach układu wydechowego pojazdu różniło się o więcej niż ± 0,75 kPa przy 50 km/h lub więcej niż ± 1,25 kPa przy 120 km/h w stosunku do ciśnień statycznych zarejestrowanych, gdy do wylotów układu wydechowego pojazdu nie jest podłączone żadne urządzenie.
    7. Zamontuj sondę (lub sondy) pobiercze co najmniej 200 mm przed punktem wyjścia wylotu spalin, aby zminimalizować wpływ powietrza otoczenia znajdującego się za punktem poboru (Rysunek 2). W przypadku zastosowania przepływomierza elektronicznego (EFM), należy zainstalować sondy pobierające poniżej EFM, zachowując odległość co najmniej 150 mm od elementu pomiarowego przepływu (Rysunek 2). Sondy powinny mieć odpowiednią długość, która umożliwia pobieranie próbek z linii środkowej. Można również stosować sondy o długości równej średnicy wewnętrznej rury wylotowej, jeżeli posiadają one wiele otworów wzdłuż swojej długości.
    8. Należy upewnić się, że nie przekroczono maksymalnego udźwigu (t.j. <90%). PEMS wraz z drugim kierowcą ważą około 150 kg, zatem maksymalne obciążenie samochodu nie zostało przekroczone. W przypadku konieczności osiągnięcia limitu 90% należy dodać dodatkowe obciążniki.
    9. Po zainstalowaniu systemu PEMS należy przeprowadzić test szczelności zgodnie z instrukcjami producenta PEMS. Końcówkę sondy należy zablokować miękką plastikową zatyczką, włączyć pompy próżniowe PEMS w celu wytworzenia podciśnienia, a następnie je wyłączyć. Sterowanie pompami może odbywać się poprzez podłączenie PEMS do komputera za pomocą kabla Ethernet. Jeśli nie jest to możliwe (np. (sonda jest zainstalowana w kominie spalin), należy przeprowadzić kontrolę szczelności z wlotu próbnego analizatora.
      UWAGA: Oprogramowanie PEMS komunikuje się z jednostką główną i steruje pompami po rozpoczęciu procedury sprawdzania szczelności. Należy monitorować ciśnienie próżni. Granica dopuszczalnej utraty ciśnienia (kryterium zaliczenia/niezaliczenia) jest określona przez producentów PEMS.
Średnica zewnętrzna rurki przepływowej
w11.522.53456
mm2538516476102127152
Długość rurki przepływowej (długość z przedłużeniem)
w20(26)20(26)20(26)25(32.5)25(34)25(37)30(45)36(54)
mm508(660)508(660)508(660)635(825)635(864)635(940)762(1,143)914(1,372)
Przepływ w 100 °C (kg/h)
Min. przepływ6.910.915.818.922.530.738.646.2
Maksymalny przepływ852765358901,2502,0803,1154,005
Przepływ w 400 °C (kg/h)
Minimalny przepływ10.416.423.928.43446.358.269.6
Maksymalny przepływ642084026709301,5502,3453,015

Tabela 2: Przykład typowych charakterystyk przepływomierza.Dla każdego przepływomierza podano wymiary oraz maksymalne natężenia przepływu przy różnych temperaturach gazów wylotowych. Dane pochodzą z urządzenia Sensors' High Speed Exhaust Flow Meter.

figure-protocol-1
Rycina 1: Systemy PEMS różnych producentów.Na tych przykładach systemy PEMS są zamontowane na zewnątrz pojazdu, na wsporniku lub na haku holowniczym. Aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny, kliknij tutaj.

figure-protocol-2
Rysunek 2: Instalacja PEMS. Analizatory gazów znajdują się wewnątrz pojazdu. Na rysunku podano również minimalne wymagane odległości przed i za EFM. Należy zauważyć, że w tej konfiguracji nie zastosowano złączy elastomerowych. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

  1. Zweryfikuj instalację PEMS.
    UWAGA: Ten podpunkt jest opcjonalny. Zaleca się jednak jednorazową weryfikację zainstalowanego PEMS dla każdej kombinacji PEMS-pojazd poprzez przeprowadzenie testu na hamowni podwoziowej w cyklu zbliżonym do tego stosowanego przy homologacji, albo przed, albo po teście drogowym.
    1. Umieść pojazd z PEMS na hamowni podwoziowej. Przygotuj PEMS zgodnie z krokiem 4 (patrz poniżej) do wykonania przejazdu.
    2. Przeprowadź test homologacyjny w ramach Światowego Zharmonizowanego Cyklu Testowego dla Pojazdów Lekkich (WLTC), stosując w możliwie największym stopniu wymagania obowiązujących przepisów laboratoryjnych (patrz Załącznik 3)13.
    3. Zmierz emisję zanieczyszczeń za pomocą PEMS równolegle z urządzeniami laboratoryjnymi wykorzystywanymi do homologacji pojazdów.
    4. Oblicz emisje PEMS na sekundę (zgodnie z krokiem 4). Zsumuj obliczone emisje w czasie rzeczywistym, aby uzyskać całkowitą masę emisji zanieczyszczeń (g), a następnie podziel ją przez dystans testowy (km) uzyskany na hamowni podwoziowej.
    5. Porównaj całkowitą masę zanieczyszczeń PEMS w odniesieniu do dystansu (g/km) z referencyjnym systemem laboratoryjnym obliczonym zgodnie z przepisami. Różnica musi spełniać określone wymagania dla każdego zanieczyszczenia (np. dla NOx ± 15 mg/km lub 15% referencji laboratoryjnej, w zależności od tego, która wartość jest większa).

3. Zaplanowanie podróży

  1. Zaplanuj trasę na podstawie map drogowych. Wykonana jazda musi spełniać wymagania określone w Tabelach 3 i 4.
  2. Upewnij się, że trasa rozpoczyna się od odcinka miejskiego (U) (prędkość ≤60 km/hr), kontynuowana jest odcinkiem pozamiejskim (R) i kończy się odcinkiem autostradowym (M) (prędkość >90 km/hr).
  3. Upewnij się, że udziały jazdy po mieście, w terenie pozamiejskim oraz na autostradzie są równe. Na potrzeby projektowania trasy definicja jazdy miejskiej, pozamiejskiej i autostradowej opiera się na chwilowej prędkości pojazdu i uwzględnia topografię miejsca testowego.
    Podczas definiowania autostradowego odcinka trasy zwróć uwagę na obecność ograniczeń, takich jak bramki poboru opłat, które mogą ograniczyć faktyczną prędkość.
    UWAGA: Mapy elektroniczne mogą dostarczać dodatkowych informacji o lokalnych ograniczeniach prędkości, czasie trwania przejazdu, dystansie trasy oraz lokalnej wysokości nad poziomem morza.
ParametrWarunek brzegowy
Temperatura otoczenia
(Tamb w stopniach Celsjusza (°C))		Umiarkowany: 0 ≤Tamb < 30(1)
Rozszerzony (niski): -7 ≤Tamb < 0(1)
Rozszerzony (wysoki): 30 <Tamb ≤35
Wysokość (halt w metrach nad poziomem morza)Umiarkowany: halt ≤700 
Rozszerzony: 700 <halt ≤1,300
Dynamika jazdy obejmująca wpływ nachylenia drogi, wiatru, dynamiki jazdy (przyspieszeń, opóźnień) oraz systemów pomocniczych na zużycie energii i emisję zanieczyszczeń przez badany pojazdNachylenie drogi oceniane jako skumulowany dodatni przyrost wysokości podczas przejazdu RDE (<1 200 m/100 km)
Ogólny nadmiar lub niedobór dynamiki jazdy podczas podróży oceniany na podstawie parametrów dynamicznych, takich jak przyspieszenie, v∙a+ lub RPA
Zakres i kompletność przemieszczeń zweryfikowane za pomocą metod MAW oraz Power Binning
Warunki temperatury nośnika(2)Nie przewidziano kondycjonowania pojazdu
Wyłączono okres zimnego startu trwający do 5 minut
Warunki poobróbkowe(2)W określonych warunkach: okresowa regeneracja systemów kontroli emisji, np., filtry cząstek stałych z silników diesla (DPF), mogą zostać wykluczone lub test może zostać powtórzony
Systemy pomocniczeSystem klimatyzacji lub inne urządzenia pomocnicze powinny być obsługiwane w sposób odpowiadający użytkowaniu przez konsumenta podczas rzeczywistej jazdy.
Ładunek użyteczny pojazdu i masa testowaDo 90% dopuszczalnego ładunku użytecznego (wliczając kierowcę, świadka testu, jeśli dotyczy, sprzęt testowy wraz z mocowaniami oraz urządzenia zasilające); można dodać sztuczny ładunek użyteczny
(1) W drodze odstępstwa, w okresie między rozpoczęciem stosowania wiążących limitów emisji nieprzekraczalnych (NTE), zdefiniowanych w rozdziale 2.1 załącznika IIIa do rozporządzenia (WE) nr 692/2008, a do czasu upływu pięciu lat od dat określonych w ustępach 4 i 5 artykułu 10 rozporządzenia (WE) nr 715/2007, dolna temperatura dla warunków umiarkowanych powinna być większa lub równa 3 °C a niższa temperatura dla warunków rozszerzonych powinna być większa lub równa -2 °C.
(2) Dedykowane procedury rozruchu na zimno zostaną wdrożone w ramach 3rd Pakiet regulacyjny RDE. Podane zostaną również szczegółowe wytyczne dotyczące czasu trwania i/lub dystansu zimnego startu, kontroli stanu okresowo regenerujących się systemów oczyszczania spalin, kondycjonowania silnika oraz czasu postoju pojazdu w celu wyrównania temperatury (soaking).

Tabela 3: Warunki brzegowe poprawnego testu RDE12. Warunki brzegowe odnoszą się do warunków początkowych, które muszą zostać zachowane przed oraz w trakcie przejazdu testowego. Dla każdego warunku podano limity oraz uwagi.

ParametrWymagania
Udziały obszarów miejskich, wiejskich i autostrad w zależności od dystansu (wybrane na podstawie mapy ulic)(1) 34%, 33% i 33% z ±tolerancja 10% (udziały obszarów miejskich muszą przekraczać 29%)
Definicja jazdy w trybach U/R/M w zależności od chwilowej prędkości pojazdu v(2)Obszar miejski: prędkość pojazdu v ≤60 km/godz.
Obszar wiejski: prędkość pojazdu 60 <v ≤90 km/h
Autostrada: prędkość pojazdu v >90 km/h
Dystans odcinków miejskich, wiejskich i autostradowych(2) Minimalna odległość 16 km
Prędkość na odcinkach miejskich, pozamiejskich i autostradowych(2)Miejski: średnia prędkość 15-40 km/h; eksploatacja w warunkach miejskich obejmująca kilka okresów postoju trwających 10 s lub dłużej(3)
Zatrzymywanie okresów(4)6–30% czasu trwania operacji miejskich
Autostrada: odpowiedni zakres prędkości od 90 do co najmniej 110 km/godz.
v >100 km/h przez co najmniej 5 min
Maksymalna prędkość pojazdu(2)v ≤145 km/h (może zostać przekroczone o 15 km/h przez nie więcej niż 3% czasu trwania odcinka autostrady)
Czas trwania podróży(2)Od 90 do 120 min
Pozostałe wymaganiaPunkt startowy i końcowy nie mogą różnić się wysokością nad poziomem morza o więcej niż 100 m.
Testy RDE przeprowadzone w normalne dni i godziny robocze(1)
Maksymalna możliwa ciągłość dla odcinków miejskich, wiejskich i autostradowych(1,2)
(1) należy zweryfikować podczas planowania lub realizacji podróży.
(2) do weryfikacji po zakończeniu podróży.
(3) jeżeli okres zatrzymania trwa powyżej 180 s, zdarzenia emisyjne w ciągu 180 s następujących po tak nadmiernie długim okresie zatrzymania zostaną wyłączone z oceny.
(4) zdefiniowane jako prędkość pojazdu mniejsza niż 1 km/h.

Tabela 4: Wymagania operacyjne dla poprawnego testu RDE12.Wymagania operacyjne odnoszą się do warunków, które muszą zostać zachowane podczas przejazdu testowego. Dla każdego warunku określono granice oraz zamieszczono uwagi.

4. Przeprowadzenie podróży

  1. Włącz system PEMS i pozostaw go do stabilizacji przez około 40 min, zgodnie ze specyfikacją producenta PEMS.
    1. Aby uniknąć kondensacji wilgoci i zapewnić odpowiednią wydajność penetracji różnych gazów, upewnij się, że linie pobiercze osiągnęły temperaturę minimum 60 °C (z chłodnicą lub bez niej) w przypadku pomiaru zanieczyszczeń gazowych. Dla cząstek stałych temperatura minimalna wynosi 100 °C.
    2. Upewnij się, że w systemie PEMS nie występują sygnały ostrzegawcze ani komunikaty o błędach. W przypadku pojawienia się komunikatów ostrzegawczych należy zapoznać się z sekcją rozwiązywania problemów w instrukcji obsługi PEMS.
  2. Dobierz gazy kalibracyjne tak, aby odpowiadały zakresowi stężeń zanieczyszczeń oczekiwanych podczas przejazdu (t.j. zakres kalibracji powinien obejmować co najmniej 90% wartości stężeń uzyskanych z 99% pomiarów z ważnych części testu emisji). Dla CO2 zaleca się zakres 10-14%, natomiast dla NOx zaleca się wartość około 1 500-2 000 ppm. Rzeczywiste stężenie gazu kalibracyjnego musi mieścić się w granicach ± 2% wskazanej wartości.
  3. Przeprowadź regulację kalibracji zera i zakresu (span) analizatorów przy użyciu gazów kalibracyjnych.
    1. Podłącz gaz zerowy (N2), powietrze syntetyczne lub użyj powietrza otoczenia jako gazu zerowego.
    2. Przygotuj oprogramowanie (np. Sensor's Tech). Wybierz Test → Session Manager → Nadaj nazwę → Open (a session) → Pre Test options: Zero.
    3. Odłącz gaz zerowy.
    4. Podłącz butlę z gazem kalibracyjnym (span) do systemu PEMS pod ciśnieniem 1 bar.
    5. Przygotuj oprogramowanie. Wybierz Test → Session Manager → Pre Test options: Span.
    6. Wprowadź stężenia gazów znajdujących się w butli do oprogramowania PEMS (w interfejsach graficznych zero/span). Oprogramowanie PEMS automatycznie wykrywa odpowiedź analizatora i porównuje ją z wartością z butli. System automatycznie dostosowuje odpowiedź analizatora do wartości zakresu.
    7. Odłącz gaz kalibracyjny i podłącz kolejny.
      UWAGA: Użytkownik ma możliwość zastosowania jednej butli kalibracyjnej ze wszystkimi odpowiednimi gazami (co najmniej CO2 i NOx) lub oddzielnych butli z gazami.
  4. Gdy wszystko będzie gotowe, rozpocznij pomiar próbkowania. Utwórz nazwę pliku w karcie „Test name”.
    1. Przed uruchomieniem silnika rozpocznij rejestrację parametrów, klikając „Start” w Session Managerze za pomocą oprogramowania PEMS zainstalowanego na komputerze PC. Aby ułatwić synchronizację czasową, rozpocznij rejestrację parametrów w jednym urządzeniu rejestrującym dane lub z synchronizowaną znacznikami czasu.
      UWAGA: Polecenia rozpoczęcia i zatrzymania próbkowania oraz rozpoczęcia i zatrzymania rejestracji są dostępne w oprogramowaniu PEMS, które zostało wcześniej zainstalowane na komputerze PC i podłączone za pomocą kabla Ethernet do jednostki głównej PEMS. Producenci PEMS stosują różne oprogramowania i interfejsy graficzne.
  5. Zrealizuj zaplanowany przejazd, postępując zgodnie z instrukcjami systemu nawigacyjnego. Przejazd powinien trwać 90-120 min. Kieruj pojazd w sposób normalny, unikając jazdy nadmiernie ostrożnej lub agresywnej. Przestrzegaj wszystkich lokalnych i krajowych przepisów bezpieczeństwa ruchu drogowego. System klimatyzacji lub inne urządzenia pomocnicze mogą być obsługiwane w sposób zgodny z ich możliwym wykorzystaniem przez konsumenta.
  6. Kontynuuj próbkowanie, pomiar i rejestrację parametrów przez cały czas trwania testu drogowego. Silnik może być zatrzymywany i uruchamiany, ale próbkowanie emisji i rejestracja parametrów muszą być kontynuowane. Pomiar i rejestracja danych mogą zostać przerwane na czas krótszy niż 1% całkowitego czasu trwania przejazdu, ale nie dłużej niż przez jednorazowy okres 30 s, wyłącznie w przypadku niezamierzonej utraty sygnału lub w celu konserwacji systemu PEMS.
  7. Udokumentuj wszelkie sygnały ostrzegawcze sugerujące awarię systemu PEMS.
  8. Po zakończeniu przejazdu wyłącz silnik spalinowy. Kontynuuj rejestrację danych do czasu upływu czasu odpowiedzi systemów pobierania próbek (około 20 s). Kliknij „Stop” w Session Managerze.
  9. Po zakończeniu testu i przed wyłączeniem analizatorów sprawdź dryft analizatorów, które mierzyły zero i zakres, używając gazów kalibracyjnych stosowanych przed testem, w następujący sposób: postępuj zgodnie z procedurą w kroku 4.3, z tą różnicą, że z okna „Post Test” należy wybrać Zero i Span.
    1. Zmierz poziom zera analizatora/analizatorów. Sprawdź, czy różnica między wynikami przed testem a po teście jest zgodna z wymaganiami określonymi w Załączniku 18. Na przykład dla NOx dopuszczalny dryft zera wynosi 5 ppm.
    2. Zmierz poziom zakresu (span) analizatora/analizatorów. Dopuszczalne jest ustawienie zera analizatora przed weryfikacją dryftu zakresu, jeśli stwierdzono, że dryft zera mieści się w dopuszczalnym zakresie. Sprawdź, czy różnica między wynikami przed testem a po teście jest zgodna z wymaganiami określonymi w Załączniku 18. Na przykład dla NOx dopuszczalny dryft zera wynosi 5 ppm, a dopuszczalny dryft zakresu wynosi 5 ppm lub 2% odczytu (zależnie od tego, która wartość jest większa).
    3. Jeśli różnica między wynikami przed testem a po teście dla dryftu zera i zakresu jest wyższa niż dozwolona, unieważnij wyniki testu i powtórz badanie.

5. Weryfikacja podróży

  1. Wyeksportuj zarejestrowane dane do pliku arkusza kalkulacyjnego. W sekcji „Data Files” prześlij plik utworzony przed testami. Następnie w sekcji „Data Analysis” wybierz opcję „Process the file”.
    UWAGA: W karcie „Settings” upewnij się, że ustawienia są poprawne; w razie wątpliwości zastosuj wartości domyślne producenta. W karcie „Output” wybierz sygnały, które chcesz wyeksportować (zazwyczaj wszystkie).
  2. Sprawdź, czy (i) rejestracja parametrów osiągnęła wymaganą kompletność danych powyżej 99%, (ii) skalibrowany zakres analizatorów obejmuje co najmniej 90% wartości stężeń uzyskanych z 99% pomiarów z ważnych części testu emisji oraz (iii) mniej niż 1% całkowitej liczby pomiarów wykorzystanych do oceny przekracza skalibrowany zakres analizatorów maksymalnie dwukrotnie. Jeśli wymagania te nie zostaną spełnione, test musi zostać unieważniony.
  3. Na podstawie wyeksportowanych danych sprawdź zgodność z warunkami brzegowymi (Tabela 3).
    1. Zweryfikuj zgodność z warunkami brzegowymi dotyczącymi temperatury otoczenia i wysokości, określonymi w Tabeli 3, sprawdzając odpowiednio chwilowe dane dotyczące wilgotności i temperatury otoczenia.
    2. Sprawdź, czy czas trwania przejazdu mieści się w przedziale od 90 do 120 min.
    3. Sprawdź udziały jazdy miejskiej, pozamiejskiej i autostradowej, maksymalną prędkość pojazdu, prędkość średnią oraz udziały czasu biegu jałowego w jeździe miejskiej i potwierdź ich zgodność z Tabelą 3.
    4. Zweryfikuj nadmiar lub brak dynamiki jazdy, określony przez iloczyn chwilowej prędkości pojazdu i dodatniego przyspieszenia (v∙a+) oraz względne dodatnie przyspieszenie (Relative Positive Acceleration, RPA) (patrz Rozdział 5 i Aneks 7a)13,14.
    5. Zweryfikuj zrealizowane profile wysokościowe (tj. skumulowany dodatni wzrost wysokości podczas przejazdu oraz różnicę wysokości między punktem startowym a końcowym przejazdu) (Rozdział 6 i Aneks 7b)13,14.
  4. Na podstawie wyeksportowanych danych sprawdź zgodność z wymaganiami operacyjnymi (Tabela 4). Zweryfikuj, czy podczas testu osiągnięto wystarczające pokrycie normalnej dynamiki (Tabela 4), stosując okna średniej kroczącej (moving averaging windows, MAW) i/lub metody binowania mocy (power binning) na podstawie parametrów złożonych, takich jak CO2, które obejmują wpływ nachylenia drogi, wiatru, dynamiki jazdy (np. przyspieszeń, opóźnień) oraz systemów pomocniczych na zużycie energii i emisje pojazdu (patrz Aneksy 5 i 613).

6. Obliczanie emisji

  1. Oblicz wynik emisji RDE dla wszystkich zdarzeń w obrębie granic normalnej dynamiki jazdy, stosując metodę MAW i/lub metodę binowania mocy. W oprogramowaniu Sensor's Tech PC odbywa się to automatycznie, jeśli w zakładce „Settings” wybrano metodę „Window”.
  2. Oblicz stosunek emisji RDE do limitu emisji dla konkretnego zanieczyszczenia. Pojazd przechodzi test, jeśli emisja zanieczyszczeń pozostaje poniżej właściwego współczynnika zgodności (patrz Rozdział 2)8 przy zastosowaniu co najmniej jednej z dwóch metod (MAW lub binowanie mocy). Dla NOx współczynnik ten wynosi 2,1 w latach 2017–2019 (nowe homologacje typów/nowe rejestracje) i zostanie obniżony do 1,5 w latach 2020–2021.
    UWAGA: Po zakończeniu przejazdu większość obliczeń i raportów emisyjnych jest generowana automatycznie, ponieważ większość producentów PEMS oferuje odpowiednie oprogramowanie obliczeniowe. Alternatywnie, do wykonania kroku 5 (weryfikacja przejazdu) można użyć bezpłatnego oprogramowania EMROAD (dla MAW) lub CLEAR (dla binowania mocy).

Wyniki

Przedstawiony zostanie przykład funkcji wymagań RDE.

Wybór i przygotowanie pojazdu oraz zaplanowanie i przeprowadzenie przejazdu: Nie był to test homologacyjny, lecz zastosowanie procedur RDE. W związku z tym wybrany pojazd, lekki pojazd z turbodoładowaniem i bezpośrednim wtryskiem benzyny zgodny z normą Euro 5B (pojemność silnika 1,2 L), był już dostępny w laboratorium JRC. Wybrano przejazd zgodny z wymogami RDE (Rysunek 3). Po instalacji i przygotowaniu systemu PEMS przeprowadzono przejazd.

figure-results-1
Rycina 3: Projekt trasy. Przedstawiono trasę obejmującą w równych częściach odcinki miejskie (≤60 km/hr), wiejskie oraz autostradowe (>90 km/hr). Projekt oparto na ograniczeniach prędkości na wybranych drogach. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Weryfikacja przejazdu: Przejazd zweryfikowano poprzez sprawdzenie (i) warunków brzegowych i operacyjnych oraz (ii) prawidłowości prowadzenia pojazdu. Warunki brzegowe i operacyjne oraz wymagania dotyczące przejazdu zostały spełnione (Tabela 5). Temperatura otoczenia oraz maksymalna wysokość znajdowały się w umiarkowanych granicach 0-30 °C oraz odpowiednio ≤700 m. Przejazd składał się z jazdy miejskiej, po której następowała jazda poza obszarem zabudowanym oraz jazda autostradą. Trwał on 96 min i obejmował dystans co najmniej 16 km dla każdego z odcinków: miejskiego (U), pozamiejskiego (R) i autostradowego (M). Udziały dystansu wynosiły od 29% do 44% dla części miejskiej oraz od 23% do 43% dla części pozamiejskiej i autostradowej. W trakcie przejazdu odnotowano okresy postoju, zdefiniowane jako przedziały czasu, w których prędkość pojazdu była mniejsza niż 1 km/h, w wymaganym zakresie od 6% do 30% czasu trwania jazdy miejskiej. W odniesieniu do profili prędkości pojazdu test wykazał jazdę autostradową, która w sposób właściwy obejmowała (i) zakres od 90 do 110 km/h oraz (ii) prędkości powyżej 100 km/h przez co najmniej 5 min. Maksymalna prędkość pojazdu znajdowała się znacznie poniżej progu 145 km/h, natomiast średnia prędkość miejskiej części przejazdu, wliczając postoje, mieściła się w dopuszczalnym zakresie od 15 do 40 km/h. Skumulowany dodatni wzrost wysokości w całym przejeździe był niższy niż limit 1200 m na 100 km. Różnica wysokości między punktem startowym a końcowym wyniosła <100 m. Względne dodatnie przyspieszenie oraz 95%th percentyle prędkości pomnożonej przez dodatnie przyspieszenie znajdowały się w granicach (patrz Rysunek 4). Dla porównania przedstawiono dane eksperymentalne uzyskane przy bardziej agresywnym stylu jazdy tym samym samochodem, a także wyniki innych testów opisanych w literaturze.17,18.

figure-results-2
Rycina 4: Wskaźniki służące do sprawdzania nadmiaru lub braku dynamiki jazdy. (a) 95th percentyl iloczynu prędkości chwilowej i dodatniego przyspieszenia podczas jazdy w terenie miejskim, wiejskim i na autostradzie. (b) Względne dodatnie przyspieszenie podczas jazdy w terenie miejskim, wiejskim i na autostradzie. Puste kwadraty przedstawiają wyniki eksperymentalne. Puste trójkąty przedstawiają wyniki dla agresywnej jazdy tym samym samochodem. Gwiazdki oznaczają agresywne przejazdy w niemieckich miastach. Linia ciągła wskazuje dopuszczalne limity. Wyznaczono również obszary zgodności i niezgodności. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny.

WarunkiJednostkiOgraniczeniaPodróżMiejskiWiejskiAutostradaKomentarze
Prędkość[km/h]≤6060<v ≤90v>90
Ładunek[%]9075Proszę o dostarczenie tekstu źródłowego do tłumaczenia.
Temperatura otoczenia[°C]-7…+3519ok (umiarkowany)
Maks. wysokość[m]≤1,300302ok (umiarkowane)
Różnica wysokości początkowej i końcowej[m]<10040Proszę podać tekst źródłowy do tłumaczenia.
Suma dodatnich różnic wysokości[m/100 km]<1,200636Proszę o dostarczenie tekstu źródłowego do tłumaczenia.
Względne dodatnie przyspieszenie[m/s]2]Rycina 40.2150.1340.100Proszę o dostarczenie tekstu źródłowego do tłumaczenia.
prędkość x dodatnie przyspieszenie[m2/sek3]Rycina 415.522.721.4Proszę o przesłanie tekstu źródłowego do tłumaczenia.
Czas trwania podróży[sek]90-12096Proszę o dostarczenie tekstu źródłowego do tłumaczenia.
Pokonany dystans[km]>16292723Proszę o dostarczenie tekstu źródłowego do tłumaczenia.
Udostępnij[%]23(29)-4336.734.229.1Proszę o dostarczenie tekstu źródłowego do tłumaczenia.
Czas zatrzymania (czas trwania cyklu)[%] 6-3028.8Proszę o przesłanie tekstu źródłowego do tłumaczenia.
v>100 km/h[min]≥59.7Proszę podać tekst źródłowy do tłumaczenia.
v>145 km/h (czasu jazdy autostradą)[%]<30Proszę dostarczyć tekst źródłowy do tłumaczenia.
Prędkość średnia (odcinek miejski)[km/h]15-402875114Proszę podać tekst źródłowy do przetłumaczenia.

Tabela 5: Podsumowanie oceny przejazdu. Wykazano warunki brzegowe, wymagania testowe oraz wyniki uzyskane przed i/lub w trakcie przejazdu odpowiednio dla odcinków miejskich, wiejskich i autostradowych.

Normalność jazdy przeprowadzono przy użyciu metody oceny MAW, z wyłączeniem zimnego startu i biegu jałowego oraz z uwzględnieniem emisji NOx z odchyleniami emisji CO2 przekraczającymi 25% cyklu homologacyjnego zgodnie z metodą MAW (patrz Załącznik 5)8. Wykorzystano bezpłatne oprogramowanie EMROAD.

Obliczanie emisji RDE: Analiza wyników została przeprowadzona przy użyciu oprogramowania EMROAD. Wyniki przedstawiono na Ryc. 5. Emisje NOx w warunkach miejskich były na tym samym poziomie lub niższe niż emisje w odpowiadających im fazach WLTC (0,02 g/km). Emisje w warunkach pozamiejskich i autostradowych były o >0,05 g/km wyższe niż w odpowiednich fazach WLTC. Średnio emisje drogowe wynosiły 0,056 g/km, co jest wartością niższą od limitu NTE (w tym przypadku 0,06 mg/km x 2,1 współczynnik zgodności). Zatem ten konkretny pojazd przeszedłby test RDE (mimo że procedura RDE nie ma zastosowania do pojazdów z normą Euro 5). Więcej przykładów można znaleźć w innych źródłach17-18.

figure-results-3
Rysunek 5: Emisje NOx w ramach MAW podczas podróży drogowej w funkcji prędkości MAW. Niebieskie kwadraty przedstawiają średnie emisje NOx dla każdego ruchomego okna uśredniającego w funkcji odpowiedniej średniej prędkości pojazdu w danym oknie. Wypełnione romby obrazują średnie emisje NOx na drodze dla wszystkich okien reprezentujących jazdę w warunkach miejskich, wiejskich oraz autostradowych. Białe okręgi przedstawiają laboratoryjne emisje NOx w czterech fazach cyklu WLTP. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną 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 NOx, 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 procedury11,19.

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 NOx)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.

Oświadczenia

Poglądy wyrażone tutaj są poglądami autorów i nie mogą być traktowane jako oficjalne stanowisko Komisji Europejskiej.

Wymienianie nazw handlowych lub produktów komercyjnych nie stanowi poparcia ani rekomendacji ze strony autorów lub Komisji Europejskiej.

Podziękowania

Autorzy chcieliby podziękować firmie Sensors Inc. za dostarczenie PEMS do przeprowadzenia ćwiczenia międzylaboratoryjnego.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Analizator PEMSSensors Inc.Analizator PEMS SEMTECH ECOSTAR
AVLMOVEstrong>Rysunek 2
PEMS AnalizatorHoribaOBSstrong>Rysunek 2
PEMS AnalizatorMAHAPEMS-GASstrong>Rysunek 2
Exhaust Flow meterSensors Inc.SEMTECH EFM-HSEFM-HS Dane techniczne Tabela 4
GPSGarminDrive 50
Stacja pogodowaWaisalaAWS310
Zero gasAir LiquideAL089Alphagaz 1 (N2)
Gaz zakresowyAir LiquideSM190022710IT1,800 ppm NO w N2
Zakres spalania gazówAir LiquideSM190022710IT13% CO2 w N2
AkumulatoryOdkryjEV12A-A
Wzmianka o nazwach handlowych lub produktach komercyjnych nie stanowi poparcia ani rekomendacji ze strony autorów lub Komisji Europejskiej
<<<

Bibliografia

  1. Regulation No 83 on uniform provisions concerning the approval of vehicles with regard to the emission of pollutants according to engine fuel requirements, Addendum 82: Regulation No 83, Revision 4. , United Nations Economic Commission for Europe (UNECE). Geneva, Switzerland. (2012).
  2. Regulation No. 715/2007 of the European Parliament and of the Council of 20 June 2007on type-approval of motor vehicles with respect to emissions from light passenger and commercial vehicles (Euro 5 and Euro 6) and on access to vehicle repair and maintenance information, European Commission (EC). Official J. European Union. L 171, 1-16 (2007).
  3. Tietge, U., et al. From laboratory to road: a 2015 update of official and "real-world" fuel consumption and CO2 values for passenger cars in Europe. ICCT white paper. , (2015).
  4. Weiss, M., et al. On-road emissions of light-duty vehicles in Europe. Environ. Sci. Technol. 45, 8575-8581 (2011).
  5. Ntziachristos, L., Galassi, M. Emission Factors for New and Upcoming Technologies in Road Transport. JRC Report. 26952. , Available from: http://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC92064/jrc92064_online.pdf (2014).
  6. Commission Regulation (EU) No 582/2011 of 25 May 2011 implementing and amending Regulation (EC) No 595/2009 of the European Parliament and of the Council with respect to emissions from heavy duty vehicles (Euro VI) and amending Annexes I and III to Directive 2007/46/EC of the European Parliament and of the Council. , Available from: http://publications.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/e7bb606d-90b9-4ef8-8ae4-b3987b255bc0 (2011).
  7. Commission Regulation (EU) No 64/2012 of 23 January 2012 amending Regulation (EU) No 582/2011 implementing and amending Regulation (EC) No 595/2009 of the European Parliament and of the Council with respect to emissions from heavy duty vehicles. (Euro VI). , Available from: http://publications.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/919468c8-34af-4f59-8fae-825d51c7782b (2012).
  8. United States Environmental Protection Agency. Determination of PEMS measurement allowances for gaseous emissions regulated under the heavy-duty diesel engine in-use testing program. Revised Final report. , Available from: https://www.regulations.gov/document?D=EPA-HQ-OAR-2004-0072-0085 (2008).
  9. Vlachos, T., et al. In-use emissions testing with Portable Emissions Measurement Systems (PEMS) in the current and future European vehicle emissions legislation: Overview, underlying principles and expected benefits. SAE Int. J. Commer. Veh. 7 (1), 199-215 (2014).
  10. Vlachos, T., et al. Evaluating vehicles real-driving emissions performance: a challenge for the emissions control legislation. VDI Research Reports. , (2015).
  11. Hausberger, S., et al. Experiences with current RDE legislation. 3rd Conference on Real Driving Emissions, 27-29 October 2015, Berlin, , (2015).
  12. Demuynck, J., et al. Euro 6 Vehicles' RDE-PEMS Data Analysis with EMROAD and CLEAR. 6th International MinNOx Conference, 22-23 June 2016, Berlin, , Available from: http://www.aecc.eu/content/pdf/160622%20%20AECC%20MinNOx%20PEMS%20analysis.pdf (2016).
  13. Commission Regulation 2016/427. Amending Regulation (EC) No 692/2008 as regards emissions from light passenger and commercial vehicles (Euro 6)). Annex IIIA of the Commission Regulation (EC) No. 692/2008 (2016). Verifying Real Driving Emissions. Official J. European Union. L 82, 1-97 (2016).
  14. Commission Regulation 2016/646. Amending Regulation (EC) No 692/2008 as regards emissions from light passenger and commercial vehicles (Euro 6). Annex IIIA of the Commission Regulation (EC) No. 692/2008 (2016). Verifying Real Driving Emissions. Official J. European Union. L 109, 1-22(2016).
  15. Commission Regulation (EC) No. 692/2008 of 18 July 2008 implementing and amending Regulation (EC) No 715/2007 of the European Parliament and of the Council on type-approval of motor vehicles with respect to emissions from light passenger and commercial vehicles (Euro 5 and Euro 6) and on access to vehicle repair and maintenance information, European Commission (EC). Official J. European Union. L 199, 1-135(2008).
  16. Giechaskiel, B., et al. Feasibility Study on the Extension of the Real Driving Emissions (RDE) Procedure to Particle Number (PN): Chassis Dynamometer Evaluation of Portable Emission Measurement Systems (PEMS) to Measure Particle Number (PN) Concentration: Phase II. , Available upon request (2015).
  17. Steven, H. Analysis of the WLTP EU in-use database and additional data with respect to dynamic driving behavior parameters. Presented to the RDE Task Force on 25 Feb 2015. , Available upon request (2015).
  18. Ligterink, N. E. On-road determination of average Dutch driving behaviour for vehicle emissions. TNO Report 2016 R 10188. , TNO - Netherlands Organisation for Applied Scientific Research. Available from: https://www.researchgate.net/publication/303809697_On-road_determination_of_average_Dutch_driving_behaviour_for_vehicle_emissions (2016).
  19. Bosteels, D. Real Driving Emissions and Test Cycle Data from 4 Modern European Vehicles. IQPC 2nd International Conference Real Driving Emissions, 18 September 2014, Düsseldorf, , (2014).
  20. Vlachos, T., et al. The Euro 6 Real-Driving Emissions (RDE) procedure for light-duty vehicles: Effectiveness and practical aspects. 37th International Vienna Motor Symposium, 28-29 April 2016, Vienna, , (2016).
  21. Giechaskiel, B., et al. Vehicle emission factors of solid nanoparticles in the laboratory and on the road using Portable Emission Measurement Systems (PEMS). Front. Environ. Sci. 3 (82), (2015).
  22. Weiss, M., et al. Preliminary uncertainty assessment. Presentation given to the European Commission, RDE Task Force on Uncertainty Evaluation. , Available from: https://circabc.europa.eu/sd/a/a4c8455f-de18-4f3a-9571-9410827c4f87/2015_10_01_Error_analysis_JRC.pdf (2015).

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Przygotowanie pojazduRealizacja przejazduPrzep ywomierz spalinPr bkowacze gaz wKalibracja zera i zakresuRejestracja danychWeryfikacja przejazduObliczanie emisji
Wdrożenie przenośnych systemów pomiaru emisji (PEMS) dla rozporządzenia w sprawie emisji zanieczyszczeń w rzeczywistych warunkach jazdy (RDE) w Europie
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.