Implementação de Emissões de sistemas portáteis de medição (PEMS) para o Regulamento de Emissões-condução Real (RDE) na Europa

Resumo

A Comissão Europeia desenvolveu um procedimento de teste de emissões em condições reais de condução (RDE) para verificar as emissões poluentes durante a operação de veículos em condições reais usando os Sistemas Portáteis de Medição de Emissões (PEMS). Este artigo apresenta os procedimentos experimentais exigidos pelo ensaio RDE recém-adotado.

Resumo

Os veículos são ensaiados em condições laboratoriais controladas e relativamente estreitas para determinar os seus valores oficiais de emissão e o consumo de combustível de referência. No entanto, na estrada, as condições ambientais e de direção podem variar em uma ampla faixa, às vezes fazendo com que as emissões sejam maiores do que as medidas em laboratório. Por este motivo, a Comissão Europeia desenvolveu um procedimento complementar de ensaio de emissões em condições reais de condução (RDE) utilizando os sistemas portáteis de medição de emissões (PEMS) para verificar as emissões de poluentes gasosos e de partículas durante uma vasta gama de condições normais de funcionamento na estrada. Este artigo apresenta o procedimento de teste RDE recém-adotado, diferenciando seis etapas: 1) seleção do veículo, 2) preparação do veículo, 3) projeto do desarme, 4) execução do desígo, 5) verificação do desengate e 6) cálculo das emissões. Dessas etapas, a preparação do veículo e a execução da viagem são descritas com mais detalhes. São apresentados exemplos de verificação de viagem e de cálculo das emissões.

Introdução

Os veículos são testados em condições controladas de laboratório para determinar os seus valores de emissão oficiais e consumo de combustível (por exemplo, das Nações Unidas Comissão Económica para a Europa (UNECE) regulamento 83) ^1. Para veículos ligeiros, o Regulamento 715/2007 ² define os limites de emissão Euro 5 e 6, às quais os veículos das categorias M1, M2 (automóveis de passageiros), N1 e N2 (veículos para o transporte de mercadorias) devem respeitar. A conformidade é verificada pelo teste chamado "I Type" que mede as emissões pelo tubo de escape após um arranque a frio durante um teste padronizado no laboratório ^1. Embora os testes de laboratório garante a reprodutibilidade ea comparabilidade dos resultados, abrange apenas uma pequena gama de condições ambientais, de condução e de funcionamento do motor que normalmente ocorrem na estrada. Por uma questão de fato, oficiais resultados dos testes laboratoriais refletem cada vez menos o consumo real de combustível experimentada por motoristas na estrada ^3. Além disso, ón-road emissões dos veículos, especificamente as emissões de NO _X de carros a diesel, também são mais elevados do que a homologação valores ^4-5. Regulamento 715/2007 ² contém disposições para garantir que os limites de emissão são respeitados sob a operação do veículo e utilização normais. Vários novos componentes reguladores estão na calha, a fim de reduzir as discrepâncias observadas, como o Procedimento Mundial Harmonizado ligeiros (WLTP), principalmente para CO ₂ e consumo de combustível e as emissões reais de condução procedimento de teste (RDE), principalmente para poluentes.

É certo que o componente mais importante do novo pacote regulamentar para poluentes convencionais é que a conformidade com os limites de emissão deve ser demonstrada ao longo operação do mundo real veículo seguindo o procedimento RDE. O novo procedimento irá complementar a medição das emissões nos dinamômetros de chassis, de modo que um controle minucioso dos poluentes regulamentados é conseguida tanto na laboratorY e na estrada. O RDE é baseada em testes de emissões em estrada com as emissões portáteis, Sistemas de Medição (PEMS). PEMS não são novos, especialmente para testes de veículos pesados. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (US-EPA) contribuiu para os testes de certificação do laboratório requisitos de emissões adicionais com o conceito de não-à-Exceed (NTE) com base em testes de veículos com PEMS. Na Europa, PEMS baseada em conformidade em circulação (ISC) provisões para as normas Euro VI são aplicáveis para motores EURO V ^6,7. PEMS emissões medida nos gases de escape do motor, com um desempenho de medição (por exemplo, a linearidade, precisão) que é comparável ao do material de grau de laboratório ^8. A mais nova geração de PEMS pesar 30 kg, são compactos, e pode ser facilmente instalado em carros pequenos de passageiros, tendo assim um impacto menor no veículo.

Para lidar com a variabilidade do mundo real das condições de teste, testes específicos e pro avaliação de dadosprocedimentos devem ser implementados. Os ensaios podem ocorrer sob uma grande variedade de condições de altitude, temperatura, e de condução. No entanto, exigências relativas (i) composição viagem (por exemplo, cerca de partes iguais de urbano, rural e de condução auto-estrada) e (ii) a dinâmica de condução (por exemplo, a faixa admissível de acelerações) destinam-se a assegurar que os veículos são testados de forma justa, representativo, e maneira confiável. Ainda, devido a um número de factores (por exemplo, o tráfego, do controlador e do vento), qualquer ensaio em estrada permanece, em certa medida, aleatório e não reproduzível. Assim, o principal desafio foi o desenvolvimento de um método de avaliação de dados que avalia ex post a normalidade das condições de teste para permitir uma avaliação fiável das emissões dos veículos. Para este fim, foram adotados dois métodos dentro do RDE: o movimento janelas (MAW) eo método de alimentação binning média. O método MAW divide o teste em sub-secções (janelas) e usa o dióxido de carbono específico médio-distância (CO ₂ ) as emissões de cada janela para avaliar a normalidade das condições de funcionamento. O método de alimentação binning categoriza os instantâneos emissões de estrada em caixas de energia com base na potência correspondente nas rodas. A normalidade da distribuição de energia resultante é estabelecida através de uma comparação com uma distribuição de frequência roda-alimentação padronizada. Ambos os métodos incluem critérios para garantir que um teste realizado abrange o intervalo de condução dynamicity permitido pelo procedimento de teste RDE ^9-10. Os dois métodos normalmente dão resultados dentro de 10%; No entanto, diferenças na ordem de 50% foram relatadas ^11,12. Uma avaliação aprofundada dos métodos de avaliação de dois dados ainda está em falta. A Comissão Europeia reconhece esta lacuna no considerando 14 do regulamento RDE ^13,14 e prevê uma revisão destes dois métodos em um futuro próximo com o objetivo de retê-los ou desenvolver um método unificado para a avaliação de poluentes gasosos e partiemissões número cle.

Até agora, dois pacotes RDE foram aprovadas pelo Comité Técnico de Veículos a Motor (CTVM) dos Estados-Membros da UE e se tornou lei após a sua publicação no Jornal Oficial da União Europeia ^13-15. O primeiro pacote RDE cobriu as condições de contorno, o procedimento de teste real, as especificações PEMS e os métodos de avaliação de dados (MAW e / ou binning poder), mas não limites de emissão (o pacote foi votado pela CTVM no ^{dia 18} de Maio de 2015). O segundo pacote RDE adicionados os limites de emissão não-to-exceder (NTE) aplicáveis ​​ao teste de RDE. Além disso, condições de contorno complementares foram introduzidos para verificar o excesso ou ausência de dinâmica de condução. As emissões de cada teste RDE indivíduo válido deve estar abaixo do respectivo limite de emissão NTE, referido no regulamento como fatores de conformidade. Atualmente, somente as emissões de NO _x são cobertos. será introduzido de ligação factores de conformidadeem duas etapas: um fator 2.1 do Euro 6 NO _x limite (80 mg / km) será aplicável a partir de 2017-2019 para as novas homologações e todos os novos registos de automóveis. O fator de conformidade serão posteriormente reduzido para 1,5 em 2020-2021. O fator de conformidade final Euro 6 de 1,5 fornece um subsídio de 0,5 (ou seja, 50%) para a incerteza de medição adicional de PEMS comparado com equipamentos de laboratório e a variabilidade das emissões de teste-a-teste dentro dos possíveis gamas de condições de teste (por exemplo, temperatura , dinâmica e altitude). Em relação à CO, embora os fatores de conformidade de ligação actualmente não são discutidos, em estrada emissões de CO têm de ser medidos e registados para obter homologação. O segundo pacote foi votado pela CTVM no ^{dia 28} de Outubro de 2015.

A reunião de lançamento de dois pacotes adicionais foi realizada no ^{dia 25} de janeiro de 2016. O terceiro pacote RDE abordará número de partículas PEMs testes, arranque a frio emissões, e os testes de veículos híbridos. Medição das emissões número de partículas on-board veículos é um desafio, pois nenhuma técnica verificada ainda não foi estabelecida. Novos conceitos e abordagens foram desenvolvidas no período entre 2013 e 2014, incluindo a detecção elétrica de aerossol em tempo real combinada com amostragem de fluxo constante ^16. Este pacote é para ser votada na segunda metade de 2016. O quarto pacote RDE vai lidar com a definição de requisitos de conformidade em serviço e testes de vigilância de mercado. A conclusão deste pacote está prevista pelo Estatuto início de 2017. Os RDE 2016/427 ¹³ e 2016/646 ¹⁴ estão actualmente integrada em conjunto com o Procedimento de teste harmonizado a nível mundial ligeiros Veículos (WLTP) em uma maior regulação homologação UE que irá completar o Regulamento 715/2007 ^2.

O objetivo deste trabalho é apresentar os procedimentos experimentais exigidos pelo regu RDE recém-adotadolação. O procedimento de ensaio RDE define os limites das condições de ensaio admissíveis, o protocolo de ensaio para os veículos, os requisitos para os instrumentos e os métodos de avaliação para ser aplicado para analisar o funcionamento do veículo e as emissões de poluentes a eles associadas (Tabela 1). O procedimento pode ser resumido em seis etapas: 1) verificação viagem a escolha do veículo, a preparação do veículo 2), 3) O projeto viagem, 4) a execução viagem, 5) e 6) de cálculo das emissões. Se algum dos requisitos de qualquer uma dessas seis etapas não for cumprido, o teste é considerado falha. Para uma descrição mais detalhada do procedimento de teste RDE, o leitor pode consultar o próprio regulamento ^13-14.

O anexo III do Regulamento CE 692/2008

1. Introdução, definições e abreviaturas

2. Requisitos gerais sobre os fatores de conformidade

3. Teste de RDE a ser executada

4. Requisitos gerais

5. As condições de contorno

6. Os requisitos de viagem

7. Os requisitos operacionais

8. Óleo lubrificante, combustível e reagente

9. As emissões e avaliação viagem

apêndices

Procedimento de ensaio para testes de emissões dos veículos com um PEMS: 1 Apêndice

Apêndice 2: Especificações e calibração do PEMS componentes e sinais

Apêndice 3: Validação do PEMS e este caudal não-rastreável

Apêndice 4: Determinação das emissões

Apêndice 5: Verificação de viagem condições dinâmicas, com o método 1 (Moving Média janela)

Anexo 6: Verificação de viagem condições dinâmicas, com o método 2 (Power Binning)

Anexo 7: Selecção de veículos para testes PEMS aquando da homologação inicial

7a Apêndice: Verificação da dinâmica global viagem

7b Apêndice: Procedimento para determinar o ganho de elevação positiva acumulada de uma viagem

Apêndice 8: Troca de dados e requisitos de notificação

Anexo 9: certificado do fabricante de conformidade

Tabela 1:. Estrutura do regulamento RDE O regulamento é considerado ANEXO III-A do Regulamento 692/2008 ^10. Todas as peças e apêndices estão descritas no Regulamento 2016/427 (primeiro pacote) ^8. Apêndices 7a e 7b, assim como os factores de conformidade, são descritos no Regulamento 2016/646 (o segundo pacote) ^9.

Protocolo

1. Selecione o Veículo

1. Para efeitos de homologação, escolher um veículo representativo de uma "família de teste PEMS." As famílias são considerados veículos com as mesmas características técnicas (ou seja, o tipo de propulsão, combustível, processo de combustão, número de cilindros, o volume do motor, método de alimentação de combustível do motor, sistema de refrigeração, dispositivos de pós-tratamento e recirculação dos gases de escape). Para mais detalhes, consulte o Capítulo 4 e Anexo 7 ^13.
2. Para qualquer outra finalidade (por exemplo, a comparação de laboratório contra as emissões de estrada), escolher um veículo que combina com os objetivos experimentais.

2. Prepare o veículo

1. Prepare o PEMS.
   NOTA: Ver o Anexo 1 do regulamento ⁸ para o equipamento PEMS.
   1. Use (pelo menos) de CO e NO _x analisadores para determinar a concentração de poluentes nos gases de escape. Usar um analisador de CO ₂ para determinar o DRIVing gravidade do teste (agressividade), durante as etapas de verificação e de cálculo.
   2. Use um ou vários instrumentos ou sensores, tais como um medidor de fluxo de massa de escape (EFM), para determinar o fluxo de massa de escape.
   3. Usar um sistema de posicionamento global (GPS) para determinar a posição, a altitude, e a velocidade do veículo.
   4. Se for o caso, usam sensores e outros dispositivos que não são parte do veículo (por exemplo, uma estação de tempo) para medir factores, tais como temperatura ambiente, humidade relativa, a pressão do ar, ou a velocidade do veículo.
   5. Use uma fonte independente de energia do veículo para alimentar os PEMS. Para automóveis de passageiros, 12 V ou 24 V baterias são normalmente utilizados.
   6. Opcionalmente, use outros equipamentos auxiliares, como carregadores de bateria, um computador pessoal para verificar remotamente o estado PEMS, alças para a instalação do PEMS interior do carro, ou plataforma de metal para instalação na barra de reboque fora do carro.
2. Instalaro PEMS.
   1. Instalar as unidades principais e de controlo PEMS exterior do veículo (por exemplo, sobre uma barra de reboque por meio de uma plataforma dedicado) ou no arranque / tronco (Figura 1). Se o PEMS está instalado na cabine, corrigi-lo bem usando tiras e ventilação gases em excesso fora do carro, tais como através da utilização de politetrafluoretileno (PTFE) tubos.
   2. Instale pelo menos CO _2, CO e _NOx analisadores (e com a aprovação do terceiro pacote RDE, um analisador número de partículas), com as suas linhas de amostragem aquecidas. Siga as instruções do fabricante do PEMS e as normas de saúde e de segurança locais.
   3. Quando o PEMS não é fornecida com suas próprias baterias, montar uma bateria de 12 V na cabine do veículo, por exemplo, atrás do assento do co-piloto do. Corrigi-lo bem com correias.
   4. Usando ímãs, coloque a estação meteorológica e GPS diretamente no chassi do veículo (por exemplo, no telhado do veículo). Conecte os cabos de sinal GPS para oPEMS porta de entrada de sinal de unidade principal.
   5. Sempre que um EFM é usado, certifique-se de que a faixa de medição do EFM coincide com as taxas de fluxo de massa de escape esperados durante o teste. Consulte as especificações do fabricante para a EFM. Um exemplo é dado na Tabela 2.
   6. Adaptar o tubo de escape do veículo ao EFM usando braçadeiras das mangueiras e conectores flexíveis ou os tubos de solda de metal. Use conectores que são estáveis ​​termicamente às temperaturas de gases de escape esperadas durante o teste, a fim de evitar a geração de partículas. Evitar diminuindo o diâmetro interior do tubo de escape utilizando tubos pequenos ou diminuir a secção transversal por adição de muitas sondas de recolha, na mesma posição.
      1. Em caso de dúvida, verificar se a instalação e operação do PEMS não aumentar indevidamente a pressão estática na saída de escape. Medir a pressão com um sensor de pressão (precisão melhor do que 0,1 kPa) na saída de escape ou numa extensão com o mesmo diâmetro, como closely quanto possível da extremidade do tubo.
         NOTA: Se não há limites de pressão são dadas pelo fabricante do veículo, a adição de PEMS ou quaisquer sondas não deve causar a pressão estática às saídas de escape do veículo para diferir em mais de ± 0,75 kPa a 50 km / h ou mais de ± 1,25 kPa a 120 km / hr relação às pressões estáticas registadas quando nada estiver ligado às saídas de escape do veículo.
   7. Montar a sonda de amostragem (s) de pelo menos 200 mm a montante do ponto de saída do orifício de escape, a fim de minimizar a influência do ar ambiente, a jusante do ponto de amostragem (Figura 2). Se um EFM é usado, instalar as sondas de recolha a jusante do EFM, respeitando uma distância de, pelo menos, 150 mm para o elemento sensor de fluxo (Figura 2). As sondas devem ter um comprimento adequado, que permite a amostragem da linha de centro. As sondas de comprimento igual ao diâmetro interior do tubo de escape podem também ser utilizados se tiverem de multi furos ple ao longo dos seus comprimentos.
   8. Assegure-se que a carga máxima é respeitada (isto é, <90%). Os PEMS além de um co-piloto são cerca de 150 kg, por isso não é atingido a carga máxima do carro. Adicionar pesos adicionais se o limite de 90% deve ser alcançada.
   9. Após a instalação do PEMS, executar uma verificação de vazamento, seguindo as instruções do fabricante PEMS. Bloquear a ponta da sonda com uma tampa de plástico macio, vire bombas amostra PEMS em desenhar um vácuo, e, em seguida, desligá-los. As bombas podem ser controladas conectando os PEMS para um PC através de um cabo Ethernet. Se isso não for possível (por exemplo, a sonda é instalado na chaminé de exaustão), em seguida, realizar a verificação de fugas a partir da entrada de amostras do analisador.
      NOTA: O software PEMS comunica com a unidade principal e controla as bombas uma vez que o procedimento de verificação de vazamento começou. Monitorar a pressão de vácuo. A aprovação / reprovação perda de limite de pressão é especificado pelos fabricantes PEMS.

1 "fo: manter-together.within-page =" 1 "fo: manter-com-next.within-page =" always "> Fluxo Tubo Diâmetro exterior dentro 1 1,5 2 2.5 3 4 5 6 milímetros 25 38 51 64 76 102 127 152 Fluxo de Tubo de comprimento (comprimento, incluindo extensão) dentro 20 (26) 20 (26) 20 (26) 25 (32,5) 25 (34) 25 (37) 30 (45) 36 (54) milímetros 508 (660) 508 (660) 508 (660) 635 (825) 635 (864) 635 (940) 762 (1.143) 914 (1.372) Caudal a100 ° C (kg / h) Fluxo min 6.9 10,9 15,8 18,9 22,5 30,7 38,6 46,2 Fluxo Max 85 276 535 890 1.250 2.080 3115 4005 Taxa de fluxo a 400 ° C (kg / h) Fluxo min 10.4 16,4 23.9 28,4 34 46,3 58,2 69,6 Fluxo Max 64 208 402 670 930 1.550 2.345 3015

Tabela 2:. Exemplo de características típicas medidor de fluxo para cada medidor de fluxo, as dimensões e as taxas de fluxo máximas a variar As temperaturas dos gases de escape ent são dadas. Os dados provêm de escape de alta velocidade Sensores 'medidor de vazão.

Figura 1:.. PEMS de diferentes fabricantes Nestes exemplos, os PEMS são instalados no exterior do veículo sobre um suporte ou na barra de reboque Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2:. PEMS instalação Os analisadores de gases estão localizados no interior do veículo. As distâncias mínimas necessárias antes e depois da EFM também são dadas na figura. Note-se que não há conectores elastômero foram utilizados nesta configuração.jpg "target =" _ blank "> Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

3. Validar a instalação PEMS.
   NOTA: Este sub-passo é opcional. No entanto, recomenda-se a validar o PEMS instalada uma vez para cada combinação PEMS-veículo, executando um teste num banco de rolos ao longo de um ciclo semelhante ao utilizado para a recepção, quer antes ou depois do teste em estrada.
   1. Coloque o veículo com as PEMS num banco de rolos. Prepare os PEMS como no passo 4 (ver abaixo) para a realização de uma viagem.
   2. Conduzir um ensaio de homologação ao longo de um ciclo claro-veículos Teste Mundial Harmonizado (WLTC), seguindo tanto quanto possível os requisitos do regulamento de laboratório em vigor (ver Anexo 3) ^13.
   3. Medir as emissões de poluentes com o PEMS, em paralelo com o equipamento de laboratório usado para a homologação de veículos.
   4. Calcular as emissões PEMS por segundo (como no passo 4). Somar a Calculated emissões em tempo real para obter a massa total de emissões de poluentes (g) e depois dividi-lo pela distância ensaio (km), obtida a partir do banco de rolos.
   5. Compare a massa PEMS específica total distância de poluentes (g / km) com o sistema de laboratório de referência calculado de acordo com o regulamento. A diferença tem de cumprir requisitos específicos para cada poluente (por exemplo, para o NO _x, ± 15 mg / km ou 15% da referência de laboratório, o que for maior).

3. Criar a viagem

1. Projetar a viagem com base em mapas de ruas. Tem a viagem executada cumprir os requisitos especificados nos quadros 3 e 4.
2. Certifique-se de que a viagem começa com um (U) parte urbana (velocidade ≤60 km / h), continua com uma parte rural (R), e termina com uma parte da auto-estrada (M) (velocidade> 90 km / h).
3. Certifique-se de que as ações de urbano, rural e de condução auto-estrada são iguais. Para efeitos de paIP desenho, a definição de operação urbano, rural e da auto-estrada é definido com base na velocidade instantânea do veículo e leva em conta a topografia do local de teste.
   Durante a definição da porção viagem de auto-estrada, preste atenção para a presença de restrições, tais como estações de pedágio, o que irá limitar a velocidade real.
   NOTA: mapas electrónicos podem fornecer informações adicionais sobre os limites de velocidade locais, duração da viagem, distância da viagem e elevação local em relação ao nível do mar.

Parâmetro	Condição de contorno
Temperatura ambiente (AMB T em graus Celsius (° C))	Moderado: 0 ≤T amb <30 (1)
	Extensão (baixo): -7 ≤T amb <0 (1)
	Extensão (alto): 30 amb ≤35
Altitude (h alt em metros acima do nível do mar)	Moderado: h alt ≤700
	Extensão: 700 alt ≤1,300
dinâmica abrangendo os efeitos da inclinação da estrada, vento de condução, condução dinâmica (acelerações, desacelerações) e sistemas auxiliares sobre o consumo de energia e as emissões de poluentes do veículo de teste	grau estrada avaliada como ganho de elevação positiva acumulada de uma viagem de RDE (<1.200 m / 100 km)
	excesso geral ou insuficiência de dinâmica de condução durante a viagem avaliada por meio de parâmetros dinâmicos como aceleração, v ∙ um RPA + ou
	cobertura de viagem e integridade verificada pelo PMA e os métodos de alimentação Binning
Condição de temperatura veículo (2) </ Sup>	Nenhum veículo condicionado prescrito
	período de arranque a frio de até 5 minutos excluídos
Depois de tratamento de condição (2)	Sob certas condições: a regeneração periódica de sistemas de controle de emissões, por exemplo, filtros de partículas diesel (DPF), poderá ser excluído ou o teste pode ser repetido
sistemas auxiliares	O sistema de ar condicionado ou outros dispositivos auxiliares devem ser operado como utilizado pelo consumidor durante a condução no mundo real
carga útil do veículo e massa de ensaio	Até 90% da carga permitido (incluindo o controlador, uma testemunha do teste, se for o caso, o equipamento de teste com a montagem e os dispositivos de fornecimento de energia); carga artificial pode ser adicionada
(1) Em derrogação, entre o início da aplicação da ligação não-to-exceder (NTE) limites de emissão, tal como definido no ponto 2.1 do Annex IIIa do Regulamento (CE) nº 692/20088 e até cinco anos após as datas indicadas nos n.os 4 e 5 do artigo 10, do Regulamento (CE) nº 715/20072, a temperatura mais baixa para condições moderadas deve ser maior ou igual a 3 ° C e a temperatura mais baixa para as condições prolongadas deve ser superior ou igual a -2 ° C.
(2) As disposições de arranque a frio específica será implementada como parte do pacote regulamentar RDE 3º. prescrições específicas relativas à duração do arranque a frio e / ou a distância, controle de status dos sistemas de regeneração periódica de pós-tratamento, condicionamento do motor e de imersão veículo será dada também.

Tabela 3:. As condições de contorno de um teste RDE válida ¹² As condições de contorno referem-se às condições iniciais que têm de ser respeitadas antes e durante a viagem de teste. Para cada condição, os limites e alguns comentários são dadas.

Tabela 4:. Requisitos operacionais para um teste válido RDE ¹² Os requisitos operacionais referem-se às condições que têm de ser respeitados durante a viagem de teste. Para cada condição, os limites e alguns comentários são dadas.

4. Realizar a viagem

1. Ligue o PEMS e deixá-lo estabilizar durante cerca de 40 minutos, de acordo com as especificações do fabricante PEMS.
   1. Para evitar a condensação de umidade e para eNsure eficiência de penetração apropriados dos diversos gases, assegurar que a linha (s) de recolha de amostras ter atingido uma temperatura mínima de 60 ° C, com ou sem arrefecedor, para a medição de poluentes gasosos. Para partículas, a temperatura mínima é de 100 ° C.
   2. Confirmar que o PEMS está livre de sinais de advertência e indicações de erro. Em caso de mensagens de aviso, consulte a seção do manual solução de problemas PEMS.
2. Escolha os gases de calibração para corresponder à gama de concentrações de poluentes esperadas durante a viagem (ou seja, a gama de calibração deve cobrir pelo menos 90% dos valores de concentração obtidos a partir de 99% das medições das partes válidas do teste de emissões). Para CO _2, uma gama de 10-14% é recomendado, enquanto que para NO _x, cerca de 1.500-2.000 ppm é recomendada. A concentração real de um gás de calibração deve estar dentro de ± 2% do valor indicado.
3. Execute zero e de calibração de faixa ajustes deos analisadores que utilizam gases de calibração.
   1. Ligue o gás de zero _(N2) ou de ar sintético ou utilizar o ar ambiente como gás de zero.
   2. Prepara-se o software (por exemplo, tecnologia do sensor). Selecione Testar → Session Manager → Dê um nome → Open (uma sessão) → opções Pré teste: Zero.
   3. Desligue o gás zero.
   4. Conectar-se a garrafa de gás de calibração para os PEMS a uma pressão de 1 bar.
   5. Prepara-se o software. Selecione as opções de teste → Session Manager → Pré teste: Span.
   6. Insira as concentrações dos gases na garrafa no software PEMS (sob a calibração zero / span interfaces gráficas). O software PEMS detecta automaticamente a resposta do analisador e o compara com o valor de garrafa. O sistema ajusta automaticamente a resposta do analisador ao valor de amplitude.
   7. Desligue o gás de calibração e se conectar a próxima.
      NOTA: O usuário tem a opção de usar uma garrafa span com todos ga relevanteSES (pelo menos ₂ CO e NO _x), ou garrafas de gás separadas.
4. Quando tudo estiver pronto, inicie a medição de amostragem. Criar um nome de arquivo na aba "Nome do teste".
   1. Antes de ligar o motor, começar a gravar os parâmetros pressionando "Iniciar" no Gerenciador de sessão através do software PEMS já instalado no PC. Para facilitar o alinhamento de tempo, começar a gravar os parâmetros tanto em um único dispositivo de gravação de dados ou com um carimbo de tempo sincronizado.
      Nota: Os comandos para iniciar e parar a amostragem e para iniciar e parar a gravação estão disponíveis no software PEMS, que foi previamente instalado em um PC e conectado através de um cabo Ethernet à unidade principal PEMS. software diferente e interfaces gráficas são adotadas pelos fabricantes PEMS.
5. Realizar a viagem mapeada, seguindo as instruções de um sistema de navegação. A viagem deve durar 90-120 min. Dirigir normalmente, evitando excessivamente tímidos oucondução agressiva. Respeitar todas as regras de segurança rodoviária local e nacional. O sistema de ar condicionado ou outros dispositivos auxiliares pode ser operado de uma maneira que é compatível com a sua possível utilização pelo consumidor.
6. Continue amostragem, medição e registro dos parâmetros ao longo do ensaio em estrada. O motor pode ser parado e iniciado, mas a amostragem das emissões e gravação de parâmetro deve continuar. A medição e de gravação de dados pode ser interrompido por menos de 1% da duração total viagem, mas por não mais do que um período consecutivo de 30 seg, exclusivamente no caso de perda de sinal indesejada ou para o propósito de manutenção do sistema PEMS.
7. Documentar quaisquer sinais de alerta sugerindo mau funcionamento do PEMS.
8. No final da viagem, desligue o motor de combustão. Continuar a gravação de dados até que o tempo de resposta dos sistemas de amostragem tiver decorrido (aproximadamente 20 segundos). Pressione o botão "Stop" no Gerenciador de Sessão.
9. No final do teste e antes daanalisadores estão desligados, verifique a deriva dos analisadores, que mediu a zero e da margem, utilizando os gases de calibração que foram usadas antes do teste, como se segue. Siga o procedimento na etapa 4.3, com a diferença de selecionar Zero e Span da janela "Post Test".
   1. Medir o nível zero do analisador (s). Verifique se a diferença entre os resultados do pré-teste e pós-teste está em conformidade com os requisitos especificados pelo apêndice 1 ^8. Por exemplo, para o NO _x, o permitido desvio do zero é 5 ppm.
   2. Medir o nível de amplitude do analisador (s). É admissível a zero o analisador antes da verificação desvio da calibração, se o desvio do zero estava determinado a estar dentro da faixa permitida. Verifique se a diferença entre os resultados do pré-teste e pós-teste está em conformidade com os requisitos especificados pelo apêndice 1 ^8. Por exemplo, para o NO _x,

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

1. """"
2. 
   

Parâmetro	Requerimento
Ações urbano, rural específicas de distância e de auto-estrada (selecionados com base em um mapa de rua) (1)	34%, 33% e 33%, com uma tolerância ± 10% (ações urbanas deve ser maior do que 29%)
Definição de U / condução R / M com base em instantânea velocidade do veículo v (2)	Urban: velocidade do veículo v ≤60 km / h
	Rural: a velocidade do veículo 60
	Auto-estrada: a velocidade do veículo v> 90 km / h
Distância de porções urbano, rural e de auto-estradas (2)	distância mínima de 16 km
Velocidade de porções urbano, rural e de auto-estradas (2)	Urban: velocidade média de 15-40 km / h; urbanooperação que consiste em vários períodos de paragem de 10 segundos ou mais, (3)
	Pare períodos (4): 6-30% do tempo de duração da operação urbana
	Auto-estrada: a cobertura adequada de velocidades entre 90 e pelo menos 110 km / h
	v> 100 km / h durante pelo menos 5 min
Velocidade máxima do veículo (2)	v ≤145 km / h (pode ser excedida em 15 km / h, no máximo, 3% do tempo de duração de parte da auto-estrada)
Duração da viagem (2)	Entre 90 e 120 min
Outros requerimentos	O início e o ponto final não deve diferir em sua elevação acima do nível do mar em mais de 100 m
	Testes RDE realizadas em dias normais de trabalho e horas (1)
	Continuidade possível máximo para porções urbano, rural e de auto-estrada (1,2)
(1) a ser verificada quando a concepção ou executar a viagem.
(2) a ser verificada após a realização da viagem.
(3) se um período de parada dura mais do sec 180, os eventos de emissões durante o sec 180 após tal período de paragem excessivamente longa será excluído da avaliação.
(4) definida como a velocidade do veículo de menos de 1 km / h.

Resultados

será dado um exemplo da função dos requisitos de RDE.

Selecionar e preparar o veículo e design e realizar a viagem: Este não foi um teste de homologação, mas uma aplicação dos procedimentos RDE. Assim, o veículo escolhido, um Euro 5B ligeiros turbo a gasolina do veículo de injecção directa (1,2-L deslocamento do motor), já estava disponível no laboratório do CCI. Uma viagem RDE-compatível foi selecionado (Figura 3). Após a instalação e preparação do PEMS, foi realizada a viagem.

Figura 3: Projeto de viagem Uma viagem que inclui urbana (≤60 km / h), rural, e da auto-estrada (> 90 km / h) peças em partes iguais é mostrado.. O projeto baseia-se nos limites de velocidade dos caminhos escolhidos.rce.jove.com/files/ftp_upload/54753/54753fig3large.jpg "target =" _ blank "> Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Verifique a viagem: A viagem foi verificada em relação a (i) o limite e as condições de operação e (ii) a normalidade da condução. As condições de contorno e operação e as exigências viagem foram cumpridos (Tabela 5). A temperatura ambiente e a altitude máxima foram ambos dentro dos limites moderadas de 0-30 ° C e ≤700 m, respectivamente. A viagem consistiu de condução urbana seguido por condução rural e auto-estrada. Durou 96 min e cobriu uma distância de pelo menos 16 km para cada uma das porções U / R / M. As ações distância estavam dentro de 29-44% para a parte urbana e 23-43% para as zonas rurais e auto-estradas. A viagem mostrou períodos de paragem, definidas como períodos com uma velocidade do veículo de menos de 1 km / h, na gama prescrita de 6-30% da duração operação urbana. No que diz um s o veículo perfis de velocidade está em causa, o teste mostrou uma operação de auto-estrada que adequadamente coberto (i) a gama entre 90 e 110 km / hr e (ii) a velocidades superiores a 100 km / h durante pelo menos 5 min. A velocidade máxima do veículo foi bem abaixo do limite de 145 km / h, enquanto a velocidade média da parte de condução urbana da viagem, incluindo paradas, estava dentro da faixa admissível de 15-40 km / h. O ganho de elevação positiva acumulada durante toda a viagem estava abaixo do limite de 1.200 m por 100 km. A diferença de altitude entre os pontos de início e fim era <100 m. A aceleração positiva relativa e os 95 ^percentis da velocidade multiplicada pela aceleração positiva estavam dentro dos limites (ver Figura 4). Os dados experimentais com uma condução mais agressiva utilizando o mesmo carro, bem como outros testes descritos na literatura, são mostrados para comparação ^17,18.

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Figura 4: Índices de verificar o excesso ou ausência de dinâmica de condução. (A) ^percentil 95 do produto da velocidade instantânea e aceleração positiva durante urbano, rural e de condução auto-estrada. (B) a aceleração positiva Relativa durante urbano, rural e de condução auto-estrada. Os quadrados em branco são os resultados experimentais. Os triângulos abertos são resultados com a condução agressiva no mesmo carro. Os asteriscos são viagens agressivos em cidades alemãs. A linha contínua mostra os limites permitidos. A aprovação ou reprovação áreas também são mostrados. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

condições	Unidades	limites	Viagem	Urbano	Rural	Auto-estrada	Comentários
Velocidade	[Km / h]			≤60	60	v> 90
carga paga	[%]	90	75				Está bem
Temperatura ambiente	[° C]	-7 ... + 35	19				ok (moderada)
Max. altitude	[M]	≤1,300	302				ok (moderada)
Comece diferença de altitude / Fim	[M]	<100	40				Está bem
ganho de elevação positiva acumulada	[M / 100 km]	<1,200	636				Está bem
Aceleração positiva Relativa	[m / s 2]	Figura 4		0,215	0,134	0,100	Está bem
aceleração positiva velocidade x	[m 2 / s 3]	Figura 4		15,5	22,7	21,4	Está bem
duração da viagem	[Seg]	90-120	96				Está bem
Distância percorrida	[Km]	> 16		29	27	23	Está bem
Compartilhar	[%]	23 (29) -43		36,7	34,2	29,1	Está bem
Parar o tempo (de duração Urban)	[%]	& #160; 6-30		28,8			Está bem
v> 100 km / hr	[Min]	≥5				9,7	Está bem
v> 145 km / hr (de tempo auto-estrada)	[%]	<3				0	Está bem
Velocidade média (parte urbana)	[Km / h]	15-40		28	75	114	Está bem

Tabela 5: Resumo da avaliação viagem As condições de contorno;. os requisitos de teste; e os resultados obtidos antes e / ou durante a viagem para os, e porções de auto-estradas urbanas e rurais, respectivamente, são listados.

A normalidade da condução foi realizado com o Avaliado com MAWMétodo ion, excluindo arranque a frio e em marcha lenta e pesando as emissões de NO _x com desvios de emissão de CO ₂ superior a 25% do ciclo de homologação de acordo com o método MAW (ver Apêndice 5) ^8. Foi utilizado o software EMROAD livre.

Calcular as emissões RDE: A análise dos resultados foi também realizada com o software EMROAD. Os resultados podem ser vistos na Figura 5. As urbano _de emissão de _NOx estavam no mesmo nível que, ou menor do que as emissões fases respectivo WLTC (0,02 g / km). As emissões rurais e auto-estradas foram> 0,05 g / km superior às respectivas fases WLTC. Em média, as emissões de estrada foram 0,056 g / km, o que é inferior ao limite NTE (para este caso, o fator de 0,06 mg / km x 2,1 conformidade). Assim, este veículo específico passaria no teste RDE (mesmo que o procedimento RDE não é aplicável a veículos Euro 5). Mais exemplos podem ser encontrados em outros lugares ¹7-18.

Figura 5:. MAW emissões de _NOx do desengate da estrada como uma função da velocidade MAW Os quadrados azuis mostram as médias _de emissão de _NOx de cada janela móvel média em função da velocidade respectiva veículo janela da média. Diamantes sólidos representam a média em estrada emissões de NO _x de todas as janelas que representam urbano, rural, estradas e auto-condução. Círculos brancos representam o laboratório emissões de _NOx ao longo dos quatro fases do WLTP. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Discussão

Neste trabalho, foi descrito o procedimento RDE. Vários pontos merecem atenção especial e serão discutidos em mais detalhes aqui.

Para fins de homologação, é obrigatório para determinar o fluxo dos gases de escape utilizando equipamentos como um funcionamento EFM sem qualquer conexão com a ECU do veículo. Em relação à preparação do veículo, a ligação entre o EFM e o tubo de escape é importante. Os materiais devem estar à temperatura e gases de escape composição resistente. Embora isto não é tão crítico para os NO _x, será significativa para a amostragem do número de partículas, em que a dessorção do material depositado pode levar a artificialmente elevadas emissões. Além disso, os pontos que podem acumular condensados ​​devem ser evitados. Os condensados ​​formados durante acelerações podem entrar nos sistemas de medição e danificar ou bloqueá-los. Os pontos de amostragem dos analisadores são ligados a jusante da EFM, a fim de assegurar que toda a FLOW passa através do EFM. No caso de isto não é possível e que estão ligados a montante do EFM, uma correcção para o fluxo extraído tem de ser feita. Os analisadores deve ser ligado a jusante do EFM, sem quaisquer modificações ao comprimento das linhas de amostragem. Se isso não for possível, o tempo de residência no tubo extra tem de ser tida em conta no software, a fim de assegurar os cálculos de emissão correctas. Os analisadores pode ser instalado dentro ou fora do veículo, enquanto os requisitos de segurança são satisfeitas. Além disso, a calibração dos analisadores requer atenção. Ele tem de ser feito dentro do intervalo esperado de emissões do veículo. Caso contrário, a exigência de 90% de cobertura de 99% das medições das partes válidas do teste de emissões não pode ser cumprida.

A verificação viagem eo cálculo das emissões são tipicamente conduzida pelo software PEMS. Para uma condução normal, todas as condições podem ser facilmente satisfeitas ^{17 <}/ Sup>. Por exemplo, com base nas nossas medições, uma viagem normalmente conduzido está bem dentro dos limites de contorno dinâmico (Figura 4). No entanto, a condução agressiva pode estar dentro da zona passe, especialmente durante as porções urbanas ou auto-estrada. Por outro lado, os dados em cidades holandesas mostram que a condução normal, também pode exceder ¹⁸ esses limites. No futuro, a experiência ao longo do tempo, os testes conduzidos mais próximo das condições de fronteira, e métodos de avaliação que mostram diferenças de> 50% irá avaliar a aplicabilidade do processo ^11,19.

Uma fonte de incerteza se origina a partir da determinação de cargas por estrada para a medição das emissões de CO ₂ com o WLTC; essas medições são utilizadas para avaliar a normalidade das condições de condução com a avaliação dos dados RDE. Idealmente, as cargas rodoviárias escolhidos se assemelham aos do veículo descarregado testado com os PEMS na estrada. As flexibilidades concedidas em pelo WLTP (por exemplo, para determine a carga estrada com base em parâmetros genéricos conservadores ou o veículo com a maior massa de ensaio dentro de uma família) pode causar desvios substanciais nas emissões de CO _2, determinado pela WLTC e medidos mais tarde na estrada. Em consequência, os métodos podem produzir uma avaliação tendenciosa da gravidade condução real. As disposições WLTP para definir a carga estrada pode potencialmente precisa ser especificado para fins de RDE.

Deve notar-se que, em comparação com o serviço pesado Europeia na regulação conformidade serviço, existem algumas diferenças (por exemplo, correcção de desvio é permitido, ligação OBD é necessária, a fim de calcular as emissões em G / kWhr) devido ao tipo diferente procedimento de aprovação para os veículos pesados (motores) ^6. As diferenças estão fora do escopo deste artigo. Com os EUA regulação em uso-conformidade, há mais diferenças no método de avaliação.

Em todo o mundo, a marca RDEprimeiro teste regulamentar on-road para veículos ligeiros. As disposições RDE definidas no Regulamento 2016/427 marcar a primeira instância relevantes para a homologação de veículos comerciais ligeiros na Europa, onde RDE complementa o teste veículo padrão sob condições controladas em laboratório. O procedimento de teste RDE permite o teste e, assim, controlador, as emissões de poluentes de veículos sob uma ampla gama de condições de funcionamento e de uma forma mais robusta e abrangente do que os testes de laboratório atualmente aplicado com um ciclo de condução pré-definido.

No entanto, RDE também está sujeita a limitações. Em primeiro lugar, a medição das emissões modais na estrada durante períodos de tempo longos implica o risco de deriva analisador (por exemplo, devido à variabilidade na temperatura ambiente). Em-estrada medições das emissões são, portanto, sujeitos a margens de incerteza maiores (estimado num máximo de 20-30% no limite de emissões aplicáveis para o NO _x) ²¹ do que a medição de emissõess no laboratório, mesmo se analisadores PEMS cumprir os requisitos semelhantes em relação à exatidão e precisão, como analisadores de laboratório. Em segundo lugar, o manuseio do equipamento PEMS requer treinamento; a realização de ensaios de emissões na estrada não é ainda plug-and-play, e que exige um especialista. Como on-road testes com PEMS ainda é bastante nova, a formação que permite que fabricantes de automóveis e serviços técnicos para adquirir e compartilhar as melhores práticas é necessário. O presente artigo é uma tentativa de disseminar o conhecimento sobre a manipulação de PEMS e ao controlo das emissões de veículos na estrada. experiência em maior escala com as disposições RDE, como pode ser obtido por meio de exercícios interlaboratoriais ou através de benchmarking contra a legislação internacional existente, ainda está faltando. Como RDE constitui o primeiro procedimento de teste on-road para veículos ligeiros em todo o mundo, a Comissão Europeia prevê uma revisão anual dos factores de conformidade e de uma avaliação mais abrangente de todo o procedimento RDE em médio prazo.

Existem duas grandes áreas para futura aplicação. Em primeiro lugar, RDE podem ser adoptadas por outros países. China, Índia, Japão e Coreia do Sul estão interessados ​​em adotar RDE ou dos seus elementos, para fins de regulamentação. Como tal, o procedimento descrito aqui pode tornar-se o modelo para ensaios regulamentares em estrada emissões de veículos ligeiros em todo o mundo. Em segundo lugar, RDE apresenta um guia de boas práticas para qualquer teste de emissão independente realizada por instituições de pesquisa e serviços técnicos. As disposições ajudar a garantir medições das emissões precisos e robustos em estrada.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
analisador PEMS	Sensors Inc.	Analisador SEMTECH ECOSTAR
PEMS AVL		MOVE	strong>Figura 2
PEMS analisador	Horiba	OBS	strong>Figura 2
PEMS analisador	MAHA	PEMS-GAS	strong>Figura 2
Medidor de vazão de exaustão	Sensors Inc.	Especificações SEMTECH EFM-HS	EFM-HS de Tabela 4
GPS	Garmin	Drive 50
Estação meteorológica	Waisala	AWS310
Zero gás	Air Liquide	AL089	Alphagaz 1 (N2)
Span gas	Air Liquide	SM190022710IT	1.800 ppm NO em N2
Gás de calibração	Air Liquide	SM190022710IT	13% CO2 em N2
Baterias	Descubra	EV12A-A
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