Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

72 страницы

Распространяется на поршневые двигатели внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия и устанавливает методы измерения и оценки содержания газообразных вредных веществ и частиц в отработавших газах при стендовых испытаниях на переходных режимах. Специальный цикл переменного нагружения, регламентируемый настоящим стандартом, распространяется на двигатели с самовоспламенением от сжатия мощностью от 37 до 560 кВт за исключением двигателей, используемых на дорожных транспортных средствах. Положения стандарта могут применяться к двигателям внедорожных транспортных средств и промышленного оборудования, согласно 8.3.1.3 ISO 8178-4. К их числу относятся, в частности, двигатели строительных машин, включая автопогрузчики, бульдозеры и гусеничные тракторы, а также двигатели гусеничных и колесных погрузчиков, грузовиков высокой проходимости, гидравлических экскаваторов, сельскохозяйственного оборудования, самодвижущихся сельскохозяйственных машин (в том числе тракторов), лесозаготовительного оборудования, вилочных погрузчиков, дорожных машин и мобильных кранов.

 Скачать PDF

Идентичен ISO 8178-11:2006

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Обозначения и сокращения

     4.1 Общие обозначения

     4.2 Обозначения и сокращения для состава топлива

     4.3 Обозначения и сокращения для химических веществ

     4.4 Сокращения

5 Условия проведения испытаний

     5.1 Условия испытаний двигателей

     5.2 двигатели с охлаждением наддувочного воздуха

     5.3 Мощность

     5.4 Система впуска

     5.5 Система выпуска

     5.6 Система охлаждения

     5.7 Смазочное масло

     5.8 Топливо для испытаний

6 Испытательный цикл

     6.1 Общие положения

     6.2 Общая последовательность испытаний

     6.3 Процедура построения исходной характеристики двигателя

     6.4 Построение эталонного испытательного цикла

     6.5 динамометр

     6.6 Проверка корректности испытаний

7 Проведение испытаний

     7.1 Общие положения

     7.2 Подготовка фильтров для пробоотбора

     7.3 Установка измерительного оборудования

     7.4 Пуск двигателя и подготовка системы разбавления

     7.5 Пуск системы пробоотбора частиц

     7.6 Регулировка степени разбавления

     7.7 Проверка анализаторов

     7.8 Пуск двигателя

     7.9 Испытательный цикл

8 Принципы измерения выбросов

     8.1 Общие положения

     8.2 Эквивалентность

     8.3 Точность

9 Определение содержания газообразных продуктов в неразбавленных отработавших газах и определение содержания частиц с помощью частичнопоточной системы разбавления

     9.1 Общие положения

     9.2 Определение массового расхода отработавших газов

     9.3 Определение содержания газообразных продуктов

     9.4 Определение содержания частиц

10 Определение выбросов газообразных продуктов и частиц с помощью полнопоточной системы разбавления

     10.1 Общие положения

     10.2 Определение расхода разбавленных отработавших газов

     10.3 Определение содержания газообразных выбросов

     10.4 Определение содержания частиц

11 Аппаратура для измерения содержания газообразных продуктов

     11.1 Общие требования к анализаторам

     11.2 Газоанализаторы

     11.3 Калибровка

     11.4 Аналитическая система

12 Оборудование для измерения содержания частиц

     12.1 Общие требования

     12.2 Система разбавления и пробоотбора

     12.3 Калибровка

Приложение А (обязательное) Испытательный нагрузочный цикл NRTC

Приложение В (обязательное) Определение эквивалентности системы

Приложение С (обязательное) Определение ошибки пробоотбора в системе

Приложение D (обязательное) Проверка по расходу углерода

Приложение Е (справочное) Пример расчета (для частичнопоточной системы разбавления)

Приложение F (справочное) Цикл с переменным темпом изменения нагрузки (Ramped modal cycle-RMC)

Приложение G (обязательное) Статистические уравнения

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов межгосударственным стандартам

 

72 страницы

Дата введения01.04.2017
Добавлен в базу01.02.2017
Актуализация01.01.2019

Этот ГОСТ находится в:

Организации:

12.11.2015УтвержденМежгосударственный Совет по стандартизации, метрологии и сертификации82-П
23.06.2016УтвержденФедеральное агентство по техническому регулированию и метрологии672-ст
ИзданСтандартинформ2016 г.
РазработанООО ЦНИДИ

Reciprocating internal combustion engines. Exhaust emission measurement. Part 11. Testbed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions from engines used in nonroad mobile machinery under transient test conditions

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

ГОСТ

ISO 8178-11— 2015

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПОРШНЕВЫЕ

Измерение выброса продуктов сгорания

Часть 11

Стендовые измерения выбросов газов и частиц из двигателей внедорожных транспортных средств на переходных режимах

(ISO 8178-11:2006, ЮТ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2016

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью «Центральный научно-исследовательский дизельный институт» (ООО «ЦНИДИ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК235 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые»

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 12 ноября 2015 г. № 82-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ISO 3166) 004—97

Код страны по МК (ISO 3166) 004—97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Армения

AM

Минэкономики Республики Армения

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Казахстан

KZ

Госстандарт Республики Казахстан

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Россия

RU

Росстандарт

Таджикистан

TJ

Таджикстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 июня 2016 г. № 672-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 8178-11-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 апреля 2017 г.

5    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 8178-11:2006 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 11. Стендовые измерения выбросов газов и частиц из двигателей внедорожных транспортных средств на переходных режимах» («Reciprocating internal combustion engines. Exhaust emission measurement. Part 11. Test bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions from engines used in non road mobile machinery under transient test conditions», IDT).

Международный стандарт ISO 8178-11:2006 разработан техническим комитетом ISO/ТС 70 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые», подкомитетом SC 8, «Измерение выбросов вредных веществ с отработавшими газами» Международной организации по стандартизации (ISO).

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов межгосударственным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Окончание таблицы 1

Обозначение

Единица

измерения

Наименование показателя

и

Соотношение плотностей данного компонента и отработавших газов

к

л

Полный объем системы анализатора отработавших газов

Wact

кВт ■ ч

Фактическая цикловая работа соответствующего испытательного цикла

м/с

Скорость газа в выпускной трубе

°Р

м/с

Скорость газа в пробоотборнике

4.2    Обозначения и сокращения для состава топлива

wALF — массовое содержание водорода в топливе, %; wBET — массовое содержание углерода в топливе, %; wGAM — массовое содержание серы в топливе, %; wDEL — массовое содержание азота в топливе, %; wEPS — массовое содержание кислорода в топливе, %; а — молярная концентрация водорода (Н/С); р — молярная концентрация углерода (С/С); у— молярная концентрация серы (S/C);

5    — молярная концентрация азота (N/C);

6    — молярная концентрация кислорода (О/С) применительно к топливу, состав которого выражается обобщенной формулой CpHaOEN5Sr

4.3    Обозначения и сокращения для химических веществ

ACN — ацетонитрил;

С1 — углеродный (carbon 1) эквивалент углеводорода;

СН4 — метан;

СН3ОН — метанол;

С2Н6 — этан;

С3Н8 — пропан;

СО — оксид углерода;

С02 — диоксид углерода;

DNPH — динитрофенилгидразин;

DOP — диоктилфталат;

НС — углеводороды;

НСНО — формальдегид;

Н20 — вода;

NMHC — неметановые углеводороды;

NOx — оксиды азота;

N0 — оксид азота;

Ы02 — диоксид азота;

РМ — частицы;

RME — метиловый эфир рапсового масла.

4.4    Сокращения

CLD — хемилюминесцентный детектор;

FID — плазменно-ионизационный детектор;

FTIR — инфракрасный спектроанализатор с преобразованием Фурье;

GC — газовый хроматограф;

HCLD — хемилюминесцентный детектор с подогревом;

HFID — плазменно-ионизационный детектор с подогревом;

HPLC — жидкостный хроматограф высокого давления;

MW— молекулярная масса;


NDIR — недисперсионный инфракрасный спектроанализатор;

NMC — отделитель фракций, не содержащих метан;

NRTC — испытательный цикл для двигателей внедорожной техники на переходных режимах (Non Road Transient Cycle);

% FS — проценты полной шкалы (full scale);

SIMS — масс-спектрометр с мягкой ионизацией;

Stk — число Стокса.


5 Условия проведения испытаний

5.1 Условия испытаний двигателей

5.1.1 Параметры атмосферных условий при испытаниях

Абсолютная температура воздуха на впуске в двигатель Та и атмосферное давление для сухого воздуха ps должны измеряться, а атмосферный фактор Одолжен вычисляться. В многоцилиндровых двигателях, в которых воздушные ресиверы на впуске сгруппированы определенным образом (например, в V-образных двигателях), должна определяться средняя температура для каждой группы.

Для двигателей без наддува и с механическим наддувом:


^99Л

Ps


_Ja_

298


0,7


(1)


Для двигателей с турбонаддувом, с охлаждением или без охлаждения наддувочного воздуха:

х,^Г.    (2,


/99ч°'7


Ps


298


Примечание — Формулы (1) и (2) соответствуют экологическим нормативам ЕЭК, ЕЭС и ЕРА, но отличаются от формул ISO для корректировки мощности.

5.1.2    Критерий достоверности испытаний

Для того чтобы испытания были достоверными, необходимо, чтобы параметр fa находился в диапазоне 0,93 < fa < 1,07.

Примечание — При испытаниях рекомендуется поддерживать значение параметра fa в диапазоне от 0,96 до 1,06.

5.2    Двигатели с охлаждением наддувочного воздуха

Температура наддувочного воздуха при испытаниях должна фиксироваться. При частоте вращения, соответствующей объявленной мощности и полной нагрузке, эта температура должна быть равна максимальной температуре наддувочного воздуха, объявленной изготовителем, с точностью до ± 5 К (± 5 °С). Температура охлаждающей среды должна быть не более 293 К (20 °С).

Если в качестве источника воздуха для двигателя используется технологическая система стенда или внешний нагнетатель, температура воздуха на впуске должна поддерживаться с точностью до ± 5 (± 5 °С) К, равной объявленной изготовителем максимальной температуре наддувочного воздуха при частоте вращения, соответствующей объявленной мощности и полной нагрузке. При этом температура и расход охлаждающей среды через охладитель наддувочного воздуха в указанном выше режиме не должны меняться на протяжении всего цикла испытаний. Объем охладителя наддувочного воздуха должен выбираться в соответствии с общепринятой инженерной практикой и соответствовать требованиям типичных промышленных и транспортных применений.

Допускается также устанавливать параметры охладителя наддувочного воздуха в соответствии с нормами SAE J 1937.

5.3    Мощность

Измерения удельных значений вредных выбросов должны производиться при работе двигателя под нагрузкой, соответствующей некорректированной тормозной мощности, определенной в ISO 14396. Двигатель должен быть предъявлен для испытаний с теми вспомогательными устройствами, которые необходимы для его работы.


7


Если установка вспомогательных устройств на испытательный стенд невозможна или затруднена, следует определить мощность, затрачиваемую на их привод, и вычесть ее из измеренной мощности двигателя во всем рабочем диапазоне испытательного цикла.

Те вспомогательные устройства, которые необходимы только для работы приводимого механизма, перед испытаниями двигателя должны быть сняты. Примерами подобных устройств являются:

-    воздушный компрессор для тормозной системы,

-    насос гидроусилителя руля,

-    компрессор кондиционера,

-    насосы гидроусилителей.

Подробнее об этом см. ISO 14396 и ISO 15550, таблица 1.

Если вспомогательные устройства не были сняты, то потребляемая ими мощность должна быть определена и добавлена к мощности двигателя во всем рабочем диапазоне испытательного цикла, за исключением случаев, когда такие устройства являются неотъемлемой частью двигателя (например, вентилятор двигателя с воздушным охлаждением).

Формула для вычисления поправки к измеренной мощности или к измеренной работе в цикле, добавляемой к некорректированной тормозной мощности или некорректированной работе в цикле согласно 6.6.2, должна быть представлена изготовителем двигателя для всего диапазона испытательного цикла и согласована всеми заинтересованными сторонами.

5.4    Система впуска

Для подачи воздуха может использоваться штатный впускной коллектор двигателя или впускная система испытательного стенда при условии, что потеря давления на впуске с точностью до ± 300 Па равна максимальному значению этого параметра, указанному изготовителем двигателя для чистого воздухоочистителя, при частоте вращения двигателя, соответствующей номинальной мощности и полной нагрузке.

Если двигатель имеет встроенную систему подачи воздуха, то при испытаниях должна использоваться эта система.

5.5    Система выпуска

Для выпуска может использоваться штатный выпускной коллектор двигателя или соответствующая система испытательного стенда при условии, что при частоте вращения, соответствующей номинальной мощности и полной нагрузке, эта система создает противодавление, равное максимальному значению данного параметра, заданному изготовителем двигателя, с точностью до ± 650 Па. Выпускная система должна удовлетворять требованиям к отбору проб отработавших газов, установленных в 9.4.2 и 16.2 ISO 8178-1.

Если двигатель оборудован устройством очистки отработавших газов, диаметр выпускной трубы перед входом в расширение выпускного тракта, где установлено это устройство, должен быть постоянным на расстоянии вверх по ходу потока от этого расширения, равном как минимум четырем диаметрам трубы. Расстояние от фланца выпускного трубопровода или выходного сечения турбокомпрессора до устройства очистки отработавших газов должно быть таким же, как при установке двигателя на объекте, или таким, как указано изготовителем двигателя. Противодавление на выпуске или гидравлическое сопротивление выпускной системы должно отвечать упомянутым выше критериям, при этом должна быть обеспечена возможность его регулирования с помощью дросселя. При макетных испытаниях и при снятии скоростной характеристики двигателя емкость, содержащая устройство очистки отработавших газов, может сниматься и заменяться эквивалентной емкостью, включающей несущую конструкцию с неактивным катализатором.

5.6    Система охлаждения

Система охлаждения двигателя, используемая при испытаниях, должна обеспечивать поддержание нормальных рабочих температур, определенных изготовителем двигателя.

5.7    Смазочное масло

Смазочное масло должно быть определено изготовителем двигателя. Характеристики смазочного масла, используемого при испытаниях, должны быть зафиксированы и включены в отчет об испытаниях.

ГОСТ ISO 8178-11-2015

5.8 Топливо для испытаний

Характеристики топлива оказывают влияние на содержание вредных выбросов двигателя. Поэтому характеристики топлива, используемого при испытаниях, должны быть зафиксированы и включены в отчет об испытаниях. Если используются эталонные виды топлива, указанные в ISO 8178-5, необходимо привести идентификационный код соответствующего топлива и результаты его анализа. Для всех остальных видов топлива должны быть зафиксированы их характеристики, перечисленные в соответствующих типовых таблицах ISO 8178-5.

Температура топлива должна соответствовать рекомендациям изготовителя. Температура топлива должна измеряться на входе топливного насоса высокого давления или в другом месте, указанном изготовителем, при этом местонахождение точки измерения должно фиксироваться.

Выбор топлива для испытаний зависит от цели данных испытаний. Если заинтересованные стороны не договорились об ином, выбор топлива для испытаний должен производиться в соответствии с таблицей 2. В случае отсутствия нужного эталонного топлива допускается использование другого топлива, по своим свойствам достаточно близкого к эталонному. Характеристики топлива должны быть запротоколированы.

Таблица 2 — Выбор топлива

Цель испытаний

Заинтересованные стороны

Выбор топлива

Приемочные испытания (сертификация)

Орган сертификации. Изготовитель или поставщик

Эталонное топливо (если оно определено). Промышленное топливо (если эталонное топливо не определено)

Приемо-сдаточные испытания

Изготовитель или поставщик. Заказчик или инспектор

Промышленное топливо, определенное изготовителем*

Исследование/доводка

В их числе могут быть:

-    изготовитель,

-    исследовательская организация, поставщик топлива и масел и т. п.

В зависимости от целей испытаний

* Заказчики и инспекторы должны иметь в виду, что значения вредных выбросов, полученные при использовании промышленного топлива, необязательно будут укладываться в допустимые пределы, предполагающие использование эталонного топлива

6 Испытательный цикл

6.1 Общие положения

Испытательный цикл для двигателей внедорожной техники на переходных режимах (NRTC) приведен в приложении А в виде табличной посекундной зависимости нормализованных величин частоты вращения и крутящего момента, применимой для всех двигателей, на которые распространяется настоящий стандарт. Для преобразования этого испытательного цикла в цикл конкретного двигателя нормализированные величины должны быть преобразованы в эталонные величины на основании исходной скоростной характеристики испытуемого двигателя. Это преобразование называется денормализацией, а построенный таким образом испытательный цикл называется эталонным циклом двигателя, предназначенного для испытаний. Полученные таким образом эталонные значения частоты вращения и крутящего момента двигателя должны быть реализованы на стенде. При этом фиксируются фактические значения частоты вращения, крутящего момента и мощности, полученные в ходе испытаний. Для подтверждения достоверности результатов испытаний после их окончания необходимо выполнить регрессионный анализ соотношения между эталонными и фактическими значениями частоты вращения, крутящего момента и мощности. Для расчета удельных выбросов должна быть рассчитана фактическая величина произведенной в течение испытательного цикла работы путем интегрирования по времени фактических значений мощности двигателя на протяжении цикла. Фактическое значение работы цикла должно быть в пределах, установленных для работы эталонного цикла.

9

6.2 Общая последовательность испытаний

В общем виде последовательность испытаний может быть представлена следующей блок-схемой. Детали каждого шага описаны в соответствующих пунктах. В обоснованных случаях допускаются отклонения от указанной последовательности, но требования соответствующих пунктов стандарта являются обязательными.

Перед началом испытательного цикла можно выполнить один или несколько пробных циклов для проверки двигателя, стенда и систем очистки отработавших газов.

6.3 Процедура построения исходной характеристики двигателя

6.3.1    Общие положения

Для построения NRTC перед испытаниями должна быть снята исходная скоростная характеристика двигателя — зависимость крутящего момента от частоты вращения.

6.3.2    Определение диапазона частоты вращения

Верхняя и нижняя границы диапазона определяются следующим образом:

-    минимальная частота вращения равна частоте вращения холостого хода;

-    максимальная частота вращения равна nhi * 1,02 или частоте вращения, при которой крутящий момент при полной нагрузке падает до нуля. Берется наименьшее из двух указанных значений.

6.3.3    Исходная характеристика двигателя

Перед снятием характеристики двигатель должен быть прогрет для стабилизации его параметров в соответствии с рекомендациями изготовителя и общепринятой инженерной практикой. После стабилизации параметров исходная характеристика двигателя снимается одним из следующих способов.

6.3.3.1 Плавное увеличение частоты вращения

а) Двигатель работает на холостом ходу;

ГОСТ ISO 8178-11-2015

b)    Устанавливается режим работы двигателя на минимальной частоте вращения при значении топливоподачи, соответствующей полной нагрузке;

c)    Частота вращения двигателя увеличивается от минимальной до максимальной со средним темпом приращения (8 ± 1) мин'1/с при фиксации текущих значений частоты вращения двигателя и крутящего момента с интервалом не более 1 с.

6.3.3.2 Ступенчатое увеличение частоты вращения

a)    Двигатель работает на холостом ходу;

b)    Устанавливается режим работы двигателя на минимальной частоте вращения при значении топливоподачи, соответствующей полной нагрузке;

c)    При полной нагрузке режим минимальной частоты вращения поддерживается в течение не менее 15 с, при этом фиксируется средний крутящий момент в течение последних 5 с. Для построения характеристики частота вращения увеличивается ступенями не более (100 ± 20) мин. В каждой точке измерения двигатель должен проработать не менее 15 с, при этом должен фиксироваться средний крутящий момент в течение последних 5 с.

6.3.4    Построение исходной характеристики

Все точки, определенные в соответствии с 6.3.3, наносятся на график и соединяются отрезками с использованием линейной интерполяции. Получившаяся кривая является исходной характеристикой двигателя, которая должна быть использована для преобразования согласно 6.4.3 нормализованных значений крутящего момента, представленных в приложении А, в эталонные значения крутящего момента для испытательного цикла.

6.3.5    Альтернативный способ построения характеристики

Если изготовитель считает описанный выше способ небезопасным или неприемлемым для данного двигателя, допускается использование следующего альтернативного способа. Данный способ заключается в определении предельно допустимого крутящего момента при любых значениях частоты вращения двигателя в пределах данного испытательного цикла. Любые отклонения от указаний настоящего раздела, допущенные по соображениям безопасности или достоверности, должны быть обоснованы и согласованы со всеми заинтересованными сторонами. Однако для двигателя, имеющего регулятор частоты вращения и/или турбонаддув, не допускается построение характеристики путем снижения частоты вращения.

6.3.6    Повторные испытания

Снимать исходные характеристики двигателя перед каждым испытательным циклом нет необходимости. Снятие характеристики двигателя заново перед испытательным циклом должно производиться в случае, если:

-    со времени последнего снятия характеристики прошло много времени (сточки зрения общепринятой практики) или

-    за это время в двигатель внесены изменения или проведена перенастройка, способные повлиять на его параметры.

6.4 Построение эталонного испытательного цикла
6.4.1 Эталонная частота вращения

Эталонная частота вращения nref соответствует 100 % значению нормализированной частоты вращения, которая указана в характеристике нагружения, приведенной в приложении А. Фактический испытательный цикл, строящийся по результатам денормализации частоты вращения от относительных к абсолютным значениям, определяется выбором эталонной частоты вращения. Эталонная частота вращения определяется следующим образом:

nref = низкая частота вращения + 0,95 * (высокая частота вращения, низкая частота вращения),

где высокая частота вращения — это наибольшая частота вращения двигателя, при которой он может развить 70 % номинальной мощности;

низкая частота вращения — это наименьшая частота вращения двигателя, при которой он может развить 50 % номинальной мощности.

Если эталонная частота вращения, измеренная с точностью до ± 3 %, совпадает с эталонной частотой вращения, объявленной изготовителем, то при контроле выбросов должна быть использована эталонная частота вращения, объявленная изготовителем. В случае превышения указанного допуска должна использоваться измеренная эталонная частота вращения.

11

6.4.2    Денормализация частоты вращения двигателя

Для денормализации частоты вращения двигателя используется следующая формула:

Эталонная частота вращения = [частота вращения х (исходная частота вращения -- частота вращения хол. хода) /100] + частота вращения хол. хода

6.4.3    Денормализация крутящего момента двигателя

Значения крутящего момента, указанные в приложении А, приводятся к его максимальному значению при соответствующей частоте вращения. Значения крутящего момента эталонного цикла должны быть де-нормализированы с использованием характеристики, определенной согласно 6.3.3, по следующей формуле:

Эталонный крутящий момент = [крутящий момент х максимальный крутящий момент] /100 для соответствующей эталонной частоты вращения, определенной согласно 6.4.2

6.4.4 Пример процедуры денормализации

В качестве примера рассмотрим следующий случай:

-    частота вращения = 43 %;

-    крутящий момент = 82 %.

Имея следующие значения:

-    исходная частота вращения = 2200 об/мин;

-    частота вращения холостого хода = 600 об/мин получаем:

„    43 х (2200-600)

Эталонная частота вращения =- -    +    600 = 1288 об/мин.

100

Найдя из характеристики двигателя величину максимального крутящего момента при 1288 об/мин, равную 700 Нм, получаем текущее значение крутящего момента:

_    „    -    82x700    u

Эталонный крутящий момент =-= 574 Нм.

6.5    Динамометр
6.5.1    Общие положения

При работе двигателя на стенде с помощью динамометра задается тормозной момент, приведенный к оси коленчатого вала, при этом должна быть учтена инерция динамометра.

Фактическое значение крутящего момента равно показанию стендового измерителя крутящего момента плюс момент инерции нагрузочного устройства, умноженный на ускорение. Система управления стендом должна вести соответствующие вычисления в реальном времени.

6.5.2    Вихретоковый динамометр

Если двигатель испытывается с помощью вихретокового динамометра, инерция динамометра должна быть согласована с размерами двигателя. Поэтому рекомендуется, чтобы число точек, в которых разность TSp - 27insp0D составляет менее 5 % максимального значения отрицательного крутящего момента двигателя, не превышало 30, где Tsp — измеренный крутящий момент; nsp — соответствующая частота вращения двигателя; ©D инерция вращения вихретокового динамометра.

6.6    Проверка корректности испытаний
6.6.1    Сдвиг данных

Чтобы свести к минимуму влияние сдвига во времени фактического цикла по отношению к эталонному, требуется сдвинуть построенный график сигналов по частоте вращения и крутящему моменту относительно эталонного на величину опережения или запаздывания. При наличии сдвига по времени сигналов фактических значений необходимо сдвинуть значения частоты вращения и крутящего момента на это же значение в том же направлении.

6.6.2    Вычисление работы за цикл

Работа за фактический цикл И/ас(, кВт-ч, рассчитывается по зафиксированным значениям частоты вращения и крутящего момента в каждой точке измерений. Если выбрана данная опция, указанное вычисление должно выполняться после каждого случая сдвига фактических данных. Работа за фактиче-

ГОСТ ISO 8178-11-2015

ский цикл И/ас( используется для ее сравнения с работой за эталонный цикл Wref и в расчетах удельных значений выбросов (см. 9.3.7, 9.4.7,10.3.7 и 10.4.5). Та же методика используется и при интегрировании эталонной и фактической мощности двигателя. При необходимости определения величин, находящихся между соседними точками эталонной или фактической кривой, используется линейная интерполяция.

При интегрировании работы за фактический цикл отрицательные значения крутящего момента должны учитываться и приравниваться к нулю. Если при частоте интегрирования менее 5 Гц на протяжении данного периода времени значение крутящего момента переходит через ноль, отрицательная часть должна учитываться и приравниваться к нулю. Положительная часть должна включаться в значение интеграла.

Значение И/ас( должно быть между минус 15 % и плюс 5 % l/l/J.ef.

6.6.3 Статистическая оценка испытательного цикла

Должны быть построены линии регрессии фактических значений частоты вращения, крутящего момента и мощности относительно эталонных значений. Если выбрана данная опция, такое построение должно быть выполнено после каждого случая сдвига данных. При этом должен быть использован метод наименьших квадратов в соответствии с формулой, приведенной в приложении G:

у = а1 х + а0,    (5)

где у — фактическое значение частоты вращения (мин-1), крутящего момента (Нм) или мощности

(кВт);

а1 — наклон линии регрессии;

х — эталонное значение частоты вращения (мин1), крутящего момента (Н ■ м) или мощности (кВт); а0 — точка пересечения линией регрессии оси у.

Стандартная погрешность оценки (Sy х) у по х и коэффициент смешанной корреляции (г2) должны рассчитываться для каждой линии регрессии. Анализ рекомендуется проводить на частоте 1 Гц. Для подтверждения достоверности результатов испытаний необходимо выполнять условия, приведенные в таблице 3.

Таблица 3 — Допуски для линии регрессии

Частота вращения

Крутящий момент

Мощность

Стандартная погрешность оценки (Sy.x) у по х

Не более 100 мин -1

Не более 13 % максимального крутящего момента по характеристике двигателя

Не более 8 % максимальной мощности по характеристике двигателя

Наклон линии регрессии, а1

0,95—1,03

0,83—1,03

0,83—1,03

Коэффициент смешанной корреляции, г2

Не менее 0,9700

Не менее 0,8800

Не менее 0,9100

Точка пересечения линии регрессии с осью у, а0

± 50 мин-1

± 20 Н ■ м или ± 2 % максимального крутящего момента (большее из двух значений)

± 4 кВт или ±2% максимальной мощности (большее из двух значений)

До начала регрессионного анализа (и только для этой цели) точки, указанные в таблице 4, могут быть удалены. Однако удаление данныхточек при расчетах работы за цикл и выбросов не допускается. Точка холостого хода определяется как точка, в которой нормализованый эталонный крутящий момент равен 0 %, а нормализованная эталонная частота вращения равна 0,1 %. Удаление указанных точек допускается как для всего цикла, так и для любой его части.

Таблица 4 — Точки, разрешенные к удалению для целей регрессионного анализа

Условие

Удаляемые точки

Первые (24 ± 1) с и последние (25 ± 1) с

Частота вращения, крутящий момент, мощность

Полная нагрузка и сигнал по крутящему моменту менее 95 % эталонного момента

Крутящий момент и/или мощность

Окончание таблицы 4

Условие

Удаляемые точки

Полная нагрузка и сигнал по частоте вращения менее 95 % эталонной частоты вращения

Частота вращения и/или мощность

Нулевая нагрузка, сигнал по частоте вращения более частоты вращения холостого хода + 50 мин-1, а сигнал по крутящему моменту более 105 % эталонного момента

Крутящий момент и/или мощность

Нулевая нагрузка, сигнал по частоте вращения более частоты вращения холостого хода + 50 мин-1, а сигнал по крутящему моменту = определяемый изготовителем или измеренный крутящий момент холостого хода ± 2 % максимального крутящего момента

Частота вращения и/или мощность

Нулевая нагрузка и сигнал по частоте вращения более 105 % эталонной частоты вращения

Частота вращения и/или мощность

7 Проведение испытаний

7.1    Общие положения

Вредные выбросы, количество которых должно измеряться при испытаниях, состоят из частиц и газообразных (оксид углерода, общие или неметановые углеводороды и оксиды азота) продуктов. Кроме того, измеряется количество диоксида углерода, который часто используется в качестве индикаторного газа для определения степени разбавления отработавших газов в полнопоточной или частичнопоточной системе разбавления. Согласно установившейся инженерной практике, измерение общего количества диоксида углерода является средством выявления проблем с измерениями в ходе испытаний.

Измерения содержания перечисленных выше вредных выбросов проводятся в ходе стандартного испытательного цикла для переходных режимов (NRTC) после прогрева двигателя. На основании сигналов по частоте вращения и крутящему моменту от динамометра вычисляется мощность, которая интегрируется по времени испытательного цикла для расчета работы за цикл. Концентрации газообразных продуктов в течение цикла определяются либо по неразбавленным отработавшим газам путем интегрирования сигнала анализатора согласно 9.3.4, либо по разбавленным отработавшим газам из CVS полнопоточной системы разбавления путем интегрирования или с помощью пробоотбора согласно 10.3.4. Для определения массы частиц используется пропорциональная выборка из потока разбавленных отработавших газов, собранная на фильтре определенного типа с помощью частичнопоточной (см. 9.4.2) или полнопоточной (см. 10.4.3) системы разбавления. В зависимости от использованного метода для расчета массовых выбросов вредных веществ должен быть определен расход разбавленных или неразбавленных отработавших газов в течение испытательного цикла. Полученные значения делятся на работу двигателя для того, чтобы получить удельные значения массовых выбросов каждого вещества в граммах на киловатт-час.

Перед началом испытательного цикла можно выполнить один или несколько пробных циклов для проверки двигателя, стенда и систем очистки отработавших газов.

7.2    Подготовка фильтров для пробоотбора

Как минимум за час до начала испытаний каждый фильтр должен быть помещен в чашку Петри, защищенную от проникновения пыли, но имеющую доступ воздуха, которая ставится в весовую камеру для стабилизации. По окончании периода стабилизации каждый фильтр взвешивается, при этом фиксируется их вес. После этого фильтры должны храниться в закрытой чашке Петри или в герметичном держателе фильтров до тех пор, пока они не понадобятся для испытаний. Фильтры должны быть использованы в течение восьми часов после того, как их вынули из весовой камеры.

7.3    Установка измерительного оборудования

Установка приборов и пробоотборников должна производиться согласно соответствующим инструкциям. В случае полнопоточного разбавления отработавших газов система подключается к выпускной трубе.

ГОСТ ISO 8178-11-2015
7.4    Пуск двигателя и подготовка системы разбавления

Двигатель и система разбавления должны быть запущены и прогреты. С целью подготовки системы пробоотбора к испытаниям двигатель должен проработать не менее 20 мин. на номинальной частоте вращения и 100 % крутящем моменте, одновременно должны работать либо частичнопоточная система разбавления, либо полнопоточная система разбавления с системой вторичного разбавления. При этом можно собрать пробные образцы частиц на фильтре. Эти фильтры не проходят взвешивание и стабилизацию, а просто выбрасываются. После того как фильтры и система пробоотбора отработали 20 мин, фильтровальные материалы могут быть заменены. Величина расхода устанавливается примерно на том уровне, какой ожидается при испытаниях. Крутящий момент, вначале равный 100 %, должен быть снижен настолько, чтобы при номинальной частоте вращения температура в зоне пробоотбора не превысила максимального значения 464 К (191 °С) в случае использования полнопоточной системы разбавления.

7.5    Пуск системы пробоотбора частиц

Система пробоотбора частиц запускается и вначале работает в режиме байпаса. Фоновый уровень частиц в разбавляющем воздухе может быть определен путем забора пробы разбавляющего воздуха на входе отработавших газов в смесительный канал. При использовании фильтрованного разбавляющего воздуха достаточно выполнить одно такое измерение перед испытаниями или после их окончания. Если разбавляющий воздух не фильтруется, то можно выполнить два измерения — до и после окончания цикла испытаний и в протокол внести их среднее значение. Если для фоновых измерений используется отдельная система пробоотбора, эти измерения ведутся в течение всего периода испытаний.

7.6    Регулировка степени разбавления

Общий расход разбавленных отработавших газов через полнопоточную систему разбавления или расход разбавленных отработавших газов через частичнопоточную систему разбавления должен быть отрегулирован таким образом, чтобы обеспечить отсутствие конденсации в системе и поддержание температуры поверхности фильтра в диапазоне от 315 К (42 °С) до 325 К (52 °С).

7.7    Проверка анализаторов

Анализаторы отработавших газов должны быть обнулены и наполнены поверочным газом. Если используются мешки пробоотбора, они должны быть опорожнены.

7.8    Пуск двигателя

Двигатель должен быть запущен в течение 5 мин. после окончания предварительного прогрева в соответствии с процедурой пуска, описанной в руководстве по эксплуатации и обслуживанию двигателя. Пуск производится с помощью штатного стартера или динамометра. Возможно также приступать к испытаниям сразу после завершения прогрева, без остановки двигателя, после 5 мин. работы на холостом ходу.

7.9    Испытательный цикл
7.9.1    Последовательность испытаний

Испытания начинаются с пуска двигателя или с момента, когда двигатель отработает 5 мин. на холостом ходу (если он перед этим не останавливался). Испытания проводятся по испытательному циклу, описанному в 6.4. Команды задания частоты вращения и крутящего момента должны выдаваться с частотой не менее 5 Гц (рекомендуется 10 Гц). Задаваемые значения частоты вращения и крутящего момента вычисляются линейной интерполяцией между точками эталонного цикла, задаваемыми с частотой 1 Гц. Фактические значения частоты вращения и крутящего момента во время испытательного цикла должны регистрироваться как минимум один раз в секунду. Сигналы по частоте вращения и крутящему моменту могут подвергаться фильтрации электронными средствами.

7.9.2    Сигнал анализатора

В момент пуска двигателя или начала испытательного цикла (если цикл начинается без остановки двигателя) производится пуск измерительной аппаратуры. Одновременно начинается:

- забор или анализ проб разбавляющего воздуха, если используется полнопоточная система разбавления;

15

ГОСТ ISO 8178-11-2015

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты» (по состоянию на 1 января текущего года), а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2016

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

III

-    забор или анализ проб неразбавленных или разбавленных отработавших газов в зависимости от используемого метода;

-    измерение количества разбавленных отработавших газов, а также необходимых температур и давлений;

-    регистрация массового расхода отработавших газов, если используется анализ неразбавленных отработавших газов;

-    регистрация фактических значений частоты вращения и крутящего момента на динамометре.

Если используется анализ неразбавленных отработавших газов, то концентрация загрязнений

(НС, СО и NOx) и массовый расход отработавших газов должны непрерывно измеряться с частотой не менее 2 Гц и регистрироваться компьютерной системой. Все остальные измеряемые величины должны регистрироваться с частотой не менее 1 Гц. Если используются аналоговые анализаторы, то ведется непрерывная запись их выходного сигнала, а при оценке полученных данных должны быть учтены данные калибровки анализаторов — или в режиме реального времени, или по завершении испытаний.

При использовании полнопоточной системы разбавления должно производиться непрерывное измерение содержания НС и NOx в смесительном туннеле с частотой не менее 2 Гц. Усредненные значения определяются путем интегрирования сигналов анализатора на протяжении испытательного цикла. Время реакции системы не должно превышать 20 с и при необходимости должно быть согласовано с пульсациями потока в CVS, а также со сдвигом пробоотбора относительно точек испытательного цикла по времени. Содержание СО, С02 и NMHC определяется интегрированием или анализом концентрации в пробоотборном мешке указанных веществ, собранных в течение испытательного цикла. Содержание газообразных загрязнителей в разбавляющем воздухе определяется с помощью интегрирования или сбора этих загрязнителей в пробоотборный мешок, предназначенный для определения фоновой концентрации. Все остальные необходимые параметры должны регистрироваться с частотой не менее одного раза в секунду (1 Гц).

7.9.3    Пробоотбор частиц

При пуске двигателя или в начале испытаний, если испытательный цикл начинается без остановки двигателя, система пробоотбора частиц должна быть переключена из режима байпаса в режим сбора частиц.

Если используется частичнопоточная система разбавления, то насос (насосы) пробоотбора должны быть настроены таким образом, чтобы расход через пробоотборник или передаточную трубку поддерживался пропорциональным массовому расходу отработавших газов.

Если используется полнопоточная система разбавления, то режим работы насоса (насосов) пробоотбора должен быть таким, чтобы расход через пробоотборник или передаточную трубку поддерживался на заданном уровне с точностью ± 5 %. При наличии системы компенсации расхода (то есть пропорционального управления расходом пробы) необходимо продемонстрировать, что соотношение расходов через основной тракт и пробоотборник поддерживается на заданном уровне с точностью ± 5 % (за исключением первых нескольких секунд после начала пробоотбора).

При этом должна вестись запись средней температуры и давления на входе газового счетчика или расходомера. Если не удалось обеспечить поддержание расхода на заданном уровне (с точностью ± 5 %) на протяжении всего испытательного цикла из-за чрезмерного засорения фильтра частицами, результаты испытаний аннулируются. В этом случае испытание должно быть повторено при меньшем расходе и/или с большим диаметром фильтра.

7.9.4    Остановка двигателя

Если двигатель во время проведения испытательного цикла останавливался, то к следующему пуску он должен быть подготовлен заново, а испытания должны быть повторены. При отказе любого компонента испытательной аппаратуры во время проведения испытательного цикла результаты испытаний аннулируются.

7.9.5    Действия по завершении испытаний

По завершении испытаний останавливается насос пробоотбора частиц и прекращается измерение массового расхода отработавших газов, объема разбавленных отработавших газов, а также расхода газов на входе в пробоотборные мешки. В случае использования интегрирующей системы анализатора забор проб продолжается до истечения времени реакции системы.

После завершения испытаний измерение концентрации загрязнителей в пробоотборных мешках должно быть выполнено как можно быстрее, не позднее чем через 20 мин. после окончания испытательного цикла.

16

ГОСТ ISO 8178-11-2015

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины и определения...............................................................2

4    Обозначения и сокращения............................................................4

4.1    Общие обозначения...............................................................4

4.2    Обозначения и сокращения для состава топлива.......................................6

4.3    Обозначения и сокращения для химических веществ...................................6

4.4    Сокращения.....................................................................6

5    Условия проведения испытаний.........................................................7

5.1    Условия испытаний двигателей......................................................7

5.2    Двигатели с охлаждением наддувочного воздуха.......................................7

5.3    Мощность.......................................................................7

5.4    Система впуска...................................................................8

5.5    Система выпуска.................................................................8

5.6    Система охлаждения..............................................................8

5.7    Смазочное масло.................................................................8

5.8    Топливо для испытаний............................................................9

6    Испытательный цикл..................................................................9

6.1    Общие положения................................................................9

6.2    Общая последовательность испытаний..............................................10

6.3    Процедура построения исходной характеристики двигателя.............................10

6.4    Построение эталонного испытательного цикла........................................11

6.5    Динамометр.....................................................................12

6.6    Проверка корректности испытаний..................................................12

7    Проведение испытаний...............................................................14

7.1    Общие положения...............................................................14

7.2    Подготовка фильтров для пробоотбора..............................................14

7.3    Установка измерительного оборудования............................................14

7.4    Пуск двигателя и подготовка системы разбавления....................................15

7.5    Пуск системы пробоотбора частиц..................................................15

7.6    Регулировка степени разбавления..................................................15

7.7    Проверка анализаторов...........................................................15

7.8    Пуск двигателя..................................................................15

7.9    Испытательный цикл.............................................................15

8    Принципы измерения выбросов........................................................17

8.1    Общие положения...............................................................17

8.2    Эквивалентность................................................................17

8.3    Точность.......................................................................17

9    Определение содержания газообразных продуктов

в неразбавленных отработавших газах и определение содержания частиц

с помощью частичнопоточной системы разбавления........................................18

9.1    Общие положения...............................................................18

9.2    Определение массового расхода отработавших газов..................................18

ГОСТ ISO 8178-11-2015

9.3 Определение содержания газообразных продуктов....................................21

9.4 Определение содержания частиц...................................................24

10    Определение выбросов газообразных продуктов и частиц

с помощью полнопоточной системы разбавления...........................................27

10.1    Общие положения..............................................................27

10.2    Определение расхода разбавленных отработавших газов..............................28

10.3    Определение содержания газообразных выбросов...................................29

10.4    Определение содержания частиц..................................................33

11    Аппаратура для измерения содержания газообразных продуктов...........................34

11.1    Общие требования к анализаторам................................................34

11.2    Газоанализаторы................................................................35

11.3    Калибровка....................................................................36

11.4    Аналитическая система..........................................................37

12    Оборудование для измерения содержания частиц.......................................37

12.1    Общие требования..............................................................37

12.2    Система разбавления и пробоотбора...............................................40

12.3    Калибровка....................................................................40

Приложение А (обязательное) Испытательный нагрузочный цикл NRTC........................43

Приложение В (обязательное) Определение эквивалентности системы........................56

Приложение С (обязательное) Определение ошибки пробоотбора в системе....................57

Приложение D (обязательное) Проверка по расходу углерода................................58

Приложение Е (справочное) Пример расчета

(для частичнопоточной системы разбавления)................................60

Приложение F (справочное) Цикл с переменным темпом изменения нагрузки

(Ramped modal cycle-RMC)................................................63

Приложение G (обязательное) Статистические уравнения...................................64

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных

международных стандартов межгосударственным стандартам..................65

V

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПОРШНЕВЫЕ Измерение выброса продуктов сгорания Часть 11

Стендовые измерения выбросов газов и частиц из двигателей внедорожных транспортных средств на переходных режимах

Reciprocating internal combustion engines. Exhaust emission measurement. Part 11. Testbed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions from engines used in nonroad mobile machinery under transient test conditions

Дата введения — 2017—04—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на поршневые двигатели внутреннего сгорания с самовоспламенением от сжатия и устанавливает методы измерения и оценки содержания газообразных вредных веществ и частиц в отработавших газах при стендовых испытаниях на переходных режимах.

Специальный цикл переменного нагружения, регламентируемый настоящим стандартом, распространяется на двигатели с самовоспламенением от сжатия мощностью от 37 до 560 кВт за исключением двигателей, используемых на дорожных транспортных средствах. Положения настоящего стандарта могут применяться к двигателям внедорожных транспортных средств и промышленного оборудования, согласно 8.3.1.3 ISO 8178-4. К их числу относятся, в частности, двигатели строительных машин, включая автопогрузчики, бульдозеры и гусеничные тракторы, а также двигатели гусеничных и колесных погрузчиков, грузовиков высокой проходимости, гидравлических экскаваторов, сельскохозяйственного оборудования, самодвижущихся сельскохозяйственных машин (в том числе тракторов), лесозаготовительного оборудования, вилочных погрузчиков, дорожных машин и мобильных кранов.

Многие методики испытаний, описанные в настоящем стандарте, представляют собой подробное изложение соответствующих лабораторных методов, так как определение вредных выбросов требует не только измерения какой-то одной величины, но и выполнения достаточно сложного комплекса измерений. Это значит, что получаемые результаты будут зависеть не только от типа двигателя и вида испытаний, но и от метода измерений.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ISO 5167-1:2003 Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross section conduits running full — Part 1: General principles and requirements (Измерение расходов с помощью датчиков перепада давления, встроенных в полнопоточные трубопроводы кольцевого сечения. Часть 1. Общие принципы и требования)

ISO 5725-2:1994 Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 2: Basic method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method [Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерения]

ISO 8178-1:2006 Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 1: Testbed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions (Двигатели внутреннего сгора-

Издание официальное

ния поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 1. Измерение выбросов газов и частиц на испытательных стендах)

ISO 8178-5:2008 Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 5: Test fuels (Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 5. Топливо для испытаний)

ISO 14396:2002 Reciprocating internal combustion engines — Determination and method for the measurement of engine power — Additional requirements for exhaust emission tests in accordance with ISO 8178 (Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Определение и метод измерения мощности двигателя. Дополнительные требования при измерении выброса продуктов сгорания согласно ISO 8178)

ISO 15550:2002 Internal combustion engines — Determination and method for the measurement of engine power — General requirements (Двигатели внутреннего сгорания. Определение и метод измерения мощности двигателя. Общие требования)

ISO 16183:2002 Heavy duty engines — Measurement of gaseous emissions from raw exhaust gas and of particulate emissions using partial flow dilution systems under transient test conditions (Двигатели большой мощности. Измерение газообразных выбросов из неочищенных отработавших газов и выбросов твердых частиц с помощью систем частичного разбавления потока в неустановившемся режиме)

SAE J 1937:1995 Engine testing with low-temperature charge air-cooler systems in a dynamometer test cell (Стендовые испытания двигателей с низкотемпературными системами охлаждения надувочного воздуха)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1    частицы (particulate matter): Материал, собранный на поверхности фильтра (фильтров) с заданными свойствами после пропускания через него отработавших газов, разбавленных чистым отфильтрованным воздухом до температуры потока газов в пределах (315—325) К [(42—52) °С] (температура измеряется непосредственно перед первым фильтром).

Примечание — В число этих материалов входят главным образом углерод, конденсат углеводородов, сульфаты и связанная вода.

3.2    газообразные продукты (gaseous pollutants): Оксид углерода, углеводороды и/или неметановые углеводороды, оксиды азота [выраженные в эквиваленте диокисида азота (N02)], формальдегид и метанол.

3.3    частичнопоточный метод разбавления (partial flow dilution method): Метод, при котором часть потока неразбавленных отработавших газов отделяется и смешивается с необходимым количеством разбавляющего воздуха перед его пропусканием через фильтр пробоотбора частиц.

3.4    полнопоточный метод разбавления (full flow dilution method): Метод, при котором весь поток отработавших газов из двигателя смешивается с необходимым количеством разбавляющего воздуха перед отбором части разбавленных отработавших газов для анализа.

Примечание — Во многих полнопоточных системах разбавления эта отобранная часть разбавленных отработавших газов подвергается вторичному разбавлению с тем, чтобы обеспечить нужное значение температуры на фильтре пробоотбора частиц.

3.5    удельные значения выбросов (specific emissions): Массовые значения выбросов, выраженные в г/(кВт ч).

3.6    испытательный цикл для установившихся режимов (steady-state test cycle): Последовательность испытательных режимов двигателя, в каждом из которых двигателю дается достаточно времени для достижения установившихся величин параметров режима, в том числе частоты вращения и крутящего момента.

3.7    испытательный цикл для переходных режимов (transient test cycle): Последовательность установленных значений частоты вращения и крутящего момента, быстро меняющихся во времени.

3.8    объявленная (номинальная) частота вращения (rated speed): Частота вращения, при которой, согласно заявлению изготовителя двигателя, достигается объявленная (номинальная или полная) мощность.

Примечание — Подробнее об этом см. ISO 14396.

3.9    низкая частота вращения (low speed): Наименьшая частота вращения двигателя, при которой достигается 50 % объявленной (номинальной или полной) мощности.

2

ГОСТ ISO 8178-11-2015

3.10    высокая частота вращения (high speed): Наибольшая частота вращения двигателя, при которой достигается 70 % объявленной (номинальной или полной) мощности двигателя.

3.11    эталонная частота вращения (reference speed): Принятое за 100 % значение частоты вращения, которое используется для денормализации относительных значений частоты вращения в соответствии NRTC согласно 6.4.2.

3.12    время отклика (response time): Время между быстрым изменением измеряемого компонента в контрольной точке и изменением соответствующего сигнала измерительной системы, при которых изменение содержания измеряемого компонента составляет не менее 60 % полной шкалы и происходит за время не более 0,1 с.

Примечания

1    Время отклика системы (f90) складывается из времени чистого запаздывания и времени изменения сигнала системы.

2    Время отклика сильно зависит от местонахождения контрольной точки, то есть от того, где происходит измерение — на пробоотборнике или непосредственно на входе анализатора. В настоящем стандарте контрольной точкой считается пробоотборник.

3.13    время запаздывания (delay time): Время между изменением измеряемого компонента в контрольной точке и изменением соответствующего сигнала измерительной системы на 10 % от конечного значения (f10).

Примечания

1    Для газообразных компонентов время запаздывания складывается в основном из времени перемещения измеряемого компонента от пробоотборника к детектору.

2    При определении времени запаздывания контрольной точкой считается пробоотборник.

3.14    время нарастания (rise time): Время нарастания сигнала от 10 до 90 % конечного показания прибора (fgo — f10).

Примечания

1    Это время определяет быстродействие прибора, то есть его реакцию после того, как измеряемый компонент достиг прибора.

2    При определении времени нарастания сигнала контрольной точкой считается пробоотборник.

3.15    время преобразования (transformation time): Время между изменением измеряемого компонента в контрольной точке и изменением соответствующего сигнала измерительной системы на 50 % конечного значения (f50).

Примечания

1    При определении времени преобразования контрольной точкой считается пробоотборник.

2    Время преобразования используется для сравнения сигналов различных измерительных приборов.

Рисунок 1 — Параметры сигнала анализатора

3    Пункты 3.12—3.15 не относятся к полнопоточным системам разбавления, требования к которым изложены в разделе 10.

Y — сигнал анализатора;

1    — время отклика;

2    — время преобразования;

3    — ступенчатый входной сигнал;

4    — время запаздывания;

5    — время нарастания сигнала

3

4 Обозначения и сокращения

4.1 Общие обозначения

Таблица 1—Список общих обозначений

Обозначение

Единица

измерения

Наименование показателя

AIFst

отн. ед.

Стехиометрическое соотношение «воздух/топливо»

с

ppm / % об.

Концентрация

сс

Коэффициент скольжения

de

м

Диаметр выпускной трубы

dP

м

Диаметр пробоотборника

dPM

м

Диаметр частицы

f

гц

Частота пробоотбора

U

Атмосферный фактор

eco2

%

Поправка на влияние С02 для анализатора NOx

Ее

%

Эффективность по этану

о

, £ щ

%

Поправка на влияние воды для анализатора NOx

%

Эффективность по метану

CM

О

u?

%

Эффективность каталитического нейтрализатора NOx

л

Pa*s

Динамическая вязкость отработавших газов

На

г/кг

Абсолютная влажность воздуха на впуске

i

Нижний индекс, означающий текущее значение (например, 1 Гц)

*f

Коэффициент, зависящий от типа топлива

Vd

Коэффициент поправки на влажность при расчетах выбросов NOx в двигателях типа CI (с самовоспламенением от сжатия)

К

Коэффициент поправки при пересчете с сухого на влажное состояние для неразбавленных отработавших газов

X

отн. ед.

Коэффициент избытка воздуха

medf

КГ

Масса эквивалентных разбавленных отработавших газов за цикл

/77f

мг

Масса собранной пробы частиц

mgas

г

Масса газообразных выбросов (за цикл испытаний)

mPM

г

Масса выбросов частиц (за цикл испытаний)

mse

кг

Масса пробы отработавших газов за цикл

^sed

кг

Масса разбавленных отработавших газов, проходящих через смесительный туннель

^sep

кг

Масса разбавленных отработавших газов, проходящих через фильтры сбора частиц

^gas

г/кВг ■ ч

Удельные выбросы газообразных продуктов

Mpm

г/кВг ■ ч

Удельные выбросы частиц

n

Число измерений

Продолжение таблицы 1

Обозначение

Единица

измерения

Наименование показателя

Ра

кПа

Давление насыщения пара, содержащегося в воздухе на впуске

Рь

кПа

Полное атмосферное давление

Рг

кПа

Давление водяных паров после воздухоохладителя

Ps

кПа

Атмосферное давление для сухого состояния

Р

Проницаемость частиц

Pmad

кг/с

Массовый расход воздуха на впуске по сухому весу

Pmaw

кг/с

Массовый расход воздуха на впуске по влажному весу

PmCe

кг/с

Массовый расход углерода в составе неразбавленных отработавших газов

PmCf

кг/с

Массовый расход углерода на входе в двигатель

PmCp

кг/с

Массовый расход углерода в частичнопоточной системе разбавления

Pmdew

кг/с

Массовый расход разбавленных отработавших газов по влажному весу

Pmdw

кг/с

Массовый расход разбавляющего воздуха по влажному весу

Pmedf

кг/с

Эквивалентный массовый расход разбавленных отработавших газов по влажному весу

Pmew

кг/с

Массовый расход отработавших газов по влажному весу

Pmex

кг/с

Массовый расход газовой пробы, получаемой из смесительного туннеля

Pmf

кг/с

Массовый расход топлива

Pvs

л/мин

Расход отработавших газов через анализатор

Pvt

см3/мин

Массовый расход индикаторного газа

rd

Степень разбавления

rh

Коэффициент реакции плазменно-ионизационного детектора (FID) на углеводороды

rm

Коэффициент реакции плазменно-ионизационного детектора (FID) на метанол

rs

Усредненное значение выборки

P

кг/м3

Плотность

Pe

кг/м3

Плотность отработавших газов

Ppm

кг/м3

Плотность частиц

CT

Среднее отклонение

T

к

Абсолютная температура

Ta

к

Абсолютная температура воздуха на впуске

f10

с

Промежуток времени между появлением входного сигнала и моментом достижения выходного сигнала, равного 10 % от конечного показания прибора

f50

с

Промежуток времени между появлением входного сигнала и моментом достижения выходного сигнала, равного 50 % от конечного показания прибора

f90

с

Промежуток времени между появлением входного сигнала и моментом достижения выходного сигнала, равного 90 % от конечного показания прибора

r

с

Время релаксации частиц