1.

ESC-PRÜFUNG

1.1.

Gasförmige Emissionen

Die für die Berechnung der Ergebnisse der einzelnen Prüfphasen benötigten Messdaten sind nachfolgend angegeben. Bei diesem Beispiel werden CO und NO_x auf trockener und HC auf feuchter Basis gemessen. Die HC-Konzentration wird als Propanäquivalent (C3) ausgedrückt und muss zur Ermittlung des C1-Äquivalents mit 3 multipliziert werden. Diese Berechnungsmethode gilt für alle Prüfphasen.

P (kW)	Ta (K)	Ha (g/kg)	GEXH (kg)	GAIRW (kg)	GFUEL (kg)	HC (ppm)	CO (ppm)	NOx (ppm)
82,9	294,8	7,81	563,38	545,29	18,09	6,3	41,2	495

Berechnung des Feuchtekorrekturfaktors trocken/feucht K_W,r (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 4.2):

FFH 1,969 1 18,09545,29 1,9058 und KW21,608 7,8110001,608 7,81 0,0124 KW,r 1 1,9058 18,09541,06 0,0124 0,9239

Berechnung der feuchten Konzentrationswerte:

CO 41,2 0,9239 38,1 ppm NOx 495 0,9239 457 ppm

Berechnung des NO_x -Feuchtekorrekturfaktors K_H,D (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 4.3):

A 0,309 18,09541,06 0,0266 0,0163 B 0,209 18,09541,06 0,00954 0,0026 KH,D 1 10,0163 7,8110,71 0,0026 294,8298 0,9625

Berechnung der Emissionsmassenströme (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 4.4):

NOx 0,001587 457 0,9625 563,38 393,27 gh CO 0,000966 38,1 563,38 20,735 gh HC 0,000479 6,3 3 563,38 5,100 gh

Berechnung der spezifischen Emissionen (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 4.5):

Die folgende Beispielrechnung bezieht sich auf CO, doch gilt diese Berechnungsmethode auch für die anderen Bestandteile. Die Emissionsmassenströme für die einzelnen Prüfphasen werden mit den entsprechenden Wichtungsfaktoren nach Anhang III Anlage 1 Abschnitt 2.7.1 multipliziert und zur Berechnung des mittleren Emissionsmassendurchsatzes für den Prüfzyklus addiert:

CO	=	6,7 0,15 24,6 0,08 20,5 0,10 20,7 0,10 20,6 0,05 15,0 0,05 19,7 0,05 74,5 0,09 31,5 0,10 81,9 0,08 34,8 0,05 30,8 0,05 27,3 0,05
	=	30,91 g/h

Die Motorleistung in den einzelnen Prüfphasen wird mit den entsprechenden Wichtungsfaktoren nach Anhang III Anlage 1 Abschnitt 2.7.1 multipliziert und zur Berechnung der mittleren Leistung für den Prüfzyklus addiert:

Pn	=	0,1 0,15 96,8 0,08 55,2 0,10 82,9 0,10 46,8 0,05 70,1 0,05 23,0 0,05 114,3 0,09 27,0 0,10 122,0 0,08 28,6 0,05 87,4 0,05 57,9 0,05
	=	60,006 kW

CO 30,91 60,006 0,0515 gkWh

Berechnung der spezifischen NO_x-Emission am zufällig gewählten Prüfpunkt (Anhang III Anlage I Abschnitt 4.6.1):

Es seien die folgenden Werte am zufällig ausgewählten Punkt gemessen worden:

n_Z=

1600 min^-1

M_Z=

495 Nm

NO_{x mass.Z}=

487,9 g/h (nach den vorstehenden Formeln berechnet)

P(n)_Z=

83 kW

NO_x,Z=

487,9/83 = 5,878 g/kWh

Bestimmung des Emissionswertes im Prüfzyklus (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 4.6.2):

Die Werte der vier den Prüfpunkt einhüllenden Phasen beim ESC seien:

nRT	nSU	ER	ES	ET	EU	MR	MS	MT	MU
1368	1785	5,943	5,565	5,889	4,973	515	460	681	610

ETU 5,889 4,9735,8891600136817851368 5,377 gkWh ERS 5,943 5,5655,9431600136817851368 5,732 gkWh MTU 681 6016811600136817851368 641,3 Nm MRS 515 4605151600136817851368 484,3 Nm EZ 5,732 5,3775,732495484,3641,3484,3 5,708 gkWh

Vergleich der NO_x -Emissionswerte (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 4.6.3):

NOx diff 100 5,8785,708 5,708 2,98 %

1.2.

Partikelemissionen

Die Partikelbestimmung erfolgt nach dem Grundsatz, dass Partikelproben über den gesamten Zyklus hinweg entnommen werden, der Proben- und der Massendurchsatz (M_SAM und G_EDF) jedoch während der einzelnen Prüfphasen bestimmt werden. Die Berechnung von G_EDF ist von dem verwendeten System abhängig. Den folgenden Beispielen liegt ein System mit CO₂-Messung und Kohlenstoffbilanz und ein System mit Durchflussmessung zugrunde. Bei Verwendung eines Vollstromverdünnungssystems erfolgt eine direkte Messung von G_EDF durch die CVS-Einrichtung.

Berechnung von G_EDF (Anhang III Anlage 1 Abschnitte 5.2.3 und 5.2.4):

Für Phase 4 seien die folgenden Werte gemessen worden. Die Berechnungsmethode gilt auch für die übrigen Phasen.

GEXH (kg/h)	GFUEL (kg/h)	GDILW (kg/h)	GTOTW (kg/h)	CO2D (%)	CO2A (%)
334,02	10,76	5,4435	6,0	0,657	0,040

a)

Kohlenstoffbilanz

GEDFW 206,5 10,76 0,6570,040 3601,2 kgh

b)

Durchflussmessung

q 6,0 6,05,4435 10,78

GEDFW 334,02 10,78 3600,7 kgh

Berechnung des Abgasmassendurchsatzes (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 5.4):

Die Durchsätze G_EDFW der einzelnen Phasen werden mit den jeweiligen Wichtungsfaktoren nach Anhang III Anlage 1 Abschnitt 2.7.1 multipliziert und dann zur Ermittlung des mittleren G_EDF für den Gesamtzyklus addiert. Der Gesamtprobenstrom M_SAM wird durch Addition der Probendurchsätze der einzelnen Phasen errechnet.

G EDFW	=	3 567 0,15 3 592 0,08 3 611 0,10 3 600 0,10 3 618 0,05 3 600 0,05 3 640 0,05 3 614 0,09 3 620 0,10 3 601 0,08 3 639 0,05 3 582 0,05 3 635 0,05
	=	3604,6 kg/h
MSAM	=	0,226 + 0,122 + 0,151 + 0,152 + 0,076 + 0,076 + 0,076 + 0,136 + 0,151 + 0,121 + 0,076 + 0,076 + 0,075
	=	1,515 kg

Die Partikelmasse auf den Filtern sei 2,5 mg, somit ist PTmass 2,5 1,515 360,4 1000 1000 5,948 gh

Hintergrundkorrektur (nicht obligatorisch)

Es sei eine Hintergrundmessung durchgeführt worden, die folgende Werte ergab. Die Berechnung des Verdünnungsfaktors DF ist identisch mit der Berechnung in Abschnitt 3.1 dieses Anhangs und wird hier nicht dargestellt. Md 0,1 mg; MDIL 1,5 kg

Summe des DF	=	1 1119,15 0,15 1 18,89 0,08 1 114,75 0,10 1 110,10 0,10 1 118,02 0,05 1 112,33 0,05 1 132,18 0,05 1 16,94 0,09 1 125,19 0,10 1 16,12 0,08 1 120,87 0,05 1 18,77 0,05 1 112,59 0,05
	=	0,923

PTmass 2,5 1,515 0,1 1,5 0,923 3604,6 1000 1000 5,726 gh

Berechnung der spezifischen Emission (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 5.5):

Pn	=	0,1 0,15 96,8 0,08 55,2 0,10 82,9 0,10 46,8 0,05 70,1 0,05 23,0 0,05 114,3 0,09 27,0 0,10 122,0 0,08 28,6 0,05 87,4 0,05 57,9 0,05
	=	60,006 kW

PT 5,948 60,006 0,099 gkWh PT 5,72660,006 0,095 gkWh, bei Hintergrundkorrektur

Berechnung des spezifischen Wichtungsfaktors (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 5.6)

Bei Zugrundelegung der oben errechneten Werte für Phase 4 ist WFE,i 0,152 3604,61,515 3600,7 0,1004 Dieser Wert entspricht der Anforderung von 0,10 ± 0,003.

2.

ELR-PRÜFUNG

Da die Bessel-Filterung ein in den europäischen Abgasvorschriften völlig neues Mittelungsverfahren darstellt, folgen an dieser Stelle eine Erläuterung des Bessel-Filters, ein Beispiel für den Entwurf eines Bessel-Algorithmus und ein Beispiel für die Berechnung des endgültigen Rauchwertes. Die Konstanten des Bessel-Algorithmus sind lediglich von der Beschaffenheit des Trübungsmessers und der Abtastfrequenz des Datenerfassungssystems abhängig. Es wird empfohlen, dass die endgültigen Bessel-Filter-Konstanten für verschiedene Abtastfrequenzen vom Hersteller des Trübungsmessgerätes angegeben werden und der Benutzer diese Daten zur Erstellung des Bessel-Algorithmus und zur Berechnung der Rauchwerte verwendet.

2.1.

Allgemeine Anmerkungen zum Bessel-Filter

Infolge von Störeinflüssen im Hochfrequenzbereich weist die Kurve des unverarbeiteten Trübungssignals in der Regel eine starke Streuung auf. Um solche Hochfrequenz-Störungen zu vermeiden, wird beim ELR-Test ein Bessel-Filter benötigt. Dabei handelt es sich um ein rekursives Tiefpassfilter zweiter Ordnung, das einen schnellen Signalanstieg ohne Überschwingen gewährleistet. Ein zugrunde gelegter Echtzeit-Abgasstrahl im Auspuffrohr erscheint in der Trübungskurve mit zeitlicher Verzögerung und wird von jedem Trübungsmessgerät unterschiedlich gemessen. Diese Verzögerung und der Verlauf der gemessenen Trübungskurve sind von der Geometrie der Messkammer des Trübungsmessers sowie von der Beschaffenheit der Abgasentnahmeleitung abhängig, aber auch von der Zeit, die die Elektronik des Trübungsmessers zur Verarbeitung des Signals benötigt. Die Werte, in denen sich diese beiden Effekte ausdrücken, werden als physikalische und elektrische Ansprechzeit bezeichnet; diese stellen für jeden Trübungsmesser-Typ ein individuelles Filter dar. Ziel des Bessel-Filters ist es nun, einen einheitlichen Gesamtfilterkennwert für das gesamte Trübungsmesser-System zu erreichen, der sich aus folgenden Werten zusammensetzt:

—

physikalische Ansprechzeit des Trübungsmessers (t_p),

—

elektrische Ansprechzeit des Trübungsmessers (t_e),

—

Filteransprechzeit des angewandten Bessel-Filters (t_F).

Die Gesamtansprechzeit des Systems t_Aver wird wie folgt berechnet tAver tF2 tp2 te2 und muss für alle Trübungsmesser-Typen gleich sein, wenn sich ein und derselbe Rauchwert ergeben soll. Daher wird ein Bessel-Filter benötigt, der so beschaffen ist, dass anhand der Filteransprechzeit (t_F) sowie der physikalischen (t_p) und der elektrischen Ansprechzeit (t_e) des jeweiligen Trübungsmessers die geforderte Gesamtansprechzeit (t_Aver) ermittelt werden kann. Da die Werte t_p und t_e für jeden Trübungsmesser bereits vorgegeben sind und t_Aver in der vorliegenden Richtlinie laut Definition 1,0 s beträgt, lässt sich t_F wie folgt berechnen: tF tAver2 tp2 te2 Die Filteransprechzeit t_F ist definitionsgemäß die Anstiegszeit eines gefilterten Ausgangssignals zwischen den Werten 10 % und 90 % des Sprungeingangssignals. Daher muss die Grenzfrequenz des Bessel-Filters so iteriert werden, dass sich die Ansprechzeit des Bessel-Filters der geforderten Anstiegszeit anpasst. In Abbildung a sind die Kurven eines Sprungeingangssignals und des Bessel-gefilterten Ausgangssignals sowie die Ansprechzeit des Bessel-Filters (t_F) dargestellt. Der Aufbau des endgültigen Bessel-Filteralgorithmus ist ein mehrstufiger Prozess, der mehrere Iterationszyklen erfordert. Nachfolgend ist ein Diagramm des Iterationsverfahrens dargestellt.

2.2.

Berechnung des Bessel-Algorithmus

Bei diesem Beispiel wird ein Bessel-Algorithmus in mehreren Schritten entsprechend dem obigen Iterationsverfahren entworfen, das auf Anhang III Anlage 1 Abschnitt 6.1 beruht. Die Kennwerte des Trübungsmessers und des Datenerfassungssystems seien:

—

physikalische Ansprechzeit t_p: 0,15 s

—

elektrische Ansprechzeit t_e: 0,05 s

—

Gesamtansprechzeit t_Aver: 1,00 s (gemäß Definition in dieser Richtlinie)

—

Abtastfrequenz: 150 Hz

1. Schritt

Geforderte Ansprechzeit des Bessel-Filters t_F:

tF 120,152 0,052 0,987421 s

2. Schritt

Ermittlung der Grenzfrequenz und Berechnung der Bessel-Konstanten E, K für die erste Iteration:

f_c=

3,1415 10 0,987421 0,318152 Hz

Δt=

1/150 = 0,006667 s

Ω=

1 tan 3,1415 0,006667 0,318152 150,07664

E=

1 1 150,076644 3 0,618034 0,618034 150,0766442 7,07948 105

K=

2 7,07948 1050,618034 150,076644211 0,970783

Daraus ergibt sich der Bessel-Algorithmus: Yi Yi1 7,07948 E5 Si 2 Si1 Si24 Yi2 0,970783 Yi1Yi2 wobei S_i für den Wert des Sprungeingangssignals (entweder „0” oder „1” ) und Y_i für die gefilterten Werte des Ausgangssignals steht.

3. Schritt

Anwendung des Bessel-Filters auf das Sprungeingangssignal:

Die Ansprechzeit des Bessel-Filters t_F wird definiert als die Anstiegszeit des gefilterten Ausgangssignals zwischen den Werten 10 % und 90 % eines Sprungeingangssignals. Zur Bestimmung der Zeiten der Werte 10 % (t₁₀) und 90 % (t₉₀) des Ausgangssignals muss auf den Sprungeingang ein Bessel-Filter unter Verwendung der obigen Werte für f_c, E und K angewandt werden. Die Indexziffern, die Zeit und die Werte eines Sprungeingangssignals und die sich daraus ergebenden Werte des gefilterten Ausgangssignals für die erste und die zweite Iteration sind aus Tabelle B ersichtlich. Die an t₁₀ und t₉₀ angrenzenden Punkte sind durch Fettschrift hervorgehoben. In Tabelle B, erste Iteration, tritt der 10 %-Wert zwischen den Indexziffern 30 und 31 und der 90 %-Wert zwischen den Indexziffern 191 und 192 auf. Zur Berechnung von t_F,iter werden die genauen Werte von t₁₀ und t₉₀ durch lineare Interpolation zwischen den angrenzenden Messpunkten wie folgt bestimmt: t10 tlower Δt 0,1outloweroutupperoutlower t90 tlower Δt 0,9outloweroutupperoutlower Dabei sind out_upper bzw. out_lower die an das Bessel-gefilterte Ausgangssignal angrenzenden Punkte, und t_lower ist die in Tabelle B angegebene Zeit für den angrenzenden Punkt. t10 0,200000 0,006667 0,10,0992080,1047940,099208 0,200945 s t90 0,273333 0,006667 0,90,8991470,9011680,899147 1,276147 s

4. Schritt

Filteransprechzeit des ersten Iterationszyklus:

tF,iter 1,2761470,200945 1,075202 s

5. Schritt

Differenz zwischen geforderter und erzielter Filteransprechzeit beim ersten Iterationszyklus:

Δ 1,0752020,987421 0,987421 0,081641

6. Schritt

Überprüfung des Iterationskriteriums:

Gefordert ist Δ ≤ 0,01. Da 0,081641 > 0,01, ist das Iterationskriterium nicht erfüllt, und es muss ein weiterer Iterationszyklus eingeleitet werden. Für diesen Iterationszyklus wird anhand von f_c und Δ eine neue Grenzfrequenz wie folgt berechnet: fc,new 0,318152 1 0,081641 0,344126 Hz Diese neue Grenzfrequenz wird im zweiten Iterationszyklus verwendet, der mit dem 2. Schritt beginnt. Die Iteration ist zu wiederholen, bis die Iterationskriterien erfüllt sind. Die Ergebnisse der ersten und zweiten Iteration sind in Tabelle A zusammengefasst.

Tabelle A

Werte der ersten und zweiten Iteration

Parameter		1. Iteration	2. Iteration
fc	(Hz)	0,318152	0,344126
E	(-)	7,07948 E-5	8,272777 E-5
K	(-)	0,970783	0,968410
t10	(s)	0,200945	0,185523
t90	(s)	1,276147	1,179562
tF,iter	(s)	1,075202	0,994039
Δ	(-)	0,081641	0,006657
fc,new	(Hz)	0,344126	0,346417

7. Schritt

Endgültiger Bessel-Algorithmus:

Sobald die Iterationskriterien erfüllt sind, werden gemäß Schritt 2 die endgültigen Bessel-Filter-Konstanten und der endgültige Bessel-Algorithmus berechnet. Bei diesem Beispiel wurde das Iterationskriterium nach der zweiten Iteration erfüllt (Δ = 0,006657 ≤ 0,01). Der endgültige Algorithmus wird anschließend zur Bestimmung der gemittelten Rauchwerte verwendet (siehe Abschnitt 2.3). Yi Yi1 8,272777 105Si 2 Si1 Si24 Yi2 0,968410 Yi1Yi2

Tabelle B

Werte des Sprungeingangssignals und des Bessel-gefilterten Ausgangssignals beim ersten und zweiten Iterationszyklus

Index i [-]	Zeit [s]	Sprungeingangssignal Si [-]	Gefiltertes Ausgangssignal Yi [-]
			1. Iteration	2. Iteration
- 2	- 0,013333	0	0,000000	0,000000
- 1	- 0,006667	0	0,000000	0,000000
0	0,000000	1	0,000071	0,000083
1	0,006667	1	0,000352	0,000411
2	0,013333	1	0,000908	0,001060
3	0,020000	1	0,001731	0,002019
4	0,026667	1	0,002813	0,003278
5	0,033333	1	0,004145	0,004828
~	~	~	~	~
24	0,160000	1	0,067877	0,077876
25	0,166667	1	0,072816	0,083476
26	0,173333	1	0,077874	0,089205
27	0,180000	1	0,083047	0,095056
28	0,186667	1	0,088331	0,101024
29	0,193333	1	0,093719	0,107102
30	0,200000	1	0,099208	0,113286
31	0,206667	1	0,104794	0,119570
32	0,213333	1	0,110471	0,125949
33	0,220000	1	0,116236	0,132418
34	0,226667	1	0,122085	0,138972
35	0,233333	1	0,128013	0,145605
36	0,240000	1	0,134016	0,152314
37	0,246667	1	0,140091	0,159094
~	~	~	~	~
175	1,166667	1	0,862416	0,895701
176	1,173333	1	0,864968	0,897941
177	1,180000	1	0,867484	0,900145
178	1,186667	1	0,869964	0,902312
179	1,193333	1	0,872410	0,904445
180	1,200000	1	0,874821	0,906542
181	1,206667	1	0,877197	0,908605
182	1,213333	1	0,879540	0,910633
183	1,220000	1	0,881849	0,912628
184	1,226667	1	0,884125	0,914589
185	1,233333	1	0,886367	0,916517
186	1,240000	1	0,888577	0,918412
187	1,246667	1	0,890755	0,920276
188	1,253333	1	0,892900	0,922107
189	1,260000	1	0,895014	0,923907
190	1,266667	1	0,897096	0,925676
191	1,273333	1	0,899147	0,927414
192	1,280000	1	0,901168	0,929121
193	1,286667	1	0,903158	0,930799
194	1,293333	1	0,905117	0,932448
195	1,300000	1	0,907047	0,934067
~	~	~	~	~

2.3.

Berechnung der Rauchwerte

Im nachstehenden Schaubild wird das allgemeine Verfahren zur Bestimmung des endgültigen Rauchwertes dargestellt. In Abbildung b sind die Kurven des gemessenen unverarbeiteten Trübungssignals sowie des ungefilterten und gefilterten Lichtabsorptionskoeffizienten (k-Wert) der ersten Belastungsstufe in der ELR-Prüfung dargestellt, und der Höchstwert Y_max1,A (Spitze) der Kurve des gefilterten k ist angezeigt. Tabelle C enthält die dazugehörigen Zahlenwerte für den Index i, die Zeit (Abtastfrequenz 150 Hz), die unverarbeitete Trübung, den ungefilterten k-Wert und den gefilterten k-Wert. Die Filterung erfolgte unter Verwendung der Konstanten des in Abschnitt 2.2 dieses Anhangs entworfenen Bessel-Algorithmus. Aufgrund des umfangreichen Datenmaterials wurde die Rauchkurve in der Tabelle nur gegen Anfang und um den Spitzenwert herum erfasst. Der Spitzenwert (i = 272) wird unter Zugrundelegung der folgenden Daten aus Tabelle C berechnet. Alle anderen einzelnen Rauchwerte werden auf dieselbe Weise berechnet. Zu Beginn des Algorithmus werden S_-1, S_-2, Y_-1 und Y_-2 auf Null gesetzt.

LA (m)	0,430
Index i	272
N ( %)	16,783
S271 (m-1)	0,427392
S270 (m-1)	0,427532
Y271 (m-1)	0,542383
Y270 (m-1)	0,542337

Berechnung des k-Wertes (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 6.3.1):

k 10,430 ln 116,783100 0,427252 m1 Dieser Wert entspricht S₂₇₂ in der folgenden Gleichung.

Berechnung des Bessel-gemittelten Rauchwertes (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 6.3.2):

In den folgenden Gleichungen werden die Bessel-Konstanten aus Nummer 2.2 verwendet. Der oben berechnete tatsächliche ungefilterte k-Wert entspricht S₂₇₂ (S_i). S₂₇₁ (S_i-1) und S₂₇₀ (S_i-2) sind die beiden vorhergehenden ungefilterten k-Werte, Y₂₇₁ (Y_i-1) und Y₂₇₀ (Y_i-2) die beiden vorhergehenden gefilterten k-Werte.

Y272	=	0,542383  8,272777 1050,427252  2 0,427392  0,427532 4 0,542337 0,968410 0,542383 0,542337
	=	0,542389 m1

Dieser Wert entspricht Y_max1,A in der folgenden Gleichung.

Berechnung des endgültigen Rauchwertes (Anhang III Anlage 1 Abschnitt 6.3.3):

Der höchste gefilterte k-Wert jeder Kurve wird für die weiteren Berechnungen verwendet. Es seien:

Drehzahl	Ymax (m-1)
	Zyklus 1	Zyklus 2	Zyklus 3
A	0,5424	0,5435	0,5587
B	0,5596	0,5400	0,5389
C	0,4912	0,5207	0,5177

RWA 0,5424 0,5435 0,5587 3 0,5482 m 1 RWB 0,5596 0,5400 0,5389 3 0,5462 m 1 RWC 0,4912 0,5207 0,5177 3 0,5099 m 1 RW 0,43 0,5482 0,56 0,5462 0,01 0,5099 0,5467 m 1

Zyklusvalidierung (Anhang III Anlage 1 Nummer 3.4)

Vor der Berechnung des RW muss der Zyklus validiert werden; dazu werden die relativen Standardabweichungen des Rauchwertes der drei Zyklen für jede Drehzahl berechnet.

Drehzahl	Mittlerer RW (m-1)	Absolute Standardabweichung (m-1)	Relative Standardabweichung (%)
A	0,5482	0,0091	1,7
B	0,5462	0,0116	2,1
C	0,5099	0,0162	3,2

Bei diesem Beispiel wird das Validierungskriterium von 15 % für jede Drehzahl erfüllt.

Tabelle C

Trübungswert N, gefilterter und ungefilterter k-Wert zu Beginn des Belastungsschrittes

Index i [-]	Zeit [s]	Trübung N [%]	Ungefilterter k-Wert [m-1]	Gefilterter k-Wert [m-1]
- 2	0,000000	0,000000	0,000000	0,000000
- 1	0,000000	0,000000	0,000000	0,000000
0	0,000000	0,000000	0,000000	0,000000
1	0,006667	0,020000	0,000465	0,000000
2	0,013333	0,020000	0,000465	0,000000
3	0,020000	0,020000	0,000465	0,000000
4	0,026667	0,020000	0,000465	0,000001
5	0,033333	0,020000	0,000465	0,000002
6	0,040000	0,020000	0,000465	0,000002
7	0,046667	0,020000	0,000465	0,000003
8	0,053333	0,020000	0,000465	0,000004
9	0,060000	0,020000	0,000465	0,000005
10	0,066667	0,020000	0,000465	0,000006
11	0,073333	0,020000	0,000465	0,000008
12	0,080000	0,020000	0,000465	0,000009
13	0,086667	0,020000	0,000465	0,000011
14	0,093333	0,020000	0,000465	0,000012
15	0,100000	0,192000	0,004469	0,000014
16	0,106667	0,212000	0,004935	0,000018
17	0,113333	0,212000	0,004935	0,000022
18	0,120000	0,212000	0,004935	0,000028
19	0,126667	0,343000	0,007990	0,000036
20	0,133333	0,566000	0,013200	0,000047
21	0,140000	0,889000	0,020767	0,000061
22	0,146667	0,929000	0,021706	0,000082
23	0,153333	0,929000	0,021706	0,000109
24	0,160000	1,263000	0,029559	0,000143
25	0,166667	1,455000	0,034086	0,000185
26	0,173333	1,697000	0,039804	0,000237
27	0,180000	2,030000	0,047695	0,000301
28	0,186667	2,081000	0,048906	0,000378
29	0,193333	2,081000	0,048906	0,000469
30	0,200000	2,424000	0,057067	0,000573
31	0,206667	2,475000	0,058282	0,000693
32	0,213333	2,475000	0,058282	0,000827
33	0,220000	2,808000	0,066237	0,000977
34	0,226667	3,010000	0,071075	0,001144
35	0,233333	3,253000	0,076909	0,001328
36	0,240000	3,606000	0,085410	0,001533
37	0,246667	3,960000	0,093966	0,001758
38	0,253333	4,455000	0,105983	0,002007
39	0,260000	4,818000	0,114836	0,002283
40	0,266667	5,020000	0,119776	0,002587

Trübungswert N, ungefilterter und gefilterter k-Wert um Y_max1,A (= Spitzenwert, durch Fettschrift hervorgehoben)

Index i [-]	Zeit [s]	Trübung N [%]	Ungefilterter k-Wert [m-1]	Gefilterter k-Wert [m-1]
259	1,726667	17,182000	0,438429	0,538856
260	1,733333	16,949000	0,431896	0,539423
261	1,740000	16,788000	0,427392	0,539936
262	1,746667	16,798000	0,427671	0,540396
263	1,753333	16,788000	0,427392	0,540805
264	1,760000	16,798000	0,427671	0,541163
265	1,766667	16,798000	0,427671	0,541473
266	1,773333	16,788000	0,427392	0,541735
267	1,780000	16,788000	0,427392	0,541951
268	1,786667	16,798000	0,427671	0,542123
269	1,793333	16,798000	0,427671	0,542251
270	1,800000	16,793000	0,427532	0,542337
271	1,806667	16,788000	0,427392	0,542383
272	1,813333	16,783000	0,427252	0,542389
273	1,820000	16,780000	0,427168	0,542357
274	1,826667	16,798000	0,427671	0,542288
275	1,833333	16,778000	0,427112	0,542183
276	1,840000	16,808000	0,427951	0,542043
277	1,846667	16,768000	0,426833	0,541870
278	1,853333	16,010000	0,405750	0,541662
279	1,860000	16,010000	0,405750	0,541418
280	1,866667	16,000000	0,405473	0,541136
281	1,873333	16,010000	0,405750	0,540819
282	1,880000	16,000000	0,405473	0,540466
283	1,886667	16,010000	0,405750	0,540080
284	1,893333	16,394000	0,416406	0,539663
285	1,900000	16,394000	0,416406	0,539216
286	1,906667	16,404000	0,416685	0,538744
287	1,913333	16,394000	0,416406	0,538245
288	1,920000	16,394000	0,416406	0,537722
289	1,926667	16,384000	0,416128	0,537175
290	1,933333	16,010000	0,405750	0,536604
291	1,940000	16,010000	0,405750	0,536009
292	1,946667	16,000000	0,405473	0,535389
293	1,953333	16,010000	0,405750	0,534745
294	1,960000	16,212000	0,411349	0,534079
295	1,966667	16,394000	0,416406	0,533394
296	1,973333	16,394000	0,416406	0,532691
297	1,980000	16,192000	0,410794	0,531971
298	1,986667	16,000000	0,405473	0,531233
299	1,993333	16,000000	0,405473	0,530477
300	2,000000	16,000000	0,405473	0,529704

3.

ETC-PRÜFUNG

3.1.

Gasförmige Emissionen (Dieselmotor)

Mit einem PDP-CVS-System seien folgende Prüfergebnisse erzielt worden:

V0 (m3/rev)	0,1776
Np (rev)	23073
pB (kPa)	98,0
p1 (kPa)	2,3
T (K)	322,5
Ha (g/kg)	12,8
NOx conce (ppm)	53,7
NOx concd (ppm)	0,4
COconce (ppm)	38,9
COconcd (ppm)	1,0
HCconce (ppm)	9,00
HCconcd (ppm)	3,02
CO2,conce (%)	0,723
Wact (kWh)	62,72

Berechnung des Durchsatzes des verdünnten Abgases (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 4.1):

MTOTW 1,293 0,1776 2307398,02,3 273 101,3 322,5 4237,2 kg

Berechnung des NO_x -Korrekturfaktors (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 4.2):

KH, D 1 10,0182 12,810,71 1,039

Berechnung der hintergrundkorrigierten Konzentrationen (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 4.3.1.1):

Es sei ein Dieselkraftstoff mit der Zusammensetzung C₁H_1,8 zugrunde gelegt: FS 100 11 1,823,76 1 1,84 13,6 DF 13,6 0,723 9,00 38,9 10 4 18,69 NOx conc 53,70,4 1118,69 53,3 ppm COconc 38,91,0 1118,69 37,9 ppm HCconc 9,003,02 1118,69 6,14 ppm

Berechnung des Emissionsmassendurchsatzes (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 4.3.1):

NOx mass 0,001587 53,3 1,039 4237,2 372,391 g COmass 0,000966 37,9 4237,2 155,129 g HCmass 0,000479 6,14 4237,2 12,462 g

Berechnung der spezifischen Emissionen (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 4.4):

NO x 372,39162,72 5,94 gkWh CO 155,12962,72 2,47 gkWh HC 12,46262,72 0,199 gkWh

3.2.

Partikelemissionen (Dieselmotor)

Mit einem PDP-CVS-System mit Doppelverdünnung seien folgende Prüfergebnisse erzielt worden:

MTOTW (kg)	4237,2
Mf,p (mg)	3,030
Mf,b (mg)	0,044
MTOT (kg)	2,159
MSEC (kg)	0,909
Md (mg)	0,341
MDIL (kg)	1,245
DF	18,69
Wact (kWh)	62,72

Berechnung der Masseemission (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 5.1):

Mf 3,030 0,044 3,074 mg MSAM 2,1590,909 1,250 kg PTmass 3,074 1,250 4237,2 1000 1000 10,42 g

Berechnung der hintergrundkorrigierten Masseemission (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 5.1):

PTmass 3,074 1,250 0,341 1,245 1118,69 4237,2 1000 1000 9,32 g

Berechnung der spezifischen Emission (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 5.2):

PT 10,4262,72 0,166 gkWh PT 9,3262,72 0,149 gkWh, bei Hintergrundkorrektur

3.3.

Gasförmige Emissionen (CNG-Motor)

Mit einem PDP-CVS-System mit Doppelverdünnung seien folgende Prüfergebnisse erzielt worden:

MTOTW (kg)	4237,2
Ha (g/kg)	12,8
NOx conce (ppm)	17,2
NOx concd (ppm)	0,4
COconce (ppm)	44,3
COconcd (ppm)	1,0
HCconce (ppm)	27,0
HCconcd (ppm)	3,02
CH4 conce (ppm)	18,0
CH4 concd (ppm)	1,7
CO2,conce ( %)	0,723
Wact (kWh)	62,72

Berechnung des NO_x -Korrekturfaktors (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 4.2);

KH,G 1 10,0329 12,810,71 1,074

Berechnung der NMHC-Konzentration (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 4.3.1);

a)

GC-Verfahren

NMHCconce 27,018,0 9,0 ppm

b)

NMC-Verfahren

Der Methan-Wirkungsgrad sei 0,04 und der Ethan-Wirkungsgrad 0,98 (siehe Anhang III Anlage 5 Abschnitt 1.8.4)

NMHCconce 27,0 10,0418,0 0,980,04 8,4 ppm

Berechnung der hintergrundkorrigierten Konzentrationen (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 4.3.1.1):

Der Bezugskraftstoff sei G20 (100 % Methan) mit der Zusammensetzung C₁H₄: FS 100 11 423,76 1 44 9,5 DF 9,5 0,723 27,0 44,3 10 4 13,01

Bei den NMHC ist die Hintergrundkonzentration die Differenz zwischen HC_concd und CH_{4 concd}:

NOx conc 17,20,4 1113,01 16,8 ppm COconc 44,31,0 1113,01 43,4 ppm NMHCconc 8,41,32 1113,01 7,2 ppm CH4 conc 18,01,7 1113,01 16,4 ppm

Berechnung des Emissionsmassendurchsatzes (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 4.3.1):

NOx mass 0,001587 16,8 1,074 4237,2 121,330 g COmass 0,000966 43,4 4237,2 177,642 g NMHCmass 0,000502 7,2 4237,2 15,315 g CH4 mass 0,000554 16,4 4237,2 38,498 g

Berechnung der spezifischen Emissionen (Anhang III Anlage 2 Abschnitt 4.4)

NO x 121,33062,72 1,93 gkWh CO 177,64262,72 2,83 gkWh NMHC 15,31562,72 0,244 gkWh CH 4 38,49862,72 0,614 gkWh

4.

λ-VERSCHIEBUNGSFAKTOR (S_λ)

4.1.

Berechnung des λ Verschiebungsfaktors (S_λ)⁽¹⁾

Sλ 2 1inert %100 n m4 O2* 100 mit:

S_λ=

λ-Verschiebungsfaktor

inert %=

Vol.-% der Inertgase im Kraftstoff (d. h. N₂, CO₂, He usw.)

O₂^*=

Vol.-% des ursprünglichen Sauerstoffs im Kraftstoff

n und m=

beziehen sich auf durchschnittliche C_nH_m-Werte, die den Kohlenwasserstoffgehalt des Kraftstoffs repräsentieren, d. h.

n 1 CH4 %100 2 C2 %100 3 C3 %100 4 C4 %100 5 C5 %100 .. 1diluent % 100

m 4 CH4 %100 4 C2H4 %100 6 C2H6 %100 … 8 C3H8 %100 .. 1diluent % 100

mit:

CH₄=

Vol.- % Methan im Kraftstoff

C₂=

Vol.- % aller C₂-Kohlenwasserstoffe (z. B.: C₂H₆, C₂H₄ usw.) im Kraftstoff

C₃=

Vol.- % aller C₃-Kohlenwasserstoffe (z. B.: C₃H₈, C₃H₆ usw.) im Kraftstoff

C₄=

Vol.- % aller C₃-Kohlenwasserstoffe (z. B.: C₃H₈, C₃H₆ usw.) im Kraftstoff

C₅=

Vol.- % aller C₄-Kohlenwasserstoffe (z. B.: C₄H₁₀, C4H8 usw.) im Kraftstoff

diluent=

Vol.-% der Verdünnungsgase im Kraftstoff (d. h. O₂^*, N₂, CO₂, He usw.)

4.2.

Beispiele für die Berechnung des λ-Verschiebungsfaktors S_λ

Beispiel 1:

G₂₅: CH₄ = 86 %, N₂ = 14 % (Vol.-%)

n 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1 diluent % 100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1 diluent % 100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1 diluent % 100 1 0,86 114100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1 diluent % 100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1 diluent % 100 1 0,86 114100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1 diluent % 100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1 diluent % 100 1 0,86 114100 0,86 0,86 1

m 4 CH4 %100 4 C2H4 %100 .. 1 diluent % 100 4 CH4 %100 4 C2H4 %100 .. 1 diluent % 100 4 CH4 %100 4 C2H4 %100 .. 1 diluent % 100 4 0,86 0,86 4

Sλ 2 1inert %100 n m4 O2* 100 2 1inert %100 n m4 O2* 100 2 1inert %100 n m4 O2* 100 2 114100 144 1,16

Beispiel 2:

GR: CH₄ = 87 %, C₂H₆ = 13 % (Vol.-%)

n 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1diluent % 100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1diluent % 100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1diluent % 100 1 0,87 2 0,13 10100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1diluent % 100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1diluent % 100 1 0,87 2 0,13 10100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1diluent % 100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1diluent % 100 1 0,87 2 0,13 10100 1,13 1 1,13

m 4 CH4 %100 4 C2H4 %100 .. 1 diluent % 100 4 CH4 %100 4 C2H4 %100 .. 1 diluent % 100 4 CH4 %100 4 C2H4 %100 .. 1 diluent % 100 4 0,87 6 0,13 1 4,26

Sλ 2 1inert %100 n m4 O2* 100 2 1inert %100 n m4 O2* 100 2 1inert %100 n m4 O2* 100 2 10100 1,13 4,264 0,911

Beispiel 3:

USA: CH₄ = 89 %, C₂H₆ = 4,5 %, C₃H₈ = 2,3 %, C₆H₁₄ = 0,2 %, O₂ = 0,6 %, N₂ = 4 %

n 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1 diluent % 100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1 diluent % 100 1 CH4 %100 2 C2 %100 .. 1 diluent % 100 1 0,89 2 0,045 3 0,023 4 0,002 10,64 4100 1,11

m 4 CH4 %1004 C2H4 %1006 C2H6100..8 C3H8100 1diluent % 100 4 CH4 %1004 C2H4 %1006 C2H6100..8 C3H8100 1diluent % 100 4 CH4 %1004 C2H4 %1006 C2H6100..8 C3H8100 1diluent % 100 4 0,894 0,0458 0,02314 0,002 10,64100 4,24

Sλ 2 1inert %100 n m4 O2* 100 2 1inert %100 n m4 O2* 100 2 1inert %100 n m4 O2* 100 2 14100 1,11 4,244 0,6 100 0,96