1.

EINLEITUNG

1.1. In diesem Anhang wird das Verfahren zur Messung der gasförmigen Schadstoffe und luftverunreinigenden Partikel aus den zu prüfenden Motoren beschrieben. Folgende Prüfzyklen werden angewendet:

—

der NRSC-Zyklus (stationärer Test für mobile Maschinen und Geräte), der zur Ermittlung der Emissionen von Kohlenstoffmonoxid, Kohlenwasserstoffen, Stickstoffoxiden und Partikeln für die Stufen I, II, III A, III B und IV bei den Motoren nach Anhang I Abschnitt 1.A Ziffern i und ii verwendet wird, und

—

der NRTC-Zyklus (instationärer Test für mobile Maschinen und Geräte) für die Ermittlung der Emissionen von Kohlenstoffmonoxid, Kohlenwasserstoffen, Stickstoffoxiden und Partikeln für die Stufen III B und IV bei den Motoren nach Anhang I Abschnitt 1.A Ziffer i,

—

das ISO-Prüfverfahren gemäß ISO 8178-4:2002 und IMO⁽¹⁾ MARPOL⁽²⁾ 73/78, Anhang VI (NO_x Code), für Motoren, die zur Verwendung in Binnenschiffen bestimmt sind,

—

ein NRSC-Zyklus zur Messung von Gas- und Partikelemissionen für Stufe III A und Stufe III B für Motoren, die zum Antrieb von Triebwagen bestimmt sind,

—

ein NRSC-Zyklus zur Messung von Gas- und Partikelemissionen für Stufe III A und Stufe III B für Motoren, die zum Antrieb von Lokomotiven bestimmt sind.

1.2.

Auswahl des Prüfverfahrens

Für die Prüfung ist der Motor auf einer entsprechenden Prüfeinrichtung aufzubauen und an einen Leistungsprüfstand anzuschließen.

1.2.1.

Prüfverfahren für die Stufen I, II, IIIA, IIIB und IV

Die Prüfung ist gemäß dem Verfahren in diesem Anhang oder nach Wahl des Herstellers gemäß dem Verfahren von Anhang 4B der UN/ECE-Regelung Nr. 96 Änderungsserie 03 durchzuführen. Zusätzlich gelten folgende Anforderungen:

i)

Dauerhaltbarkeitsanforderungen nach Anlage 5 dieses Anhangs;

ii)

Vorschriften für den Motorprüfbereich gemäß Abschnitt 8.6 von Anhang I (nur Motoren der Stufe IV);

iii)

Bestimmungen für die Meldung von CO₂-Emissionen gemäß Anlage 6 dieses Anhangs für Motoren, die nach dem Verfahren dieses Anhangs geprüft werden. Bei Motoren, die gemäß dem Verfahren von Anhang 4B der UN/ECE-Regelung Nr. 96 Änderungsserie 03 geprüft werden, gilt Anlage 7 dieses Anhangs;

iv)

der in Anhang V dieser Richtlinie genannte Bezugskraftstoff ist für Motoren zu verwenden, die nach den Vorschriften dieses Anhangs geprüft werden. Der in Anhang V dieser Richtlinie genannte Bezugskraftstoff ist für Motoren zu verwenden, die nach den Vorschriften von Anhang 4B der UN/ECE-Regelung Nr. 96 Änderungsserie 03 geprüft werden.

1.2.1.1.

Entscheidet sich der Hersteller gemäß Anhang I Abschnitt 8.6.2, das Prüfverfahren nach Anhang 4B der UN/ECE-Regelung Nr. 96 Änderungsserie 03 für die Prüfung von Motoren der Stufen I, II, IIIA oder IIIB anzuwenden, sind die in Abschnitt 3.7.1 genannten Prüfzyklen durchzuführen.

1.3.

Messmethode:

Die zu messenden Abgase umfassen gasförmige Bestandteile (Kohlenmonoxid, gesamte Kohlenwasserstoffe und Stickstoffoxide) und Partikel. Zusätzlich wird oft Kohlendioxid als Tracergas zur Bestimmung des Verdünnungsverhältnisses von Teilstrom- und Vollstrom-Verdünnungssystemen verwendet. Nach guter technischer Praxis empfiehlt sich die allgemeine Messung von Kohlendioxid als ausgezeichnetes Mittel zum Feststellen von Messproblemen während des Prüflaufs.

1.3.1.

NRSC-Prüfung:

Unter einer vorgeschriebenen Abfolge von Betriebsbedingungen bei warmgefahrenem Motor sind die Mengen der vorstehend genannten Abgasemissionen durch Probenahme aus dem Rohabgas kontinuierlich zu prüfen. Der Prüfzyklus besteht aus einer Reihe von Drehzahl- und Drehmoment-(Last)prüfphasen, die den typischen Betriebsbereich von Dieselmotoren abdecken. In jeder Prüfphase sind die Konzentration jedes gasförmigen Schadstoffs, der Abgasstrom und die Leistung zu bestimmen sowie die gemessenen Werte zu gewichten. Die Partikelprobe ist mit konditionierter Umgebungsluft zu verdünnen. Über das gesamte Prüfverfahren ist eine Probe zu nehmen und auf geeigneten Filtern abzuscheiden. Alternativ dazu können für jede Prüfphase eine Probe auf separaten Filtern genommen und die gewichteten Ergebnisse des Prüfzyklus berechnet werden. Die pro Kilowattstunde ausgestoßenen Gramm jedes Schadstoffs sind wie in Anlage 3 beschrieben zu berechnen.

1.3.2.

NRTC-Prüfung:

Der vorgeschriebene instationäre Prüfzyklus (eng angelehnt an die Betriebsbedingungen von Dieselmotoren in mobilen Maschinen und Geräten) wird zweimal durchgeführt:

—

Beim ersten Mal (Kaltstart), wenn der Motor auf Raumtemperatur abgekühlt ist und sich die Temperaturen von Motorkühlmittel und Motoröl, die Nachbehandlungseinrichtungen und sämtliche Motorsteuerungshilfsmittel zwischen 20 und 30 °C stabilisiert haben.

—

Beim zweiten Mal (Warmstart) nach einem 20minütigen Abkühlen, das unmittelbar nach Beendigung des Kaltstart-Zyklus beginnt.

Während dieser Prüfreihe sind die vorstehend genannten Schadstoffe zu messen. Die Prüfreihe besteht aus einem Kaltstart-Zyklus mit anschließender natürlicher Kühlung oder Zwangskühlung des Motors, einer Abkühlphase und einem Warmstart-Zyklus und wird mit einer kombinierten Emissionsberechnung abgeschlossen. Unter Verwendung der Motormoment- und -drehzahlmesssignale des Motorleistungsprüfstands ist die Leistung entsprechend der Dauer des Prüfzyklus zu integrieren, dessen Ergebnis die Arbeit des Motors über den Zyklus ist. Die Konzentrationen der gasförmigen Bestandteile sind über den Prüfzyklus zu bestimmen, entweder im Rohabgas durch Integration des Signals des Analysegeräts gemäß Anlage 3 oder im verdünnten Abgas eines CVS-Vollstrom-Verdünnungssystems durch Integration oder Probenahmebeutel gemäß Anlage 3. Für Partikel ist eine verhältnisgleiche Probe aus dem verdünnten Abgas auf einem besonderen Filter bei Teilstrom- oder Vollstromverdünnung zu nehmen. Je nach dem verwendeten Verfahren ist für die Berechnung der Masseemissionswerte der Schadstoffe der Durchsatz des verdünnten oder unverdünnten Abgases über den Zyklus zu bestimmen. Die Masseemissionswerte sind zur Motorarbeit in Bezug zu setzen, um den Ausstoß jedes Schadstoffs in Gramm pro Kilowattstunde angeben zu können. Die Emissionen (g/kWh) sind sowohl während des Kaltstart- als auch des Warmstart-Zyklus zu messen. Ein gewichteter Emissionsmischwert ist zu berechnen durch Gewichtung der Kaltstartergebnisse mit 10 % und der Warmstartergebnisse mit 90 %. Der gewichtete Mischwert muss den Grenzwerten entsprechen.

2.

PRÜFBEDINGUNGEN

2.1.

Allgemeine Vorschriften

Das Volumen und der Volumendurchsatz sind stets bezogen auf 273 K (0 ^oC) und 101,3 kPa anzugeben.

2.2.

Bedingungen für die Prüfung des Motors

2.2.1. Die absolute Temperatur T_a (Kelvin) der Verbrennungsluft am Einlaß des Motors und der trockene atmosphärische Druck p_s (in kPa) sind zu messen, und die Kennzahl f_a ist nach folgender Formel zu berechnen:

Bei Saugmotoren und mechanisch aufgeladenen Motoren:

fa99psT2980,7

Bei turbo-aufgeladenen Motoren mit oder ohne Ladeluftkühlung:

fa99ps0,7T2981,5

2.2.2.

Gültigkeit der Prüfung

Eine Prüfung ist dann als gültig anzusehen, wenn die Kennzahl f_a: 0,96fa1,06

2.2.3.

Motoren mit Ladeluftkühlung

Die Ladelufttemperatur ist aufzuzeichnen und muss bei der angegebenen Nenndrehzahl und Volllast ±5K der vom Hersteller angegebenen Ladelufthöchsttemperatur betragen. Die Temperatur des Kühlmittels muss mindestens 293K (20°C) betragen. Bei Verwendung einer Prüfstandanlage oder eines externen Gebläses ist die Ladelufttemperatur auf ±5K der vom Hersteller angegebenen Ladelufthöchsttemperatur bei der Drehzahl der angegebenen Höchstleistung und Volllast einzustellen. Kühlmitteltemperatur und Kühlmitteldurchsatz des Ladeluftkühlers am vorstehend festgesetzten Punkt dürfen während des gesamten Prüfzyklus' nicht verändert werden. Das Volumen des Ladeluftkühlers muss auf guter technischer Praxis und typischen Fahrzeugen/Maschinen und Geräten basieren. Wahlweise kann der Ladeluftkühler gemäß SAEJ1937 in der im Januar 1995 veröffentlichten Fassung eingestellt werden.

2.3.

Ansaugsystem des Motors

Der zu prüfende Motor muss mit einem Ansaugsystem versehen sein, dessen Lufteinlasswiderstand innerhalb des vom Hersteller angegebenen Wertes von ±300Pa für einen sauberen Luftfilter bei dem Betriebszustand des Motors liegt, bei dem sich nach Angaben des Herstellers der größte Luftdurchsatz ergibt. Die Widerstände sind auf Nenndrehzahl und Volllast einzustellen. Eine Prüfstandanlage kann verwendet werden, wenn sie die tatsächlichen Motorbetriebsbedingungen wiedergibt.

2.4.

Motorauspuffanlage

Der zu prüfende Motor muss mit einer Auspuffanlage versehen sein, deren Abgasgegendruck innerhalb ±650Pa des vom Hersteller angegebenen Wertes bei den Motorbetriebsbedingungen entspricht, die zur angegebenen Höchstleistung führen. Ist der Motor mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung ausgerüstet, so muss der Durchmesser des Auspuffrohrs genauso groß sein wie er in der Praxis für wenigstens vier Rohrdurchmesser oberhalb des Einlasses am Beginn des die Nachbehandlungseinrichtung enthaltenden Ausdehnungsabschnitts verwendet wird. Der Abstand von der Auspuffkrümmeranschlussstelle bzw. vom Turboladerauslass bis zur Abgasnachbehandlungseinrichtung muss so groß sein wie in der Maschinenkonfiguration oder in den Abstandsangaben des Herstellers angegeben. Abgasgegendruck bzw. -widerstand müssen den vorstehend angeführten Kriterien entsprechen und können mittels eines Ventils eingestellt werden. Für Blindprüfungen und die Motorabbildung kann der Behälter der Nachbehandlungseinrichtung entfernt und durch einen gleichartigen Behälter mit inaktivem Katalysatorträger ersetzt werden.

2.5.

Kühlsystem

Ein Motorkühlsystem mit einer Leistungsfähigkeit, die es ermöglicht, die vom Hersteller vorgegebenen normalen Betriebstemperaturen des Motors aufrechtzuerhalten.

2.6.

Schmieröl

Die Kenndaten des zur Prüfung verwendeten Schmieröls sind aufzuzeichnen und zusammen mit den Prüfergebnissen vorzulegen.

2.7.

Prüfkraftstoff

Es ist der in Anhang V beschriebene Bezugskraftstoff zu verwenden. Die Cetanzahl und der Schwefelgehalt des für die Prüfung verwendeten Bezugskraftstoffs sind in Anhang VII Anlage 1 Abschnitte 1.1.1 und 1.1.2 aufzuzeichnen. Die Kraftstofftemperatur am Einlaß der Einspritzpumpe muß 306-316 K (33—43 ^oC) betragen.

2.8.

Bestimmung der Einstellungen des Leistungsprüfstands

Der Lufteinlaßwiderstand und der Abgasgegendruck sind entsprechend den Abschnitten 2.3 und 2.4 auf die vom Hersteller angegebenen Obergrenzen einzustellen. Die maximalen Drehmomentwerte sind bei den vorgegebenen Prüfdrehzahlen durch Messung zu ermitteln, um die Drehmomentwerte für die vorgeschriebenen Prüfphasen berechnen zu können. Bei Motoren, die nicht für den Betrieb über einen bestimmten Drehzahlbereich auf der Vollast-Drehmomentkurve ausgelegt sind, ist das maximale Drehmoment bei den jeweiligen Prüfdrehzahlen vom Hersteller anzugeben. Die Motoreinstellung für jede Prüfphase ist nach folgender Formel zu berechnen: SPMPAEL100PAE Bei einem Verhältnis von PAEPM0,03 kann der Wert von P_AE durch die technische Behörde überprüft werden, die die Typgenehmigung erteilt.

3.

DURCHFÜHRUNG DER PRÜFUNG (NRSC-TEST)

3.1.

Bestimmung der Einstellungen des Leistungsprüfstands

Die Grundlage der Messung der spezifischen Emissionen bildet die nichtkorrigierte Nutzleistung gemäß ISO 14396: 2002. Bestimmte Hilfseinrichtungen, die nur für den Betrieb der Maschine erforderlich und möglicherweise am Motor angebracht sind, sollten zur Prüfung entfernt werden. Folgende unvollständige Liste dient als Beispiel:

—

Kompressor für Bremsen,

—

Servolenkungskompressor,

—

Klimaanlagenkompressor,

—

Pumpen für Hydraulikantrieb.

Wurden Hilfseinrichtungen nicht entfernt, ist zur Berechnung der Einstellungen des Leistungsprüfstands die von diesen Einrichtungen bei den Prüfdrehzahlen aufgenommene Leistung zu bestimmen; ausgenommen sind Motoren, bei denen derartige Hilfseinrichtungen einen integralen Bestandteil des Motors bilden (z.B. Kühlgebläse bei luftgekühlten Motoren). Der Lufteinlasswiderstand und der Abgasgegendruck sind entsprechend den Abschnitten 2.3 und 2.4 auf die vom Hersteller angegebenen Obergrenzen einzustellen. Die maximalen Drehmomentwerte sind bei den vorgegebenen Prüfdrehzahlen durch Messung zu ermitteln, um die Drehmomentwerte für die vorgeschriebenen Prüfphasen berechnen zu können. Bei Motoren, die nicht für den Betrieb über einen bestimmten Drehzahlbereich auf der Vollast-Drehmomentkurve ausgelegt sind, ist das maximale Drehmoment bei den jeweiligen Prüfdrehzahlen vom Hersteller anzugeben. Die Motoreinstellung für jede Prüfphase ist nach folgender Formel zu berechnen: Bei einem Verhältnis von kann der Wert von P_AE durch die technische Behörde überprüft werden, die die Typgenehmigung erteilt.

3.2.

Vorbereitung der Probenahmefilter

Wenigstens eine Stunde vor der Prüfung ist jedes einzelne Filter(paar) in einer verschlossenen, aber nicht abgedichteten Petrischale zur Stabilisierung in eine Wägekammer zu bringen. Nach der Stabilisierungsphase ist jedes Filter(paar) zu wägen und das Taragewicht aufzuzeichnen. Dann ist das Filter(paar) in einer verschlossenen Petrischale oder einem verschlossenen Filterhalter bis zur Verwendung aufzubewahren. Wird das Filter(paar) nicht binnen acht Stunden nach seiner Entnahme aus der Wägekammer verwendet, so muß es vor seiner Verwendung erneut gewogen werden.

3.3.

Anbringung der Meßgeräte

Die Geräte und die Probenahmesonden sind wie vorgeschrieben anzubringen. Wird zur Verdünnung der Auspuffgase ein Vollstrom-Verdünnungssystem verwendet, so ist das Abgasrohr an das System anzuschließen.

3.4.

Inbetriebnahme des Verdünnungssystems und des Motors

Das Verdünnungssystem ist zu starten und der Motor anzulassen, bis alle Temperaturen und Drücke bei Vollast und Nenndrehzahl stabil sind (Abschnitt 3.6.2).

3.5.

Einstellung des Verdünnungsverhältnisses

Das Partikel-Probenahmesystem ist zu starten und bei Anwendung der Einfachfiltermethode auf Bypass zu betreiben (bei der Mehrfachfiltermethode wahlfrei). Der Partikelhintergrund der Verdünnungsluft kann bestimmt werden, indem Verdünnungsluft durch die Partikelfilter geleitet wird. Bei Verwendung gefilterter Verdünnungsluft kann eine Messung zu einem beliebigen Zeitpunkt vor, während oder nach der Prüfung erfolgen. Wird die Verdünnungsluft nicht gefiltert, so muss die Messung an einer für die Dauer der Prüfung genommenen Probe erfolgen. Die Verdünnungsluft ist so einzustellen, dass die Filteranströmtemperatur bei jeder Prüfphase zwischen 315 K (42°C) und 325 K (52°C) beträgt. Das Gesamtverdünnungsverhältnis darf nicht weniger als vier betragen.

Anmerkung: Beim Verfahren unter stationären Bedingungen kann anstelle der Einhaltung des Temperaturbereichs von 42°C—52°C die Filtertemperatur auf oder unter der Höchsttemperatur von 325 K (52°C) gehalten werden.

Bei der Einfach- und der Mehrfachfiltermethode in Vollstromsystemen muss der Probemassendurchsatz durch den Filter bei allen Prüfphasen in einem konstanten Verhältnis zum Massendurchsatz des verdünnten Abgases stehen. Dieses Masseverhältnis muss — mit Ausnahme der ersten 10Sekunden der Prüfphase bei Systemen ohne Bypassmöglichkeit — mit einer Toleranz von ±5 % in Bezug auf den mittleren Wert der Prüfphase eingehalten werden. Bei Teilstrom-Verdünnungssystemen mit Einfachfiltermethode muss der Massendurchsatz durch den Filter — mit Ausnahme der ersten 10 Sekunden jeder Prüfphase bei Systemen ohne Bypassmöglichkeit — mit einer Toleranz von ±5 % in Bezug auf den mittleren Wert der Prüfphase konstant gehalten werden. Bei CO₂- oder NO_x-konzentrationsgeregelten Systemen ist der CO₂- bzw. NO_x-Gehalt der Verdünnungsluft zu Beginn und Ende jeder Prüfung zu messen. Die vor der Prüfung gemessene CO₂- bzw. NO_x-Hintergrundkonzentration der Verdünnungsluft darf von der nach der Prüfung gemessenen Konzentration um höchstens 100ppm bzw. 5ppm abweichen. Bei Verwendung eines mit verdünntem Abgas arbeitenden Analysesystems sind die jeweiligen Hintergrundkonzentrationen zu bestimmen, indem über die gesamte Prüffolge hinweg Verdünnungsluftproben in einem Probenahmebeutel geleitet werden. Die fortlaufende Hintergrundkonzentration (ohne Beutel) kann an mindestens drei Punkten (zu Beginn, am Ende und nahe der Zyklusmitte) bestimmt und der Durchschnitt der Werte ermittelt werden. Auf Antrag des Herstellers kann auf Hintergrundmessungen verzichtet werden.

3.6.

Überprüfung der Analysegeräte

Die Geräte für die Emissionsanalyse sind auf Null einzustellen und der Meßbereich ist zu kalibrieren.

3.7.

Prüfzyklus

3.7.1. Vorschriften für Maschinen und Geräte nach Anhang I Abschnitt 1 A:

3.7.1.1.

Vorschrift A:

Die Prüfung des Prüfmotors auf dem Leistungsprüfstand ist für in Anhang I Abschnitt 1A Ziffern i und iv erfasste Motoren nach dem folgenden 8-Phasen-Zyklus⁽³⁾ durchzuführen:

Prüfphase	Motordrehzahl (U/min)	Last (%)	Wichtungsfaktor
1	Nenndrehzahl oder Bezugsdrehzahl(*)	100	0,15
2	Nenndrehzahl oder Bezugsdrehzahl(*)	75	0,15
3	Nenndrehzahl oder Bezugsdrehzahl(*)	50	0,15
4	Nenndrehzahl oder Bezugsdrehzahl(*)	10	0,10
5	Zwischendrehzahl	100	0,10
6	Zwischendrehzahl	75	0,10
7	Zwischendrehzahl	50	0,10
8	Leerlauf	—	0,15

3.7.1.2.

Vorschrift B:

Die Prüfung des Prüfmotors auf dem Leistungsprüfstand ist für in Anhang I Abschnitt 1A Ziffer ii erfasste Motoren nach dem folgenden 5-Phasen-Zyklus⁽⁴⁾ durchzuführen:

Prüfphase	Motordrehzahl (U/min)	Last (%)	Wichtungsfaktor
1	Nenndrehzahl	100	0,05
2	Nenndrehzahl	75	0,25
3	Nenndrehzahl	50	0,30
4	Nenndrehzahl	25	0,30
5	Nenndrehzahl	10	0,10

Die Lastzahlen sind Prozentwerte des Drehmoments entsprechend der Grundleistungsangabe, die definiert wird als die während einer Folge mit variabler Leistung verfügbare maximale Leistung, die für eine unbegrenzte Anzahl von Stunden pro Jahr erbracht werden kann, und zwar zwischen angegebenen Wartungsintervallen und unter den angegebenen Umgebungsbedingungen, wenn die Wartung wie vom Hersteller vorgeschrieben durchgeführt wird.

3.7.1.3.

Vorschrift C

Für Antriebsmotoren⁽⁵⁾, die zur Verwendung in Binnenschiffen bestimmt sind, ist das ISO-Prüfverfahren gemäß ISO 8178-4:2002 und IMO MARPOL 73/78, Anhang VI (NO_x-Code), zu verwenden. Antriebsmotoren, die Propeller mit fester Blattsteigung antreiben, werden auf einem Leistungsprüfstand unter Heranziehung des nachstehenden stationären 4-Phasen-Zyklus⁽⁶⁾ geprüft, der entwickelt wurde, um den laufenden Betrieb von Dieselmotoren in kommerziellen Schiffsanwendungen darzustellen:

Prüfphase	Motordrehzahl (U/min)	Last (%)	Wichtungsfaktor
1	100 % (Nenndrehzahl)	100	0,20
2	91 %	75	0,50
3	80 %	50	0,15
4	63 %	25	0,15

Antriebsmotoren für Binnenschiffe, die mit fester Drehzahl (Propeller mit variabler Blattsteigung oder elektrisch gekoppelte) Propeller antreiben, werden auf einem Leistungsprüfstand unter Verwendung des nachstehenden stationären 4-Phasen-Zyklus⁽⁷⁾ geprüft, bei dem die gleichen Lastwerte und Wichtungsfaktoren gegeben sind wie bei dem vorstehenden Zyklus, jedoch mit einem Motor, der in jeder Phase auf Nenndrehzahl läuft:

Prüfphase	Motordrehzahl (U/min)	Last (%)	Wichtungsfaktor
1	Nenndrehzahl	100	0,20
2	Nenndrehzahl	75	0,50
3	Nenndrehzahl	50	0,15
4	Nenndrehzahl	25	0,15

3.7.1.4.

Vorschrift D

Motoren, die unter Anhang I Abschnitt 1A Ziffer v fallen, sind auf dem Leistungsprüfstand nach dem folgenden 3-Phasen-Zyklus⁽⁸⁾ zu prüfen:

Prüfphase	Motordrehzahl (U/min)	Last (%)	Wichtungsfaktor
1	Zwischendrehzahl	100	0,25
2	Zwischendrehzahl	50	0,15
3	Leerlauf	—	0,60

3.7.2.

Konditionierung des Motors

Der Motor und das System sind bei Höchstdrehzahl und maximalem Drehmoment warmzufahren, um die Motorkennwerte entsprechend den Empfehlungen des Herstellers zu stabilisieren.

Anmerkung: Durch diese Konditionierungszeit soll auch der Einfluß von Ablagerungen in der Auspuffanlage, die aus einer früheren Prüfung stammen, verhindert werden. Ferner ist zwischen den Prüfphasen eine Stabilisierungsperiode vorgeschrieben, die der weitestgehenden Ausschaltung einer gegenseitigen Beeinflussung bei den einzelnen Prüfphasen dient.

3.7.3.

Prüffolge

Die Prüffolge ist zu beginnen. Die Prüfung ist in aufsteigender Reihenfolge der oben angegebenen Prüfphasen der Prüfzyklen durchzuführen. Nach der einleitenden Übergangsperiode muss bei jeder Phase des jeweiligen Prüfzyklus die vorgeschriebene Drehzahl innerhalb des höheren Wertes von entweder ± 1 % der Nenndrehzahl oder ± 3min-1 gehalten werden; dies gilt nicht für die untere Leerlaufdrehzahl, bei der die vom Hersteller angegebenen Toleranzen einzuhalten sind. Das angegebene Drehmoment ist so zu halten, dass der Durchschnitt für den Zeitraum der Messungen mit einer Toleranz von ± 2 % dem maximalen Drehmoment bei der Prüfdrehzahl entspricht. Für jeden Messpunkt wird eine Mindestzeit von zehn Minuten benötigt. Sind bei der Prüfung eines Motors längere Probenahmezeiten erforderlich, damit sich eine ausreichende Partikelmasse auf dem Messfilter sammelt, kann die Dauer der Prüfphase nach Bedarf verlängert werden. Die Dauer der Prüfphasen ist aufzuzeichnen und anzugeben. Die Konzentrationswerte der gasförmigen Emissionen sind während der letzten drei Minuten der Prüfphase zu messen und aufzuzeichnen. Die Partikelentnahme und Messung der Abgasemissionen sollten nicht vor Eintritt der Motorstabilisierung gemäß den Anweisungen des Herstellers erfolgen und müssen gleichzeitig beendet werden. Die Kraftstofftemperatur muss am Einlass der Kraftstoffeinspritzpumpe oder nach Vorschrift des Herstellers gemessen werden, und die Stelle der Messung ist aufzuzeichnen.

3.7.4.

Ansprechverhalten der Analysegeräte

Das Ansprechverhalten der Analysatoren ist auf einem Bandschreiber aufzuzeichnen oder mit einem gleichwertigen Datenerfassungssystem zu messen, wobei das Abgas mindestens während der letzten drei Minuten jeder Prüfphase durch die Analysatoren strömen muß. Wird für die Messung des verdünnten CO und CO₂ ein Probenahmebeutel verwendet (siehe Anlage 1 Abschnitt 1.4.4), so ist die Probe während der letzten drei Minuten jeder Prüfphase in den Beutel zu leiten, und die Beutelprobe ist zu analysieren und aufzuzeichnen.

3.7.5.

Partikel-Probenahme

Die Partikel-Probenahme kann nach der Einfachfiltermethode oder nach der Mehrfachfiltermethode erfolgen (Anlage 1 Abschnitt 1.5). Da die Ergebnisse bei diesen Methoden leichte Abweichungen aufweisen können, muß zusammen mit den Ergebnissen auch die verwendete Methode angegeben werden. Bei der Einfachfiltermethode müssen die im Prüfzyklusverfahren angegebenen Wichtungsfaktoren für die jeweiligen Prüfphasen bei der Probenahme berücksichtigt werden, indem der Probendurchsatz und/oder die Probenahmezeit entsprechend eingestellt werden/wird. Die Probenahme muß bei jeder Prüfphase so spät wie möglich erfolgen. Die Probenahme je Prüfphase muß bei der Einfachfiltermethode mindestens 20 Sekunden und bei der Mehrfachfiltermethode mindestens 60 Sekunden dauern. Bei Systemen ohne Bypassmöglichkeit muß die Probenahme je Prüfphase bei Einfach- und Mehrfachfiltermethode mindestens 60 Sekunden dauern.

3.7.6.

Motorbedingungen

Motordrehzahl und Last, Ansauglufttemperatur, Kraftstoffdurchsatz und Luft- oder Abgasdurchsatz sind nach Stabilisierung des Motors bei jeder Prüfphase zu messen. Ist die Messung des Abgasdurchsatzes oder die Messung der Verbrennungsluft und des Kraftstoffverbrauchs nicht möglich, so kann eine Berechnung nach der Kohlenstoff-/Sauerstoffbilanzmethode vorgenommen werden (siehe Anlage 1 Abschnitt 1.2.3). Alle zusätzlich für die Berechnung erforderlichen Daten sind aufzuzeichnen (siehe Anlage 3 Abschnitte 1.1 und 1.2).

3.8.

Erneute Überprüfung der Analysegeräte

Nach der Emissionsprüfung werden ein Nullgas und dasselbe Kalibriergas zur erneuten Überprüfung verwendet. Die Prüfung ist als gültig anzusehen, wenn die Differenz zwischen den beiden Meßergebnissen weniger als 2 % beträgt.

4.

DURCHFÜHRUNG DER PRÜFUNG (NRTC-TEST)

4.1.

Einleitung

Der dynamische Test für mobile Maschinen und Geräte (NRTC) ist in Anhang III Anlage 4 aufgeführt als je Sekunde wechselnde Folge normierter Drehzahl- und Drehmomentwerte, die für alle unter diese Richtlinie fallenden Dieselmotoren gilt. Zur Durchführung der Prüfung an einer Motorprüfzelle werden die normierten Werte auf der Grundlage der Motorabbildungskurve in die tatsächlichen Werte für den einzelnen geprüften Motor umgerechnet. Diese Umrechnung wird als Entnormierung bezeichnet, der entwickelte Prüfzyklus als Bezugsprüfzyklus des zu prüfenden Motors. Mit diesen Bezugswerten für Drehzahl und Drehmoment wird der Zyklus in der Prüfzelle durchgeführt, die Drehzahl- und -drehmomentmesswerte werden aufgezeichnet. Um den Prüflauf zu validieren, muss eine Regressionsanalyse der Bezugswerte und der Drehzahl- und -drehmomentmesswerte bis zum Abschluss der Prüfung durchgeführt werden.

4.1.1.

Die Verwendung von Abschalteinrichtungen und der Einsatz anormaler Emissionsminderungsstrategien sind untersagt.

4.2.

Motorabbildungsverfahren

Zur Einrichtung des NRTC in der Prüfzelle muss der Motor vor dem Prüfzyklus abgebildet werden, um die Drehzahl-Drehmoment-Kurve zu bestimmen.

4.2.1.

Bestimmung des Abbildungsdrehzahlbereichs

Die niedrigste und die höchste Abbildungsdrehzahl sind wie folgt definiert:

niedrigste Abbildungsdrehzahl=

Leerlaufdrehzahl

höchste Abbildungsdrehzahl=

n_hi × 1,02 oder, falls niedriger, die Drehzahl, bei der das Volllast-Drehmoment auf Null sinkt (wobei n_hi die hohe Drehzahl ist, definiert als die höchste Drehzahl, bei der 70 % der Nennleistung geliefert werden).

4.2.2.

Motorabbildungskurve

Der Motor ist bei Höchstleistung warmzufahren, um die Motorkenndaten entsprechend den Empfehlungen des Herstellers und der guten Ingenieurpraxis zu stabilisieren. Wenn der Motor stabilisiert ist, wird die Motorleistungsabbildung wie folgt erstellt.

4.2.2.1.

Transient Abbildung

a)

Der Motor wird entlastet und bei Leerlaufdrehzahl betrieben.

b)

Der Motor ist bei Volllast/vollständig geöffneter Drosselklappe mit niedrigster Abbildungsdrehzahl zu betreiben.

c)

Die Motordrehzahl ist mit einer mittleren Geschwindigkeit von 8 ±1min-1/s von der niedrigsten zur höchsten Abbildungsdrehzahl zu steigern. Motordrehzahl- und -drehmomentpunkte sind bei einer Abtastfrequenz von mindestens einem Punkt pro Sekunde aufzuzeichnen.

4.2.2.2.

Schrittabbildung

a)

Der Motor wird entlastet und bei Leerlaufdrehzahl betrieben.

b)

Der Motor ist bei Volllast/vollständig geöffneter Drosselklappe mit niedrigster Abbildungsdrehzahl zu betreiben.

c)

Bei Volllast ist die niedrigste Abbildungsdrehzahl für mindestens 15s zu halten und das mittlere Drehmoment der letzten 5s ist aufzuzeichnen. Die maximale Drehmomentkurve von der niedrigsten bis zur höchsten Abbildungsdrehzahl ist mit einem Drehzahlanstieg von nicht mehr als 100 ±20/min zu bestimmen. Jeder Prüfpunkt ist für mindestens 15s zu halten und das mittlere Drehmoment der letzten 5s ist aufzuzeichnen.

4.2.3.

Erzeugung der Abbildungskurve

Alle gemäß Abschnitt 4.2.2 aufgezeichneten Messwertpunkte sind mittels linearer Interpolation zwischen den Punkten miteinander zu verbinden. Die resultierende Drehmomentkurve ist die Abbildungskurve. Ihre Verwendung erfolgt gemäß der Beschreibung in Abschnitt 4.3.3 für die Umrechnung der normierten Drehmomentwerte des Ablaufplans für den Motorleistungsprüfstand in Anhang IV in tatsächliche Drehmomentwerte für den Prüfzyklus.

4.2.4.

Andere Abbildungsverfahren

Ist ein Hersteller der Auffassung, dass die vorstehenden Abbildungsverfahren für einen bestimmten Motor nicht sicher oder repräsentativ sind, können andere Abbildungstechniken verwendet werden. Diese anderen Techniken müssen dem Zweck der beschriebenen Abbildungsverfahren genügen, der darin besteht, bei allen Motordrehzahlen, die während der Prüfzyklen auftreten, das höchste verfügbare Drehmoment zu bestimmen. Abweichungen von den in diesem Abschnitt beschriebenen Abbildungstechniken aufgrund sicherheitstechnischer Belange oder zugunsten einer besseren Repräsentativität müssen zusammen mit der entsprechenden Begründung von den beteiligten Parteien zu billigen. Auf keinen Fall jedoch darf die Drehmomentkurve für geregelte Motoren oder Turbomotoren mit sinkenden Motordrehzahlen erstellt werden.

4.2.5.

Wiederholungsprüfungen

Ein Motor muss nicht vor jedem einzelnen Prüfzyklus abgebildet werden. Eine erneute Abbildung ist vor einem Prüfzyklus durchzuführen, wenn:

—

ein nach technischem Ermessen unangemessen langer Zeitraum seit der letzten Abbildung vergangen ist oder

—

am Motor mechanische Veränderungen oder Nachkalibrierungen vorgenommen wurden, die sich möglicherweise auf die Motorleistung auswirken.

4.3.

Erstellung des Bezugsprüfzyklus

4.3.1.

Bezugsdrehzahl:

Die Bezugsdrehzahl (n_ref) entspricht den im Ablaufplan für den Motorleistungsprüfstand in Anhang III Anlage 4 genannten auf 100 % normierten Drehzahlwerten. Der sich aus der Entnormierung der Bezugsdrehzahl ergebende tatsächliche Motorzyklus hängt weitgehend von der Wahl der ordnungsgemäßen Bezugsdrehzahl ab. Die Bezugsdrehzahl wird anhand folgender Formel festgelegt: n_ref = niedrige Drehzahl + 0,95 × (hohe Drehzahl – niedrige Drehzahl) (die hohe Drehzahl ist die höchste Drehzahl, bei der 70 % der Nennleistung abgegeben werden, die niedrige Drehzahl ist die niedrigste Drehzahl, bei der 50 % der Nennleistung abgegeben werden). Entspricht die ermittelte Bezugsdrehzahl der vom Hersteller angegebenen Bezugsdrehzahl (+/-3 %), darf die angegebene Bezugsdrehzahl für die Emissionsprüfung verwendet werden. Wird die Toleranz überschritten, ist die ermittelte Bezugsdrehzahl für die Emissionsprüfung zu verwenden.⁽⁹⁾.

4.3.2.

Entnormierung der Motordrehzahl

Die Drehzahl wird nach folgender Gleichung entnormiert:

4.3.3.

Entnormierung des Motormoments

Die Drehmomentwerte im Ablaufplan für den Motorleistungsprüfstand in Anhang III Anlage 4 werden auf das höchste Drehmoment bei der jeweiligen Drehzahl normiert. Die Drehmomentwerte des Bezugsprüfzyklus' sind unter Verwendung der gemäß Abschnitt 4.2.2 festgelegten Abbildungskurve wie folgt zu entnormieren: für die jeweilige tatsächliche Drehzahl wie in Abschnitt 4.3.2 festgelegt.

4.3.4.

Beispiel für ein Entnormierungsverfahren

Es folgt ein Beispiel, bei dem der folgende Prüfpunkt entnormiert werden soll: % Drehzahl = 43 % % Drehmoment = 82 % Es gelten folgende Werte: Bezugsdrehzahl = 2200/min Leerlaufdrehzahl = 600/min Daraus folgt wobei das in der Abbildungskurve beobachtete höchste Drehmoment 1288/min 700Nm beträgt.

4.4.

Leistungsprüfstand

4.4.1.

Bei Verwendung eines Kraftaufnehmers wird das Drehmomentsignal auf die Motorachse übertragen, wobei die Trägheit des Leistungsprüfstands zu berücksichtigen ist. Tatsächliches Motordrehmoment ist das auf dem Kraftaufnehmer abgelesene Drehmoment plus dem Trägheitsmoment der Bremsen multipliziert mit der Winkelbeschleunigung. Das Kontrollsystem muss diese Berechnung in Echtzeit durchführen.

4.4.2.

Wird der Motor mit einem Wirbelstromprüfstand geprüft, so empfiehlt es sich, dass die Zahl der Punkte, bei denen die Differenz unter –5 % des höchsten Drehmoments liegt, 30 nicht überschreitet (dabei ist T_sp das geforderte Drehmoment, die Ableitung der Motordrehzahl und die Rotationsträgheit des Wirbelstromprüfstands).

4.5.

Durchführung der Emissionsprüfung

Im folgenden Flussdiagramm wird der Prüfablauf skizziert. Ein oder mehrere Praxiszyklen können durchgeführt werden, soweit dies vor dem Messzyklus zur Prüfung von Motor, Prüfzelle und Abgassystem erforderlich ist.

4.5.1.

Vorbereitung der Probenahmefilter

Wenigstens eine Stunde vor der Prüfung ist jedes einzelne Filter in einer gegen Staubkontamination geschützten Petrischale, die Luftaustausch ermöglicht, zur Stabilisierung in eine Wägekammer zu bringen. Nach der Stabilisierungsphase ist jedes Filter zu wiegen und das Gewicht aufzuzeichnen. Dann ist das Filter in einer verschlossenen Petrischale oder einem verschlossenen Filterhalter bis zur Verwendung aufzubewahren. Das Filter ist binnen acht Stunden nach seiner Entnahme aus der Wägekammer zu verwenden. Das Gewicht des unbeladenen Filters ist aufzuzeichnen.

4.5.2.

Anbringung der Messgeräte

Die Geräte und die Probenahmesonden sind wie vorgeschrieben anzubringen. Wird ein Vollstrom-Verdünnungssystem verwendet, so ist das Abgasrohr an das System anzuschließen.

4.5.3.

Inbetriebnahme des Verdünnungssystems

Das Verdünnungssystem ist zu starten. Der Durchfluss des gesamten verdünnten Abgases eines Vollstrom-Verdünnungssystems oder der Durchfluss des Abgases durch ein Teilstrom-Verdünnungssystem ist so einzustellen, dass Kondenswasserbildung im System vermieden und eine Filteranströmtemperatur zwischen 315 K (42 °C) und 325 K (52 °C) erreicht wird.

4.5.4.

Inbetriebnahme des Partikel-Probenahmesystems

Das Partikel-Probenahmesystem ist zu starten und auf Bypass zu betreiben. Der Partikelhintergrund der Verdünnungsluft kann bestimmt werden, indem Verdünnungsluftproben vor Eintritt des Abgases in den Verdünnungstunnel genommen werden. Partikelhintergrundproben sind vorzugsweise während des dynamischen Tests zu nehmen, sofern ein anderes Partikel-Probenahmesystem verfügbar ist. Anderenfalls kann das Partikel-Probenahmesystem verwendet werden, das zur Sammlung der Partikel während der dynamischen Prüfung benutzt wird. Bei Verwendung gefilterter Verdünnungsluft kann eine Messung vor oder nach der Prüfung erfolgen. Wird die Verdünnungsluft nicht gefiltert, so sind vor und nach Ende des Prüfzyklus Messungen durchzuführen und die Durchschnittswerte zu ermitteln.

4.5.5.

Überprüfung der Analysegeräte

Die Geräte für die Emissionsanalyse sind auf Null zu stellen, und der Messbereich ist zu kalibrieren. Werden Probenahmebeutel verwendet, sind diese luftleer zu machen.

4.5.6.

Vorschriften für die Kühlung

Der Motor kann entweder natürlich abkühlen oder zwangsgekühlt werden. Für die Zwangskühlung sind nach bestem fachlichem Ermessen Systeme zu verwenden, die den Motor mit Kühlluft anblasen, kühles Öl in den Schmierölkreislauf des Motors pumpen, oder dem Motorkühlmittel oder dem Abgasnachbehandlungssystem Wärme entziehen. Bei Zwangskühlung des Abgasnachbehandlungssystems darf Kühlluft erst eingeleitet werden, nachdem seine Temperatur unter die Aktivierungstemperatur des Katalysators gefallen ist. Kühlverfahren, die zu nicht repräsentativen Emissionswerten führen, sind unzulässig. Die Abgasemissionsprüfung im Kaltstart-Zyklus darf nach einer Abkühlung erst dann beginnen, wenn sich die Temperaturen von Motoröl, Motorkühlmittel und Nachbehandlungseinrichtungen für mindestens fünfzehn Minuten zwischen 20 und 30 °C stabilisiert haben.

4.5.7.

Durchführung des Prüfzyklus

4.5.7.1.

Kaltstart-Zyklus

Die Prüfreihe hat nach abgeschlossener Abkühlung mit dem Kaltstart-Zyklus zu beginnen, wenn alle Voraussetzungen nach Abschnitt 4.5.6 gegeben sind. Der Motor ist gemäß dem vom Hersteller im Fahrzeughandbuch empfohlenen Anlassverfahren mit Hilfe eines handelsüblichen Anlassers oder des Prüfstands zu starten. Bei Anlaufen des Motors ist ein Leerlaufzähler zu starten. Während 23 ± 1 s den Motor ohne Last leerlaufen lassen. Der instationäre Motorzyklus ist so einzuleiten, dass die ersten Aufzeichnungen, die nicht im Leerlauf vorgenommen werden, nach 23 ± 1 s erfolgen. Die Leerlaufzeit ist in diesen 23 ± 1 s enthalten. Die Prüfung muss gemäß dem in Anhang III Anlage 4 erläuterten Bezugsprüfzyklus durchgeführt werden. Die Motordrehzahl- und Drehmomentführungssollwerte sind mit mindestens 5 Hz (empfohlen 10 Hz) auszugeben. Die Sollwerte sind mittels linearer Interpolation zwischen den festgesetzten Punkten bei 1 Hz und dem Bezugszyklus zu berechnen. Gemessene Motordrehzahl- und -drehmoment sind während des Prüfzyklus wenigstens in Sekundenschritten aufzuzeichnen, und die Signale können elektronisch gefiltert werden.

4.5.7.2.

Ansprechverhalten der Analysegeräte

Beim Anlassen des Motors sind gleichzeitig folgende Messungen zu starten:

—

Sammeln oder Analysieren der Verdünnungsluft, sofern ein Vollstrom-Verdünnungssystem verwendet wird,

—

Sammeln oder Analysieren von unverdünntem oder verdünntem Abgas, abhängig vom verwendeten Verfahren,

—

Messen der Menge von verdünntem Abgas sowie der erforderlichen Temperaturen und Drücke,

—

Aufzeichnen des Abgasmassendurchsatzes, wenn ein mit Rohabgas arbeitendes Abgasanalysesystem verwendet wird,

—

Aufzeichnen der Messwerte von Drehzahl und Drehmoment des Leistungsprüfstands.

Werden die Messungen im Rohabgas vorgenommen, so sind die Emissionskonzentrationen (HC, CO und NO_x) und der Abgasmassendurchsatz kontinuierlich zu messen und mit mindestens 2 Hz in einem Computersystem zu speichern. Alle anderen Daten können mit einer Abtastfrequenz von mindestens 1 Hz aufgezeichnet werden. Für analoge Analysegeräte ist das Ansprechverhalten aufzuzeichnen, die Kalibrierdaten können online oder offline während der Datenauswertung angewandt werden. Bei Verwendung eines Vollstrom-Verdünnungssystems sind HC und NO_x im Verdünnungstunnel kontinuierlich mit einer Frequenz von mindestens 2Hz zu messen. Die durchschnittlichen Konzentrationen sind durch Integrieren der Signale der Analysegeräte über den Prüfzyklus zu bestimmen.. Die Systemansprechzeit darf nicht höher sein als 20 s und muss gegebenenfalls mit den CVS-Strömungsschwankungen und den Sammelzeiten-/Prüfzyklusabweichungen abgestimmt werden. Durch Integrieren oder Analysieren der über den Zyklus im Probenahmebeutel gesammelten Konzentrationen erfolgt die Bestimmung von CO und CO₂. Die Konzentrationen der gasförmigen Schadstoffe in der Verdünnungsluft sind durch Integrieren oder Sammeln im Hintergrundbeutel zu bestimmen. Alle übrigen Werte sind mit mindestens einer Messung pro Sekunde (1 Hz) aufzuzeichnen.

4.5.7.3.

Partikel-Probenahme

Beim Anlassen des Motors ist das Partikelprobenahmesystem von Bypass auf Partikelsammlung umzuschalten. Bei Verwendung eines Teilstrom-Verdünnungssystems ist/sind die Probenahmepumpe(n) so einzustellen, dass der Durchsatz durch die Partikel-Probenahmesonde bzw. das Übertragungsrohr proportional zum Abgasmassendurchsatz konstant bleibt. Bei Verwendung eines Vollstrom-Verdünnungssystems ist/sind die Probenahmepumpe(n) so einzustellen, dass der Durchsatz durch die Partikel-Probenahmesonde oder das Übertragungsrohr auf ± 5 % des eingestellten Durchsatzes konstant bleibt. Wird eine Durchflussmengenkompensation (d. h. Proportionalregelung des Probenstroms) verwendet, muss bewiesen werden, dass das Verhältnis von Haupttunnelstrom zu Partikelprobenstrom um höchstens ± 5 % seines Sollwertes schwankt (ausgenommen die ersten 10 Sekunden der Probenahme).

ANMERKUNG: Bei Doppelverdünnungsbetrieb ist der Probenstrom die Nettodifferenz zwischen dem Probenfilter-Durchsatz und dem Sekundär-Verdünnungsluftdurchsatz.

Die Mittelwerte von Temperatur und Druck am Einlass des/der Gasmess- oder Durchflussmessgeräte sind aufzuzeichnen. Die Prüfung ist ungültig, wenn es wegen einer hohen Partikel-Filterbeladung nicht möglich ist, den eingestellten Durchsatz über den gesamten Zyklus hinweg mit einer Toleranz von ± 5 % aufrechtzuerhalten. Die Prüfung ist mit einem geringeren Durchsatz und/oder einem Filter mit größerem Durchmesser zu wiederholen.

4.5.7.4.

Abwürgen des Motors während des Kaltstart-Prüfzyklus

Wird der Motor zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Kaltstart-Prüfzyklus abgewürgt, so muss er vorkonditioniert und die Abkühlung wiederholt werden; anschließend ist der Motor neu zu starten, und die Prüfung ist zu wiederholen. Tritt bei einem während des Prüfzyklus erforderlichen Messgeräte eine Fehlfunktion auf, so ist die Prüfung ungültig.

4.5.7.5.

Arbeitsgänge im Anschluss an den Kaltstart-Zyklus

Zum Abschluss des Kaltstart-Prüfzyklus werden die Messung des Abgasmassendurchsatzes, des Volumens des verdünnten Abgases, der Gasstrom in die Sammelbeutel und die Partikelprobenahmepumpe angehalten. Bei einem integrierten Analysesystem ist die Probenahme fortzusetzen, bis die Systemansprechzeiten abgelaufen sind. Die Konzentrationen in den gegebenenfalls verwendeten Sammelbeuteln sind so rasch wie möglich und keinesfalls später als 20 Minuten nach Beendigung des Prüfzyklus zu analysieren. Nach der Emissionsprüfung sind die Analysatoren mit Hilfe eines Nullgases und desselben Kalibriergases neu zu überprüfen. Für die Gültigkeit der Prüfung muss die Differenz zwischen den Ergebnissen vor und nach der Prüfung weniger als 2 % des Kalibriergaswertes betragen. Die Partikelfilter sind spätestens eine Stunde nach Abschluss der Prüfung in die Wägekammer zurückzubringen. Sie sind in einer gegen Staubkontamination geschützten Petrischale, die Luftaustausch ermöglicht, mindestens eine Stunde lang zu konditionieren und dann zu wiegen. Das Gewicht der beladenen Filter ist aufzuzeichnen.

4.5.7.6.

Abkühlen

Unmittelbar nach Abschalten des Motors ist das Motorkühlgebläse, sofern in Betrieb, abzuschalten; gleichfalls ist das CVS-Gebläse, sofern in Betrieb, abzuschalten (oder die Auspuffanlage vom CVS-System zu trennen). Den Motor 20 ± 1 Minuten abkühlen lassen. Motor und Leistungsprüfstand für die Warmstart-Prüfung vorbereiten. Die luftleer gemachten Probenahmebeutel an die Systeme zur Entnahme der verdünnten Auspuffgas- und Luft-Proben anschließen. CVS-System starten (falls verwendet und nicht bereits in Betrieb) oder Auspuffanlage an CVS-System anschließen (falls getrennt). Die Entnahmepumpen (außer die Partikelentnahmepumpe(n)), das Motorgebläse und das Datenerfassungssystem einschalten. Der Wärmetauscher der Entnahmesystems mit konstantem Volumen (CVS) (falls verwendet) und die beheizten Teile kontinuierlicher Probenahmesysteme (falls zutreffend) sind vor Beginn der Prüfung auf ihre Betriebstemperatur vorzuerwärmen. Den Probenahmedurchsatz auf den gewünschten Wert bringen und das CVS-Abgasstrom-Messgerät auf Null setzen. Sorgfältig einen sauberen Partikelfilter in jeden Filterhalter einsetzen und die montierten Filterhalter in die Probenstromleitung einbauen.

4.5.7.7.

Warmstart-Prüfzyklus

Bei Anlaufen des Motors ist ein Leerlaufzähler zu starten. Während 23 ± 1 s den Motor ohne Last leerlaufen lassen. Der instationäre Motorzyklus ist so einzuleiten, dass die ersten Aufzeichnungen, die nicht im Leerlauf vorgenommen werden, nach 23 ± 1 s erfolgen. Die Leerlaufzeit ist in diesen 23 ± 1 s enthalten. Die Prüfung muss gemäß dem in Anhang III Anlage 4 erläuterten Bezugsprüfzyklus durchgeführt werden. Die Motordrehzahl- und -Drehmomentführungssollwerte sind mit mindestens 5 Hz (empfohlen 10 Hz) auszugeben. Die Sollwerte sind mittels linearer Interpolation zwischen den festgesetzten Punkten bei 1 Hz und dem Bezugszyklus zu berechnen. Gemessene Motordrehzahl- und -drehmoment sind während des Prüfzyklus wenigstens in Sekundenschritten aufzuzeichnen, und die Signale können elektronisch gefiltert werden. Die in 4.5.7.2 und 4.5.7.3 beschriebenen Schritte sind daraufhin zu wiederholen.

4.5.7.8.

Abwürgen des Motors während des Warmstart-Prüfzyklus

Wird der Motor zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Warmstart-Prüfzyklus abgewürgt, kann man ihn abschalten und erneut 20 Minuten abkühlen lassen. Daraufhin kann der Warmstart-Prüfzyklus wiederholt werden. Zulässig sind lediglich eine einzige erneute Abkühlung und eine einzige Wiederholung des Warmstart-Prüfzyklus.

4.5.7.9.

Arbeitsgänge im Anschluss an den Warmstart-Prüfzyklus

Zum Abschluss des Warmstart-Prüfzyklus werden die Messung des Abgasmassendurchsatzes, des Volumens des verdünnten Abgases, der Gasstrom in die Sammelbeutel und die Partikelprobenahmepumpe angehalten. Bei einem integrierten Analysesystem ist die Probenahme fortzusetzen, bis die Systemansprechzeiten abgelaufen sind. Die Konzentrationen in den gegebenenfalls verwendeten Sammelbeuteln sind so rasch wie möglich und keinesfalls später als 20 Minuten nach Beendigung des Prüfzyklus zu analysieren. Nach der Emissionsprüfung sind die Analysatoren mit Hilfe eines Nullgases und desselben Kalibriergases neu zu überprüfen. Für die Gültigkeit der Prüfung muss die Differenz zwischen den Ergebnissen vor und nach der Prüfung weniger als 2 % des Kalibriergaswertes betragen. Die Partikelfilter sind spätestens eine Stunde nach Abschluss der Prüfung in die Wägekammer zurückzubringen. Sie sind in einer gegen Staubkontamination geschützten Petrischale, die Luftaustausch ermöglicht, mindestens eine Stunde lang zu konditionieren und dann zu wiegen. Das Gewicht der beladenen Filter ist aufzuzeichnen.

4.6.

Überprüfung des Prüfdurchlaufs

4.6.1.

Datenverschiebung

Zur Verringerung der Verzerrungswirkung der Zeitverzögerung zwischen den Messwerten und den Bezugszykluswerten kann die gesamte Motordrehzahl- und -drehmomentmesssignalfolge zeitlich nach vorn oder hinten verschoben werden (bezogen auf die Bezugsdrehzahl und -drehmomentfolge). Bei einer Verschiebung der Messsignale müssen Drehzahl und Drehmoment um den gleichen Umfang und in die gleiche Richtung verschoben werden.

4.6.2.

Berechnung der Zyklusarbeit

Die tatsächliche Zyklusarbeit W_act (kWh) ist unter Verwendung jeweils eines Paares von aufgezeichneten Motordrehzahl- und -drehmomentmesswerten zu berechnen. Die tatsächliche Zyklusarbeit W_act wird für den Vergleich mit der Bezugszyklusarbeit W_ref und zur Berechnung der bremsspezifischen Emissionen verwendet. Die gleiche Methodik ist bei der Integration sowohl der Bezugs- als auch der tatsächlichen Motorleistung anzuwenden. Sind zwischen benachbarten Bezugswerten oder benachbarten Messwerten Werte zu bestimmen, so ist die lineare Interpolation anzuwenden. Bei der Integration der Bezugszyklusarbeit und der tatsächlichen Zyklusarbeit sind alle negativen Drehmomentwerte auf Null zu setzen und einzuschließen. Findet die Integration bei einer Frequenz von unter 5Hertz statt und verändert sich das Vorzeichen des Drehmomentwertes in einem gegebenen Zeitabschnitt von plus zu minus oder von minus zu plus, so ist der negative Anteil zu berechnen und gleich Null zu setzen. Der positive Anteil ist in den integrierten Wert einzuschließen. W_act muss zwischen – 15 % und + 5 % von W_ref liegen.

4.6.3.

Validierungsstatistik für den Prüfzyklus

Für Drehzahl, Drehmoment und Leistung sind lineare Regressionen von Messwerten auf die Bezugswerte auszuführen. Dies erfolgt im Anschluss an die Messdatenverschiebung, sofern diese Option gewählt wird. Es ist die Fehlerquadratmethode anzuwenden, wobei eine Gleichung der folgenden Form für die beste Anpassung verwendet wird: y = mx + b Darin bedeuten:

y=

(tatsächlicher) Messwert von Drehzahl (min^-1), Drehmoment (Nm) oder Leistung (kW)

m=

Steigung der Regressionsgeraden

x=

Bezugswert von Drehzahl (min^-1), Drehmoment (Nm) oder Leistung (kW)

b=

Y-Achsabschnitt der Regressionsgeraden

Die Standardabweichung vom Schätzwert (SE) von Y eingetragen über X und der Bestimmungskoeffizient (r²) sind für jede Regressionsgerade zu berechnen. Es empfiehlt sich, diese Analyse bei 1Hertz auszuführen. Für die Gültigkeit der Prüfung müssen die Kriterien von Tabelle 1 erfüllt sein.

Tabelle 1 —

Zulässige Abweichung der Regressionsgeraden

	Drehzahl	Drehmoment	Leistung
Standardabweichung vom Schätzwert (SE) von Y über X	max. 100 min-1	max. 13 % des höchsten Motormoments entsprechend Leistungsabbildung	max. 8 % der höchsten Motorleistung entsprechend Leistungsabbildung
Steigung der Regressionsgeraden, m	0,95 bis 1,03	0,83—1,03	0,89—1,03
Bestimmungskoeffizient, r2	min. 0,9700	min. 0,8800	min. 0,9100
Y-Achsabschnitt der Regressionsgeraden, b	± 50 min-1	± 20 Nm oder, falls größer, ± 2 % des höchsten Drehmoments	± 4 kW oder, falls größer, ± 2 % der höchsten Leistung

Nur zu Regressionszwecken sind Punktstreichungen vor Berechnung der Regression wie in Tabelle 2 angegeben zulässig. Diese Punkte dürfen jedoch zur Berechnung der Zyklusarbeit und der Emissionen nicht gestrichen werden. Eine Leerlaufphase wird definiert als Phase mit normiertem Bezugsdrehmoment von 0 % und einer normierten Bezugsdrehzahl von 0 %. Die Punktstreichung kann auf den gesamten Zyklus oder auf jeden Teil des Zyklus angewandt werden.

Tabelle 2 —

Zulässige Punktstreichungen aus der Regressionsanalyse (Punkte, auf die die Punktstreichung angewandt wird, sind anzugeben)

Bedingung	Drehzahl- und/oder Drehmoment- und/oder Leistungsphasen, die in Bezug auf die in der linken Spalte aufgeführten Bedingungen gestrichen werden dürfen
Erste 24 (± 1) s und letzte 25 s	Drehzahl, Drehmoment und Leistung
Vollständig geöffnete Drosselklappe und Drehmomentmesswert < 95 % des Bezugsdrehmoments	Drehmoment und/oder Leistung
vollständig geöffnete Drosselklappe und Drehzahlmesswert < 95 % der Bezugsdrehzahl	Drehzahl und/oder Leistung
Geschlossene Drosselklappe, Drehzahlmesswert > Leerlaufpunkt + 50 min-1 und Drehmomentmesswert > 105 % Bezugsdrehmoment	Drehmoment und/oder Leistung
Geschlossene Drosselklappe, Drehzahlmesswert ≤ Leerlaufpunkt + 50 min-1 und Drehmomentmesswert = vom Hersteller festgelegtes/gemessenes Drehmoment im Leerlauf ± 2 % des höchsten Drehmoments	Drehzahl und/oder Leistung
Geschlossene Drosselklappe und Drehzahlmesswert > 105 % der Bezugsdrehzahl	Drehzahl und/oder Leistung