Verfahren für die Prüfung Typ I von Fahrzeugen der Klasse L mit einem System mit periodischer Regenerierung

1.

Einleitung

Diese Anlage enthält spezifische Bestimmungen zur Typgenehmigung von Fahrzeugen mit einem System mit periodischer Regenerierung.

2.

Geltungsbereich der Typgenehmigung für Fahrzeuge mit einem System mit periodischer Regenerierung im Hinblick auf die Prüfungen Typ I

2.1. In den Geltungsbereich der Verordnung (EU) Nr. 168/2013 fallende Fahrzeuge der Klasse L, die mit einem System mit periodischer Regenerierung ausgerüstet sind, müssen die Bestimmungen dieser Anlage erfüllen.

2.2. Anstatt die Prüfverfahren gemäß der nachfolgenden Nummer durchzuführen kann, mit Zustimmung der Zulassungsbehörde, ein festgelegter K_i-Wert von 1,05 verwendet werden, wenn nach Ansicht des technischen Dienstes nichts für eine Überschreitung dieses Wertes spricht.

2.3. In den Zyklen, in denen Regenerierungen auftreten, können die Emissionsnormen überschritten werden. Erfolgt bei einer Abgasreinigungseinrichtung eine Regeneration mindestens einmal während einer Prüfung vom Typ I, nachdem sie bereits mindestens einmal während des Zyklus zur Vorbereitung des Fahrzeugs vorgenommen wurde, dann sie als System mit kontinuierlicher Regenerierung, für das kein besonderes Prüfverfahren erforderlich ist.

3.

Prüfverfahren

Das Fahrzeug kann mit einem Schalter ausgestattet sein, der die Regenerierung verhindert oder ermöglicht, sofern dies ohne Einfluss auf die ursprüngliche Motorkalibrierung bleibt. Die Regenerierung darf mithilfe dieses Schalters nur während der Beladung des zu regenerierenden Systems und während der Vorkonditionierungszyklen verhindert werden. Bei der Messung der Emissionen während der Regenerierung darf er jedoch nicht betätigt werden, vielmehr ist die Emissionsprüfung mit dem als Erstausrüstung eingebauten Steuergerät des Antriebsstrangs/Steuergerät des Motors und gegebenenfalls mit dem Steuergerät des Kraftübertragungsstrangs und der Software des Antriebsstrangs durchzuführen, welche unverändert sein müssen.

3.1. Messung der Kohlendioxidemissionen und des Kraftstoffverbrauchs zwischen zwei Zyklen, in denen Regenerierungen auftreten

3.1.1. Die Durchschnittswerte für die Kohlendioxidemissionen und den Kraftstoffverbrauch zwischen Regenerierungsphasen und während der Beladung der zu regenerierenden Einrichtung sind aus dem arithmetischen Mittel der Ergebnisse mehrerer Fahrzyklen der Prüfung Typ I, die (bei mehr als zwei Zyklen) in annähernd gleichem zeitlichen Abstand durchgeführt wurden, zu berechnen. Alternativ kann der Hersteller Daten vorlegen, mit denen er nachweist, dass die Kohlendioxidemissionen und der Kraftstoffverbrauch zwischen den Regenerierungen annähernd konstant (+ 4 %) bleiben. In diesem Fall können die während der normalen Prüfung Typ I gemessenen Werte für Kohlendioxidemissionen und Kraftstoffverbrauch verwendet werden. In allen anderen Fällen sind bei mindestens zwei Fahrzyklen der Prüfung Typ I Emissionsmessungen durchzuführen, und zwar eine unmittelbar nach der Regenerierung (vor der erneuten Beladung) und eine so kurz wie möglich vor einer Regenerierung. Alle Emissionsmessungen und Berechnungen sind nach den Vorschriften von Anhang II durchzuführen. Die durchschnittlichen Emissionen werden für Systeme mit einfacher Regenerierung gemäß Nummer 3.3 und für Systeme mit mehrfacher Regenerierung gemäß Nummer 3.4 berechnet

3.1.2. Der Beladungsvorgang und die Bestimmung des Faktors K_i erfolgen während des Fahrzyklus der Prüfung Typ I auf einem Rollenprüfstand. Diese Zyklen dürfen ohne Unterbrechung durchgeführt werden (d. h. ohne dass der Motor zwischen den Zyklen abgeschaltet werden muss). Nach einer beliebigen Anzahl von Zyklen darf das Fahrzeug vom Rollenprüfstand gefahren werden, und die Prüfung kann später fortgesetzt werden.

3.1.3. Die Zahl der Zyklen zwischen zwei Zyklen, in denen Regenerierungen auftreten (D), die Zahl der Zyklen, in denen Emissionsmessungen durchgeführt werden (n), und jede Emissionsmessung (M’si_j) sind in den Prüfbericht gemäß dem Muster in Artikel 32 Absatz 1 der Verordnung (EU) Nr. 168/2013 einzutragen.

3.2.

Messung der Kohlendioxidemissionen und des Kraftstoffverbrauchs während der Regenerierung

3.2.1. Zur Vorbereitung des Fahrzeugs auf die Emissionsprüfung können, falls erforderlich, die Vorbereitungszyklen nach Anlage 6 während einer Regenerierung durchgeführt werden.

3.2.2. Die Prüf- und Fahrzeugbedingungen nach Anhang II müssen erfüllt sein, bevor die erste gültige Emissionsprüfung durchgeführt wird.

3.2.3. Während der Vorbereitung des Fahrzeugs darf keine Regenerierung erfolgen. Dies kann mithilfe eines der nachstehenden Verfahren erreicht werden:

3.2.3.1.

Für die Vorkonditionierungszyklen darf eine Attrappe eines zu regenerierenden Systems oder ein Teilsystem eingebaut werden;

3.2.3.2.

es kann jedes andere Verfahren angewandt werden, auf das sich der Hersteller und die Genehmigungsbehörde geeinigt haben.

3.2.4. Eine Abgasemissionsprüfung mit einem Kaltstart einschließlich einer Regenerierung ist entsprechend dem anzwendenden Fahrzyklus der Prüfung Typ I durchzuführen.

3.2.5. Wenn für den Regenerierungsvorgang mehr als ein Fahrzyklus erforderlich ist, sind die folgenden Prüfzyklen, ohne dass der Motor abgeschaltet wird, unmittelbar im Anschluss an den vorhergehenden durchzuführen, bis die vollständige Regenerierung erfolgt ist (jeder Zyklus muss abgeschlossen werden). Die für die Vorbereitung einer erneuten Prüfung (z. B. Wechsel des Partikelfilters) erforderliche Zeit muss so kurz wie möglich sein. Während dieser Zeit muss der Motor abgestellt sein.

3.2.6. Die Emissionswerte einschließlich der Werte für die Schadstoff- und Kohlendioxidemissionen sowie für den Kraftstoffverbrauch während der Regenerierung (M_ri) sind nach Anhang II und Nummer 3.3 zu berechnen Die Zahl der Fahrzyklen, die für eine vollständige Regenerierung erforderlich sind (d), ist einzutragen

3.3. Berechnung der Summe der Abgasemissionen eines Systems mit einfacher Regenerierung:

Gleichung Anl 13-1:

Msinj 1Msij′n n ≥ 2

Gleichung Anl 13-2:

Mridj 1Mrij′d

Gleichung Anl 13-3:

MpiMsi*D Mri*dD d

Dabei gilt für jeden untersuchten Schadstoff i:

M′_sij=

emittierte Masse des Schadstoffs i, Masse des emittierten CO₂ in g/km und Kraftstoffverbrauch in l/100 km während eines Fahrzyklus der Prüfung Typ I ohne Regenerierung

M′_rij=

emittierte Masse des Schadstoffs i, Masse des emittierten CO₂ in g/km und Kraftstoffverbrauch in l/100 km während eines Fahrzyklus der Prüfung Typ I während der Regenerierung (falls n > 1, wird die erste Prüfung Typ I nach einem Kaltstart, die folgenden Zyklen nach einem Warmstart durchgeführt)

M_si=

Durchschnittswert der emittierten Masse des Schadstoffs i in mg/km oder des emittierten CO₂ in g/km und des Kraftstoffverbrauchs in l/100 km während eines Teils (i) des Fahrzyklus ohne Regenerierung

M_ri=

Durchschnittswert der emittierten Masse des Schadstoffs i in mg/km oder des emittierten CO₂ in g/km und des Kraftstoffverbrauchs in l/100 km während eines Teils (i) des Fahrzyklus während der Regenerierung

M_pi=

Durchschnittswert der emittierten Masse des Schadstoffs i in mg/km oder des emittierten CO₂ in g/km und des Kraftstoffverbrauchs in l/100 km

n=

die Zahl der Prüfpunkte, an denen Emissionsmessungen (in Fahrzyklen der Prüfung Typ I) zwischen zwei Zyklen, in denen Regenerierungen auftreten, durchgeführt werden, ≥ 2;

d=

Zahl der Fahrzyklen, die für die Regenerierung erforderlich sind

D=

Zahl der Fahrzyklen zwischen zwei Zyklen, in denen Regenerierungen auftreten.

Abbildung Anl 13-1

3.3.1. Berechnung des Regenerierungsfaktors K für jeden untersuchten Schadstoff i, für die Kohlendioxidemissionen und den Kraftstoffverbrauch: Gleichung Anl 13-4:KiMpiMsi Die für M_si, M_pi und K_i berechneten Werte sind in den vom technischen Dienst ausgestellten Prüfbericht einzutragen. K_i kann nach Abschluss einer einzigen Prüffolge bestimmt werden.

3.4.

Berechnung der Summe der Abgasemissionen, der Kohlendioxidemissionen und des Kraftstoffverbrauchs von Mehrfachsystemen mit periodischer Regenerierung

Gleichung Anl 13-5:

Msiknkj 1Msik,j′nk n_k ≥ 2

Gleichung Anl 13-6:

Mrikdkj 1Mrik,j′dj

Gleichung Anl 13-7:

Msixk 1Msik Dkxk 1Dk

Gleichung Anl 13-8:

Mrixk 1Mrik dkxk 1dk

Gleichung Anl 13-9:

MpiMsixk 1Dk Mrixk 1dkxk 1Dk dk

Gleichung Anl 13-10:

Mpixk 1Msik Dk Mrik dkxk 1Dk dk

Gleichung Anl 13-11:

KiMpiMsi

Dabei gilt für jeden untersuchten Schadstoff i:

M′_sik=

emittierte Masse des Schadstoffs i beim Vorgang k in mg/km, Masse des emittierten CO₂ in g/km und Kraftstoffverbrauch in l/100 km während eines Fahrzyklus der Prüfung Typ I ohne Regenerierung

M_rik=

emittierte Masse des Schadstoffs i beim Vorgang k in mg/km, Masse des emittierten CO₂ in g/km und Kraftstoffverbrauch in l/100 km während eines Fahrzyklus der Prüfung Typ I während der Regenerierung (falls d > 1, wird die erste Prüfung Typ I nach einem Kaltstart, die folgenden Zyklen nach einem Warmstart durchgeführt)

M′_sik,j=

emittierte Masse des Schadstoffs i beim Vorgang k in mg/km, Masse des emittierten CO₂ in g/km und Kraftstoffverbrauch in l/100 km während eines Fahrzyklus der Prüfung Typ I ohne Regenerierung am Prüfpunkt j; 1 ≤ j ≤ n;

M′_rik,j=

emittierte Masse des Schadstoffs i beim Vorgang k in mg/km, Masse des emittierten CO₂ in g/km und Kraftstoffverbrauch in l/100 km während eines Fahrzyklus der Prüfung Typ I während der Regenerierung (falls j > 1, wird die erste Prüfung Typ I nach einem Kaltstart, die folgenden Zyklen nach einem Warmstart durchgeführt), gemessen im Fahrzyklus j; 1 ≤ j ≤ d

M_si=

emittierte Masse des Schadstoffs i bei allen Vorgängen k in mg/km, Masse des emittierten CO₂ in g/km und Kraftstoffverbrauch in l/100 km ohne Regenerierung

M_ri=

emittierte Masse des Schadstoffs i bei allen Vorgängen k in mg/km, Masse des emittierten CO₂ in g/km und Kraftstoffverbrauch in l/100 km während der Regenerierung

M_pi=

emittierte Masse des Schadstoffs i bei allen Vorgängen k in mg/km, Masse des emittierten CO₂ in g/km und Kraftstoffverbrauch in l/100 km

n_k=

Zahl der Prüfpunkte des Vorgangs k, an denen Emissionsmessungen (in Fahrzyklen der Prüfung Typ I) zwischen zwei Zyklen, in denen Regenerierungen auftreten, durchgeführt werden

d_k=

Zahl der Fahrzyklen des Vorgangs k, die für die Regenerierung erforderlich sind

D_k=

Zahl der Fahrzyklen des Vorgangs k zwischen zwei Zyklen, in denen Regenerierungen auftreten.

Abbildung Anl 13-2

Abbildung Anl 13-3

Als einfaches und realistisches Beispiel wird das Schema von Abbildung Anl 13-3 im Einzelnen beschrieben:

1.

„Partikelfilter” : abstandsgleiche Regenerierungsvorgänge, ähnliche Emissionen (± 15 %) von Vorgang zu Vorgang

Gleichung Anl 13-12:

D_k = D_k+1 = D₁

Gleichung Anl 13-13:

d_k = d_k+1 = d₁

Gleichung Anl 13-14:

Mrik MsikMrik 1 Msik 1

n_k = n

2.

DeNO_x: Der Entschwefelungsvorgang (SO₂-Entfernung) wird gestartet, bevor sich eine Auswirkung von Schwefel auf die Emissionen nachweisen lässt (± 15 % der gemessenen Emissionen) und findet in diesem Beispiel aus Gründen der Wärmeabgabe zusammen mit dem zuletzt durchgeführten DPF-Regenerierungsvorgang statt.

Gleichung Anl 13-15:

M′_sik,j=1 = konstant →

M_sik = M_sik+1 = M_si2

M_rik = M_rik+1 = M_ri2

Für den Vorgang der SO₂-Entfernung: M_ri2, M_si2, d₂, D₂, n₂ = 1

3.

Vollständiges System (DPF + DeNO_x):

Gleichung Anl 13-16:

Msin Msi1 D1 Msi2 D2.

Gleichung Anl 13-17:

Mrin Mri1 d1 Mri2 d2.

Gleichung Anl 13-18:

MpiMsi MrinD1 d1 D2 d2nMsi1 D1 Mri1 d1 Msi2 D2 Mri2 d2nD1 d1 D2 d2

Der Faktor K_i kann für Mehrfachsysteme mit periodischer Regenerierung erst nach einer bestimmten Anzahl von Regenerierungen für jedes System berechnet werden. Nach Anwendung des gesamten Verfahrens (A bis B, siehe Abbildung Anl 13-2) sollten die ursprünglichen Ausgangsbedingungen A wieder erreicht werden.

3.4.1.

Erweiterung der Genehmigung eines Mehrfachsystems mit periodischer Regenerierung

3.4.1.1.

Werden die technischen Parameter oder die Regenerierungsstrategie eines Mehrfach-Regenerationssystems für alle Vorgänge innerhalb dieses kombinierten Systems geändert, sind Messungen vorzunehmen, durch die das gesamte Verfahren unter Einbeziehung aller Regenerierungseinrichtungen durchlaufen wird, um so den mehrfachen K_i–Faktor zu aktualisieren.

3.4.1.2.

Wenn sich bei einer einzelnen Einrichtung des Mehrfach-Regenerierungssystems lediglich Strategieparameter geändert haben (d. h. beispielsweise „D” und/oder „d” für DPF) und der Hersteller dem technischen Dienst durch Vorlage plausibler technischer Daten und Informationen nachweisen kann, dass

a)

keine Wechselwirkung mit einer oder mehreren anderen Einrichtungen des Systems festgestellt werden kann und

b)

die wichtigen Parameter (also z. B. Bauart, Arbeitsweise, Volumen, Lage) identisch sind,

kann das notwendige Verfahren zur Aktualisierung von k_i vereinfacht werden.

Gemäß Absprache zwischen dem Hersteller und dem technischen Dienst ist in einem solchen Fall nur ein Probenahme-/Speicher- und Regenerierungsvorgang auszuführen; die Prüfergebnisse (M_si, M_ri) könnten dann zusammen mit den geänderten Parametern ( „D” oder „d” ) in die entsprechenden Formeln eingesetzt werden, um den mehrfachen K_i-Faktor mathematisch durch Substitution der bestehenden Grundformel(n) für den K_i-Faktor zu aktualisieren