Unteranhang 7 RDE3 (VO (EU) 2017/1151)
Berechnungen
-
1.
-
Allgemeine Anforderungen
1.1. Berechnungen, die speziell für Hybridelektrofahrzeuge, vollelektrische Fahrzeuge und Brennstoffzellen-Fahrzeuge mit komprimiertem Wasserstoff gelten, werden in Unteranhang 8 beschrieben. Ein Stufenverfahren für die Berechnung der Prüfergebnisse wird in Absatz 4 von Unteranhang 8 beschrieben.
1.2. Die in diesem Unteranhang beschriebenen Berechnungen sind für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren zu verwenden.
-
1.3.
-
Rundung der Prüfergebnisse
- 1.3.1.
- Für Zwischenschritte der Berechnungen wird keine Rundung vorgenommen.
- 1.3.2.
- Die abschließenden Ergebnisse der Grenzwertemissionen sind in einem Schritt auf die in der jeweils geltenden Emissionsnorm angegebene Zahl von Dezimalstellen zu runden, zuzüglich einer weiteren signifikanten Stelle.
- 1.3.3.
- Der NOx-Korrekturfaktor KH ist auf zwei Dezimalstellen zu runden.
- 1.3.4.
- Der Verdünnungsfaktor DF ist auf zwei Dezimalstellen zu runden.
- 1.3.5.
- Angaben ohne Bezug zu Normen haben nach bestem fachlichen Ermessen zu erfolgen.
- 1.3.6.
- Die Rundung der CO2-Werte und der Ergebnisse des Kraftstoffverbrauchs wird in Absatz 1.4. dieses Unteranhangs beschrieben.
-
1.4.
-
Stufenverfahren für die Berechnung der endgültigen Prüfergebnisse für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren
Die Ergebnisse werden in der in der Tabelle A7/1 angegebenen Reihenfolge berechnet. Alle anzuwendenden Ergebnisse in der Spalte „Ergebnis” sind aufzuzeichnen. Die Spalte „Verfahren” beschreibt die Absätze, die für die Berechnung zu verwenden sind oder enthält zusätzliche Berechnungen. Für die Zwecke dieser Tabelle wird in den Gleichungen und Ergebnissen folgende Nomenklatur verwendet:- c
- vollständiger anzuwendender Zyklus;
- p
- jede anzuwendende Zyklusphase;
- i
- anzuwendende Grenzwertemissionskomponente (ohne CO2);
- CO2
- CO2-Emission.
| Quelle | Eingabedaten | Vorgehensweise | Ergebnis | Schritt Nr. |
|---|---|---|---|---|
| Unteranhang 6 | Rohergebnisse der Prüfung | Masse der Emissionen Absätze 3 bis 3.2.2 dieses Unteranhangs | Mi,p,1, g/km MCO2,p,1, g/km | 1 |
| Ergebnis Schritt 1 | Mi,p,1, g/km MCO2,p,1, g/km | Berechnung der Werte von kombinierten Zyklen: Dabei gilt: Mi/CO2,c,2 sind die Emissionsergebnisse während des gesamten Zyklus. Dpp sind die gefahrenen Strecken der Zyklusphasen p. | Mi,c,2, g/km MCO2,c,2, g/km | 2 |
| Ergebnis Schritt 1 und 2 | MCO2,p,1, g/km MCO2,c,2, g/km | Korrektur der CO2-Ergebnisse anhand der Sollgeschwindigkeit und der Strecke Unteranhang 6b Hinweis: Da die Strecke ebenfalls korrigiert wird, ist von diesem Rechenschritt an jede Bezugnahme auf eine gefahrene Strecke als Bezugnahme auf die Zieldistanz zu verstehen. | MCO2,p,2b, g/km MCO2,c,2b, g/km | 2b |
| Ergebnis Schritt 2b | MCO2,p,2b, g/km MCO2,c,2b, g/km | RCB-Korrektur Unteranhang 6 Anlage 2 | MCO2,p,3, g/km MCO2,c,3, g/km | 3 |
| Ergebnis Schritt 2 und 3 | Mi,c,2, g/km MCO2,c,3, g/km | Verfahren für die Emissionsprüfung für alle mit periodisch arbeitenden Regenerierungssystemen ausgestatteten Fahrzeuge, Ki Unteranhang 6 Anlage 1 Mi,c,4 = Ki × Mi,c,2 oder Mi,c,4 = Ki + Mi,c,2 und MCO2,c,4 = KCO2 × MCO2,c,3 oder MCO2,c,4 = KCO2 + MCO2,c,3 Zusätzlicher Ausgleichs- oder Multiplikationsfaktor, der gemäß der Bestimmung von Ki zu verwenden ist Wenn Ki nicht gilt: Mi,c,4 = Mi,c,2 MCO2,c,4 = MCO2,c,3 | Mi,c,4, g/km MCO2,c,4, g/km | 4 a |
| Ergebnis Schritt 3 und 4a | MCO2,p,3, g/km MCO2,c,3, g/km MCO2,c,4, g/km | Wenn Ki gilt, sind die Werte der CO2-Phasen an den Wert des kombinierten Zyklus anzupassen: MCO2,p,4=MCO2,p,3 × AFKi für jede Zyklusphase p Dabei gilt: Wenn Ki nicht gilt: MCO2,p,4 = MCO2,p,3 | MCO2,p,4, g/km | 4b |
| Ergebnis Schritt 4 | Mi,c,4, g/km MCO2,c,4, g/km MCO2,p,4, g/km | ATCT-Korrektur gemäß Unteranhang 6a Absatz 3.8.2 Gemäß Anhang VII berechnete Verschlechterungsfaktoren, angewandt auf die Grenzwertemissionen | Mi,c,5, g/km MCO2,c,5, g/km MCO2,p,5, g/km | 5 Ergebnis einer einzigen Prüfung |
| Ergebnis Schritt 5 | Für jede Prüfung: Mi,c,5, g/km MCO2,c,5, g/km MCO2,p,5, g/km | Mittelung der Prüfungen und angegebener Wert Unteranhang 6 Absätze 1.2 bis 1.2.3 | Mi,c,6, g/km MCO2,c,6, g/km MCO2,p,6, g/km MCO2,c,declared, g/km | 6 |
| Ergebnis Schritt 6 | MCO2,c,6, g/km MCO2,p,6, g/km MCO2,c,declared, g/km | Abgleich der Phasenwerte Unteranhang 6 Absatz 1.2.4 und: MCO2,c,7 = MCO2,c,declared | MCO2,c,7, g/km MCO2,p,7, g/km | 7 |
| Ergebnis Schritt 6 und 7 | Mi,c,6, g/km MCO2,c,7, g/km MCO2,p,7, g/km | Berechnung des Kraftstoffverbrauchs Absatz 6 dieses Unteranhangs Die Berechnung des Kraftstoffverbrauchs ist für den anzuwendenden Zyklus und seine Phasen separat durchzuführen. Hierzu werden:
und: Mi,c,8 = Mi,c,6 MCO2,c,8 = MCO2,c,7 MCO2,p,8 = MCO2,p,7 | FCc,8, l/100 km FCp,8, l/100 km Mi,c,8, g/km MCO2,c,8, g/km MCO2,p,8, g/km | 8 Ergebnis einer Prüfung Typ 1 für ein Prüffahrzeug |
| Schritt 8 | Für jedes der Prüffahrzeuge H und L: Mi,c,8, g/km MCO2,c,8, g/km MCO2,p,8, g/km FCc,8, l/100 km FCp,8, l/100 km | Wenn zusätzlich zu einem Prüffahrzeug H auch ein Prüffahrzeug L geprüft wurde, muss der sich daraus ergebende Wert der Grenzwertemissionen der höchste der beiden Werte sein und als Mi,c bezeichnet werden. Im Falle der kombinierten THC+NOx-Emissionen ist der höchste Wert der Summe entweder bezogen auf VH oder VL zu verwenden. Wurde kein Fahrzeug L geprüft, gilt ansonsten Mi,c = Mi,c,8. Für CO2- und FC-Werte sind die in Schritt 8 abgeleiteten Werte zu verwenden; dabei sind die CO2-Werte auf zwei und die FC-Werte auf drei Dezimalstellen zu runden. | Mi,c, g/km MCO2,c,H, g/km MCO2,p,H, g/km FCc,H, l/100 km FCp,H, l/100 km und falls ein Fahrzeug L geprüft wurde: MCO2,c,L, g/km MCO2,p,L, g/km FCc,L, l/100 km FCp,L, l/100 km | 9 Ergebnis der Interpolationsfamilie Abschließendes Ergebnis für die Grenzwertemissionen |
| Schritt 9 | MCO2,c,H, g/km MCO2,p,H, g/km FCc,H, l/100 km FCp,H, l/100 km und falls ein Fahrzeug L geprüft wurde: MCO2,c,L, g/km MCO2,p,L, g/km FCc,L, l/100 km FCp,L, l/100 km | Berechnungen des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Werte für Einzelfahrzeuge einer Interpolationsfamilie Absatz 3.2.3 dieses Unteranhangs CO2-Emissionswerte sind, auf die nächstliegende ganze Zahl gerundet, in Gramm pro Kilometer (g/km) anzugeben. Die Werte für den Kraftstoffverbrauch (FC) sind auf eine Dezimalstelle zu runden und in (l/100 km) anzugeben. | MCO2,c,ind g/km MCO2,p,ind, g/km FCc,ind l/100 km FCp,ind, l/100 km | 10 Ergebnis eines Einzelfahrzeugs Abschließendes CO2- und FC-Ergebnis |
- 2.
- Bestimmung des Volumens des verdünnten Abgases
- 2.1.
- Berechnung des Volumens für ein Probenahmesystem mit variabler Verdünnung, das bei konstantem oder variablem Durchflusssatz betrieben werden kann
Der Volumenstrom ist kontinuierlich zu messen. Das Gesamtvolumen ist für die Dauer der Prüfung zu messen.- 2.1.1.
- Der Volumenstrom ist kontinuierlich zu messen. Das Gesamtvolumen ist für die Dauer der Prüfung zu messen.
- 2.2.
- Berechnung des Volumens für ein Probenahmesystem mit variabler Verdünnung, bei dem eine Verdrängerpumpe zum Einsatz kommt
2.2.1. Das Volumen ist anhand folgender Gleichung zu berechnen:V V0 N dabei ist:- V
- das Volumen des verdünnten Abgases in Litern je Prüfung (vor der Korrektur),
- V0
- von der Verdrängerpumpe gefördertes Gasvolumen unter Prüfungsbedingungen in Litern/Pumpenumdrehung;
- N
- die Anzahl der Umdrehungen je Prüfung.
- 2.2.1.1.
- Umrechnung des Volumens auf den Normzustand
Das Volumen des verdünnten Abgases V ist anhand der folgenden Gleichung auf den Normzustand umzurechnen:Vmix V K1 PB P1 Tp dabei ist:K1 273,15K 101,325kPa 2,6961 - PB
- der Luftdruck im Prüfraum, in kPa,
- P1
- der Unterdruck am Einlass der Verdrängerpumpe, in kPa, bezogen auf den Umgebungsluftdruck,
- Tp
- die arithmetische Durchschnittstemperatur des verdünnten Abgases beim Eintritt in die Verdrängerpumpe während der Prüfung, in Kelvin (K).
- 2.2.1.1.
- Umrechnung des Volumens auf den Normzustand
- 3.
- Masse der Emissionen
- 3.1.
- Allgemeine Anforderungen
- 3.1.1.
- Unter der Annahme, dass keine Komprimierbarkeitsseffekte auftreten, können alle am Arbeitsspiel des Motors beteiligten Gase nach der Avogadro'schen Hypothese als ideal betrachtet werden.
- 3.1.2.
- Die von dem Fahrzeug während der Prüfung emittierte Masse M gasförmiger Verbindungen wird durch Berechnung des Produkts aus der Volumenkonzentration des jeweiligen Gases und dem Volumen des verdünnten Abgases unter Berücksichtigung der nachstehenden Dichtewerte unter den Bezugsbedingungen (273,15 K (0 °C) und 101,325 kPa) ermittelt:
- Kohlenmonoxid (CO)
ρ 1,25 g/l - Kohlendioxid (CO2)
ρ 1,964 g/l
- für Benzin (E10) (C1H1.93 O0.033)
ρ 0,646 g/l - für Diesel (B7) (C1H1.86O0.007)
ρ 0,625 g/l - für Flüssiggas (C1H2.525)
ρ 0,649 g/l - für Erdgas/Biomethan (CH4)
ρ 0,716 g/l - für Ethanol (E85) (C1H2.74O0.385)
ρ 0,934 g/l - Stickoxide (NOx)
ρ 2,05 g/l
- 3.1.3.
- Die allgemeine Gleichung für die Berechnung der Dichte der Gesamtkohlenwasserstoffe für jeden Bezugskraftstoff mit einer durchschnittlichen Zusammensetzung von CXHYOZ hat die folgende Form:
- ρTHC
- die Dichte der Gesamtkohlenwasserstoffe und Nichtmethankohlenwasserstoffe, in g/l;
- MWC
- die Molmasse von Kohlenstoff (12,011 g/mol);
- MWH
- die Molmasse von Wasserstoff (1,008 g/mol);
- MWO
- die Molmasse von Sauerstoff (15,999 g/mol);
- VM
- das Molvolumen eines idealen Gases bei 273,15 K (0 ° C) und 101,325 kPa (22,413 l/mol);
- H/C
- das Verhältnis Wasserstoff/Kohlenstoff für einen spezifischen Kraftstoff CXHYOZ;
- O/C
- das Verhältnis Sauerstoff/Kohlenstoff für einen spezifischen Kraftstoff CXHYOZ.
- 3.2.
- Berechnung der Emissionsmasse
3.2.1. Die Emissionsmasse gasförmiger Verbindungen pro Zyklusphase ist anhand der folgenden Gleichungen zu berechnen:Mi,phase Vmix,phase ρi KHphase Ci,phase 10 6 dphase dabei ist:- Mi
- die Emissionsmasse der Verbindung i je Prüfung oder Phase, in g/km;
- Vmix
- das Volumen des verdünnten Abgases je Prüfung oder Phase, ausgedrückt in Liter je Prüfung/Phase und auf den Normzustand (273,15 K und 101,325 kPa) umgerechnet;
- ρi
- die Dichte der Verbindung i in Gramm pro Liter bei Normaltemperatur und -druck (273,15 K und 101,325 kPa);
- KH
- der Feuchtigkeitskorrekturfaktor, anwendbar nur für die emittierten Massen von Stickoxiden, NO2 und NOx, je Prüfung oder Phase;
- Ci
- die Konzentration der Verbindung i im verdünnten Abgas je Prüfung oder Phase, in ppm ausgedrückt und unter Berücksichtigung der Menge der Verbindung i in der Verdünnungsluft korrigiert,
- d
- die im anzuwendenden WLTP-Zyklus gefahrene Strecke, in km;
- n
- die Anzahl der Phasen im anzuwendenden WLTC-Zyklus.
3.2.1.1. Die Konzentration des gasförmigen Verbindung im verdünnten Abgas wird unter Berücksichtigung der Menge der gasförmigen Verbindung in der Verdünnungsluft anhand folgender Gleichung korrigiert:Ci Ce Cd 11 DF dabei ist:- Ci
- die Konzentration der gasförmigen Verbindung i im verdünnten Abgas, korrigiert unter Berücksichtigung der Menge der gasförmigen Verbindung i in der Verdünnungsluft, in ppm;
- Ce
- die gemessene Konzentration der gasförmigen Verbindung i im verdünnten Abgas, in ppm;
- Cd
- die Konzentration der gasförmigen Verbindung i in der Verdünnungsluft, in ppm;
- DF
- der Verdünnungsfaktor.
Der NMC entfernt die Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe aus der Gasprobe, indem er alle Kohlenwasserstoffe außer Methan oxidiert. Im Idealfall beträgt die Umwandlung bei Methan 0 % und bei den anderen Kohlenwasserstoffen, repräsentiert durch Ethan, 100 %. Um eine genaue Messung der NMHC zu ermöglichen, sind die beiden Effizienzwerte zu bestimmen und zur Berechnung der NMHC-Emission heranzuziehen. Das Methan/Luft-Kalibriergas ist mit und ohne Umgehung des NMC durch den FID zu leiten, und die beiden Konzentrationen sind aufzuzeichnen. Die Umwandlungseffizienz ist anhand der folgenden Gleichung zu berechnen:EM 1CHC(w/NMC) CHC(w/oNMC) dabei ist:- CHC(w/NMC)
- die HC-Konzentration bei Durchfluss von CH4 durch den NMC, in ppm C;
- CHC(w/oNMC)
- die HC-Konzentration bei Umleitung von CH4 um den NMC, in ppm C.
Das Ethan/Luft-Kalibriergas ist mit und ohne Umgehung des NMC durch den FID zu leiten, und die beiden Konzentrationen sind aufzuzeichnen. Die Umwandlungseffizienz ist anhand der folgenden Gleichung zu berechnen:EE 1CHC(w/NMC) CHC(w/oNMC) dabei ist:- CHC(w/NMC)
- die HC-Konzentration bei Durchfluss von C2H6 durch den NMC, in ppm C;
- CHC(w/oNMC)
- die HC-Konzentration bei Umleitung von C2H6 um den NMC, in ppm C.
Liegt die Ethan-Umwandlungseffizienz des NMC bei einem Wert von 0,98 oder höher, ist der Wert EE für alle nachfolgenden Berechnungen auf 1 zu setzen. Die nachfolgend dargestellte Berechnungsmethode ist nur anzuwenden für CVS-Probenahmesysteme ohne Wärmetauscher, bzw. für CVS-Probenahmesysteme mit Wärmetauscher, die nicht den Bestimmungen von Unteranhang 5 Absatz 3.3.5.1 entsprechen. Weist der CVS-Durchsatz qvcvs in der Prüfung Abweichungen von über ± 3 Prozent des arithmetischen Durchsatz-Mittelwertes auf, so ist für alle kontinuierliche Verdünnungs-Messungen, einschließlich des PN-Wertes, ein durchflussgewichteter arithmetischer Mittelwert zu verwenden:Ce n i 1 qvcvs(i) Δt C(i)V dabei ist:- Ce
- der durchflussgewichtete arithmetische Mittelwert der Konzentration;
- qvcvs(i)
- der CVS-Durchsatz zum Zeitpunkt
t i Δt , in m3/min; - C(i)
- die Konzentration zum Zeitpunkt
t i Δt , in ppm; - Δt
- der Zeitraum zwischen den Probenahmen, in s;
- V
- das gesamte CVS-Volumen, in m3.
- 3.2.1.2.
- Berechnung des Feuchtigkeitskorrekturfaktors für NOx
Um die Auswirkungen der Feuchtigkeit auf die für die Stickoxide erzielten Ergebnisse zu korrigieren, sind folgende Formeln anzuwenden:KH 1 1 0,0329H 10,71 dabei ist:H 6,211 Ra Pd PB Pd Ra 10 2 und:- H
- die spezifische Feuchtigkeit in Gramm Wasser pro Kilogramm Trockenluft;
- Ra
- die relative Feuchtigkeit der Umgebungsluft, in Prozent;
- Pd
- der Sättigungsdampfdruck bei Umgebungstemperatur, in kPa;
- PB
- der Luftdruck im Prüfraum, in kPa.
Der KH-Faktor ist für jede Phase des Prüfzyklus zu berechnen. Die Umgebungstemperatur und die relative Feuchtigkeit werden festgelegt als der arithmetische Mittelwert der kontinuierlich in jeder Phase gemessenen Werte.
- Ci
- die Konzentration der gasförmigen Verbindung i im verdünnten Abgas, korrigiert unter Berücksichtigung der Menge der gasförmigen Verbindung i in der Verdünnungsluft, in ppm;
- Ce
- die gemessene Konzentration der gasförmigen Verbindung i im verdünnten Abgas, in ppm;
- Cd
- die Konzentration der gasförmigen Verbindung i in der Verdünnungsluft, in ppm;
- DF
- der Verdünnungsfaktor.
- CHC(w/NMC)
- die HC-Konzentration bei Durchfluss von CH4 durch den NMC, in ppm C;
- CHC(w/oNMC)
- die HC-Konzentration bei Umleitung von CH4 um den NMC, in ppm C.
- CHC(w/NMC)
- die HC-Konzentration bei Durchfluss von C2H6 durch den NMC, in ppm C;
- CHC(w/oNMC)
- die HC-Konzentration bei Umleitung von C2H6 um den NMC, in ppm C.
- Ce
- der durchflussgewichtete arithmetische Mittelwert der Konzentration;
- qvcvs(i)
- der CVS-Durchsatz zum Zeitpunkt
, in m3/min;t i Δt - C(i)
- die Konzentration zum Zeitpunkt
, in ppm;t i Δt - Δt
- der Zeitraum zwischen den Probenahmen, in s;
- V
- das gesamte CVS-Volumen, in m3.
- 3.2.1.2.
- Berechnung des Feuchtigkeitskorrekturfaktors für NOx
- 3.2.2.
- Bestimmung der HC-Emissionsmasse aus Selbstzündungsmotoren
- 3.2.2.1.
- Zur Bestimmung der HC-Emissionsmasse bei Selbstzündungsmotoren wird der arithmetische Mittelwert der HC-Konzentration mit Hilfe der nachstehenden Formel berechnet:
C e Ct 2 t 1 HC dtt 2 t 1 dabei ist:
Ct 2 t 1 HC dt- das Integral der vom beheizten FID während der Prüfdauer (t1 bis t2) aufgezeichneten Werte;
- Ce
- die in dem verdünnten Abgas gemessene HC-Konzentration in ppm für Ci; Ci ersetzt CHC in allen entsprechenden Gleichungen.
- 3.2.2.1.1.
- Die HC-Konzentration in der Verdünnungsluft ist mit Hilfe der Verdünnungsluft-Beutel zu bestimmen. Es ist eine Korrektur gemäß Absatz 3.2.1.1 dieses Unteranhangs vorzunehmen.
- 3.2.3.
- Berechnungen des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Werte für Einzelfahrzeuge einer Interpolationsfamilie
- 3.2.3.1.
- Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen ohne Anwendung der Interpolationsmethode (d. h. nur Verwendung von Fahrzeug H)
Der gemäß den Absätzen 3.2.1 bis 3.2.1.1.2 dieses Unteranhangs berechnete CO2-Wert und der gemäß Absatz 6 dieses Unteranhangs berechnete Kraftstoffverbrauch werden allen Einzelfahrzeugen der Interpolationsfamilie zugeordnet, und die Interpolationsmethode findet keine Anwendung.- 3.2.3.2.
- Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen unter Anwendung der Interpolationsmethode
Die CO2-Emissionen und der Kraftstoffverbrauch für jedes Einzelfahrzeug der Interpolationsfamilie können gemäß der in den Absätzen 3.2.3.2.1 bis einschließlich 3.2.3.2.5 dieses Unteranhangs dargestellten Interpolationsmethode berechnet werden. Die für die nachfolgenden Berechnungen zu verwendende Masse der CO2-Emissionen - k=1:
f 0 f * 0,L , f1 f 1,H , f2 f * 2,L , mTM L (Prüffahrzeug L)
- k=2:
f 0 f 0,H , f1 f 1,H , f2 f 2,H , mTM H (Prüffahrzeug H)
- k=3:
f 0 f 0,ind , f1 f 1,H , f2 f 2,ind , mTM ind (ein Einzelfahrzeug einer Interpolationsfamilie).
Diese drei Fahrwiderstandskombinationen können von verschiedenen Fahrwiderstandsfamilien abgeleitet werden.
- 3.2.4.
- Berechnungen des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Werte für Einzelfahrzeuge innerhalb einer Fahrwiderstandsmatrix-Familie (Straße)
Die CO2-Emissionen und der Kraftstoffverbrauch für jedes Einzelfahrzeug innerhalb der Fahrwiderstandsmatrix-Familie (Straße) sind gemäß der in den Absätzen 3.2.3.2.3 bis einschließlich 3.2.3.2.5 dieses Unteranhangs dargestellten Interpolationsmethode zu berechnen. Gegebenenfalls sind Bezüge auf Fahrzeug L und/oder H durch Bezüge auf Fahrzeug LM und/oder HM zu ersetzen.- 3.2.4.1.
- Bestimmung des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen für die Fahrzeuge LM und HM
Die Masse der CO2-Emissionen MCO2 der Fahrzeuge LM und HM ist gemäß den Berechnungen in Absatz 3.2.1 dieses Unteranhangs für die einzelnen Zyklusphasen p des anwendbaren WLTC-Zyklus zu bestimmen; die beiden Werte werden als - x
- ist Fahrzeug L, H oder ein Einzelfahrzeug
- RRLM,FA und RRHM,FA
- sind die RWK-Istwerte für die Reifen der Vorderachse an Fahrzeug L bzw. H (in kg/t)
- RRind,FA
- ist der RWK-Wert der anwendbaren Reifenenergieeffizienzklasse gemäß Tabelle A4/2 des Unteranhangs 4 für die Reifen der Vorderachse am Einzelfahrzeug (in kg/t)
- RRLM,RA und RRHM,RA
- sind die tatsächlichen Rollwiderstandskoeffizienten für die Reifen der Hinterachse an Fahrzeug L bzw. H (in kg/t)
- RRind,RA
- ist der RWK-Wert der anwendbaren Reifenenergieeffizienzklasse gemäß Tabelle A4/2 des Unteranhangs 4 für die Reifen der Hinterachse am Einzelfahrzeug (in kg/t)
- mpx,FA
- ist der Anteil der Fahrzeugmasse im fahrbereiten Zustand auf der Vorderachse
- 3.3.
- Partikelmasse (PM)
- 3.3.1.
- Berechnung
Die Partikelmasse (PM) ist anhand folgender Gleichung zu berechnen:- Vmix
- das Volumen der verdünnten Abgase (siehe Absatz 2 dieses Unteranhangs) im Normzustand;
- Vep
- das Volumen des verdünnten Abgases, das durch den Partikelprobenahmefilter im Normzustand fließt;
- Pe
- die Masse der in einem oder mehreren Probenahmefilter(n) aufgefangenen Partikel, in mg;
- d
- die während des Prüfzyklus gefahrene Strecke, in km.
- 3.3.1.1.
- Wenn Messungen unter Berücksichtigung der Hintergrund-Partikelmasse der Verdünnungsluft korrigiert werden, dann ist diese nach den Vorschriften von Unteranhang 6 Absatz 2.1.3.1 zu bestimmen. In diesem Fall ist die Partikelmasse (in mg/km) anhand folgender Gleichungen zu berechnen:
PM P e V ep P a V ap 1 1 DF V mix V ep d wenn die Abgase aus dem Tunnel abgeleitet werden;
und:
PM P e V ep P a V ap 1 1 DF V mix d wenn die Abgase in den Tunnel zurückgeleitet werden;
dabei gilt:
- Vap
- ist das Volumen der Verdünnungsluft im Normzustand, die den Hintergrund-Partikelfilter durchströmt hat,
- Pa
- ist die Partikelmasse aus der Verdünnungsluft, oder die Hintergrundluft des Verdünnungstunnels, bestimmt mit einer der in Unteranhang 6 Absatz 2.1.3.1 beschriebenen Methoden;
- DF
- ist der Verdünnungsfaktor, wie in Absatz 3.2.1.1.1 dieses Unteranhangs festgelegt.
Wenn man bei der Hintergrundkorrektur ein negatives Ergebnis erhält, ist ein Wert von Null g/km anzunehmen.
- 3.3.2.
- Berechnung der Partikelmasse PM mit Hilfe der Doppel-Verdünnungsmethode
- Vep
- das Volumen des verdünnten Abgases, das durch den Partikelprobenahmefilter im Normzustand fließt;
- Vset
- das Volumen des doppelt verdünnten Abgases, das durch die Partikelprobenahmefilter im Normzustand fließt;
- Vssd
- das Volumen der sekundären Verdünnungsluft im Normzustand.
- Vmix indicated
- das gemessene Volumen des verdünnten Abgases im Verdünnungssystem nach der Entnahme der Partikelprobe im Normzustand.
- 4.
- Bestimmung der Partikelzahl (PN)
Die Partikelzahl ist mit folgender Gleichung zu berechnen:- PN
- die Zahl emittierter Partikel, in Partikeln pro Kilometer;
- V
- das Volumen des verdünnten Abgases je Prüfung (bei der Doppel-Verdünnungsmethode nur nach der Vorverdünnung), ausgedrückt in Liter je Prüfung und auf den Normzustand (273,15 K (0 °C) und 101,325 kPa) umgerechnet;
- k
- ein Kalibrierfaktor zur Berichtigung der Messungen des Partikelzählers in Bezug auf die Normalmesseinrichtung, falls dies nicht automatisch im Partikelzähler erfolgt. Wird der Kalibrierfaktor automatisch im Partikelzähler angewendet, ist der Kalibrierfaktorwert auf 1 zu setzen;
C s - die korrigierte Konzentration der Partikel im verdünnten Abgas, ausgedrückt als arithmetischer Durchschnitt der Partikelzahl pro Kubikzentimeter während der Emissionsprüfung einschließlich der gesamten Dauer des Fahrzyklus. Wenn die Ergebnisse der mittleren Volumenkonzentration
, die mit dem Partikelzähler ermittelt werden, nicht auf den Normzustand (273,15 K (0 °C) und 101,325 kPa) bezogen sind, sind die Konzentrationen auf diesen Zustand umzurechnenC ;C s - Cb
- die von der Genehmigungsbehörde zugelassene Konzentration der Partikelzahl in der Verdünnungsluft oder in der Hintergrundluft des Verdünnungstunnels, in Partikeln pro Kubikzentimeter ausgedrückt, koinzidenzkorrigiert und auf den Normzustand korrigiert (273,15 K (0 °C) und 101,325 kPa);
f r - der Reduktionsfaktor für die mittlere Partikelkonzentration des Abscheiders für flüchtige Partikel bei der für die Prüfung verwendeten Verdünnungseinstellung;
f rb - der Reduktionsfaktor für die mittlere Partikelkonzentration des Abscheiders für flüchtige Partikel bei der für die Hintergrund-Messung verwendeten Verdünnungseinstellung;
- d
- die dem anzuwendenden Prüfzyklus entsprechende gefahrene Strecke, in km.
C ist mit folgender Gleichung zu berechnen:
C n i C1 i n dabei ist:
- Ci
- ein mit dem Partikelzähler bestimmter diskreter Messwert der Partikelkonzentration im verdünnten Abgas; in Partikeln pro Kubikzentimeter ausgedrückt und koinzidenzkorrigiert;
- n
die Gesamtzahl der während des anzuwendenden Prüfzyklus durchgeführten Konzentrationsmessungen diskreter Partikel die anhand folgender Gleichung zu berechnen ist:
n = t × f
dabei ist:
- t
- die Dauer des anwendbaren Prüfzyklus, in s;
- f
- die Datenerfassungsfrequenz des Partikelzählers, in Hz.
- 4.1.
- Die Partikelzahl ist mit folgender Gleichung zu berechnen:
PN V k C s f r C b f rb 10 3 d dabei ist:
- PN
- die Zahl emittierter Partikel, in Partikeln pro Kilometer;
- V
- das Volumen des verdünnten Abgases je Prüfung (nur nach der Vorverdünnung bei der Doppel-Verdünnungsmethode), ausgedrückt in Liter je Prüfung und auf den Normzustand (273,15 K (0 °C) und 101,325 kPa) umgerechnet;
- k
- ein Kalibrierfaktor zur Berichtigung der Messungen des Partikelzählers in Bezug auf die Normalmesseinrichtung, falls dies nicht automatisch im Partikelzähler erfolgt. Wird der Kalibrierfaktor automatisch im Partikelzähler angewendet, ist der Kalibrierfaktorwert auf 1 zu setzen;
C s - die korrigierte Konzentration der Partikel im verdünnten Abgas, ausgedrückt als arithmetischer Durchschnitt der Partikelzahl pro Kubikzentimeter während der Emissionsprüfung einschließlich der gesamten Dauer des Fahrzyklus. Wenn die Ergebnisse der mittleren Volumenkonzentration
die mit dem Partikelzähler ermittelt werden, nicht auf den Normzustand (273,15 K (0 °C) und 101,325 kPa) bezogen sind, sind die Konzentrationen auf diesen Zustand umzurechnenC ;C s - Cb
- ist die von der Genehmigungsbehörde zugelassene Konzentration der Partikelzahl in der Verdünnungsluft oder in der Hintergrundluft des Verdünnungstunnels, in Partikeln pro Kubikzentimeter ausgedrückt, koinzidenzkorrigiert und auf den Normzustand korrigiert (273,15 K (0 °C) und 101,325 kPa);
f r - der Reduktionsfaktor für die mittlere Partikelkonzentration des Abscheiders für flüchtige Partikel bei der für die Prüfung verwendeten Verdünnungseinstellung;
f rb - der Reduktionsfaktor für die mittlere Partikelkonzentration des Abscheiders für flüchtige Partikel bei der für die Hintergrund-Messung verwendeten Verdünnungseinstellung;
- d
- die dem anzuwendenden Prüfzyklus entsprechende gefahrene Strecke, in km.
wird anhand folgender Gleichung berechnet:C C n i C1 i n dabei ist:
- Ci
- ein mit dem Partikelzähler bestimmter diskreter Messwert der Partikelkonzentration im verdünnten Abgas, in Partikeln pro Kubikzentimeter ausgedrückt und koinzidenzkorrigiert;
- n
- die Gesamtzahl der während des anzuwendenden Prüfzyklus durchgeführten Konzentrationsmessungen diskreter Partikel die anhand folgender Gleichung zu berechnen ist:
n t f dabei gilt:
- t
- ist die Dauer des anwendbaren Prüfzyklus, in s;
- f
- ist die Datenerfassungsfrequenz des Partikelzählers, in Hz.
- 5.
- Berechnung des Zyklusenergiebedarfs
Unbeschadet anderer Bestimmungen ist die Berechnung anhand der Sollgeschwindigkeitskurve an diskreten Zeitmesspunkten durchzuführen. Für die Zwecke der Berechnung ist jeder Zeitmesspunkt als eine Zeitdauer zu interpretieren. Unbeschadet anderer Bestimmungen beträgt die Dauer Δt dieser Zeiträume 1 Sekunde. Der Gesamtenergiebedarf E für den Gesamtzyklus oder eine spezfische Zyklusphase ist zu berechnen, indem der Summenwert Ei während der entsprechenden Zyklusdauer zwischen tstart und tend nach der folgenden Gleichung ermittelt wird:- tstart
- ist der Zeitpunkt, an dem der anzuwendende Prüfzyklus oder die Phase beginnt, in s;
- tend
- ist der Zeitpunkt, an dem der anzuwendenden Prüfzyklus oder die Phase endet, in s;
- Ei
- ist der Energiebedarf während des Zeitraumes (i-1) bis (i), in Ws;
- Fi
- ist die Antriebskraft während des Zeitraumes (i-1) bis (i), in N;
- di
- ist die während des Zeitraumes (i-1) bis (i) zurückgelegte Strecke, in m;
- Fi
- ist die Antriebskraft während des Zeitraumes (i-1) bis (i), in N;
- vi
- ist die Sollgeschwindigkeit zum Zeitpunkt ti, in km/h;
- TM
- ist die Prüfmasse, in kg
- ai
- ist die Beschleunigung während des Zeitraumes (i-1) bis (i), in m/s2;
- di
- ist die während des Zeitraumes (i-1) bis (i) zurückgelegte Strecke, in m;
- vi
- ist die Sollgeschwindigkeit zum Zeitpunkt ti, in km/h;
- ti
- ist die Zeit, in s.
- ai
- ist die Beschleunigung während des Zeitraumes (i-1) bis (i), in m/s2;
- vi
- ist die Sollgeschwindigkeit zum Zeitpunkt ti, in km/h;
- ti
- ist die Zeit, in s.
- 6.
- Berechnung des Kraftstoffverbrauchs
6.1. Die für die Berechnung der Kraftstoffverbrauchswerte erforderlichen Kraftstoffmerkmale sind Anhang IX zu entnehmen.
6.2. Die Werte des Kraftstoffverbrauchs sind anhand der Emissionen von Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid mit Hilfe der Ergebnisse aus Schritt 6 für Grenzwertemissionen und Schritt 7 für CO2 aus der Tabelle A7/1 zu berechnen.6.2.1. Die allgemeine Gleichung mit H/C- und O/C-Verhältniswerten in Absatz 6.12 dieses Unteranhangs ist zur Berechnung des Kraftstoffverbrauchs zu verwenden.
6.2.2. Für alle Gleichungen in Absatz 6 dieses Unteranhangs ist:- FC
- der Kraftstoffverbrauch für einen bestimmten Kraftstoff, in l/100 km (oder in m3/100 km bei Erdgas und kg/100 km bei Wasserstoff);
- H/C
- das Verhältnis Wasserstoff/Kohlenstoff für einen spezifischen Kraftstoff CXHYOZ;
- O/C
- das Verhältnis Sauerstoff/Kohlenstoff für einen spezifischen Kraftstoff CXHYOZ;
- MWC
- die Molmasse von Kohlenstoff (12,011 g/mol);
- MWH
- die Molmasse von Wasserstoff (1,008 g/mol);
- MWO
- die Molmasse von Sauerstoff (15,999 g/mol);
- ρfuel
- die Dichte des Prüfkraftstoffs, in kg/l. Für gasförmige Kraftstoffe, Kraftstoffdichte bei 15 °C;
- HC
- die Kohlenwasserstoffemissionen, in g/km;
- CO
- die Kohlenmonoxidemissionen, in g/km;
- CO2
- die Kohlendioxidemissionen, in g/km;
- H2O
- die Wasseremissionen, in g/km;
- H2
- die Wasserstoffemissionen, in g/km;
- p1
- der Gasdruck im Kraftstofftank vor dem anzuwendenden Prüfzyklus, in Pa;
- p2
- der Gasdruck im Kraftstofftank nach dem anzuwendenden Prüfzyklus, in Pa;
- T1
- die Gastemperatur im Kraftstofftank vor dem anzuwendenden Prüfzyklus, in K;
- T2
- die Gastemperatur im Kraftstofftank nach dem anzuwendenden Prüfzyklus, in K;
- Z1
- der Kompressibilitätsfaktor des gasförmigen Kraftstoffs bei p1 und T1;
- Z2
- der Kompressibilitätsfaktor des gasförmigen Kraftstoffs bei p2 und T2;
- V
- das Innenvolumen des Gaskraftstofftanks, m3;
- d
- die theoretische Länge der (des) anzuwendenden Phase bzw. Zyklus, in km.
- FC
- der Kraftstoffverbrauch für einen bestimmten Kraftstoff, in l/100 km (oder in m3/100 km bei Erdgas und kg/100 km bei Wasserstoff);
- H/C
- das Verhältnis Wasserstoff/Kohlenstoff für einen spezifischen Kraftstoff CXHYOZ;
- O/C
- das Verhältnis Sauerstoff/Kohlenstoff für einen spezifischen Kraftstoff CXHYOZ;
- MWC
- die Molmasse von Kohlenstoff (12,011 g/mol);
- MWH
- die Molmasse von Wasserstoff (1,008 g/mol);
- MWO
- die Molmasse von Sauerstoff (15,999 g/mol);
- ρfuel
- die Dichte des Prüfkraftstoffs, in kg/l. Für gasförmige Kraftstoffe, Kraftstoffdichte bei 15 °C;
- HC
- die Kohlenwasserstoffemissionen, in g/km;
- CO
- die Kohlenmonoxidemissionen, in g/km;
- CO2
- die Kohlendioxidemissionen, in g/km;
- H2O
- die Wasseremissionen, in g/km;
- H2
- die Wasserstoffemissionen, in g/km;
- p1
- der Gasdruck im Kraftstofftank vor dem anzuwendenden Prüfzyklus, in Pa;
- p2
- der Gasdruck im Kraftstofftank nach dem anzuwendenden Prüfzyklus, in Pa;
- T1
- die Gastemperatur im Kraftstofftank vor dem anzuwendenden Prüfzyklus, in K;
- T2
- die Gastemperatur im Kraftstofftank nach dem anzuwendenden Prüfzyklus, in K;
- Z1
- der Kompressibilitätsfaktor des gasförmigen Kraftstoffs bei p1 und T1;
- Z2
- der Kompressibilitätsfaktor des gasförmigen Kraftstoffs bei p2 und T2;
- V
- das Innenvolumen des Gaskraftstofftanks, m3;
- d
- die theoretische Länge der (des) anzuwendenden Phase bzw. Zyklus, in km.
6.3. Reserviert
6.4. Reserviert
- 6.5.
- Bei einem Fahrzeug mit Fremdzündungsmotor für Benzin (E10):
- 6.6.
- Bei einem Fahrzeug mit Fremdzündungsmotor für Flüssiggas:
6.6.1. Wenn sich die Zusammensetzung des bei der Prüfung verwendeten Kraftstoffs von der Zusammensetzung unterscheidet, die bei der Berechnung des Normverbrauchs angenommen wird, kann auf Antrag des Herstellers ein anhand der folgenden Gleichung errechneter Korrekturfaktor cf verwendet werden:FCnorm 0,1212 0,538 cf 0,825 HC 0,429 CO 0,273 CO2 Der anwendbare Korrekturfaktor cf wird anhand der folgenden Gleichung bestimmt:cf 0,825 0,0693 nactual dabei ist: nactual das tatsächliche Wasserstoff/Kohlenstoff-Verhältnis des verwendeten Kraftstoffs.
- 6.7.
- Bei einem Fahrzeug mit Fremdzündungsmotor für Erdgas/Biomethan
- 6.8.
- Reserviert
- 6.9.
- Reserviert
- 6.10.
- Bei einem Fahrzeug mit Selbstzündungsmotor für Dieselkraftstoff (B7)
- 6.11.
- Bei einem Fahrzeug mit Fremdzündungsmotor für Ethanol (E85)
6.12. Der Kraftstoffverbrauch für alle Prüfkraftstoffe kann mit folgender Gleichung berechnet werden:FC MWC H C MWH O C MWO MWC ρfuel 10 MWC MWC H C MWH O C MWO HC MWC MWCO CO MWC MWCO2 CO2
6.13. Der Kraftstoffverbrauch bei einem Fahrzeug mit Fremdzündungsmotor für Wasserstoff:FC 0,024 V d 1 Z1 p1 T1 1 Z2 p2 T2 Für Fahrzeuge, die entweder mit flüssigem oder gasförmigem Wasserstoff betrieben werden, kann der Hersteller mit Zustimmung der Genehmigungsbehörde für die Berechnung des Kraftstoffverbrauchs entweder auf die unten aufgeführte Gleichung für FC oder auf eine Methode zurückgreifen, die eine Standardnorm wie SAE J2572 verwendet.FC 0,1 0,1119 H2 O H2 Der Kompressibilitätsfaktor Z ergibt sich aus der folgenden Tabelle:
| T (K) | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | ||
| p (bar) | 33 | 0,859 | 1,051 | 1,885 | 2,648 | 3,365 | 4,051 | 4,712 | 5,352 | 5,973 | 6,576 |
| 53 | 0,965 | 0,922 | 1,416 | 1,891 | 2,338 | 2,765 | 3,174 | 3,57 | 3,954 | 4,329 | |
| 73 | 0,989 | 0,991 | 1,278 | 1,604 | 1,923 | 2,229 | 2,525 | 2,810 | 3,088 | 3,358 | |
| 93 | 0,997 | 1,042 | 1,233 | 1,470 | 1,711 | 1,947 | 2,177 | 2,400 | 2,617 | 2,829 | |
| 113 | 1,000 | 1,066 | 1,213 | 1,395 | 1,586 | 1,776 | 1,963 | 2,146 | 2,324 | 2,498 | |
| 133 | 1,002 | 1,076 | 1,199 | 1,347 | 1,504 | 1,662 | 1,819 | 1,973 | 2,124 | 2,271 | |
| 153 | 1,003 | 1,079 | 1,187 | 1,312 | 1,445 | 1,580 | 1,715 | 1,848 | 1,979 | 2,107 | |
| 173 | 1,003 | 1,079 | 1,176 | 1,285 | 1,401 | 1,518 | 1,636 | 1,753 | 1,868 | 1,981 | |
| 193 | 1,003 | 1,077 | 1,165 | 1,263 | 1,365 | 1,469 | 1,574 | 1,678 | 1,781 | 1,882 | |
| 213 | 1,003 | 1,071 | 1,147 | 1,228 | 1,311 | 1,396 | 1,482 | 1,567 | 1,652 | 1,735 | |
| 233 | 1,004 | 1,071 | 1,148 | 1,228 | 1,312 | 1,397 | 1,482 | 1,568 | 1,652 | 1,736 | |
| 248 | 1,003 | 1,069 | 1,141 | 1,217 | 1,296 | 1,375 | 1,455 | 1,535 | 1,614 | 1,693 | |
| 263 | 1,003 | 1,066 | 1,136 | 1,207 | 1,281 | 1,356 | 1,431 | 1,506 | 1,581 | 1,655 | |
| 278 | 1,003 | 1,064 | 1,130 | 1,198 | 1,268 | 1,339 | 1,409 | 1,480 | 1,551 | 1,621 | |
| 293 | 1,003 | 1,062 | 1,125 | 1,190 | 1,256 | 1,323 | 1,390 | 1,457 | 1,524 | 1,590 | |
| 308 | 1,003 | 1,060 | 1,120 | 1,182 | 1,245 | 1,308 | 1,372 | 1,436 | 1,499 | 1,562 | |
| 323 | 1,003 | 1,057 | 1,116 | 1,175 | 1,235 | 1,295 | 1,356 | 1,417 | 1,477 | 1,537 | |
| 338 | 1,003 | 1,055 | 1,111 | 1,168 | 1,225 | 1,283 | 1,341 | 1,399 | 1,457 | 1,514 | |
| 353 | 1,003 | 1,054 | 1,107 | 1,162 | 1,217 | 1,272 | 1,327 | 1,383 | 1,438 | 1,493 |
- 7.
- Fahrtkurvenindizes
- 7.1.
- Allgemeine Anforderung
Die vorgeschriebene Geschwindigkeit zwischen den Zeitmesspunkten in den Tabellen A1/1 bis A1/12 ist mit einer linearen Interpolation bei einer Frequenz von 10 Hz zu bestimmen. Bei einer vollständigen Aktivierung der Beschleunigungseinrichtung ist für die Berechnungen der Fahrtkurvenindizes für entsprechende Betriebsphasen die vorgeschriebene Geschwindigkeit anstatt der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit zu verwenden. Bei PEV muss die Berechnung der Fahrtkurvenindizes alle WLTC-Zyklen und -Phasen enthalten, die vor dem Auftreten des Kriteriums für den Abbruch abgeschlossen wurden (gemäß Absatz 3.2.4.5 von Unteranhang 8).- 7.2.
- Berechnung der Fahrtkurvenindizes
Die folgenden Indizes sind nach SAE J2951(Revised Jan-2014) zu berechnen:- a)
- IWR: Inertial Work Rating (Bewertung hinsichtlich Trägheitsarbeit), Prozent
- b)
- RMSSE: Root Mean Squared Speed Error (mittlerer quadratischer Geschwindigkeitsfehler), km/h.
- 7.3.
- Kriterien für Fahrtkurvenindizes
Bei einer Typgenehmigungsprüfung müssen die Indizes den folgenden Kriterien entsprechen:- a)
- IWR liegt innerhalb einer Spanne von - 2,0 bis + 4,0 %
- b)
- RMSSE ist niedriger als 1,3 km/h
- 8.
- Berechnung der N/V-Verhältnisse
Die N/V-Verhältnisse sind mit folgender Gleichung zu berechnen:- n
- die Motordrehzahl, min– 1
- v
- die Fahrzeuggeschwindigkeit in km/h
- ri
- das Übersetzungsverhältnis in Gang i
- raxle
- das Achsenübersetzungsverhältnis
- Udyn
der dynamische Abrollumfang der Reifen der Antriebsachse, der anhand folgender Formeln berechnet wird:
U dyn 3,05 2 H W 100 W R 25,4 dabei ist:
- H/W
- das Aspektverhältnis des Reifens, z. B. „45” für einen Reifen vom Typ 225/45 R17
- W
- die Reifenbreite in mm z. B. „225” für einen Reifen vom Typ 225/45 R17
- R
- der Raddurchmesser in Inch z. B. „17” für einen Reifen vom Typ 225/45 R17.
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