Berechnung der Partikelzahl
-
1.
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Bestimmung der Partikelzahl
-
1.1.
-
Zeitabgleich
Bei Teilstrom-Verdünnungssystemen ist die Verweilzeit im System zur Partikel-Probenahme und -Messung durch einen Zeitabgleich des Signals der Partikelzahl mit dem Prüfzyklus und dem Wert des Massendurchsatzes des Abgases gemäß dem in Anhang VI Nummer 8.2.1.2 beschriebenen Verfahren nachzuweisen. Die Wandlungszeit des Systems zur Partikel-Probenahme und -Messung ist gemäß Anhang VI Anlage 1 Nummer 2.1.3.7 zu bestimmen.
- 1.2.
- Bestimmung der Partikelzahl für dynamische Prüfzyklen (NRTC und LSI-NRTC) und RMC bei einem Teilstrom-Verdünnungssystem
Wird für die Partikel-Probenahme ein Teilstrom-Verdünnungssystem gemäß den Spezifikationen nach Anhang VI Nummer 9.2.3 verwendet, so ist die Anzahl der im Prüfzyklus abgegebenen Partikel mithilfe der Gleichung 7-167 zu berechnen:
| Nmedf1,293k cs ƒr106 | (7-167) |
Dabei ist:
- N
- die Anzahl der im Prüfzyklus abgegebenen Partikel [#/test]
- medf
- die nach Gleichung 7-45 (Nummer 2.3.1.1.2) bestimmte Masse des äquivalenten verdünnten Abgases über den Zyklus [kg/test]
- k
- der 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, so ist in Gleichung 7-167 für k der Wert 1 zu verwenden.
- cs
- die durchschnittliche, in Bezug auf die Standardbedingungen (273,2 K und 101,33 kPa) berichtigte Konzentration der Partikel aus dem verdünnten Abgas, Partikel pro Kubikzentimeter
- ƒr
- der Minderungsfaktor des Mittelwerts der Partikelkonzentration für den Entferner flüchtiger Partikel und die in der Prüfung verwendeten Verdünnungswerte
Wobei:
Dabei ist:
- cs,I
- eine diskrete und in Bezug auf die Koinzidenz und die Standardbedingungen (273,2 K und 101,33 kPa) berichtigte, durch den Partikelzähler erfolgende Messung der Partikelkonzentration im verdünnten Abgas, Partikel pro Kubikzentimeter
- n
- die Anzahl der über die gesamte Prüfdauer erfolgten Messungen der Partikelkonzentration
- 1.3.
- Bestimmung der Partikelzahl für dynamische Prüfzyklen (NRTC und LSI-NRTC) und RMC bei einem Teilstrom-Verdünnungssystem
Wird für die Partikel-Probenahme ein Vollstrom-Verdünnungssystem gemäß den Spezifikationen nach Anhang VI Nummer 9.2.2 verwendet, so ist die Anzahl der im Prüfzyklus abgegebenen Partikel mithilfe der Gleichung 7-169 zu berechnen:
| Nmedf1,293k cs ƒr106 | (7-169) |
Dabei ist:
- N
- die Anzahl der im Prüfzyklus abgegebenen Partikel [#/test]
- med
- der Gesamtdurchfluss des verdünnten Abgases im Zyklus, berechnet nach einem der in Anhang VII, Nummern 2.2.4.1 bis 2.2.4.3 beschriebenen Verfahren, kg/test
- k
- der 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, so ist in Gleichung 7-169 für k der Wert 1 zu verwenden.
- cs
- die durchschnittliche, in Bezug auf die Standardbedingungen (273,2 K und 101,33 kPa) berichtigte Konzentration der Partikel aus dem verdünnten Abgas, Partikel pro Kubikzentimeter
- ƒr
- der Minderungsfaktor des Mittelwerts der Partikelkonzentration für den Entferner flüchtiger Partikel und die in der Prüfung verwendeten Verdünnungswerte
Wobei:
Dabei ist:
- cs,I
- eine diskrete und in Bezug auf die Koinzidenz und die Standardbedingungen (273,2 K und 101,33 kPa) berichtigte, durch den Partikelzähler erfolgende Messung der Partikelkonzentration im verdünnten Abgas, Partikel pro Kubikzentimeter
- n
- die Anzahl der über die gesamte Prüfdauer erfolgten Messungen der Partikelkonzentration
- 1.4.
- Bestimmung der Partikelzahl für Einzelphasen-NRSC mit einem Teilstrom-Verdünnungssystem
Wird für die Partikel-Probenahme ein Teilstrom-Verdünnungssystem nach Anhang VI Nummer 9.2.3 verwendet, so ist gemäß den Spezifikationen der Partikelemissionsdurchsatz während jeder Einzelphase unter Verwendung der Durchschnittswerte für die Phase mithilfe von Gleichung 7-171 zu berechnen:
| Ṅqmedƒ1,293k cs ƒr1063600 | (7-171) |
Dabei ist:
- Ṅ
- der Partikel-Emissionswert während einer Einzelphase [#/h]
- qmedf
- der nach Gleichung 7-51 (Nummer 2.3.2.1) bestimmte äquivalente Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht, während einer Einzelphase, kg/s
- k
- der 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, so ist in Gleichung 1-171 für k der Wert 1 zu verwenden.
- cs
- die durchschnittliche, in Bezug auf die Standardbedingungen (273,2 K und 101,33 kPa) berichtigte Konzentration der Partikel aus dem verdünnten Abgas während einer Einzelphase, Partikel/cm3
- ƒr
- der Minderungsfaktor des Mittelwerts der Partikelkonzentration für den Entferner flüchtiger Partikel und die in der Prüfung verwendeten Verdünnungswerte
Dabei gilt:
Dabei ist:
- cs,I
- eine diskrete und in Bezug auf die Koinzidenz und die Standardbedingungen (273,2 K und 101,33 kPa) berichtigte, durch den Partikelzähler erfolgende Messung der Partikelkonzentration im verdünnten Abgas, Partikel pro Kubikzentimeter
- n
- die Anzahl der während der Einzelphasen-Prüfungen erfolgten Messungen der Partikelkonzentration
- 1.5.
- Bestimmung der Partikelzahl für Einzelphasen-Prüfzyklen mit einem Vollstrom-Verdünnungssystem
Wird für die Partikel-Probenahme ein Vollstrom-Verdünnungssystem gemäß den Spezifikationen nach Anhang VI Nummer 9.2.2 verwendet, so ist der Partikelemissionsdurchsatz während jeder Einzelphase unter Verwendung der Durchschnittswerte für die Phase mithilfe von Gleichung 7-173 zu berechnen:
| Ṅqmdew1,293k cs ƒr1063600 | (7-173) |
Dabei ist:
- Ṅ
- der Partikel-Emissionswert während einer Einzelphase [#/h]
- qmdew
- der momentane Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht, während einer Einzelphase [kg/s]
- k
- der 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, so ist in Gleichung 7-173 für k der Wert 1 zu verwenden.
- cs
- durchschnittliche, in Bezug auf die Standardbedingungen (273,2 K und 101,33 kPa) berichtigte Konzentration der Partikel aus dem verdünnten Abgas während einer Einzelphase, Partikel/cm3
- ƒr
- Minderungsfaktor des Mittelwerts der Partikelkonzentration für den Entferner flüchtiger Partikel und die in der Prüfung verwendeten Verdünnungswerte
Wobei:
Dabei ist:
- cs,I
- eine diskrete und in Bezug auf die Koinzidenz und die Standardbedingungen (273,2 K und 101,33 kPa) berichtigte, durch den Partikelzähler erfolgende Messung der Partikelkonzentration im verdünnten Abgas, Partikel pro Kubikzentimeter
- n
- die Anzahl der während der Einzelphasen-Prüfungen erfolgten Messungen der Partikelkonzentration
- 2.
- Prüfergebnis
- 2.1.
- Berechnung der spezifischen Emissionen für dynamische Prüfzyklen (NRTC und LSI-NRTC) und RMC
Für jede einschlägige RMC-Prüfung, NRTC-Prüfung mit Warmstart und NRTC-Prüfung mit Kaltstart sind die spezifischen Emissionen als Anzahl der Partikel/kWh mithilfe von Gleichung 7-175 zu berechnen:
Dabei gilt:
- N
- Anzahl der im jeweiligen RMC, NRTC-Prüflauf mit Warmstart oder NRTC-Prüflauf mit Kaltstart abgegebenen Partikel
- Wact
- tatsächliche Zyklusarbeit nach Anhang VI Nummer 7.8.3.4 [kWh]
Für RMC-Prüfungen sind die spezifischen Emissionen bei einem Motor mit sporadischer (periodischer) Regenerierung des Abgasnachbehandlungssystems (siehe Anhang VI Nummer 6.6.2) entweder anhand des einschlägigen multiplikativen Anpassungsfaktors oder des einschlägigen additiven Anpassungsfaktors zu korrigieren. Fand während der Prüfung keine sporadische Regenerierung statt, so ist der aufwärtswirksame Anpassungsfaktor anzuwenden (
kru,m oder
kru,a). Fand während der Prüfung eine sporadische Regenerierung statt, so ist der abwärtswirksame Anpassungsfaktor anzuwenden (
krd,m oder
krd,a). Bei RMC ist das Endergebnis außerdem mit dem gemäß Anhang III bestimmten einschlägigen multiplikativen oder additiven Verschlechterungsfaktor zu korrigieren.
- 2.1.1.
- Gewichtetes mittleres NRTC-Prüfergebnis
Für den NRTC ist das endgültige Prüfergebnis ein gewichteter Mittelwert aus dem Prüflauf mit Kaltstart und dem Prüflauf mit Warmstart (und gegebenenfalls sporadischer Regenerierung), berechnet mithilfe von Gleichung 7-176 oder 7-177:
- a)
- bei multiplikativer Anpassung wegen Regenerierung oder bei Motoren ohne Abgasnachbehandlungssystem mit sporadischer Regenerierung
| ekr0,1Ncold 0,9Nhot0,1Wact,cold 0,9Wact,hot | (7-176) |
bei additiver Anpassung wegen Regenerierung
| ekr 0,1Ncold 0,9Nhot0,1Wact,cold 0,9Wact,hot | (7-177) |
Dabei ist:
- Ncold
- die Gesamtzahl der im NRTC-Prüflauf mit Kaltstart abgegebenen Partikel
- Nhot
- die Gesamtzahl der im NRTC-Prüflauf mit Warmstart abgegebenen Partikel
- Wact,cold
- die tatsächliche Zyklusarbeit im NRTC mit Kaltstart nach Anhang VI Nummer 7.8.3.4 [kWh]
- Wact, hot
- die tatsächliche Zyklusarbeit im NRTC mit Warmstart nach Anhang VI Nummer 7.8.3.4 [kWh]
- kr
- die Anpassung wegen Regenerierung gemäß Anhang VI Nummer 6.6.2 oder bei Motoren ohne Abgasnachbehandlungssystem mit sporadischer Regenerierung ist kr = 1
Fand während der Prüfung keine sporadische Regenerierung statt, so ist der aufwärtswirksame Anpassungsfaktor anzuwenden (
kru,m oder
kru,a). Fand während der Prüfung eine sporadische Regenerierung statt, so ist der abwärtswirksame Anpassungsfaktor anzuwenden (
krd,m oder
krd,a). Das Ergebnis ist, gegebenenfalls einschließlich des Anpassungsfaktors für sporadische Regenerierung, außerdem mit dem gemäß Anhang III bestimmten einschlägigen multiplikativen oder additiven Verschlechterungsfaktor zu korrigieren.
- 2.2.
- Berechnung der spezifischen Emissionen für Einzelphasen-NRSC-Prüfungen
Die spezifischen Emissionen
e [#/kWh] sind mithilfe von Gleichung 7-178 zu berechnen:
| eNmodei1Ṅi WFiNmodei1Pi WFi | (7-178) |
Dabei ist:
- Pi
- Motorleistung für die Prüfphase i [kW]; diese wird berechnet durch Addition der gemessenen Leistung Pmeas [kW] und der für den Betrieb von Hilfseinrichtungen erforderlichen Leistung PAUX [kW], die nach der Gleichung 6-8 (Pi = Pmeas + PAUX) in Anhang VI berechnet wird
- WFi
- der Wichtungsfaktor für die Prüfphase i [-]
- Ṅi
- der mittlere Partikelzahl-Durchsatz i [#/h] gemäß Gleichung 7-171 oder 7-173, abhängig vom Verdünnungsverfahren
Bei einem Motor mit sporadischer (periodischer) Regenerierung des Abgasnachbehandlungssystems (siehe Anhang VI Nummer 6.6.2) sind die spezifischen Emissionen entweder anhand des einschlägigen multiplikativen Anpassungsfaktors oder des einschlägigen additiven Anpassungsfaktors zu korrigieren. Fand während der Prüfung keine sporadische Regenerierung statt, so ist der aufwärtswirksame Anpassungsfaktor anzuwenden (
kru,m oder
kru,a). Fand während der Prüfung eine sporadische Regenerierung statt, so ist der abwärtswirksame Anpassungsfaktor anzuwenden (
krd,m oder
krd,a). Wurden für jede Prüfphase Anpassungsfaktoren bestimmt, werden diese bei der Berechnung des gewichteten Emissionsergebnisses nach Gleichung 7-178 auf jede Phase angewendet. Das Ergebnis ist, gegebenenfalls einschließlich des Anpassungsfaktors für sporadische Regenerierung, außerdem mit dem gemäß den Anforderungen nach Anhang III bestimmten einschlägigen multiplikativen oder additiven Verschlechterungsfaktor zu korrigieren.
- 2.3.
- Runden von Endergebnissen
Die endgültigen NRTC- und die gewichteten mittleren NRTC-Prüfergebnisse sind in einem Schritt auf drei signifikante Stellen gemäß ASTM E 29–06B zu runden. Es ist zulässig, Zwischenwerte, aus denen die endgültigen bremsspezifischen Emissionen errechnet werden, nicht zu runden.
- 2.4.
- Bestimmung des Hintergrunds der Partikelzahl
2.4.1. Auf Antrag des Motorenherstellers kann vor oder nach der Prüfung an einer Stelle, die sich hinter dem Partikel- und Kohlenwasserstofffilter befindet, eine Probenahme der Hintergrundkonzentration der Partikelzahl im Verdünnungstunnel in die Partikelzahl-Messeinrichtung erfolgen, um die Hintergrundkonzentration der Partikelzahl im Verdünnungstunnel zu bestimmen.
2.4.2. Die Subtraktion der Hintergrundkonzentrationen der Partikelzahl im Verdünnungstunnel ist für die Typgenehmigung nicht erlaubt; sie kann aber auf Antrag des Herstellers und nach der vorherigen Zustimmung der Genehmigungsbehörde für die Überprüfung der Übereinstimmung der Produktion verwendet werden, wenn nachgewiesen wird, dass der Beitrag des Tunnelhintergrunds signifikant ist; dieser kann dann von den im verdünnten Abgas gemessenen Werten abgezogen werden.