1. Введение

Концентрации газообразных вредных веществ и вредных частиц, присутствующих в выбросах двигателей, представленных на испытания, а также дымность этих выбросов должны быть измерены методами, описанными в дополнении 6 к Приложению Д. Соответствующие разделы дополнения 6 к Приложению Д описывают рекомендуемые аналитические системы для выбросов вредных газообразных веществ (раздел 1), рекомендуемые системы разбавления и отбора проб для вредных частиц (раздел 2) и рекомендуемые дымомеры для измерения дымности (раздел 3).

В испытании ESC газообразные компоненты следует определять в неразбавленных отработавших газах. Допускается также определять эти компоненты в разбавленных отработавших газах при условии, что для определения вредных частиц должна быть использована система с полным разбавлением потока.

В испытании ETC для определения газообразных компонентов и вредных частиц должна быть использована только система с полным разбавлением потока, которую считают основной системой. Однако допускается утверждение "органом по сертификации" систем с частичным разбавлением потока, если их критерии эквивалентны приведенным в 5.2 настоящего стандарта и если в "орган по сертификации" представлены подробные описания процедур оценки данных и расчета.

2. Динамометр и испытательный стенд

2.1. Динамометр для двигателя

Динамометр для двигателя должен иметь характеристики, обеспечивающие выполнение испытательных циклов, описанных в дополнениях 1 и 2 к Приложению Д. Система измерения частоты вращения должна обеспечивать точность считывания показаний с погрешностью не более +/- 2%. Система измерения крутящего момента должна обеспечивать точность считывания показаний с погрешностью не более +/- 3% в диапазоне, охватывающем более 20% полной шкалы.

2.2. Измерительная аппаратура (кроме динамометра для двигателя)

Если потребуется, должна быть использована измерительная аппаратура для определения расхода топлива, расхода воздуха, температуры охлаждающей субстанции и смазки, противодавления отработавших газов, разрежения в системе впуска, температуры отработавших газов, температуры воздуха на впуске, атмосферного давления, влажности, температуры топлива. Эта аппаратура должна удовлетворять требованиям, указанным в таблице Д.4.

Таблица Д.4

Точность измерительной аппаратуры

Измеряемый параметр (свойство)	Допускаемая погрешность, не более
Расход топлива	+/- 2% максимального значения
Расход воздуха	+/- 2% максимального значения
Температура не более 600 К (327 °C)	+/- 2 К (в абсолютных величинах)
Температура более 600 К (327 °C)	+/- 1% считываемых показаний
Атмосферное давление	+/- 0,1 кПа (в абсолютных величинах)
Противодавление отработавших газов	+/- 0,2 кПа (в абсолютных величинах)
Разрежение во впускном тракте	+/- 0,05 кПа (в абсолютных величинах)
Давление в других случаях	+/- 0,1 кПа (в абсолютных величинах)
Относительная влажность	+/- 3% (в абсолютных величинах)
Абсолютная влажность	+/- 5% считываемых показаний

2.3. Расход отработавших газов

Для расчета концентраций вредных веществ, содержащихся в неразбавленных отработавших газах, требуется определить расход отработавших газов (см. 4.4 дополнения 1 к Приложению Д). Для определения расхода отработавших газов применяют любой из следующих методов:

- прямое измерение расхода отработавших газов с помощью мерного сопла или эквивалентной измерительной системы;

- измерение расхода воздуха и расхода топлива соответствующими измерительными системами и последующий расчет расхода отработавших газов по формуле

(для массы отработавших газов во влажном состоянии).

Погрешность результатов определения расхода отработавших газов не должна превышать +/- 2,5% считываемых показаний.

2.4. Расход разбавленных отработавших газов

Прежде чем рассчитать концентрации вредных веществ, содержащихся в разбавленных отработавших газах при использовании полного разбавления потока отработавших газов (обязательного для испытания ETC), следует определить расход разбавленных отработавших газов (см. 4.3 дополнения 2 к Приложению Д). Суммарный массовый расход разбавленных отработавших газов  или суммарную массу разбавленных отработавших газов за цикл  измеряют с помощью PDP или CFV (см. 2.3.1 дополнения 6 к Приложению Д). Погрешность измерений не должна превышать +/- 2% считываемых показаний. Она должна быть определена в соответствии с 2.4 дополнения 5 к Приложению Д.

3. Определение газообразных компонентов

3.1. Общие требования к анализаторам

Анализаторы должны иметь диапазон измерений, соответствующий точности, требуемой для измерения концентраций компонентов, входящих в отработавшие газы (см. 3.1.1 настоящего дополнения). Рекомендуется использовать анализаторы таким образом, чтобы измеряемые концентрации располагались в диапазоне 15% - 100% полной шкалы.

Если считывающие системы (компьютеры, регистраторы показаний) способны обеспечивать достаточную точность и разрешение в диапазоне ниже 15% полной шкалы, результаты измерений в этом диапазоне также считают приемлемыми. В этом случае проводят измерения в отдельных точках для обеспечения точности калибровочных кривых в соответствии с 1.5.5.2 дополнения 5 к Приложению Д.

Электромагнитная совместимость (ЭМС) оборудования должна находиться на уровне, сводящем к минимуму дополнительные погрешности.

3.1.1. Погрешность измерения

Суммарная погрешность измерения, включая чувствительность к присутствию других газов (см. 1.9 дополнения 5 к Приложению Д), не должна превышать +/- 5% считываемых показаний или +/- 3,5% полной шкалы в зависимости от того, какое значение меньше. Для концентраций менее  погрешность измерений не должна превышать .

3.1.2. Воспроизводимость

Воспроизводимость, определяемая как увеличенное в 2,5 раза среднеквадратичное отклонение 10 повторений реакции на данный калибровочный или поверочный газ, не должна превышать +/- 1% верхнего значения концентрации по полной шкале для любого диапазона концентраций свыше  (или  C) и +/- 2% для любого диапазона ниже  (или  C).

3.1.3. Помехи

Чувствительность анализатора по полному размаху показаний к нулевому, поверочному или калибровочному газу в течение любого 10-секундного периода не должна превышать 2% полной шкалы во всех используемых диапазонах измерений.

3.1.4. Дрейф нуля

Дрейф нуля в течение 1 ч не должен превышать 2% полной шкалы в самом нижнем из используемых диапазонов измерений. Чувствительность к нулю определяют как среднюю чувствительность, включая помехи, к нулевому газу в течение 30-секундного отрезка времени.

3.1.5. Дрейф калибровки

Дрейф калибровки в течение 1 ч не должен превышать 2% полной шкалы в самом нижнем из используемых диапазонов измерений. Дрейф калибровки определяют как разность между чувствительностью к калибровке и чувствительностью к нулю. Чувствительность к калибровке определяют как среднюю чувствительность с учетом помех к калибровочному газу в течение 30 с.

3.2. Сушка газа

Факультативное устройство для сушки газа должно оказывать минимальное влияние на концентрацию измеряемых газов. Химические осушители не являются приемлемыми средствами удаления воды из пробы.

3.3. Анализаторы

В 3.3.1 - 3.3.4 настоящего дополнения описаны принципы приемлемых методов измерений. Подробное описание систем измерения приведено в дополнении 6 к Приложению Д. Газы, подлежащие измерению, необходимо измерять с помощью перечисленного ниже инструментария. Для нелинейных анализаторов допускается применение линеаризующих схем.

3.3.1. Определение оксида углерода (CO)

Анализатор оксида углерода должен быть недисперсионного инфракрасного (NDIR) абсорбционного типа.

3.3.2. Определение диоксида углерода 
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->

Анализатор диоксида углерода должен быть недисперсионного инфракрасного (NDIR) абсорбционного типа.

3.3.3. Определение углеводородов (HC)

Для дизельных двигателей и газовых двигателей, работающих на СНГ, анализатор углеводородов должен быть типа "нагреваемый плазменно-ионизационный детектор" (HFID) с детектором, клапанами, трубами и т.п., нагреваемыми так, чтобы обеспечить температуру газа 463 К +/- 10 К (190 °C +/- 10 °C). Для газовых двигателей, работающих на ПГ, в качестве анализатора углеводородов может быть использован ненагреваемый плазменно-ионизационный детектор (FID) в зависимости от используемого метода (см. 1.3 дополнения 6 к Приложению Д).

3.3.4. Определение концентрации углеводородов, не содержащих метан (NMHC), - (только для двигателей, работающих на ПГ)

Концентрацию углеводородов, не содержащих метан, определяют одним из следующих методов:

3.3.4.1. Метод газовой хроматографии (GC)

Концентрацию углеводородов, не содержащих метан, определяют вычитанием концентрации метана, выявленного с помощью газового хроматографа (GC) при температуре 423 К (150 °C), из концентрации углеводородов, измеренных в соответствии с 3.3.3 настоящего дополнения.

3.3.4.2. Метод, использующий отделитель фракций, не содержащих метан (NMC)

Определение фракции углеводородов, не содержащих метан, выполняют с помощью прогретого NMC, работающего последовательно с FID (см. 3.3.3 настоящего дополнения), путем вычитания фракции метана из фракции углеводородов.

3.3.5. Определение оксидов азота

Анализатор оксидов азота должен быть типа "хемилюминесцентный детектор" (CLD) или "нагреваемый хемилюминесцентный детектор" (HCLD) с конвертором , если измерение проводят на основе осушенного газа. Если измерение проводят на основе влажного газа, то необходимо использовать HCLD с конвертором при температуре, поддерживаемой на уровне свыше 328 К (55 °C), и при условии осуществления удовлетворительного контроля удаляемой воды (см. 1.9.2.2 дополнения 5 к Приложению Д).

3.4. Отбор проб выбросов вредных газообразных веществ

3.4.1. Неразбавленные отработавшие газы (только для испытания ESC)

Диаметр пробоотборников для выбросов вредных газообразных веществ должен составлять не менее 0,5 м или быть не менее чем в 3 раза больше диаметра выпускной трубы (в зависимости от того, какое значение больше). Пробоотборники должны быть максимально (в допустимых пределах) удалены от двигателя и, в то же время, достаточно близки к нему, чтобы обеспечить температуру отработавших газов в пробоотборнике не менее 343 К (70 °C).

В случае многоцилиндрового двигателя с разветвленными выпускными патрубками вход в пробоотборник должен быть расположен на достаточном удалении по потоку, чтобы обеспечить репрезентативность отобранных проб по отношению к усредненным выбросам вредных газообразных веществ по всем цилиндрам. В многоцилиндровых двигателях, таких как V-образные двигатели, имеющих разнесенные группы патрубков, допускается отбирать пробы из каждой группы патрубков отдельно и рассчитывать усредненные значения выбросов вредных веществ в отработавших газах. Допустимо также использовать и другие методы, если продемонстрировано, что они коррелируются с методами, упомянутыми выше. Для расчета содержания вредных веществ в отработавших газах необходимо использовать суммарный массовый расход отработавших газов.

Если двигатель укомплектован системой дополнительной обработки отработавших газов, пробу отработавших газов следует отбирать на выходе из этой системы.

3.4.2. Разбавленные отработавшие газы (обязательно для испытания ETC, факультативно для испытания ESC)

Выпускная труба между двигателем и системой полного разбавления потока отработавших газов должна соответствовать требованиям 2.3.1 (компонент EP) дополнения 6 к Приложению Д.

Пробоотборник(и) для выбросов вредных газообразных веществ должен(ны) быть установлен(ны) в разбавляющем туннеле в точке, где обеспечивается удовлетворительное смешивание разбавляющего воздуха и отработавших газов.

Для испытания ETC пробы, в основном, отбирают двумя способами:

- в мешок для отбора проб в течение всего цикла и проводят измерения после завершения испытания;

- непрерывно и интегрируют в течение всего цикла; этот способ обязателен для определения HC и .

4. Определение вредных частиц

Для определения вредных частиц требуется система разбавления отработавших газов. Разбавление может быть осуществлено с помощью системы частичного разбавления потока (только для испытания ESC) или системы полного разбавления потока (обязательной для испытания ETC). Пропускная способность систем разбавления должна быть достаточно высока, чтобы полностью устранить конденсацию воды в системах разбавления и отбора проб и поддерживать температуру разбавленных отработавших газов не более 325 К (52 °C) непосредственно перед фильтродержателями.

Допускается осушение разбавляющего воздуха перед входом в систему разбавления, особенно при высокой влажности разбавляющего воздуха. Температура разбавляющего воздуха должна быть 298 К +/- 5 К (25 °C +/- 5 °C). При наружной температуре ниже 293 К (20 °C) рекомендуется предварительно подогревать разбавляющий воздух до температуры, превышающей 303 К (30 °C). Однако температура разбавляющего воздуха не должна превышать 325 К (52 °C) перед поступлением отработавших газов в разбавляющий туннель.

Система частичного разбавления потока предназначается для разделения потока отработавших газов на две части, из которых меньшая разбавляется воздухом и, соответственно, используется для определения вредных частиц. В этом случае существенно, чтобы коэффициент разбавления был определен с большой точностью. Могут быть использованы различные способы разделения потока, и, тем самым, от способа разделения в значительной степени зависят состав оборудования для отбора проб и применяемые процедуры (см. 2.2 дополнения 6 к Приложению Д). Пробоотборник для вредных частиц должен быть установлен в непосредственной близости от пробоотборника для выбросов вредных газообразных веществ, и его установка должна соответствовать требованиям 3.4.1 настоящего дополнения.

Для определения массы вредных частиц необходимо наличие системы отбора проб вредных частиц, фильтров для осаждения вредных частиц, весов с погрешностью не более , камеры для взвешивания с контролем влажности и температуры. Отбор проб вредных частиц должен быть проведен методом с незаменяемыми фильтрами, т.е. при использовании одной пары фильтров для всего испытательного цикла (см. 4.1.3 настоящего дополнения). В испытании ESC следует уделять повышенное внимание периодам времени, в течение которых проводят отбор образцов, и расходам по потоку в этой фазе испытания.

4.1. Фильтры для осаждения вредных частиц

4.1.1. Требования к фильтрам

Необходимо использовать фильтры из стекловолокна с фторуглеродным покрытием или фильтры мембранного типа на фторуглеродной основе. Фильтры всех типов должны иметь коэффициент улавливания частиц диоктилфталата диаметром 0,3 мкм не менее 95% при скорости протекания газа через фильтр от 35 до 80 см/с.

4.1.2. Размеры фильтров

Фильтры для вредных частиц должны иметь диаметр не менее 47 мм (диаметр пятна осаждаемых частиц 37 мм). Допускается использование фильтров большего диаметра (см. 4.1.5 настоящего дополнения).

4.1.3. Основной и вспомогательный фильтры

Пробы отбирают из отработавших газов, проходящих через пару фильтров (основной и вспомогательный), расположенных последовательно, в процессе последовательного выполнения фаз испытания. Вспомогательный фильтр должен быть расположен ниже по потоку на расстоянии не более 100 мм от основного и не иметь контакта с ним. Фильтры допускается взвешивать по отдельности или в паре. В последнем случае пятна осаждаемых частиц должны быть обращены одно к другому.

4.1.4. Необходимо поддерживать скорость прохождения газа через фильтр от 35 до 80 м/с. Падение давления в период от начала до окончания испытания не должно превышать 25 кПа.

Рекомендуемая минимальная нагрузка на фильтр - 0,5 мг/1075 мм2 площади пятна осаждаемых частиц. Для фильтров наиболее распространенных размеров рекомендуемые нагрузки приведены в таблице Д.5.

Таблица Д.5

Рекомендуемые нагрузки на фильтр

Диаметр фильтра, мм	Рекомендуемый диаметр пятна осаждаемых частиц, мм	Рекомендуемая минимальная нагрузка, мг
47	37	0,5
70	60	1,3
90	80	2,3
110	100	3,6

4.2. Требования к камере для взвешивания и аналитическим весам

4.2.1. Условия в камере для взвешивания

Температура в камере (или в комнате), где фильтры для осаждения частиц доводят до соответствующей кондиции и взвешивают, должна быть 295 К +/- 3 К (22 °C +/- 3 °C) в течение всего времени выдерживания и взвешивания фильтра. Влажность следует поддерживать в диапазоне точки росы 282,5 К +/- 3 К (9,5 °C +/- 3 °C) и относительную влажность - в диапазоне 48% +/- 8%.

4.2.2. Взвешивание эталонных фильтров

Пространство камеры (комнаты) не должно содержать никаких взвешенных частиц (таких, как пыль), которые могут осаждаться на фильтрах в процессе их выдерживания. Отклонения от условий, поддерживаемых в камере для взвешивания в соответствии с 4.2.1 настоящего дополнения, допускаются, если длительность этих отклонений не превышает 30 мин. Камера для взвешивания должна быть приведена в соответствие с предъявляемыми требованиями до того, как персонал войдет в камеру. Не менее двух ранее не использованных эталонных фильтров или пар эталонных фильтров должно быть взвешено в период времени, не превышающий 4 ч до взвешивания фильтров (пар фильтров), предназначенных для отбора проб. При этом предпочтительнее все взвешивания проводить одновременно. Эталонные фильтры (пары фильтров) должны быть изготовлены из того же материала, что и фильтры (пары фильтров), предназначенные для отбора проб, и иметь те же размеры.

Если средняя масса эталонных фильтров (пары эталонных фильтров) изменяется между взвешиваниями фильтров, предназначенных для отбора проб, более чем на +/- 5% (+/- 7,5% для частей фильтров соответственно) рекомендованной минимальной нагрузки на фильтр (см. 4.1.5 настоящего дополнения), то все фильтры, предназначенные для отбора проб, необходимо демонтировать, а испытание, цель которого - измерить выбросы вредных веществ, - повторить.

Если требования к стабильности условий в камере для взвешивания не выполняются, но результаты взвешивания эталонных фильтров (пар эталонных фильтров) соответствуют приведенным выше критериям, изготовитель двигателя может либо принять результаты взвешивания фильтров, предназначенных для испытаний, либо отвергнуть их, отрегулировав систему поддержания необходимых условий в камере, и провести испытание заново.

4.2.3. Аналитические весы, применяемые для определения масс всех фильтров, должны иметь погрешность (среднеквадратичное отклонение) 20 мг и разрешение (цену деления на шкале) 10 мг. Для фильтров диаметром менее 70 мм погрешность и разрешение должны быть 2 мг и 1 мг соответственно.

4.2.4. Устранение статического электричества

Для устранения статического электричества фильтры перед взвешиванием должны быть нейтрализованы с помощью либо полониевого нейтрализатора, либо другого устройства аналогичного действия.

4.3. Дополнительные требования к измерению вредных частиц

Все элементы системы разбавления и системы отбора проб на участке от выпускной трубы до фильтродержателя, находящиеся в контакте с неразбавленными и разбавленными отработавшими газами, должны быть сконструированы так, чтобы свести к минимуму осаждение вредных частиц или изменение их характеристик. Все элементы должны быть изготовлены из электропроводящих материалов, не вступающих в реакцию с компонентами отработавших газов, и быть заземлены для предотвращения образования статического электричества.

5. Определение дымности

Настоящий раздел устанавливает требования к обязательному и факультативному оборудованию, используемому в испытании ELR. Дымность необходимо измерять дымомером, работающим как в режиме, измеряющем значения дымности, так и в режиме, измеряющем значения коэффициента светопоглощения. Режим непосредственного измерения дымности должен быть применен только для калибровки и поверки дымомера. Показания дымности в испытательном цикле следует определять только по результатам измерений коэффициента светопоглощения.

5.1. Общие требования

Для проведения испытания ELR требуется система измерения дымности и обработки данных, включающая в себя три функциональных блока. Блоки могут быть объединены в агрегат или выполнены в виде системы соединенных между собой компонентов. Эти три функциональных блока перечислены ниже:

- дымомер, отвечающий требованиям раздела 3 дополнения 6 к Приложению Д;

- блок обработки данных, функции которого установлены в разделе 6 дополнения 1 к Приложению Д;

- принтер и/или электронный накопительный блок для записи и выдачи необходимых значений дымности, определенных в 6.3 дополнения 1 к Приложению Д.

5.2. Специальные требования

5.2.1. Линейность должна находиться в диапазоне +/- 2% (в абсолютных значениях дымности).

5.2.2. Дрейф нуля

Дрейф нуля в течение 1 ч не должен превышать +/- 1% (в абсолютных значениях дымности).

5.2.3. Показания на экране дымомера и их диапазон

Диапазон показаний дымности, отображаемых на экране дымомера, должен составлять 0% - 100% дымности при погрешности считывания 0,1% дымности. Для коэффициента светопоглощения показания на экране дымомера должны быть отображены в диапазоне  при погрешности считывания .

5.2.4. Время реакции прибора

Время физической реакции дымомера не должно превышать 0,2 с. Время физической реакции - это разность между моментами времени, когда реакция приемного устройства быстрого реагирования дымомера достигает 10% и 90% полного отклонения сигнала при том, что измеряемая дымность газа изменяется за период времени менее 0,1 с.

Время электрической реакции дымомера не должно превышать 0,05 с. Время электрической реакции - это разность между моментами времени, когда реакция дымомера достигает 10% и 90% полной шкалы при том, что источник света перекрывается или полностью затухает за период времени менее 0,01 с.

5.2.5. Фильтры нейтральной оптической плотности

Все фильтры нейтральной оптической плотности, используемые при калибровке дымомера, измерении линейности или установке диапазона, должны иметь известную оптическую плотность в пределах 1% дымности. Для обеспечения точности результатов номинальное значение оптической плотности фильтра следует проверять не менее раза в год в соответствии с национальным или международным стандартом, на который делают ссылку.

Фильтры нейтральной оптической плотности представляют собой устройства высокой точности и могут быть повреждены в процессе использования. Контакт с фильтрами должен быть сведен к минимуму, и, если он требуется, необходимо проявлять осторожность во избежание нанесения царапин на фильтр и его загрязнения.