Thuộc tính
Nội dung
Tiếng Anh (English)
Văn bản gốc/PDF
Lược đồ
Liên quan hiệu lực
Liên quan nội dung
Thuộc tính
Tải về
Các bản dự thảo

Đang tải văn bản...

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9727:2013 Động cơ hạng nặng - Đo phát thải khí hạt sử dụng hệ thống pha loãng

Số hiệu:	TCVN9727:2013	Loại văn bản:	Tiêu chuẩn Việt Nam
Nơi ban hành:	***	Người ký:	***
Ngày ban hành:	Năm 2013	Ngày hiệu lực:
ICS:	13.040.50, 43.060.20	Tình trạng:	Đã biết

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9727:2013

ISO 16183:2002

ĐỘNG CƠ HẠNG NẶNG - ĐO PHÁT THẢI KHÍ TỪ KHÍ THẢI THÔ VÀ PHÁT THẢI HẠT SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHA LOÃNG MỘT PHẦN DÒNG THẢI TRONG ĐIỀU KIỆN THỬ CHUYỂN TIẾP

Heavy-duty engines - Measurement of gaseous emissions from raw exhaust gas and of particulate emissions using partial flow dilution systems under transient test conditions

Lời nói đầu

TCVN 9727:2013 hoàn toàn tương đương với ISO 16183:2002.

TCVN 9727:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 22 Phương tiện giao thông đường bộ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

...

Bạn phải đăng nhập hoặc đăng ký Thành Viên TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.

Mọi chi tiết xin liên hệ: ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66

Ở chu trình trạng thái ổn định, lượng phát thải khí được tính toán từ nồng độ khí thải thô và lưu lượng thải của động cơ, các thông số này có thể dễ dàng xác định được. Đối với chất dạng hạt (PM), các hệ thống pha loãng lưu lượng một phần được sử dụng rộng rãi, trong đó chỉ một phần khí thải được pha loãng.

Ở chu trình thử chuyển tiếp, việc xác định lưu lượng thải theo thời gian thực là khó khăn hơn. Vì vậy, nguyên tắc lấy mẫu đẳng tích (CVS) đã được sử dụng trong nhiều năm vì hệ thống này không yêu cầu đo lưu lượng thải. Toàn bộ khí thải được pha loãng, lưu lượng toàn bộ là tổng của thể tích không khí pha loãng và khí thải được giữ gần như không đổi, phát thải (cả khí và PM) được đo trong khí thải pha loãng. Yêu cầu về không gian và chi phí của hệ thống như vậy cao hơn đáng kể so với các hệ thống pha loãng lưu lượng một phần được sử dụng trong chu trình trạng thái ổn định. Tuy nhiên, các hệ thống đo khí thải thô và lưu lượng một phần chỉ có thể được áp dụng vào đo chuyển tiếp nếu sử dụng các thuật toán và hệ thống điều khiển chuẩn xác.

Việc xác định lượng phát thải trong mẫu thải thô và đo lưu lượng khối của khí thải là quy trình mới nhất cho xe hạng nhẹ phát triển trên bệ thử động lực. Vì thế, quy trình được gọi là phép phân tích mô hình. Tuy nhiên, phép phân tích này thường được thực hiện kết hợp với việc xác định lượng phát thải ở hệ thống CVS toàn dòng bằng việc phân tích ở các túi, tại đó độ chính xác của các kết quả phân tích mô hình có thể dễ dàng được kiểm tra xác nhận bằng cách so sánh với các kết quả ở túi CVS. Đối với động cơ ô tô hạng nặng, hệ thống CVS là hệ thống lớn và tốn kém.

Mục đích của Tiêu chuẩn này là đưa ra quy trình đo độc lập, không bắt buộc. Do bản chất của việc tính toán lượng phát thải trong điều kiện chuyển tiếp, những thay đổi nhỏ có thể dẫn đến sai lệch lớn của kết quả cuối cùng, ví dụ thực hiện đồng bộ thời gian sai do xác định thời gian đáp ứng sai hoặc do lỗi hệ thống làm thay đổi diễn biến thời gian đáp ứng của hệ thống. Vì vậy, quy trình đảm bảo chất lượng bằng phép kiểm tra cân bằng các-bon dựa trên các-bon đi-ôxít, cùng với quy trình kiểm nghiệm có độ chuẩn xác cao đối với phép đo hạt bằng phương pháp một phần dòng thải được xây dựng trong tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH: Các hệ thống CVS được nêu chi tiết trong các quy định phát thải khác nhau đối với cả xe hạng nặng và xe hạng nhẹ cũng như trong ISO 8178-1. Vì thế, chúng không được đưa vào trong Tiêu chuẩn này. Do các hệ thống này được xem là các hệ thống chuẩn đối với phép đo phát thải theo chu trình chuyển tiếp, các nghiên cứu mở rộng đã được ISO/TC, 22/SC 5/WG 2 đặt ra trong mối tương quan giữa hệ thống CVS và hệ thống được nêu trong tiêu chuẩn này, với những kết quả được xem xét trong quá trình triển khai.

ĐỘNG CƠ HẠNG NẶNG - ĐO PHÁT THẢI KHÍ TỪ KHÍ THẢI THÔ VÀ PHÁT THẢI HẠT SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHA LOÃNG MỘT PHẦN DÒNG THẢI TRONG ĐIỀU KIỆN THỬ CHUYỂN TIẾP

Heavy-duty engines - Measurement of gaseous emissions from raw exhaust gas and of particulate emissions using partial flow dilution systems under transient test conditions

1. Phạm vi áp dụng

...

Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các động cơ hạng nặng dùng cho xe thương mại được thiết kế ban đầu để sử dụng trên đường, nhưng cũng có thể áp dụng cho động cơ ô tô con và các động cơ của xe không chạy trên đường. Thiết bị thử được quy định trong Tiêu chuẩn này cũng có thể được sử dụng trong chu trình thử trạng thái ổn định, tuy nhiên nếu vậy, quy trình tính toán cần được thay thế có thể áp dụng cho chu trình thử riêng biệt.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 6852-5:2001 (ISO 8178-5:1998), Động cơ đốt trong kiểu pít tông tịnh tiến - Đo phát thải - Phần 5: Nhiên liệu thử.

TCVN 6910-2 (ISO 5725-2), Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của các phương pháp đo và kết quả đo - Phần 2: Phương pháp cơ bản xác định độ tính lặp và độ tái lập của phương pháp đo tiêu chuẩn.

TCVN 8113-1 (ISO 5167-1), Đo dòng lưu chất lỏng bằng các thiết bị chênh áp gắn vào các đường ống có tiết diện tròn chảy đẩy - Phần 1: Nguyên lý chung và yêu cầu.

SAE 770141, Optimization of Flame lonization Detector for the Determination of hydrocarbons in Diluted Automobile Exhaust, Glenn D. Reschke (Tối ưu hóa đầu dò ion hóa ngọn lửa để xác định các Hyđrô cácbon trong khí thải ô tô pha loãng, Glenn D. Reschke).

SAE J 1936:1989, Chemical methods for the measurement of non-regulated diesel emissions (Phương pháp hóa học đo phát thải điêzen không quy chuẩn).

SAE J 1937:1995, Engine testing with low-temperature charge air-cooler systems in a dynamometer test cell (Thử động cơ có hệ thống làm mát không khí nạp nhiệt độ thấp trong buồng thử động lực).

...

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ, định nghĩa, ký hiệu và chữ viết tắt sau đây (xem Bảng 1).

3.1. Chất dạng hạt (particulate matter - PM)

Chất bất kỳ, cơ bản là cácbon, hyđrô cácbon ngưng tụ và các muối sunphát kết hợp với nước, thu gom được từ vật trung gian là bộ lọc theo quy định sau khi pha loãng khí thải với không khí được lọc sạch ở nhiệt độ ≤ 325 K (52 ºC), khi được đo tại điểm nằm ngay trước bộ lọc theo dòng chảy.

CHÚ THÍCH: Cơ quan ban hành quy định lựa chọn sử dụng tiêu chuẩn này có thể áp dụng thuật ngữ này phù hợp với yêu cầu cụ thể. Ví dụ, quy định của Hoa Kỳ sau năm 2007 xác định chất dạng hạt ở nhiệt độ trên 42 ºC và dưới 52 ºC.

3.2. Khí ô nhiễm (gaseous pollutant)

Khí được xem là làm ô nhiễm bầu khí quyển: cácbon mônôxít, các hyđrô cácbon hoặc các hyđrô cácbon không chứa mêtan hoặc cả hai, các ôxít nitơ [được biểu diễn dưới dạng điôxít nitơ tương đương], phomađêhít và mêtanon.

3.3. Phương pháp pha loãng một phần dòng thải (partial-flow dilution method)

Quá trình tách một phần chất thải thô từ toàn bộ dòng thải, sau đó hòa trộn với một lượng không khí pha loãng thích hợp trước khi đến bộ lọc lấy mẫu hạt.

3.4. Phương pháp pha loãng toàn bộ dòng thải (full-flow dilution method)

...

CHÚ THÍCH: Trong nhiều hệ thống pha loãng toàn bộ dòng thải, thông thường pha loãng lần thứ hai phần khí thải đã được pha loãng trước đó để đạt được nhiệt độ mẫu thích hợp tại bộ lọc hạt.

3.5. Suất phát thải (specific emission)

Lượng phát thải được biểu thị bằng g/kWh.

3.6. Chu trình thử ở trạng thái ổn định (steady-state test cycle)

Chu trình thử gồm một loạt các chế độ thử động cơ trong đó động cơ có đủ thời gian để đạt được tốc độ, mô men và các tiêu chí ổn định được xác định tại mỗi chế độ.

3.7. Chu trình thử chuyển tiếp (transient test cycle)

Chu trình thử gồm một loạt các giá trị được chuẩn hóa của tốc độ và mô men biến đổi tương đối nhanh theo thời gian.

3.8. Thời gian đáp ứng (response time)

Chênh lệch thời gian từ lúc có sự thay đổi nhanh của thành phần được đo tại điểm chuẩn đến lúc có sự thay đổi thích hợp trong đáp ứng của hệ thống đo, theo đó sự thay đổi của các thành phần được đo đạt ít nhất 60 % FS (toàn bộ thang đo) và diễn ra trong thời gian nhỏ hơn 1 s.

...

CHÚ THÍCH 1: Thời gian đáp ứng của hệ thống, t₉₀, gồm thời gian trễ và thời gian tăng lên của hệ thống.

CHÚ THÍCH 2: Thời gian đáp ứng có thể thay đổi, phụ thuộc vào việc xác định điểm chuẩn cho sự thay đổi của thành phần được đo: hoặc tại đầu dò lấy mẫu hoặc tại cửa vào của bộ phân tích. Theo tiêu chuẩn này. đầu dò lấy mẫu được xác định là điểm chuẩn.

3.9. Thời gian trễ (delay time)

Khoảng thời gian từ lúc có sự thay đổi của thành phần được đo tại điểm chuẩn đến lúc đáp ứng của hệ thống là 10 % của trị số đọc cuối cùng, t₁₀

Xem Hình 1.

CHÚ THÍCH 1: Đối với các thành phần khí, đây cơ bản là thời gian vận chuyển thành phần được đo từ đầu lấy mẫu đến thiết bị.

CHÚ THÍCH 2: Thời gian trễ có thể thay đổi, phụ thuộc vào việc xác định điểm chuẩn cho sự thay đổi của thành phần được đo: hoặc tại đầu dò lấy mẫu hoặc tại cửa vào của bộ phân tích. Theo tiêu chuẩn này, đầu dò lấy mẫu được xác định là điểm chuẩn.

3.10. Thời gian tăng lên (Rise time)

Khoảng thời gian từ lúc đáp ứng là 10 % đến lúc đáp ứng là 90 % của trị số đọc cuối cùng (t₉₀ – t₁₀)

...

CHÚ THÍCH 1: Đây là đáp ứng của thiết bị sau khi thành phần được đo đi đến thiết bị.

CHÚ THÍCH 2: Thời gian tăng lên có thể thay đổi, phụ thuộc vào việc xác định điểm chuẩn cho sự thay đổi của thành phần được đo: hoặc tại đầu dò lấy mẫu hoặc tại cửa vào của bộ phân tích. Theo tiêu chuẩn này, đầu dò lấy mẫu được xác định là điểm chuẩn

3.11. Thời gian biến đổi (transformation time)

Khoảng thời gian từ lúc có sự thay đổi của thành phần được đo tại điểm chuẩn đến lúc đáp ứng của hệ thống là 50 % trị số đọc cuối cùng, t₅₀

Xem Hình 1.

CHÚ THÍCH 1: Thời gian biến đổi được sử dụng để đồng bộ tín hiệu của các thiết bị đo khác nhau.

CHÚ THÍCH 2: Thời gian biến đổi có thể thay đổi, phụ thuộc vào việc xác định điểm chuẩn cho sự thay đổi của thành phần được đo: hoặc tại đầu dò lấy mẫu hoặc tại cửa vào của bộ phân tích. Theo tiêu chuẩn này, đầu dò lấy mẫu được xác định là điểm chuẩn.

Hình 1 - Diễn giải đáp ứng của hệ thống

...

Ký hiệu/Từ viết tắt

Đơn vị

Ý nghĩa

A/F_st

Tỷ số không khí - nhiên liệu lý tưởng

ppm ^a (µl/l) hoặc % theo thể tích

Nồng độ

...

Hệ số trượt

d_e

Đường kính ống xả

d_p

Đường kính đầu dò lấy mẫu

d_PM

...

Đường kính hạt

Tần suất lấy mẫu số liệu

f_a

Hệ số khí quyển phòng thử nghiệm

E_CO2

...

E_E

Hiệu quả êtan

E_H2O

Dập tắt nước của bộ phân tích NO_x

E_M

Hiệu suất mêtan

...

Hiệu suất của bộ chuyển đổi NO_x

Pa-s

Độ nhớt động lực của khí thải

H_a

g/kg

Độ ẩm tuyệt đối của không khí nạp

...

Chỉ số dưới dòng biểu thị phép đo tức thời (ví dụ 1 Hz)

k_f

Hệ số đặc trưng của nhiên liệu

k_h,D

Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm đối với NO_x dùng cho các động cơ Cl

k_h_,_G

...

k_w

Hệ số hiệu chỉnh từ khô sang ướt đối với khí thải thô

Tỷ số dư không khí

m_ed_f

Khối lượng khí thải pha loãng tương đương trong toàn bộ chu trình

...

Khối lượng mẫu hạt thu gom được

m_gas

Khối lượng phát thải khí (trong toàn bộ chu trình thử)

m_PM

Khối lượng phát thải hạt (trong toàn bộ chu trình thử)

m_se

...

Khối lượng mẫu thải trong toàn bộ chu trình

m_sed

Khối lượng khí thải pha loãng đi qua ống pha loãng

m_sep

Khối lượng khí thải pha loãng đi qua các bộ lọc thu gom hạt

M_gas

g/kWh

...

M_PM

g/kWh

Suất phát thải hạt

M_r,e

Khối lượng phân tử gam^b của chất thải

M_r,_gas

Khối lượng phân tử gam của thành phần thải

...

Số lượng phép đo

p_a

kPa

Áp suất hơi bão hòa của không khí nạp vào động cơ

p_b

kPa

Tổng áp suất khí quyển

p_r

...

Áp suất hơi nước sau khi qua bể làm lạnh

p_s

kPa

Áp suất khí quyển khô

Độ thẩm thấu hạt

q_ma_d

kg/s

...

q_maw

kg/s

Lưu lượng khối không khí nạp theo chuẩn ướt

q_mCe

kg/s

Lưu lượng khối của cácbon trong khí thải thô

q_mCf

kg/s

Lưu lượng khối của cácbon vào động cơ

...

kg/s

Lưu lượng khối của cácbon trong hệ thống pha loãng một phần dòng thải

q_mdew

kg/s

Lưu lượng khối của khí thải pha loãng theo chuẩn ướt

q_mdw

kg/s

Lưu lượng khối của không khí pha loãng theo chuẩn ướt

q_medf

...

Lưu lượng khối tương đương của khí thải pha loãng theo chuẩn ướt

q_mew

kg/s

Lưu lượng khối của khí thải theo chuẩn ướt

q_mex

kg/s

Lưu lượng khối của mẫu được trích ra từ ống pha loãng

q_mf

kg/s

...

q_mp

kg/s

Lưu lượng khí thải đi vào hệ thống pha loãng một phần dòng thải

q_vs

l/min

Lưu lượng hệ thống của hệ thống phân tích chất thải

q_vt

cm³/min

Lưu lượng khí đánh dấu

...

Tỷ lệ pha loãng

r_h

Hệ số đáp ứng Hyđrô cácbon của FID

r_m

Hệ số đáp ứng mêtannon của FID

r_s

...

Tỷ lệ mẫu trung bình

r_e

kg/m³

Mật độ khí thải (ướt tại 273 K và 101,3 kPa)

r_gas

kg/m³

Mật độ thành phần thải (tại 273 K và 101,3 kPa)

r_PM

kg/m³

...

Sai lệch chuẩn

Nhiệt độ tuyệt đối

T_a

Nhiệt độ tuyệt đối của không khí nạp

...

Nhiệt độ khí thải

t₁₀

Thời gian từ lúc vào đến lúc 10 % trị số đọc cuối cùng

t₅₀

Thời gian từ lúc vào đến lúc 50 % trị số đọc cuối cùng

t₉₀

...

Thời gian từ lúc vào đến lúc 90 % trị số đọc cuối cùng

Thời gian ra hạt

Tỷ số giữa mật độ của thành phần khí và khí thải

V_s

...

W_act

kWh

Công thực trong chu trình của chu trình thử tương ứng

υ_e

m/s

Vận tốc khí trong ống xả

υ_p

m/s

Vận tốc khí tại đầu dò lấy mẫu

...

W_ALF

Hàm lượng hyđrô trong nhiên liệu, % khối lượng

W_BET

Hàm lượng cácbon trong nhiên liệu, % khối lượng

W_GAM

Hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu, % khối lượng

...

Hàm lượng nitơ trong nhiên liệu, % khối lượng

W_EPS

Hàm lượng ôxy trong nhiên liệu, % khối lượng

Tỷ lệ phân tử gam hyđrô (H/C)

...

Tỷ lệ phân tử gam cácbon (C/C)

Tỷ lệ phân tử gam lưu huỳnh (S/C)

Tỷ lệ phân tử gam nitơ (N/C)

...

Ứng với nhiên liệu có công thức C_βH_αO_εN_δS_γ

Ký hiệu và từ viết tắt đối với thành phần hóa học

ACN

Axêtônitri

Hyđrô cácbon tương đương 1 cácbon

CH₄

...

Mêtan

CH₃OH

Mêtanon

C₂H₆

Êtan

C₃H₈

...

Cácbon mônôxít

CO₂

Cácbon điôxít

DNPH

Đinitrôphênihyđrarin

...

Dioctylphthalate

Hyđrô cácbon

HCHO

Phomađêhít

H₂O

...

Nước

NMHC

Hyđrô cácbon không chứa mê-tan

NO_x

Các ôxit nitơ

...

NO₂

Nitơ điôxit

Chất dạng hạt

RME

Meetin este của dầu hạt cây cải điều

...

CLD

Đầu dò quang hóa

FID

Đầu dò ion hóa ngọn lửa

FTIR

(Bộ phân tích) hồng ngoại biến đổi fu-riê

...

Sắc phổ khí

HCLD

Đầu dò quang hóa được làm nóng

HFID

Đầu dò i-on hóa đốt nóng bằng ngọn lửa

HPLC

...

Sắc phổ lỏng áp suất cao

NDIR

(Bộ phân tích) tia hồng ngoại không phân tán

NMC

Máy cắt không mêtan

% FS

...

SIMS

Phổ kế khối lượng ion hóa mềm

Số stoke

^a “phần triệu (ppm)” là đơn vị đối kháng, tức là không chấp nhận theo hệ thống đơn vị quốc tế, SI. Đơn vị này được sử dụng ngoại lệ trong tiêu chuẩn này, theo ngay sau là giá trị tương đương theo đơn vị SI trong ngoặc đơn để tương ứng với các tiêu chuẩn khác có liên quan chặt chẽ và đã được xuất bản. Để biểu diễn tỷ phần thể tích dưới dạng được chấp nhận theo đơn vị SI là đơn vị mi-crô lít trên lít (µl/l) hoặc cách khác là 10^-⁶ hoặc phần trăm theo thể tích (% thể tích). Đối với tỷ phần khối lượng, đơn vị được tính bằng micrô gam trên gam (µg/g) xem 2.3.3 của ISO 31-0:1992 và ISO 31-8-15:1992.

^bTrước đây được gọi là trọng lượng phân tử.

4. Điều kiện thử

...

4.1.1. Thông số điều kiện thử

Nhiệt độ tuyệt đối (T_a) của không khí động cơ tại cửa vào động cơ, được biểu thị dưới dạng kelvin và áp suất khí quyển khô (p_s), được biểu thị dưới dạng kilô pátxcan phải được đo và thông số f_a được xác định theo các điều sau đây. Ở động cơ nhiều xylanh có các nhóm cổ nạp riêng rẽ, chẳng hạn ở kết cấu động cơ "chữ V", nhiệt độ trung bình của các nhóm riêng rẽ phải được tính đến.

a) Đối với động cơ cháy do nén

- các động cơ không tăng áp và động cơ tăng áp bằng bơm cơ khí

(1)

- các động cơ tăng áp bằng tuabin, có hoặc không có làm mát không khí nạp

(2)

b) Đối với động cơ cháy cưỡng bức

(3)

...

Phép thử được công nhận có giá trị, f_a phải đảm bảo 0,96 ≤ f_a ≤ 1,06

4.2. Động cơ có làm mát không khí nạp

Nhiệt độ không khí nạp phải được ghi lại và phải ở trong phạm vi ± 5 K của nhiệt độ không khí nạp lớn nhất theo quy định của nhà sản xuất. Nhiệt độ của môi chất làm mát ít nhất là 293 K (20 ºC).

Nếu sử dụng hệ thống thử nghiệm ở xưởng hoặc quạt gió ngoài, nhiệt độ không khí nạp phải được chỉnh đặt trong phạm vi ± 5 K của nhiệt độ không khí nạp lớn nhất theo quy định của nhà sản xuất ở tốc độ đạt công suất lớn nhất theo công bố và toàn tải. Nhiệt độ môi chất và mức lưu lượng môi chất của bộ làm mát không khí nạp ở trên điểm chỉnh đặt không được thay đổi trong suốt chu trình thử. Thể tích bộ làm mát không khí nạp phải được xác định dựa trên quy trình kỹ thuật và những ứng dụng trên xe/ máy móc điển hình.

Không bắt buộc, việc chỉnh đặt bộ làm mát không khí nạp có thể được thực hiện theo SAE J 1937.

4.3. Công suất

Cơ sở của phép đo suất phát thải là tổng công suất hoặc công suất có ích không hiệu chỉnh, tùy thuộc vào quy định.

Những phụ kiện nhất định chỉ cần thiết cho sự hoạt động của xe được gắn trên động cơ phải được tháo ra khi thử.

VÍ DỤ: Máy nén khí cho hệ thống phanh, bơm trợ lực lái, bơm điều hòa không khí hoặc bơm cho các cơ cấu thủy lực.

...

4.4. Hệ thống nạp không khí động cơ

Hệ thống nạp không khí động cơ được sử dụng phải tạo ra sự cản trở nạp không khí trong phạm vi ± 300 Pa theo quy định của nhà sản xuất động cơ đối với bộ lọc không khí sạch và phù hợp với quy định tương ứng.

4.5. Hệ thống xả của động cơ

Hệ thống xả của xe hoặc hệ thống thử nghiệm ở xưởng được sử dụng phải tạo ra áp suất ngược của khí thải trong phạm vi ± 650 Pa theo quy định của nhà sản xuất động cơ và phù hợp với quy định tương ứng. Hệ thống xả phải tuân theo các yêu cầu về lấy mẫu khí thải trong 5.6.2 và 7.2.3, EP.

Nếu động cơ được trang bị thiết bị xử lý sau trên đường xả, ống xả phải có cùng đường kính như trong sử dụng đối với đoạn có chiều dài ít nhất bốn lần đường kính ống, ở phía trước chỗ bắt đầu vào đoạn tiết diện mở rộng có chứa thiết bị xử lý sau. Khoảng cách từ mặt bích cổ xả hoặc cửa ra của tuabin tăng áp đến thiết bị xử lý sau trên đường xả phải giống như trong kết cấu xe hoặc trong phạm vi khoảng cách theo yêu cầu kỹ thuật của nhà sản xuất. Áp suất ngược hoặc sự cản trên đường xả phải theo những tiêu chí tương tự này và có thể được chỉnh đặt bằng van. Vỏ đựng thiết bị xử lý sau có thể được tháo ra trong những lần chạy thử và hiệu chuẩn động cơ, được thay thế bằng vỏ đựng tương đương có hỗ trợ khử hoạt chất xúc tác.

4.6. Hệ thống làm mát

Phải sử dụng hệ thống làm mát động cơ có thể tích đủ để giữ động cơ ở nhiệt độ hoạt động bình thường theo quy định của nhà sản xuất.

4.7. Dầu bôi trơn

Dầu bôi trơn phải theo quy định của nhà sản xuất; yêu cầu kỹ thuật của dầu bôi trơn sử dụng để thử phải được ghi lại và trình bày cùng với kết quả thử.

...

Đặc tính nhiên liệu ảnh hưởng đến khí thải động cơ. Vì vậy, đặc tính nhiên liệu sử dụng để thử phải được xác định, ghi lại và công bố cùng với kết quả thử. Nếu nhiên liệu được chỉ định là nhiên liệu chuẩn được sử dụng, phải đưa ra mã chuẩn và bảng phân tích nhiên liệu. Đối với tất cả nhiên liệu khác, đặc tính được ghi lại phải theo danh mục trong bảng dữ liệu chung tương ứng của TCVN 6852-5 (ISO 8178-5).

Nhiệt độ nhiên liệu phải phù hợp theo khuyến nghị của nhà sản xuất.

5. Xác định các thành phần khí và hạt

5.1. Yêu cầu chung

Theo tiêu chuẩn này, thành phần khí được đo trong khí thải thô theo thời gian thực và được xác định bằng hệ thống pha loãng một phần dòng thải.

Tín hiệu nồng độ tức thời của các thành phần khí được dùng để tính khối lượng phát thải bằng cách nhân với lưu lượng khối tức thời của khí thải. Lưu lượng khối của khí thải có thể được đo trực tiếp hoặc được tính toán theo 5.4.4 (đo lưu lượng nhiên liệu và lượng không khí nạp), 5.4.5 (phương pháp đánh dấu) hoặc 5.4.6 (đo tỷ số không khí/nhiên liệu và lượng không khí nạp). Cần đặc biệt chú ý đến thời gian đáp ứng của các thiết bị đo khác nhau. Những sai lệch này phải được tính đến để đồng bộ tín hiệu thời gian phù hợp với 5.5.3.

Đối với phát thải hạt, các tín hiệu về lưu lượng khối của chất thải đưa ra trong 5.4 được dùng để điều khiển hệ thống pha loãng một phần dòng thải với mục đích có thể lấy được mẫu tỷ lệ với lưu lượng khối của chất thải. Mức chính xác của tính tỷ lệ được kiểm tra bằng phép phân tích hồi quy giữa mẫu và lưu lượng thải theo 5.6.2.

Bố trí phép thử đầy đủ được trình bày theo sơ đồ trên Hình 2.

5.2. Tính tương đương

...

Các hệ thống hoặc bộ phân tích khác có thể được chấp nhận nếu chúng cho kết quả tương đương. Việc xác định tính tương đương của hệ thống phải dựa trên nghiên cứu tương quan tập hợp 7 cặp mẫu (hoặc lớn hơn) giữa hệ thống đang xem xét và một hệ thống được chấp nhận theo tiêu chuẩn này. Các kết quả thể hiện giá trị phát thải khối lượng theo chu trình xác định. Phép thử tương quan phải được thực hiện trong cùng phòng thử nghiệm, trên cùng bệ thử và cùng động cơ, tốt nhất là được tiến hành đồng thời. Chu trình thử được sử dụng phải là chu trình thích hợp mà động cơ sẽ chạy. Sự tương đương của các giá trị trung bình cặp mẫu phải được xác định bằng phép thống kê thử "t" được đưa ra trong Phụ lục A, đạt được trong những điều kiện động cơ và bệ thử này. Số liệu nằm ngoài phải được xác định theo ISO 5725-2 và được loại ra khỏi cơ sở dữ liệu. Hệ thống dùng để thử tương quan phải được công bố trước khi thử và được sự đồng ý của các bên liên quan.

Khi đưa ra một hệ thống mới theo tiêu chuẩn này, việc xác định tính tương đương phải dựa trên tính toán khả năng lặp lại và khả năng tái hiện theo ISO 5725-2.

CHÚ GIẢI:

Mẫu thải;

Đo lưu lượng;

Tín hiệu để kiểm soát hệ thống và tính toán;

Lưu lượng nhiên liệu;

...

Động cơ;

Lưu lượng không khí nạp;

...

Bộ phân tích khí thải;

Bộ phận điều khiển;

Hệ thống pha loãng một phần dòng thải;

...

Giá trị lưu lượng;

Không khí pha loãng;

Điều khiển lưu lượng;

Lưu lượng thải;

Tính toán;

...

5.3. Độ chính xác

Thiết bị được mô tả trong tiêu chuẩn này phải được sử dụng để thử phát thải động cơ. Tiêu chuẩn này không xác định cụ thể thiết bị đo lưu lượng, áp suất hoặc nhiệt độ. Thay vào đó, chỉ đưa ra những yêu cầu về độ chính xác của thiết bị cần thiết cho việc tiến hành thử phát thải. Những thiết bị này phải được hiệu chuẩn theo yêu cầu của quy trình kiểm tra nội bộ hoặc của nhà sản xuất thiết bị.

Nội dung hiệu chuẩn tất cả thiết bị đo phải được tìm thấy trong các tiêu chuẩn quốc tế hoặc trong nước có liên quan và phải phù hợp với Bảng 2.

Bảng 2 - Sai số cho phép của thiết bị đo

Thứ tự

Thiết bị đo

Sai số cho phép

Tốc độ động cơ

...

Mô men xoắn

± 2 % trị số đọc hoặc ± 1 % giá trị lớn nhất của động cơ, theo giá trị nào lớn hơn

Tiêu thụ nhiên liệu

± 2 % giá trị lớn nhất của động cơ

Tiêu thụ không khí

± 2 % trị số đọc hoặc ± 1 % giá trị lớn nhất của động cơ, theo giá trị nào lớn hơn

...

Lưu lượng khí thải

± 2,5 % trị số đọc hoặc ± 1,5 % giá trị lớn nhất của động cơ, theo giá trị nào lớn hơn

Nhiệt độ ≤ 600 K

± 2 K tuyệt đối

Nhiệt độ > 600 K

± 1 % trị số đọc

...

± 0,2 kPa tuyệt đối

Giảm áp không khí nạp

± 0,05 kPa tuyệt đối

Áp suất khí quyển

± 0,1 kPa tuyệt đối

Áp suất khác

...

Độ ẩm tuyệt đối

± 5 % trị số đọc

Lưu lượng không khí pha loãng

± 2 % trị số đọc

Lưu lượng khí thải pha loãng

± 2 % trị số đọc

...

5.4.1. Giới thiệu

Để tính toán phát thải trong khí thải thô và điều khiển hệ thống pha loãng một phần dòng thải, cần phải biết lưu lượng khối của khí thải. Để xác định lưu lượng thải theo khối lượng, có thể sử dụng một trong các phương pháp được nêu trong 5.4.3 đến 5.4.6.

5.4.2. Thời gian đáp ứng

Đối với mục đích tính phát thải, thời gian đáp ứng của phương pháp được chọn phải nhỏ hơn hoặc bằng thời gian đáp ứng của bộ phân tích, theo 6.3.5.

Để điều khiển hệ thống pha loãng một phần dòng thải, yêu cầu đáp ứng nhanh hơn. Đối với các hệ thống pha loãng một phần dòng thải có điều khiển trực tuyến, yêu cầu thời gian đáp ứng ≤ 0,3 s. Đối với các hệ thống pha loãng một phần dòng thải có điều khiển biết trước dựa trên việc tiến hành phép thử đã được ghi lại, thời gian đáp ứng của hệ đống đo lưu lượng thải ≤ 5 s với yêu cầu thời gian tăng lên ≤ 1 s. Thời gian đáp ứng của hệ thống phải theo quy định của nhà sản xuất thiết bị. Những yêu cầu về thời gian đáp ứng tổng cộng đối với lưu lượng khí thải và các hệ thống pha loãng một phần dòng thải được đưa ra trong 5.6.3.

5.4.3. Phương pháp đo trực tiếp

Đo trực tiếp lưu lượng thải tức thời phải được thực hiện bằng những hệ thống gồm:

- Thiết bị chênh áp, ví dụ họng đo lưu lượng (xem ISO 5167-1),

- Lưu lượng kế siêu âm, và

...

Cần lưu ý để tránh những sai số phép đo có thể ảnh hưởng tới sai số giá trị phát thải. Những lưu ý như vậy bao gồm việc lắp đặt cẩn thận thiết bị trong hệ thống thải động cơ theo khuyến nghị của nhà sản xuất thiết bị và quy trình kỹ thuật. Đặc biệt, đặc tính và phát thải động cơ không được bị ảnh hưởng bởi việc lắp đặt thiết bị.

Các lưu lượng kế phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác tại 5.3.

5.4.4. Phương pháp đo không khí và nhiên liệu

Phương pháp này liên quan đến đo lưu lượng không khí và nhiên liệu bằng các lưu lượng kế phù hợp. Tính toán lưu lượng khí thải tức thời như sau:

q_mew,i = q_maw,i + q_mf,i

(đối với khối lượng khí thải ướt)

Các lưu lượng kế phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác của 5.3, nhưng phải đủ chính xác để cũng đáp ứng yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác đối với lưu lượng khí thải.

5.4.5. Phương pháp đo vết

Phương pháp này liên quan đến việc đo nồng độ của khí đánh dấu trong chất thải.

...

Để đảm bảo hòa trộn hoàn toàn khí đánh dấu, đầu dò lấy mẫu khí thải phải được đặt phía sau điểm phun khí đánh dấu theo dòng thải, cách ít nhất 1 m hoặc 30 lần đường kính ống xả tùy theo giá trị nào lớn hơn. Đầu lấy mẫu có thể được đặt gần điểm phun hơn nếu kiểm chứng được việc hòa trộn hoàn toàn bằng cách so sánh nồng độ khí đánh dấu với nồng độ chuẩn khi khí đánh dấu được phun vào phía trước động cơ theo sơ đồ nguyên lý.

Lưu lượng khí đánh dấu phải được chỉnh đặt sao cho nồng độ khí đánh dấu ở tốc độ không tải của động cơ sau khi hòa trộn trở nên nhỏ hơn giá trị toàn bộ thang đo của bộ phân tích khí đánh dấu.

Tính toán lưu lượng khí thải như sau:

(5)

trong đó

q_mew,ilà lưu lượng khối tức thời của chất thải, tính theo kilôgam trên giây;

q_vtlà lưu lượng khí đánh dấu, tính theo xăngtimét khối trên phút;

c_mix,_ilà nồng độ tức thời của khí đánh dấu sau khi hòa trộn, dưới dạng phần triệu (micrô lít trên lít);

r_elà mật độ khí thải, tính theo kilôgam trên mét khối (xem Bảng 3);

...

Nồng độ nền của khí đánh dấu (c_a) có thể được xác định bằng cách lấy trung bình nồng độ nền đo được ngay trước và sau khi tiến hành thử.

Khi nồng độ nền nhỏ hơn nồng độ khí đánh dấu sau khi trộn (c_mix,_i) 1 % ở lưu lượng thải lớn nhất, nồng độ nền này có thể được bỏ qua.

Toàn bộ hệ thống phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác đối với lưu lượng khí thải và phải được hiệu chuẩn theo 6.3.8.

5.4.6. Phương pháp đo lưu lượng không khí và tỷ số không khí-nhiên liệu

Phương pháp này liên quan đến tính toán khối lượng thải từ lưu lượng không khí và tỷ số không khí- nhiên liệu. Việc tính toán lưu lượng khối tức thời của khí thải như sau:

(6)

với

(7)

(8)

...

A/F_stlà tỷ số không khí-nhiên liệu lý tưởng, tính theo kilôgam;

l là tỷ lệ dư không khí;

c_C_O₂là nồng độ CO₂ khô, tính theo phần trăm thể tích;

c_COlà nồng độ CO khô, tính theo phần triệu (micrô lít trên lít);

c_HClà nồng độ HC, tính theo phần triệu (micrô lít trên lít).

CHÚ THÍCH: β có thể là 1 đối với nhiên liệu chứa cácbon và 0 đối với nhiên liệu hyđrô.

Lưu lượng kế đo không khí phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác tại 5.3, bộ phân tích CO₂được sử dụng phải đáp ứng các yêu cầu này trong 6.1 và toàn bộ hệ thống phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác đối với lưu lượng khí thải.

Theo cách khác, có thể sử dụng thiết bị đo tỷ số không khí-nhiên liệu như cảm biến kiểu ôxít ziricôni để đo tỷ lệ dư không khí theo 6.2.9.

5.5. Xác định thành phần khí

...

Thành phần khí phát ra từ động cơ thử phải được đo theo Điều 6. Chúng phải được xác định trong khí thải thô. Theo cách khác, chúng có thể được xác định trong khí thải pha loãng bằng hệ thống pha loãng một phần dòng thải kiểu lấy mẫu tỷ phần dùng trong xác định hạt theo 7.2.2. Quy trình đánh giá và tính toán số liệu được đưa ra trong 5.5.3 và 5.5.4 chỉ liên quan đến phép đo phát thải thô. Theo cách khác, nếu sử dụng phép đo phát thải pha loãng, quy trình đánh giá và tính toán số liệu phải được sự đồng thuận của các bên liên quan.

5.5.2. Lấy mẫu phát thải khí

Đầu dò lấy mẫu phát thải khí phải được gắn phía trước miệng thoát của hệ thống xả theo dòng thải và cách ít nhất 0,5 m hoặc 3 lần đường kính của ống xả tùy theo giá trị nào lớn hơn nhưng đủ gần với động cơ để đảm bảo nhiệt độ khí thải tại đầu dò lấy mẫu ít nhất bằng 343 K (70 ºC).

Trong trường hợp động cơ nhiều xy lanh có cổ xả được chia nhánh, đầu dò lấy mẫu được đưa vào phải cách đủ xa về phía sau theo dòng thải để bảo đảm mẫu là đại diện cho phát thải khí trung bình của tất các xy lanh. Ở các động cơ nhiều xy lanh có các nhóm cổ xả riêng biệt, chẳng hạn như kết cấu động cơ "chữ V”, khuyến nghị các cổ xả được gom lại ở phía trước đầu dò lấy mẫu theo dòng thải. Nếu điều này không thực tế, cho phép lấy mẫu từ nhóm có phát thải CO₂ cao nhất. Có thể sử dụng những phương pháp khác có tương quan với các phương pháp này. Đối với tính toán phát thải, phải sử dụng tổng lưu lượng thải theo khối lượng.

Nếu động cơ được trang bị hệ thống xử lý sau trên đường xả, mẫu thải phải được lấy ra ở phía sau hệ thống xử lý sau theo dòng thải.

5.5.3. Đánh giá số liệu

Để đánh giá phát thải khí, nồng độ phát thải (HC, CO và NO_x) và lưu lượng khối của khí thải phải được ghi và lưu vào hệ thống máy tính với tần suất lấy mẫu ít nhất là 2 Hz. Tất cả số liệu khác có thể được ghi lại với tần suất lấy mẫu ít nhất là 1 Hz. Đối với bộ phân tích tương tự, thời gian đáp ứng phải được ghi lại và số liệu hiệu chuẩn phải được áp trực tuyến hoặc độc lập trong quá trình đánh giá số liệu.

Để tính toán lượng phát thải của các thành phần khí, vết của các nồng độ ghi được và vết lưu lượng khối của khí thải phải được đồng bộ theo thời gian chuyển đổi. Vì vậy, thời gian đáp ứng của từng bộ phân tích khí thải và hệ thống lưu lượng khối của khí thải phải được xác định tương ứng theo 6.3.5 và 5.4.2 và phải được ghi lại.

5.5.4. Tính toán khối lượng phát thải

...

Khối lượng chất ô nhiễm, được tính theo gam trên mỗi phép thử, phải được xác định bằng cách tính toán khối lượng phát thải tức thời từ nồng độ các chất ô nhiễm và lưu lượng thải khối, được đồng bộ theo thời gian chuyển đổi theo quy định trong 5.5.3 và tích hợp những giá trị tức thời trong toàn bộ chu trình thử theo 5.5.4.2. Tốt nhất là, nồng độ phải được đo theo chuẩn ướt. Nếu đo theo chuẩn khô, phải áp dụng hiệu chỉnh khô/ướt theo 5.5.5 cho các giá trị nồng độ tức thời trước khi thực hiện bất kỳ tính toán nào tiếp theo.

Theo cách khác, lượng phát thải có thể được tính toán bằng cách sử dụng công thức chính xác trong với sự đồng thuận trước của các bên liên quan. Trong bất cứ trường hợp nào, phải sử dụng công thức chính xác nếu nhiên liệu dùng để thử không được quy định rõ trong Bảng 3, hoặc dưới dạng vận hành đa nhiên liệu.

Xem Phụ lục D về ví dụ các quy trình tính toán.

5.5.4.2. Phương pháp tính dựa trên các giá trị tra bảng

Phải sử dụng công thức sau đây:

(9)

(được biểu diễn dưới dạng gam trên phép thử)

trong đó

u_gaslà tỷ số giữa mật độ thành phần thải và mật độ khí thải;

...

q_me_w,ilà lưu lượng thải khối tức thời, tính theo kilôgam trên giây;

f là tần suất lấy mẫu số liệu, tính theo Hz;

n là số lượng phép đo.

Để tính NO_x, phải sử dụng hệ số hiệu chỉnh số độ ẩm k_h,D, hoặc k_h,G, được xác định theo 5.5.6.

Giá trị u_gas được đưa ra trong Bảng 3 cho các thành phần và dải nhiên liệu được lựa chọn

Bảng 3 - Giá trị u_gas và mật độ các thành phần khí thải khác nhau

Khí

NO_x

...

CO₂

O₂

CH₄

HCHO

CH₃OH

r_gas (kg/m³)

2,053

1,250

2,053

...

1,9636

1,4277

0,716

1,340

Nhiên liệu

r_e

Hệ số u_gas^b

Điêzen

...

0,001587

0,000966

0,000479

0,001518

0,001103

0,000553

0,001035

0,001105

RME

...

0,001585

0,000965

0,000563

0,001516

0,001102

0,000553

0,001035

0,001104

Mêtanon

...

0,001628

0,000991

0,000133

0,001558

0,001132

0,000568

0,001063

0,001134

Êtanon

...

0,001609

0,000980

0,000805

0,001539

0,001119

0,000561

0,001050

0,001121

Khí tự nhiên^c

...

0,001622

0,000987

0,000523^d

0,001552

0,001128

0,000565

0,001059

0,001130

Prôpan

...

0,001603

0,000976

0,000511

0,001533

0,001115

0,000559

0,001046

0,001116

Butan

...

0,001600

0,000974

0,000505

0,001530

0,001113

0,000558

0,001044

0,001114

Xăng

...

0,001582

0,000963

0,000471

0,001513

0,001100

0,000551

0,001032

0,001102

^a Phụ thuộc vào nhiên liệu.

...

^c độ chính xác u trong phạm vi 0,2 % thành phần theo khối lượng của C = 66 % đến 76 %; H = 22 % đến 25 %; N = 0 % đến 12 %.

^d NMHC trên cơ sở CH₂_,₉₃ (đối với tổng HC, hệ số u_gas của CH₄ phải được sử dụng).

5.5.4.3. Phương pháp tính dựa trên công thức chính xác

Lượng phát thải phải được tính bằng công thức (9). Thay vì sử dụng giá trị trong bảng, phải áp dụng công thức dưới đây để tính u_gas. Giả thiết trong công thức sau đây, nồng độ c_gas được đo hoặc được chuyển đổi sang phần triệu.

(10)

hoặc

(11)

trong đó

(12)

...

Mật độ r_gas, được đưa ra trong Bảng 3 cho một số thành phần khí thải. Khối lượng phân tử của khí thải, M_r,e phải được tính cho thành phần nhiên liệu chung C_βH_αO_εN_δS_γ, theo giả thiết quá trình cháy hoàn toàn như sau:

(13)

Mật độ thải r_e phải được tính như sau:

(14)

trong đó

(15)

5.5.4.4. Tính NMHC với máy cắt không mêtan

Nồng độ NMHC phải được tính như sau:

(16)

...

c_HC₍_c_ó_{máy cắt)}là nồng độ HC với khí mẫu đi qua NMC;

c_HC_(không_{máy cắt)} là nồng độ HC với khí mẫu không đi qua NMC;

E_M là hiệu suất mêtan được xác định theo 6.3.10.5.2;

E_E là hiệu suất êtan được xác định theo 6.3.10.5.3.

CHÚ THÍCH: Nếu sử dụng máy cắt không mêtan thì thời gian đáp ứng hệ thống có thể vượt quá 10 s.

5.5.5. Hiệu chỉnh khô/ướt

Nếu không được đo theo chuẩn ướt, nồng độ tức thời đo được phải được chuyển đổi sang chuẩn ướt theo công thức sau đây.

(17)

(18)

...

(19)

hoặc

(20)

với

(21)

(22)

trong đó

p_r là áp suất hơi nước sau bể làm lạnh, tính theo kilô pátxcan;

p_b là tổng áp suất khí quyển, tính theo kilô pátxcan;

...

c_CO₂là nồng độ CO₂ khô, tính theo phần trăm thể tích;

c_COlà nồng độ CO khô, tính theo phần trăm thể tích;

c_H2là nồng độ H₂ khô, tính theo phần trăm thể tích (chỉ cho động cơ xăng bốn kỳ)

H_alà độ ẩm không khí nạp, tính theo gam nước trên kilôgam không khí khô;

(15)

5.5.6. Hiệu chỉnh NO_x theo nhiệt độ và độ ẩm

Do phát thải NO_x phụ thuộc vào các điều kiện không khí xung quanh, nồng độ NO_x phải được chỉnh lại theo nhiệt độ và độ ẩm không khí xung quanh bằng hệ số được đưa ra trong công thức dưới đây.

a) Đối với động cơ cháy đo nén:

(23)

...

T_anhiệt độ không khí nạp, tính theo kenvin;

H_ađộ ẩm của không khí nạp, tính theo gam nước trên kilôgam không khí khô, trong đó H_a có thể được lấy từ phép đo độ ẩm tương đối, phép đo điểm sương, phép đo áp suất hơi hoặc phép đo bằng bầu khô/ướt sử dụng công thức được thừa nhận chung.

b) Đối với động cơ cháy cưỡng bức

(24)

Trong đó H_a có thể được lấy từ phép đo độ ẩm tương đối, phép đo điểm sương, phép đo áp suất hơi hoặc phép đo bằng bầu khô/ướt sử dụng công thức được thừa nhận chung.

5.5.7. Tính suất phát thải

Suất phát thải (gam trên kilôoát giờ) phải được tính cho mỗi thành phần riêng rẽ như sau:

M_gas = m_gas/W_a_ct (25)

Trong đó W_act công sinh ra trên chu trình thực được xác định trên toàn bộ chu trình thử tương ứng, dưới dạng kilôoát giờ, theo các tiêu chuẩn hoặc quy định quốc gia hoặc quốc tế có liên quan.

...

5.6.1. Yêu cầu chung

Việc xác định phát thải hạt phải cần đến hệ thống pha loãng. Theo tiêu chuẩn này, pha loãng phải được thực hiện bằng hệ thống pha loãng một phần dòng thải. Dung lượng của hệ thống pha loãng phải đủ lớn để loại bỏ hoàn toàn cặn nước trong hệ thống lấy mẫu và pha loãng, và duy trì nhiệt độ của khí thải được pha loãng bằng hoặc dưới 325 K (52 ºC) ở ngay phía trước giá đỡ bộ lọc theo dòng thải. Cho phép khử ẩm không khí pha loãng trước khi đi vào hệ thống pha loãng, điều này đặc biệt có tác dụng nếu độ ẩm không khí pha loãng cao. Nhiệt độ không khí pha loãng phải cao hơn 288 K (15 ºC) ở lân cận đoạn vào ống pha loãng. Cấp độ hạt của không khí pha loãng có thể được xác định bằng cách cho không khí pha loãng đi qua bộ lọc hạt.

Hệ thống pha loãng một phần dòng thải phải được thiết kế để tách một phần mẫu thải thô có tỷ số khối lượng không đổi khỏi dòng thải động cơ, trong khi vẫn đáp ứng được chênh lệch trong lưu lượng dòng thải và đưa không khí pha loãng vào mẫu này để đạt được 325 K (52 ºC) hoặc thấp hơn ở bộ lọc được thử. Vì điều này, tỷ số pha loãng hoặc tỷ số lấy mẫu, r_d hoặc r_s, nhất thiết được xác định để thỏa mãn các yêu cầu về độ chính xác trong 7.1.4. Có thể sử dụng các phương pháp tách mẫu khác nhau, trong khi kiểu tách mẫu được sử dụng quyết định mức độ cần thiết của dụng cụ và quy trình lấy mẫu được sử dụng (xem Điều 7).

Để xác định khối lượng hạt, cần có hệ thống lấy mẫu hạt, các bộ lọc mẫu hạt, cân chính xác đến micrô gam và buồng cân được điều khiển nhiệt độ và độ ẩm. Chi tiết của các hệ thống này được đưa ra trong Điều 7.

5.6.2. Lấy mẫu hạt

Nói chung, đầu dò lấy mẫu mẫu hạt phải được lắp ở ngay gần đầu dò lấy mẫu khí thải, nhưng phải có khoảng cách đủ xa để không gây ảnh hưởng. Vì vậy, những quy định về lắp đặt trong 5.5.2 cũng được áp dụng cho lấy mẫu hạt. Đường lấy mẫu phải theo Điều 7.

Trong trường hợp động cơ nhiều xy lanh có cổ xả được chia nhánh, đầu lấy mẫu đưa vào phải được đặt ở khoảng cách đủ xa về phía sau theo dòng thải để đảm bảo mẫu là đại diện cho phát thải trung bình từ tất cả các xy lanh. Ở động cơ nhiều xy lanh có các nhóm cổ xả riêng biệt, như ở kết cấu động cơ chữ V, khuyến nghị các cổ xả được nối chung với nhau ở trước đầu dò lấy mẫu theo dòng thải. Nếu điều này không thực tế, cho phép lấy mẫu từ nhóm cổ xả có phát thải hạt cao nhất. Có thể sử dụng các phương pháp khác được đưa ra tương quan với các phương pháp nêu trên. Để tính toán phát thải, phải sử dụng tổng lưu lượng thải theo khối lượng.

5.6.3. Thời gian đáp ứng hệ thống

Để điều khiển hệ thống pha loãng một phần dòng thải, sự đáp ứng nhanh của hệ thống là cần thiết. Thời gian biến đổi của hệ thống phải được xác định theo 7.3.3. Nếu thời gian biến đổi tổng hợp của phép đo lưu lượng thải (xem 5.4.2) và hệ thống lưu lượng một phần nhỏ hơn 0,3 s, có thể sử dụng điều khiển trực tuyến. Nếu thời gian biến đổi vượt quá 0,3 s, phải sử dụng điều khiển biết trước dựa trên quá trình thử được ghi lại từ trước. Trong trường hợp này, thời gian tăng lên phải ≤ 1 s và thời gian trễ tổng hợp ≤ 10 s.

...

- Hệ số tương quan R² của hồi quy tuyến tính giữa q_mp,i và q_mew,i, không được nhỏ hơn 0,95;

- Sai lệch chuẩn của q_mp,i ước tính trên q_mew,ikhông được vượt quá 5 % của q_mplớn nhất;

- Phần đoạn thẳng q_mp bị chắn bởi đường hồi quy không được vượt quá ± 2 % của q_mplớn nhất.

Theo cách khác, có thể tiến hành thử trước và tín hiệu lưu lượng thải theo khối lượng của phép thử trước này được dùng để điều khiển lưu lượng mẫu vào hệ thống phân tích hạt (điều khiển biết trước). Cần phải theo quy trình như vậy nếu thời gian biến đổi của hệ thống phân tích hạt, t₅₀_,_Phoặc thời gian biến đổi của tín hiệu lưu lượng thải theo khối lượng, t₅₀_,F hoặc cả hai > 0,3 s. Việc điều khiển chính xác hệ thống pha loãng một phần được thực hiện nếu đường đồ thị q_m_ew,_pre theo thời gian của phép thử trước, cái đã điều khiển q_mpđược chuyển sang thời gian t₅₀_,_P+ t₅₀_,F của điều khiển biết trước.

Để thiết lập mối tương quan giữa q_mp,i và q_mew,i, phải sử dụng số liệu được lấy trong quá trình thử thực với thời gian của q_mew,i được đồng bộ bằng cách so sánh t₅₀_,F tương đối với q_mp,i (không có sự đóng góp từ t₅₀_,_P vào việc đồng bộ thời gian). Như thế, thời gian chuyển đổi giữa q_mew và q_mp là khác nhau trong thời gian biến đổi của chúng, được xác định theo 7.3.3.

5.6.4. Đánh giá số liệu

Ít nhất 1 h trước khi thử, bộ lọc phải đặt trong hộp lồng bảo vệ khỏi bụi bẩn và cho phép thay đổi không khí, sau đó được đặt trong buồng cân để ổn định. Cuối giai đoạn ổn định, bộ lọc phải được cân và khối lượng bì phải được ghi lại. Sau đó bộ lọc phải được lưu giữ trong hộp lồng kín hoặc giá đỡ bộ lọc được bao kín đến khi thử. Bộ lọc phải được sử dụng trong vòng 8 h từ khi lấy ra khỏi buồng cân.

Bộ lọc hạt phải được đưa trở lại buồng cân không muộn hơn 1 h sau khi kết thúc phép thử. Bộ lọc phải được thuần hóa trong hộp lồng bảo vệ tránh bụi bẩn và cho phép thay đổi không khí trong ít nhất 1 h nhưng không quá 80 h, sau đó được cân. Khối lượng tổng của bộ lọc phải được ghi lại và khối lượng bì phải được trừ đi để cho ra kết quả khối lượng mẫu hạt m_f. Để đánh giá nồng độ hạt, tổng khối lượng mẫu (m_sep) đi qua bộ lọc trong toàn bộ chu trình thử phải được ghi lại.

Với sự đồng thuận trước của các bên liên quan, khối lượng PM phải được hiệu chỉnh đối với cấp độ PM của không khí pha loãng như được xác định trong 5.6.1, cùng với quy trình kỹ thuật tốt và đặc điểm kết cấu riêng của hệ thống đo hạt.

...

Khối lượng hạt, được tính theo gam trên phép thử, phải được tính toán bằng một trong các phương pháp sau đây (ví dụ về quy trình tính toán, xem Phụ lục D).

a) Phương pháp 1:

(26)

trong đó

m_flà khối lượng hạt được lấy mẫu trong toàn bộ chu trình, tính theo miligam;

m_seplà khối lượng khí thải pha loãng đi qua bộ lọc thu gom hạt, tính theo kilôgam;

m_edflà khối lượng khí thải pha loãng tương tương trong toàn bộ chu trình, tính theo kilôgam.

Tổng khối lượng của khí thải pha loãng tương đương trong toàn bộ chu trình được xác định như sau:

(27)

...

(29)

trong đó

q_me_df,ilà lưu lượng thải pha loãng tức thời tương đương theo khối lượng, tính theo kilôgam trên giây;

q_me_w,ilà lưu lượng thải tức thời theo khối lượng, tính theo kilôgam trên giây;

r_d,ilà tỷ lệ pha loãng tức thời;

q_m_d_e_w,ilà lưu lượng thải pha loãng tức thời theo khối lượng đi qua ống pha loãng, tính theo kilôgam trên giây;

q_m_dw,ilà lưu lượng không khí pha loãng tức thời theo khối lượng, tính theo kilôgam trên giây;

f là tần suất lấy mẫu số liệu, tính theo Hz;

n là số lượng phép đo.

...

m_PM = m_f/(r_s x 1000) (30)

trong đó

m_flà khối lượng hạt được lấy mẫu trong toàn bộ chu trình, tính theo miligam;

r_slà tỷ lệ lấy mẫu trung bình trong toàn bộ chu trình thử

với

(31)

trong đó

m_selà khối lượng mẫu trong toàn bộ chu trình, tính theo kilôgam;

m_ewlà tổng lưu lượng thải theo khối tượng trong toàn bộ chu trình, tính theo kilôgam;

...

m_se_dlà khối lượng khí thải pha loãng đi qua ống pha loãng, tính theo kilôgam.

CHÚ THÍCH: Trong trường hợp hệ thống kiểu lấy mẫu toàn phần, m_sep và m_se_d là tương tự.

5.6.6. Tính suất phát thải

Suất phát thải hạt (tính theo gam trên kilôoát giờ) được tính bởi

M_PM = m_PM/W_act (32)

trong đó

W_act là công trong chu trình thực được xác định trong toàn bộ chu trình thử tương ứng, tính theo kilôoát giờ phù hợp với các quy định hoặc tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế liên quan.

6. Thiết bị đo các thành phần khí

6.1. Yêu cầu kỹ thuật bộ phân tích

...

Bộ phân tích phải có dải đo và thời gian đáp ứng phù hợp với độ chính xác yêu cầu để đo nồng độ các thành phần khí thải trong điều kiện chuyển tiếp. Dải đo bộ phân tích phải được lựa chọn để nồng độ trung bình đo được trong toàn bộ chu trình thử rơi vào khoảng giữa 15 % và 100 % FS, độ chính xác của bộ phân tích không vượt quá ± 2 % trị số đọc đối với nồng độ trung bình.

Nếu các hệ thống đưa ra kết quả đọc được (máy tính, máy ghi số liệu) có thể đảm bảo đủ độ chính xác và độ phân giải ở dưới 15 % FS, thì cũng cho phép thực hiện các phép đo dưới 15 % FS. Trong trường hợp này, phải thực hiện các hiệu chuẩn bổ sung tại bốn điểm danh định cách đều nhau, trừ điểm 0, để đảm bảo độ chính xác của các đường cong hiệu chuẩn phù hợp với 6.3.6.3.

Tính tương thích điện từ (EMC) của thiết bị phải ở mức để giảm thấp nhất các sai số phụ.

6.1.2. Độ chính xác

Bộ phân tích không được lệch khỏi điểm hiệu chuẩn danh định quá ± 2 % trị số đọc hoặc ± 0,3 % FS, lấy theo giá trị nào lớn hơn. Độ chính xác phải được xác định theo các yêu cầu kỹ thuật về hiệu chuẩn được đưa ra trong 6.3.6.

CHÚ THÍCH: Theo Tiêu chuẩn này, độ chính xác được định nghĩa là sai lệch trị số đọc từ bộ phân tích so với các giá trị hiệu chuẩn danh định khi dùng khí chuẩn (trùng với giá trị thực).

6.1.3. Độ chuẩn xác

Độ chuẩn xác, được xác định bằng 2,5 lần sai lệch chuẩn của 10 đáp ứng lặp lại đối với khí hiệu chuẩn hoặc khí dải đo đã cho, không được lớn hơn nồng độ 1 % FS đối với mỗi dải đo được sử dụng ở trên 155 ppm (= 150 µl/l) hoặc 155 ppm C (= 150 µl/I, C), hoặc 2 % của mỗi dải đo được sử dụng ở dưới 155 ppm (= 150 µl/l) hoặc 155 ppm C (= 150 µl/l, C).

6.1.4. Nhiễu

...

6.1.5. Độ trôi điểm 0

Đáp ứng điểm 0 được định nghĩa là đáp ứng trung bình, gồm cả nhiễu, đối với khí điểm 0 trong khoảng thời gian 30 s. Độ trôi của đáp ứng điểm 0 trong giai đoạn 1 h phải nhỏ hơn 2 % FS trên dải đo thấp nhất được sử dụng.

6.1.6. Độ trôi dải đo

Đáp ứng dải đo được định nghĩa là đáp ứng trung bình, gồm cả nhiễu, đối với khí dải đo trong khoảng thời gian 30 s. Độ trôi của đáp ứng dải đo trong giai đoạn 1 h phải nhỏ hơn 2 % FS trên dải đo thấp nhất được sử dụng.

6.1.7. Thời gian tăng lên

Thời gian đáp ứng tăng lên của bộ phân tích được lắp trong hệ thống đo không được vượt quá 2,5 s.

CHÚ THÍCH: Chỉ đánh giá đơn giản thời gian đáp ứng của bộ phân tích sẽ không xác định rõ được tính tương thích của toàn bộ hệ thống đối với thử chuyển tiếp. Các thể tích và đặc biệt là thể tích chết trong toàn bộ hệ thống không chỉ ảnh hưởng đến thời gian vận chuyển khí từ đầu dò lấy mẫu đến bộ phân tích, mà còn ảnh hưởng đến thời gian tăng lên. Ngoài ra, thời gian vận chuyển khí bên trong bộ phân tích được coi là thời gian đáp ứng của bộ phân tích - như đối với bộ chuyển đổi hoặc bộ ngăn nước bên trong bộ phân tích NO_X. Xem 6.3.5 về việc xác định thời gian đáp ứng của toàn bộ hệ thống.

6.1.8. Làm khô khí

Khí thải có thể được đo ướt hoặc khô. Thiết bị làm khô khí nếu được sử dụng, phải có ảnh hưởng nhỏ nhất đến thành phần của các khí được đo. Không được sử dụng các bộ làm khô theo nguyên tắc hóa học để loại bỏ nước khỏi mẫu.

...

6.2.1. Yêu cầu chung

Các nguyên tắc đo sử dụng được cho trong 6.2.2 đến 6.2.9. Mô tả chi tiết các hệ thống đo được cho trong 6.4. Khí được đo phải được phân tích bằng cách sử dụng các thiết bị sau đây. Đối với bộ phân tích phi tuyến, cho phép sử dụng mạch tuyến tính hóa.

6.2.2. Phân tích cácbon mônôxit (CO)

Bộ phân tích cácbon mônôxit phải là kiểu hấp thụ hồng ngoại không phân tán (NDIR).

6.2.3. Phân tích cácbon điôxit (CO₂)

Bộ phân tích cácbon điôxit phải là kiểu hấp thụ hồng ngoại không phân tán (NDIR).

6.2.4. Phân tích hyđrô cácbon (HC)

Bộ phân tích hyđrô cácbon phải là kiểu đầu dò ion hóa ngọn lửa được sấy nóng (HFID) với đầu dò, van, hệ thống ống,... được làm nóng để giữ nhiệt độ khí ở 463 K ± 10 K (190 ºC ± 10 ºC). Theo cách khác, đối với động cơ nhiên liệu khí tự nhiên và động cơ SI, bộ phân tích hyđrô cácbon có thể là kiểu đầu dò ion hóa ngọn lửa không được sấy nóng (FID), tùy theo phương pháp được sử dụng (xem 6.4.3).

6.2.5. Phân tích hyđrô cácbon không chứa mêtan (NMHC)

...

6.2.6. Phân tích các ôxit nitơ (NO_x)

Nếu đo theo chuẩn khô, bộ phân tích các ôxit nitơ phải là kiểu đầu dò quang hóa (CLD) hoặc đầu dò quang hóa được sấy nóng (HCLD) có bộ chuyển đổi NO₂/NO. Nếu đo theo chuẩn ướt, phải sử dụng bộ chuyển đổi HCLD được duy trì ở trên 328 K (55 ºC) với điều kiện thỏa mãn phép kiểm tra dập tắt nước (xem 6.3.11.3.2). Đối với cả CLD và HCLD, đường lấy mẫu lên đến bộ chuyển đổi cho đo khô và lên đến bộ phân tích cho đo ướt, phải được duy trì ở nhiệt độ thành bao trong khoảng giữa 328 K và 473 K (55 ºC và 200 ºC).

6.2.7. Phân tích phomanđêhít (HCHO)

Đối với phép đo liên tục trong khí thải khô, bộ phân tích FTIR (hồng ngoại biến đổi Furiê) hoặc SIMS (phổ kế khối lượng ion hóa mềm) phải được sử dụng theo chỉ dẫn của nhà cung cấp thiết bị.

Bộ phân tích FTIR phải được trang bị thuật toán để tạo ra những giá trị nồng độ không nhiễu từ phổ hồng ngoại. Để tránh nhiễu gây ra bởi sự sai lệch phổ giữa các thiết bị, bộ phân tích này phải được trang bị cơ sở dữ liệu phổ được xây dựng riêng cho mỗi thiết bị.

Bộ phân tích SIMS phải được trang bị kho dữ liệu điều khiển để tạo ra các giá trị nồng độ phomanđêhít được khử nhiễu. Năng lượng bên trong của việc ion hóa ion phải trên 11,6 eV (như Xe⁺ với năng lượng bên trong là 12,2 eV). Nếu đo ở khối lượng 30, nhiễu từ NO₂ phải được bù lại bằng tỷ số hiệu suất ion hóa đã biết của NO₂ đối với các khối lượng 46 và 30. Việc khử nhiễu phải được thực hiện với thời gian chu trình lớn nhất là 300 ms. Phép đo phomanđêhít ở khối lượng 29 có thể được chấp nhận nếu muốn, chấp nhận hoặc bù lại tín hiệu bổ sung do các anđêhit cao hơn (phép đo ở khối lượng 29 cho ra giới hạn trên của nồng độ phomanđêhit).

Nếu được đo trong khí thải pha loãng ở hệ thống pha loãng một phần dòng thải, phomanđêhít phải được xác định bằng cách cho mẫu thải pha loãng có lưu lượng không đổi đi qua vật va chạm chứa dung môi axêtôn nitrin (ACN) hòa tan chất phản ứng DNPH hoặc đi qua ống điôxit silíc được phủ 2,4-DNPH. Mẫu thu được phải được phân tích bằng sắc phổ lỏng áp suất cao (HPLC) sử dụng đầu dò UV 365 nm (xem 6.4.5). Nếu khí pha loãng được lấy mẫu từ hệ thống pha loãng một phần dòng thải kiểu lấy mẫu bộ, quy định về độ chính xác của phép đo lưu lượng được đưa ra trong 7.1.4 phải được đáp ứng bằng cách sử dụng quy trình được đưa ra trong 7.1.4.2.

6.2.8. Phân tích mêtanon (CH₃OH)

Đối với phép đo liên tục trong khí thải thô, bộ phân tích FTIR hoặc SIMS phải được sử dụng theo chỉ dẫn của nhà cung cấp thiết bị.

...

Bộ phân tích SIMS phải được trang bị kho dữ liệu điều khiển để tạo ra các giá trị nồng độ mêtanon được khử nhiễu. Năng lượng bên trong của việc ion hóa ion phải hơn 11,2 eV (như Xe⁺ với năng lượng bên trong là 12,2 eV). Điều này cho phép đo mêtannon ở khối lượng 31. Chỉ những chất gây nhiễu có khối lượng này mới có thể là các phân đoạn của êtanon và prôpanon, những chất thường không xuất hiện trong khí thải. Tuy vậy, để đo chính xác mêtannon, việc khử nhiễu phải được thực hiện với tỷ số hiệu suất ion hóa đã biết của những chất này ở những khối lượng không bị phân đoạn của chúng và khối lượng 31.

Theo cách khác, mêtanon có thể được xác định bằng HFID. Trong trường hợp này, HFID được hiệu chuẩn prôpan phải được hoạt động ở 385 K ± 10 K (112 ºC ± 10 ºC). Hệ số đáp ứng mêtanon phải được xác định tại một số nồng độ trong dải nồng độ của mẫu theo 6.3.10.4.

Nếu được đo trong khí thải pha loãng ở hệ thống pha loãng một phần dòng thải, mêtanon phải được xác định bằng cách cho mẫu thải pha loãng có lưu lượng không đổi đi qua vật va chạm chứa nước đã khử ion. Mẫu phải được phân tích bằng sắc phổ khí (GC) với FID (xem 6.4.6). Nếu khí pha loãng được lấy mẫu từ hệ thống pha loãng một phần dòng thải kiểu lấy mẫu toàn bộ, quy định về độ chính xác của phép đo lưu lượng được cho trong 7.1.4 phải được đáp ứng bằng cách sử dụng quy trình được cho trong 7.1.4.2.

6.2.9. Đo không khí-nhiên liệu

Thiết bị đo không khí-nhiên liệu được sử dụng để xác định lưu lượng khí thải theo 5.4.6 phải là kiểu cảm biến tỷ số không khí-nhiên liệu dải rộng hoặc cảm biến lamđa làm bằng ôxít ziricôni.

Cảm biến phải được gắn trực tiếp vào ống xả ở vị trí nhiệt độ khí thải đủ cao để loại trừ hiện tượng ngưng tụ nước.

Độ chính xác của cảm biến có tích hợp mạch điện tử phải trong phạm vi

± 3 % trị số đọc λ < 2

± 5 % trị số đọc 2 ≤ λ < 5

...

Để thỏa mãn độ chính xác này, cảm biến phải được hiệu chuẩn theo quy định của nhà sản xuất thiết bị.

6.3. Hiệu chuẩn

6.3.1. Yêu cầu chung

Mỗi bộ phân tích phải được hiệu chuẩn thường xuyên khi cần thiết để thỏa mãn yêu cầu về độ chính xác của tiêu chuẩn này. Phương pháp hiệu chuẩn sử dụng được quy định rõ ở đây đối với các bộ phân tích được nêu tại 6.2 và 6.4.

6.3.2. Khí hiệu chuẩn

6.3.2.1. Yêu cầu chung

Thời hạn sử dụng của tất cả các khí hiệu chuẩn phải được tôn trọng. Ngày hết hạn của khí hiệu chuẩn do nhà sản xuất công bố phải được ghi lại.

6.3.2.2. Khí tinh khiết

Độ tinh khiết yêu cầu của khí được xác định bằng giới hạn nhiễm bẩn được đưa ra dưới đây. Các khí sau đây phải sẵn sàng để sử dụng.

...

- Nhiễm bẩn ≤ 1 ppm ( = 1µl/l) C1, ≤ 1 ppm ( = 1 µl/l) CO, ≤ 400 ppm ( = 400 µl/l) CO₂, ≤ 0,1 ppm ( = 0,1 µl/l) NO.

b) Ôxi tinh khiết

- Độ tinh khiết > 99,5 % theo thể tích O₂

c) Hỗn hợp hêli-hyđrô

- (40 ± 2) % hyđrô, còn lại là hêli cân bằng

- Nhiễm bẩn ≤ 1 ppm ( = 1 µl/l) C1, ≤ 400 ppm ( = 400 µl/l) CO₂,

d) Không khí tổng hợp tinh khiết

- Nhiễm bẩn ≤ 1 ppm ( = 1 µl/l) C1, ≤ 1 ppm ( = 1 µl/l) CO, ≤ 400 ppm ( = 400 µl/l) CO₂, ≤ 0,1 ppm ( = 0,1 µl/l) NO.

- Hàm lượng ôxi trong khoảng giữa 18 % đến 21 % theo thể tích.

...

Phải có sẵn hỗn hợp khí có thành phần hóa học sau đây:

- C₃H₈ và không khí tổng hợp tinh khiết (xem 6.3.2.2);

- CO và nitơ tinh khiết;

- NO_x và nitơ tinh khiết - lượng NO₂ trong khí hiệu chuẩn này không được quá 5 % hàm lượng NO;

- CO₂ và nitơ tinh khiết;

- CH₄ và không khí tổng hợp tinh khiết;

- C₂H₆ và không khí tổng hợp tinh khiết.

Cho phép có những tổ hợp khí khác, với điều kiện các khí không phản ứng với nhau.

Nồng độ thực của khí hiệu chuẩn hoặc khí dải đo phải nằm trong phạm vi ± 2 % của giá trị danh định và phải được tìm thấy trong các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế. Tất cả nồng độ của khí hiệu chuẩn phải được đưa ra dưới dạng thể tích (phần triệu hoặc phần trăm theo thể tích hoặc là tỷ phần thể tích tính theo micrô lít trên lít).

...

Khi dùng để hiệu chuẩn và kiểm tra dải đo cũng có thể có được bằng cách dùng thiết bị hòa trộn chính xác (bộ chia khí), pha loãng với nitơ nguyên chất hoặc không khí tổng hợp nguyên chất. Độ chính xác của thiết bị hòa trộn phải sao cho nồng độ của khí hiệu chuẩn được hòa trộn có độ chính xác trong phạm vi ± 2 %. Độ chính xác này có ý nói khi sơ cấp được sử dụng để hòa trộn phải có độ chính xác ít nhất ± 1 %, có thể tìm thấy trong các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế về khí. Việc xác minh phải được thực hiện ở khoảng giữa 15 % FS và 50 % FS đối với mỗi lần hiệu chuẩn có kết hợp thiết bị hòa trộn. Có thể thực hiện xác minh bổ sung bằng cách dùng một khí hiệu chuẩn khác, nếu như lần xác minh đầu tiên không đạt.

Theo cách khác, thiết bị hòa trộn có thể được kiểm tra theo tuyến tính tự nhiên bằng thiết bị, như dùng khí NO với CLD. Giá trị dải đo của thiết bị phải được điều chỉnh bằng khí dải đo được nối trực tiếp vào thiết bị. Thiết bị hòa trộn phải được kiểm tra tại các lần chỉnh đặt và giá trị danh định phải được so sánh với nồng độ mà thiết bị đo được. Sự sai khác này tại mỗi điểm phải nằm trong phạm vi ± 1 % của giá trị danh định.

Các phương pháp khác có thể được sử dụng dựa trên quy trình kỹ thuật tốt và có sự đồng thuận trước của các bên liên quan.

Khuyến nghị dùng bộ chia khí chuẩn xác với độ chính xác nằm trong phạm vi ± 1 % để có thể thiết lập được đường cong hiệu chuẩn của bộ phân tích một cách chính xác. Bộ chia khí phải do nhà sản xuất thiết bị hiệu chuẩn.

6.3.2.5. Khí kiểm tra nhiễu ôxi

Các khí kiểm tra nhiễu ôxi là hỗn hợp của prôpan, ôxi và nitơ. Chúng phải chứa prôpan có 350 ppm (=350 µl/l) C ± 75 ppm (=75 µl/l) C hyđrô cácbon. Giá trị nồng độ phải được xác định tới dung sai của khí hiệu chuẩn bằng việc phân tích ghi sắc của tổng hyđrô cácbon cộng thêm tạp chất hoặc bằng sự hòa trộn động học. Các nồng độ ôxi cần cho thử động cơ xăng và điêzen được cho trong Bảng 4 với phần còn lại là nitơ tinh khiết.

Bảng 4 - Khí kiểm tra nhiễu ôxi

Loại động cơ

Nồng độ ôxi (tỷ phần thể tích)
% theo thể tích

...

21 (20 đến 22)

Điêzen và xăng

10 (9 đến 11)

5 (4 đến 6)

Xăng

0 (0 đến 1)

6.3.3. Quy trình vận hành

Quy trình vận hành bộ phân tích phải tuân theo các chỉ dẫn khởi động và vận hành của nhà sản xuất thiết bị và các yêu cầu tối thiểu được đưa ra trong 6.3.4 và 6.3.9.

6.3.4. Thử rò rỉ

...

Rò rỉ cho phép lớn nhất ở phía chân không phải là 0,5 % của lưu lượng sử dụng cho phần hệ thống được kiểm tra. Lưu lượng qua và không đi qua bộ phân tích có thể được dùng để ước tính lưu lượng sử dụng.

Bằng cách khác, hệ thống có thể được rút chân không tới áp suất chân không ít nhất là 20 kPa (80 kPa tuyệt đối). Sau giai đoạn ổn định ban đầu, độ tăng áp ∆_p (dưới dạng kilo paxtcan trên phút) trong hệ thống không được vượt quá

∆_p = p/V_s x 0,005 x q_vs (33)

trong đó

V_s thể tích hệ thống, tính bằng lít;

q_vs lưu lượng hệ thống, tính bằng lít trên phút.

Một phương pháp khác là cho thay đổi từng bước nồng độ tại nơi bắt đầu đường lấy mẫu bằng cách vặn mở từ không đến khí dải đo. Sau một giai đoạn thích hợp, nếu trị số đọc là khoảng 1 % thấp so với nồng độ đưa vào, các điểm này cần phải hiệu chuẩn hoặc bị rò rỉ.

6.3.5. Kiểm tra thời gian đáp ứng của hệ thống phân tích

Việc chỉnh đặt hệ thống để đánh giá thời gian đáp ứng phải chính xác tương tự như trong quá trình thử thực hiện phép đo (có nghĩa là việc chỉnh đặt áp suất, lưu lượng, bộ lọc trên bộ phân tích và tất cả ảnh hưởng khác đến thời gian đáp ứng). Việc xác định thời gian đáp ứng phải được tiến hành bằng cách vặn mở khí trực tiếp tại cửa vào của đầu dò lấy mẫu. Việc vặn mở khí phải được làm trong thời gian ngắn hơn 0,1 s. Khí được dùng cho phép thử phải tạo ra sự thay đổi nồng độ ít nhất bằng 60 % FS.

...

Để đồng bộ thời gian của tín hiệu bộ phân tích và lưu lượng thải, thời gian biến đổi được xác định là thời gian từ lúc thay đổi (t₀) đến khi đáp ứng là 50 % trị số cuối cùng (t₅₀).

Thời gian đáp ứng hệ thống phải ≤ 10 s với thời gian tăng lên ≤ 2,5 s theo 6.1.7 đối với tất cả các thành phần hạn chế (CO, NO_x, HC hoặc NMHC) và tất cả dải đo được sử dụng.

6.3.6. Quy trình hiệu chuẩn

6.3.6.1. Cụm thiết bị

Hiệu chuẩn cụm thiết bị và kiểm tra đường cong hiệu chuẩn so với khí chuẩn. Cùng một lưu lượng khí phải được sử dụng như khi lấy mẫu thải.

6.3.6.2. Thời gian làm nóng

Thời gian làm nóng phải theo khuyến nghị của nhà sản xuất. Nếu không được xác định rõ thì khuyến nghị thời gian làm nóng bộ phân tích tối thiểu là 2 h.

6.3.6.3. Thiết lập đường cong hiệu chuẩn

Điều này phải được thực hiện theo quy trình sau đây:

...

b) Sử dụng không khí tổng hợp tự nhiên (hoặc ni-tơ), chỉnh đặt bộ phân tích CO, CO₂, NO_x và HC về 0.

c) Đưa khí hiệu chuẩn thích hợp vào bộ phân tích, ghi lại các giá trị và thiết lập đường cong hiệu chuẩn.

Đường cong hiệu chuẩn phải được thiết lập bằng ít nhất 6 điểm hiệu chuẩn (kể cả 0) cách gần đều nhau trên toàn bộ dải hoạt động. Nồng độ danh định lớn nhất phải lớn hơn hoặc bằng 90 % FS.

Đường cong hiệu chuẩn phải được tính toán bằng phương pháp bình phương cực tiểu. Có thể dùng phương trình tuyến tính hoặc phi tuyến phù hợp nhất.

Các điểm hiệu chuẩn không được lệch khỏi đường bình phương cực tiểu phù hợp nhất quá ± 2 % trị số đọc hoặc 0,3 % FS, theo giá trị nào lớn hơn.

b) Kiểm tra lại việc chỉnh đặt điểm 0 và lặp lại quy trình hiệu chuẩn nếu cần.

6.3.6.4. Phương pháp thay thế

Có thể sử dụng phương pháp thay thế - máy tính, công tắc dải đo điều khiển điện tử... nếu chứng tỏ được rằng chúng cho độ chính xác tương đương.

6.3.7. Kiểm tra xác nhận lại đường cong hiệu chuẩn

...

Kiểm tra việc hiệu chuẩn dùng khí điểm 0 và khí dải đo mà giá trị danh định của chúng lớn hơn 80 % FS của dải đo.

Đối với hai điểm được xem xét, giá trị điều chỉnh có thể được thay đổi nếu giá trị đo được không sai lệch giá trị chuẩn được công bố quá ± 4 % FS. Nếu không đạt được điều trên, phải kiểm tra lại khí dải đo hoặc thiết lập đường cong hiệu chuẩn mới theo 6.3.6.3.

6.3.8. Hiệu chuẩn bộ phân tích khí đánh dấu đối với phép đo lưu lượng thải

Hiệu chuẩn bộ phân tích đối với phép đo nồng độ khí đánh dấu bằng khí chuẩn.

Đường cong hiệu chuẩn phải được thiết lập bởi ít nhất 10 điểm hiệu chuẩn (không gồm điểm 0) được dãn cách để cho một nửa số điểm hiệu chuẩn nằm giữa 4 % và 20 % của toàn bộ thang đo bộ phân tích và số còn lại nằm giữa 20 % FS và 100 % FS. Đường cong hiệu chuẩn được tính toán bằng phương pháp bình phương cực tiểu.

Trong phạm vi từ 20 % FS đến 100 % FS, đường cong hiệu chuẩn không được sai lệch quá ± 1 % FS so với giá trị danh định của mỗi điểm hiệu chuẩn. Trong phạm vi từ 4 % FS đến 20 % FS, nó cũng không được sai lệch quá ± 2 % trị số đọc so với giá trị danh định.

Chỉnh đặt bộ phân tích về 0 và chia khoảng trước khi tiến hành thử bằng cách sử dụng khí điểm 0 và khí dải đo với giá trị danh định lớn hơn 80 % toàn bộ thang đo bộ phân tích.

6.3.9. Thử hiệu suất bộ chuyển đổi NO_x

6.3.9.1. Yêu cầu chung

...

6.3.9.2 Chuẩn bị thử

Chuẩn bị phép thử theo sơ đồ được trình bày trên Hình 3 và quy trình sau đây, dụng cụ thử hiệu suất bộ chuyển đổi là bộ ôzôn.

6.3.9.3. Hiệu chuẩn

Hiệu chuẩn CLD và HCLD trong hầu hết dải hoạt động thông thường theo yêu cầu kỹ thuật của nhà sản xuất bằng cách sử dụng khí điểm 0 và khí dải đo (nồng độ NO của khí này phải chiếm tới khoảng 80 % dải hoạt động và nồng độ NO₂ của hỗn hợp khí phải nhỏ hơn 5 % nồng độ NO). Bộ phân tích NO_x phải ở chế độ NO để cho khí dải đo không đi qua bộ chuyển đổi. Ghi lại nồng độ chỉ thị.

6.3.9.4. Tính toán

Hiệu suất % của bộ chuyển đổi được tính bằng

E_NOx= ——— x 100 (34)

trong đó

a là nồng độ NO_x theo 6.3.9.7;

...

c là nồng độ NO theo 6.3.9.5;

d là nồng độ NO theo 6.3.9.6.

CHÚ DẪN:

1 Bộ biến đổi biến số 3 Bộ ôzôn

2 Van điện từ ^a Đến bộ phân tích

Hình 3 - Sơ đồ thiết bị thử hiệu suất bộ chuyển đổi NO₂

6.3.9.5. Bổ sung ôxi

Thông qua khớp nối chữ T, bổ sung liên tục ôxi hoặc không khí 0 vào dòng khí cho đến khi nồng độ được chỉ thị vào khoảng 20 % nhỏ hơn nồng độ hiệu chuẩn được chỉ thị từ 6.3.9.3 (với bộ phân tích ở chế độ NO).

...

6.3.9.6. Kích hoạt bộ ôzôn

Kích hoạt bộ ôzôn để tạo ra ôzôn đủ để đưa nồng độ NO xuống còn khoảng 20 % (tối thiểu 10 %) của nồng độ hiệu chuẩn được cho trong 6.3.9.3. Ghi lại giá trị nồng độ được chỉ thị, d (với bộ phân tích ở chế độ NO).

6.3.9.7. Chế độ NO_x

Bây giờ, vặn chuyển bộ phân tích NO sang chế độ NO_x để cho hỗn hợp khí (NO, NO₂, O₂ và N₂) đi qua bộ chuyển đổi. Ghi lại giá trị nồng độ được chỉ thị, a (với bộ phân tích ở chế độ NO_x).

6.3.9.8. Ngừng hoạt động bộ ôzôn

Cho ngừng hoạt động bộ ôzôn. Hỗn hợp khí được mô trong 6.3.9.7 sẽ đi qua bộ chuyển đổi đến đầu dò. Ghi lại giá trị nồng độ được chỉ thị, b (với bộ phân tích ở chế độ NO_x).

6.3.9.9. Chế độ NO

Chuyển sang chế độ NO với bộ ôzôn được ngừng hoạt động và cũng ngắt dòng ôxi hoặc không khí tổng hợp. Trị số NO_x đọc được ở bộ phân tích không được sai lệch quá ± 5 % so với giá trị đo được theo 6.3.9.3 (với bộ phân tích ở chế độ NO).

6.3.9.10. Khoảng thời gian thử

...

6.3.9.11. Yêu cầu về hiệu suất

Hiệu suất bộ chuyển đổi, E_N_ox, không được nhỏ hơn 90 %, nhưng khuyến nghị hiệu suất cần cao hơn 95 %.

Với bộ phân tích ở hầu hết dải đo thông thường, nếu bộ ôzôn không cho ra mức giảm từ 80 % xuống 20 % theo 6.3.9.6, dải cao nhất cho ra sự giảm phải được sử dụng sau đó.

6.3.10. Điều chỉnh FID

6.3.10.1. Tối ưu hóa đáp ứng đầu dò

FID phải được điều chỉnh theo yêu cầu của nhà sản xuất thiết bị. Khi dải đo prôpan trong không khí phải được sử dụng để tối ưu hóa đáp ứng trên hầu hết dải hoạt động thông thường.

a) Với lưu lượng nhiên liệu và không khí đặt theo khuyến nghị của nhà sản xuất, đưa khí dải đo 350 ppm (= 350 µl/l) C ± 75 ppm (= 75 µl/l) C vào trong bộ phân tích. Đáp ứng ở lưu lượng nhiên liệu đã cho phải được xác đinh từ sự chênh lệch giữa đáp ứng khí dải đo và đáp ứng khí điểm 0.

b) Điều chỉnh thêm lưu lượng nhiên liệu lên trên và xuống dưới yêu cầu của nhà sản xuất. Ghi lại đáp ứng dải đo và đáp ứng 0 tại những lưu lượng này. Vẽ đồ thị sự chênh lệch giữa đáp ứng dải đo và điểm 0 và điều chỉnh lưu lượng về phía giàu nhiên liệu của đường cong.

Đây là sự chỉnh đặt lưu lượng ban đầu, có thể cần tối ưu hóa tiếp theo nữa tùy thuộc vào kết quả hệ số đáp ứng hyđrô cácbon và kiểm tra nhiễu ôxi được quy định trong 6.3.10.2 và 6.3.10.3.

...

Tối ưu hóa có thể được tiến hành bằng cách khác theo quy trình được đưa ra trong báo cáo của SAE 770141.

6.3.10.2. Hệ số đáp ứng hyđrô cácbon

Bộ phân tích phải được hiệu chuẩn bằng cách dùng prôpan trong không khí và không khí tổng hợp tinh khiết theo 6.3.6.

Hệ số đáp ứng phải được xác định khi đưa bộ phân tích vào sử dụng và sau các kỳ sử dụng chính. Hệ số đáp ứng, r_h đối với loại hyđrô cácbon đặc trưng là tỷ số của trị số đọc C1 của FID so với nồng độ khí trong bình chứa tính theo phần triệu (micrô lít trên lít) của C1.

Nồng độ khí thử phải ở mức tạo ra đáp ứng bằng xấp xỉ 80 % FS. Nồng độ phải được biết đến với độ chính xác ± 2 % so với chuẩn phép đo trọng lực được biểu diễn dưới dạng thể tích. Ngoài ra, bình chứa khí phải được điều hòa trong 24 h ở nhiệt độ 298 K ± 5 K (25 ºC ± 5 ºC).

Khí thử được sử dụng và phạm vi hệ số đáp ứng tương đối được khuyến nghị là

- mêtan và không khí tổng hợp tinh khiết 1,00 ≤ r_h ≤ 1,15

- prôpylen và không khí tổng hợp tinh khiết 0,90 ≤ r_h ≤ 1,1

- tôluen và không khí tổng hợp tinh khiết 0,90 ≤ r_h ≤ 1,1

...

6.3.10.3. Kiểm tra nhiễu ôxy

Kiểm tra nhiễu ôxi phải được thực hiện khi đưa bộ phân tích vào sử dụng và sau các kỳ sử dụng chính.

CHÚ THÍCH: Chỉ cần kiểm tra nhiễu ôxi khi thực hiện phép đo trong khí thải thô.

Dải phải được chọn sao cho khí kiểm tra nhiễu ôxi rơi vào khoảng trên 50 %. Phép thử phải được tiến hành cùng với chỉnh đặt nhiệt độ đốt theo yêu cầu. Yêu cầu kỹ thuật kiểm tra nhiễu ôxi phải theo 6.3.2.5.

a) Chỉnh đặt bộ phân tích về 0.

b) Bộ phân tích phải được chia khoảng bằng hỗn hợp ôxi 0 % đối với động cơ nhiên liệu xăng. Thiết bị đo đối với động cơ điêzen phải được chia khoảng bằng hỗn hợp ô-xi 21 %.

c) Kiểm tra lại đáp ứng điểm 0. Nếu thay đổi quá 0,5 % FS, lặp lại các bước a) và b).

d) Đưa vào thiết bị khí kiểm tra nhiễu ôxy 5 % và 10 %.

e) Kiểm tra lại đáp ứng điểm 0. Nếu thay đổi quá ± 0,1 % FS, lặp lại phép thử.

...

% O_I = (B - đáp ứng bộ phân tích) x 100 / B (35)

trong đó đáp ứng bộ phân tích là (A /% FS tại A) x (% FS tại B) (36)

trong đó

A là nồng độ hyđrô cácbon của khí dải đo được sử dụng ở bước b) tính bằng phần triệu (micrô lít trên lít) của C;

B là nồng độ hyđrô cácbon của khí kiểm tra nhiễu ôxi được sử dụng ở bước d) tính bằng phần triệu (micrô lít trên lít) của C.

Nhiễu ôxy phải nhỏ hơn ± 3,0 % đối với tất cả khí kiểm tra nhiễu ôxy trước khi thử.

g) Nếu nhiễu ôxy lớn hơn ± 3,0 %, điều chỉnh thêm lưu lượng không khí lên trên và xuống dưới yêu cầu của nhà sản xuất, lặp lại 6.3.10.1 đối với mỗi lưu lượng.

h) Nếu nhiễu ôxy lớn hơn ± 3,0 % sau khi điều chỉnh lưu lượng không khí, thay đổi lưu lượng nhiên liệu và sau đó là lưu lượng mẫu, lặp lại 6.3.10.1 đối với mỗi chỉnh đặt mới.

i) Nếu nhiễu ôxy vẫn lớn hơn ± 3,0 %, sửa chữa hoặc thay thế bộ phân tích, nhiên liệu FID hoặc không khí lò đốt trước khi thử. Sau đó lặp lại quy trình với thiết bị hoặc khí đã được sửa chữa hoặc thay thế.

...

Khi bộ phân tích FID được sử dụng để phân tích các hyđrô cácbon chứa mêtanon, phải thiết lập hệ số đáp ứng mêtanon, r_m của bộ phân tích.

Phun một thể tich mêtanon đã biết (a, tính theo mililít) bằng ống tiêm micrô lít vào vùng hỗn hợp được làm nóng [395 k (122 ºC)] của vòi phun có vách ngăn, sau đó được làm bay hơi và đưa vào túi tedla¹⁾ với thể tích đã biết (b, tính theo mét khối) của không khí ở mức 0. Thể tích hoặc các thể tích không khí phải sao cho nồng độ mêtanon trong túi đại diện cho dải nồng độ được tìm thấy trong mẫu thải.

Phân tích mẫu trong túi bằng cách sử dụng FID và tính toán r_m như sau:

(37)

trong đó

X_FID là trị số đọc của FID, tính bằng phần triệu (micrô lít trên lít) của C;

c_SAM là nồng độ mêtannon trong túi mẫu, khi được tính toán từ a và b: c_SAM = 594 x a/b, tính bằng phần triệu (micrô lít trên lít) của c.

1) Tedlar^(R) là tên thương mại của sản phẩm cung cấp bởi DuPont. Thông tin này được đưa ra để tiện cho người sử dụng tiêu chuẩn này và không là sự xác nhận bởi ISO về sản phẩm được đặt tên. Các sản phẩm tương đương có thể được sử dụng nếu chúng có thể cho kết quả tương đương.

6.3.10.5. Hiệu suất của máy cắt không mêtan (NMC)

...

NMC được dùng để lấy các hyđrô cácbon không phải mêtan ra khỏi khí mẫu bằng cách ôxi hóa tất cả hyđro cácbon trừ mêtan. Một cách lý tưởng, chuyển đổi mêtan là 0 % và đối với các hyđrô cácbon còn lại được đại diện bởi êtan là 100 %. Để phép đo NMHC và CH₄ chính xác, hai hiệu suất phải được xác định và được dùng để tính toán lưu lượng phát thải NMHC theo khối lượng (xem 5.5.4.4).

6.3.10.5.2. Hiệu suất mêtan

Khí hiệu chuẩn mêtan phải được thổi qua FID có và không đi qua NMC và hai nồng độ được ghi lại. Hiệu suất phải được xác định như sau:

(38)

trong đó

c_{HC(qua máy cắt)} là nồng độ HC, với CH₄ thổi qua NMC, tính bằng phần triệu (micrô lít trên lít) của C;

c_{HC(không qua máy cắt)} là nồng độ HC, với CH₄ không đi qua NMC, tính bằng phần triệu (micrô lít trên lít) của C.

6.3.10.5.3. Hiệu suất êtan

Khí hiệu chuẩn êtan phải được thổi qua FID có và không đi qua NMC và hai nồng độ được ghi lại. Hiệu suất phải được xác định như sau:

...

trong đó

c_{HC(qua máy cắt)} là nồng độ HC, với C₂H₆ thổi qua NMC, tính bằng phần triệu (micrô lít trên lít) của C;

c_{HC(không qua máy cắt)} là nồng độ HC, với C₂H₆ không đi qua NMC, tính bằng phần triệu (micrô lít trên lít) của C.

6.3.11. Hiệu ứng nhiễu

6.3.11.1. Yêu cầu chung

Khí không phải loại được phân tích có thể tác động đến trị số đọc theo một số cách. Nhiễu tích cực xảy ra trong thiết bị NDIR khi khí gây nhiễu cho ra cùng hiệu ứng như khí được đo nhưng có mức độ nhỏ hơn. Nhiễu tiêu cực xảy ra ở thiết bị NDIR do khí gây nhiễu mở rộng dải hấp thụ của khí được đo và ở thiết bị CLD do khí gây nhiễu dập tắt phản ứng. Kiểm tra nhiễu trong 6.3.11.2 và 6.3.11.3 phải được thực hiện trước khi đưa bộ phân tích vào sử dụng lần đầu và sau những kỳ sử dụng chính.

6.3.11.2. Kiểm tra nhiễu bộ phân tích CO

Nước và CO₂ có thể gây nhiễu đến đặc tính của bộ phân tích CO. Vì thế, khí dải đo CO₂ có nồng độ bằng 80 % FS đến 100 % FS của dải hoạt động lớn nhất được sử dụng trong phép thử phải được tạo bong bóng qua nước ở nhiệt độ phòng và đáp ứng của bộ phân tích được ghi lại. Đáp ứng của bộ phân tích không được lớn hơn 1 % FS đối với dải lớn hơn hoặc bằng 300 ppm (= 300 µl/l) hoặc lớn hơn 3 ppm đối với dải dưới 300 ppm (= 300 µl/l).

6.3.11.3. Kiểm tra dập tắt bộ phân tích NO_x

...

6.3.11.3.1. Kiểm tra dập tắt CO₂

Cho khí dải đo CO₂ có nồng độ trong khoảng từ 80 % FS đến 100 % FS của dải hoạt động lớn nhất đi qua bộ phân tích NDIR và ghi lại giá trị CO₂ là A. Sau đó pha loãng nó xấp xỉ 50 % bằng khí dải đo NO và cho đi qua NDIR và CLD, ghi lại các giá trị CO₂ và NO tương ứng là B và C. Tiếp sau, ngắt CO₂ và chỉ cho khí dải đo NO đi qua (H)CLD; ghi lại giá trị NO là D.

Phần trăm dập tắt, không được quá 3 % FS, phải được tính toán như sau:

(40)

trong đó

A là nồng độ CO₂ không pha loãng được đo bằng NDIR, tính bằng phần trăm thể tích;

B là nồng độ CO₂ pha loãng được đo bằng NDIR, tính bằng phần trăm thể tích;

C là nồng độ NO pha loãng được đo bằng (H)CLD, tính bằng phần triệu (micrô lít trên lít);

D là nồng độ NO không pha loãng được đo bằng (H)CLD, tính bằng phần triệu (micrô lít trên lít).

...

6.3.11.3.2. Kiểm tra dập tắt nước

Kiểm tra này chỉ áp dụng đối với phép đo nồng độ khí ướt. Tính toán dập tắt nước phải xem xét sự pha loãng khí dải đo NO bằng hơi nước và lập thang chia nồng độ hơi nước của hỗn hợp kỳ vọng có được trong khi thử.

Cho khí dải đo NO có nồng độ trong khoảng từ 80 % FS đến 100 % FS của dải hoạt động bình thường đi qua (H)CLD và ghi lại giá trị NO là D. Sau đó làm nổi bọt khí dải đo NO qua nước ở nhiệt độ phòng và cho đi qua (H)CLD, ghi lại các giá trị NO là C. Xác định nhiệt độ nước và ghi lại là F. Xác định áp suất hơi bão hòa của hỗn hợp ứng với nhiệt độ bọt nước (F) và ghi lại là G. Nồng độ hơi nước (tính theo phần trăm) của hỗn hợp phải được tính toán bằng

(41)

và ghi lại là H. Nồng độ khí dải đo NO pha loãng (trong hơi nước) kỳ vọng phải được tính toán bằng

(42)

và ghi lại là D_e. Đối với khí thải điêzen, nồng độ hơi nước thải lớn nhất (tính theo phần trăm) kỳ vọng trong khi thử phải được ước tính từ nồng độ CO₂ lớn nhất trong khí thải A dưới giả thiết tỷ số H/C của nhiên liệu là 1,8:1, như sau:

H_m = 0,9 x A (43)

Sau đó, giá trị này được ghi lại là H_m.

...

(44)

trong đó

D_e là nồng độ NO pha loãng kỳ vọng, tính bằng phần triệu (micrô lít trên lít);

C là nồng độ NO pha loãng đo được, tính bằng phần triệu (micrô lít trên lít);

H_m là nồng độ hơi nước lớn nhất, tính bằng phần trăm;

H là nồng độ hơi nước thực, tính bằng phần trăm.

CHÚ THÍCH: Một điều quan trọng là khí dải đo NO chứa nồng độ tối thiểu NO₂ đối với phép thử này do sự hấp thụ NO₂ trong nước đã không được tính đến trong tính toán dập tắt.

6.3.12. Hiệu chuẩn định kỳ

Bộ phân tích phải được hiệu chuẩn theo 6.3.6 ít nhất ba tháng một lần hoặc bất kỳ khi nào hệ thống được sửa chữa hoặc thay thế có thể ảnh hưởng đến hiệu chuẩn.

...

6.4.1. Yêu cầu chung

Điều sau đây đưa ra mô tả chung về các hệ thống lấy mẫu và phân tích được khuyến nghị. Do các kết cấu khác nhau có thể cho ra các kết quả tương đương nên không cần tuân theo chính xác hệ thống được trình bày trên Hình 4. Các thành phần như thiết bị đo, van, cuộn dây điện từ, thiết bị lưu lượng và bộ chuyển mạch có thể được dùng để cung cấp thông tin bổ sung và điều phối chức năng của các hệ thống thành phần. Các thành phần khác không cần thiết để duy trì sự chính xác ở một số hệ thống có thể được loại ra, với điều kiện việc loại ra được dựa trên sự đánh giá theo quy trình kỹ thuật tốt.

CHÚ THÍCH: Dù thỏa mãn tối đa đối với phép đo các thành phần khí, các hệ thống CVS toàn dòng không được bao hàm trong tiêu chuẩn này. Những hệ thống như vậy được mô tả chi tiết trong các quy định được liệt kê trong Thư mục tài liệu tham khảo.

6.4.2. Mô tả hệ thống phân tích

Hệ thống phân tích để xác định các thành phần khí trong khí thải thô (xem Hình 4) dựa trên việc sử dụng

- bộ phân tích HFID hoặc FID để đo các hyđrô cácbon;

- bộ phân tích NDIR để đo cácbon mônôxít và cácbon điôxit, và

- bộ phân tích HCLD hoặc CLD để đo các ôxít nitơ.

Đối với tất cả thành phần, mẫu phải được lấy bằng một đầu dò lấy mẫu và được chia tách bên trong đến các bộ phân tích khác nhau. Một cách tùy chọn, có thể đặt hai đầu lấy mẫu gần nhau. Phải chú ý không để xảy ra sự ngưng tụ không mong muốn của các thành phần thải (gồm cả nước và axít sunphuaríc) ở bất kỳ điểm nào của hệ thống phân tích.

...

6.4.3.1 Đầu dò lấy mẫu khí thải (SP)

Khuyến nghị đầu dò lấy mẫu thẳng, bằng thép không rỉ, đầu được bịt kín, có nhiều lỗ. Đường kính trong không được lớn hơn đường kính trong của đường ống lấy mẫu. Độ dày thành bên của đầu dò lấy mẫu không được lớn hơn 1 mm. Phải có ít nhất ba lỗ ở ba mặt phẳng xuyên tâm khác nhau có kích cỡ để lấy được xấp xỉ cùng lưu lượng. Đầu dò lấy mẫu phải được kéo dài ngang qua ít nhất 80 % đường kính ống xả. Có thể sử dụng một hoặc hai đầu dò lấy mẫu.

6.4.3.2. Bộ lọc sơ cấp được làm nóng (HF1) - Tùy chọn

Nhiệt độ phải giống như đối với đường ống lấy mẫu được làm nóng (xem 6.4.3.4).

6.4.3.3. Bộ lọc được làm nóng (HF2)

Bộ lọc này phải tách được bất kỳ hạt rắn nào khỏi mẫu khí trước khi đến bộ phân tích. Nhiệt độ phải giống như đường ống lấy mẫu được làm nóng. Bộ lọc phải được thay thế khi cần thiết.

6.4.3.4. Đường ống lấy mẫu được làm nóng (HSL)

Đường ống lấy mẫu được làm nóng cung cấp mẫu khí từ đầu dò lấy mẫu đơn đến điểm hoặc các điểm chia tách và bộ phân tích HC.

Đường ống lấy mẫu phải

...

- được làm bằng thép không rỉ hoặc PTFE,

- duy trì nhiệt độ thành bên ở 463 K ± 10 K (190 ºC ± 10 ºC) khi được đo tại mọi tiết diện được làm nóng có điều khiển riêng rẽ nếu nhiệt độ khí thải tại đầu dò lấy mẫu khí thải ≤ 463 K (190 ºC),

- duy trì nhiệt độ thành bên lớn hơn 453 K (180 ºC) nếu nhiệt độ khí thải tại đầu dò lấy mẫu khí thải > 463 K (190 ºC),

- duy trì nhiệt độ khí ở 463 K ± 10 K (190 ºC ± 10 ºC) ngay trước bộ lọc được làm nóng và HFID.

6.4.3.5. Đường ống lấy mẫu NO_x được làm nóng (HL)

Đường ống lấy mẫu phải

- duy trì nhiệt độ thành bên trong khoảng 328 K và 473 K (55 ºC đến 200 ºC) lên đến bộ chuyển đổi đối với đo khô và đến bộ phân tích đối với đo ướt, và

- được làm bằng thép không rỉ hoặc PTFE.

6.4.3.6. Bơm lấy mẫu được làm nóng (HP)

...

6.4.3.7. Đường ống lấy mẫu CO và CO₂ (SL)

Đường ống này phải được làm bằng PTFE hoặc thép không rỉ. Nó có thể được làm nóng hoặc không được làm nóng.

THÀNH PHẦN

Ống xả;

Khí thử;

...

Bộ chuyển đổi NO_x

HF1

Bộ lọc sơ cấp được làm nóng;

Thông hơi;

HF2

Bộ lọc được làm nóng;

...

HSL

Đường ống lấy mẫu được làm nóng;

Đường ống lấy mẫu NO_x được làm nóng;

...

Đường ống lấy mẫu CO và CO₂

Bộ phân tích HFID;

...

CO, CO₂

Bộ phân tích NDIR;

NO_x

Bộ phân tích CLD;

...

Bộ điều áp;

Tùy chọn.

...

Hình 4 - Sơ đồ dòng chảy bố trí hệ thống phân tích khí thải đối với CO, CO₂, NO_x, HC

6.4.3.8. Bộ phân tích HFID (HC)

Đầu dò ion hóa ngọn lửa được làm nóng (HFID) hoặc đầu dò ion hóa ngọn lửa (FID) được sử dụng để xác định các hyđrô cácbon. Nhiệt độ của HFID phải được duy trì trong khoảng 453 K và 473 K (180 ºC đến 200 ºC).

6.4.3.9. Bộ phân tích NDIR đối với CO và CO₂

Bộ phân tích NDIR là để xác định cácbon mônôxit và cácbon điôxít, và có thể được chọn để xác định tỷ số pha loãng đối với phép đo PT.

6.4.3.10. Bộ phân tích CLD (NO_x)

Bộ phân tích CLD hoặc HCLD NDIR là để xác định các ôxit nitơ. Nếu sử dụng HCLD, nó phải được duy trì ở nhiệt độ trong khoảng 328 K và 473 K (55 ºC đến 200 ºC).

6.4.3.11. Bể làm lạnh (B) - Tùy chọn đối với phép đo NO

Bể này được sử dụng để làm lạnh và ngưng tụ nước từ mẫu thải. Bể này là tùy chọn nếu bộ phân tích không bị tác động của hơi nước theo 6.3.11.3.2. Nếu nước được tách ra bằng cách ngưng tụ, nhiệt độ khí mẫu hoặc điểm sương phải được kiểm soát trong phạm vi ngăn trữ nước hoặc về phía sau theo sơ đồ bố trí. Nhiệt độ khi mẫu hoặc điểm sương không được vượt quá 280 K (7 ºC). Không được sử dụng bộ làm khô bằng hóa chất để tách nước khỏi mẫu.

...

Bộ này được sử dụng để kiểm soát áp suất trong đường ống lấy mẫu và lưu lượng đến bộ phân tích.

6.4.4. Phương pháp NMC

6.4.4.1. Yêu cầu chung

Máy cắt không mêtan ôxi hóa tất cả hyđrô cácbon ngoại trừ CH₄ thành CO₂và H₂O bằng cách cho đi qua NMC, để cho chỉ CH₄ bị phát hiện bằng FID. Ngoài đường dẫn lấy mẫu HC thông thường (xem 6.4.2 và Hình 4), đường dẫn lấy mẫu HC thứ hai phải được lắp đặt, được trang bị máy cắt như được thể hiện trên Hình 5. Điều này cho phép đo đồng thời HC tổng và NMHC.

Máy cắt phải được định tính ở nhiệt độ bằng hoặc trên 600 K (327 ºC) trước khi thử hiệu ứng xúc tác trên CH₄ và C₂H₆ ở các giá trị H₂O đại diện cho điều kiện dòng thải. Phải biết được điểm sương và mức O₂ của dòng thải được lấy mẫu. Đáp ứng tương đối của FID đối với CH₄ và C₂H₆ phải được xác định theo 6.3.10.5.

6.4.4.2. Thành phần (xem Hình 5)

6.4.4.2.1. Máy cắt không mêtan (NMC)

Vật này được sử dụng để ôxi hóa tất cả hyđrô cácbon ngoại trừ mêtan.

6.4.4.2.2. HFID hoặc FID (HC)

...

6.4.4.2.3. Van lựa chọn (V1)

Van này được sử dụng để chọn khí điểm 0 và khí dải đo.

THÀNH PHẦN:

NMC

Máy cắt không mê-tan.

Mẫu.

...

Thông hơi.

Van lựa chọn.

Khí điểm 0 và khi dải đo.

Bộ điều áp.

...

Hình 5 - Sơ đồ hệ thống dòng chảy của phân tích mêtan có NMC

6.4.4.2.4. Bộ điều áp (R)

Thành phần này được sử dụng để kiểm soát áp suất trong đường ống lấy mẫu và lưu lượng đến FID.

6.4.5. Phân tích phomanđêhít

6.4.5.1. Mô tả chung

Mẫu thải được cho đi qua hai vật va chạm làm mát bằng nước đá được đặt nối tiếp chứa dung môi ACN hòa tan chất phản ứng DNPH hoặc đi qua ống bằng silic phủ 2,4 DNPH, như được thể hiện trên Hình 6. Khuyến nghị nồng độ HCHO trong ống gom ít nhất là 1 mg/l.

Thể tích mẫu đo nhỏ được phóng lên cột phân tích HPLC (sắc phổ chất lỏng áp suất cao), qua đó nó được làm ướt dưới áp lực của chất lỏng trơ. Sự phân chia, tách rửa và phát hiện các thành phần phải theo 6.4.5.3 và theo chỉ dẫn của nhà cung cấp thiết bị.

THÀNH PHẦN:

...

SP Đầu dò lấy mẫu;

HSL Đường ống lấy mẫu được làm nóng;

CA Ống gom;

D Máy làm khô (tùy chọn);

P Bơm lấy mẫu;

V1 Van điện từ;

V2 Van kim;

T Cảm biến nhiệt độ;

FL Lưu lượng kế (tùy chọn);

...

Hình 6 - Sơ đồ hệ thống dòng chảy của lấy mẫu phomanđêhít

6.4.5.2. Các thành phần (xem Hình 6)

6.4.5.2.1. Đầu dò lấy mẫu (SP)

Đầu dò phải ở cùng mặt phẳng với ống pha loãng khi lấy mẫu các thành phần khi (nếu dùng) và hạt, nhưng ở khoảng cách đủ lớn đến các đầu dò khác và ống pha loãng để tránh tác động của các dòng xoáy hoặc đường xoáy bất kỳ.

6.4.5.2.2. Đường ống lấy mẫu được làm nóng (HSL)

Nhiệt độ của đường ống lấy mẫu được làm nóng phải ở trong khoảng giữa điểm sương lớn nhất của hỗn hợp và 394 K (121 ºC). Việc làm nóng đường ống lấy mẫu có thể được bỏ qua, với điều kiện hệ thống thu gom mẫu được nối khớp kín với bơm lấy mẫu, nhờ đó ngăn chặn sự thất thoát mẫu do làm lạnh và dẫn đến sự ngưng tụ trên đường ống.

6.4.5.2.3. Ống gom (CA)

Ống này thu gom phomanđêhít trong mẫu.

6.4.5.2.4. Máy làm khô (D) - Tùy chọn

...

6.4.5.2.5. Van điện từ (V1)

Van này hướng mẫu đến hệ thống gom.

6.4.5.2.6. Van kim (V2)

Van này điều khiển dòng mẫu đi qua hệ thống gom.

6.4.5.2.7. Cảm biến nhiệt độ (T)

Cảm biến này kiểm soát nhiệt độ mẫu.

6.4.5.2.8. Lưu lượng kế (FL) - Tùy chọn

Dụng cụ này đo lưu lượng mẫu đi qua hệ thống gom.

6.4.5.2.9. Thiết bị đo lưu lượng (FM)

...

6.4.5.3. Hệ thống tách rửa gradian

Mẫu từ ống gom được phun vào trong HPLC, tốt nhất là không muộn hơn 24 h sau khi thử. Nếu không thể thực hiện được phép phân tích trong vòng 24 h, mẫu phải được bảo quản trong môi trường lạnh tối ở 277 K đến 283 K (4 ºC đến 10 ºC) cho đến khi phân tích. HCHO được tách khỏi các thành phần cácbonnila khác bằng tách rửa gradian (Hình 7) và được phát hiện bằng đầu dò UV ở 365 nm. HPLC được hiệu chuẩn bằng dẫn xuất HCHO-DNPH. Xem SAE J 1936.

^aDung dịch DNPH chuẩn.

^bHPLC cột 4,6 mm x 250 mm 5 m Zorbax ODS[2]⁾; 4,135 MPa (ban đầu); UV 365 nm, độ nhạy 0,2 AUFS.

Hình 7 - Mô tả hệ thống tách rửa gradian phomanđêhit

6.4.6. Phân tích mêtannon

6.4.6.1. Mô tả chung

Mẫu thải được cho đi qua hai vật va chạm làm mát bằng đá được đặt nối tiếp chứa nước đã khử ion như được thể hiện trên Hình 8. Thời gian lấy mẫu và lưu lượng phải sao cho đạt được nồng độ CH₃OH theo khuyến nghị ít nhất là 1 mg/l ở vật va chạm đầu tiên. Nồng độ CH₃OH tại vật va chạm thứ 2 không được lớn hơn 10 % tổng lượng mẫu thu gom được. Yêu cầu này không áp dụng đối với phép đo nền.

...

THÀNH PHẦN:

Ống pha loãng.

Bơm lấy mẫu.

Đầu dò lấy mẫu.

...

HSL

Đường ống lấy mẫu được làm nóng.

Van kim.

Bể làm lạnh.

T1,T2

Các cảm biến nhiệt độ.

...

Lưu lượng kế (tùy chọn).

Máy làm khô (tùy chọn).

Thiết bị đo lưu lượng.

Hình 8 - Sơ đồ hệ thống dòng chảy của lấy mẫu mêtanon

6.4.6.2. Các thành phần (xem Hình 8)

6.4.6.2.1. Đầu dò lấy mẫu (SP)

...

6.4.6.2.2. Đường ống lấy mẫu được làm nóng (HSL)

Nhiệt độ của đường ống lấy mẫu được làm nóng phải ở trong khoảng giữa điểm sương lớn nhất của hỗn hợp và 394 K (121 ºC). Việc làm nóng đường ống lấy mẫu có thể được bỏ qua, với điều kiện hệ thống gom mẫu được nối khớp kín với bơm lấy mẫu, nhờ đó ngăn chặn sự thất thoát mẫu do làm lạnh và dẫn đến sự ngưng tụ trên đường ống.

6.4.6.2.3. Vật va chạm (IP)

Vật này thu gom mêtanon trong mẫu.

6.4.6.2.4. Bể làm lạnh (B)

Các vật va chạm phải được làm lạnh bằng đá hoặc bộ phận làm lạnh.

6.4.6.2.5. Máy làm khô (D) - Tùy chọn

Máy này tách nước ra khỏi mẫu.

6.4.6.2.6. Van điện từ (V1)

...

6.4.6.2.7. Van kim (V2)

Van này điều khiển dòng mẫu đi qua hệ thống gom.

6.4.6.2.8. Cảm biến nhiệt độ (T1)

Cảm biến này kiểm soát nhiệt độ trong bể làm lạnh.

6.4.6.2.9. Cảm biến nhiệt độ (T2)

Cảm biến này kiểm soát nhiệt độ mẫu.

6.4.6.2.10. Lưu lượng kế (FL) - Tùy chọn

Dụng cụ này đo lưu lượng mẫu đi qua hệ thống gom.

6.4.6.2.11. Thiết bị đo lưu lượng (FM)

...

7. Thiết bị đo hạt

7.1. Yêu cầu kỹ thuật

7.1.1. Yêu cầu chung

Để xác định khối lượng hạt, cần phải có hệ thống lấy mẫu hạt, bộ lọc lấy mẫu hạt, cân micrôgram, buồng đo được điều khiển nhiệt độ và độ ẩm. Hệ thống lấy mẫu hạt phải được thiết kế đảm bảo mẫu đại diện cho các hạt tỷ lệ với lưu lượng thải trong điều kiện động cơ hoạt động chuyển tiếp theo 5.6.2.

7.1.2. Bộ lọc lấy mẫu hạt

Chất thải pha loãng phải được lấy mẫu bằng bộ lọc đáp ứng yêu cầu của 7.1.2.1 và 7.1.2.2 trong trình tự thử.

7.1.2.1. Yêu cầu kỹ thuật của bộ lọc

Yêu cầu bộ lọc sợi thủy tinh được phủ florua cácbon hoặc bộ lọc màng florua cácbon. Tất cả các bộ lọc phải có hiệu suất thu gom 0,3 µm DOP (di-octylphthalate) ít nhất là 99 % tại vận tốc khí trên bề mặt trong khoảng giữa 35 cm/s và 100 cm/s.

7.1.2.2. Kích cỡ bộ lọc

...

7.1.2.3. Vận tốc trên bề mặt bộ lọc

Vận tốc trên bề mặt của khí đi qua bộ lọc phải đạt được từ 0,35 m/s đến 1 m/s. Sự giảm áp từ lúc bắt đầu đến khi kết thúc phép thử tăng lên không được quá 25 kPa.

7.1.2.4. Chất tải bộ lọc

Yêu cầu chất tải tối thiểu bộ lọc đối với hầu hết các kích cỡ bộ lọc được đưa ra trong Bảng 5. Đối với các kích cỡ bộ lọc lớn hơn, chất tải tối thiểu bộ lọc phải là 0,065 mg/1.000 mm² diện tích bộ lọc.

Bảng 5 - Chất tải tối thiểu bộ lọc

Đường kính bộ lọc
mm

Chất tải tối thiểu
mm

0,11

...

0,25

0,41

110

0,62

Dựa trên phép thử trước, nếu yêu cầu chất tải tối thiểu bộ lọc chắc chắn không thể đạt được trong chu trình thử sau khi tối ưu hóa lưu lượng và tỷ số pha loãng, có thể cho chu trình thử chạy lặp lại trên cùng bộ lọc mà không tháo nó ra khỏi giá đỡ bộ lọc, với điều kiện có sự đồng thuận của các bên liên quan. Cũng như thế, với sự đồng ý của các bên liên quan, có thể chấp nhận chất tải bộ lọc thấp hơn nếu có thể chứng tỏ đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác trong 7.1.3.2 (chẳng hạn như bằng cân có độ phân giải 0,1 µg).

7.1.3. Yêu cầu kỹ thuật buồng cân và cân phân tích

7.1.3.1. Điều kiện buồng cân

Nhiệt độ buồng (hoặc phòng) trong đó bộ lọc được điều hòa và cân phải được duy trì trong khoảng 295 K ± 3 K (22 ºC ± 3 ºC) trong suốt quá trình điều hóa và cân. Độ ẩm phải được duy trì ở điểm sương 282,5 K ± 3 K (9,5 ºC ± 3 ºC) và độ ẩm tương đối là 45 % ± 8 %.

...

Môi trường buồng (hoặc phòng) không bị nhiễm bất kỳ chất bẩn nào xung quanh (như bụi) có thể bám vào bộ lọc hạt trong quá trình ổn định của chúng. Những tác động ảnh hưởng đến yêu cầu kỹ thuật buồng cân như được mô tả trong 7.1.3.1 là được phép nếu quá trình gây tác động không quá 30 min. Buồng cân phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cần thiết trước khi nhân viên vào phòng cân. Ít nhất hai bộ lọc chuẩn chưa sử dụng phải được cân trong vòng 4 h khi cân bộ lọc mẫu, nhưng tốt nhất là cùng một lúc. Chúng phải có cùng kích cỡ và vật liệu như bộ lọc mẫu.

Nếu khối lượng trung bình của các bộ lọc chuẩn thay đổi so với cân nặng bộ lọc chuẩn quá 10 µg, tất cả bộ lọc mẫu sau đó phải bị loại bỏ và phép thử phát thải được lặp lại.

Nếu không đáp ứng các tiêu chí ổn định buồng cân được sơ bộ đưa ra trong điều 7.1.3.1 nhưng việc cân bộ lọc chuẩn đáp ứng các tiêu chí trên, nhà sản xuất động cơ được quyền lựa chọn chấp nhận khối lượng bộ lọc chuẩn hoặc bỏ phép thử, chỉnh sửa lại hệ thống kiểm soát buồng cân và chạy lại phép thử.

7.1.3.3. Cân phân tích

Cân phân tích được sử dụng để xác định khối lượng bộ lọc phải có độ chính xác (sai lệch chuẩn) ít nhất 2 µg và độ phân giải ít nhất 1 µg (1 số = 1 µg) do nhà sản xuất xác định.

7.1.3.4. Loại bỏ hiệu ứng điện tĩnh

Nếu quan sát thấy quá trình cân không ổn định hoặc không lặp lại được do hiệu ứng điện tĩnh, bộ lọc phải được trung hòa trước khi cân, ví dụ bằng bộ trung hòa Poloni hoặc thiết bị tương tự.

7.1.4. Yêu cầu kỹ thuật đối với đo lưu lượng

7.1.4.1. Yêu cầu chung

...

(45)

Trong trường hợp này, độ chính xác ± 2 % đối với q_mde_w và q_md_w là không đủ để đảm bảo độ chính xác chấp nhận được của q_mp. Nếu lưu lượng khí được xác định bằng cách đo chênh lệch lưu lượng, sai số lớn nhất của chênh lệch phải sao cho độ chính xác của q_mp ở trong phạm vi ± 5 % khi tỷ số pha loãng nhỏ hơn 15. Có thể tính toán bằng cách lấy căn bình phương trung bình của các sai số ở mỗi thiết bị.

Có thể đạt được độ chính xác chấp nhận được của q_mp bằng một trong các cách sau:

a) Độ chính xác tuyệt đối của q_mde_w và q_md_w là ± 0,2 %, đảm bảo độ chính xác của q_mp ≤ 5 % ở tỷ số pha loãng là 15. Tuy nhiên, sai số lớn hơn sẽ xuất hiện ở các tỷ số pha loãng cao hơn.

b) Thực hiện hiệu chuẩn q_md_w so với q_mde_w để đạt được cùng độ chính xác đối với q_mp như trong a) (xem 7.3.2).

c) Độ chính xác của q_mp được xác định gián tiếp từ độ chính xác của tỷ số pha loãng khi được xác định bằng khí chỉ thị (ví dụ CO₂). Lại lần nữa, yêu cầu đạt được độ chính xác đối với q_mp tương tự phương pháp a).

d) Độ chính xác tuyệt đối của q_mde_w và q_md_w nằm trong khoảng ± 2 % của toàn bộ thang đo, sai số lớn nhất của chênh lệch giữa q_mde_w và q_md_w nằm trong khoảng 0,2 % và sai số tuyến tính nằm trong khoảng ± 2 % của q_mde_w cao nhất thu được trong quá trình thử.

7.1.4.2. Hiệu chỉnh lưu lượng mẫu

Nếu thực hiện phép đo mêtanon hoặc phomađêhit bằng hệ thống pha loãng một phần dòng thải kiểu lấy mẫu toàn bộ, cần thiết phải tách lưu lượng mẫu q_me_x khỏi ống pha loãng, có nghĩa là trước thiết bị đo lưu lượng mẫu đối với q_mde_w. Sau đó, q_mex phải được xác định bằng thiết bị đo lưu lượng (FM) được trình bày trên Hình 6 và 8, thường xuyên nhỏ hơn nhiều q_mde_w nhưng không bỏ qua (q_m_ex > 0,01 x q_mde_w).

...

Để tính toán khối lượng phát thải PM, khối lượng q_mex được tách tra từ ống phải được tính đến bằng cách hiệu chỉnh khối lượng hạt m_f như sau:

(46)

7.1.5. Yêu cầu kỹ thuật bổ sung

Tất cả bộ phận của hệ thống lấy mẫu và hệ thống pha loãng - từ ống xả đến giá đỡ bộ lọc - có tiếp xúc với khí thải thô và pha loãng phải được thiết kế để giảm thiểu sự lắng đọng hoặc biến đổi của hạt. Tất cả các bộ phận phải được làm bằng vật liệu dẫn điện không phản ứng với các thành phần khí thải và phải được nối đất để ngăn chặn hiệu ứng tĩnh điện.

7.2. Hệ thống pha loãng và lấy mẫu

7.2.1. Yêu cầu chung

Nội dung tiếp sau đây (xem các Hình 9 đến Hình 11) đưa ra mô tả chung về hệ thống pha loãng và lấy mẫu được khuyến nghị. Do những kết cấu khác nhau có thể cho ra kết quả khác nhau, nên không cần tuân theo chính xác như hình vẽ. Các thành phần bổ sung như thiết bị, van, cuộn dây điện từ, bơm và công tắc có thể được dùng để cung cấp thông tin bổ sung và điều phối chức năng của các hệ thống thành phần. Các thành phần khác không cần cho việc duy trì trên một số hệ thống có thể được loại ra nếu như được dựa trên sự đánh giá có kỹ thuật tốt.

CHÚ THÍCH: Mặc dù vậy, xét một cách thật đầy đủ đối với việc đo hạt, hệ thống CVS toàn dòng không được nêu rõ trong Tiêu chuẩn này. Những hệ thống như vậy được mô tả chi tiết trong các quy định được liệt kê trong thư mục.

7.2.2. Hệ thống một phần dòng thải

...

Với hệ thống lấy mẫu toàn bộ được thể hiện trên Hình 9, khí thải thô được chuyển từ ống xả (EP) qua đầu dò lấy mẫu (SP) và ống dẫn (TT) đến ống pha loãng (DT). Toàn bộ lưu lượng đi qua ống pha loãng được điều chỉnh bằng bộ điều khiển lưu lượng (FC2) và bơm lấy mẫu (P) của hệ thống lấy mẫu hạt (xem Hình 11). Lưu lượng không khí pha loãng được điều khiển bằng bộ điều khiển (FC1), có thể dùng q_mew hoặc q_maw và q_mf làm các tín hiệu lệnh để chia tách dòng thải theo yêu cầu. Lưu lượng mẫu đi vào DT khác so với tổng lưu lượng và lưu lượng không khí pha loãng. Lưu lượng không khí pha loãng được đo bằng thiết bị đo lưu lượng (FM1) và tổng lưu lượng được đo bằng thiết bị đo lưu lượng (FM3) của hệ thống lấy mẫu hạt (xem Hình 11). Tỷ số pha loãng được tính toán từ hai lưu lượng này.

Với hệ thống lấy mẫu từng phần như được thể hiện trên Hình 10, khí thải thô được chuyển từ ống xả (EP) qua đầu dò lấy mẫu (SP) và ống dẫn (TT) đến ống pha loãng (DT). Toàn bộ lưu lượng đi qua ống pha loãng được điều chỉnh bằng bộ điều khiển lưu lượng (FC1) được nối với hoặc dòng không khí pha loãng hoặc quạt hút dùng cho tổng lưu lượng ống pha loãng. FC1 có thể dùng q_me_w hoặc q_maw và q_m_f làm các tín hiệu lệnh để chia tách dòng thải theo yêu cầu. Lưu lượng mẫu đi vào DT khác so với tổng lưu lượng và lưu lượng không khí pha loãng. Lưu lượng không khí pha loãng được đo bằng thiết bị đo lưu lượng (FM1) và tổng lưu lượng được đo bằng thiết bị đo lưu lượng (FM2). Mẫu hạt được lấy từ DT bằng hệ thống lấy mẫu hạt (xem Hình 11).

THÀNH PHẦN:

Ống xả;

Không khí;

...

Thông hơi;

Ống chuyển chất thải;

Chất thải;

FC1

Bộ điều khiển lưu lượng

...

FM1

Thiết bị đo lưu lượng;

DAF

Bộ lọc không khí pha loãng;

...

PTT

Ống chuyển hạt;

Giá đỡ bộ lọc;

...

PSS

Hệ thống lấy mẫu hạt;

Bơm lấy mẫu;

...

Hoặc q_maw và q_mf

Xem Hình 11.

...

Hình 9 - Sơ đồ hệ thống pha loãng một phần dòng thải (kiểu lấy mẫu toàn bộ)

THÀNH PHẦN:

Ống xả;

Không khí;

Đầu dò lấy mẫu;

...

Thông hơi;

Ống chuyển chất thải;

Chất thải;

FC1

Bộ điều khiển lưu lượng;

Xem 7.2.3.10 đối với đường kính yêu cầu.

...

Thiết bị đo lưu lượng;

DAF

Bộ lọc không khí pha loãng;

Ống pha loãng;

...

PTT

Ống chuyển hạt;

Giá đỡ bộ lọc;

...

Hệ thống lấy mẫu hạt;

FM1

Thiết bị đo lưu lượng;

Quạt tăng áp;

...

Quạt hút;

Đến PB hoặc SB.

...

Hoặc q_maw và q_mf

Xem Hình 11.

Hệ thống lấy mẫu hạt

...

Hình 10 - Sơ đồ hệ thống pha loãng một phần dòng thải (kiểu lấy mẫu từng phần)

THÀNH PHẦN:

FM3

Thiết bị đo lưu lượng;

Giá đỡ bộ lọc;

...

Van bi;

FC2

Bộ điều khiển lưu lượng;

FTT

Ống chuyển hạt;

Từ ống pha loãng. Xem Hình 9 hoậc 10.

...

Hình 11 - Sơ đồ hệ thống lấy mẫu hạt

7.2.3. Các thành phần (xem Hình 9 đến Hình 11)

7.2.3.1. Ống xả (EP)

Ống xả có thể được bọc cách ly. Khuyến nghị giảm quán tính nhiệt của ống xả bằng lớp có tỉ số độ dầy so với đường kính ≤ 0,015. Hạn chế sử dụng loại có tiết diện thay đổi đối với ống có tỉ số chiều dài so với đường kính ≤ 12. Giảm thiểu những đoạn uốn cong để giảm sự đóng cặn do quán tính. Nếu hệ thống gồm cả bộ giảm âm của bệ thử, bộ giảm âm cũng có thể được bọc cách ly. Khuyến nghị là ống thẳng có chiều dài về phía trước đỉnh đầu dò lấy mẫu bằng 6 lần đường kính ống và về phía sau bằng 3 lần đường kính theo dòng thải.

7.2.3.2. Đầu dò lấy mẫu (SP)

Kiểu đầu dò phải là:

a) ống mở đặt trên đường tâm ống xả, hướng trực diện ngược dòng thải, hoặc

b) ống mở đặt trên đường tâm ống xả, hướng trực diện xuôi dòng thải, hoặc

c) đầu dò nhiều lỗ (SP trên Hình 4), hoặc

...

Hình 12 - Đầu dò có mũ che

Đường kính trong tối thiểu của đỉnh đầu dò lấy mẫu phải là 4 mm. Tỷ số đường kính tối thiểu giữa ống xả và đầu dò phải là 4 đối với các đầu dò từ b) đến d). Đối với đầu dò a), đường kính ống xả, đường kính đầu dò và lưu lượng phải được chỉnh đặt để cho phép sai số lấy mẫu lớn nhất là 0,98 ≤ P ≤ 1,02 được xác định theo Phụ lục B.

Khi sử dụng ống mở hướng trực diện ở phía ngược dòng thải đặt tại đường tâm ống xả, phải chú ý đặc biệt đến tác động của những hạt to không liên quan đến sản phẩm cháy từ chu trình thử. Những hạt này có thể dễ dàng chui vào đầu dò, gây ra sai số phép đo PM. Ví dụ điển hình về những hạt này không liên quan đến phép thử thực tế là các hạt từ ống giảm âm hoặc các hạt bị cuốn trở lại từ ống xả đi vào dòng thải. Vì thế khuyến nghị sử dụng bộ phận phân loại sơ bộ theo quán tính (kiểu lốc xoáy hoặc va chạm) với điểm ngắt 50 % ở trong khoảng giữa 2,5 µm và 10 µm, được lắp đặt ngay trước giá đỡ bộ lọc theo dòng thải.

7.2.3.3. Ống chuyển chất thải (TT)

Ống chuyển chất thải phải

- ngắn nhất có thể, nhưng không dài hơn 1 m,

- lớn hơn hoặc bằng đường kính đầu dò, nhưng đường kính không lớn hơn 25 mm, và

- nằm trên đường tâm ống pha loãng và hướng xuôi theo dòng thải.

...

7.2.3.4. Bộ điều khiển lưu lượng (FC1)

Bộ điều khiển lưu lượng có thể được dùng để điều khiển quạt tăng áp, quạt hút hoặc cả hai. Bộ điều khiển có thể được kết nối với tín hiệu cảm biến lưu lượng thải được quy định trong 5.4. Bộ điều khiển lưu lượng có thể được lắp đặt về phía trước hoặc phía quạt tương ứng theo dòng thải. Khi dùng kiểu cung cấp không khí tăng áp, bộ điều khiển lưu lượng điều khiển trực tiếp lưu lượng không khí.

7.2.3.5. Thiết bị đo lưu lượng (FM1)

Đây là đồng hồ đo khí hoặc dụng cụ đo lưu lượng khác để đo lưu lượng không khí pha loãng. Thiết bị là tùy chọn nếu quạt tăng áp được hiệu chuẩn để đo lưu lượng.

7.2.3.6. Bộ lọc không khí pha loãng (DAF)

Khuyến nghị không khí pha loãng được lọc và tiếp xúc với than để loại bỏ các hyđrô cácbon nền. Không khí pha loãng phải có nhiệt độ lớn hơn 288 K (15 ºC) và có thể được khử ẩm. Không khí pha loãng có thể được lấy mẫu theo quy trình kỹ thuật tốt để xác định các mức hạt nền, sau đó có thể được trừ đi khỏi giá trị đo được trong mẫu thải pha loãng (xem 5.6.4).

7.2.3.7. Thiết bị đo lưu lượng (FM2) - Kiểu lấy mẫu theo từng phần (chỉ riêng Hình 10)

Đồng hồ đo khí hoặc dụng cụ đo lưu lượng khác dùng để đo lưu lượng khí thải được pha loãng, FM2 là tùy chọn nếu quạt hút được hiệu chuẩn để đo lưu lượng.

7.2.3.8. Quạt tăng áp (PB) - Kiểu lấy mẫu từng phần (chỉ riêng Hình 10)

...

7.2.3.9. Quạt hút (SB) - Kiểu lấy mẫu từng phần (chỉ riêng Hình 10)

Riêng đối với hệ thống lấy mẫu từng phần, quạt này có thể được dùng để đo lưu lượng không khí pha loãng, nếu được hiệu chuẩn.

7.2.3.10. Ống pha loãng (DT)

Ống pha loãng

- phải có đủ chiều dài để trộn hoàn toàn chất thải và không khí pha loãng trong điều kiện dòng xoáy lốc đối với hệ thống lấy mẫu từng phần (không cần thiết trộn hoàn toàn đối với hệ thống lấy mẫu toàn bộ),

- phải được làm bằng thép không rỉ,

- phải có đường kính ít nhất 75 mm đối với loại lấy mẫu từng phần,

- được khuyến nghị có đường kính ít nhất 25 mm đối với kiểu lấy mẫu toàn bộ,

- có thể làm nóng được đến nhiệt độ thành ống tối đa 325 K (52 ºC), và

...

7.2.3.11. Đầu dò lấy mẫu hạt (PSP) - Kiểu lấy mẫu từng phần (chỉ riêng Hình 10)

Đầu dò lấy mẫu hạt là tiết diện dẫn hướng của ống vận chuyển hạt (PTT),

- phải được lắp đặt hướng trực diện ngược dòng thải tại điểm mà không khí pha loãng và khí thải hòa trộn tốt, có nghĩa là ở trên đường tâm ống pha loãng (DT) cách điểm mà ở đó chất thải đi vào ống pha loãng một khoảng xấp xỉ 10 lần đường kính ống về phía sau theo dòng thải,

- phải có đường kính trong tối thiểu là 12 mm,

- có thể làm nóng được đến nhiệt độ thành ống tối đa 325 K (52 ºC), và

- có thể bọc cách ly.

7.2.3.12. Ống vận chuyển hạt (PTT)

Ống vận chuyển hạt không được dài quá 1020 mm và phải rút ngắn được chiều dài đến tối thiểu khi có thể.

Các kích thước hợp lý cho cả hai

...

- kiểu lấy mẫu toàn bộ từ đuôi ống pha loãng đến giá đỡ bộ lọc.

Ống vận chuyển

- có thể làm nóng được đến nhiệt độ thành ống tối đa 325 K (52 ºC), và

- có thể bọc cách ly.

7.2.3.13. Giá đỡ bộ lọc (FH)

Giá đỡ bộ lọc

- có thể làm nóng được đến nhiệt độ thành bên tối đa 325 K (52 ºC), và

- có thể bọc cách ly.

Bộ phận phân loại sơ bộ theo quán tính với điểm ngắt 50 % ở trong khoảng giữa 2,5 µm và 10 µm có thể được lắp ngay trước giá đỡ bộ lọc theo dòng thải. Khuyến nghị cao sử dụng bộ phận phân loại sơ bộ nếu đầu dò kiểu ống mở hướng trực diện ngược dòng thải được sử dụng.

...

Bơm lấy mẫu phải được sử dụng để hút mẫu hạt từ khí thải.

7.2.3.15. Bộ điều khiển lưu lượng (FC2) - Hệ thống lấy mẫu hạt (chỉ riêng Hình 11)

Bộ điều khiển lưu lượng này phải được sử dụng để điều khiển lưu lượng mẫu hạt.

7.2.3.16. Thiết bị đo lưu lượng (FM3) - Hệ thống lấy mẫu hạt (chỉ riêng Hình 11)

Đồng hồ đo khí hoặc đồng hồ đo lưu lượng được sử dụng để xác định lưu lượng mẫu hạt đi qua bộ lọc hạt, thiết bị đo lưu lượng FM3 có thể được lắp đặt về phía trước hoặc sau bơm lấy mẫu theo dòng thải.

7.2.3.17. Van bi (BV) - Tùy chọn - Hệ thống lấy mẫu hạt (chỉ riêng Hình 11)

Van bi phải có đường kính trong không nhỏ hơn đường kính trong của ống vận chuyển hạt và thời gian vặn mở < 0,5 s.

Nếu nhiệt độ môi trường xung quanh ở lân cận của PSP, PTT, SDT và FH nhỏ hơn 293 K (20 ºC), cần phải chú ý để tránh thất thoát hạt trên thành vỏ lạnh của các bộ phận này. Vì thế, khuyến nghị làm nóng và bọc cách ly các bộ phận này hoặc cả hai nằm trong giới hạn được đưa ra trong các mô tả tương ứng. Nhiệt độ bề mặt bộ lọc trong quá trình lấy mẫu cũng được khuyến nghị lớn hơn 293 K (20 ºC).

7.3. Hiệu chuẩn

...

Việc hiệu chuẩn đo hạt được giới hạn đối với các đồng hồ đo lưu lượng dùng để xác định lưu lượng mẫu và tỷ số pha loãng. Mỗi đồng hồ đo lưu lượng phải được hiệu chuẩn thường xuyên khi cần thiết để đáp ứng yêu cầu về độ chính xác của tiêu chuẩn này. Phương pháp hiệu chuẩn được sử dụng phải theo 7.3.2.

7.3.2. Đo lưu lượng

7.3.2.1. Hiệu chuẩn định kỳ

Để thỏa mãn độ chính xác tuyệt đối của phép đo lưu lượng được nêu trong 5.3, đồng hồ hoặc dụng cụ đo lưu lượng phải được hiệu chuẩn bằng đồng hồ đo lưu lượng chính xác có thể truy nguyên được trong các tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế hoặc cả hai.

Nếu lưu lượng khí mẫu được xác định bằng phép đo chênh lệch lưu lượng, đồng hồ hoặc dụng cụ đo lưu lượng phải được hiệu chuẩn theo một trong các quy trình sau đây, chẳng hạn như lưu lượng đầu dò q_mp vào trong ống thỏa mãn các yêu cầu độ chính xác của 7.1.4.

a) Kết nối đồng hồ đo lưu lượng đối với q_mdw nối tiếp với đồng hồ đo lưu lượng đối với q_md_ew và hiệu chuẩn sự sai lệch giữa hai đồng hồ đo lưu lượng cho ít nhất 5 điểm chỉnh đặt với các giá trị lưu lượng cách đều nhau giữa giá trị q_mdw thấp nhất được sử dụng trong khi thử và giá trị q_md_ew trong khi thử. Có thể không đi qua ống pha loãng.

b) Kết nối thiết bị đo lưu lượng khối đã được hiệu chuẩn nối tiếp với đồng hồ đo lưu lượng đối với q_mdew và kiểm tra độ chính đối với giá trị được sử dụng cho phép thử. Kết nối thiết bị đo lưu lượng khối đã được hiệu chuẩn nối tiếp với đồng hồ đo lưu lượng đối với q_mdw và kiểm tra độ chính xác cho ít nhất 5 chỉnh đặt tương ứng với tỷ số pha loãng giữa 3 và 50, liên quan đến q_mdew được sử dụng trong phép thử.

c) Ngắt ống vận chuyển khỏi dòng thải và kết nối thiết bị đo lưu lượng đã được hiệu chuẩn có dải phù hợp để đo q_mp đi vào ống vận chuyển. Sau đó, chỉnh đặt q_mdw đến giá trị được sử dụng trong phép thử và chỉnh đặt tiếp theo q_mdw đến ít nhất năm giá trị ứng với các tỷ số pha loãng q giữa 3 và 50. Một cách khác, có thể tạo ra đường dẫn lưu lượng hiệu chuẩn đặc biệt, theo đó đi vòng không qua ống pha loãng nhưng lưu lượng không khí tổng và pha loãng đi qua các đồng hồ đo tương ứng như trong phép thử thực tế.

d) Đưa khí đánh dấu vào trong ống vận chuyển chất thải. Khí đánh dấu này có thể là thành phần của khí thải chẳng hạn như CO₂ hoặc NO_x. Sau khi pha loãng trong ống, đo thành phần khí đánh dấu. Điều này phải được thực hiện đối với năm tỷ số pha loãng giữa 3 và 50. Độ chính xác của lưu lượng mẫu phải được xác định từ phần pha loãng r_d là

...

Độ chính xác của các bộ phân tích khí phải được tính đến để đảm bảo độ chính xác của q_mp.

7.3.2.2. Kiểm tra lưu lượng cácbon

Kiểm tra lưu lượng cácbon bằng chất thải thực được khuyến nghị cao để phát hiện các vấn đề đo, điều khiển và kiểm chứng sự hoạt động chính xác của hệ thống lấy mẫu một phần. Kiểm tra lưu lượng cácbon phải được tiến hành ít nhất mỗi lần lắp đặt động cơ mới hoặc khi có thay đổi đáng kể kết cấu buồng thử.

Động cơ phải được vận hành ở vận tốc và tải mômen cực đại hoặc ở chế độ trạng thái ổn định bất kỳ khác tạo ra ≥ 5 % CO₂. Hệ thống lấy mẫu một phần dòng thải phải được hoạt động với tỷ số pha loãng ở vào khoảng 15 đến 1.

Nếu tiến hành kiểm tra lưu lượng cácbon phải áp dụng quy trình được đưa ra trong Phụ lục C. Các lưu lượng cácbon q_mCf, q_mCe và q_mCp phải được tính toán tương ứng theo các công thức C.1, C.2 và C.3. Tất cả lưu lượng cácbon phải tuân theo trong phạm vi 6 %.

7.3.2.3. Kiểm tra trước khi thử

Kiểm tra trước khi thử phải được thực hiện trong vòng 2 h trước khi tiến hành thử, như sau.

Kiểm tra độ chính xác của các đồng hồ đo lưu lượng theo cùng phương pháp được sử dụng để hiệu chuẩn (xem 7.3.2.1) đối với ít nhất hai điểm, bao gồm các giá trị lưu lượng của q_mdw ứng với các tỷ số pha loãng giữa 5 và 15 đối với giá trị q_mdew được sử dụng trong phép thử.

Nếu có thể chứng minh rằng sự hiệu chuẩn đồng hồ lưu lượng ổn định trong thời gian dài hơn bằng các bản ghi quy trình hiệu chuẩn theo 7.3.2.1, việc kiểm tra trước khi thử có thể được bỏ qua.

...

Việc chỉnh đặt hệ thống để đánh giá thời gian biến đổi phải chính xác giống như trong quá trình đo khi thực hiện phép thử. Thời gian biến đổi phải được xác định theo quy trình sau đây.

a) Đặt đồng hồ đo lưu lượng độc lập có dải đo phù hợp với lưu lượng đầu dò, nối tiếp và khớp khít vào đầu dò. Đồng hồ lưu lượng này phải có thời gian biến đổi nhỏ hơn 100 ms đối với kích cỡ bước lưu lượng được sử dụng trong phép đo thời gian đáp ứng, với sự hạn chế lưu lượng đủ để hạ thấp nhưng không ảnh hưởng đến đặc tính động lực của hệ thống pha loãng lưu lượng một phần và tuân thủ quy trình có kỹ thuật tốt.

b) Đưa ra sự thay đổi bước đối với đầu vào lưu lượng thải (hoặc lưu lượng không khí nếu lưu lượng thải được tính toán) của hệ thống pha loãng một phần, từ lưu lượng thấp đến ít nhất 90 % FS. Hành động tạo ra sự thay đổi bước này phải giống như được sử dụng để bắt đầu quá trình điều khiển biết trước trong phép thử thực tế. Ghi lại sự kích hoạt làm thay đổi bước lưu lượng thải và sự đáp ứng của đồng hồ lưu lượng ở tần suất lấy mẫu ít nhất là 10 Hz.

c) Từ số liệu này, xác định thời gian biến đổi đối với hệ thống pha loãng một phần, đó là thời gian từ lúc bắt đầu kích thích thay đổi bước đến điểm 50 % đáp ứng của đồng hồ lưu lượng. Theo cách tương tự, xác định các thời gian đáp ứng của tín hiệu q_mp của hệ thống pha loãng một phần và tín hiệu q_mew,i của đồng hồ lưu lượng thải. Những tín hiệu này được sử dụng trong phép kiểm tra hồi quy sau mỗi phép thử (xem 5.6.3).

d) Lặp lại tính toán cho ít nhất năm lần kích thích lên và xuống, trung bình các kết quả. Trừ đi thời gian biến đổi (< 100 ms) từ giá trị này của đồng hồ đo lưu lượng chuẩn. Đây là giá trị biết trước của hệ thống pha loãng một phần, nó phải được áp dụng theo 5.6.3.

7.3.4. Khoảng thời gian hiệu chuẩn

Thiết bị phải được hiệu chuẩn theo yêu cầu của quy trình kiểm tra nội bộ hoặc của nhà sản xuất thiết bị.

Phụ lục A

...

Xác định sự tương đương của hệ thống

Theo 5.2, các hệ thống hoặc bộ phân tích khác (được trình) có thể được chấp nhận nếu chúng cho ra các kết quả tương đương. Việc xác nhận tính tương đương của hệ thống phải dựa trên việc nghiên cứu sự tương quan của tập hợp bảy cặp mẫu (hoặc lớn hơn) giữa hệ thống được trình và một trong các hệ thống chuẩn được chấp nhận theo Tiêu chuẩn này sử dụng chu trình thử thích hợp. Tiêu chí tương đương được áp dụng phải qua bài kiểm tra thống kê dành cho những nhóm nhỏ của hai bên.

Phương pháp thống kê phân tích giả thiết rằng giá trị phân bố trung bình đối với phát thải đo được bằng hệ thống được trình không sai khác giá trị phân bố trung bình đối với phát thải đo được bằng hệ thống chuẩn. Giả thiết phải được thử trên cơ sở mức ý nghĩa 1 % của giá trị t. Các giá trị t đối với bảy đến 10 cặp mẫu được đưa ra trong Bảng A.1. Nếu giá trị τ tính toán được theo Phương trình A.1 lớn hơn giá trị t tra bảng, hệ thống được trình không tương đương.

Phải theo quy trình sau đây. Chữ R và C một cách tương ứng nói đến hệ thống chuẩn và hệ thống được trình.

a) Tiến hành ít nhất bảy phép thử với hệ thống chuẩn và hệ thống được trình. Tốt nhất là được vận hành song song. Số lượng phép thử có liên quan là n_R và n_C.

b) Tính toán các giá trị trung bình x_R và x_C và các sai lệch chuẩn s_R và s_C.

c) Tính toán giá trị τ như sau:

(A.1)

d) So sánh giá trị τ với giá trị t tra bảng ứng với số lượng phép thử tương ứng được cho trong Bảng A.1. Nếu chọn kích cỡ mẫu lớn hơn, tính toán số bậc tự do (n_C + n_R- 2) và giá trị t được lấy từ các bảng thống kê đối với mức ý nghĩa 1 % (độ tin cậy 99 %).

...

Kích cỡ mẫu

Số bậc tự do

giá trị t

3,055

2,977

...

2,921

2,878

e) Xác định tính tương đương như sau:

1) Nếu τ < t thì hệ thống được trình tương đương với hệ thống chuẩn theo tiêu chuẩn này.

3) Nếu τ ≥ t thì hệ thống được trình khác hệ thống chuẩn theo tiêu chuẩn này.

...

(quy định)

Xác định sai số lấy mẫu hệ thống

Công thức kinh nghiệm để ước tính sai số lấy mẫu hạt được phát triển bởi Belayaev và Levin^[7], được công bố trong ^[8], đưa ra công thức sau đây cho sự thẩm thấu của hạt P khi được lấy mẫu từ dòng có lưu lượng lớn hơn bằng đầu dò lấy mẫu đồng trục:

(B.1)

trong đó

v_e là vận tốc khí trong ống xả, tính bằng mét trên giây;

v_p là vận tốc khí ở đầu lấy mẫu, tính bằng mét trên giây;

St là số stock đối với hạt mục tiêu.

Các thông số đối với công thức B.1 phải được tính toán như sau:

...

(B.2)

vận tốc khí ở đầu dò lấy mẫu

(B.3)

Số stock

(B.4)

thời gian ra hạt

(B.5)

(B.6)

ở đây

...

r_elà mật độ khí thải, tính bằng kilôgam trên mét khối;

d_elà đường kính ống xả, tính bằng mét;

q_mplà lưu lượng khối của mẫu, tính bằng kilôgam trên giây;

d_plà đường kính đầu dò lấy mẫu, tính bằng mét;

r_PMlà mật độ hạt, tính bằng kilôgam trên mét khối;

d_PMlà đường kính hạt, tính bằng mét;

C_clà hệ số trượt;

h Độ nhớt động lực của khí thải, tính bằng pátxcan giây (Pa-s);

T_elà nhiệt độ khí thải, tính bằng kenvin.

...

r_PM = 1000 kg/m³

d_PM = 1,7 x 10^-7 m

C_c = 4,35

Thông tin thêm về các thông số này, xem [7] và [8] trong Thư mục tài liệu tham khảo.

Phụ lục C

(quy định)

Kiểm tra lưu lượng cácbon

C.1 Yêu cầu chung

...

Lưu lượng cácbon đi vào hệ thống đo phát thải được xác định từ lưu lượng nhiên liệu. Lưu lượng cácbon tại các điểm lấy mẫu khác nhau trong chất thải và hệ thống lấy mẫu hạt được xác định từ nồng độ CO₂ và lưu lượng khí tại các điểm đó.

Trong thử nghiệm này, động cơ tạo ra nguồn lưu lượng cácbon đã biết, việc thu nhận được cùng lưu lượng cácbon trong ống xả và tại đầu ra của hệ thống lấy mẫu PM một phần dòng thải đưa ra xác nhận về sự toàn vẹn, không rò rỉ và độ chính xác của phép đo lưu lượng. Phép kiểm tra này có ưu điểm là các thành phần hoạt động trong các điều kiện về lưu lượng và nhiệt độ thử động cơ thực. Lưu lượng cácbon được kiểm tra tại các điểm lấy mẫu thể hiện trên Hình C.1. Các công thức riêng cho lưu lượng cácbon tại mỗi điểm lấy mẫu như sau:

CHÚ DẪN:

Vị trí 1;

Không khí;

...

Nhiên liệu;

Vị trí 3;

CO₂ thô;

Hệ thống một phần dòng thải;

...

Động cơ.

Hình C.1 - Các điểm đo đễ kiểm tra lưu lượng cácbon

C.2 Lưu lượng cácbon vào động cơ (vị trí 1)

Lưu lượng cácbon theo khối vào động cơ đối với nhiên liệu C_βH_αO_ε được đưa ra là

(C.1)

ở đây q_mflà lưu lượng nhiên liệu theo khối, tính bằng kilôgam trên giây.

...

Lưu lượng cácbon theo khối lượng trong ống xả của động cơ phải được xác định từ nồng độ CO₂ thô và lưu lượng khối của khí thải như sau:

(C.2)

Trong đó

c_CO2,rlà nồng độ CO₂ ướt trong khí thải thô, tính bằng phần trăm theo thể tích;

c_CO2,alà nồng độ CO₂ ướt trong không khí xung quanh, tính bằng phần trăm theo thể tích (khoảng 0,04 %);

q_mewlà mức lưu lượng khối khí thải ở dạng ướt, tính bằng kilôgam trên giây;

M_rlà khối lượng phân tử tương đối[3]⁾ của khí thải.

Nếu CO₂ được đo theo chuẩn khô, nó phải được chuyển đổi sang chuẩn ướt theo 5.5.5.

C.4 Lưu lượng cácbon trong hệ thống pha loãng một phần dòng thải (vị trí 3)

...

(C.3)

trong đó

c_CO2,dlà nồng độ CO₂ ướt trong khí thải pha loãng tại đầu ra của ống pha loãng, tính bằng phần trăm theo thể tích;

c_CO2,alà nồng độ CO₂ ướt trong không khí xung quanh, tính bằng phần trăm theo thể tích (khoảng 0,04 %);

q_mdewlà lưu lượng khối khí thải pha loãng theo chuẩn ướt, tính bằng kilôgam trên giây;

q_mewlà lưu lượng khối khí thải theo chuẩn ướt, tính bằng kilôgam trên giây;

q_mplà lưu lượng mẫu của khí thải đi vào hệ thống pha loãng một phần dòng thải, tính bằng kilôgam trên giây;

M_rlà khối lượng phân tử tương đối³⁾ của khí thải.

Nếu CO₂ được đo ở theo chuẩn khô, nó phải được chuyển đổi sang chuẩn ướt theo 5.5.5.

...

Phụ lục D

(tham khảo)

Quy trình tính toán - Ví dụ

D.1 Số liệu cơ bản cho các tính toán ở chế độ lý tưởng

Số liệu cơ bản được đưa ra trong Bảng D.1.

Bảng D.1

Khối lượng nguyên tử ^a hyđrô

1,00794

...

12,011

Khối lượng nguyên tử lưu huỳnh

32,065

Khối lượng nguyên tử nitơ

14,0067

Khối lượng nguyên tử ôxi

...

Khối lượng nguyên tử agon

39,9

Khối lượng phân tử nước

18,01534

g/mol

Khối lượng phân tử cácbon điôxít

44,01

...

Khối lượng phân tử cácbon mônôxít

28,011

g/mol

Khối lượng phân tử ôxi

31,9988

g/mol

Khối lượng phân tử nitơ

28,011

g/mol

...

30,018

g/mol

Khối lượng phân tử nitơ điôxít

46,01

g/mol

Khối lượng phân tử sunphua điôxit

64,066

g/mol

Thể tích phân tử gam của nước

...

l/mol

Thể tích phân tử gam của cácbon điôxít

22,362

l/mol

Thể tích phân tử gam của ôxy

22,392

l/mol

Thể tích phân tử gam của nitơ

22,390

...

Thể tích phân tử gam của ôxít nitric

22,391

l/mol

Thể tích phân tử gam của nitơ điôxít

21,809

l/mol

Thể tích phân tử gam của sunphua điôxít

21,801

l/mol

...

22,4

l/mol

^a⁾ Trước đây gọi là trọng lượng nguyên tử

CHÚ THÍCH: Nếu giá trị của các thành phần cơ bản này được sử dụng trong tính toán phát thải theo 5.5.4.3, kết quả cuối cùng có thể khác một chút so với kết quả được tính toán trên cơ sở các giá trị u được tra bảng theo 5.5.4.2.

D.2 Phát thải khí - Nhiên liệu điêzen

Số liệu đo ở các điểm đơn lẻ của chu trình thử (tần suất lấy mẫu số liệu là 1 Hz) đối với tính toán phát thải khối lượng tức thời được đưa ra trong Bảng D.2. Trong ví dụ này, CO và NO_x được đo theo chuẩn khô, HC theo chuẩn ướt. Nồng độ HC được cho dưới dạng đương lượng prôpan (C3) và phải được nhân lên ba lần để có được giá trị tương đương C1. Quy trình tính toán tương tự đối với các điểm khác của chu trình.

Bảng D.2

T_a,i

H_a,i

...

q_mew,i

q_maw,i

q_mf_,_i

c_HC,i

c_CO,i

c_NOx,i

g/kg

kWh

...

kg/s

ppm(µl/l)

295

8,0

0,155

...

0,005

500

Thành phần nhiên liệu cho trong Bảng D.3 được xem xét.

Bảng D.3

Thành phần

Tỷ số phân tử gam

% khối lượng

...

α = 1,8529

w_ALF = 13,45

β = 1,0000

w_BET = 86,50

γ = 0,0002

w_GAM = 0,050

...

w_DEL = 0,000

ε = 0,0000

w_EPS = 0,000

a) Bước 1: Hiệu chỉnh khô/ướt (xem 5.5.5)

Công thức (15):

Công thức (18):

...

c_CO_,_i (ướt) = 40 x 0,9331 = 37,3

c_N_O_X,_i (ướt) = 500 x 0,9331 = 466,6

cả hai kết quả trên được biểu thị dưới dạng phần triệu (micrô lít trên lít).

b) Bước 2: Hiệu chỉnh NO_x theo nhiệt độ và độ ẩm (xem 5.5.6)

Công thức (23):

c) Bước 3: Tính toán phát thải khối lượng tức thời sử dụng các giá trị u từ Bảng 3 (xem 5.5.4.2)

Công thức (9):

...

cả 3 kết quả được biểu thị dưới dạng gam trên giây.

d) Bước 4: Lập tích phân phát thải khối lượng tức thời trong toàn bộ chu trình (xem 5.5.4.2)

Tính toán sau đây được giả định cho chu trình ETC (1800 s) và phát thải giống nhau ở mỗi điểm của chu trình.

Công thức (9):

cả 3 kết quả trên được biểu thị dưới dạng gam trên phép thử.

...

Công thức (25):

HC = 3,96/40 = 0,10

CO = 10,04/40 = 0,25

NOx = 199,44/40 = 4,99

cả 3 kết quả trên được biểu thị dưới dạng gam trên kilôoát giờ.

D.3 Phát thải hạt - Nhiên liệu điêzen

Phép đo hạt được dựa trên nguyên tắc lấy mẫu hạt trong toàn bộ chu trình đầy đủ, trong lúc đó xác định mẫu và lưu lượng (M_SAM và G_EDF) ở các điểm đơn lẻ của chu trình. Tính toán G_EDFW phụ thuộc vào hệ thống được sử dụng. Trong ví dụ sau đây là hệ thống có phép đo lưu lượng theo 5.6.5, phương pháp a).

Số liệu cho trong Bảng D.4 được giả định trong ví dụ này

Bảng D.4

...

q_mew_,_i

q_m_f,_i

q_mdw,i

q_mdew_,i

m_f

m_s_e

kWh

kg/s

...

kg/s

0,155

0,005

0,0015

0,0020

1,700

...

a) Bước 1: Tính toán m_ed_f (xem 5.6.5)

Công thức (29):

Công thức (28):

tính bằng gam trên giây.

Công thức (27):

tính bằng kilôgam trên phép thử.

...

Công thức (26):

tính bằng gam trên phép thử.

c) Bước 3: Tính toán phát thải riêng (xem 5.6.6)

Công thức (32):

PM = 1,252/40 = 0,031

tính bằng gam trên kilôoát giờ.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

...

[2] US Code of Federal Regulation, Title 40, Part 86, Subpart D, Emission Regulation for New Gasoline-Fueled and Diesel Heavy-Duty Engines; Gaseous Exhaust Test Procedure, 1979 (Mã quy định của Liên bang Mỹ, Tiêu đề 40, Phần 86, Phụ phần D, Quy định phát thải đối với động cơ nhiên liệu xăng và động cơ hạng nặng điêzen mới; Quy trình thử khí thải, 1979).

[3] Directive 1999/96/EC of the European Parliament and of the Council on the Approximation of the Laws of the Member States Relating to the Measures To Be Taken Against the Emission of Gaseous and Particulate Pollutants from Compression Ignition Engines for Use in Vehicles, and the Emission of Gaseous Pollutants from Positive ignition Engines Fuelled with Natural Gas or Liquefied Petroleum Gas for Use in Vehicles (Chỉ thị 1999/96/EC của Quốc hội Châu Âu và Hội đồng Hài hòa Luật của các Quốc gia Thành viên liên quan đến phép đo được thực hiện đối với phát thải chất ô nhiễm khí và hạt từ động cơ đốt cháy do nén trong sử dụng xe và phát thải chất ô nhiễm khí từ động cơ đốt cháy cưỡng bức chạy bằng nhiên liệu khí tự nhiên hoặc khí dầu mỏ hóa lỏng trong sử dụng xe).

[4] ECE Regulation No. 49, 02 Series of Amendments, Uniform Provisions Concerning the Approval of Compression-lgnition Engines and Vehicles Equipped with Compression-lgnition Engines With Regard to the Emissions of Polltants by the Engine, 1996 (Quy định ECE số 49, Bổ sung sửa đổi lần 2, Quy định thống nhất về việc công nhận động cơ đốt cháy do nén và xe trang bị động cơ đốt cháy do nén về phát thải chất ô nhiễm từ động cơ, 1996).

[5] TRIAS 24-5-99, 13-Mode Exhaust Emission Measurement for Diesel-Powered Motor Vehicles, 1993 (TRIAS 24-05-99, Quy trình thử phát thải chế độ 13 đối với xe cơ giới sử dụng đi-ê-zen, 1993).

[6] Technical Standard 11-4-35, 13-Mode Exhaust Emission Measurement for Diesel-Powered Motor Vehicles, 1993 (Tiêu chuẩn kỹ thuật 11-4-35, Phép đo phát thải ở chế độ 13 đối với xe cơ giới sử dụng đi-ê-zen, 1993).

[7] BELYAEV, S.P. and LEVIN, L.M., Techniques for collection of representative aerosol samples, J. Aerosol Sci.5, 325-338, 1974 (BELYAEV, S.P và LEVIN, L. M., Kỹ thuật thu gom mẫu đại diện ở dạng huyền phù, J.Aerosol Sri.5, 325-388,1974).

[8] HINDS, W.C. and HINDS, W. C., Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles, 2nd ed., John Wiley & sons, New York, 1999 (HINDS, W. C. Và HINDS, W. C., Công nghệ phun sương: Đặc tính, trạng thái và phép đo hạt lơ lửng, Xuất bản lần 2. John Wiley & các con, New York, 1999).

MỤC LỤC

...

Lời giới thiệu

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ, định nghĩa, ký hiệu và chữ viết tắt

4 Điều kiện thử

4.1 Điều kiện thử động cơ

4.2 Động cơ có làm mát không khí nạp

4.3 Công suất

4.4 Hệ thống nạp không khí động cơ

...

4.6 Hệ thống làm mát

4.7 Dầu bôi trơn

4.8 Nhiên liệu thử

5 Xác định các thành phần khí và hạt

5.1 Yêu cầu chung

5.2 Tính tương đương

5.3 Độ chính xác

5.4 Xác định lưu lượng khối của khí thải

5.5 Xác định thành phần khí

...

6 Thiết bị đo các thành phần khí

6.1 Yêu cầu kỹ thuật bộ phân tích

6.2 Bộ phân tích

6.3 Hiệu chuẩn

7 Thiết bị đo hạt

7.1 Yêu cầu kỹ thuật

7.2 Hệ thống pha loãng và lấy mẫu

7.3 Hiệu chuẩn

Phụ lục A (quy định) Xác định sự tương đương của hệ thống

...

Phụ lục C (quy định) Kiểm tra lưu lượng cácbon

Phụ lục D (tham khảo) Quy trình tính toán - Ví dụ

Thư mục tài liệu tham khảo

[2] Zorbax ODS là ví dụ về sản phẩm thương mại phù hợp sẵn có.

[3] trước đây được gọi là trọng lượng phân tử