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

Ký hiệu/Từ viết tắt Đơn vị Ý nghĩaA/F st - Tỷ số không khí - nhiên liệu lý tưởng c ppm a µl/l hoặc % theothể tích E CO2 % Dập tắt CO2 của bộ phân tích NOx E H2O % Dập tắt nước của bộ phâ

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

Các hệ thống đo phát thải ngày nay phụ thuộc vào kiểu chu trình thử - trạng thái ổn định hoặc chuyển tiếp - và loại chất ô nhiễm cần đo

Ở chu trình trạng thái ổn định, lượng phát thải khí được tính toán từ nồng độ khí thải thô và lưu lượngthải của động cơ, các thông số này có thể dễ dàng xác định được Đối với chất dạng hạt (PM), các hệthống 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 trongtiêu 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 xác định các phương pháp đo và đánh giá phát thải khí và hạt từ động cơ hạng nặng trong các điều kiện chuyển tiếp trên băng thử Quy trình mà tiêu chuẩn này quy định có thể được áp dụng cho chu trình thử chuyển tiếp bất kỳ mà không yêu cầu thời gian đáp ứng hệ thống quá ngắn; bởi vậy, quy trình được sử dụng như là một lựa chọn cho thiết bị đo được quy định theo các chu trình thử chứng nhận - thường là hệ thống kiểu lấy mẫu đẳng tích (CVS) - có sự phê duyệt của các cơ quan chứng nhận [trong số các chu trình thử chứng nhận đó là chu trình thử chuyển tiếp của châu Âu

(ETC) và chu trình thử chuyển tiếp cho xe hạng nặng của Hợp chủng quốc Hoa kỳ (FTP)].

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 ghinăm 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).

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

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)

Quá trình hòa trộn không khí pha loãng với toàn bộ dòng thải trước khi tách một phần của dòng thải

đã được pha loãng để phân tích

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

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 chuẩnnày, 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)Xem Hình 1

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 Bảng 1 - Ký hiệu chung và từ viết tắt được sử dụng trong tiêu chuẩn này

Ký hiệu/Từ viết tắt Đơn vị Ý nghĩa

A/F st - Tỷ số không khí - nhiên liệu lý tưởng

c ppm a (µl/l)

hoặc % theothể tích

E CO2 % Dập tắt CO2 của bộ phân tích NOx

E H2O % Dập tắt nước của bộ phân tích NOx

E NOx % Hiệu suất của bộ chuyển đổi NOx

 Pa-s Độ nhớt động lực của khí thải

H a g/kg Độ ẩm tuyệt đối của không khí nạp

i - 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 NOx dùng cho các động cơ Cl

k h,G - Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm đối với NOx dùng cho các động cơ SI

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

m edf kg Khối lượng khí thải pha loãng tương đương trong toàn bộ

chu trình

m f mg Khối lượng mẫu hạt thu gom được

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

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

m se kg Khối lượng mẫu thải trong toàn bộ chu trình

m sed kg Khối lượng khí thải pha loãng đi qua ống pha loãng

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

M gas g/kWh Suất phát thải khí

M PM g/kWh Suất phát thải hạt

M r,e - Khối lượng phân tử gamb của chất thải

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 kPa Áp suất hơi nước sau khi qua bể làm lạnh

q mad kg/s Lưu lượng khối của không khí nạp theo chuẩn khô

q 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

q mCp 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 kg/s 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 Lưu lượng khối của nhiên liệu

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

r h - Hệ số đáp ứng Hyđrô cácbon của FID

e kg/m3 Mật độ khí thải (ướt tại 273 K và 101,3 kPa)

gas kg/m3 Mật độ thành phần thải (tại 273 K và 101,3 kPa)

PM kg/m3 Mật độ hạt (tại 273 K và 101,3 kPa)

T a K Nhiệt độ tuyệt đối của không khí nạp

t10 s Thời gian từ lúc vào đến lúc 10 % trị số đọc cuối cùng

t50 s Thời gian từ lúc vào đến lúc 50 % trị số đọc cuối cùng

t90 s Thời gian từ lúc vào đến lúc 90 % trị số đọc cuối cùng

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

V s I Tổng dung lượng hệ thống phân tích khí thải

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

Ký hiệu riêng đối với thành phần nhiên liệu

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

W DEL - Hàm lượng nitơ trong nhiên liệu, % khối lượng

W EPS - Hàm lượng ôxy trong nhiên liệu, % khối lượng

 - Tỷ lệ phân tử gam lưu huỳnh (S/C)

 - Tỷ lệ phân tử gam nitơ (N/C)

Ứng với nhiên liệu có công thức CβHαOεNδSγ

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

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

HFID - Đầu dò i-on hóa đốt nóng bằng ngọn lửa

NDIR - (Bộ phân tích) tia hồng ngoại không phân tán

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 đượcxuất 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 khốilượng, 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

b Trước đây được gọi là trọng lượng phân tử

4 Điều kiện thử

4.1 Điều kiện thử động cơ

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

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

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

Khi những phụ kiện như vậy không được tháo ra, công suất do chúng hấp thụ phải được xác định để điều chỉnh các giá trị đã chỉnh đặt và tính toán công do động cơ sinh ra trong toàn bộ chu trình thử

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 vàođoạn 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

4.8 Nhiên liệu 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 phápđánh 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

Phát thải các thành phần khí và hạt của động cơ thử phải được đo theo Điều 6 và Điều 7 Các điều này mô tả các hệ thống phân tích được khuyến nghị đối với phát thải khí (xem Điều 6) và các hệ thống lấy mẫu và pha loãng hạt được khuyến nghị (xem Điều 7)

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;

1 Lưu lượng nhiên liệu;

2 Động cơ;

3 Lưu lượng không khí nạp;

4 Bộ phân tích khí thải;

5 Bộ phận điều khiển;

6 Hệ thống pha loãng một phần dòng thải; a Giá trị lưu lượng;

Hình 2 - Sơ đồ hệ thống đo 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 nhữngyêu cầu về độ chính xác của thiết bị cần thiết cho việc tiến hành thử phát thải Những thiết bị này phảiđược 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

1 Tốc độ động cơ ± 2 % trị số đọc hoặc ± 1 % giá trị lớn nhất của động

cơ, theo giá trị nào lớn hơn

2 Mô men xoắn ± 2 % trị số đọc hoặc ± 1 % giá trị lớn nhất của động

cơ, theo giá trị nào lớn hơn

3 Tiêu thụ nhiên liệu ± 2 % giá trị lớn nhất của động cơ

4 Tiêu thụ không khí ± 2 % trị số đọc hoặc ± 1 % giá trị lớn nhất của động

cơ, theo giá trị nào lớn hơn

5 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

6 Nhiệt độ ≤ 600 K ± 2 K tuyệt đối

7 Nhiệt độ > 600 K ± 1 % trị số đọc

8 Áp suất khí thải ± 0,2 kPa tuyệt đối

9 Giảm áp không khí nạp ± 0,05 kPa tuyệt đối

10 Áp suất khí quyển ± 0,1 kPa tuyệt đối

13 Lưu lượng không khí pha loãng ± 2 % trị số đọc

14 Lưu lượng khí thải pha loãng ± 2 % trị số đọc

5.4 Xác định lưu lượng khối của khí thải

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

5.4.3 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

- Lưu lượng kế xoáy lốc

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:

qmew,i = qmaw,i + qmf,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

Một lượng khí trơ đã biết (thí dụ hê-li nguyên chất) được phun vào dòng khí thải như là chất đánh dấu Khí này được hòa trộn và bị pha loãng bởi khí thải, nhưng không được phản ứng trong ống xả Sau đó nồng độ khí này phải được đo trong mẫu khí 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 nàolớn 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

qmew,i là lưu lượng khối tức thời của chất thải, tính theo kilôgam trên giây;

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

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

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

ca là nồng độ nền của khí đánh dấu trong không khí nạp, dưới dạng phần triệu (micrô lít trên lít)

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 (cmix,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)trong đó

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

 là tỷ lệ dư không khí;

cCO2 là nồng độ CO2 khô, tính theo phần trăm thể tích;

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

cHC là 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 CO2

được 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

5.5.1 Yêu cầu chung

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 vàcách 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 NOx) 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 phảiđược 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 và5.4.2 và phải được ghi lại

5.5.4 Tính toán khối lượng phát thải

5.5.4.1 Yêu cầu chung

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 vậnhành 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

ugas là tỷ số giữa mật độ thành phần thải và mật độ khí thải;

cgas,i là nồng độ tức thời của thành phần tương ứng trong khí thải thô, tính theo phần triệu (micrô lít trên lít);

qmew,i là 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, phải sử dụng hệ số hiệu chỉnh số độ ẩm k , hoặc k , được xác định theo 5.5.6

Giá trị ugas 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

nhiênc 1,2656 0,001622 0,000987 0,000523d 0,001552 0,001128 0,000565 0,001059 0,001130Prôpan 1,2805 0,001603 0,000976 0,000511 0,001533 0,001115 0,000559 0,001046 0,001116Butan 1,2831 0,001600 0,000974 0,000505 0,001530 0,001113 0,000558 0,001044 0,001114Xăng 1,2977 0,001582 0,000963 0,000471 0,001513 0,001100 0,000551 0,001032 0,001102

a Phụ thuộc vào nhiên liệu

b tại λ = 2, không khí khô, 273 K, 101,3 kPa

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 ugas 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 ugas Giả thiết trong công thức sau đây, nồng độ cgas được đo hoặc được chuyển đổi sang phần triệu

(10)hoặc

(11)trong đó

(12)hoặc theo cách khác, được lấy từ Bảng 3

Mật độ gas, được đưa ra trong Bảng 3 cho một số thành phần khí thải Khối lượng phân tử của khí

thải, Mr,e phải được tính cho thành phần nhiên liệu chung CβHαOεNδSγ, theo giả thiết quá trình cháy hoàn toàn như sau:

(13)Mật độ thải 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)trong đó

cHC(có máy cắt) là nồng độ HC với khí mẫu đi qua NMC;

cHC(không máy cắt) là nồng độ HC với khí mẫu không đi qua NMC;

EM là hiệu suất mêtan được xác định theo 6.3.10.5.2;

EE 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

(19)hoặc

(20)với

(21)

(22) trong đó

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

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

α là tỷ lệ phân tử gam hyđrô trong nhiên liệu;

cCO2 là nồng độ CO2 khô, tính theo phần trăm thể tích;

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

cH2 là nồng độ H2 khô, tính theo phần trăm thể tích (chỉ cho động cơ xăng bốn kỳ)

Ha là 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 NOx phụ thuộc vào các điều kiện không khí xung quanh, nồng độ NOx phải được chỉnh lạitheo 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:

Ta nhiệt độ không khí nạp, tính theo kenvin;

Ha độ ẩm của không khí nạp, tính theo gam nước trên kilôgam không khí khô, trong đó Ha có thể đượclấy 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 Ha 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:

Mgas = mgas/Wact (25)

Trong đó Wact 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 Xác định phát thải hạt

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 dòngthải 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 lượngdòng 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, rd hoặc rs, 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 lấymẫu 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 cókhoảng 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

Thời gian đáp ứng toàn bộ của hệ thống phải được tính toán đảm bảo mẫu hạt đại diện qmp,i tỷ lệ với

lưu lượng thải theo khối lượng Để xác định tính tỷ lệ, phải tiến hành phân tích hồi quy qmp,i so với

qmew,i, ở tần suất lấy số liệu tối thiểu 5 Hz và phải đáp ứng những tiêu chí sau:

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

- Sai lệch chuẩn của qmp,i ước tính trên qmew,i không được vượt quá 5 % của qmp lớn nhất;

- Phần đoạn thẳng qmp bị chắn bởi đường hồi quy không được vượt quá ± 2 % của qmplớn 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,P hoặc 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 qmew,pre theo thời gian của phép thử trước, cái đã điều khiển qmp được chuyển sang thời gian t50,P + t50,F của điều khiển biết trước

Để thiết lập mối tương quan giữa qmp,i và qmew,i, phải sử dụng số liệu được lấy trong quá trình thử thực

với thời gian của qmew,i được đồng bộ bằng cách so sánh t50,F tương đối với qmp,i (không có sự đóng góp từ t50,P vào việc đồng bộ thời gian) Như thế, thời gian chuyển đổi giữa qmew và qmp là khác nhau trong thời gian biến đổi của chúng, được xác định theo 7.3.3

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 mf Để đánh giá nồng độ hạt, tổng

khối lượng mẫu (msep) 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

5.6.5 Tính toán lượng phát thải

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

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

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

medf là 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)(28)

(29)trong đó

qmedf,i là lưu lượng thải pha loãng tức thời tương đương theo khối lượng, tính theo kilôgam trên giây;

qmew,i là lưu lượng thải tức thời theo khối lượng, tính theo kilôgam trên giây;

rd,i là tỷ lệ pha loãng tức thời;

q là lưu lượng thải pha loãng tức thời theo khối lượng đi qua ống pha loãng, tính theo kilôgam trên

qmdw,i là 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.

b) Phương pháp 2:

mPM = mf/(rs x 1000) (30)

trong đó

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

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

với

(31)trong đó

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

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

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

msed là 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, msep và msed là tương tự

6.1 Yêu cầu kỹ thuật bộ phân tích

6.1.1 Yêu cầu chung

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 chuẩnđược 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)

Đáp ứng đỉnh tới đỉnh của bộ phân tích đối với điểm 0 và các khí hiệu chuẩn hoặc khí dải đo trên toàn

bộ mỗi giai đoạn 10 s không được vượt quá 2 % FS trong tất cả các dải đo được sử dụng

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 khoảngthời 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 NOX 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 Bộ phân tích

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 (CO 2 )

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)

Việc xác định tỷ phần hyđrô cácbon không mêtan phải được thực hiện bằng máy cắt không mêtan (NMC) được làm nóng hoạt động cùng với FID theo 6.4.4 bằng cách tách mêtan khỏi các hyđrô cácbon

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 khốilượng 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 (CH 3 OH)

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 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 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 đãkhử 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

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.

a) Nitơ tinh khiết

- 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

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

6.3.2.3 Khí hiệu chuẩn và khí dải đo

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;

- NOx 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)

6.3.2.4 Sử dụng thiết bị hòa trộn chính xác

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 minhphải 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 lầnxác 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 lậpđược 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

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

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 cảảnh 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

Ghi lại vết nồng độ của mỗi thành phần khí đơn Thời gian đáp ứng được xác định là sự chênh lệch

về thời gian từ lúc vặn mở đến lúc có thay đổi thích ứng của nồng độ ghi được Thời gian đáp ứng hệ

thống (t90) gồm thời gian trễ cho đến lúc gặp đầu dò thiết bị đo và thời gian tăng lên của đầu dò

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, NOx, HC hoặc NMHC) và tất cả dải đo được sử dụng

6.3.6 Quy trình hiệu chuẩn

6.3.6.3 Thiết lập đường cong hiệu chuẩn

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

a) Hiệu chuẩn mỗi dải hoạt động thường được sử dụng

b) Sử dụng không khí tổng hợp tự nhiên (hoặc ni-tơ), chỉnh đặt bộ phân tích CO, CO2, NOx 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

Mỗi dải hoạt động bình thường được sử dụng phải được kiểm tra trước mỗi lần thử động cơ theo quy trình sau đây

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

Hiệu suất bộ chuyển đổi được sử dụng để chuyển đổi NO2 thành NO phải được thử theo 6.3.9.2 đến 6.3.9.9 (xem Hình 3)

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

NOx phải ở chế độ NO để cho khí dải đo không đi qua bộ chuyển đổi Ghi lại nồng độ chỉ thị

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 NO 2

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 ởchế độ NO)

Ghi lại giá trị nồng độ được chỉ thị, c Bộ ôzôn không hoạt động trong suốt quá trình.

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 NOx 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 NOx)

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 NOx)

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 NOx 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

Thử hiệu suất bộ chuyển đổi trước mỗi lần hiệu chuẩn bộ phân tích NOx

6.3.9.11 Yêu cầu về hiệu suất

Hiệu suất bộ chuyển đổi, ENox, 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

c) Nếu các hệ số nhiễu ôxi vá đáp ứng hyđrô cácbon không đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật sau đây, điều chỉnh thêm lưu lượng không khí lên trên và xuống dưới yêu cầu của nhà sản xuất, lặp lại

6.3.10.2 và 6.3.10.3 đối với mỗi lưu lượng

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, rh 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 ≤ rh ≤ 1,15

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

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

Các giá trị này là tương đối so với rh = 1 đối với prôpan và không khí tổng hợp tinh khiết

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 tiếnhành 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

f) Tính toán nhiễu ô-xi, % OI đối với mỗi khí được được đưa ra ở bước d) như sau:

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