Europäische Union

Delegierte Verordnung (EU) 2017/654 der Kommission vom 19. Dezember 2016 zur Ergänzung der Verordnung (EU) 2016/1628 des Europäischen Parlaments und des Rates hinsichtlich technischer und allgemeiner Anforderungen in Bezug auf die Emissionsgrenzwerte und die Typgenehmigung von Verbrennungsmotoren für nicht für den Straßenverkehr bestimmte mobile Maschinen und Geräte

Amtliche Ursprungsfassung

Quellenkennung: 32017R0654. Spätere Änderungen sind nicht automatisch in dieser Fassung enthalten.

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m sep = Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelabscheidefilter durchströmt [kg] m edf = Masse des äquivalenten verdünnten Abgases über den Zyklus [kg] Die Gesamtmasse des äquivalenten verdünnten Abgases über den Zyklus m edf [kg] ist mithilfe von Gleichung 7-45 zu bestimmen: (7-45) wobei: (7-46) (7-47) Dabei gilt: qm edf, i = momentaner äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten Abgases [kg/s] qm ew, i = momentaner Massendurchsatz des Abgases, feucht [kg/s] r d, i = momentanes Verdünnungsverhältnis [-] qm dew, i = momentaner Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht [kg/s] qm dw,i = momentaner Massendurchsatz der Verdünnungsluft [kg/s] f = Datenerfassungsfrequenz [Hz] N = Zahl der Messungen [-] 2.3.1.2. Vollstrom-Verdünnungssystem Die Emissionsmenge ist mithilfe von Gleichung 7-48 zu berechnen: (7-48) Dabei ist: m f = die über den Zyklus abgeschiedene Partikel- Probenahmemasse [mg] m sep = die Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelabscheidefilter durchströmt [kg] m ed = die Masse des verdünnten Abgases über den gesamten Zyklus [kg] Dabei gilt: m sep = m set– m ssd (7-49) Dabei ist: m set = die Masse des durch den Partikelfilter geleiteten doppelt verdünnten Abgases [kg] m ssd = die Masse der Sekundärverdünnungsluft [kg] 2.3.1.2.1. Hintergrundkorrektur Mithilfe von Gleichung 7-50 kann eine Hintergrundkorrektur für die Partikelmasse m PM,c [g] vorgenommen werden: (7-50) Dabei gilt: m f = über den Zyklus abgeschiedene Partikelmasse [mg] m sep = Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelabscheidefilter durchströmt [kg] m sd = Masse der Verdünnungsluft, Probenahme mittels Probenentnehmer für Hintergrundpartikel [kg] m b = abgeschiedene Hintergrundpartikelmasse der Verdünnungsluft [mg] m ed = Masse des verdünnten Abgases über den Zyklus [kg] D = Verdünnungsfaktor (siehe Gleichung 7-28 in Nummer 2.2.2.2) [-] 2.3.2. Berechnung für Einzelphasen-NRSC 2.3.2.1. Verdünnungssystem Alle Berechnungen müssen auf den Mittelwerten der einzelnen Prüfphasen i während der Probenahmedauer beruhen. a) Bei Teilstrom-Verdünnungssystemen ist der äquivalente Massendurchsatz des verdünnten Abgases mithilfe der Gleichung 7-51 und des in Abbildung 9.2 dargestellten Systems mit Durchsatzmessung zu ermitteln: (7-51) (7-52) Dabei gilt: qm edf = äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten Abgases [kg/s] qm ew = Massendurchsatz des Abgases, feucht [kg/s] r d = Verdünnungsverhältnis [-] qm dew = Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht [kg/s] qm dw = Massendurchsatz der Verdünnungsluft [kg/s] b) Bei Vollstrom-Verdünnungssystemen wird qm dew als qm edf verwendet. 2.3.2.2. Berechnung des Partikelmassendurchsatzes Der Durchsatz der Partikelemission über den Zyklus q mPM [g/h] ist mithilfe von Gleichung 7-53, 7-56, 7-57 oder 7-58 zu berechnen: a) Für das Einfachfilterverfahren (7-53) (7-54) (7-55) Dabei gilt: qm PM = Partikelmassendurchsatz [g/h] m f = über den Zyklus abgeschiedene Partikelmasse [mg] = durchschnittlicher äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht [kg/s] qm edf i = äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht, in der Prüfphase i [kg/s] WFi = Wichtungsfaktor für die Prüfphase i [-] m sep = Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelabscheidefilter durchströmt [kg] m sep i = Masse der verdünnten Abgasprobe, die den Partikel-Probenahmefilter in der Prüfphase i durchströmt [kg] N = Zahl der Messungen [-] b) Für das Mehrfachfilterverfahren (7-56) Dabei gilt: qm PM i = Partikelmassendurchsatz in der Prüfphase i [g/h] m f i = in der Prüfphase i abgeschiedene Partikelmasse [mg] qm edf i = äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht, in der Prüfphase i [kg/s] m sep i = Masse der verdünnten Abgasprobe, die den Partikel-Probenahmefilter in der Prüfphase i durchströmt [kg] Die Partikelmasse wird über den Prüfzyklus durch Addition der in den einzelnen Prüfphasen i während der Probenahmedauer erfassten Durchschnittswerte bestimmt. Die Hintergrundkorrektur für den Partikelmassendurchsatz qm PM [g/h] oder qm PM i [g/h] kann wie folgt vorgenommen werden: c) Für das Einfachfilterverfahren (7-57) Dabei gilt: qm PM = Partikelmassendurchsatz [g/h] m f = abgeschiedene Partikelmasse [mg] m sep = Masse der verdünnten Abgasprobe, die den Partikel-Probenahmefilter durchströmt [kg] m f,d = abgeschiedene Partikelmasse der Verdünnungsluft [mg] m d = Masse der durch die Partikel-Probenahmefilter geleiteten Verdünnungsluftprobe [kg] Di = Verdünnungsfaktor in der Prüfphase i (siehe Gleichung 7-28 unter Nummer 2.2.2.2) [-] WFi = Wichtungsfaktor für die Prüfphase i [-] = durchschnittlicher äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht [kg/s] d) Für das Mehrfachfilterverfahren (7-58) Dabei gilt: qm PM i = Partikelmassendurchsatz in der Prüfphase i [g/h] m f i = in der Prüfphase i abgeschiedene Partikelmasse [mg] m sep i = Masse der verdünnten Abgasprobe, die den Partikel-Probenahmefilter in der Prüfphase i durchströmt [kg] m f,d = abgeschiedene Partikelmasse der Verdünnungsluft [mg] m d = Masse der durch die Partikel-Probenahmefilter geleiteten Verdünnungsluftprobe [kg] D = Verdünnungsfaktor (siehe Gleichung 7-28 in Nummer 2.2.2.2) [-] q medf i = äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht, in der Prüfphase i [kg/s] Wird mehr als eine Messung durchgeführt, so ist m f,d/m d durch zu ersetzen. 2.4. Zyklusarbeit und spezifische Emissionen 2.4.1. Gasförmige Emissionen 2.4.1.1. Dynamische Prüfzyklen (NRTC und LSI-NRTC) und RMC Für Rohabgas bzw. verdünntes Abgas wird auf die Nummern 2.1 bzw. 2.2 verwiesen. Die resultierenden Werte für die Leistung P [kW] werden über ein Prüfintervall integriert. Die Gesamtarbeit W act [kWh] ist mithilfe von Gleichung 7-59 zu berechnen: (7-59) Dabei gilt: Pi = momentane Motorleistung [kW] ni = momentane Motordrehzahl [rpm] Ti = momentanes Motordrehmoment [Nm] W act = tatsächliche Zyklusarbeit [kWh] ƒ = Datenerfassungsfrequenz [Hz] N = Zahl der Messungen [-] Wurden gemäß Anhang VI Anlage 2 Hilfseinrichtungen angebracht, so wird das momentane Motordrehmoment in Gleichung 7-59 nicht angepasst. Wurden nach Anhang VI Nummern 6.3.2 und 6.3.3 dieser Verordnung anzubringende Hilfseinrichtungen nicht installiert oder sind Hilfseinrichtungen angebracht, die für die Prüfung ausgebaut werden sollten, ist der in Gleichung 7-59 verwendete Wert Ti mithilfe von Gleichung 7-60 zu korrigieren: T i = T i ,meas + T i, AUX (7-60) Dabei gilt: Ti ,meas = Messwert des momentanen Motordrehmoments Ti, AUX = entsprechender Wert für das Drehmoment, der für den Betrieb von Hilfseinrichtungen nach Anhang VI Nummer 7.7.2.3.2 dieser Verordnung bestimmt wurde Die spezifischen Emissionen e gas [g/kWh] sind in Abhängigkeit von der Art des Prüfzyklus wie folgt zu berechnen. (7-61) Dabei gilt: m gas = Gesamtmasse der Emission [g/test] W act = Zyklusarbeit [kWh] Bei der NRTC-Prüfung ist das endgültige Prüfergebnis e gas [g/kWh] für andere gasförmige Emissionen als CO2 ein gewichteter Durchschnittswert aus dem Prüflauf mit Kaltstart und dem Prüflauf mit Warmstart nach Gleichung 7-62: (7-62) Dabei ist: m cold die Masse der Gasemissionen bei der NRTC-Prüfung mit Kaltstart [g] W act, cold die tatsächliche Zyklusarbeit bei der NRTC-Prüfung mit Kaltstart [kWh] m hot die Masse der Gasemissionen bei der NRTC-Prüfung mit Warmstart [g] W act, hot die tatsächliche Zyklusarbeit bei der NRTC-Prüfung mit Warmstart [kWh] Bei der NRTC-Prüfung ist das endgültige Prüfergebnis e CO2 [g/kWh] für CO2 aus dem NRTC mit Warmstart mithilfe von Gleichung 7-63 zu berechnen: (7-63) Dabei ist: m CO2, hot die CO2-Emissionsmenge bei der NRTC-Prüfung mit Warmstart [g] W act, hot die tatsächliche Zyklusarbeit bei der NRTC-Prüfung mit Warmstart [kWh] 2.4.1.2. Einzelphasen-NRSC Die spezifischen Emissionen e gas [g/kWh] sind mithilfe von Gleichung 7-64 zu berechnen: (7-64) Dabei gilt: qm gas, i = mittlerer Massendurchsatz der Emission für die Prüfphase i [g/h] Pi = Motorleistung für die Prüfphase i [kW] mit Pi = P m,i + P aux i (siehe Anhang VI Nummern 6.3 und 7.7.1.3) WFi = Wichtungsfaktor für die Prüfphase i [-] 2.4.2. Partikelemissionen 2.4.2.1. Dynamische Prüfzyklen (NRTC und LSI-NRTC) und RMC Die partikelspezifischen Emissionen sind anhand von Gleichung 7-61 zu berechnen, wobei e gas [g/kWh] bzw. m gas [g/test] durch e PM [g/kWh] bzw. m PM [g/test] ersetzt werden: (7-65) Dabei gilt: m PM = Gesamtmasse der Partikelemission, berechnet gemäß Nummer 2.3.1.1 oder 2.3.1.2 [g/test] W act = Zyklusarbeit [kWh] Die Emissionen während des dynamischen Kombinationszyklus (d. h. NRTC mit Kaltstart und NRTC mit Warmstart) sind gemäß Nummer 2.4.1.1 zu berechnen. 2.4.2.2. Einzelphasen-NRSC Die partikelspezifischen Emissionen e gas [g/kWh] sind mithilfe von Gleichung 7-66 oder 7-67 zu berechnen: a) Für das Einfachfilterverfahren (7-66) Dabei gilt: Pi = Motorleistung für die Prüfphase i [kW] mit Pi = P m,i + P aux i (siehe Anhang VI Nummern 6.3 und 7.7.1.3) WFi = Wichtungsfaktor für die Prüfphase i [-] qm PM = Partikelmassendurchsatz [g/h] b) Für das Mehrfachfilterverfahren (7-67) Dabei gilt: Pi = Motorleistung für die Prüfphase i [kW] mit Pi = P m,i + P aux i (siehe Anhang VI Nummern 6.3 und 7.7.1.3) WFi = Wichtungsfaktor für die Prüfphase i [-] qm PM i = Partikelmassendurchsatz in der Prüfphase i [g/h] Bei der Einfachfiltermethode ist der effektive Wichtungsfaktor WF e i für jede Prüfphase mithilfe von Gleichung 7-68 zu berechnen: (7-68) Dabei gilt: m sep i = Masse der verdünnten Abgasprobe, die den Partikel-Probenahmefilter in der Prüfphase i durchströmt [kg] = durchschnittlicher äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten Abgases [kg/s] qm edf i = äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten Abgases in der Prüfphase i [kg/s] m sep = Masse der verdünnten Abgasprobe, die die Partikel-Probenahmefilter durchströmt [kg] Der Wert der effektiven Wichtungsfaktoren darf von den Werten der in Anhang XVII Anlage 1 aufgeführten Wichtungsfaktoren um höchstens 0,005 (absoluter Wert) abweichen. 2.4.3. Anpassungen bei Emissionsminderungssystemen mit sporadischer (periodischer) Regenerierung Mit Ausnahme der Motoren der Klasse RLL sind für Motoren, die mit einem Abgasnachbehandlungssystem mit sporadischer (periodischer) Regenerierung (siehe Anhang VI Nummer 6.6.2) ausgestattet sind, die nach Nummer 2.4.1 und 2.4.2 berechneten spezifischen Emissionen von gasförmigen Schadstoffen und luftverunreinigenden Partikeln entweder mithilfe des einschlägigen multiplikativen Anpassungsfaktors oder des einschlägigen additiven Anpassungsfaktors zu korrigieren. Fand während der Prüfung keine sporadische Regenerierung statt, so ist der aufwärtswirksame Anpassungsfaktor anzuwenden (k ru,m oder k ru,a). Fand während der Prüfung eine sporadische Regenerierung statt, so ist der abwärtswirksame Anpassungsfaktor anzuwenden (k rd,m oder k rd,a). Beim Einzelphasen-NRSC, für den für jede Prüfphase Anpassungsfaktoren bestimmt wurden, werden diese bei der Berechnung des gewichteten Emissionsergebnisses auf jede Phase angewendet. 2.4.4. Anpassungen bei Verschlechterungsfaktoren Die gemäß Nummer 2.4.1 und 2.4.2 berechneten spezifischen Emissionen von gasförmigen Schadstoffen und luftverunreinigenden Partikeln, gegebenenfalls einschließlich des Anpassungsfaktors nach Nummer 2.4.3 bei sporadischer Regenerierung, sind ebenfalls mithilfe des nach den Anforderungen des Anhangs III bestimmten einschlägigen multiplikativen oder additiven Verschlechterungsfaktors zu korrigieren. 2.5. Kalibrierung des Durchsatzes des verdünnten Abgases (CVS) und damit verbundene Berechnungen Das CVS-System ist mit einem Präzisionsdurchsatzmessgerät und einem Durchflussbegrenzer zu kalibrieren. Der Durchsatz durch das System wird bei verschiedenen Drosselungseinstellungen gemessen, ebenso werden die Regelparameter des Systems gemessen und in Beziehung zum Durchsatz gesetzt. Verschiedene Arten von Durchsatzmessgeräten können verwendet werden, z. B. ein kalibriertes Venturirohr, ein kalibrierter Laminar-Durchflussmesser oder ein kalibrierter Flügelraddurchsatzmesser. 2.5.1. Verdrängerpumpe (PDP) Sämtliche Parameter der Pumpe werden gleichzeitig mit den Parametern eines Kalibrierungs-Venturirohrs gemessen, das in Reihe an die Pumpe angeschlossen ist. Danach kann die Kurve des berechneten Durchsatzes (ausgedrückt in m3/s am Pumpeneintritt bei absolutem Druck und absoluter Temperatur) als Korrelationsfunktion aufgezeichnet werden, die einer bestimmten Kombination von Pumpenkennwerten entspricht. Die lineare Gleichung, die das Verhältnis zwischen dem Pumpendurchsatz und der Korrelationsfunktion ausdrückt, wird sodann aufgestellt. Lässt sich die Pumpe des CVS-Systems mit mehreren Drehzahlen betreiben, so muss für jeden verwendeten Drehzahlbereich eine Kalibrierung vorgenommen werden. Während der Kalibrierung ist eine gleichbleibende Temperatur zu gewährleisten. Leckverluste an allen Anschlüssen und Röhren zwischen dem Kalibrierungs-Venturirohr und der CVS-Pumpe sind unter 0,3 % des niedrigsten Durchsatzpunktes (höchste Drosselung und niedrigste PDP-Drehzahl) zu halten. Der Luftdurchsatz (qV CVS) bei jeder Drosselungseinstellung (mindestens sechs Drosselungseinstellungen) ist nach den Vorschriften des Herstellers aus den Messwerten des Durchsatzmessgeräts in Norm-m3/s zu ermitteln. Der Luftdurchsatz wird dann mithilfe von Gleichung 7-69 in den Pumpendurchsatz (V 0) in m3/rev bei absoluter Temperatur und absolutem Druck am Pumpeneintritt umgerechnet: (7-69) Dabei gilt: qV CVS = Luftdurchsatz bei Standardbedingungen (101,325 kPa, 273,15 K) [m3/s] T = Temperatur am Pumpeneintritt [K] p p = absoluter Druck am Pumpeneintritt [kPa] n = Pumpendrehzahl [rev/s] Zur Korrektur der gegenseitigen Beeinflussung der Druckschwankungen in der Pumpe und der Verlustrate der Pumpe wird die Korrelationsfunktion (X 0) [s/rev] zwischen der Pumpendrehzahl, der Druckdifferenz zwischen Ein- und Austritt der Pumpe und dem absoluten Druck am Pumpenaustritt mithilfe von Gleichung 7-70 berechnet: (7-70) Dabei gilt: Δp p = Druckdifferenz zwischen Pumpeneintritt und Pumpenaustritt [kPa] p p = absoluter Austrittsdruck am Pumpenaustritt [kPa] n = Pumpendrehzahl [rev/s] Mithilfe der Fehlerquadratmethode wird anhand von Gleichung 7-71 eine lineare Anpassung vorgenommen, um die nachstehende Kalibriergleichung zu erhalten: V 0 = D 0 –m · X 0 (7-71) wobei D 0 [m3/rev] und m [m3/s], also Achsabschnitt bzw. Steigung, die Regressionsgerade beschreiben. Hat das CVS-System mehrere Betriebsdrehzahlen, müssen die für die einzelnen Durchsatzbereiche der Pumpe erzielten Kalibrierkurven annähernd parallel verlaufen, und die Abschnittswerte (D 0) müssen größer werden, wenn der Durchsatzbereich der Pumpe kleiner wird. Die mithilfe der Gleichung errechneten Werte dürfen nicht mehr als ± 0,5 % vom gemessenen Wert V 0 abweichen. Der Wert m ist je nach Pumpe verschieden. Im Laufe der Zeit bewirkt der Partikelzustrom eine Abnahme der Verlustrate der Pumpe, die sich in niedrigeren Werten für m niederschlägt. Daher muss die Ka