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

Konsolidierte Fassung

Konsolidierungsdatum: 2021-09-13

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

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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: ▼M2 (7-59) ▼B 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 [-] ▼M2 Δti = Messzeitraum [s] ▼B 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 ▼M2 Ti, AUX = entsprechender Wert für das für den Betrieb von Hilfseinrichtungen erforderliche Drehmoment; bestimmt nach Anhang VI Gleichung (6-18) ▼B 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] ▼M2 Pi = Motorleistung für die Prüfphase i [kW]; diese wird berechnet durch Addition der gemessenen Leistung P meas [kW] und der für den Betrieb von Hilfseinrichtungen erforderlichen Leistung P AUX [kW], die nach der Gleichung 6-8 (P i = P meas + P AUX) in Anhang VI berechnet wird ▼B WFi = Wichtungsfaktor für die Prüfphase i [-] ▼M2 N mode = Anzahl der Phasen im anwendbaren Einzelphasen-NRSC ▼B 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 ▼M2 (7-66) ▼B Dabei gilt: ▼M2 P i = Motorleistung für die Prüfphase i [kW]; diese wird berechnet durch Addition der gemessenen Leistung P meas [kW] und der für den Betrieb von Hilfseinrichtungen erforderlichen Leistung P AUX [kW], die nach der Gleichung 6-8 (P i = P meas + P AUX) in Anhang VI berechnet wird ▼B WFi = Wichtungsfaktor für die Prüfphase i [-] qm PM = Partikelmassendurchsatz [g/h] ▼M2 Nmode = Anzahl der Phasen im anwendbaren Einzelphasen-NRSC ▼B b) Für das Mehrfachfilterverfahren ▼M2 (7-67) ▼B Dabei gilt: ▼M2 P i = Motorleistung für die Prüfphase i [kW]; diese wird berechnet durch Addition der gemessenen Leistung P meas [kW] und der für den Betrieb von Hilfseinrichtungen erforderlichen Leistung P AUX [kW], die nach der Gleichung 6-8 (P i = P meas + P AUX) in Anhang VI berechnet wird ▼B WFi = Wichtungsfaktor für die Prüfphase i [-] qm PM i = Partikelmassendurchsatz in der Prüfphase i [g/h] ▼M2 Nmode = Anzahl der Phasen im anwendbaren Einzelphasen-NRSC ▼B 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 Kalibrierung bei Inbetriebnahme der Pumpe, nach größeren Wartungsarbeiten sowie dann erfolgen, wenn bei der Überprüfung des Gesamtsystems eine Veränderung der Verlustrate festgestellt wird. 2.5.2. Venturirohr mit kritischer Strömung (CFV) Die Kalibrierung des CFV beruht auf der Durchsatzgleichung für ein Venturirohr mit kritischer Strömung. Der Gasdurchsatz ist eine Funktion des Eintrittsdrucks und der Eintrittstemperatur am Venturirohr. Zur Bestimmung des Bereichs der kritischen Strömung ist eine Kurve K v in Abhängigkeit vom Druck am Eintritt des Venturirohrs aufzunehmen. Bei kritischer (gedrosselter) Strömung ist K V relativ konstant. Bei abnehmendem Druck (d. h. bei zunehmendem Unterdruck) nimmt die Drosselung des Venturi-Rohrs ab, und K V ebenso, was ein Anzeichen dafür ist, dass das CFV außerhalb des zulässigen Bereichs betrieben wird. Der Luftdurchsatz (qV CVS) ist bei jeder Drosselungseinstellung (mindestens acht Drosselungseinstellungen) nach den Vorschriften des Herstellers aus den Messwerten des Durchsatzmessgeräts in Norm-m3/s zu ermitteln. Der Kalibrierkoeffizient K V ist anhand der Kalibrierdaten für jede Drosselungseinstellung mithilfe von Gleichung 7-72 zu berechnen: (7-72) Dabei gilt: qV SSV = Luftdurchsatz bei Standardbedingungen (101,325 kPa, 273,15 K) [m3/s] T = Temperatur am Eintritt des Venturirohrs [K] p p = absoluter Druck am Eintritt des Venturirohrs [kPa] Für K V sind der Durchschnittswert und die Standardabweichung zu berechnen. Die Standardabweichung darf ± 0,3 % des Mittelwerts von K V nicht überschreiten. 2.5.3. Subsonisches Venturirohr (SSV) Die Kalibrierung des SSV beruht auf der Durchsatzgleichung für ein Venturirohr mit subsonischer Strömung. Wie in Gleichung 7-40 dargestellt, ist der Gasdurchsatz eine Funktion des Drucks und der Temperatur an der Eintrittsstelle sowie des Druckabfalls zwischen SSV-Eintritt und -Einschnürung. Der Luftdurchsatz (qV SSV) ist bei jeder Drosselungseinstellung (mindestens 16 Drosselungseinstellungen) nach den Vorschriften des Herstellers aus den Messwerten des Durchsatzmessgeräts in Norm-m3/s zu ermitteln. Der Durchflusskoeffizient ist anhand der Kalibrierdaten für jede Drosselungseinstellung mithilfe von Gleichung 7-73 zu berechnen: (7-73) Dabei gilt: A 0 = Sammlung von Konstanten und Einheitenumwandlungen qV SSV = Luftdurchsatz bei Standardbedingungen (101,325 kPa, 273,15 K) [m3/s] T in,V = Temperatur am Eintritt des Venturirohrs [K] d V = Durchmesser der SSV-Einschnürung [mm] r p = Verhältnis zwischen den absoluten statischen Drücken an der Einschnürung und am Eintritt des SSV = 1 – Δp/p p [-] r D = Verhältnis zwischen den Innendurchmessern an der Einschnürung d V und am Eintritt D [-] des SSV Zur Bestimmung des Bereichs der subsonischen Strömung ist C d über der Reynolds-Zahl Re an der SSV-Einschnürung aufzutragen. Re an der SSV-Einschnürung wird mithilfe von Gleichung 7-74 berechnet: (7-74) Dabei gilt: (7-75) Dabei gilt: A1 = Sammlung von Konstanten und Einheitenumrechnungen = 27,43831 qV SSV = Luftdurchsatz bei Standardbedingungen (101,325 kPa, 273,15 K) [m3/s] d V = Durchmesser der SSV-Einschnürung [mm] μ = absolute oder dynamische Viskosität des Gases [kg/(m · s)] b = 1,458 × 106 (empirische Konstante) [kg/(m · s · K0,5)] S = 110,4 (empirische Konstante) [K] Da qV SSV selbst in die Re-Formel eingeht, müssen die Berechnungen mit einer Schätzung für qV SSV oder C d des Kalibrierungs-Venturirohrs beginnen und so lange wiederholt werden, bis qV SSV konvergiert. Die Konvergenzmethode muss eine Genauigkeit von mindestens 0,1 % erreichen. Für mindestens 16 Punkte des subsonischen Strömungsbereichs müssen die aus der resultierenden Kalibrierungskurvengleichung für C d sich ergebenden Rechenwerte innerhalb von ± 0,5 % des Messwerts C d für jeden Kalibrierungspunkt liegen. 2.6. Driftkorrektur 2.6.1. Allgemeines Verfahren Mithilfe der Berechnungen gemäß diesem Abschnitt wird ermittelt, ob die Ergebnisse eines Prüfintervalls durch die Drift des Gasanalysators ungültig werden. Werden die Ergebnisse eines Prüfintervalls durch die Drift nicht ungültig, muss das Ansprechverhalten des Gasanalysators während des Prüfintervalls einer Driftkorrektur gemäß Nummer 2.6.2 unterzogen werden. Für alle nachfolgenden Emissionsberechnungen sind die driftkorrigierten Ergebnisse des Gasanalysators zu verwenden. Der zulässige Schwellenwert für die Drift des Gasanalysators über ein Prüfintervall ist in Anhang VI Nummer 8.2.2.2 angegeben. Das allgemeine Prüfverfahren ist gemäß den Bestimmungen der Anlage 1 durchzuführen, wobei die Konzentrationen xi oder durch die Konzentrationen ci oder ersetzt werden. 2.6.2. Berechnungsverfahren Die Driftkorrektur ist mithilfe von Gleichung 7-76 zu berechnen: (7-76) Dabei gilt: ci driftcor = driftkorrigierte Konzentration [ppm] c refzero = Bezugswert der Konzentration des Nullgases; in der Regel null, es sei denn, ein anderer Wert ist bekannt [ppm] c refspan = Bezugswert der Konzentration des Justiergases [ppm] c prespan = Ansprechverhalten des Gasanalysators in Bezug auf die Justiergaskonzentration vor dem Prüfintervall [ppm] c postspan = Ansprechverhalten des Gasanalysators in Bezug auf die Justiergaskonzentration nach dem Prüfintervall [ppm] ci oder = während der Prüfung vor der Driftkorrektur aufgezeichnete, d. h. gemessene, Konzentration [ppm] c prezero = Ansprechverhalten des Gasanalysators in Bezug auf die Nullgaskonzentration vor dem Prüfintervall [ppm] c postzero = Ansprechverhalten des Gasanalysators in Bezug auf die Nullgaskonzentration nach dem Prüfintervall [ppm] 3. Molbasierte Emissionsberechnung 3.1. Tiefgestellte Indizes Messgröße abs absolute Größe act tatsächliche Größe air Luft, trocken atmos atmosphärisch bkgnd Hintergrund C Kohlenstoff cal kalibrierte Größe CFV Venturirohr mit kritischer Strömung cor korrigierte Größe dil Verdünnungsluft dexh verdünntes Abgas dry trockene Größe exh Rohabgas exp erwartete Größe eq äquivalente Größe fuel Kraftstoff momentanes Messergebnis (z. B. 1 Hz) i Einzelwert einer Reihe idle Zustand im Leerlauf in Eintrittsgröße init Ausgangsgröße, in der Regel vor einer Emissionsprüfung max Maximalwert (d. h. Spitzenwert) meas gemessene Größe min Mindestwert mix Molmasse von Luft out Austrittsgröße part Teilgröße PDP Verdrängerpumpe raw Rohabgas ref Bezugsgröße rev Umdrehung sat gesättigter Zustand slip PDP-Verlust smpl Probenahme span Justiergröße SSV Venturirohr mit subsonischer Strömung std Standardgröße test Prüfgröße total Gesamtgröße uncor nicht korrigierte Größe vac Unterdruckgröße weight Kalibriergewicht wet feuchte Größe zero Nullgröße 3.2. Symbole für das chemische Gleichgewicht x dil/exh = Menge an Verdünnungsgas oder Luftüberschuss pro Mol Abgas x H2Oexh = Wassermenge im Abgas pro Mol Abgas x Ccombdry = Menge an Kohlenstoff aus Kraftstoff im Abgas pro Mol trockenes Abgas x H2Oexhdry = Wassermenge im Abgas pro Trockenmol trockenes Abgas