ANHANG 4B

Prüfverfahren für Selbstzündungsmotoren und mit Erdgas (NG) oder Flüssiggas (LPG) betriebene Fremdzündungsmotoren unter Berücksichtigung des weltweit harmonisierten Prüfverfahrens für schwere Nutzfahrzeuge (WHDC, Globale Technische Regelung Nr. 4)

1.   ANWENDBARKEIT

Dieser Anhang ist vorerst nicht auf Typgenehmigungen gemäß dieser Regelung anwendbar; er wird in Zukunft darauf anwendbar gemacht werden.

2.   Frei gelassen (1).

3.   DEFINITIONEN, SYMBOLE UND ABKÜRZUNGEN

3.1.   Begriffsbestimmungen

Im Sinne dieser Regelung gilt:

3.1.1.   ‚Laufende Regenerierung‘ bedeutet die Regenerierung eines Abgasnachbehandlungssystems, die kontinuierlich oder mindestens einmal je WHTC-Warmstartprüfung stattfindet. Für einen solchen Regenerierungsprozess ist kein besonderes Prüfverfahren erforderlich.

3.1.2.   ‚Ansprechverzögerung‘ bedeutet den Zeitunterschied zwischen der Änderung der am Bezugspunkt zu messenden Komponente und der Systemantwort von 10 Prozent der Endablesung (t10 ), wobei die Probenahmesonde als Bezugspunkt gilt. Bei gasförmigen Bestandteilen ist dies im Wesentlichen die Verlagerungszeit der gemessenen Komponente von der Probenahmesonde zum Detektor.

3.1.3.   ‚DeNOx-System‘ bedeutet ein Abgasnachbehandlungssystem zur Verringerung der Emission von Stickstoffoxiden (NOx) (z. B. passive und aktive Mager-NOx-Katalysatoren, NOx-Adsorber und Systeme zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR)).

3.1.4.   ‚Dieselmotor‘ bedeutet einen Motor, der nach dem Prinzip der Kompressionszündung arbeitet.

3.1.5.   ‚Drift‘ bedeutet die Differenz zwischen der Nullwert- oder Vollausschlaganzeige des Messgeräts nach einer Emissionsprüfung zu jener davor.

3.1.6.   ‚Motorenfamilie‘ bedeutet die von einem Hersteller festgelegte Gruppe von Motoren mit konstruktionsbedingt ähnlichen Abgas-Emissionseigenschaften gemäß Absatz 5.2 dieses Anhangs; die einzelnen Motoren der Familie dürfen die geltenden Emissionsgrenzwerte nicht überschreiten.

3.1.7.   ‚Motorsystem‘ bedeutet den Motor, die emissionsmindernden Einrichtungen und die Kommunikationsschnittstellen (Hardware und Meldungen) zwischen dem/den elektronischen Motorsteuergerät(en) und anderen Antriebs- oder Fahrzeugsteuergeräten.

3.1.8.   ‚Motortyp‘ bedeutet eine Kategorie von Motoren, die sich in wesentlichen Motoreneigenschaften nicht unterscheiden.

3.1.9.   ‚Abgasnachbehandlungssystem‘ bedeutet einen Katalysator (Oxidations- oder Dreiwegekatalysator), einen Partikelfilter, ein DeNOx-System, eine DeNOx-Partikelfilter-Kombination oder jede andere auf der Abgasseite des Motors installierte emissionsmindernde Vorrichtung. Dieser Begriff schließt die Abgasrückführung nicht ein, da diese als Bestandteil des Motorsystems betrachtet wird.

3.1.10.   ‚Verfahren der Vollstromverdünnung‘ bedeutet das Mischen des gesamten Abgasstroms mit Verdünnungsluft, bevor eine Analyseprobe der vedünnten Abgase entnommen wird.

3.1.11.   ‚Gasförmige Schadstoffe‘ sind Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und/oder Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe (wobei von CH1,85 bei Diesel, CH2,525 bei Flüssiggas und CH2,93 bei Erdgas ausgegangen wird sowie von einem Molekül CH3O0,5 bei mit Ethanol betriebenen Dieselmotoren), Methan (wobei bei Erdgas von CH4 ausgegangen wird) und Stickstoffoxide (ausgedrückt als Stickstoffdioxid (NO2)-Äquivalente).

3.1.12.   ‚Hohe Drehzahl (nhi)‘ ist die höchste Motordrehzahl, bei der sich 70 % der angegebenen Höchstleistung einstellen.

3.1.13.   ‚Niedrige Drehzahl (nlo)‘ ist die niedrigste Motordrehzahl, bei der sich 55 % der angegebenen Höchstleistung einstellen.

3.1.14.   ‚Maximalleistung (Pmax)‘ bedeutet die vom Hersteller in kW angegebene Maximalleistung.

3.1.15.   ‚Drehzahl des maximalen Drehmoments‘ ist die Motordrehzahl, bei der nach Angaben des Herstellers das höchste Drehmoment zur Verfügung steht.

3.1.16.   ‚Normierter Drehmomentwert‘ wird in Prozenten des für die Motordrehzahl maximal verfügbaren Drehmoments ausgedrückt.

3.1.17.   ‚Bedieneingabe‘ bedeuted die Eingabe zur Steuerung des Motors. Diese kann durch eine Bedienperson erfolgen (d. h. manuell) oder durch eine Steuervorrichtung (d. h. automatisch), wobei eine mechanische oder elektronische Stellgröße die Motorleistung anfordert. Die Eingabe kann erfolgen: über ein Gaspedal, einen Signalgeber, einen Drosselklappen-Hebel oder ein Drosselklappen-Steuersignal, einen Kraftstoff-Einstellhebel oder ein Kraftstoff-Einstellsignal, einen Drehzahl-Einstellhebel oder ein Drehzahl-Einstellsignal oder mittels der Einstellung oder der Signalgabe eines Motorreglers.

3.1.18.   ‚Stamm-Motor‘ bedeutet einen innerhalb einer Motorenfamilie ausgewählten Motor, dessen Emissionseigenschaften für die Motorenfamilie repräsentativ sind.

3.1.19.   ‚Partikelnachbehandlungsvorrichtung‘ bedeutet ein Abgasnachbehandlungssystem zur Verringerung partikelförmiger Verunreinigungen mittels mechanischer, aerodynamischer, Diffusions- oder Trägheitsabscheidung.

3.1.20.   ‚Verfahren mit Teilstromverdünnung‘ bedeutet einen Prozess, bei dem ein Teil der Abgase mit der entsprechenden Menge Verdünnungsluft vermengt wird, bevor es dem Partikelprobefilter zugeführt wird.

3.1.21.   ‚Feinstaub (PM)‘ ist jeglicher Stoff, der in einem speziellen Filter hängen bleibt, nachdem das Abgas mit einem sauber gefilterten Lösungsmittel verdünnt und auf eine Temperatur zwischen 315 K (42 °C) und 325 K (52 °C) gekühlt worden ist; es handelt sich vorwiegend um Kohlenstoff, kondensierte Kohlenwasserstoffe und um Sulfate mit damit verbundenem Wasser.

3.1.22.   ‚Periodische Regenerierung‘ ist die innerhalb von weniger als 100 Stunden normalen Motorbetriebs wiederholt stattfindende Regenerierung einer emissionsmindernden Einrichtung; Während der Zyklen, in denen eine Regenerierung erfolgt, können die Emissionsgrenzwerte überschritten werden.

3.1.23.   ‚Gestuft stationärer Prüfzyklus‘ bedeutet eine Abfolge stationärere Prüfbedingungen des Motors, mit für jede Stufe definierten Drehzahl- und Drehmomentvorgaben, sowie mit definierten Anstiegen zwischen den Prüfbedingungen (WHSC).

3.1.24.   ‚Nenndrehzahl‘ ist die gemäß der Verkaufs- oder Wartungsdokumentation des Herstellers vom Motorregler maximal erlaubte Drehzahl bei Volllast, oder falls kein Motorregler vorhanden ist, die Drehzahl, bei der gemäß selbiger Dokumentation die Maximalleistung des Motors erreicht wird.

3.1.25.   ‚Ansprechzeit‘ bedeutet den Zeitunterschied zwischen der Änderung der Messgröße am Referenzpunkt und der Reaktion des Systems mit 90 Prozent der Endablesung (t90), wobei die Probenahmesonde als Referenzpunkt definiert ist, die Veränderung der Messgröße mindestens 60 % des Skalenendwerts (FS) beträgt und innerhalb von weniger als 0,1 Sekunden erreicht wird. Die Systemansprechzeit setzt sich zusammen aus der Ansprechverzögerung und der Anstiegzeit des Systems.

3.1.26.   ‚Anstiegzeit‘ bedeutet die Zeit für den Anstieg des angezeigten Messwertes von 10 % auf 90 % des Endwertes (t90 – t10).

3.1.27.   ‚Kalibriergasansprechen‘ bedeutet den mittleren Ansprechwert auf ein Kalibriergas während eines 30-Sekunden-Intervalls.

3.1.28.   ‚Spezifische Emissionen‘ sind in g/kWh ausgedrückte Partikelemissionen.

3.1.29.   ‚Prüfzyklus‘ ist eine Abfolge von Prüfphasen mit jeweils einer bestimmten Drehzahl und einem bestimmten Drehmoment, die der Motor unter stationären Bedingungen (WHSC-Prüfung) bzw. instationären Bedingungen (WHTC-, ELR-Prüfung) durchlaufen muss.

3.1.30.   ‚Wandlungszeit‘ ist der Zeitunterschied zwischen der Änderung der Messgröße am Referenzpunkt und der Reaktion des Systems mit 50 % der Endablesung (t50 ), wobei die Probenahmesonde als Referenzpunkt definiert ist. Die Wandlungszeit wird für den Signalabgleich verschiedener Messinstrumente verwendet.

3.1.31.   ‚Instationärer Prüfzyklus‘ bezeichnet einen Prüfzyklus, der aus einer Abfolge normierter Drehzahl- und Drehmomentwerte besteht, die sich relativ schnell verändern (WHTC).

3.1.32.   ‚Dauerhaltbarkeit‘ bedeuted die Kilometerzahl und/oder die Zeitdauer, für die die einschlägigen Grenzwerte von Gas- und Partikelemissionen eingehalten werden müssen.

3.1.33.   ‚Nullpunktwert‘ ist der mittlere Ansprechwert auf ein Nullgas in einem Zeitabschnitt von 30 Sekunden.

3.2.   Allgemeine Symbole

Symbol	Maßeinheit	Begriff
a 1	—	Neigung der Regression
a 0	—	Achsabschnitt der Regression
A/Fst	—	stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis
c	ppm/Vol.-%	Konzentration
c d	ppm/Vol.-%	Konzentration, trocken
c w	ppm/Vol.-%	Konzentration, feucht
c b	ppm/Vol.-%	Hintergrundkonzentration
C d	—	Durchflusskoeffizient des SSV
c gas	ppm/Vol.-%	Konzentration der gasförmigen Bestandteile
d	M	Durchmesser
d V	M	Durchmesser des Venturirohrs an der Einschnürung
D 0	m3/s	Achsabschnitt der PDP-Kalibrierfunktion
D	—	Verdünnungsfaktor
Δt	S	Zeitspanne
e gas	g/kWh	spezifische Emission gasförmiger Schadstoffe
e PM	g/kWh	spezifische Emission partikelförmiger Schadstoffe
e r	g/kWh	spezifische Emission während der Regenerierung
e w	g/kWh	gewichtete spezifische Emission
E CO2	mindestens 11,5 %	CO2-Querempfindlichkeit eines NOx-Analysator
E E	mindestens 11,5 %	Ethan-Wirkungsgrad
E H2O	mindestens 11,5 %	Wasser-Querempfindlichkeit eines NOx-Analysator
E M	mindestens 11,5 %	Methan-Wirkungsgrad
E NOx	mindestens 11,5 %	Effizienz von NOx-Konvertern
f	Hz	Datenerfassungstrequenz
f a	—	atmosphärischer Faktor im Labor
F s	—	stöchiometrischer Faktor
H a	g/kg	absolute Feuchtigkeit der Ansaugluft
H d	g/kg	absolute Feuchtigkeit des Verdünnungsgases
i	—	tiefgesetztes Zeichen zur Kennzeichnung einer Momentanmessung (z. B. 1 Hz)
k c	—	kohlenstoffspezifischer Faktor
k f,d	m3/kg Kraftstoff	zusätzliches Verbrennungsvolumen, trockene Abgase
k f,w	m3/kg Kraftstoff	zusätzliches Verbrennungsvolumen, feuchte Abgase
kh,D	—	Feuchtigkeitskorrekturfaktor für NOx bei Selbstzündungsmotoren
kh,G	—	Feuchtigkeitskorrekturfaktor für NOx bei Fremdzündungsmotoren
k r,u	—	aufwärtswirksamer Regenerierungsfaktor
k r,d	—	abwärtswirksamer Regenerierungsfaktor
k w,a	—	Trocken-/Feucht-Korrekturfaktor für Ansaugluft
k w,d	—	Trocken-/Feucht-Korrekturfaktor für Verdünnungsgas
k w,e	—	Trocken-/Feucht-Korrekturfaktor für verdünnte Abgase
k w,r	—	Trocken-/Feucht-Korrekturfaktor für Rohabgase
K V	—	CFV-Kalibrierfunktion
λ	—	Luftüberschussfaktor
m b	mg	Partikelprobemasse des aufgefangenen Lösungsgases
m d	kg	Masse der durch die Partikelprobefilter geleiteten Verdünnungsgases
med	kg	Gesamtmasse des verdünnten Abgases über einen Zyklus
medf	kg	Masse des äquivalenten verdünnten Abgases über einen Prüfzyklus
mew	kg	Gesamtmasse des Abgases über einen Zyklus
mgas	g	Masse der gasförmigen Emissionen über einen Zyklus
m f	mg	Masse des Partikel-Probenahmefilters
m p	mg	Masse der Verdünnungsgasprobe, die die Partikelsammelfilter durchströmt hat
m PM	g	Masse der Partikelemissionen über einen Prüfzyklus
m se	kg	Masse der Abgasproben über einen Prüfzyklus
m sed	kg	Masse des verdünnten Abgases, das den Verdünnungstunnel durchströmt
m sep	kg	Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelsammelfilter durchströmt
m ssd	kg	Masse der sekundären Verdünnungsluft
M	Nm	Drehmoment
M a	g/mol	Molmasse der Ansaugluft
M d	g/mol	Molmasse der Verdünnungsluft
M e	g/mol	Molmasse des Abgases
M f	Nm	von den anzukoppelnden Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen aufgenommenes Drehmoment
M gas	g/mol	Molmasse der gasförmigen Bestandteile
M r	Nm	von den abzukoppelnden Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen aufgenommenes Drehmoment
n	—	Anzahl der Messungen
nr	—	Anzahl der Messungen mit Regenerierung
n	min–1	Motordrehzahl
nhi	min–1	hohe Motordrehzahl
nlo	min–1	niedrige Motordrehzahl
n pref	min–1	bevorzugte Motordrehzahl
n p	r/s	PDP-Pumpendrehzahl
p a	kPa	Sättigungsdampfdruck der Motoransaugluft
p b	kPa	barometrischer Gesamtdruck
p d	kPa	Sättigungsdampfdruck des Verdünnungsgases
P f	kW	von den anzukoppelnden Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen aufgenommene Leistung
p p	kPa	absoluter Druck
p r	kW	Wasserdampfdruck nach dem Kühlbad
p s	kPa	trockener atmosphärischer Druck
P	kW	Leistung
P r	kW	von den abzukoppelnden Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen aufgenommene Leistung
q mad	kg/s	Massendurchsatz der Ansaugluft, trocken
q maw	kg/s	Massendurchsatz der Ansaugluft, feucht
q mCe	kg/s	Kohlenstoff-Massendurchsatz im Rohabgas
q mCf	kg/s	Kohlenstoff-Massendurchsatz in den Motor
q mCp	kg/s	Kohlenstoff-Massendurchsatz in das Teilstromverdünnungssystem
q mdew	kg/s	Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht
q mdw	kg/s	Massendurchsatz des Verdünnungsgases, feucht
q medf	kg/s	äquivalenter Massendurchsatz des verdünnten Abgases, feucht
q mew	kg/s	Massendurchsatz des Abgases, feucht
q mex	kg/s	Massendurchsatz der Probenentnahme aus dem Verdünnungstunnel
q mf	kg/s	Kraftstoffmassendurchsatz
q mp	kg/s	Abgasprobenstrom in das Teilstromverdünnungssystem
q vCVS	m3/s	CVS-Volumendurchsatz
q vs	dm3/min	Systemdurchsatz des Abgas-Analysatorsystems
q vt	cm3/min	Massendurchsatz des Tracergases
r2	—	Bestimmungskoeffizient
r d	—	Verdünnungsverhältnis
r D	—	Durchmesserverhältnis von SSV
r h	—	FID-Anprechfaktor für Kohlenwasserstoffe
r m	—	FID-Anprechfaktor für Methanol
r p	—	Druckverhältnis von SSV
r s	—	Durchschnittliches Probenahmeverhältnis
ρ	kg/m3	Dichte
ρ e	kg/m3	Abgasdichte
σ	—	Standardabweichung
s		Standardabweichung
T	K	absolute Temperatur
T a	K	absolute Temperatur der Ansaugluft
t	s	Uhrzeit
t 10	s	Zeit zwischen Sprungeingangssignal und dem Erreichen von 10 % der Endablesung
t 50	s	Zeit zwischen Sprungeingangssignal und dem Erreichen von 50 % der Endablesung
t 90	s	Zeit zwischen Sprungeingangssignal und dem Erreichen von 90 % der Endablesung
u	—	Verhältnis der Dichte (oder Molmassen) der Schadstoffe und des Abgases, geteilt durch 1 000
V 0	m3/r	PDP-Volumendurchsatz je Umdrehung
V s	dm3	Systemvolumen des Analysiergerätes
Wact	kWh	Tatsächliche Zyklusarbeit des Prüfzyklus
Wref	kWh	Bezugswert der Zyklusarbeit des Prüfzyklus
X 0	m3/r	PDP-Kalibrierfunktion

3.3.   Symbole und Kürzel für Kraftstoffzusammensetzungen

wALF	Wasserstoffgehalt des Kraftstoffes in Massen-%
wBET	Kohlenstoffgehalt des Kraftstoffes in Massen-%
wGAM	Schwefelgehalt des Kraftstoffes in Massen-%
wDEL	Stickstoffgehalt des Kraftstoffes in Massen-%
wEPS	Sauerstoffgehalt des Kraftstoffes in Massen-%
α	Molverhältnis für Wasserstoff (H/C)
γ	Molverhältnis für Schwefel (S/C)
δ	Molverhältnis für Stickstoff (N/C)
ε	Molverhältnis für Sauerstoff (O/C)

Bezogen auf einen Kraftstoff CH α O ε N δ S γ

3.4.   Symbole und Abkürzungen für chemische Bestandteile

C1	C1-äquivalenter Kohlenwasserstoff
CH4	Methan
C2H6	Ethan,
C3H8	Propan
CO	Kohlenmonoxid
CO2	Kohlendioxid
DOP	Dioctylphthalat
HC	Kohlenwasserstoffe
H2O	Wasser
Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe	Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe
NOx	Stickstoffoxide
NO	Stickoxid
NO2	Stickstoffdioxid
PM	Partikel

3.5.   Abkürzungen

AGR	Abgasrückführung (siehe EGR)
CFV	Critical Flow Venturi (Venturi-Rohr mit kritischer Strömung)
CLD	Chemilumineszenzdetektor
CVS	Constant Volume Sampling (Konstantstrom-Probenentnahme)
deNOx	NOx-Nachbehandlungssystem
EGR	Exhaust Gas Recirculation (Abgasrückführung, AGR)
FID	Flammenionisationsdetektor
GC	Gas-Chromatograph
HCLD	Heated Chemiluminescent Detector (beheizter Chemilumineszenz-Detektor)
HFID	Heated Flame Ionization Detector (beheizter Flammen-Ionisations-Detektor)
LPG	Liquefied Petroleum Gas (Flüssiggas)
NDIR	Non-Dispersive Infrared (Analyzer) (nichtdispersiver Infrarot-Analysator)
NG	Natural Gas (Erdgas)
NMC	Non-Methane Cutter (Nicht-Methan-Cutter)
PDP	Positive Displacement Pump (Verdrängerpumpe)
Per cent FS	Per cent of full scale (Prozent Vollausschlag)
PFS	Partial Flow System (Teilstrom-Verdünnungssystem)
SSV	Subsonic Venturi (subsonisch betriebene Venturidüse)
VGT	Variable Geometry Turbine (Turbine mit variabler Geometrie)

4.   ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN

Das Motorsystem muss so konstruiert, gefertigt und montiert sein, dass der Motor im normalen Betrieb während seiner gemäß dieser Regelung festgelegten Betriebsdauer, auch eingebaut in ein Fahrzeug, die Anforderungen dieses Anhangs erfüllt.

5.   LEISTUNGSANFORDERUNGEN

5.1.   Emission gasförmiger und partikelförmiger Schadstoffe

Die vom Motor emittierten gasförmigen und partikelförmigen Schadstoffe sind nach den WHTC- und WHSC-Prüfzyklen zu bestimmen, wie in Absatz 7 beschrieben. Die Messsysteme müssen die Linearitätsanforderungen des Absatzes 9.2 erfüllen und den Vorschriften des Absatzes 9.3 (Messung der gasförmigen Emissionen), des Absatzes 9.4 (Messung der Partikelemissionen) und der Anlage 3 zu diesem Anhang entsprechen.

Andere Systeme oder Analysatoren können von der Typgenehmigungsbehörde zugelassen werden, wenn mit ihnen erwiesenermaßen gleichwertige Ergebnisse gemäß Absatz 5.1.1 erzielt werden.

5.1.1.   Gleichwertigkeit

Die Gleichwertigkeit der Systeme muss auf der Grundlage einer Korrelationsstudie von mindestens sieben Paaren, zwischen dem zu prüfenden System und einem der Bezugssysteme dieser Richtlinie bestimmt werden.

‚Ergebnisse‘ sind hier die gewichteten Emissionswerte eines speziellen Zyklus. Die Korrelationsprüfungen sind im selben Labor, in derselben Prüfzelle, mit demselben Motor und vorzugsweise gleichzeitig durchzuführen. Die Gleichwertigkeit der Mittelwerte der Probenpaare ist, wie in Anlage 4 Abschnitt A.4.3 zu diesem Anhang beschrieben, mittels F-Test- bzw. t-Test-Statistiken zu ermitteln, welche unter den oben beschriebenen Bedingungen in Bezug auf Labor, Prüfzelle und Motor gewonnen wurden. Ausreißer sind nach ISO 5725 festzustellen und bleiben unberücksichtigt. Die für die Korrelationsprüfungen heranzuziehenden Systeme müssen von der Typgenehmigungsbehörde genehmigt werden.

5.2.   Motorenfamilie

5.2.1.   Allgemeines

Eine Motorenfamilie wird durch ihre Entwurfsparameter charakterisiert. Diese müssen für alle Motoren einer Familie die gleichen sein. Welche Motoren zu einer Familie gehören, kann der Hersteller nach eigenem Ermessen festlegen, solange er sich dabei an die Vorschriften des Absatzes 5.2.3 hält. Die Motorenfamilie ist von der Typgenehmigungsbehörde zu genehmigen. Der Hersteller muss der Typgenehmigungsbehörde die entsprechenden Daten zu den Emissionen der Motoren einer Familie zur Verfügung stellen.

5.2.2.   Sonderfälle

In manchen Fällen können Wechselwirkung zwischen den Parametern vorliegen. Dies muss berücksichtigt werden, damit gewährleistet ist, dass einer Motorenfamilie nur Motoren mit ähnlichen Emissionseigenschaften zugeordnet werden. Diese Fälle sind vom Hersteller zu ermitteln und der Genehmigungsbehörde mitzuteilen. Sie sind dann bei der Festlegung einer neuen Motorenfamilie zu berücksichtigen.

Sind Einrichtungen oder Merkmale vorhanden, die in Absatz 5.2.3 nicht aufgeführt sind, aber die Emissionseigenschaften stark beeinflussen, so muss sie der Hersteller nach den anerkannten Regeln der Technik feststellen und der Typgenehmigungsbehörde mitteilen. Sie werden dann bei der Festlegung einer neuern Motorenfamilie berücksichtigt.

Zusätzlich zu den in Absatz 5.2.3 aufgeführten Parametern kann der Hersteller weitere Kriterien für die Festlegung kleinerer Motorenfamilien einführen. Diese Parameter sind nicht unbedingt solche, die sich auf auf die Emissionseigenschaften auswirken.

5.2.3.   Parameter für die Festlegung der Motorenfamilie

5.2.3.1.   Verbrennungszyklus:

a)

Zweitakt

b)

Viertakt

c)	Drehkolbenmotor

d)

andere

5.2.3.2.   Anordnung der Zylinder

5.2.3.2.1.   Lage der Zylinder im Block

a)

V-förmig

b)

in Reihe

c)

radial

d)	andere Anordnung (gegenüberliegend, W-förmig usw.)

5.2.3.2.2.   Lage der Zylinder zueinander

Motoren mit identischem Block können derselben Familie angehören, wenn sie dasselbe Zylinderstichmaß haben.

5.2.3.3.   Hauptkühlmittel

a)

Luft

b)

Wasser

c)

Öl

5.2.3.4.   Hubraum der Einzelzylinder

5.2.3.4.1.   Motoren mit einem Einzelhubraum ≥ 0,75 dm3

Motoren mit einem Einzelhubraum ≥ 0,75 dm3 können zu einer Familie zusammengefasst werden, wenn der Streubereich ihrer Einzelhubräume nicht mehr als 15 % des größten Einzelhubraums innerhalb der Familie beträgt.

5.2.3.4.2.   Motoren mit einem Einzelhubraum < 0,75 dm3

Motoren mit einem Einzelhubraum < 0,75 dm3 können zu einer Familie zusammengefasst werden, wenn der Streubereich ihrer Einzelhubräume nicht mehr als 30 % des größten Einzelhubraums innerhalb der Familie beträgt.

5.2.3.4.3.   Motoren mit Einzelhubräumen außerhalb der vorstehend genannten Grenzen

Motoren mit Einzelhubräumen außerhalb der in den Absätzen 5.2.3.4.1 und 5.2.3.4.2 genannten Grenzen können mit Zustimmung der Typgenehmigungsbehörde zu einer Familie zusammengefasst werden. Die Entscheidung über die Genehmigung ist auf technische Aspekte (Berechnungen, Simulationen, Versuchsergebnisse usw.) zu gründen, die belegen, dass Einzelhubräume außerhalb dieser Grenzen keinen nennenswerten Einfluss auf die Abgasemissionen haben.

5.2.3.5.   Art der Luftansaugung

a)	Saugmotoren

b)	aufgeladene Motoren

c)	aufgeladene Motoren mit Ladeluftkühlung

5.2.3.6.   Kraftstoffart

a)

Diesel

b)

Erdgas

c)	Flüssiggas

d)

Ethanol

5.2.3.7.   Brennraumgestalt

a)	offener Brennraum

b)	unterteilter Brennraum

c)	andere Gestalt

5.2.3.8.   Art der Zündung

a)	Fremdzündung

b)	Selbstzündung

5.2.3.9.   Ventile und Kanäle

a)

Anordnung

b)	Zahl der Ventile je Zylinder

5.2.3.10.   Kraftstoffsystem

a)	für flüssigen Kraftstoff i) Pumpe, Hochdruckleitung und Injektor ii) Reihen- oder Verteilereinspritzpumpe iii) Pumpe-Düse-System iv) Common-Rail-Einspritzsystem v) Vergaser vi) andere

b)	für gasförmigen Kraftstoff i) Gas führend ii) Flüssigkeit führend iii) Mischer iv) andere

c)	Anderes Kraftstoffsystem

5.2.3.11.   Weitere Einrichtungen

a)	Abgasrückführung (AGR)

b)	Wassereinspritzung

c)	Lufteinblasung:

d)

Sonstige

5.2.3.12.   Elektronische Steuerungstechnik

Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines elektronischen Motorsteuergerätes ist ein wesentliches Kriterium für die Eingrenzung einer Motorenfamilie.

Bei elektronisch gesteuerten Motoren muss der Hersteller anhand technischer Angaben darlegen, warum er die Motoren zu einer Familie zusammenfasst, d. h. den Angaben muss zu entnehmen sein, dass die Motoren voraussichtlich dieselben Emissionsgrenzwerte einhalten.

Hierzu eignen sich die Ergebnisse von Berechnungen, Simulationen, Schätzungen oder Versuchen, Daten über Einspritzmengen und -verlauf usw.

Beispiele elektronisch gesteuerter Betriebsgrößen sind:

a)

Taktung

b)	Einspritzdruck

c)	Mehrfacheinspritzung

d)

Ladedruck

e)	VGT (Schaufelstellung des Turboladers)

f)	AGR (Abgasrückführung).

5.2.3.13.   Abgasnachbehandlung

Die Funktion und Kombination folgender Einrichtungen zur Abgasnachbehandlung werden als Kriterien für die Festlegung einer Motorenfamilie betrachtet:

a)	Oxidationskatalysator

b)	Dreiwegekatalysator

c)	DeNOx-System mit selektiver NOx-Reduktion (Zusatz eines Reduktionsmittels)

d)	andere DeNOx-Systeme

e)	Partikelfilter mit passiver Regenerierung

f)	Partikelfilter mit aktiver Regenerierung

g)	andere Partikelfilter

h)	sonstige Einrichtungen.

Wird ein ohne Abgasnachbehandlungssystem zertifizierter Motor (sei es als Stammmotor, oder als Angehöriger einer Motorenfamilie) nachträglich mit einem Oxidationskatalysator ausgerüstet, so kann er in seiner bisherigen Motorenfamilie verbleiben, sofern er nicht unterschiedliche Anforderungen an den Kraftstoff stellt.

Stellt ein Motor nach Ausrüstung mit einem Abgasnachbehandlungssystem andere Anforderungen an den Kraftstoff (z. B. Kraftstoff mit besonderen Additiven, damit das Partikelfilter sich regenerieren kann), so ist die Entscheidung über seinen Verbleib in der bisherigen Motorenfamilie auf technische Angaben des Herstellers zu gründen. Diese Angaben müssen erkennen lassen, dass der Motor mit dieser Ausrüstung voraussichtlich dieselben Emissionsgrenzwerte einhält, wie ohne sie.

Wurde ein Motor mit Abgasnachbehandlungssystem als Stammmotor oder Angehöriger einer Motorenfamilie zertifiziert, deren Stammmotor mit demselben Abgasnachbehandlungssystem ausgestattet ist wie er, so kann dieser Motor ohne Abgasnachbehandlungssystem nicht derselben Motorenfamilie angehören.

5.2.4.   Wahl des Stammmotors

5.2.4.1.   Selbstzündungsmotoren

Sobald die Motorenfamilie von der Typgenehmigungsbehörde genehmigt worden ist, muss das Hauptkriterium für die Bestimmung des Stammmotors der Familie das der höchsten Kraftstoffförderung je Hub bei der angegebenen Drehzahl des maximalen Drehmoments sein. Stimmen zwei oder mehr Motoren in diesem Merkmal überein, so ist der Stammmotor anhand des zweiten Kriteriums zu definieren, nämlich der höchsten Kraftstoffförderung je Hub bei Nenndrehzahl.

5.2.4.2.   Fremdzündungsmotoren

Sobald die Motorenfamilie von der Typgenehmigungsbehörde zugelassen worden ist, muss das Hauptkriterium für die Bestimmung des Stammmotors der Familie das des größten Hubraums sein. Stimmen zwei oder mehr Motoren in diesem Merkmal überein, so ist die Auswahl des Stammmotors anhand von sekundären Kriterien in der nachstehend angegebenen Reihenfolge vorzunehmen:

a)	höchste Kraftstoffförderung je Hub bei der Nennleistungsdrehzahl

b)	frühester Zündzeitpunkt

c)	niedrigste AGR-Rate.

5.2.4.3.   Anmerkungen zur Auswahl des Stammmotors

Die Typgenehmigungsbehörde kann es für angebracht halten, die schlechtesten Emissionswerte der Motorenfamilie durch Überprüfung weiterer Motore zu ermitteln. In diesem Fall muss der Hersteller Angaben machen, mit deren die Motoren mit den voraussichtlich höchsten Emissionswerten ermittelt werden können.

Weisen die Motoren einer Motorenfamilie weitere Merkmale auf, von denen man einen Einfluss auf die Abgasemissionen erwarten kann, so sind diese Merkmale ebenfalls zu bestimmen und bei der Auswahl des Stammmotors zu berücksichtigen.

Halten die Motoren einer Motorenfamilie über unterschiedliche Betriebsdauer dieselben Emissionsgrenzwerte ein, so ist das ebenfalls bei der Auswahl des Stammmotors zu berücksichtigen.

6.   PRÜFBEDINGUNGEN

6.1.   Bedingungen für Laborprüfungen

Die absolute Temperatur T a der Ansaugluft am Motoreinlass (in K) und der trockene atmosphärische Druck p s (in kPa) sind zu messen, die Kennzahl f a ist nach den nachstehenden Formeln zu berechnen. Bei Mehrzylindermotoren mit mehreren separaten Ansaugkrümmern, z. B. bei Motoren mit V-förmiger Zylinderanordnung, ist mit der mittleren Temperatur in den Ansaugkrümmern zu rechnen. Der Parameter f a ist zusammen mit den Prüfergebnissen festzuhalten. Zur besseren Reproduzierbarkeit wird empfohlen, den Parameter f a in folgendem Bereich zu halten: 0,93 ≤ f a ≤ 1,07.

a)	Selbstzündungsmotoren Saugmotoren und mechanisch aufgeladene Motoren: (1) Motoren mit Turbolader, mit oder ohne Ladeluftkühlung: (2)

b)	Fremdzündungsmotoren: (3)

6.2.   Motoren mit Ladeluftkühlung

Die Ladelufttemperatur ist aufzuzeichnen; sie muss bei der angegebenen Nenndrehzahl und Volllast ±5K der vom Hersteller angegebenen Ladelufthöchsttemperatur betragen. Die Temperatur des Kühlmittels muss mindestens 293 K (20 °C) betragen.

Bei Verwendung einer Prüfstandanlage oder eines externen Gebläses ist der Kühlmitteldurchsatz so einzustellen, dass die Ladelufttemperatur bei Nenndrehzahl und Volllast um nicht mehr als ±5 K von der vom Hersteller angegebenen höchsten Ladelufttemperatur abweicht. Die Kühlmitteltemperatur und der Kühlmitteldurchsatz des Ladeluftkühlers, die sich an diesem Betriebspunkt einstellen, dürfen während des gesamten Prüfzyklus nicht verändert werden, es sei denn, dass dies zu einer nicht repräsentativen Ünterkühlung der Ladeluft führt. Das Volumen des Ladeluftkühlers ist nach den anerkannten Regeln der Technik zu bemessen und muss für die Einsatzbedingungen des Serienmotors repräsentativ sein. Das Laborsystem muss für die Minimierung der Kondensatansammlung ausgelegt sein. Alle angesammelten Kondensate müssen abgeleitet werden und sämtliche Abläufe müssen vor der Emissionsprüfung vollständig geschlossen werden.

Wenn der Motorhersteller Grenzwerte des Druckabfalls entlang der Ladeluftkühlung spezifiziert, muss sichergestellt werden, dass sich der Druckabfall entlang der Ladeluftkühlung bei den vom Hersteller angegebenen Motorbedingungen innerhalb der vom Hersteller spezifizierten Grenze(n) befindet. Der Druckabfall ist an den vom Hersteller spezifizierten Stellen zu messen.

6.3.   Motorleistung

Die spezifischen Emissionen sind auf der Grundlage der gemäß den Absätzen 6.3.1 bis 6.3.5 bestimmten Motorleistung und Zyklusarbeit zu messen.

6.3.1.   Allgemeine Motorausrüstung

Der Motor muss mit den Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen der Anlage 7 geprüft werden.

Falls der Motor nicht mit den erforderlichen Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen bestückt ist, muss deren Leistung gemäß den Absätzen 6.3.2 bis 6.3.5 berücksichtigt werden.

6.3.2.   Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen, die für die Prüfung angebracht werden müssen

Falls es unzweckmäßig ist, den Prüfstand mit den Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen gemäß Anlage 7 zu versehen, muss die von ihnen aufgenommene Leistung bestimmt und über den gesamten Motordrehzahlbereich des WHTC sowie den Prüfdrehzahlbereich des WHSC von der gemessenen Motorleistung (Bezugswert und Messwert) abgezogen werden.

6.3.3.   Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen, die für die Prüfung entfernt werden müssen

Falls die gemäß Anlage 7 entbehrlichen Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen nicht entfernt werden können, kann die von ihnen aufgenommene Leistung bestimmt und über den gesamten Motordrehzahlbereich des WHTC sowie den Prüfdrehzahlbereich des WHSC auf die gemessene Motorleistung (Bezugswert und Messwert) aufgeschlagen werden. Wenn dieser Wert 3 % der Maximalleistung bei Prüfdrehzahl übersteigt, muss dies der Typgenehmigungsbehörde belegt werden.

6.3.4.   Bestimmung der Leistung der Hilfseinrichtungen

Die durch die Hilfseinrichtungen aufgenommene Leistung ist nur zu ermitteln, wenn:

a)	die gemäß Anlage 7 erforderlichen Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen am Motor nicht angebracht sind und/oder

b)	die gemäß Anlage 7 entbehrlichen Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen trotzdem am Motor angebracht sind.

Die Leistungswerte der Hilfseinrichtungen und die Mess-/Berechnungsverfahren zu ihrer Bestimmung müssen vom Motorhersteller für den gesamten Betriebsbereich der Prüfzyklen vorgelegt und von der Typgenehmigungsbehörde genehmigt werden.

6.3.5.   Zyklusarbeit der Motoren

Die Berechnung des Bezugswerts und des Messwerts der Zyklusarbeit (siehe Absätze 7.4.8 und 7.8.6) muss mit der Motorleistung gemäß Absatz 6.3.1 erfolgen. In diesem Fall haben P f und P r der Gleichung 4 den Wert Null und P ist gleich P m.

Wenn Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen gemäß Absatz 6.3.2 und/oder Absatz 6.3.3 angebracht sind, muss die von ihnen aufgenommene Leistung für die Korrektur jedes Momentanwerts der Zyklusleistung P m,i wie folgt verwendet werden:

(4)

Hierbei ist:

P m,i	die gemessene Motorleistung, kW,
P f,i	die von den anzubringenden Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen aufgenommene Leistung, kW,
P r,i	die von den zu entfernenden Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen aufgenommene Leistung, kW.

6.4.   Ansaugsystem des Motors

Es ist ein Motoransaugsystem oder ein Prüfstandsystem zu verwenden, dessen Drosselung um höchstens ± 300 Pa vom Höchstwert abweicht, den der Hersteller für einen sauberen Luftfilter bei Nenndrehzahl und Volllast angibt. Der statische Differenzialdruck der Drosselung muss an der vom Hersteller spezifizierten Stelle gemessen werden.

6.5.   Abgasanlage des Motors

Es ist eine Motor- oder Prüfstandsabgasanlage zu verwenden, deren Abgasgegendruck im Bereich zwischen 80 % und 100 % des vom Hersteller bei Nenndrehzahl und Volllast spezifizierten Höchstwerts liegt. Wenn die größte Drosselung höchstens 5 kPa beträgt, darf der Einstellpunkt höchstens um 1,0 kPa vom Maximalwert abweichen. Die Abgasanlage muss den Anforderungen für Abgasprobenahmen gemäß den Absätzen 9.3.10 und 9.3.11 genügen.

6.6.   Motor mit Abgasnachbehandlungssystem

Ist der Motor mit einem Abgasnachbehandlungssystem ausgestattet, muss der Durchmesser des Auspuffrohrs den gleichen Durchmesser wie unter Betriebsbedingungen oder wie vom Hersteller spezifiziert haben, und zwar über eine Strecke von mindestens vier Rohrdurchmessern strömungsaufwärts, vor dem Eintritt in den die Abgasnachbehandlung enthaltenden Diffusor. Der Abstand zwischen dem Austrittsflansch des Auspuffkrümmer oder des Turboladers und dem Abgasnachbehandlungssystem muss so groß sein wie am Fahrzeug oder muss innerhalb des vom Herstellers angegebenen Bereichs liegen. Für den Abgasgegendruck oder die Drosselung des Abgasstroms gelten die Bestimmungen der vorstehenden Absätze und sie können mithilfe eines Ventils eingestellt werden. Für Nachbehandlungssysteme mit variabler Drosselung ist die größte Drosselung für die vom Hersteller spezifizierte Nachbehandlungsbedingung (Fortschritt/Höhe des Einlaufens/der Alterung und der Regenerierung/Beladung) definiert. Beträgt die maximale Drosselung höchstens 5 kPa, darf der Einstellpunkt nicht mehr als 1,0 kPa vom Maximalwert abweichen. Für Blindprüfungen und während der Aufnahme einer Motorabbildung kann der Behälter der Nachbehandlungseinrichtung entfernt und durch einen gleichartigen Behälter mit inaktivem Katalysatorträger ersetzt werden.

Die über den Prüfzyklus gemessenen Emissionen müssen für die Emissionen im praktischen Fahrtbetrieb repräsentativ sein. Ist der Motor mit einem Abgasnachbehandlungssystem ausgestattet, das ein sich verbrauchendes Reagens benötigt, so ist das für die Prüfungen zu verwendende Reagens vom Hersteller anzugeben.

Für Motoren, die mit einem Abgasnachbehandlungssystems mit laufender Regenerierung ausgestattet sind, ist kein spezielles Prüfverfahren erforderlich, der Regenerierungsprozess muss jedoch gemäß Absatz 6.6.1 belegt werden.

Bei Motoren, die mit einem Abgasnachbehandlungssystem mit periodischer Regenerierung nach Absatz 6.6.2 ausgestattet sind, müssen die gemessenen Emissionswerte korrigiert werden, um die Regenerierungsvorgänge zu berücksichtigen. In diesem Fall hängen die durchschnittlichen Emissionswerte von der Häufigkeit der Regenerierungsvorgänge ab, ausgedrückt als Bruchteil der Prüfungen, bei denen Regenerierungsvorgänge anfallen.

6.6.1.   Kontinuierliche Regenerierung

Die Emissionen müssen an einem Nachbehandlungssystem gemessen werden, welches soweit stabilisiert worden ist, dass es ein reproduzierbares Emissionsverhalten aufzuweist. Der Regenerierungsvorgang muss während der WHTC-Prüfung mit Warmstart mindestens einmal ablaufen, und der Hersteller muss die Betriebsparameter angeben, die den Regenerierungsvorgang im Normalfall auslösen (Rußbeladung, Temperatur, Abgasgegendruck usw.).

Zum Nachweis der Kontinuität des Regenerierungsvorgangs sind mindestens drei WHTC-Prüfungen mit Warmstart durchzuführen. Für die Zwecke dieses Nachweises muss der Motor gemäß Absatz 7.4.1 warmlaufen gelassen werden, gemäß Absatz 7.6.3 heiß abgestellt werden und er muss einer ersten WHTC Warmstartprüfung unterworfen werden. Die anschließenden Warmstartprüfungen müssen nach einem heißen Abstellen gemäß Absatz 7.6.3 beginnen. Während der Prüfungen sind die Abgastemperatur und der Abgasdruck (Temperatur vor und nach dem Abgasnachbehandlungssystem, Abgasgegendruck usw.) aufzuzeichnen.

Wenn die vom Hersteller angegebenen Bedingungen während der Prüfung eintreten und wenn die Ergebnisse der drei (oder mehr) WHTC-Warmstartprüfungen um nicht mehr als ±25 % oder 0,005 g/kWh streuen (es gilt der größere Wert), wird das Nachbehandlungssystem als zum Typ der laufenden Regenerierung zugehörig betrachtet, und es gelten die allgemeinen Prüfbedingungen der Absätze 7.6 (WHTC) und 7.7 (WHSC).

Wenn das Abgasnachbehandlungssystem einen Sicherheitsmodus hat, der in einen periodischen Regenerierungsmodus schaltet, so ist es gemäß Absatz 6.6.2 zu prüfen. Für diesen speziellen Fall können die einschlägigen Emissionsgrenzen überschritten werden und sie werden keiner Wichtung unterworfen.

6.6.2.   Periodische Regenerierung

Bei einem Abgasnachbehandlungssystem mit periodischer Regenerierung sind die Emissionen nach Stabilisierung des Betriebsverhaltens mit mindestens drei WHTC-Prüfungen zu messen, davon eine mit und eine ohne Regenerierungsvorgang; die Messergebnisse sind mit der Formel 5 zu wichten.

Der Regenerierungsprozess muss während der WHTC-Warmstartprüfung mindestens einmal ablaufen. Der Motor kann mit einem Schalter ausgestattet sein, der die Regenerierung verhindert oder ermöglicht, sofern dies ohne Einfluss auf die ursprüngliche Motorkalibrierung bleibt.

Der Hersteller muss die Parameter, die den Regenerierungsvorgang im Normalfall auslösen (Rußbeladung, Temperatur, Abgasgegendruck usw.) und die Dauer des Vorgangs angeben. Der Hersteller muss ferner die Häufigkeit des Regenerierungsvorgangs angeben und zwar als Verhältnis der Prüfungen mit Regenerierung zu jenen ohne Regenerierung. Das genaue Verfahren zur Ermittlung dieser Häufigkeit muss auf Daten, die im Betrieb gewonnen wurden und bestem fachlichen Ermessen basieren und von der Typgenehmigungs- oder der Zertifizierungsbehörde genehmigt werden.

Der Hersteller muss ein schadstoffbeladenes Abgasnachbehandlungssystem zur Verfügung stellen, damit während der WHTC-Prüfung eine Regenerierung stattfindet. Für die Zwecke dieser Prüfung muss der Motor gemäß Absatz 7.4.1 aufgewärmt, gemäß Absatz 7.6.3 heißabgestellt und die WHTC-Warmstartprüfung begonnen werden. Während des Warmlaufens des Motors darf keine Regenerierung stattfinden.

Die mittleren spezifischen Emissionswerte zwischen zwei Regenerierungen sind aus dem arithmetischen Mittel der Ergebnisse mehrerer in etwa gleichen Zeitabständen durchgeführter WHTC-Prüfungen mit Warmstart (g/kWh) zu ermitteln. Es sind mindestens eine WHTC-Prüfung möglichst kurz vor einer Regenerierungsprüfung und eine WHTC-Prüfung möglichst kurz nach einer Regenerierungsprüfung anzuschließen. Alternativ kann der Hersteller Daten vorlegen, mit denen er nachweist, dass die Emissionen zwischen den Regenerierungen konstant bleiben (±25 % oder 0,005 g/kWh, es gilt der größere Wert). In diesem Fall sind die Emissionswerte nur einer WHTC-Warmstartprüfung ausreichend.

Während der Regenerierungsprüfung sind alle zur Erkennung eines Regenerierungs-vorgangs notwendigen Daten (CO- und NOx-Emissionen, Temperatur vor und nach der Abgasnachbehandlungsanlage, Abgasgegendruck usw.) aufzuzeichnen.

Während des Regenerierungsvorgangs können die geltenden Emissionsgrenzwerte überschritten werden.

Das Prüfverfahren ist in Abbildung 2 schematisch dargestellt.

Die WHTC-Warmstartemissionen sind wie folgt zu wichten:

(5)

Hierbei ist:

n	die Anzahl der WHTC-Warmstartprüfungen ohne Regenerierung
nr	die Anzahl der WHTC-Warmstartprüfungen mit Regenerierung (mindestens eine Prüfung)
	die mittlere spezifische Emission ohne Regenerierung, g/kWh
	die mittlere spezifische Emission mit Regenerierung, g/kWh

Für die Bestimmung von gilt:

a)

Wenn sich die Regenerierung über mehr als einen WHTC-Warmstart erstreckt müssen weitere vollständige WHTC-Warmstarts durchgeführt werden und die Messungen der Emissionen ohne Heißabstellung und ohne Motorabschaltung fortgesetzt werden, bis die Regenerierung abgeschlossen ist und der Mittelwert der WHTC-Warmstarts berechnet werden kann.

b)	Wenn die Regenerierung während eines WHTC-Warmstarts abgeschlossen wird, muss die Prüfung in ihrer vollen Länge zu Ende geführt werden.

In Abstimmung mit der Typgenehmigungsbehörde können die Anpassungsfaktoren der Regenerierung nach bestem fachlichen Ermessen entweder multiplikativ (c) oder additiv (d) angewendet werden.

c)	Die multiplikativen Anpassungsfaktoren sind wie folgt zu berechnen: (aufwärts) (6) (abwärts) (6a)

d)	Die additiven Anpassungsfaktoren sind wie folgt zu berechnen: (aufwärts) (7) (abwärts) (8)

Bezüglich der spezifischen Emissionsberechnungen in Absatz 8.6.3 müssen die Anpassungsfaktoren der Regenerierung wie folgt angewendet werden:

e)	für eine Prüfung ohne Regenerierung muss k r,u in den Formeln 69 bzw. 70 mit der spezifischen Emission e multipliziert bzw. zu ihr addiert werden,

f)	für eine Prüfung mit Regenerierung muss k r,d in den Formeln 69 bzw. 70 mit der spezifischen Emission e multipliziert bzw. von ihr abgezogen werden.

Auf Antrag des Herstellers können die Anpassungsfaktoren:

g)	auf andere Mitglieder derselben Motorenfamilie ausgedehnt werden,

h)	auf andere Motorenfamilien ausgedehnt werden, welche das gleiche Nachbehandlungssystem verwenden, sofern vorher durch die Typgenehmigungs- oder Zertifizierungsbehörde genehmigt, wozu der Hersteller technisch belegen muss, dass sich die Emissionen ähneln.

6.7.   Kühlsystem

Es ist ein Motorkühlsystem zu verwenden, mit dem die vom Hersteller vorgegebenen üblichen Betriebstemperaturen des Motors eingehalten werden können.

6.8.   Schmieröl

Das zu verwendende Schmieröl ist vom Hersteller zu spezifizieren und muss für handelsübliche Schmieröle repräsentativ sein; die Spezifikation des für die Prüfung verwendeten Schmieröls ist mit den Prüfergebnissen festzuhalten und darzustellen.

6.9.   Spezifikation des Bezugskraftstoffs

Der Bezugskraftstoff für Selbstzündungsmotoren ist in der Anlage 2 zu diesem Anhang spezifiziert, der für CNG- und LPG-betriebene Motoren in den Anhängen 6 und 7.

Die Kraftstofftemperatur richtet sich nach den Empfehlungen des Herstellers.

6.10.   Kurbelgehäuseemissionen

Es darf keine Kurbelgehäuseemission direkt in die Umgebungsluft entweichen, abgesehen von folgenden Ausnahmen: Motoren mit Turbolader, Pumpen, Gebläse oder Auflader für die Luftansaugung dürfen Kurbelgehäuseemissionen in die Umgebungsluft freigeben, wenn diese während der gesamten Emissionsprüfung den Abgasemissionen (physikalisch oder rechnerisch) beigemengt werden. Die Hersteller, die von dieser Ausnahme Gebrauch machen wollen, müssen die Motoren so aufbauen, dass die gesamten Kurbelgehäuseemissionen in das System der Emissionprobenahme geleitet werden können.

Für die Zwecke dieses Absatzes werden Kurbelgehäuseemissionen, die während des gesamten Betriebs vor der Abgasnachbehandlung in den Auspuff geleitet werden, nicht als direkt in die Umgebungsluft geleitet betrachtet.

Offene Kurbelgehäuseemissionen müssen für die Emissionsmessung wie folgt in das Auspuffsystem geleitet werden:

a)	Das Rohrleitungsmaterial muss glatt, elektrisch leitend und gegen Kurbelgehäuseemissionen resistent sein. Rohrlängen müssen so kurz wie möglich gehalten werden.

b)	Im Laboraufbau muss die Anzahl der Krümmungen der Rohrleitungen des Kurbelgehäuses so klein wie möglich gehalten werden und der Radius jeder unvermeidbaren Krümmung muss so groß wie möglich ausgeführt werden.

c)	Im Laboraufbau muss die Abgasleitung des Kurbelgehäuses beheizt werden, dünnwandig oder wärmeisoliert sein und muss bezüglich des Gegendrucks des Kurbelgehäuses die Spezifikation des Motorherstellers erfüllen.

d)

Die Entlüftungsrohre des Kurbelgehäuses müssen mit dem Rohabgassystem unterhalb aller Nachbehandlungssysteme und hinreichend vor jeder Probenahmesonde zugeleitet werden, um vor der Probenahme eine vollkommene Mischung mit den Motorabgasen zu gewährleisten. Das Abgasrohr des Kurbelgehäuses muss in den freien Strom der Abgase hineinragen, um Randschichteffekte zu vermeiden und die Vermischung zu fördern. Der Auslass des Abgasrohres des Kurbelgehäuses kann, bezogen auf die Strömungsrichtung des Rohabgases, beliebig gerichtet sein.

7.   PRÜFVERFAHREN

7.1.   Prinzipien der Emissionsmessung

Für die Messung der spezifischen Emissionen muss der Motor die in den Absätzen 7.2.1 und 7.2.2 definierten Prüfzyklen durchlaufen. Die Messung der spezifischen Emissionen erfordert die Bestimmung der Masse der im Abgas enthaltenen Bestandteile und der entsprechenden Zyklusarbeit des Motors. Die Bestandteile werden mit den in den Absätzen 7.1.1 und 7.1.2 definierten Probenahmeverfahren bestimmt.

7.1.1.   Kontinuierliche Probenahme

Bei der kontinuierlichen Probenahme wird die Konzentration der Bestandteile fortlaufend im unverdünnten oder verdünnten Abgas gemessen. Dieser Konzentrationenwert wird dann mit dem an der Emissionsprobe-Entnahmestelle vorhandenen kontinuierlichen Durchsatz unverdünnten oder verdünnten Abgases multipliziert, um den Massendurchsatz der Bestandteile zu bestimmen. Die Emission der Bestandteile wird kontinuierlich über den Prüfzyklus aufsummiert. Diese Summe ergibt die Gesamtmasse der emittierten Bestandteile.

7.1.2.   Stichprobenahme

Bei der Stichprobenahme wird fortlaufend eine Stichprobe unverdünnter oder verdünnter Abgase entnommen und für spätere Messungen aufbewahrt. Die entnommene Probe muss proportional zum Durchsatz des unverdünnten oder verdünnten Abgases sein. Beispiele solcher Stichprobenahmen sind das Einsammeln gasförmiger Bestandteile in einem Beutel oder das Ansammeln von Feinstaub (PM) an einem Filter. Die eingesammelten Konzentrationen werden mit dem Gesamtwert der Abgasmasse oder des Abgasdurchsatzes (unverdünnt oder verdünnt) multipliziert, aus denen sie während des Prüfzyklus entnommen worden sind. Dies ergibt die Gesamtmasse bzw. den gesamten Massendurchsatz der emittierten Komponente. Zur Berechnung der Feinstaubkonzentration wird die aus einem proportional entnommenen Abgas an einem Filter abgelagerte Feinstaubmasse durch die Menge des gefilterten Abgases dividiert.

7.1.3.   Messverfahren

In diesem Anhang werden zwei funktional äquivalente Messverfahren angewendet. Beide Verfahren können sowohl für WHTC- als auch für WHSC-Prüfzyklen angewendet werden:

a)	die gasförmigen Bestandteile werden mit fortlaufend aus den Rohabgasen entnommenen Proben und die partikelförmigen Bestandteile mithilfe eines Teilstromverdünnungssystems bestimmt;

b)	die gasförmigen und partikelförmigen Bestandteile werden mithilfe eines Vollstrom-Verdünnungssystems (CVS-System) bestimmt.

Jede Kombination der beiden Prinzipien (z. B. Messung der gasförmigen Schadstoffe im Rohabgas und der Partikel per Vollstrommessung) ist zulässig.

7.2.   Prüfzyklen

7.2.1.   Instationärer Prüfzyklus WHTC

Der instationäre WHTC-Prüfzyklus ist in der Anlage 1 als eine Folge von im Sekundenabstand wechselnden Drehzahl- und Drehmomentwerten dargestellt. Zur Durchführung der Prüfung an einer Motorprüfzelle sind die normierten Werte mithilfe der Motorabbildungskurve in die tatsächlichen Werte für den zu prüfenden Motor umzurechnen. Diese Umrechnung wird als Entnormierung bezeichnet, der so entwickelte Prüfzyklus ist der Bezugsprüfzyklus für den zu prüfenden Motor. Mit diesen Bezugswerten für Drehzahl und Drehmoment muss der Zyklus in der Prüfzelle durchgeführt werden; dabei sind die tatsächlichen Werte für Drehzahl, Drehmoment und Leistung aufzuzeichnen. Zur Validierung des Prüflaufs ist nach dem Abschluss der Prüfung eine Regressionsanalyse zwischen den Bezugswerten und den Messwerten der Drehzahl, des Drehmoments und der Leistung durchzuführen.

Zur Ermittlung der bremsspezifischen Emissionen ist die tatsächliche Zyklusarbeit durch Integration der tatsächlichen Motorleistung über dem Zyklus zu errechnen. Der Prüflauf gilt als validiert, wenn die tatsächliche Zyklusarbeit innerhalb der zulässigen Grenzen der Arbeit des Bezugszyklus liegt.

Für die gasförmigen Schadstoffe kann eine kontinuierliche Probenahme (aus unverdünnten oder verdünnten Abgasen) oder eine Stichprobenahme (aus verdünnten Abgasen) angewandt werden. Die Partikelprobe ist mit einem konditionierten Verdünnungsmittel (wie Umgebungsluft) zu verdünnen und an einem einzigen geeigneten Filter abzuscheiden. Der WHTC-Prüfzyklus ist in Abbildung 3 schematisch dargestellt.

7.2.2.   Gestuft stationärer Prüfzyklus WHSC

Der gestuft stationäre Prüfzyklus WHSC besteht aus einer Abfolge normalisierter Drehzahl- und Belastungsphasen, die mithilfe der Motorabbildungskurve in Bezugswerte für den zu prüfenden Motor zu konvertieren sind. Der Motor läuft in jeder Phase die vorgeschriebene Zeit, wobei Drehzahl und Last innerhalb von 20 ± 1 Sekunden linear zu verändern sind. Zur Validierung des Prüflaufes ist anschließend eine Regressionsanalyse zwischen den Bezugswerten und den Messwerten von Drehzahl, Drehmoment und Leistung durchzuführen.

Die Konzentration sämtlicher gasförmiger Schadstoffe, des Abgasstroms und der Leistungsabgabe muss für den ganzen Prüfzyklus bestimmt werden. Die gasförmigen Schadstoffe können kontinuierlich erfasst oder in einem Probenahmebeutel gesammelt werden. Die Partikelprobe ist mit konditioniertem Verdünnungsmittel (z. B. Umgebungsluft) zu verdünnen. Eine Probe ist über den gesamten Prüfzyklus zu entnehmen und an einem einzigen geeigneten Filter abzuscheiden.

Zur Ermittlung der bremsspezifischen Emissionen ist die tatsächliche Zyklusarbeit durch Integration der tatsächlichen Motorleistung über den Zyklus zu errechnen.

Der WHSC-Prüfzyklus ist in Tabelle 1 dargestellt. Mit Ausnahme der Prüfphase 1 ist der Beginn jeder Prüfphase durch den Beginn der Übergangsphase nach der vorherigen Prüfphase definiert.

Tabelle 1

WHSC-Prüfzyklus

Prüfphase	Normierte Drehzahl (Prozent)	Normiertes Drehmoment (Prozent)	Dauer der Prüfphase (s) einschl. 20-Sekunden-Übergangszeit
1	0	0	210
2	55	100	50
3	55	25	250
4	55	70	75
5	35	100	50
6	25	25	200
7	45	70	75
8	45	25	150
9	55	50	125
10	75	100	50
11	35	50	200
12	35	25	250
13	0	0	210
Summe			1 895

7.3.   Allgemeiner Ablauf der Prüfung

Das nachstehende Ablaufdiagramm gibt schematisch wieder, wie bei der Prüfung vorzugehen ist. Die Einzelheiten jedes Schritts finden sich im jeweiligen Absatz des Textes. Abweichungen von der dargestellten Vorgehensweise sind gegebenenfalls zulässig, die Bestimmungen der entsprechenden Absätze sind jedoch verbindlich.

Das WHTC-Prüfverfahren besteht aus einer Kaltstartprüfung nach einer natürlichen Kühlung oder einer Zwangskühlung des Motors, einer Heißabstellphase und einer Warmstartprüfung.

Das WHSC-Prüfverfahren besteht aus einer Warmstartprüfung, nach einer Vorkonditionierung gemäß der WHSC-Prüfphase 9.

7.4.   Motorabbildung und Referenzzyklus

Die am Motor vor der Prüfung durchzuführenden Messungen, Leistungsüberprüfungen und Systemkalibrierungen müssen, wie im allgemeinen Prüfablauf des Absatzes 7.3 vorgesehen, vor dem Motorabbildungsverfahren durchgeführt werden.

Für die Generierung der WHTC- und WHSC- Bezugszyklen muss der Motor unter Volllast durch die Aufnahme der Kurven ‚Drehzahl zu Maximaldrehmoment‘ und ‚Drehzahl zu Maximalleistung‘ abgebildet werden. Die Abbildungskurve wird für die Entnormierung von Motordrehzahl (Absatz 7.4.6) und Motordrehmoment (Absatz 7.4.7) eingesetzt.

7.4.1.   Warmlaufen des Motors

Der Motor muss bei 75 % bis 100 % seiner Maximalleistung oder gemäß den Empfehlungen des Herstellers oder nach gutem fachlichen Ermessen warmgelaufen werden. Gegen Ende des Warmlaufens muss der Motor in der Weise betrieben werden, dass sich die Motorkühlung und die Schmieröltemperatur innerhalb von ±2 % ihrer Mittelwerte für die Dauer von mindestens 2 Minuten stabilisieren, oder so lange, bis der Motorthermostat die Motortemperatur steuert.

7.4.2.   Bestimmung des Drehzahlbereichs der Abbildung

Die niedrigste und die höchste Abbildungsdrehzahl werden wie folgt festgelegt:

niedrigste Abbildungsdrehzahl	=	Leerlaufdrehzahl
höchste Abbildungsdrehzahl	=	n hi × 1,02 oder die Drehzahl, bei der das Volllast-Drehmoment gegen Null abfällt; es gilt der kleinere der beiden Werte.

7.4.3.   Motorabbildungskurve

Wenn der Motor gemäß Absatz 7.4.1 stabilisiert ist, wird die Motorabbildung wie folgt vorgenommen.

a)	Der Motor wird ohne Last und bei Leerlaufdrehzahl betrieben.

b)	Der Motor wird bei maximaler Bedieneingabe und niedrigster Abbildungsdrehzahl betrieben.

c)

Die Motordrehzahl wird mit einer mittleren Geschwindigkeit von 8 ± 1 min–1/s von der niedrigsten auf die höchste Abbildungsdrehzahl gesteigert, oder mit einer gleichbleibenden Rate in der Weise erhöht, dass es 4 bis 6 Minuten dauert, von der niedrigsten zur höchsten Abbildungsdrehzahl zu gelangen. Die Motordrehzahl und das Drehmoment sind mit einer Abtastfrequenz von mindestens einem Punkt pro Sekunde aufzuzeichnen.

Wählt man für die Bestimmung des negativen Bezugswerts des Drehmoments die Option b des Absatzes 7.4.7, kann die Abbildungskurve mit minimaler Bedieneingabe von der niedrigsten zur höchsten Abbildungsdrehzahl direkt durchlaufen.

7.4.4.   Andere Abbildungsverfahren

Ist ein Hersteller der Auffassung, dass die vorstehenden Abbildungsverfahren für einen bestimmten Motor nicht sicher oder repräsentativ sind, können andere Abbildungstechniken verwendet werden. Diese anderen Techniken müssen dem Zweck der beschriebenen Abbildungsverfahren genügen, der darin besteht, bei allen Motordrehzahlen, die während der Prüfzyklen auftreten, das höchste verfügbare Drehmoment zu bestimmen. Abweichungen von den in diesem Absatz beschriebenen Abbildungstechniken aufgrund sicherheitstechnischer Belange oder zugunsten einer besseren Repräsentativität müssen zusammen mit der entsprechenden Begründung von der Typgenehmigungsbehörde genehmigt werden. Auf keinen Fall jedoch darf die Drehmomentkurve für Motoren mit Drehzahlregler oder Turbolader bei sinkenden Motordrehzahlen betrieben werden.

7.4.5.   Wiederholungsprüfungen

Ein Motor muss nicht vor jedem einzelnen Prüfzyklus abgebildet werden. Eine erneute Abbildung ist vor einem Prüfzyklus durchzuführen, wenn:

a)	seit der letzten Abbildung ein nach technischem Ermessen unangemessen langer Zeitraum vergangen ist oder wenn

b)	an dem Motor mechanische Veränderungen oder Nachkalibrierungen vorgenommen worden sind, die sich möglicherweise auf die Motorleistung auswirken.

7.4.6.   Entnormierung der Motordrehzahl

Für die Generierung der Bezugszyklen müssen die normierten Drehzahlen der Anlage 1 (WHTC) und der Tabelle 1 (WHSC) unter Anwendung folgender Formel entnormiert werden:

(9)

Für die Bestimmung von n pref muss mittels der Motorabbildungskurve gemäß Absatz 7.4.3 das Integral des maximalen Drehmoments von n idle bis n 95h gebildet werden.

Die Motordrehzahlen in den Abbildungen 4 und 5 sind wie folgt definiert:

nlo	ist die niedrigste Drehzahl, bei der die Leistung 55 % der Maximalleistung beträgt;
n pref	ist die Motordrehzahl, bei der das Integral des maximalen abgebildeten Drehmoments 51 % des Integrals zwischen n idle und n 95h beträgt;
nhi	ist die höchste Drehzahl, bei der die Leistung 70 % der Maximalleistung beträgt;
n idle	ist die Leerlaufdrehzahl;
n 95h	ist die höchste Drehzahl, bei der die Leistung 95 % der Maximalleistung beträgt.

Für Motoren (hauptsächlich Fremdzündungsmotoren) mit einer steilen Kennlinie der Überdrehzahlsicherung (governor droop curve), bei denen die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr es nicht erlaubt, den Motor bis n hi oder n 95h zu betreiben, gelten folgende Bestimmungen:

nhi	in der Formel 9 wird ersetzt durch n Pmax × 1,02;
n 95h	wird ersetzt durch n Pmax × 1,02.

7.4.7.   Entnormierung des Motordrehmoments

Die im Ablaufplan für den Motorleistungsprüfstand in Anlage 1 (WHTC) sowie in Tabelle 1 (WHSC) angegebenen Drehmomentwerte sind auf die Höchstwerte der Drehmomente bei der jeweiligen Drehzahlen normiert. Für die Generierung der Bezugszyklen müssen die Drehmomentwerte für jeden einzelnen gemäß Absatz 7.4.6 festgelegten Bezugsdrehzahlwert wie folgt entnormiert werden, indem man die nach Absatz 7.4.3 ermittelte Abbildungskurve anwendet:

(10)

Hierbei ist:

M norm,i	der normierte Drehmomentwert, %,
M max,i	der Maximalwert des Drehmoments aus der Abbildungskurve, Nm,
M f,i	das von den anzubringenden Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen aufgenommene Drehmoment, Nm,
M r,i	das von den zu entfernenden Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen aufgenommene Drehmoment, Nm.

Wenn Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen gemäß Absatz 6.3.1 und Anlage 7 angebracht sind, haben M f und M r den Wert Null.

Zur Einrichtung des Bezugszyklus müssen die negativen Drehmomentwerte der Schiebebetriebspunkte (‚m‘ in Anlage 1) Bezugswerte annehmen, die nach einem der folgenden Verfahren bestimmt werden:

a)	negative 40 % des beim zugeordneten Drehzahlpunkt verfügbaren positiven Drehmoments;

b)	Abbildung des negativen Drehmoments, das erforderlich ist, um per Motorbremse die Abbildungsdrehzahl vom höchsten zum niedrigsten Wert herunterzufahren;

c)	Bestimmung des negativen Drehmoments, das erforderlich ist, um den Motor per Motorbremse bei Leerlauf bzw. bei nhi herunterzufahren, und lineare Interpolation zwischen diesen beiden Punkten.

7.4.8.   Berechnung der Bezugszyklusarbeit

Bezugszyklusarbeit muss über den Prüfzyklus bestimmt werden, indem man synchron die Momentanwerte der Motorleistung aus der Bezugsdrehzahl und dem Bezugsdrehmoment berechnet, wie in den Absätzen 7.4.6 und 7.4.7 festgelegt. Momentanwerte der Motorleistung müssen über den Prüfzyklus integriert werden, um die Bezugszyklusarbeit W ref (kWh) zu bestimmen. Wenn gemäß Absatz 6.3.1 keine Hilfseinrichtungen angebracht sind, müssen die Momentanwerte der Motorleistung mit der Formel 4 in Absatz 6.3.5 korrigiert werden.

Dieselbe Vorgehensweise muss für die Integration sowohl der Bezugswerte als auch der Messwerte der Motorleistung angewandt werden. Wenn Werte zwischen benachbarten Referenzwerten oder Messwerten bestimmt werden müssen, ist linear zu interpolieren. Bei der Integration der aktuellen Zyklusarbeit muss jeder negative Drehmomentwert gleich Null gesetzt und mit diesem Wert berücksichtigt werden. Findet die Integration bei einer Frequenz von unter 5 Hz statt und verändert sich das Vorzeichen des Drehmomentwertes in einem gegebenen Zeitabschnitt von positiv zu negativ oder umgekehrt, so ist der negative Anteil zu berechnen und gleich Null zu setzen. Der positive Anteil ist dem integrierten Wert zuzuschlagen.

7.5.   Vor der Prüfung zu treffende Maßnahmen

7.5.1.   Anbringen der Messgeräte

Die Geräte und die Probenahmesonden sind vorschriftsgemäß anzubringen. Wird ein Vollstrom-Verdünnungssystem verwendet, ist das Abgasrohr daran anzuschließen.

7.5.2.   Vorbereiten der Messgeräte auf die Probenahmen

Folgende Schritte sind zu unternehmen, bevor die Emissionsprobenahme beginnt:

a)	Binnen 8 Stunden vor der Emissionsprobenahme muss eine Dichtigkeitsprüfung gemäß Absatz 9.3.4 durchgeführt werden.

b)	Für Stichprobenahmen müssen saubere Speichermittel angebracht werden, zum Beispiel luftleere Beutel.

c)	Alle Messgeräte müssen gemäß den Anweisungen des Herstellers und fachgerecht in Betrieb genommen werden.

d)	Die Verdünnungssysteme, Probenahmepumpen, Kühlgebläse und Datenerfassungsgeräte müssen eingeschaltet werden.

e)	Die Probendurchsätze müssen auf die gewünschten Pegel eingestellt werden, falls erwünscht unter Einsatz von Nebenstrom.

f)	Wärmetauscher im Probenahmesystem müssen vorgewärmt oder vorgekühlt werden, um sie für die jeweilige Prüfung in ihren Betriebstemperaturbereich zu bringen.

g)	Es muss hinreichend Zeit vorgesehen werden, damit erwärmte oder gekühlte Komponenten wie Entnahmeleitungen, Filter, Kühler und Pumpen ihre Betriebstemperatur stabil erreichen.

h)	Die Strömung des Abgasverdünnungssystems muss mindestens 10 Minuten vor einer Prüfsequenz eingeschaltet werden.

i)	Jeder elektronische Integrator muss vor jedem Prüfabschnitt auf Null gesetzt werden.

7.5.3.   Überprüfung der Gasanalysatoren

Die Arbeitsbereiche der Gasanalysatoren müssen eingestellt werden. Es sind Emissionsanalysatoren mit automatischer oder manueller Bereichsumschaltung zulässig. Während eines Prüfzyklus darf der Bereich der Emissionsanalysatoren nicht umgeschaltet werden. Auch die Verstärkungseinstellung eines oder mehrerer analoger Operationsverstärker eines Analysators darf während des Prüfzyklus nicht umgeschaltet werden.

Die Nullgas- und Kalibriergas-Antwort muss für alle jene Analysatoren festgestellt werden, die international kalibrierte Gase verwenden, welche den Anforderungen des Absatzes 9.3.3 genügen. FID-Analysatoren müssen auf der Basis der Kohlenstoffzahl Eins (C1) kalibriert werden.

7.5.4.   Vorbereitung der Partikelprobenahmefilter

Wenigstens eine Stunde vor der Prüfung ist jedes einzelne Filter in eine gegen Staubkontamination geschützte und Luftaustausch ermöglichende Petrischale zu legen, die zur Stabilisierung in eine Wägekammer gelegt wird. Nach der Stabilisierungsphase ist jedes Filter zu wägen und das Taragewicht aufzuzeichnen. Dann ist das Filter in einer verschlossenen Petrischale oder einem verschlossenen Filterhalter aufzubewahren, bis es zur Messung kommt. Das Filter ist binnen acht Stunden nach seiner Entnahme aus der Wägekammer zu verwenden.

7.5.5.   Einstellung des Verdünnungssystems

Der Gesamtdurchsatz verdünnter Abgase eines Vollstrom-Verdünnungssystems oder der Abgasdurchsatz durch ein Teilstrom-Verdünnungssystem ist so einzustellen, dass Kondenswasserbildung im System vermieden und eine Filteranströmtemperatur zwischen 315 K (42 °C) und 325 K (52 °C) erreicht wird.

7.5.6.   Inbetriebnahme des Partikelprobenahmesystems

Das Partikelprobenahmesystem ist zu starten und im Bypassmodus zu betreiben. Der Partikelhintergrundpegel der Verdünnungsluft kann bestimmt werden, indem Verdünnungsluftproben vor dem Eintritt des Abgases in den Verdünnungstunnel entnommen werden. Diese Messung kann vor oder nach der Prüfung durchgeführt werden. Wenn die Messung sowohl vor als auch nach dem Zyklus durchgeführt wird, kann man daraus den Mittelwert bilden. Wenn für die Hintergrundmessung ein anderes Probenahmesystem verwendet wird, müssen die Messungen gleichzeitig mit dem Prüflauf durchgeführt werden.

7.6.   WHTC -Prüffolge

7.6.1.   Abkühlen des Motors

Der Motor kann entweder natürlich abkühlen oder zwangsgekühlt werden. Für die Zwangskühlung sind nach bestem fachlichem Ermessen Systeme zu verwenden, die den Motor mit Kühlluft anblasen, kühles Öl in den Schmierölkreislauf des Motors pumpen, dem Kühlmittel mittels des Motorkühlsystems Wärme entziehen und dem Abgasnachbehandlungssystem Wärme entziehen. Bei Zwangskühlung des Abgasnachbehandlungssystems darf Kühlluft erst eingeleitet werden, nachdem seine Temperatur unter die Aktivierungstemperatur des Katalysators gefallen ist. Kühlverfahren, die zu nicht repräsentativen Emissionswerten führen, sind unzulässig.

7.6.2.   Prüfung mit Kaltstart

Die Prüfung ist zu beginnen, wenn die Temperatur des Schmiermittels, des Kühlmittels und des Abgasnachbehandlungssystems zwischen 293 K und 303 K (20 und 30 °C) liegt. Der Motor ist nach einem der folgenden Verfahren anzulassen:

a)	Anlassen gemäß Betriebsanleitung mit einem serienmäßigen Anlasser und einer ausreichend geladenen Batterie oder einer anderen geeigneten Stromquelle;

b)

Anlassen mithilfe des Leistungsprüfstands. Der Motor ist mit der betriebsüblichen Drehzahl ±25 % durchzudrehen. Der Anlassvorgang ist innerhalb von 1 Sekunde nach Anspringen des Motors zu beenden. Springt der Motor nicht spätestens nach 15 Sekunden Durchdrehen an, ist der Anlassvorgang abzubrechen und die Ursache des Nichtsanspringens zu ermitteln, sofern nicht in der Betriebsanleitung oder im Werkstatthandbuch ein längeres Durchdrehen als normal angegeben wird.

7.6.3.   Heißabstellphase

Unmittelbar nach der Prüfung mit Kaltstart ist der Motor für die Warmstartprüfung mit einer Heißabstellphase von 10 ± 1 Minute zu konditionieren.

7.6.4.   Prüfung mit Warmstart

Der Motor ist nach Ende der in Absatz 7.6.3 definierten Heißabstellphase nach einem der in Absatz 7.6.2 beschriebenen Verfahren anzulassen.

7.6.5.   Prüffolge

Die Prüffolge beginnt sowohl für die Kaltstartprüfung als auch für die Warmstartprüfung mit dem Anlassen des Motors. Nach dem Anspringen des Motors muss die Zyklussteuerung eingeschaltet werden, damit der Motorbetrieb dem ersten Einstellpunkt des Prüfzyklus entspricht.

Die Prüfung ist nach dem in Absatz 7.4 beschriebenen Bezugszyklus durchzuführen. Die Führungssollwerte für Motordrehzahl und -drehmoment sind mit mindestens 5 Hz (empfohlen 10 Hz) auszugeben. Die Sollwerte sind durch lineare Interpolation zwischen den im Sekundenabstand angeordneten Sollwerten des Bezugszyklus zu ermitteln. Die Messwerte der Drehzahl und des Drehmoments des Motors sind während des Prüfzyklus mit einer Frequenz von mindestens 1 Hz aufzuzeichnen, die Signale können elektronisch gefiltert werden.

7.6.6.   Erfassung emissionsrelevanter Daten

Mit Beginn der Prüffolge sind gleichzeitig die Messgeräte einzuschalten:

a)	Beginn der Erfassung oder Analyse der Verdünnungsluft, wenn ein Vollstrom-Verdünnungssystem verwendet wird,

b)	Beginn der Erfassung oder Analyse des rohen oder verdünnten Abgases, je nach gewählter Methode,

c)	Beginn der Messung der Menge von verdünntem Abgas sowie der erforderlichen Temperaturen und Drücke,

d)	Beginn der Aufzeichnung des Abgasmassendurchsatzes, wenn mit Analyse des Rohabgases gearbeitet wird,

e)	Beginn der Aufzeichnung der Messwerte von Drehzahl und Drehmoment des Motorprüfstands.

Werden Rohabgasmessungen vorgenommen, so sind die Emissionskonzentrationen ((NM)HC, CO und NOx) sowie der Abgasmassendurchsatz kontinuierlich zu messen und mit mindestens 2 Hz in einem Computersystem zu speichern. Alle anderen Daten können mit einer Abtastfrequenz von mindestens 1 Hz aufgezeichnet werden. Für analoge Analysegeräte ist das Ansprechverhalten aufzuzeichnen, die Kalibrierdaten können während der Datenauswertung online oder offline angewandt werden.

Wird ein Vollstrom-Verdünnungssystem verwendet, sind HC und NOx im Verdünnungstunnel kontinuierlich mit einer Frequenz von mindestens 2 Hz zu messen. Die durchschnittlichen Konzentrationen sind durch Integrieren der Signale der Analysegeräte über den Prüfzyklus zu bestimmen. Die Systemansprechzeit darf nicht länger sein als 20 s und muss gegebenenfalls mit den CVS-Strömungsschwankungen und den Probenahmezeiten-/Prüfzyklusabweichungen abgestimmt werden. Durch Integration oder durch Analysieren der über den Zyklus im Probenahmebeutel gesammelten Konzentrationen können CO, CO2, NMHC bestimmt werden. Die Konzentrationen der gasförmigen Schadstoffe in der Verdünnungsluft sind durch Integration oder Einsammeln in den Hintergrundbeutel zu bestimmen und zwar vor der Eintrittsstelle der Abgase in den Verdünnungstunnel. Alle übrigen zu messenden Parameter sind mit mindestens einer Messung pro Sekunde (1 Hz) aufzuzeichnen.

7.6.7.   Partikelprobenahme

Zu Beginn der Prüffolge ist das Partikel-Probenahmesystem von Bypass auf Partikelsammlung umzuschalten.

Wird ein Teilstrom-Verdünnungssystem verwendet, ist (sind) die Probenahmepumpe(n) so zu steuern, dass der Durchsatz durch die Partikel-Probenahmesonde oder das Übertragungsrohr proportional zu dem nach Absatz 9.4.6.1 ermittelten Abgasmassendurchsatz gehalten wird.

Wird ein Vollstrom-Verdünnungssystem verwendet, so ist (sind) die Probenahmepumpe(n) so einzustellen, dass der Durchsatz durch die Partikel-Probenahmesonde oder das Übertragungsrohr auf ±2,5 % des eingestellten Wertes konstant bleibt. Findet eine Durchflussmengenkompensation statt (d. h. eine Proportionalregelung des Probenstroms), ist nachzuweisen, dass das Verhältnis von Haupttunnelstrom zu Partikelprobenstrom um höchstens ±2,5 % seines Sollwertes schwankt (ausgenommen die ersten zehn Sekunden der Probenahme). Die Mittelwerte von Temperatur und Druck am Einlass des Gasmess- oder Durchflussmessgeräts (der Gasmess- oder Durchflussmessgeräte) sind aufzuzeichnen. Die Prüfung ist ungültig, wenn es wegen hoher Beladung des Partikelfilters nicht möglich ist, den eingestellten Durchsatz über den gesamten Zyklus hinweg mit einer Toleranz von ±2,5 % aufrechtzuerhalten. Die Prüfung ist dann mit einem kleineren Probenahmestrom zu wiederholen.

7.6.8.   Abwürgen des Motors und Funktionsstörungen an den Geräten

Wird der Motor während der Prüfung mit Kaltstart zu irgendeinem Zeitpunkt abgewürgt, ist die Prüfung ungültig. Der Motor ist dann vorzukonditionieren und nach Absatz 7.6.2 neu zu starten, die Prüfung ist zu wiederholen.

Wird der Motor während des WHTC-Prüfzyklus mit Warmstart zu irgendeinem Zeitpunkt abgewürgt, ist die Prüfung ungültig. Der Motor ist dann nach Absatz 7.6.3 heiß abzustellen, die Prüfung ist zu wiederholen. Die Prüfung mit Kaltstart braucht in diesem Fall nicht wiederholt zu werden.

Tritt an einem der für die Prüfung erforderlichen Messgeräte eine Funktionsstörung auf, ist die Prüfung ungültig und nach den für den jeweiligen Prüfzyklus geltenden obigen Bestimmungen zu wiederholen.

7.7.   WHSC -Prüffolge

7.7.1.   Vorkonditionierung des Verdünnungssystems und des Motors

Das Verdünnungssystem und der Motor müssen gemäß Absatz 7.4.1 gestartet und warmlaufen gelassen werden. Nach dem Aufwärmen sind der Motor und das Probenahmensystem vorzukonditionieren, indem man den Motor während mindestens 10 Minuten in Prüfphase 9 betreibt (siehe Absatz 7.2.2, Tabelle 1), während gleichzeitig das Verdünnungssystem in Betrieb ist. Blindproben von Feinstaubemissionen können abgeschieden werden. Partikel-Probenahmefilter müssen nicht stabilisiert oder gewogen werden und können entfernt werden. Der Durchsatz ist ungefähr auf die für den Test ausgewählten Durchsätze einzustellen. Der Motor ist nach der Vorkonditionierung abzuschalten.

7.7.2.   Motorstart

5 ± 1 Minute nach der Vorkonditionierung unter den Betriebsbedingungen der Prüfphase 9 nach Absatz 7.7.1 ist der Motor gemäß dem vom Hersteller im Benutzerhandbuch empfohlenen Verfahren anzulassen, entweder mit einem serienmäßigen Anlasser, oder mit dem Leistungsprüfstand gemäß Absatz 7.6.2.

7.7.3.   Prüffolge

Die Prüffolge beginnt nach den Anspringen des Motors und innerhalb einer Minute nach der Einstellung des Motors auf die erste Prüfphase des Zyklus (Leerlauf).

Die WHSC-Prüfung ist mit der Abfolge der Prüfphasen gemäß Tabelle 1 des Absatzes 7.2.2 durchzuführen

7.7.4.   Erfassung emissionsrelevanter Daten

Mit Beginn der Prüffolge sind gleichzeitig die Messgeräte einzuschalten:

a)	Beginn der Erfassung oder Analyse des Verdünnungsgases wenn ein Vollstrom-Verdünnungssystem verwendet wird,

b)	Beginn der Erfassung oder Analyse des rohen oder verdünnten Abgases, je nach gewählter Methode,

c)	Beginn der Messung der Menge von verdünntem Abgas sowie der erforderlichen Temperaturen und Drücke,

d)	Beginn der Aufzeichnung des Abgasmassendurchsatzes, wenn mit Analyse des Rohabgases gearbeitet wird,

e)	Beginn der Aufzeichnung der Messwerte von Drehzahl und Drehmoment des Leistungsprüfstandes.

Werden Rohabgasmessungen vorgenommen, so sind die Emissionskonzentrationen ((NM)HC, CO und NOx) und der Abgasmassendurchsatz kontinuierlich zu messen und mit mindestens 2 Hz in einem Computersystem zu speichern. Alle anderen Daten können mit einer Abtastfrequenz von mindestens 1 Hz aufgezeichnet werden. Für analoge Analysegeräte ist das Ansprechverhalten aufzuzeichnen, die Kalibrierdaten können während der Datenauswertung online oder offline angewandt werden.

Wird ein Vollstrom-Verdünnungssystem verwendet, sind HC und NOx im Verdünnungstunnel kontinuierlich mit einer Frequenz von mindestens 2 Hz zu messen. Die durchschnittlichen Konzentrationen sind durch Integrieren der Signale der Analysegeräte über den Prüfzyklus zu bestimmen. Die Systemansprechzeit darf nicht länger sein als 20 s und muss gegebenenfalls mit den CVS-Strömungsschwankungen und den Probenahmezeiten-/Prüfzyklusabweichungen abgestimmt werden. Durch Integration oder durch Analysieren der über den Zyklus im Probenahmebeutel gesammelten Konzentrationen können CO, CO2, NMHC und bestimmt werden. Die Konzentrationen der gasförmigen Schadstoffe in der Verdünnungsluft sind durch Integration oder Einsammeln in den Hintergrundbeutel zu bestimmen und zwar vor der Eintrittsstelle der Abgase in den Verdünnungstunnel. Alle übrigen zu messenden Parameter sind mit mindestens einer Messung pro Sekunde (1 Hz) aufzuzeichnen.

7.7.5.   Partikelprobenahme

Zu Beginn der Prüffolge ist das Partikel-Probenahmesystem von Bypass auf Partikelsammlung umzuschalten. Wird ein Teilstrom-Verdünnungssystem verwendet, ist (sind) die Probenahmepumpe(n) so zu steuern, dass der Durchsatz durch die Partikel-Probenahmesonde oder das Übertragungsrohr proportional zu dem nach Absatz 9.4.6.1 ermittelten Abgasmassendurchsatz gehalten wird.

Wird eine Vollstrom-Verdünnungssystem verwendet, so ist (sind) die Probenahmepumpe(n) so einzustellen, dass der Durchsatz durch die Partikel-Probenahmesonde oder das Übertragungsrohr auf ±2,5 % des eingestellten Wertes konstant bleibt. Findet eine Durchflussmengenkompensation statt (d. h. eine Proportionalregelung des Probenstroms), ist nachzuweisen, dass das Verhältnis von Haupttunnelstrom zu Partikelprobenstrom um höchstens ±2,5 % seines Sollwertes schwankt (ausgenommen die ersten zehn Sekunden der Probenahme). Die Mittelwerte von Temperatur und Druck am Einlass des Gasmess- oder Durchflussmessgeräts (der Gasmess- oder Durchflussmessgeräte) sind aufzuzeichnen. Die Prüfung ist ungültig, wenn es wegen hoher Beladung des Partikelfilters nicht möglich ist, den eingestellten Durchsatz über den gesamten Zyklus hinweg mit einer Toleranz von ±2,5 % aufrechtzuerhalten. Die Prüfung ist dann mit einem kleineren Probenahmestrom zu wiederholen.

7.7.6.   Abwürgen des Motors und Funktionsstörungen an den Geräten

Wird der Motor während des Zyklus zu irgendeinem Zeitpunkt abgewürgt, ist die Prüfung ungültig. Der Motor ist dann nach Absatz 7.7.1 vorzukonditionieren, nach Absatz 7.7.2 neu zu starten und die Prüfung ist zu wiederholen.

Tritt an einem der für die Prüfung erforderlichen Messgeräte eine Funktionsstörung auf, ist die Prüfung ungültig und nach obigen Bestimmungen zu wiederholen.

7.8.   Vorgehensweise nach der Prüfung

7.8.1.   Arbeitsgänge im Anschluss an die Prüfung

Nach dem Abschluss der Prüfung sind die Messung des Abgasmassendurchsatzes, des Volumens des verdünnten Abgases, der Gasstrom in die Sammelbeutel und die Partikelprobenahme-Pumpe anzuhalten. Bei einem integrierten Analysesystem ist die Probenahme fortzusetzen, bis die Systemansprechzeiten abgelaufen sind.

7.8.2.   Überprüfung der Verhältnisgleichheit der Probenahmen

Für jede verhältnisgleiche Stichprobe, wie eine Beutelprobe oder eine Feinstaubprobe, musss überprüft werden, dass eine verhältnisgleiche Probenahme nach den Absätzen 7.6.7 und 7.7.5 eingehalten worden ist. Jede Probe, die den Anforderungen nicht genügt, ist zu verwerfen.

7.8.3.   Konditionieren und Wägen von Feinstaub

Die Partikelfilter müssen in abgedeckten oder verschlossenen Behältern aufbewahrt werden, oder es müssen die Filterträger verschlossen sein, um die Probefilter vor einer Verschmutzung durch die Umwelt zu schützen. Mit derartigem Schutz sind die Filter in die Analysewaage einzulegen. Die Filter müssen während mindestens einer Stunde konditioniert und dann nach Absatz 9.4.5 gewogen werden. Das Bruttogewicht der Filter ist aufzuzeichnen.

7.8.4.   Driftüberprüfung

Sobald wie möglich, aber nicht später als 30 Minuten nach dem Abschluss des Prüfzyklus oder während der Heißabstellphase, muss das Ansprechen der Gasanalysatoren am Nullpunkt und an der Messbereichsgrenze bestimmt werden. Für die Zwecke dieses Absatzes wird der Prüfzyklus wie folgt definiert:

a)	für den WHTC-Zyklus: die vollständige Abfolge kalt-heiß abgestellt-warm,

b)	für die WHTC-Warmstartprüfung (Absatz 6.6): die Abfolge heiß abgestellt-warm,

c)	fü die WHTC-Warmstartprüfung mit Mehrfachregenerierung (Absatz 6.6): die Gesamtzahl von Warmstartprüfungen,

d)	für den WHSC-Zyklus: der Prüfzyklus.

Für den Drift der Analysatoren gelten folgende Bestimmungen:

a)	das vor und nach der Prüfung festgestellte Ansprechen auf Nullgas und Kalibriergas kann direkt in die Formel 66 in Absatz 8.6.1 eingesetzt werden, ohne den Drift zu bestimmen,

b)	wenn die Driftdifferenz zwischen dem Messergebnissen vor und nach der Prüfung kleiner als 1 % des Vollausschlags ist, können die gemessenen Konzentrationen ohne Korrektur verwendet werden oder gemäß Absatz 8.6.1 driftbereinigt werden,

c)	wenn die Driftdifferenz zwischen den Messergebnissen vor und nach der Prüfung größer als 1 Prozent des Vollausschlags ist, müssen die Messungen verworfen werden oder die gemessenen Konzentrationen gemäß Absatz 8.6.1 driftbereinigt werden.

7.8.5.   Analyse gasförmiger Beutelproben

Sobald wie möglich ist folgendes durchzuführen:

a)	gasförmiger Beutelproben müssen spätestens 30 Minuten nach Abschluss der Warmstartprüfung analysiert werden oder während der Heißabstellphase für die Kaltstarprüfung,

b)	Hintergrundproben müssen spätestens 60 Minuten nach dem Abschluss der Warmstartprüfung analysiert werden.

7.8.6.   Validierung der Zyklusarbeit

Vor der Berechnung der Zyklusarbeit sind die während des Motoranlassens aufgenommenen Messpunkte auszuscheiden. Die tatsächliche Zyklusarbeit ist über den Prüfzyklus unter synchroner Verwendung von Messwerten der Motordrehzahl und des Drehmoments, um daraus Momentanwerte der Motorleistung zu berechnen, zu bestimmen. Die Momentanleistungswerte des Motors werden über den Prüfzyklus integriert, um die aktuelle Zyklusarbeit W act (kWh) zu berechnen. Wenn Hilfseinrichtungen/Vorrichtungen gemäß Absatz 6.3.1 nicht angebracht sind, müssen die Momentanleistungswerte mit der Formel 4 des Absatzes 6.3.5 korrigiert werden.

Dieselbe Vorgehensweise, wie sie in Absatz 7.4.8 beschrieben ist, muss für die Integration der Messwerte der Motorleistung angewandt werden.

Die tatsächliche Zyklusarbeit Wact wird für den Vergleich mit der Bezugszyklusarbeit Wref und zur Berechnung der bremsspezifischen Emissionen verwendet (siehe Absatz 8.6.3).

W act muss zwischen 85 % und 105 % von W ref liegen.

7.8.7.   Validierungsstatistik für den Prüfzyklus

Es sind lineare Regressionen der Messwerte (nact, Mact, Pact) auf die Bezugswerte (nref, Mref, Pref) durchzuführen, sowohl für WHTC als auch für WHSC.

Zur Verringerung der Verzerrungswirkung der Zeitverzögerung zwischen den Messwerten und den Bezugszykluswerten kann die gesamte Sequenz der Messwerte der Motordrehzahl und des Drehmoments gegenüber der Sequenz der entsprechenden Referenzwerte zeitlich vorgezogen oder verzögert werden. Bei einer Verschiebung der Messwerte müssen Drehzahl und Drehmoment um den gleichen Betrag und in die gleiche Richtung verschoben werden.

Es ist die Fehlerquadratmethode anzuwenden, mit folgender Formel für die beste Anpassung:

(11)

Hierbei ist:

y	der Messwert der Drehzahl (min–1), des Drehmoments (Nm) oder der Leistung (kW),
a1	die Steigung der Regressionsgeraden,
x	der Bezugswert von Drehzahl (min–1), Drehmoment (Nm) oder Leistung (kW),
a0	der Y-Achsabschnitt der Regressionsgeraden.

Die Standardfehler (SEE) des geschätzten Verlaufs y über × und der Bestimmungskoeffizient (r2) sind für jede einzelne Regressionsgerade zu berechnen.

Es empfiehlt sich, diese Analyse bei 1 Hz durchzuführen. Damit eine Prüfung gültig ist, müssen die Kriterien der Tabelle 2 (WHTC) bzw. der Tabelle 3 (WHSC) erfüllt werden.

Tabelle 2

Toleranzen der Regressionsgeraden für WHTC

	Drehzahl	Drehmoment	Leistung
Standardabweichung (SEE) vom Schätzwert von Y über X	max. 5 % der höchsten Prüfdrehzahl	max. 10 % des höchsten Motordrehmoments	max. 10 % der höchsten Motorleistung
Steigung der Regressionsgeraden, a1	0,95 bis 1,03	0,83 bis 1,03	0,89 bis 1,03
Bestimmungs-koeffizient r2	min. 0,970	min. 0,850	min. 0,910
y-Achsabschnitt der Regressionsgeraden, a0	max. 10 % der Leerlaufdrehzahl	±20 Nm oder ±2 % des höchsten Drehmoments, es gilt der größere Wert	±4 kW oder ±2 % der Höchstleistung, es gilt der größere Wert

Tabelle 3

Toleranzen der Regressionsgeraden für WHSC

	Drehzahl	Drehmoment	Leistung
Standardabweichung (SEE) vom Schätzwert von Y über X	max. 1 % der höchsten Prüfdrehzahl	max. 2 % des höchsten Motordrehmoments	max. 2 % der höchsten Motorleistung
Steigung der Regressionsgeraden, a1	0,99 bis 1,01	0,98 bis 1,02	0,98 bis 1,02
Bestimmungs-koeffizient r2	min. 0,990	min. 0,950	min. 0,950
y-Achsabschnitt der Regressionsgeraden, a0	max. 1 % der Leerlaufdrehzahl	±20 Nm oder ±2 % des höchsten Drehmoments, es gilt der größere Wert	±4 kW or ±2 % der Höchstleistung, es gilt der größere Wert

Nur zu Regressionszwecken sind die in Tabelle 4 angegebenen Punktstreichungen vor der Regressionsrechnung zulässig. Diese Punkte dürfen jedoch zur Berechnung der Zyklusarbeit und der Emissionen nicht ausgelassen werden. Die Punktstreichung kann auf den gesamten Zyklus oder auf jeden Teil des Zyklus angewandt werden.

Tabelle 4

Zulässige Punktstreichungen aus der Regressionsanalyse

Ereignis	Bedingungen	Zulässige Punktstreichungen
Minimum der Bedieneingabe (Leerlauf)	n ref = 0 % und M ref = 0 % und M act > (M ref – 0,02M max. mapped torque) und M act < (M ref + 0,02M max. mapped torque)	Drehzahl und Leistung
Minimum der Bedieneingabe (Schiebebetrieb)	M ref < 0 %	Leistung und Drehmoment
Minimum der Bedieneingabe	n act ≤ 1,02 n ref und M act > M ref oder n act > n ref und M act ≤ M ref' oder n act > 1,02 n ref und M ref < M act ≤ (M ref + 0,02 M max. mapped torque)	Leistung und entweder Drehmoment oder Drehzahl
Maximum der Bedieneingabe	n act < n ref und M act ≥ M ref oder n act ≥ 0,98 n ref und M act < M ref oder n act < 0,98 n ref und M ref > M act ≥ (M ref – 0,02 M max. mapped torque)	Leistung und entweder Drehmoment oder Drehzahl

8.   BERECHNUNG DER EMISSIONEN

Das Endergebnis ist nach ASTM E 29-06B in einem Schritt auf die in der jeweils geltenden Emissionsnorm angegebene Zahl von Dezimalstellen zu runden, zuzüglich einer weiteren signifikanten Stelle. Zwischenwerte, aus denen die endgültigen bremsspezifischen Emissionen errechnet werden, dürfen nicht gerundet werden.

Berechnungsbeispiele sind in der Anlage 6 enthalten.

Emissionsberechnungen auf molarer Basis, entsprechend dem Anhang 7 der Globalen Technischen Regelung Nr. [xx] hinsichtlich des Prüfprotokolls für Abgasemissionen mobiler Maschinen (NRMM), sind mit vorheriger Genehmigung der Typgenehmigungsbehörde zulässig.

8.1.   Trocken-Feucht-Umrechnung

Wenn Emissionen im trockenen Bezugszustand gemessen wird, ist die gemessene Konzentration anhand folgender Formel in den feuchten Bezugszustand umzurechnen:

(12)

Hierbei ist:

c d	die Konzentration im trockenen Bezugszustand, ppm oder Vol.-%,
k w	der Trocken-Feucht-Umrechnungsfaktor (k w,a, k w,e, oder k w,d je nach verwendeter Formel).

8.1.1.   Unverdünntes Abgas

(13)

oder

(14)

oder

(15)

mit

(16)

und

(17)

Hierbei ist:

H a	die Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockener Luft,
w ALF	der Wasserstoffgehalt des Kraftstoffes, Massen-%,
q mf,i	der momentane Massendurchsatz des Kraftstoffs, kg/s,
q mad,I	der momentane Massendurchsatz der trockenen Ansaugluft, kg/s,
p r	der Wasserdampfdruck nach dem Kühlbad, kPa,
p b	der barometrische Gesamtdruck, kPa,
w DEL	der Stickstoffgehalt des Kraftstoffes, Massen-%,
w EPS	der Sauerstoffgehalt des Kraftstoffes, Massen-%,
α	das Molverhältnis des Kraftstoffes für Wasserstoff,
c CO2	die CO2-Konzentration im trockenen Bezugszustand, %,
c CO	die CO-Konzentration im trockenen Bezugszustand, %.

Die Gleichungen 13 und 14 sind im Wesentlichen identisch; der Faktor 1,008 in den Gleichungen 13 und 15 ist eine Annäherung an den genaueren Ausdruck im Nenner der Gleichung 14.

8.1.2.   Verdünntes Abgas

(18)

oder

(19)

mit

(20)

Hierbei ist:

α	das Molverhältnis des Kraftstoffes für Wasserstoff
c CO2	die CO2-Konzentration im trockenen Bezugszustand, %
c CO	die CO-Konzentration im trockenen Bezugszustand, %
H d	die Feuchtigkeit des Verdünnungsgases, g Wasser je kg trockener Luft
H a	die Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockener Luft:
D	der Verdünnungsfaktor (siehe Absatz 8.5.2.3.2)

8.1.3.   Verdünnungsgas

(21)

mit

(22)

Hierbei ist:

H d	die Feuchtigkeit des Verdünnungsgases, g Wasser je kg trockener Luft.

8.2.   Feuchtekorrektur der NOx-Konzentration

Da die NOx-Emission von den Bedingungen der Umgebungsluft abhängig ist, muss die NOx-Konzentration unter Berücksichtigung der Feuchtigkeit der Umgebungsluft mit Hilfe der in Absatz 8.2.1 oder 8.2.2 angegebenen Faktoren korrigiert werden. Die Feuchtigkeit der Ansaugluft H a kann nach den üblichen Formeln aus den Messwerten der relativen Feuchte, des Taupunkts, des Dampfdrucks oder der Trocken-/Feuchttemperatur errechnet werden.

8.2.1.   Selbstzündungsmotoren

(23)

Hierbei ist:

H a	Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockene Luft

8.2.2.   Fremdzündungsmotoren:

(24)

Hierbei ist:

H a	Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockene Luft

8.3.   Korrektur des Auftriebs des Partikelfilters

Die Masse des Probenfilters muss um seinen Auftrieb in Luft korrigiert werden. Die entsprechende Korrektur hängt von der Dichte des Probenfilters, der Luft und des Kalibriergewichts der Waage ab; sie berücksichtigt nicht den Auftrieb des Feinstaubs an sich. Die Auftriebkorrektur ist sowohl an der Taramasse des Filters als auch an dessen Bruttomasse vorzunehmen.

Wenn die Dichte des Filterwerkstoffs nicht bekannt ist, sind folgende Dichtewerte anzuwenden:

a)	Filter aus teflonummantelter Glasfaser: 2 300 kg/m3,

b)	Filter aus Teflonmembran: 2 144 kg/m3,

c)	Filter aus Teflonmembran mit einem Stützring aus Polymethylpenten: 920 kg/m3.

Für Kalibriergewichte aus rostfreiem Stahl ist eine Dichte von 8 000 kg/m3 anzunehmen. Besteht das Kalibriergewicht aus einem anderen Werkstoff, muss dessen Dichte bekannt sein.

Die nachstehenden Formeln sind zu verwenden:

(25)

mit

(26)

Hierbei ist:

m uncor	die nicht korrigierte Masse des Probenfilters, mg,
ρ a	die Dichte der Luft, kg/m3,
ρ w	die Dichte des Kalibriergewichts der Waage, kg/m3,
ρ f	die Dichte des Partikelprobefilters, kg/m3,
p b	der atmosphärische Gesamtdruck, kPa,
T a	die Lufttemperatur in der Umgebung der Waage, K,
28,836	die Molmasse der Luft bei der Bezugsfeuchte (282,5 K), g/mol,
8,3144	die molare Gaskonstante.

Die in den Absätzen 8.4.3 und 8.5.3 verwendete Partikelprobenmasse mp ist wie folgt zu berechnen:

(27)

Hierbei ist:

m f,G	die auftriebsbereinigte Brutto-Partikelfiltermasse, mg,
m f,T	die auftriebsbereinigte Tara-Partikelfiltermasse, mg.

8.4.   Teilstromverdünnung und Messung im Rohabgas

Die momentanen Konzentrationensignale der gasförmigen Bestandteile werden zur Berechnung der Masseemissionen durch Multiplikation mit dem momentanen Abgasmassendurchsatz verwendet. Der Abgasmassendurchsatz kann direkt gemessen oder er kann auch aus Messungen berechnet werden, wie der Messung von Ansaugluft und Kraftstofffluss, dem Tracer-Verfahren oder aus Messungen der Ansaugluft und des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses. Besondere Aufmerksamkeit ist den Ansprechzeiten der einzelnen Instrumente zu widmen. Diese Differenzen sind durch zeitlichen Abgleich der Signale zu berücksichtigen. Bei Partikeln werden die Abgasmassendurchsatz-Signale zur Regelung des Teilstrom-Verdünnungssystems verwendet, um eine zum Abgasmassendurchsatz proportionale Probe zu nehmen. Die Verhältnisgerechtigkeit muss mit Regressionsanalysen zwischen Probendurchsatz und Abgasdurchsatz gemäß Absatz 9.4.6.1 überprüft werden. Die vollständige Prüfanordnung ist in Abbildung 6 schematisch dargestellt.

8.4.1.   Bestimmung des Rohabgas-Massendurchsatzes

8.4.1.1.   Vorbemerkung

Für die Berechnung der Emissionen im Rohabgas und die Steuerung eines Teilstrom-Verdünnungssystems muss der Abgasmassendurchsatz bekannt sein. Zur Ermittlung des Abgasmassendurchsatzes kann eine der in Absatz 8.4.1.3 bis 8.4.1.7 beschriebenen Messmethoden angewandt werden.

8.4.1.2.   Ansprechzeit

Für die Berechnung der Emissionen darf die Ansprechzeit der in Absatz 8.4.1.3 bis 8.4.1.7 beschriebenen Messmethoden nicht länger sein als die in Absatz 9.3.5 für den Analysator geforderte Ansprechzeit von ≤ 10 s.

Zur Steuerung eines Teilstrom-Verdünnungssystems ist ein schnelleres Ansprechen erforderlich. Für onlinegesteuerte Teilstrom-Verdünnungssysteme ist eine Ansprechzeit ≤ 0,3 s erforderlich. Für Teilstrom-Verdünnungssysteme mit vorausschauender Steuerung auf der Basis eines aufgezeichneten Prüflaufes ist eine Ansprechzeit des Messsystems für den Abgasdurchsatz von ≤ 5 s mit einer Anstiegzeit von ≤ 1 s erforderlich. Die Systemansprechzeit ist vom Hersteller des Messinstruments anzugeben. Die Summe der größten zulässigen Ansprechzeiten für die Messung des Abgasdurchsatzes und die Steuerung des Teilstrom-Verdünnungssystems ist in Absatz 9.4.6.1 angegeben.

8.4.1.3.   Direktmessungen

Für direkte Messung des momentanen Abgasdurchsatzes eignen sich Systemen wie:

a)	Differenzdruckmesser wie Durchflussdüsen (Einzelheiten siehe ISO 5167),

b)	Ultraschall-Durchflussmesser,

c)	Wirbel- und Drall-Durchflussmesser.

Es sind Vorkehrungen gegen Messfehler zu treffen, die zu fehlerhaften Emissionswerten führen. Dazu gehört u. a. die sorgfältige Montage der Messeinrichtung im Abgassystem nach den Empfehlungen des Herstellers und den Regeln der Technik. Insbesondere darf der Einbau der Messeinrichtung die Leistung und die Emissionen des Motors nicht beeinflussen.

Die Durchflussmesser müssen die Linearitätsanforderungen des Absatzes 9.2 erfüllen.

8.4.1.4.   Luft- und Kraftstoffmessung

Hierzu gehören die Messung des Luftdurchsatzes und des Kraftstoffdurchsatzes mit geeigneten Durchflussmessern. Die Berechnung des momentanen Abgasdurchsatzes wird wie folgt vorgenommen:

(28)

Hierbei ist:

q mew,i	der momentane Massendurchsatz des Abgases, kg/s,
q maw,i	der momentane Massendurchsatz der Ansaugluft, kg/s,
q mf,i	der momentane Massendurchsatz Kraftstoffs, kg/s.

Die Durchflussmesser müssen die Linearitätsanforderungen des Absatzes 9.2 erfüllen, und zwar mit ausreichender Genauigkeit, um die Linearitätsanforderungen auch für den Abgasdurchsatzes zu erfüllen.

8.4.1.5.   Messung mit Tracergas

Hierbei wird die Konzentration eines Tracergases im Abgas gemessen.

Eine bekannte Menge eines Inertgases (z. B. reines Helium) wird als Tracer in den Abgasstrom eingeleitet. Das Inertgas wird mit dem Abgas gemischt und dabei verdünnt, darf aber in der Abgasleitung nicht reagieren. Dann wird die Konzentration des Inertgases in der Abgasprobe gemessen.

Um die vollständige Vermischung des Tracergases sicherzustellen, ist die Abgasprobenahmesonde mindestens 1 m oder um das 30-fache des Durchmessers des Auspuffrohrs (es gilt der höhere Wert) strömungsabwärts nach der Einspritzstelle des Tracergases anzubringen. Die Probenahmesonde kann näher an der Einspritzstelle angebracht werden, wenn die vollständige Vermischung durch Vergleich der Tracergaskonzentration mit der Bezugskonzentration bei Einspritzung des Tracergases weiter stromaufwärts im Motor überprüft wird.

Der Tracergasstrom ist so einzustellen, dass bei Leerlaufdrehzahl des Motors die Tracergaskonzentration nach der Vermischung kleiner ist als der Skalenendwert des Tracergasanalysators.

Der Abgasdurchsatz wird nach folgender Formel berechnet:

(29)

Hierbei ist:

q mew,i	der momentane Massendurchsatz des Abgases, kg/s,
qvt	der Tracergasdurchsatz, cm3/min,
c mix,i	die momentane Konzentration des Tracergases nach der Vermischung, ppm,
ρ e	die Dichte des Abgases, kg/m3 (siehe Tabelle 4),
c b	die Hintergrundkonzentration des Tracergases in der Ansaugluft, ppm.

Die Hintergrundkonzentration des Tracergases (cb) kann bestimmt werden, indem die durchschnittliche Hintergrundkonzentration unmittelbar vor und nach dem Prüflauf gemessen wird.

Die Hintergrundkonzentration kann vernachlässigt werden, wenn sie bei maximalem Abgasdurchsatz weniger als 1 % der Konzentration des Tracergases nach der Vermischung (cmix.i) beträgt.

Das Gesamtsystem muss die Linearitätsanforderungen für den Abgasdurchsatz gemäß Absatz 9.2 erfüllen.

8.4.1.6.   Messung des Luftdurchsatzes und Luft-Kraftstoff-Verhältnisses

Hier wird der Abgasdurchsatz aus dem Luftdurchsatz und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis errechnet. Der momentane Abgasdurchsatz wird nach folgender Formel berechnet:

(30)

mit

(31)

(32)

Hierbei ist:

q maw,i	der momentane Massendurchsatz der Ansaugluft, kg/s,
A/Fst	das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, kg/kg
λ i	der momentane Luftüberschussfaktor,
c CO2d	die trockene CO2-Konzentration, %,
c COd	die trockene CO-Konzentration, ppm,
c HCw	die feuchte HC-Konzentration, ppm.

Der Luftdurchflussmesser und die Analysatoren müssen die Linearitätsanforderungen des Absatzes 9.2, das Gesamtsystem muss die Anforderungen des Absatzes 9.2 für die Messung des Abgasdurchsatzes erfüllen.

Wird zur Bestimmung des Luftüberschusses ein Gerät für die Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, z. B. eine Zirkonsonde, verwendet, so muss dieses Gerät den Vorschriften von Absatz 9.3.2.7 entsprechen.

8.4.1.7.   Kohlenstoffbilanzmethode

Hier wird die Abgasmasse aus dem Kraftstoffdurchsatz und den Abgaskomponenten berechnet, die Kohlenstoff enthalten. Der momentane Abgasdurchsatz wird nach folgender Formel berechnet:

(33)

mit

(34)

und

(35)

Hierbei ist:

q mf,i	der momentane Kraftstoffmassendurchsatz, kg/s,
H a	die Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockene Luft,
wBET	der Kohlenstoffgehalt des Kraftstoffs, Masseprozent,
wALF	der Wasserstoffgehalt des Kraftstoffs, Masseprozent,
wDEL	der Stickstoffgehalt des Kraftstoffs, Masseprozent,
wEPS	der Sauerstoffgehalt des Kraftstoffs, Masseprozent,
c CO2d	die trockene CO2-Konzentration, %,
c CO2d,a	die trockene CO2-Konzentration der Ansaugluft, %,
cCO	die trocken CO-Konzentration, ppm,
c HCw	die feuchte HC-Konzentration, ppm.

8.4.2.   Bestimmung der gasförmigen Bestandteile

8.4.2.1.   Vorbemerkungen

Die gasförmigen Bestandteile der vom zu prüfenden Motor emittierten Abgase müssen mit den in Absatz 9.3 und Anlage 3 beschriebenen Mess- und Probenahmesystemen gemessen werden. Die Auswertung der Daten ist in Absatz 8.4.2.2 beschrieben.

In den Absätzen 8.4.2.3 und 8.4.2.4 werden zwei Berechnungsverfahren beschrieben, die für den Bezugskraftstoff der Anlage 2 gleichwertig sind. Das Verfahren des Absatzes 8.4.2.3 ist einfacher, da es für das Verhältnis von Bestandteil zu Abgasdichte tabellierte u-Werte verwendet. Das Verfahren gemäß Absatz 8.4.2.4 ist für Kraftstoffqualitäten genauer, die von den Spezifikationen der Anlage 2 abweichen, erfordert jedoch eine Elementaranalyse der Kraftstoffzusammensetzung.

8.4.2.2.   Datenauswertung

Die emissionrelevanten Daten müssen gemäß Absatz 7.6.6 registriert und gespeichert werden.

Zur Berechnung der emittierten Massen gasförmiger Bestandteile sind die Messkurven der aufgezeichneten Konzentrationen und die Messkurve des Abgasmassendurchsatzes um die in Absatz 3.1.30 definierte Wandlungszeit zeitlich abzugleichen. Die Ansprechzeiten der Analysegeräte für gasförmige Emissionen und für den Abgasmassenstrom sind deshalb nach Absatz 8.4.1.2 bzw. 9.3.5 zu ermitteln und aufzuzeichnen.

8.4.2.3.   Berechnung der Schadstoffmasse anhand von Tabellenwerten

Die Schadstoffmasse (g/Prüfung) ist durch Berechnung der momentanen aus der Konzentration der Schadstoffe im Rohabgas emittierten Massen, des Abgasmassendurchsatzes und der u-Werte zu bestimmen, wobei eine Korrektur um die nach Absatz 8.4.2.2 ermittelte Wandlungszeit vorzunehmen ist; die Momentanwerte über den Zyklus zu integrieren und die Integralwerte mit den u-Werten der Tabelle 5 zu multiplizieren sind. Wird im trockenen Bezugszustand gemessen, so sind die momentanen Konzentrationswerte nach Absatz 8.1 in den feuchten Bezugszustand umzurechnen, ehe sie für weitere Berechnungen verwendet werden.

Für die Berechnung des NOx-Durchsatzes sind die Emissionsmassen mit dem nach Absatz 8.2 ermittelten Feuchtigkeits-Korrekturfaktor k h,D oder k h,G zu multiplizieren.

Hierzu dienen die folgenden Formeln:

(in g/Prüfung) (36)

Hierbei ist:

ugas	das Verhältnis zwischen der Dichte des Abgasbestandteils und der Abgasdichte,
cgas,i	die momentane Konzentration des jeweiligen Abgasbestandteils, ppm,
qmew,i	der momentane Abgasmassendurchsatz, kg/s,
f	die Datenerfassungstrequenz, Hz,
n	die Anzahl der Messungen.

Tabelle 5

u-Werte für das Rohabgas und Dichte der Abgasbestandteile

Kraft-stoff	ρ e	Gas
		NOx	CO	HC	CO2	O2	CH4
		ρ gas [kg/m3]
		2,053	1,250	(2)	1,9636	1,4277	0,716
		u gas  (3)
Diesel	1,2943	0,001586	0,000966	0,000479	0,001517	0,001103	0,000553
Ethanol	1,2757	0,001609	0,000980	0,000805	0,001539	0,001119	0,000561
CNG (4)	1,2661	0,001621	0,000987	0,000528 (5)	0,001551	0,001128	0,000565
Propan	1,2805	0,001603	0,000976	0,000512	0,001533	0,001115	0,000559
Butan	1,2832	0,001600	0,000974	0,000505	0,001530	0,001113	0,000558
LPG (6)	1,2811	0,001602	0,000976	0,000510	0,001533	0,001115	0,000559

8.4.2.4.   Berechnung der Emissionsmasse nach exakten Gleichungen

Die Schadstoffmasse (g/Prüfung) ist durch Berechnung der momentanen aus der Konzentration der Schadstoffe im Rohabgas emittierten Massen, des Abgasmassendurchsatzes und der u-Werte zu bestimmen, wobei eine Korrektur um die nach Absatz 8.4.2.2 ermittelte Wandlungszeit vorzunehmen ist und die Momentanwerte über den Zyklus zu integrieren sind. Wird im trockenen Bezugszustand gemessen, so ist an den momentanen Konzentrationswerten die Trocken-Feucht-Korrektur nach Absatz 8.1 vorzunehmen, ehe sie für weitere Berechnungen verwendet werden.

Für die Berechnung des NOx-Durchsatzes sind die Emissionsmassen mit dem nach Absatz 8.2 ermittelten Feuchtigkeits-Korrekturfaktor k h,D oder k h,G zu multiplizieren.

Hierzu dient die folgende Formel:

(in g/Prüfung) (37)

Hierbei ist:

u gas,i	das Berechnungsergebnis aus den Formeln 38 und 39
c gas,i	die momentane Konzentration des jeweiligen Abgasbestandteils, ppm,
q mew,i	der momentane Abgasmassendurchsatz, kg/s,
f	die Datenabtastfrequenz, Hz,
n	die Anzahl der Messungen.

Die momentanen u-Werte errechnet man wie folgt:

(38)

oder

(39)

mit

(40)

Hierbei ist:

M gas	die Molmasse des gasförmigen Bestandteils, g/mol (siehe Anlage 6),
M e,i	die momentane Molmasse des Abgases, g/mol,
ρ gas	die Dichte des gasförmigen Bestandteils, kg/m3,
ρ e,i	die momentane Dichte des Abgases, kg/m3.

Die Molmasse des Abgases M e ist für die allgemeine Kraftstoffzusammensetzung CH α O ε N δ S γ  unter Annahme vollständiger Verbrennung nach folgender Formel zu berechnen:

(41)

Hierbei ist:

q maw,i	der momentane Massendurchsatz der Ansaugluft, feucht, kg/s,
q mf,i	der momentane Massendurchsatz des Kraftstoffs, kg/s,
Ha	die Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockener Luft,
M a	die Molmasse der trockenen Ansaugluft (= 28,965 g/mol).

Die Dichte des Abgases ρ e errechnet sich wie folgt:

(42)

Hierbei ist:

q mad,i	der momentane Massendurchsatz der Ansaugluft, trocken, kg/s,
q mf,i	der momentane Massendurchsatz des Kraftstoffs, kg/s,
H a	die Feuchtigkeit der Ansaugluft, g Wasser je kg trockene Luft,
k fw	der kraftstoffspezifische Faktor für feuchtes Abgas, errechnet nach Gleichung 16 in Absatz 8.1.1.

8.4.3.   Partikelbestimmung

8.4.3.1.   Datenauswertung

Die Partikelmasse ist gemäß Formel 27 des Absatzes 8.3 zu berechnen. Zur Bewertung der Partikelkonzentration ist die gesamte Probemasse (msep), die während des Prüfungszyklus durch die Filter geströmt ist, aufzuzeichnen.

Mit vorheriger Genehmigung der Typgenehmigungsbehörde kann die Partikelmasse, dem Stand der Technik entsprechend und den Konstruktionsmerkmalen des verwendeten Partikelmesssystem angepasst, um den Partikelinhalt des Verdünnungsgases korrigiert werden, so wie es in Absatz 7.5.6 vorgesehen ist.

8.4.3.2.   Berechnung der emittierten Masse

Je nach Art des verwendeten Probenahmesystems ist die Partikelmasse (g/Prüfung) nach der Korrektur um die Auftriebskraft des Partikelprobefilters gemäß Absatz 8.3 entweder wie in Absatz 8.4.3.2.1 oder wie in Absatz 8.4.2.2 beschrieben zu berechnen.

8.4.3.2.1.   Berechnung auf der Grundlage des Probenahmeverhältnisses

(43)

Hierbei ist:

m p	die über den Zyklus abgeschiedene Partikel-Probenahmemasse, mg,
r s	das mittlere Probenahmeverhältnist über den Prüfzyklus.

mit

(44)

Hierbei ist:

m se	die Masse der Abgasproben über den Zyklus, kg,
m ew	die Gesamtmasse des Abgasdurchsatzes über den Zyklus, kg,
m sep	die Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelsammelfilter durchströmt, kg,
m sed	die Masse des verdünnten Abgases, das den Verdünnungstunnel durchströmt, kg.

Im Fall eines Systems mit Vollstromprobenahme sind msep und Msed identisch.

8.4.3.2.2.   Berechnung auf der Grundlage des Verdünnungsverhältnisses

(45)

Hierbei ist:

m p	die über den Zyklus abgeschiedene Partikelprobenahmemasse, mg,
msep	die Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelsammelfilter durchströmt, kg,
medf	die Masse des äquivalenten verdünnten Abgases, kg,

Die Gesamtmasse des äquivalenten verdünnten Abgases über den Zyklus ist wie folgt zu bestimmen:

(46)

(47)

(48)

Hierbei ist:

q medf,i	der momentane äquivalente Massendurchsatz des verdünnten Abgases, kg/s,
q mew,i	der momentane Massendurchsatz des Abgases, kg/s,
r d,i	das momentane Verdünnungsverhältnis,
q mdew,i	der momentane Massendurchsatz des verdünnten Abgases, kg/s,
q mdw,i	der momentane Massendurchsatz des Verdünnungsgases, kg/s,
f	die Datenabtastfrequenz, Hz,
n	die Anzahl der Messungen,

8.5.   Vollstrom-Verdünnungssystem (CVS)

Zur Berechnung der Emissionsmassen sind die durch Integration über den Zyklus oder durch Beutelprobenahme gewonnenen Konzentrationssignale mit dem Massendurchsatz des verdünnten Abgases zu multiplizieren. Der Abgasmassendurchsatz ist mit einem System zur Probenahme mit konstantem Volumen (CVS-System) zu messen, das mit einer Verdrängerpumpe (PDP), einem Venturirohr mit kritischer Strömung (CFV) oder einem subsonischem Venturirohr (SSV) ausgestattet und mit oder ohne Durchflussmengenkompensation arbeiten kann.

Für Beutelproben und Partikelproben muss eine proportionale Probe aus dem verdünnten Abgas oder dem CVS-System entnommen werden. Für ein System ohne Durchflussmengenkompensation darf das Verhältnis zwischen Probenstrom und CVS-Strom um nicht mehr als ±2,5 % vom eingestellten Prüfpunkt abweichen. Für ein System mit Durchflussmengenkompensation muss jede einzelne Durchflussrate auf ±2,5 % konstant seinem Sollwert entsprechen.

Die vollständige Prüfanordnung ist in Abbildung 7 schematisch dargestellt.

8.5.1.   Bestimmung des Durchsatzes des verdünnten Abgases

8.5.1.1.   Vorbemerkungen

Zur Berechnung der Emissionen des verdünnten Abgases muss der Massendurchsatz des verdünnten Abgases bekannt sein. Der Gesamtdurchsatz des verdünnten Abgases über den gesamten Zyklus (kg/Prüfung) wird durch Anwendung eines der zwei in den Absätzen 8.5.1.2 und 8.5.1.4 beschriebenen Verfahren aus den Messwerten über den gesamten Zyklus und aus den entsprechenden Kalibrierdaten des Durchflussmessgerätes (V0 für PDP, KV für CFV Cd für SSV) errechnet. Überschreitet die Probengesamtmasse der Partikel (msep) 0,5 % des gesamten CVS-Durchsatzes (m ed), so ist der CVS-Durchsatz mit msep zu korrigieren oder der Strom der Partikelprobe ist vor der Durchflussmesseinrichtung zum CVS zurückzuführen.

8.5.1.2.   PDP-CVS-System

Der Massendurchsatz über den gesamten Zyklus berechnet sich wie folgt, wenn die Temperatur des verdünnten Abgases durch Einsatz eines Wärmaustauschers über den Zyklus hinweg auf ±6 K konstant gehalten wird:

(49)

Hierbei ist:

V 0	das unter Prüfbedingungen je Pumpenumdrehung gefördertes Gasvolumen, m3/Umdrehung,
n P	die Gesamtzahl der Pumpenumdrehungen je Prüfung,
p p	der absolute Druck am Pumpeneinlass, kPa,
T	die mittlere Temperatur des verdünnten Abgases am Pumpeneinlass.

Wird ein System mit Durchflussmengenkompensation (d. h. ohne Wärmetauscher) verwendet, so sind die momentanen Massenemissionen zu berechnen und über den gesamten Zyklus zu integrieren. In diesem Falle ist die momentane Masse des verdünnten Abgases wie folgt zu berechnen:

(50)

Hierbei ist:

n P,i

die Gesamtzahl der Pumpenumdrehungen je Zeitintervall.

8.5.1.3.   CFV-CVS-System

Sofern die Temperatur des verdünnten Abgases während des Zyklus mithilfe eines Wärmetauschers auf ±11 K konstant gehalten wird, errechnet sich der Massendurchsatz über den Zyklus nach folgender Formel:

(51)

Hierbei ist:

t	die Zykluszeit, s,
K V	der Kalibrierkoeffizient des Venturirohres mit kritischer Strömung für normale Bedingungen,
p p	der absolute Druck am Eintritt des Venturirohrs, kPa,
T	die absolute Temperatur am Eintritt des Venturirohrs, K.

Wird ein System mit Durchflussmengenkompensation (d. h. ohne Wärmetauscher) verwendet, so sind die momentanen Massenemissionen zu berechnen und über den gesamten Zyklus zu integrieren. In diesem Falle ist die momentane Masse des verdünnten Abgases wie folgt zu berechnen:

(52)

Hierbei ist:

Δti	die Zeitspanne, s.

8.5.1.4.   SSV-CVS-System

Sofern die Temperatur des verdünnten Abgases während des Zyklus mithilfe eines Wärmetauschers auf ±11 K konstant gehalten wird, errechnet sich der Massendurchsatz über den Zyklus nach folgender Formel:

(53)

Hierbei gilt

(54)

Hierbei ist:

A 0	0,006111 in SI-Einheiten von ,
d V	der Durchmesser der Einschnürung am Venturirohr mit subsonischer Strömung (SSV), m,
C d	der Durchflusskoeffizient des SSV,
p p	der absolute Druck am Eintritt des Venturirohrs, kPa
T	die Temperatur am Eintritt des Venturirohrs, K,
r p	das Verhältnis zwischen den absoluten statischen Drücken an der Einschnürung und am Eintritt des SSV,
r D	das Verhältnis zwischen den Innendurchmessern an der Einschnürung d und am Eintritt des SSV D.

Wird ein System mit Durchflussmengenkompensation (d. h. ohne Wärmetauscher) verwendet, so sind die momentanen Massenemissionen zu berechnen und über den gesamten Zyklus zu integrieren. In diesem Falle lässt sich die momentane Masse des verdünnten Abgases wie folgt berechnen:

(55)

Hierbei ist:

Δt i	das Zeitintervall, s.

Die Echtzeitberechnung ist entweder mit einem realistischen Wert für C d wie beispielsweise 0,98 oder mit einem realistischen Wert für Q ssv zu starten. Wird die Berechnung mit Q ssv gestartet, ist der Anfangswert von Q ssv zur Bewertung der Reynoldsschen Zahl heranzuziehen.

Während aller Emissionsprüfungen muss die Reynolds-Zahl an der SSV-Verengung im Bereich der Reynolds-Zahlen liegen, die zur Ableitung der in Absatz 9.5.4 entwickelten Kalibrierkurve verwendet wurden.

8.5.2.   Bestimmung der gasförmigen Bestandteile

8.5.2.1.   Vorbemerkungen

Die gasförmigen Schadstoffe im verdünnten Abgas des zu prüfenden Motors sind nach den in Anlage 3 beschriebenen Methoden zu messen. Die Abgase sind mit gefilterter Umgebungsluft, synthetischer Luft oder Stickstoff zu verdünnen. Die Durchflussleistung des Verdünnungssystems muss so groß sein, dass Wasserkondensation im Verdünnungs- und im Probenahmesystem vollständig verhindert wird. Die Auswertung der Daten und die Berechnung sind in den Absätzen 8.5.2.2 und 8.5.2.3 beschrieben.

8.5.2.2.   Datenauswertung

Die emissionsrelevanten Daten müssen gemäß Absatz 7.6.6 registriert und verarbeitet werden.

8.5.2.3.   Berechnung der Emissionsmassen

8.5.2.3.1.   Systeme mit konstantem Massendurchsatz

Bei Systemen mit Wärmetauscher ist die Schadstoffmasse mit folgender Formel zu berechnen:

(in g/Prüfung) (56)

Hierbei ist:

u gas	der jeweilige Wert des Abgasbestandteils gemäß Tabelle 6,
c gas	die durchschnittliche hintergrundkorrigierte Konzentration des jeweiligen Bestandteils, ppm,
m ed	die Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den Zyklus, kg.

Wird im trockenen Bezugszustand gemessen, so sind die Messwerte nach Absatz 8.1 in den feuchten Bezugszustand umzurechnen.

Für die Berechnung des NOx-Durchsatzes sind die Emissionsmassen gegebenenfalls mit dem nach Absatz 8.2 ermittelten Feuchtigkeits-Korrekturfaktor k h,D oder k h,G zu multiplizieren.

Die Werte von u sind Tabelle 6 zu entnehmen. Für die Berechnung der Werte von u gas wird die Dichte des verdünnten Abgases als gleich der Dichte von Luft angenommen. Deshalb gilt für einzelne gasförmigen Bestandteile derselbe u gas-Wert, für HC gelten dagegen unterschiedliche Werte.

Tabelle 6

u-Werte für das verdünnte Abgas und Dichte der Abgasbestandteile

Kraft-stoff	ρ de	Gas
		NOx	CO	HC	CO2	O2	CH4
		ρ gas [kg/m3]
		2,053	1,250	(7)	1,9636	1,4277	0,716
		u gas  (8)
Diesel	1,293	0,001588	0,000967	0,000480	0,001519	0,001104	0,000553
Ethanol	1,293	0,001588	0,000967	0,000795	0,001519	0,001104	0,000553
CNG (9)	1,293	0,001588	0,000967	0,000517 (10)	0,001519	0,001104	0,000553
Propan	1,293	0,001588	0,000967	0,000507	0,001519	0,001104	0,000553
Butan	1,293	0,001588	0,000967	0,000501	0,001519	0,001104	0,000553
LPG (11)	1,293	0,001588	0,000967	0,000505	0,001519	0,001104	0,000553

Alternativ können die u-Werte mit der exakten in Absatz 8.4.2.4 generell beschriebenen Berechnungsmethode wie folgt bestimmt werden:

(57)

Hierbei ist:

M gas	die Molmasse des Gasbestandteils, g/mol (siehe Anlage 6),
M e	die Molmasse der Abgase, g/mol,
M d	die Molmasse des Verdünnungsgases = 28,965 g/mol,
D	der Verdünnungsfaktor (siehe Absatz 8.5.2.3.2).

8.5.2.3.2.   Bestimmung der hintergrundkorrigierten Konzentrationen

Um die Nettokonzentration der Schadstoffe zu bestimmen, sind die mittleren Hintergrundkonzentrationen der gasförmigen Schadstoffe im Verdünnungsgas von den gemessenen Konzentrationen abzuziehen. Die mittleren Werte der Hintergrundkonzentrationen können mithilfe der Beutel-Methode oder durch laufende Messungen mit Integration bestimmt werden. Folgende Formel ist zu verwenden:

(58)

Hierbei ist:

c gas,e	die Konzentration des jeweiligen Abgasbestandteils, gemessen im verdünnten Abgas, ppm,
c d	die Konzentration des jeweiligen Bestandteils, gemessen im Verdünnungsgas, ppm,
D	der Verdünnungsfaktor.

Der Verdünnungsfaktor ist wie folgt zu berechnen:

a)	für Dieselmotoren und mit Flüssiggas betriebene Gasmotoren (59)

b)	für mit Erdgas betriebene Gasmotoren (60)

Hierbei ist:

c CO2,e	die CO2 -Konzentration im verdünnten Abgas, feucht, Vol.- %,
c HC,e	die HC-Konzentration im verdünnten Abgas, feucht, ppm C1,
c NMHC,e	die NMHC-Konzentration im verdünnten Abgas, feucht ppm C1,
c CO,e	die CO-Konzentration im verdünnten Abgas, feucht, ppm,
F S	der stöchiometrischer Faktor.

Der stöchiometrische Faktor berechnet sich wie folgt:

(61)

Hierbei ist:

α	das Molverhältnis des Kraftstoffs für Wasserstoff (H/C).

Ist die Kraftstoffzusammensetzung unbekannt, können alternativ folgende stöchiometrische Faktoren verwendet werden:

F S (Diesel)	=	13,4
F S (LPG)	=	11,6
F S (NG)	=	9,5

8.5.2.3.3.   Systeme mit Durchflussmengenkompensation

Bei Systemen ohne Wärmeaustauscher ist die Masse der Schadstoffe (g/Prüfung) durch Berechnen der momentanen Masseemissionen und Integrieren der momentanen Werte über den gesamten Zyklus zu bestimmen. Darüber hinaus ist die Hintergrundkorrektur direkt auf den momentanen Konzentrationenwert anzuwenden. Hierzu dient die folgende Formel:

(62)

Hierbei ist:

c gas,e	die Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen im verdünnten Abgas, ppm,
c d	die Konzentration des jeweiligen Schadstoffs, gemessen im Verdünnungsgas, ppm
m ed,i	die momentane Masse des verdünnten Abgases, kg,
m ed	die Gesamtmasse des verdünnten Abgases über den gesamten Zyklus, kg,
u gas	der Wert aus Tabelle 6,
D	der Verdünnungsfaktor.

8.5.3.   Partikelbestimmung

8.5.3.1.   Berechnung der Emissionsmasse

Nach der Korrektur um die Auftriebskraft des Partikelfilters in Luft nach Absatz 8.3 ist die Partikelmasse (g/Prüfung) wie folgt zu berechnen:

(63)

Hierbei ist:

m f	die über den Zyklus abgeschiedene Partikelmasse, mg,
m sep	die Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelsammelfilter durchströmt, kg,
m ed	die Masse des verdünnten Abgases über den gesamten Zyklus, kg,

Hierbei gilt:

(64)

Hierbei ist:

m set	die Masse des durch Partikelfilter geleiteten doppelt verdünnten Abgases, kg,
m ssd	die Masse des Sekundärverdünnungsgases, kg.

Wird der Partikelhintergrund des Verdünnungsgases nach Absatz 7.5.6 bestimmt, kann die Partikelmasse hintergrundkorrigiert werden. Die Partikelmasse (g/Prüfung) errechnet sich in diesem Fall wie folgt:

(65)

Hierbei ist:

m sep	die Masse des verdünnten Abgases, das die Partikelsammelfilter durchströmt, kg,
m ed	die Masse des verdünnten Abgases über den gesamten Zyklus, kg,
m sd	die Masse des im Probenentnehmer für Hintergrundpartikel erfassten Verdünnungsgases, kg,
m b	die abgeschiedene Hintergrundpartikelmasse des Verdünnungsgases, mg,
D	der Verdünnungsfaktor nach Absatz 8.5.2.3.2.

8.6.   Allgemeine Berechnungen

8.6.1.   Driftkorrekturen

Bezüglich der Driftüberprüfung in Absatz 7.8.4 ist der korrigierte Konzentrationswert wie folgt zu berechnen:

(66)

Hierbei ist:

c ref,z	der Bezugswert der Konzentration des Nullgases (normalerweise gleich null), ppm
c ref,s	der Bezugswert der Konzentration des Kalibriergases, ppm,
c pre,z	die Analysator-Konzentration des Nullgases vor der Prüfung, ppm,
c pre,s	die Analysator-Konzentration des Kalibriergases vor der Prüfung, ppm,
c post,z	die Analysator-Konzentration des Nullgases nach der Prüfung, ppm,
c post,s	die Analysator-Konzentration des Kalibriergases nach der Prüfung, ppm,
c gas	die Konzentration des Probenahmegases, ppm.

Für jeden Bestandteil sind zwei Sätze der spezifischen Emissionsergebnisse gemäß Absatz 8.6.3 zu berechnen, nachdem alle übrigen Korrekturen vorgenommen worden sind. Ein Satz ist mit nicht korrigierten Konzentrationen zu berechnen, der andere ist mit den nach Formel 66 driftkorrigierten Konzentrationen zu berechnen.

Je nach verwendetem Messsystem und Berechnungsverfahren sind die unkorrigierten Emissionsergebnisse mit den Formeln 36, 37 56, 57 bzw. 62 zu berechnen. Für die Berechnung der korrigierten Emissionen ist in den Formeln 36, 37 56, 57 bzw. 62 der Parameter c gas durch den Parameter c cor der Formel 66 zu ersetzen. Wenn in den jeweiligen Formeln momentane Konzentrationswerte c gas,i verwendet werden, ist der korrigierte Wert auch als Momentanwert c cor,i. anzuwenden. In Formel 57 ist die Korrektur sowohl an der gemessenen Konzentration als auch an der Hintergrundkonzentration vorzunehmen.

Der Vergleich muss in Prozenten der unkorrigierten Werte ausgedrückt werden. Die Differenz zwischen nicht korrigierten und den korrigierten bremsspezifischen Emissionswerten muss innerhalb von ±4 % der nicht korrigierten bremsspezifischen Emissionswerte liegen oder innerhalb von ±4 % der jeweiligen Grenzwerte, wobei der größere Wert gilt. Ist der Drift größer als 4 %, ist die Prüfung ungültig.

Falls Driftkorrekturen vorgenommen werden, dürfen nur die driftkorrigierten Emissionsergebnisse für die Meldung von Emissionen verwendet werden.

8.6.2.   Berechnung von NMHC und CH4

Die Berechnung von NMHC und CH4 hängt vom angewendeten Kalibrierungsverfahren ab. Der Flammenionisationsdetektor (FID) für die Messung ohne Nicht-Methan-Cutter (NMC) (der untere Zweig der Abbildung 11 in Anlage 3), muss mit Propan kalibriert werden. Für die Kalibrierung des einem NMC nachgeschalteten FID (der obere Zweig der Abbildung 11 in Anlage 3) sind folgende Verfahren zulässig:

a)	Kalibriergas — Propan; Propan umgeht NMC,

b)	Kalibriergas — Methan; Methan durchläuft NMC

Die Konzentration von NMHC und CH4 ist für a wie folgt zu berechnen:

(67)

(68)

Die Konzentration von NMHC und CH4 ist für b wie folgt zu berechnen:

(67a)

(68a)

Hierbei ist:

c HC(w/NMC)	die HC-Konzentration bei Führung des Probengases durch den NMC, ppm,
c HC(w/oNMC)	die HC-Konzentration, bei Führung des Probengases am NMC vorbei, ppm,
r h	der Methan-Responsefaktor gemäß Absatz 9.3.7.2,
E M	der Methan-Wirkungsgrad nach Absatz 9.3.8.1,
E E	der Ethan-Wirkungsgrad nach Absatz 9.3.8.2.

Wenn r h < 1,05 ist, kann es in den Formeln 67, 67a und 68a vernachlässigt werden.

8.6.3.   Berechnung der spezifischen Emissionen

Die spezifischen Emissionen e gas oder e PM (g/kWh) sind für jeden einzelnen Bestandteil nach folgenden Verfahren zu berechnen, je nach Art des Prüfzyklus.

Für WHSC, Warm-WHTC oder Kalt-WHTC ist die folgende Formel anzuwenden:

(69)

Hierbei ist:

m	die Massenemission des Bestandteils, g/Prüfung,
Wact	die tatsächliche Zyklusarbeit gemäß Absatz 7.8.6., kWh.

Für WHTC ist das endgültige Prüfergebnis ein gewichteter Mittelwert aus Kaltstartprüfung und Warmstartprüfung gemäß folgender Formel:

(70)

Hierbei ist:

mcold	die Massenemission des Bestandteils in der Kaltstartprüfung, g/Prüfung,
mhot	die Massenemission des Bestandteils in der Warmstartprüfung, g/Prüfung,
Wact,cold	die tatsächliche Zyklusarbeit in der Kaltstartprüfung, kWh,
Wact,hot	die tatsächliche Zyklusarbeit in der Warmstartprüfung, kWh.

Falls eine periodische Regenerierung gemäß Absatz 6.6.2 stattfindet, müssen die Regenerierungsanpassungsfaktoren kr,u bzw. kr,d mit dem spezifischen Emissionsergebnis e aus den Formeln 69 und 70 multipliziert bzw. zu ihm hinzuaddiert werden.

9.   GERÄTESPEZIFIKATION UND ÜBERPRÜFUNG

Dieser Anhang enthält keine Einzelheiten über Messgeräte oder Messsysteme für Durchfluss, Druck und Temperatur. Lediglich die Linearitätsanforderungen an solche Geräte oder Systeme, die für Emissionsprüfungen erforderlich sind, werden im Absatz 9.2 beschrieben.

9.1.   Leistungsprüfstand

Es ist ein Motorleistungsprüfstand zu verwenden, der entsprechende Eigenschaften aufweist, um den in den Anhängen 7.2.1 und 7.2.2 beschriebenen Prüfzyklus durchzuführen.

Die Messvorrichtungen für Drehzahl und Drehmoment müssen die eine so genaue Messung der Kurbelwellenleistung ermöglichen, dass die Kriterien für die Validierung des Prüfzyklus erfüllt werden. Zusätzliche Berechnungen können notwendig sein. Die Messeinrichtungen müssen so genau sein, dass die in Absatz 9.2 Tabelle 7 wiedergegebenen Linearitätsanforderungen erfüllt werden.

9.2.   Linearitätsanforderungen

Die Kalibrierung aller Messinstrumente und -systeme muss auf nationale oder internationale Prüfnormen zurückführbar sein. Die Messinstrumente und -systeme müssen die in Tabelle 7 wiedergegebenen Linearitätsanforderungen erfüllen. Gasanalysatoren sind mindestens alle 3 Monate sowie nach Reparaturen oder Veränderungen, die die Kalibrierung beeinflussen können, nach Absatz 9.2.1 auf Linearität zu prüfen. Andere Instrumente und Systeme sind in den Abständen zu prüfen, die in hausinternen Verfahren, vom Hersteller oder den Normen der ISO 9000-Reihe festgelegt sind.

Tabelle 7

Linearitätsanforderungen an Messinstrumente und -systeme

Messsystem		Steigung a1	Standard- fehler SEE	Bestimmungs-koeffizient r2
Motordrehzahl	≤ 0,05 % max	0,98-1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Motordreh-moment	≤ 1 % max	0,98-1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Kraftstoffdurch-satz	≤ 1 % max	0,98-1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Luftdurchsatz	≤ 1 % max	0,98-1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Abgasdurchsatz	≤ 1 % max	0,98-1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Verdünnungsgas-durchsatz	≤ 1 % max	0,98-1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Durchsatz des verdünnten Abgases	≤ 1 % max	0,98-1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Probenstrom	≤ 1 % max	0,98-1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Gasanalyse	≤ 0,5 % max	0,99-1,01	≤ 1 % max	≥ 0,998
Gasteilung	≤ 0,5 % max	0,98-1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Temperatur	≤ 1 % max	0,99-1,01	≤ 1 % max	≥ 0,998
Druck	≤ 1 % max	0,99-1,01	≤ 1 % max	≥ 0,998
Partikelbilanz	≤ 1 % max	0,99-1,01	≤ 1 % max	≥ 0,998

9.2.1.   Überprüfung der Linearität

9.2.1.1.   Vorbemerkungen

Alle in Tabelle 7 aufgeführten Messsysteme sind auf Linearität zu prüfen. Es sind mindestens 10 Referenzwerte, oder so viele, wie anderswo angegeben, in das System einzugeben, und die Messwerte sind dann durch lineare Regression nach der Fehlerquadratmethode mit Hilfe der Formel 11 mit den Referenzwerten zu vergleichen. Die in Tabelle 6 aufgeführten Grenzwerte beziehen sich auf die bei der Prüfung erwarteten höchsten Messwerte.

9.2.1.2.   Allgemeine Anforderungen

Messsysteme sind nach den Empfehlungen des Herstellers vorzuwärmen. Sie sind mit den für sie angegebenen Temperaturen, Drücken und Durchsätzen zu betreiben.

9.2.1.3.   Verfahren

Die Linearitätsprüfung ist für jeden üblicherweise genutzten Messbereich in folgenden Schritten durchzuführen:

a)	Das Instrument ist durch Eingabe eines Nullsignals auf Null zu stellen. Bei Gasanalysatoren ist gereinigte synthetische Luft oder Stickstoff direkt in die Eintrittsöffnung des Instruments einzuleiten.

b)	Das Instrument ist durch Eingabe eines Kalibriersignals zu kalibrieren. Bei Gasanalysatoren ist ein geeignetes Kalibriergas direkt in die Eintrittsöffnung des Instruments einzuleiten.

c)	Die Nulleinstellung nach Buchstabe a ist zu wiederholen.

d)

Zur Prüfung der Linearität sind mindestens 10 Referenzwerte (einschließlich Null) einzugeben, die im Bereich zwischen Null und dem höchsten bei der Emissionsprüfung zu erwartenden Messwert liegen. Bei Gasanalysatoren ist Gas in bekannten Konzentrationen gemäß Absatz 9.3.3.2 direkt in die Eintrittsöffnung des Instruments einzuleiten.

e)	Die Referenzwerte sind mit einer Häufigkeit von mindestens 1 Hz zu messen, und die gemessenen Werte sind über 30 s aufzuzeichnen.

f)	Die arithmetischen Mittel der über 30 s aufgezeichneten Werte sind für die Berechnung der Parameter der linearen Regression nach der Fehlerquadratmethode (Formel 11 in Absatz 7.8.7) zu verwenden.

g)	Die Parameter der linearen Regression müssen den Bestimmungen der Tabelle 7 in Absatz 9.2 entsprechen.

h)	Die Nulleinstellung ist nochmals zu überprüfen, die Prüfung ist erforderlichenfalls zu wiederholen.

9.3.   System zur Probenahme und Messung gasförmiger Emissionen

9.3.1.   Spezifikationen des Analysator

9.3.1.1.   Allgemeines

Messbereich und Ansprechzeit der Analysegeräte müssen den Genauigkeitsanforderungen für die Messung der Konzentrationen der Abgasbestandteile im stationären und instationären Betrieb entsprechen.

Die elektromagnetische Kompatibilität der Geräte muss einen hinreichenden Entstörungsgrad aufweisen, der zusätzliche Fehler weitestgehend verhindert.

9.3.1.2.   Messgenauigkeit

Die Messgenauigkeit ist die Abweichung des abgelesenen Messwertes vom Bezugswert; diese darf ±2 % vom Ablesewert oder ±0,3 % vom Skalenendwert nicht überschreiten; es gilt der jeweils größere Wert.

9.3.1.3.   Genauigkeit

Die Genauigkeitt ist definiert als das 2,5-fache der Standardabweichung zehn wiederholter Ansprechreaktionen auf ein bestimmtes Kalibriergas; dieser Wert darf für die verwendeten Messbereiche über 155 ppm (oder ppm C) höchstens ±1 % der Skalenendkonzentration und für die verwendeten Messbereiche unter 155 ppm (oder ppm C) höchstens ±2 % betragen.

9.3.1.4.   Rauschen

Das Peak-to-Peak-Ansprechen der Analysatoren auf Null- und Kalibriergase darf in allen genutzten Messbereichen während 10 Sekunden 2 % des Skalenendwerts nicht überschreiten.

9.3.1.5.   Nullpunktdrift

Der Drift des Ansprechens auf das Nullgas muss vom Hersteller des Messinstruments spezifiziert werden.

9.3.1.6.   Messbereichsdrift

Der Drift des Ansprechens auf das Kalibriergas muss vom Hersteller des Messinstruments spezifiziert werden.

9.3.1.7.   Anstiegzeit

Die Anstiegzeit des in die Messanlage eingebauten Analysegeräts darf höchstens 2,5 s betragen.

9.3.1.8.   Gastrocknung

Abgase können im feuchten oder trockenen Zustand gemessen werden. Eine gegebenenfalls benutzte Einrichtung zur Gastrocknung darf nur einen minimalen Einfluss auf die Zusammensetzung der zu messenden Gase haben. Die Anwendung chemischer Trockner zur Entfernung von Wasser aus der Probe ist nicht zulässig.

9.3.2.   Gasanalysatoren

9.3.2.1.   Vorbemerkungen

Die Absätze 9.3.2.2 bis 9.3.2.7 beschreiben die anzuwendenden Messprinzipien. Eine ausführliche Darstellung der Messsysteme ist in Anlage 3 enthalten. Die zu messenden Gase sind mit den nachfolgend aufgeführten Geräten zu analysieren. Bei nichtlinearen Analysatoren ist die Verwendung von Linearisierungsschaltungen zulässig.

9.3.2.2.   Kohlenmonoxid-(CO-)Analyse

Der Kohlenmonoxidanalysator muss ein nicht dispersiver Infrarotabsorptionsanalysator (NDIR) sein.

9.3.2.3.   Kohlendioxid-(CO2-)Analyse

Der Kohlendioxidanalysator muss ein nicht dispersiver Infrarotabsorptionsanalysator (NDIR) sein.

9.3.2.4.   Kohlenwasserstoff-(HC-)Analyse

Der Kohlenwasserstoffanalysator muss ein beheizter Flammenionisationsdetektor (HFID) mit Detektor, Ventilen, Rohrleitungen usw. sein, der so zu beheizen ist, dass die Gastemperatur auf 463 K ± 10 K (190 °C ± 10 °C) gehalten wird. Bei NG-betriebenen und LPG-betriebenen Gasmotoren kann der Kohlenwasserstoffanalysator, je nach verwendeter Methode, ein nichtbeheizter Flammenionisationsdetektor (FID) sein (siehe Anlage 3 Absatz A.3.1.3).

9.3.2.5.   Analyse von Methan (CH4) und Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffen (NMHC) analysis

Die Bestimmung der Methan- und der Nicht-Methan-Kohlenwasserstoff-Fraktion muss mit einem beheizten Nicht-Methan-Cutter (NMC) und zwei Flammenionisationsdetektoren (FID) erfolgen, wie in Anlage 3, Absatz A.3.1.4 und Absatz A.3.1.5 beschrieben. Die Konzentration der Bestandteile ist gemäß Absatz 8.6.2 zu bestimmen.

9.3.2.6.   Stickoxid-(NOx-)Analyse

Für NOx-Messungen sind zwei Geräte spezifiziert und jedes von beiden kann eingesetzt werden, sofern es die in den Absätzen 9.3.2.6.1 bzw. 9.3.2.6.2 spezifizierten Kriterien erfüllt. Für die Feststellung der Systemäquivalenz eines alternativen Messsverfahrens gemäß Absatz 5.1.1 ist nur der Einsatz eines CLD zulässig.

9.3.2.6.1.   Chemilumineszenzdetektor (CLD)

Wenn die Messung im trockenen Bezugszustand erfolgt, muss der Stickoxidanalysator ein Chemilumineszenzdetektor (CLD) oder ein beheizter Chemilumineszenzdetektor (HCLD) mit einem NO2/NO-Konverter sein. Bei Messung im feuchten Bezugszustand ist ein auf über 328 K (55 °C) gehaltener HCLD mit Konverter zu verwenden, sofern die Prüfung auf Wasserdampf-Querempfindlichkeit (siehe Absatz 9.3.9.2.2) erfüllt ist. Sowohl für CLD, als auch für HCLD muss die Probenstrecke bis zum Konverter bei Trockenmessung und bis zum Analysator bei Feuchtmessung auf einer Wandtemperatur von 328 K bis 473 K (55 °C bis 200 °C) gehalten werden.

9.3.2.6.2.   Nichtdispersiver Ultraviolett-Detektor (NDUV)

Für die Messung der NOx-Konzentration ist ein nichtdispersiver Ultaviolett-Analysator (NDUV) zu verwenden. Wenn der NDUV-Analysator nur NO misst, muss ein NO2/NO-Konverter strömungsaufwärts vom NDUV-Analysator eingesetzt werden. Die Temperatur des NDUV muss hinreichend hoch gehalten werden, um Wasserkondensierung zu vermeiden, es sei denn es wird ein Probentrockner eingesetzt, und zwar strömungsaufwärts vom NO2/NO-Konverter (falls vorhanden) bzw. vom Analysator.

9.3.2.7.   Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses

Für die Messung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur Bestimmung des Abgasdurchflusses nach Absatz 8.3.1.6 ist eine Luft-Kraftstoff-Sonde oder eine Zirkon-Lambdasonde, jeweils mit breitem Messbereich, zu verwenden. Die Sonde ist unmittelbar am Auspuffrohr an einer Stelle anzubringen, an der die Abgastemperatur so hoch ist, dass Wasserkondensation vermieden wird.

Die Genauigkeit der Sonde mit eingebauter Elektronik muss sich in folgendem Bereich bewegen:

± 3 % vom Ablesewert	für	λ < 2
± 5 % vom Ablesewert	für	2 ≤ λ < 5
± 10 % vom Ablesewert	für	5 ≤ λ

Um die oben angegebene Genauigkeit zu erreichen, ist die Sonde nach Hersteller-angaben zu kalibrieren.

9.3.3.   Gase

Die Haltbarkeitsdauer aller Gase ist zu beachten.

9.3.3.1.   Reingase

Die erforderliche Reinheit der Gase ergibt sich aus den unten stehenden Grenzwerten der Verunreinigung. Folgende Gase müssen zur Verfügung stehen:

a)

Für Rohabgas Gereinigter Stickstoff (Verunreinigung ≤ 1 ppm C1, ≤1 ppm CO, ≤ 400 ppm CO2, ≤ 0,1 ppm NO) Gereinigter Sauerstoff (Reinheit > 99,5 Volumenprozent O2) Wasserstoff-Helium-Gemisch (Brennstoff für FID-Brenner) (40 ± 1 % Wasserstoff, Rest Helium) (Verunreinigung ≤ 1 ppm C1, ≤ 400 ppm CO2) Gereinigte synthetische Luft (Verunreinigung ≤ 1 ppm C1, ≤1 ppm CO, ≤ 400 ppm CO2, ≤ 0,1 ppm NO) (Sauerstoffgehalt zwischen 18 und 21 Volumenprozent)

b)

Für verdünnte Abgase (optional für Rohabgase) Gereinigter Stickstoff (Verunreinigung ≤ 0,05 ppm C1, ≤ 1 ppm CO, ≤ 10 ppm CO2, ≤ 0,02 ppm NO) Gereinigter Sauerstoff (Reinheit > 99,5 Volumenprozent O2) Wasserstoff-Helium-Mischung (Brennstoff für FID-Brenner) (40 ± 1 % Wasserstoff, Rest Helium) (Verunreinigung ≤ 0,05 ppm C1, ≤ 10 ppm CO2) Gereinigte synthetische Luft (Verunreinigung ≤ 0,05 ppm C1, ≤ 1 ppm CO, ≤ 10 ppm CO2, ≤ 0,02 ppm NO) (Sauerstoffgehalt zwischen 20,5 und 21,5 Volumenprozent) Falls Flaschengas nicht verfügbar ist, kann ein Gasreiniger eingesetzt werden, sofern die Verunreinigungsgrade belegt werden können.

9.3.3.2.   Kalibriergase

Gasgemische mit der nachstehend aufgeführten chemischen Zusammensetzung müssen verfügbar sein. Andere Gaskombinationen sind zulässig, sofern die Gase nicht miteinander reagieren. Das vom Hersteller angegebene Verfallsdatum der Kalibriergase ist aufzuzeichnen.

C3H8 und gereinigte synthetische Luft (siehe Absatz 9.3.3.1);

CO und gereinigter Stickstoff;

NO und gereinigter Stickstoff;

NO2 und gereinigte synthetische Luft

CO2 und gereinigter Stickstoff;

CH4 und gereinigte synthetische Luft,

C2H6 und gereinigte synthetische Luft.

Die tatsächliche Konzentration eines Kalibriergases darf um höchstens ±1 % vom Nennwert abweichen, und muss auf nationale und internationale Prüfnormen zurückführbar sein. Alle Kalibriergaskonzentrationen sind als Volumenanteil auszudrücken (Volumenprozent oder Volumen-ppm).

9.3.3.3.   Gasteiler

Die zur Kalibrierung verwendeten Gase können auch mit Hilfe eines Gasteilers (Präzisionsmischers) durch Zusatz von gereinigtem N2 oder gereinigter synthetischer Luft gewonnen werden. Die Mischvorrichtung muss so genau arbeiten, dass die Konzentrationen der Kalibriergasgemische auf ±2 % genau sind. Dies bedeutet, dass die zur Mischung verwendeten Primärgase auf ±1 % genau bekannt und auf nationale oder internationale Gasnormen zurückführbar sein müssen. Die Überprüfung ist bei jeder mit Hilfe einer Mischvorrichtung vorgenommenen Kalibrierung bei 15 % bis 50 % des Skalenendwertes durchzuführen. Ist die erste Prüfung fehlgeschlagen, kann eine weitere Prüfung mit einem anderen Kalibriergas durchgeführt werden.

Wahlweise kann die Mischvorrichtung mit einem Instrument überprüft werden, das von seinem Prinzip her linear ist, z. B. unter Verwendung von NO-Gas mit einem CLD. Der Kalibrierwert des Instruments ist mit direkt an das Instrument angeschlossenem Kalibriergas einzustellen. Die Mischvorrichtung ist bei den verwendeten Einstellungen zu überprüfen, und der Nennwert ist mit der gemessenen Konzentration zu vergleichen. Die Abweichung darf an keinem Punkt mehr als ±1 % des Nennwertes betragen.

Der zur Durchführung der Linearitätsprüfung nach Absatz 9.2.1 verwendete Gasteiler muss mit einer Genauigkeit von ±1 % arbeiten.

9.3.3.4.   Prüfgase für die Sauerstoff-Querempfindlichkeit

Die Gase zur Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit sind Gemische aus Propan, Sauerstoff und Stickstoff. Das in ihnen enthaltene Propan muss 350 ± 75 ppm C als Kohlenwasserstoff enthalten. Die Konzentration ist durch chromatografische Analyse des gesamten Kohlenwasserstoffs oder durch dynamisches Mischen mit der für Kalibriergase geltenden Toleranz zu bestimmen. Die für Fremd- und Selbstzündungsmotoren erforderlichen Sauerstoffkonzentrationen sind Tabelle 8 zu entnehmen, wobei der Rest des Gases aus gereinigtem Stickstoff besteht.

Tabelle 8

Gase zu Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit

Art des Motors	O2-Konzentration (%)
Selbstzündungsmotor	21 (20-22)
Selbst- und Fremdzündungsmotor	10 (9-11)
Selbst- und Fremdzündungsmotor	5 (4-6)
Fremdzündungsmotor	0 (0-1)

9.3.4.   Dichtheitsprüfung

Das System ist einer Dichtheitsprüfung zu unterziehen. Die Sonde ist aus der Abgasanlage zu entfernen und deren Ende ist zu verschließen. Die Pumpe des Analysators ist einzuschalten. Ist das System dicht, zeigen nach einer Stabilisierungsphase alle Durchflussmesser Null an. Ist dies nicht der Fall, sind die Entnahmeleitungen zu überprüfen und der Fehler zu beheben.

Die maximal zulässige Leckrate auf der Unterdruckseite beträgt 0,5 % des tatsächlichen Durchsatzes für den geprüften Teil des Systems. Die Analysatoren- und Bypass-Durchsätze können zur Schätzung der tatsächlichen Durchsätze verwendet werden.

Alternativ kann das System auf mindestens 20 kPa (80 kPa absolut) evakuiert werden. Nach einer Stabilisierungsphase darf die Druckzunahme Δp (kPa/min) im System folgenden Wert nicht übersteigen:

(71)

Hierbei ist:

V s	das Systemvolumen, l
qvs	der Systemdurchsatz, l/min

Eine weitere Methode ist die schrittweise Änderung der Konzentration am Anfang der Probenahmeleitung durch Umstellung von Null- auf Kalibriergas. Wird für einen korrekt kalibrierten Analysator nach einem ausreichend langen Zeitraum eine Konzentration angezeigt, die ≤ 99 % der eingeleiteten Konzentration beträgt, so deutet dies auf eine Undichtigkeit hin, die behoben werden muss.

9.3.5.   Prüfung der Ansprechzeit des Analysesystems

Die Systemeinstellungen für die Bewertung der Ansprechzeit (d. h. Druck, Durchsätze, Filtereinstellungen an den Analysegeräten und alle anderen Faktoren, die die Ansprechzeit beeinflussen) müssen genau dieselben sein, wie bei der Probelaufmessung. Zur Bestimmung der Ansprechzeit wird unmittelbar am Eintritt der Probenahmesonden das Gas gewechselt. Der Wechsel muss in weniger als 0,1 s erfolgen. Die für die Prüfung verwendeten Gase müssen eine Veränderung der Konzentration von mindestens 60 % des Skalenvollausschlags bewirken.

Die Konzentrationskurve ist für jeden einzelnen Gasbestandteil aufzuzeichnen. Die Ansprechzeit ist definiert als der Zeitabstand zwischen dem Gaswechsel und der entsprechenden Veränderung der aufgezeichneten Konzentration. Die Systemansprechzeit (t 90) setzt sich zusammen aus der Ansprechverzögerung bis zum Messdetektor und der Anstiegzeit des Detektors. Die Ansprechverzögerung ist definiert als die Zeit, die vom Wechsel (t 0) bis zur Anzeige von 10 % des Endwertes (t 10) verstreicht. Die Anstiegzeit ist definiert als die Zeit für den Anstieg des angezeigten Messwertes von 10 % auf 90 % des Endwertes (t 90 – t 10).

Für den Zeitabgleich der Signale des Analysators und des Abgasstroms im Fall der Messung des Rohabgases ist die Wandlungszeit definiert als der Zeitabstand vom Wechsel (t 0) bis zum Anstieg des angezeigten Messwerts auf 50 % des Endwertes (t 50).

Die Systemansprechzeit soll für alle begrenzten Bestandteile (CO, NOx, HC oder NMHC) und alle verwendeten Messbereiche bei einer Anstiegzeit von ≤ 2,5 s entsprechend Absatz 9.3.1.7 höchstens 10 s betragen. Wird für die NMHC-Messung ein Nichtmethan-Cutter verwendet, kann die Systemansprechzeit 10 s überschreiten.

9.3.6.   Prüfung des Wirkungsgrads des NOx-Konverters

Der Wirkungsgrad des Konverters, der zur Umwandlung von NO2 in NO verwendet wird, ist gemäß den Absätzen 9.3.6.1 bis 9.3.6.8 (siehe Abbildung 8) zu bestimmen.

9.3.6.1.   Prüfanordnung

Der Wirkungsgrad des Konverters ist mit einem Ozongenerator in der in Abbildung 8 schematisch dargestellten Prüfanordnung und nach dem im Folgenden beschriebenen Verfahren zu ermitteln.

9.3.6.2.   Kalibrierung

Der CLD und der HCLD sind in dem am meisten verwendeten Betriebsbereich nach den Angaben des Herstellers unter Verwendung von Null- und Kalibriergas (dessen NO-Gehalt ungefähr 80 % des Betriebsbereichs entsprechen muss; die NO2-Konzentration des Gasgemisches muss weniger als 5 % der NO-Konzentration betragen) zu kalibrieren. Der NOx-Analysator muss auf den NO-Betrieb eingestellt sein, so dass das Kalibriergas nicht durch den Konverter strömt. Die angezeigte Konzentration ist aufzuzeichnen.

9.3.6.3.   Berechnung

Der in Prozenten ausgedrückte Wirkungsgrad des Konverters ist wie folgt zu berechnen:

(72)

Hierbei ist:

a	die NOx-Konzentration nach Absatz 9.3.6.6,
b	die NOx-Konzentration nach Absatz 9.3.6.7,
c	die NO-Konzentration nach Absatz 9.3.6.4,
d	die NO-Konzentration nach Absatz 9.3.6.5.

9.3.6.4.   Zusatz von Sauerstoff

Über ein T-Verbindungsstück wird dem durchströmenden Gas kontinuierlich Sauerstoff oder Nullluft zugesetzt, bis die angezeigte Konzentration ungefähr 20 % niedriger als die angezeigte Kalibrierkonzentration nach Absatz 9.3.6.2 ist. (Der Analysator befindet sich im NO-Betriebszustand.)

Die angezeigte Konzentration (c) ist aufzuzeichnen. Der Ozongenerator bleibt während des gesamten Vorgangs ausgeschaltet.

9.3.6.5.   Einschalten des Ozongenerators

Anschließend wird der Ozongenerator eingeschaltet, um so viel Ozon zu erzeugen, dass die NO-Konzentration auf 20 % (Mindestwert 10 %) der Kalibrierkonzentration nach Absatz 9.3.6.2 zurückgeht. Die angezeigte Konzentration (d) ist aufzuzeichnen. (Der Analysator befindet sich im NO-Betriebszustand.)

9.3.6.6.   NOx-Betrieb

Der NO-Analysator ist auf NOx-Betrieb umzuschalten, damit das Gasgemisch (bestehend aus NO, NO2, O2 and N2) durch den Konverter strömt. Die angezeigte Konzentration (a) ist aufzuzeichnen. (Der Analysator arbeitet im NOx-Betrieb).

9.3.6.7.   Ausschalten des Ozongenerators

Danach wird der Ozongenerator ausgeschaltet. Das Gasgemisch nach Absatz 9.3.6.6 strömt durch den Konverter in den Detektor. Die angezeigte Konzentration (b) ist aufzuzeichnen (der Analysator arbeitet im NOx-Betrieb).

9.3.6.8.   NO-Betrieb

Wird bei abgeschaltetem Ozongenerator auf NO-Betrieb umgeschaltet, so wird auch der Zustrom von Sauerstoff oder synthetischer Luft abgesperrt. Der am Analysegerät angezeigte NOx-Wert darf dann von dem nach Absatz 9.3.6.2 gemessenen Wert um höchstens ±5 % abweichen (der Analysator arbeitet im NO-Betrieb).

9.3.6.9.   Prüfabstände

Der Wirkungsgrad des Konverters ist mindestens einmal pro Monat zu prüfen.

9.3.6.10.   Erforderlicher Wirkungsgrad

Der Konverter muss einen Wirkungsgrad E NOx von mindestens 95 % erreichen.

Kann der Ozongenerator bei Einstellung des Analysators auf den am meisten genutzten Messbereich keinen Rückgang von 80 % auf 20 % nach Absatz 9.3.6.5 bewirken, so ist der höchste Bereich zu verwenden, mit dem der Rückgang bewirkt werden kann.

9.3.7.   Einstellung des Flammenionisationsdetektors (FID)

9.3.7.1.   Optimierung des Ansprechverhaltens des FID

Der FID ist nach den Angaben des Geräteherstellers einzustellen. Um das Ansprechverhalten zu optimieren, ist in dem am meisten verwendeten Betriebsbereich ein Kalibriergas aus Propan in Luft zu verwenden.

Bei einer Einstellung des Kraftstoff- und Luftdurchsatzes, die den Empfehlungen des Herstellers entspricht, ist ein Kalibriergas von 350 ± 75 ppm C in den Analysator einzuleiten. Das Ansprechverhalten bei einem bestimmten Kraftstoffdurchsatz ist anhand der Differenz zwischen dem Kalibriergas-Ansprechen und dem Nullgas-Ansprechen zu ermitteln. Der Kraftstoffdurchsatz ist inkremental ober- und unterhalb der Herstellerangabe einzustellen. Das Ansprechverhalten des Kalibrier- und des Nullgases bei diesen Kraftstoffdurchsätzen ist aufzuzeichnen. Die Differenz zwischen dem Kalibrier- und dem Nullgas-Ansprechen ist in Kurvenform aufzutragen und der Kraftstoffdurchsatz auf die fette Seite der Kurve einzustellen. Dies ist die Anfangseinstellung des Durchsatzes, die eventuell entsprechend den nach Absatz 9.3.7.2 ermittelten Responsefaktoren bei Kohlenwasserstoffen und den Ergebnissen der Prüfung auf Sauerstoffquerempfindlichkeit nach Absatz 9.3.7.3 weiter zu optimieren ist. Entsprechen die Responsefaktoren oder die Sauerststoffquerempfindlichkeit nicht den nachstehenden Vorschriften, so ist der Luftdurchsatz inkremental ober- und unterhalb der Herstellerangabe zu verstellen, und die Arbeitsgänge nach den Absätzen 9.3.7.2 und 9.3.7.3 sind für jeden eingestellten Durchsatz zu wiederholen.

Die Optimierung der Einstellung kann auch nach dem im SAE-Dokument Nr. 770141 beschriebenen Verfahren vorgenommen werden.

9.3.7.2.   Responsefaktoren für Kohlenwasserstoffe

Der Analysator ist unter Verwendung von Propan in Luft und gereinigter synthetischer Luft entsprechend Absatz 9.2.1.3 zu kalibrieren.

Die Responsfaktoren sind bei Inbetriebnahme eines Analysegerätes und nach größeren periodischen Wartungsarbeiten zu bestimmen. Der Responsefaktor (r h) für einen bestimmten Kohlenwasserstoff ist das Verhältnis des am FID angezeigten C1-Wertes zur Konzentration in der Gasflasche, ausgedrückt in ppm C1.

Die Konzentration des Prüfgases muss so hoch sein, dass ungefähr 80 % des Skalenenvollausschlags angezeigt werden. Die Konzentration muss mit einer Genauigkeit von ±2 %, bezogen auf einen gravimetrischen Normwert, ausgedrückt als Volumen, bekannt sein. Außerdem muss die Gasflasche zuvor 24 Stunden bei 298 K ± 5 K (25 °C ± 5 °C) konditioniert werden.

Die zu verwendenden Prüfgase und die empfohlenen Responsefaktoren sind bei

a)	Methan und gereinigter synthetischer Luft	1,00 ≤ r h ≤ 1,15,
b)	Propylen und gereinigter synthetischer Luft	0,90 ≤ r h ≤ 1,1,
c)	Toluol und gereinigter synthetischer Luft	0,90 ≤ r h ≤ 1,1.

Diese Werte sind bezogen auf den Responsfaktor (r h) von 1 für Propan und gereinigte synthetische Luft.

9.3.7.3.   Prüfung der Sauerstoff-Querempfindlichkeit

Nur Rohabgasanalysatoren sind bei Inbetriebnahme und größeren periodischen Wartungsarbeiten auf Sauerstoffquerempfindlichkeit zu prüfen.

Es ist ein Messbereich zu wählen, in dem die zur Prüfung verwendeten Gase in den oberen 50 % liegen. Zur Prüfung ist der Ofen auf die erforderliche Temperatur einzustellen. Die Gase zur Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit sind in Absatz 9.3.3.4 spezifiziert.

a)	Der Analysator ist auf Null zu stellen.

b)	Der Analysator ist für Fremdzündungsmotoren mit dem Gasgemisch mit 0 % Sauerstoffgehalt zu kalibrieren. Für Selbstzündungsmotoren ist er mit dem Gasgemisch mit 21 % Sauerstoffgehalt zu kalibrieren.

c)	Das Nullgasansprechen ist erneut zu prüfen. Hat es sich um mehr als 0,5 % vom Skalenendwert verändert, sind die Schritte a und b zu wiederholen.

d)	Die Prüfgase mit 5 % und 10 % Sauerstoffgehalt sind einzuleiten.

e)	Das Nullgasansprechen ist erneut zu prüfen. Hat es sich um mehr als 1 % vom Skalenendwert verändert, ist die Prüfung zu wiederholen.

f)

Die Sauerstoffquerempfindlichkeit E O2 ist für jedes der unter Buchstabe d genannten Gasgemische nach folgender Formel zu errechnen: (73) wobei das Ansprechen des Analysators sich wie folgt errechnet: (74) Hierbei ist: c ref,b die Bezugs-HC-Konzentration in Schritt b, ppm C, c ref,d die Bezugs-HC-Konzentration in Schritt d, ppm C, c FS,b der Skalenendwert der HC-Konzentration in Schritt b, ppm C, c FS,d der Skalenendwert der HC-Konzentration in Schritt d, ppm C, c m,b die gemessene HC-Konzentration in Schritt b, ppm C, c m,d die gemessene HC-Konzentration in Schritt d, ppm C.

g)	Die Sauerstoffquerempfindlichkeit E O2 muss für alle erforderlichen Prüfgase vor der Prüfung weniger als ±1,5 % betragen.

h)	Ist die Sauerstoffquerempfindlichkeit EO2 größer als ±1,5 %, sind zur Korrektur der Luftdurchsatz inkremental ober- und unterhalb der Herstellerangabe sowie der Kraftstoffdurchsatz und der Probendurchsatz zu verstellen.

i)	Die Prüfung der Sauerstoffquerempfindlichkeit ist für jede neue Einstellung zu wiederholen.

9.3.8.   Wirkungsgrad des Nichtmethan-Cutters (NMC)

Der NMC entfernt die Nichtmethan-Kohlenwasserstoffe aus der Gasprobe, indem er alle Kohlenwasserstoffe außer Methan oxidiert. Im Idealfall beträgt die Umwandlung bei Methan 0 % und bei den anderen Kohlenwasserstoffen, repräsentiert durch Ethan, 100 %. Um eine genaue Messung der NMHC zu ermöglichen, sind die beiden Wirkungsgrade zu bestimmen und zur Berechnung des Massendurchsatzes der NMHC-Emissionen heranzuziehen (siehe Absatz 8.5.2).

9.3.8.1.   Wirkungsgrad bei Methan

Methan-Kalibriergas ist mit und ohne Umgehung des NMC durch den FID zu leiten, und die beiden Konzentrationen sind aufzuzeichnen. Der Wirkungsgrad ist wie folgt zu ermitteln:

(75)

Hierbei ist:

c HC(w/cutter)	die HC-Konzentration bei Durchfluss von CH4 durch den NMC, ppm C,
c HC(w/o cutter)	die HC-Konzentration bei Umleitung von CH4 um den NMC, ppm C.

9.3.8.2.   Wirkungsgrad bei Ethan

Ethan-Kalibriergas ist mit und ohne Umgehung des NMC durch den FID zu leiten, und die beiden Konzentrationen sind aufzuzeichnen. Der Wirkungsgrad ist wie folgt zu ermitteln:

(76)

Hierbei ist:

c HC(w/cutter)	die HC-Konzentration bei Durchfluss von C2H6 durch den NMC, ppm C,
c HC(w/o cutter)	die HC-Konzentration bei Umleitung von C2H6 um den NMC, ppm C.

9.3.9.   Querempfindlichkeiten

Andere Gase, die neben dem zu analysierenden Gas im Abgas enthalten sind, können den Ablesewert auf verschiedene Weise beeinflussen. Eine positive Querempfindlichkeit ergibt sich bei NDIR-Geräten, wenn das beeinträchtigende Gas dieselbe Wirkung zeigt wie das gemessene Gas, jedoch in geringerem Maße. Eine negative Querempfindlichkeit ergibt sich bei NDIR-Geräten, wenn das beeinträchtigende Gas die Absorptionsbande des gemessenen Gases verbreitert, und bei CLD-Geräten, wenn das beeinträchtigende Gas die Reaktion unterdrückt. Die Prüfungen der Querempfindlichkeit nach den Absätzen 9.3.9.1 und 9.3.9.2 sind vor der Inbetriebnahme des Analysators und nach größeren Wartungsarbeiten durchzuführen.

9.3.9.1.   Kontrolle der Querempfindlichkeit des CO-Analysators

Wasser und CO2 können die Leistung des CO-Analysators beeinflussen. Daher lässt man ein bei der Prüfung verwendetes CO2-Kalibriergas mit einer Konzentration von 80 bis 100 % des Skalenendwertes des bei der Prüfung verwendeten maximalen Betriebsbereichs bei Raumtemperatur durch Wasser perlen, wobei das Ansprechen des Analysators aufzuzeichnen ist. Der Ansprechwert des Analysators darf nicht mehr als 2 % der während der Prüfung erwarteten mittleren CO-Konzentration betragen.

Querempfindlichkeitsprüfungen für CO2 und H2O können auch getrennt durchgeführt werden. Falls die verwendeten CO2- und H2O-Pegel größer sind als die während der Prüfung erwarteten Höchstwerte, ist jede beobachtete Querempfindlichkeit zu reduzieren, und zwar durch Multiplikation des beobachteten Werts mit dem Verhältnis zwischen dem erwarteten Höchstwert der Konzentration zu dem bei dieser Prüfung verwendeten tatsächlichen Wert. H2O-Konzentrationen die geringer sind als die bei der Prüfung erwarteten Höchstwerte dürfen verwendet werden, die beobachtete H2O-Querempfindlichkeit ist jedoch hochzurechnen, und zwar durch Multiplikation des beobachteten Werts mit dem Verhältnis zwischen dem erwarteten Höchstwert der H2O-Konzentration zu dem bei dieser Prüfung verwendeten tatsächlichen Wert. Die Summe der zwei reduzierten Querempfindlichkeitswerte muss innerhalb der in diesem Absatz spezifizierten Toleranzen liegen.

9.3.9.2.   Kontrolle der NOx-Querempfindlichkeit des CLD-Analysators

Die zwei Gase, die bei CLD- (und HCLD-) Analysatoren besonderer Berücksichtigung bedürfen, sind CO2 und Wasserdampf. Die Querempfindlichkeit dieser Gase ist ihren Konzentrationen proportional und erfordert daher Prüftechniken zur Bestimmung der Querempfindlichkeit bei den während der Prüfung erwarteten Höchstkonzentrationen. Wenn der CLD-Analysator Algorithmen zur Kompensierung der Querempfindlichkeit verwendet, die H2O- und/oder CO2-Messgeräte einsetzen, müssen diese zur Ermittlung der Querempfindlichkeit eingeschaltet sein und die Kompensierungsalgorithmen müssen dabei angewendet werden

9.3.9.2.1.   Kontrolle der CO2-Querempfindlichkeit

Ein CO2-Kalibriergas mit einer Konzentration von 80 % bis 100 % vom Skalenendwert des obersten Messbereichs ist durch den NDIR-Analysator zu leiten, und der CO2-Wert ist als A aufzuzeichnen. Danach ist das Gas zu etwa 50 % mit NO-Kalibriergas zu verdünnen und durch den NDIR und den CLD zu leiten, wobei der CO2-Wert und der NO-Wert als B bzw. C aufzuzeichnen sind. Dann ist das CO2 abzusperren, nur das NO-Kalibriergas ist durch den (H)CLD zu leiten, und der NO-Wert ist als D aufzuzeichnen.

Die Querempfindlichkeit in Prozent wird wie folgt berechnet:

(77)

Hierbei ist:

A	die mit dem NDIR gemessene Konzentration des unverdünnten CO2 in %,
B	die mit dem NDIR gemessene Konzentration des verdünnten CO2 in %,
C	die mit dem (H)CLD gemessene Konzentration des verdünnten NO in ppm,
D	die mit dem (H)CLD gemessene Konzentration des unverdünnten NO in ppm.

Mit Zustimmung der Typgenehmigungsbehörde können andere Methoden zur Verdünnung und Quantifizierung von CO2- und NO-Kalibriergas wie dynamisches Mischen verwendet werden.

9.3.9.2.2.   Kontrolle der Wasserdampf-Querempfindlichkeit

Diese Überprüfung ist nur für Messungen der Konzentration im feuchten Gas erforderlich. Bei der Berechnung der Wasserdampf-Querempfindlichkeit ist die Verdünnung des NO-Kalibriergases mit Wasserdampf und die Skalierung der Wasserdampfkonzentration des Gemischs im Vergleich zu der während der Prüfung erwarteten Konzentration zu berücksichtigen.

Ein NO-Kalibriergas mit einer Konzentration von 80 % bis 100 % des Skalenendwerts des normalen Betriebsbereichs ist durch den (H)CLD zu leiten, und der NO-Wert ist als D aufzuzeichnen. Anschließend muss das NO-Gas bei Raumtemperatur durch Wasser perlen und durch den (H)CLD geleitet werden, und der NO-Wert ist als C aufzuzeichnen. Die Wassertemperatur ist zu bestimmen und als F aufzuzeichnen. Der Sättigungsdampfdruck des Gemischs, der der Temperatur F des Wassers in der Waschflasche entspricht, ist zu bestimmen und als G aufzuzeichnen.

Die Wasserdampfkonzentration (in %) des Gemisches ist wie folgt zu berechnen:

(78)

und als H aufzuzeichnen. Die erwartete Konzentration des verdünnten NO-Kalibriergases (in Wasserdampf) ist wie folgt zu berechnen:

(79)

und als Wert D e aufzuzeichnen. Bei Dieselabgasen ist die maximale bei der Prüfung erwartete Wasserdampfkonzentration im Abgas (in %) anhand der maximalen Konzentration des unverdünnten CO2-Kalibriergases A — ausgehend von einem Atomverhältnis H/C des Kraftstoffs von 1,8 zu 1 — wie folgt zu schätzen:

(80)

und als Hm aufzuzeichnen.

Die Wasserdampf-Querempfindlichkeit in % ist wie folgt zu berechnen:

(81)

Hierbei ist:

D e	die erwartete Konzentration des verdünnten NO in ppm,
C	die gemessene Konzentration des verdünnten NO in ppm,
H m	die maximale Wasserdampfkonzentration in %,
H	die tatsächliche Wasserdampfkonzentration in %.

9.3.9.2.3.   Höchstzulässige Querempfindlichkeit

Die kombinierte CO2- und Wasser-Querempfindlichkeit darf 2 % des Skalenvollausschlags nicht überschreiten.

9.3.9.3.   Kontrolle der NOx Querempfindlichkeit des NDUV-Analysators

Kohlenwasserstoffe und H2O können den Betrieb eines NDUV-Analysators stören, indem sie ähnliche Antworten erzeugen wie NOx. Wenn der NDUV-Analysator für die Störungsfesstellung Kompensierungsalgorithmen verwendet, die Messwerte anderer Gase auswerten, müssen derartige Messungen gleichzeitig durchgeführt werden, um die Algorithmen während der Kontrolle der Querempfindlichkeit des Analysators zu überprüfen.

9.3.9.3.1.   Verfahren

Der NDUV-Analysator ist gemäß den Anweisungen des Messgerätherstellers zu starten, zu betreiben, nullabzugleichen und zu kalibrieren. Für diese Überprüfung empfiehlt es sich, Motorabgase zu entnehmen. Zum Quantifizieren des NOx-Gehalts des Abgases ist ein CLD einzusetzen. Dessen Antwort ist als Responsewert zu verwenden. Ebenso ist mit einem FID Analysator der HC-Gehalt des Abgases zu messen. Der FID-Responsewert ist als Kohlenwasserstoff-Bezugswert zu verwenden.

Falls für die Prüfung Probentrockner eingesetzt werden, müssen strömungsaufwärts vor ihnen die Motorabgase in den NDUV-Analysator eingeführt werden. Der Stabilisierung des Ansprechens der Analysatoren muss hinreichend Zeit gelassen werden. Teile der Stabilisierungszeit können das Durchspülen der Übertragungsleitung und das Ansprechen des Analysator berücksichtigen. Während alle Analysatoren die Konzentration der Probe messen, müssen 30 Sekunden der Stichprobendaten aufgezeichnet und die arithmetmetischen Mittel der drei Analysatoren berechnet werden.

Der CLD-Mittelwert muss vom NDUV-Mittelwert abgezogen werden. Dieser Differenzwert ist gemäß folgender Formel mit dem Verhältnis zwischen dem erwarteten Mittelwert und dem Prüfmesswert der HC-Konzentration zu multiplizieren:

(82)

Hierbei ist:

c NOx,CLD	die mit CLD gemessene NOx-Konzentration, ppm,
c NOx,NDUV	die mit NDUV gemessene NOx-Konzentration, ppm,
c HC,e	die erwartete max. HC-Konzentration, ppm,
c HC,e	die gemessene HC-Konzentration, ppm.

9.3.9.3.2.   Maximal zulässige Querempfindlichkeit

Die kombinierte HC- und Wasser-Querempfindlichkeit darf 2 % der für die Prüfung erwarteten NOx -Konzentration nicht überschreiten.

9.3.9.4.   Probentrockner

Ein Probentrockner entfernt Wasser, das sonst eine NOx-Messung verfälschen könnte.

9.3.9.4.1.   Wirkungsgrad des Probentrockners

Bei trocken arbeitenden CLD-Analysatoren ist nachzuweisen, dass bei der höchsten erwarteten Wasserdampfkonzentration H m (siehe Absatz 9.3.9.2.2) das Entfeuchtungssystem die Feuchtigkeit im CLD auf ≤ 5 g Wasser/kg Trockenluft (oder ca. 0,008 % H2O) halten kann, was 100 % relativer Luftfeuchtigkeit bei 3,9 °C und 101,3 kPa entspricht. Diese Angabe entspricht auch ca. 25 % relativer Luftfeuchtigkeit bei 25 °C und 101,3 kPa entspricht. Dazu kann die Temperatur am Austritt eines thermischen Entfeuchters oder die Feuchtigkeit unmittelbar vor dem CLD gemessen werden. Die Feuchtigkeit am Austritt des CLD kann ebenfalls gemessen werden, wenn in den CLD nur Luft aus dem Entfeuchter einströmt.

9.3.9.4.2.   NO2 -Erfassung des Probentrockners

In einem mangelhaft konzipierten Probentrockner verbleibende Wasserflüssigkeit kann der Probe NO2 entziehen. Wenn also ein Probentrockner in Kombination mit einem NDUV-Analysator verwendet wird, ohne dass ein NO2/NO Konverter vorgeschaltet ist, kann der Probe vor der NOx -Messung NO2 entzogen werden.

Der Probentrockner muss bei der höchsten erwarteten NO2-Konzentration die Messung von mindestens 95 % des gesamten NO2 ermöglichen.

9.3.10.   Probenahme für Rohabgase, falls zutreffend

Die Probenahmesonden für gasförmige Emissionen sind so anzubringen, dass sie mindestens 0,5 m oder das Dreifache des Auspuffrohrdurchmessers (es gilt der jeweils größere Wert) strömungsaufwärts vor dem Austritt der Auspuffanlage liegen und sich so nahe am Motor befinden, dass eine Abgastemperatur vom mindestens 343 K (70 °C) an der Sonde gewährleistet ist.

Bei einem Mehrzylindermotor mit einem verzweigten Auspuffkrümmer muss der Einlass der Sonde so weit strömungsabwärts liegen, dass die Probe für die durchschnittlichen Abgasemissionen aus allen Zylindern repräsentativ ist. Bei Mehrzylindermotoren mit getrennten Auspuffkrümmern, etwa bei V-Motoren, sollten die Krümmer nach Möglichkeit strömungsaufwärts vor der Sonde zusammengeführt werden. Ist dies nicht machbar, so ist es zulässig, die Probe der Gruppe mit den höchsten CO2-Emissionen zu entnehmen. Bei der Berechnung der Abgasemissionen ist der gesamte Abgasmassendurchsatz des Motors zugrunde zu legen.

Ist der Motor mit einer Anlage zur Abgasnachbehandlung versehen, so muss die Abgasprobe strömungsabwärts hinter dieser Anlage entnommen werden.

9.3.11.   Probenahme von Emissionen gasförmiger Schadstoffe, falls zutreffend

Das Auspuffrohr zwischen dem Motor und dem Vollstrom-Verdünnungssystem muss den Bestimmungen in Anlage 3 entsprechen. Die Sonde(n) für die Entnahme der gasförmigen Emissionen muss (müssen) im Verdünnungstunnel an einer Stelle angebracht sein, an der Verdünnungsgas und Abgas gut vermischt sind, und sich nahe der Partikel-Probenahmesonde befinden.

Die Probenahme kann nach zwei Methoden erfolgen:

a)	Die Schadstoffproben werden über den gesamten Zyklus hinweg in einen Probenahmebeutel geleitet und nach Abschluss der Prüfung gemessen; für HC ist der Probenahmebeutel auf 464 ± 11 K (191 ± 11 °C) zu erwärmen, für NOx muss die Temperatur des Probenahmebeutels über dem Taupunkt liegen.

b)	Die Schadstoffproben werden über den gesamten Zyklus hinweg fortlaufend entnommen und integriert.

Die Hintergrundkonzentration muss stromungsaufwärts vor dem Verdünnungstunnel gemäß Buchstabe a oder b bestimmt und von den Emissionskonzentrationen gemäß Absatz 8.5.2.3.2 subtrahiert werden.

9.4.   System für Messung und Probenahme von Partikeln

9.4.1.   Allgemeine Vorschriften

Zur Bestimmung der Partikelmasse sind ein Partikel-Verdünnungs- und Probenahmesystem, Partikel-Probenahmefilter, eine Mikrowaage und eine Wägekammer mit kontrollierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit erforderlich. Das Partikel-Probenahmesystem muss dafür ausgelegt sein, eine dem Abgasdurchsatz proportionale und repräsentative Probe des Abgasdurchsatzes sicherzustellen.

9.4.2.   Allgemeine Anforderungen an das Verdünnungssystem

Für die Bestimmung der Partikel muss die Probe mit gefilterter Umgebungsluft, synthetischer Luft oder Stickstoff (dem Verdünnungsmittel) verdünnt werden. Das Verdünnungssystem ist wie folgt einzurichten:

a)	vollständiges Entfernen von Wasserkondensat in den Verdünnungs- und Probenahmesystemen,

b)	die Temperatur des verdünnten Abgases im Bereich von 20 cm strömungsaufwärts und strömungsabwärts der(s) Filterhalter(s) zwischen 315 K (42 °C) und 325 K (52 °C) halten,

c)	die Temperatur des Verdünnungsgases muss in unmittelbarer Nähe zum Eintritt in den Verdünnungstunnel zwischen 293 K und 325 K (20 °C bis 52 °C) betragen,

d)	das minimale Verdünnungsverhältnis muss im Bereich von 5:1 bis 7:1 liegen und für die primäre Lösungsstufe mindestens 2:1 betragen, basierend auf dem größten Motorabgasdurchsatz,

e)	für ein System mit Teilstromverdünnung muss die Verweilzeit im System, von der Einführungsstelle des Verdünnungsmittels bis zu dem(n) Filterhalter(n) zwischen 0,5 und 5 Sekunden liegen,

f)

für ein System mit Vollstromverdünnung muss die gesamte Verweilzeit im System, von der Einführungsstelle des Verdünnungsmittels bis zu dem(n) Filterhalter(n) zwischen 1 und 5 Sekunden betragen und die Verweilzeit im sekundären Verdünnungssystem, falls ein solches eingesetzt wird, muss von der Einführungsstelle des Verdünnungsmittels bis zu dem(d) Filterhalter(n) mindestens 0,5 Sekunden betragen.

Das Entfeuchten der Verdünnungsluft vor Eintritt in das Verdünnungssystem ist zulässig und insbesondere dann hilfreich, wenn diese sehr feucht ist.

9.4.3.   Partikelprobenahme

9.4.3.1.   Teilstrom-Verdünnungssystem

Die Probenahmesonde für Partikel muss in der Nähe der Probenahmesonde für die gasförmigen Abgasemissionen angebracht sein, jedoch so weit von dieser entfernt, dass sie sich nicht gegenseitig beeinflussen. Deshalb gelten die Einbauvorschriften nach Absatz 9.3.10 auch für die Partikelprobenahme. Die Probennahmeleitung muss den Anforderungen der Anlage 3 entsprechen.

Bei einem Mehrzylindermotor mit einem verzweigten Auspuffkrümmer muss der Einlass der Sonde hinreichend strömungsabwärts entfernt sein, dass die Probe für die durchschnittlichen Abgasemissionen aller Zylinder repräsentativ ist. Bei Mehrzylindermotoren mit getrennten Auspuffkrümmern, etwa bei V-Motoren, sollten die Krümmer nach Möglichkeit strömungsaufwärts vor der Sonde zusammengeführt werden. Wenn dies nicht machbar ist, ist es zulässig, die Probe der Gruppe mit den höchsten Partikelemissionen zu entnehmen. Bei der Berechnung der Abgasemissionen ist der gesamte Abgasmassendurchsatz des Motors zugrunde zu legen.

9.4.3.2.   Vollstrom-Verdünnungssystem

Im Allgemeinen ist die Sonde für die Partikelprobenahme in der Nähe der Sonde für die Entnahme der gasförmigen Emissionen im Verdünnungstunnel anzubringen, jedoch so weit von dieser entfernt, dass gegenseitige Beeinflussungen nicht auftreten. Die Einbauvorschriften nach Absatz 9.3.11 gelten folglich auch für die Partikelprobenahme. Die Probenahmeleitung muss die Anforderungen der Anlage 3 erfüllen.

9.4.4.   Partikel-Probenahmefilter

Zur Beprobung des verdünnten Abgases ist ein Filter zu verwenden, der während der Prüffolge die Anforderungen der Absätze 9.4.1.1 und 9.4.4.3 erfüllt.

9.4.4.1.   Spezifikation der Filter

Alle Filtertypen müssen für 0,3 µm DOP (Dioctylphthalat) einen Abscheidegrad von mindestens 99 % haben. Als Filterwerkstoff sind zulässig:

a)	PTFE-überzogene Glasfaser oder

b)	PTFE-Membran.

9.4.4.2.   Filtergröße

Der Filter muss kreisförmig sein, einen Nenndurchmesser von 47 mm (Toleranz von 46,50 ± 0,6 mm) haben; und der Durchmesser der exponierten Fläche (Auffangfläche) muss mindestens 38 mm betragen.

9.4.4.3.   Filteranströmgeschwindigkeit

Die Gasanströmgeschwindigkeit am Filtereintritt muss zwischen 0,90 und 1,00 m/s betragen, weniger als 5 Prozent der registrierten Strömungsgeschwindigkeiten dürfen außerhalb dieses Bereichs liegen. Überschreitet die gesamte Feinstaubmasse am Filter den Wert von 400 µg, darf die Filteranströmgeschwindigkeit auf 0,50 m/s herabgesetzt werden. Die Anströmgeschwindigkeit ist zu berechnen aus dem Volumendurchsatz der Probe bei dem strömungsaufwärts vom Filter herrschenden Druck und der Temperatur des Flitereintritts, geteilt durch die exponierte Fläche des Filters.

9.4.5.   Spezifikation des Wägeraums und der Analysenwaage

Die Umgebungsluft der Wägekammer (oder des Wägeraums) muss frei von jeglichen Schmutzstoffen (wie Staub, Aerosolen oder halbflüchtigen Stoffen) sein, welche die Partikelfilter kontaminieren könnten. Der Wägeraum muss die geforderten Spezifikationen mindestens während der 60 Minuten vor dem Wiegen der Filter erfüllen.

9.4.5.1.   Bedingungen für die Wägekammer

Die Temperatur der Kammer (oder des Raumes), in der (dem) die Partikelfilter konditioniert und gewogen werden, ist während der gesamten Dauer des Konditionierungs- und Wägevorgangs auf 295 K ± 1 K (22 °C ±1 °C) zu halten. Die Luftfeuchtigkeit ist auf einem Taupunkt von 282,5 K ± 1 K (9,5 °C ± 1 °C) zu halten.

Wenn die Stabilisierung und das Wägen in getrennten Räumen erfolgen, muss die Temperatur des Stabilisierungsraumes in einem Toleranzbereich von 295 K ± 3 K (22 °C ± 3 °C) gehalten werden, bei gleicher Taupunkttoleranz von 282,5 K ± 1 K (9,5 °C ± 1 °C).

Feuchte und Temperatur der Umgebungsluft sind aufzuzeichnen.

9.4.5.2.   Vergleichsfilterwägung

Wenigstens zwei unbenutzte Vergleichsfilter sind in einem Abstand von höchstens 12 Stunden, vorzugsweise jedoch gleichzeitig mit den Probenahmefiltern, zu wägen. Die Vergleichsfilter müssen aus demselben Werkstoff sein wie die Probenahmefilter. Die Messwerte sind um Auftrieb zu korrigieren.

Falls sich das Gewicht der Bezugsfilter zwischen den Wägungen von Probenahmefiltern um mehr als 10 µg verändert, sind alle Probenahmefilter wegzuwerfen und die Emissionsprüfung ist zu wiederholen.

Die Vergleichsfilter sind nach fachlichem Ermessen periodisch, jedoch mindestens einmal jährlich, auszutauschen.

9.4.5.3.   Analysenwaage

Die zur Bestimmung der Filtergewichte benutzte Analysenwaage muss die Linearitätsanforderungen von Absatz 9.2 Tabelle 7 erfüllen. Dies bedeutet eine Messgenauigkeit (Standardabweichnung) von mindestens 2 µg und eine Auflösung von mindestens 1 µg (1 Anzeigestelle = 1 µg).

Um die Genauigkeit der Filterwägung sicherzustellen, wird empfohlen, die Waage wie folgt aufzustellen:

a)	Aufstellung auf einer erschütterungsdämpfenden Plattform zur Abschirmung vor externen Geräuschen und Erschütterungen,

b)	Abschirmung vor Luftströmungen mit einem statische Elektrizität ableitenden geerdeten Windschutz.

9.4.5.4.   Ausschaltung der Einflüsse statischer Elektrizität

Die Filter sind vor dem Wägen zu neutralisieren, z. B mit einem Polonium-Neutralisator oder einem Gerät mit ähnlicher Wirkung. Wird ein PTFE-Membran-Filter verwendet, ist die elektrostatische Aufladung zu messen und es empfielt sich, sie im Bereich von ±2,0 V um das Nullpotenzial zu halten.

In der Umgebung der Waage muss statische Aufladung auf ein Minimum reduziert werden. Es kommen dafür folgende Verfahren in Frage:

a)	Erdung der Waage,

b)	Verwendung von Pinzetten aus rostfreiem Stahl zum manuellen Hantieren von Feinstaubproben,

c)

Erdung der Pinzetten mit einem Erdungsband oder durch Anlegen eines Erdungsarmbands seitens der Bedienperson, wobei diese Bänder das gleiche Erdpotential wie die Waage haben. Die Erdungsarmbänder müssen mit einem geeigneten Vorwiderstand ausgestattet sein, um die Bedienperson vor Stromschlägen zu schützen.

9.4.5.5.   Zusätzliche Spezifikationen

Alle mit den Rohabgasen oder verdünnten Abgasen in Berührung kommenden Teile des Verdünnungssystems und des Probenahmesystems, vom Auspuffrohr bis zum Filterhalter, sind so auszulegen, dass Ablagerung und Veränderungen von Partikeln auf ein Minimum reduziert werden. Alle Teile müssen aus elektrisch leitendem und mit den Bestandteilen der Abgase nicht reagierendem Material sein und zur Vermeidung elektrostatischer Effekte geerdet sein.

9.4.5.6.   Kalibrierung der Durchflussmessgeräte

Jeder bei einer Probenahme und in einem Teilverdünnungssystem eingesetzte Flussmesser muss einer Linearitätsüberprüfung gemäß Absatz 9.2.1 unterworfen werden, so oft wie es zur Einhaltung der Genauigkeitsanforderungen dieser Globalen Technischen Regelung erforderlich ist. Für die Durchfluss-Bezugswerte ist ein genauer, auf nationale und internationale Prüfstandards zurückführbarer Durchflussmesser zu verwenden. Bezüglich der Kalibrierung differenzieller Durchflussmessungen siehe Absatz 9.4.6.2.

9.4.6.   Besondere Anforderungen an das System mit Teilstromverdünnung

Das System mit Teilstromverdünnung muss dafür ausgelegt sein, eine proportionale Probe der Rohabgase dem Motorauspuff zu entnehmen und somit den Schwankungen der Abgasdurchflussrate zu folgen. Dafür ist es wesentlich, dass das Verdünnungsverhältnis bzw. das Probenahmeverhältnis r d bzw. r s in einer Weise bestimmt werden, dass die Genauigkeitsanforderungen des Absatzes 9.4.6.2 erfüllt werden.

9.4.6.1.   Systemansprechzeit

Zur Steuerung des Teilstrom-Verdünnungssystems ist ein schnelles Ansprechen des Systems erforderlich. Die Wandlungszeit des Systems ist nach dem Verfahren des Absatz 9.4.6.6 zu bestimmen. Liegt die kombinierte Wandlungszeit des Abgasdurchflussmesssystems (siehe Absatz 8.3.1.2) und des Teilstromsystems bei ≤ 0,3 s, so sind Online-Kontrollsysteme zu verwenden. Überschreitet die Wandlungszeit 0,3 s, muss eine auf einem zuvor aufgezeichneten Prüflauf basierende vorausschauende Steuerung (Look-ahead-Steuerung) verwendet werden. In diesem Fall muss die kombinierte Anstiegzeit ≤ 1 s und die kombinierte Ansprechverzögerung ≤ 10 s sein.

Die Ansprechzeit des Gesamtsystems ist so auszulegen, dass eine dem Abgasmassendurchsatz proportionale repräsentative Partikelprobe qmp,i entnommen wird. Zur Ermittlung der Proportionalität ist eine vergleichende Regressionsanalyse von qmp,i und qmew,i mit einer Datenerfassungsrate von mindestens 5 Hz vorzunehmen, wobei folgende Kriterien zu erfüllen sind:

a)	Der Korrelationskoeffizient r2 zwischen der linearen Regression von qmp,i und der von qmew,i muss mindestens 0,95 betragen.

b)	Der Standardfehler des Schätzwertes von qmp,i gegenüber qmew,i darf nicht größer als 5 % des Maximalwertes von qmp sein.

c)	Der q mp-Wert auf der Regressionsgeraden darf den Maximalwert von qmp um höchstens 2 % überschreiten.

Eine vorausschauende Steuerung ist erforderlich, wenn die kombinierte Wandlungszeit des Partikelsystems, t 50,P und des Abgasmassedurchsatz-Signals, t 50,F größer als 0.3 s ist. In diesem Fall muss eine Vorprüfung durchgeführt werden, und das Abgasmassedurchsatz-Signal der Vorprüfung ist zur Steuerung des Probenstroms in das Partikelsystem zu verwenden. Eine korrekte Steuerung des Teilstrom-Verdünnungssystems wird erreicht, wenn der in der Vorprüfung ermittelte Zeitverlauf von qmew,pre, auf dessen Basis qmp gesteuert wird, um die ‚vorausschauende‘ Zeit t50,P + t50,F verschoben wird.

Zur Ermittlung der Korrelation zwischen qmp,i und qmew,i sind die während der eigentlichen Prüfung gesammelten Daten zu verwenden, wobei qmew,i um t50,P bezogen auf qmp,i zeitlich angeglichen wird (kein Einfluss von t50,P auf die zeitliche Angleichung). Das heißt, die Zeitverschiebung zwischen qmew und qmp ist die Differenz ihrer Wandlungszeiten, die in Absatz 9.4.6.6 bestimmt worden sind.

9.4.6.2.   Vorschriften für die Differenzdurchflussmessung

Bei Teilstrom-Verdünnungssystemen ist die Genauigkeit der Messung des Probenahmestroms qmp besonders wichtig, wenn dieser nicht unmittelbar, sondern durch Differenzdurchflussmessung ermittelt wird:

(83)

In diesem Fall muss der größte Fehler der Differenz soweit begrenzt sein, dass die Genauigkeit von qmp innerhalb von ±5 Prozent liegt, wenn das Verdünnungsverhältnis kleiner als 15 ist. Er kann durch Bilden des quadratischen Mittelwerts der Fehler der einzelnen Geräte berechnet werden.

Hinreichende Genauigkeiten von qmp können mit einer der folgenden Methoden erzielt werden:

a)	Die absoluten Genauigkeiten von qmdew und qmdw betragen ±0,2 %, wodurch für qmp bei einem Verdünnungsverhältnis von 15 eine Genauigkeit von ≤ 5 % gewährleistet wird. Allerdings treten bei höheren Verdünnungsverhältnissen größere Fehler auf.

b)	Die Kalibrierung von qmdw gegenüber qmdew wird so ausgeführt, dass für qmp dieselben Genauigkeiten wie im voranstehenden Absatz erzielt werden. Nähere Ausführungen dazu enthält der Absatz 9.4.6.2.

c)	Die Genauigkeit von qmp wird mittelbar aus der mit einem Spürgas, z. B. CO2, ermittelten Genauigkeit des Verdünnungsverhältnisses abgeleitet. Auch hier werden für qmp die gleichen Genauigkeiten wie unter Buchstabe a gefordert.

d)	Die absolute Genauigkeit von qmdew und qmdw beträgt ±2 % vom Skalenendwert, der Höchstfehler der Differenz zwischen qmdew und qmdw 0,2 % und der Linearitätsfehler ±0,2 % des höchsten während der Prüfung beobachteten Wertes von qmdew.

9.4.6.3.   Kalibrierung der Differenzdurchflussmessung

Der Durchflussmesser bzw. die Durchflussmesseinrichtungen müssen mit einem der folgenden Verfahren kalibriert werden, damit der Probefluss qmp in den Tunnel die Genauigkeitsanforderungen des Absatzes 9.4.6.2 erfüllt:

a)

Der Durchflussmesser für qmdw ist mit dem Durchflussmesser für qmdew in Reihe zu schalten und die Differenz zwischen den beiden Durchflussmessern ist für mindestens fünf Einstellwerte zu kalibrieren, wobei die Durchflusswerte gleichmäßig auf den Abstand zwischen den tiefsten bei der Prüfung verwendeten Wert für qmdw und den bei der Prüfung verwendeten Wert für qmdew verteilt sind. Der Verdünnungstunnel kann umgangen werden.

b)

An den Durchflussmesser für qmdew ist ein kalibriertes Massendurchsatzmessgerät anzuschließen, und die Genauigkeit für den bei der Prüfung verwendeten Wert ist zu überprüfen. Anschließend ist das kalibrierte Massendurchsatzmessgerät in Reihe an den Durchflussmesser für qmdw anzuschließen und die Genauigkeit für mindestens 5 Einstellungen zu überprüfen, die einem Verdünnungsverhältnis zwischen 3 und 50, bezogen auf das bei der Prüfung verwendete qmdew, entsprechen.

c)

Das Übertragungsrohr TT wird vom Auspuff getrennt und an ein kalibriertes Messgerät mit einem zur Messung von qmp geeigneten Messbereich angeschlossen. Danach ist qmdew auf den bei der Prüfung verwendeten Wert und qmdw nacheinander auf mindestens 5 Werte einzustellen, die den Verdünnungsverhältnissen q zwischen 3 und 50 entsprechen. Stattdessen kann auch eine besondere Kalibrierstromleitung eingerichtet werden, die den Tunnel umgeht, aber der Gesamtstrom und der Verdünnungsluftstrom durch die entsprechenden Messgeräte müssen genauso sein, wie bei der tatsächlichen Prüfung.

d)

In das Abgasübertragungsrohr TT ist ein Spürgas einzuleiten. Dieses Spürgas kann ein Bestandteil des Abgases sein, zum Beispiel CO2 oder NOx. Nach der Verdünnung im Tunnel ist der Spürgasbestandteil zu messen. Dies muss für fünf Verdünnungsverhältnisse zwischen 3 und 50 erfolgen. Die Genauigkeit des Probenstroms ist aus dem Verdünnungsverhältnis rd zu ermitteln: (84) Die Genauigkeiten der Gasanalysegeräte sind zu berücksichtigen, um die Genauigkeit von qmp zu gewährleisten.

9.4.6.4.   Prüfung des Kohlenstoffdurchsatzes

Es wird dringend empfohlen, den Kohlenstoffdurchsatz anhand von tatsächlichem Abgas zu überprüfen, um Mess- und Steuerprobleme festzustellen und den ordnungsgemäßen Betrieb des Teilstromsystems zu verifizieren. Die Kohlenstoffdurchsatzprüfung sollte zumindest dann vorgenommen werden, wenn ein neuer Motor eingebaut oder am Prüfstand eine wesentliche Änderung vorgenommen worden ist.

Der Motor wird bei Volllastdrehmoment und -drehzahl oder in einem anderen stationären Betriebszustand gefahren, in dem mindestens 5 % CO2 erzeugt werden. Das Teilstrom-Probenahmensystem wird mit einem Verdünnungsfaktor von etwa 15 zu 1 betrieben.

Bei Kohlenstoffdurchsatzprüfungen ist das in Anlage 5 angegebene Verfahren anzuwenden. Die Kohlenstoffdurchsätze werden nach den Formeln 80 bis 82 der Anlage 5 berechnet. Alle Kohlenstoffdurchsätze sollen um nicht mehr als 3 % voneinander abweichen.

9.4.6.5.   Vorprüfung

Innerhalb von zwei Stunden vor der Prüfung ist eine Vorprüfung auf folgende Weise durchzuführen:

Die Genauigkeit der Durchflussmesser ist mit derselben Methode zu prüfen wie für die Kalibrierung (siehe Absatz 9.4.6.2), und zwar an wenigstens zwei Stellen, einschließlich der Durchflusswerte von qmdw, die den Verdünnungsverhältnissen zwischen 5 und 15 für den beim der Prüfung veränderten Wert qmdew entsprechen.

Lässt sich anhand der Aufzeichnungen des Kalibrierungsverfahrens nach Absatz 9.4.6.2 nachweisen, dass die Kalibrierung des Durchflussmessers über längere Zeiträume stabil ist, kann die Vorprüfung unterbleiben.

9.4.6.6.   Bestimmung der Wandlungszeit

Die Systemeinstellungen für die Ermittlung der Wandlungszeit müssen genau dieselben sein wie während der Messung des Prüflaufs. Die Wandlungszeit ist mit folgender Methode zu ermitteln:

Ein unabhängiger Bezugsdurchflussmesser mit einem für den Probenstrom geeigneten Messbereich wird in Reihe zur Sonde angebracht und mit ihr eng gekoppelt. Der Durchflussmesser muss eine Wandlungszeit von weniger als 100 ms für die Durchflussstufe aufweisen, die bei der Messung der Ansprechzeit verwendet wird, wobei der Flusswiderstand fachmännisch so niedrig gewählt sein muss, dass die dynamische Leistung des Teilstrom-Verdünnungssystems nicht beeinträchtigt wird.

Der in das Teilstrom-Verdünnungssystem einströmende Abgasstrom (bzw. Luftstrom, wenn der Abgasstrom berechnet wird) wird schrittweise verändert, und zwar von einem geringen Durchfluss bis auf mindestens 90 % des Skalenendwertes. Als Auslöser für den Veränderungsschritt ist derselbe zu verwenden, der für den Start der vorausschauenden Steuerung bei der eigentlichen Prüfung verwendet wird. Das Auslösesignal des Abgasverdünnungsschritts und das Ansprechen des Durchflussmessers sind mit einer Abtastfrequenz von mindestens 10 Hz aufzuzeichnen.

Aus diesen Daten wird die Wandlungszeit für das Teilstrom-Verdünnungssystem bestimmt, das heißt die Zeit von der Auslösung des Veränderungsschritts bis zum Erreichen des 50-%-Ansprechens des Durchflussmessers. Auf ähnliche Weise werden die Zeiten für die Umwandlung des Signals qmp des Teilstrom-Verdünnungssystems und des Signals qmew,i des Abgasdurchsatzmessers bestimmt. Diese Signale werden bei den nach jeder Prüfung durchgeführten Regressionsprüfungen verwendet (siehe Absatz 9.4.6.1).

Die Berechnung ist für mindestens 5 ansteigende und abfallende Auslöseschritte zu wiederholen und deren Ergebnisse sind zu mitteln. Die interne Wandlungszeit (< 100 ms) des Bezugsdurchflussmessers ist von diesem Wert zu subtrahieren. Dies ist der ‚vorausschauende‘ Wert des Teilstromverdünnungssystems, der gemäß Absatz 9.4.6.1 anzuwenden ist.

9.5.   Kalibrierung des CVS-Systems

9.5.1.   Allgemeines

Das CVS-System ist mit einem Präzisionsdurchflussmesser und einem Drosselglied zu kalibrieren. Der Durchfluss durch das System wird bei verschiedenen Druckwerten gemessen, ebenso werden die Regelkenngrößen des Systems ermittelt und zu den Durchflusswerten ins Verhältnis gesetzt.

Verschiedene Arten von Durchflussmessern können verwendet werden, z. B. ein kalibriertes Venturi-Rohr, ein kalibrierter Laminardurchflussmesser oder ein kalibrierter Flügelraddurchflussmesser.

9.5.2.   Kalibrierung der Verdrängerpumpe

Sämtliche Kennwerte der Pumpe werden gleichzeitig mit den Kennwerten eines Kalibrierungs-Venturirohrs gemessen, das mit der Pumpe in Reihe geschaltet ist. Danach kann die Kurve des berechneten Durchflusses (ausgedrückt in m3/min am Pumpeneinlass 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 jede verwendete Drehzahl eine Kalibrierung vorgenommen werden.

Während der Kalibrierung ist eine gleich bleibende Temperatur zu gewährleisten.

Leckverluste an allen Anschlüssen und Röhren zwischen dem Kalibrierungs-Venturirohr und der CVS-Pumpe sind unter 0,3 % des niedrigsten Durchflusspunktes (höchste Drosselung und niedrigste PDP-Geschwindigkeit) zu halten.

9.5.2.1.   Analyse der Messdaten

Die Luftdurchflussmenge (qvCVS) an jeder Drosselstelle (mindestens 6 Drosselstellen) wird nach den Angaben des Herstellers aus den Messwerten des Durchflussmessers in m3/min ermittelt. Die Luftdurchflussmenge wird dann auf den Pumpendurchsatz (V0) in m3 je Umdrehung bei absoluter Temperatur und absolutem Druck am Pumpeneinlass umgerechnet:

(85)

Darin ist:

qvCVS	der Luftdurchsatz bei Normalzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s
T	die Temperatur am Pumpeneinlass, K
pp	der absolute Druck am Pumpeneinlass, kPa
n	die Pumpendrehzahl, Umdrehungen/s

Zur Korrektur der gegenseitigen Beeinflussung der Druckschwankungen in der Pumpe und der Verlustrate der Pumpe wird die Korrelationsfunktion (X0) zwischen der Pumpendrehzahl, der Druckdifferenz zwischen Ein- und Auslass der Pumpe und dem absoluten Druck am Pumpenauslass wie folgt berechnet:

(86)

Darin ist:

Δp p	die Druckdifferenz zwischen Pumpeneinlass und Pumpenauslass, kPa,
p p	der absolute Druck am Pumpenauslass, kPa.

Mit der Methode der kleinsten Quadrate wird eine lineare Anpassung vorgenommen, um nachstehende Kalibriergleichung zu erhalten:

(87)

D 0 und m sind die Parameter für den Achsabschnitt und die Steigung der Regressionsgeraden.

Hat das CVS-System mehrere Betriebsdrehzahlen, so muss für jede Pumpendrehzahl eine Kalibrierung vorgenommen werden; die für die einzelnen Drehzahlen erzielten Kalibrierkurven müssen annähernd parallel verlaufen, und die Abschnittswerte (D0) müssen größer werden, wenn der Durchsatzbereich der Pumpe kleiner wird.

Die mit Hilfe der Formel errechneten Werte dürfen nicht mehr als ±0,5 % vom gemessenen Wert V0 abweichen. Der Wert m ist je nach Pumpe verschieden. Infolge Partikelablagerung wird der Pumpenschlupf mit der Zeit abnehmen, was sich in niedrigeren Werten für m ausdrückt. 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.

9.5.3.   Kalibrierung des Venturi-Rohrs mit kritischer Strömung (CFV)

Die Kalibrierung des CVF beruht auf der Durchflussgleichung für ein Venturi-Rohr mit kritischer Strömung. Der Gasdurchfluss ist eine Funktion des Eintrittsdrucks und der Eintrittstemperatur.

Zur Bestimmung des Bereichs der kritischen Strömung ist eine Kurve Kv in Abhängigkeit vom Druck am Eintritt des Venturi-Rohrs aufzunehmen. Bei kritischer (gedrosselter) Strömung ist Kv relativ konstant. Bei abnehmendem Druck (d. h. bei zunehmendem Unterdruck) nimmt die Drosselung des Venturi-Rohrs ab, und Kv ebenso, was ein Anzeichen dafür ist, dass das CFV außerhalb des zulässigen Bereichs betrieben wird.

9.5.3.1.   Analyse der Messdaten

Die Luftdurchsatz (q vCVS) ist bei jeder Einstellung des Drosselglieds (mindestens 8 Einstellungen) nach den Angaben des Herstellers aus den Messwerten des Durchflussmessers in m3/min zu ermitteln. Der Kalibrierkoeffizient ist anhand der Kalibrierdaten für jede Drosselstelle wie folgt zu berechnen:

(88)

Hierbei ist:

q vCVS	die Luftdurchflussmenge bei Normzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s,
T	die Temperatur am Eintritt des Venturirohrs, K,
p p	der absolute Druck am Eintritt des Venturirohrs, kPa.

Für K V sind der Mitttelwert und die Standardabweichung zu berechnen. Die Standardabweichung darf ±0,3 % des Mittelwerts von KV nicht überschreiten.

9.5.4.   Kalibrierung des subsonischen Venturirohrs (SSV)

Die Kalibrierung des SSV bezieht basiert auf die Durchflussgleichung für ein Venturirohr mit subsonischer Strömung. Wie mit der Formel 43 (Absatz 8.5.1.4) dargestellt, ist die Gasdurchflussmenge eine Funktion des Drucks und der Temperatur an der Eintrittstelle sowie des Druckabfalls zwischen SSV-Eintritt und -Verengung.

9.5.4.1.   Analyse der Messdaten

Der Luftdurchsatz (QSSV) ist bei jeder Einstellung des Drosselglieds (mindestens 16 Einstellungen) nach den Angaben des Herstellers aus den Messwerten des Durchflussmessers in m3/min zu ermitteln. Der Durchflusskoeffizient ist anhand der Kalibrierdaten für jede Drosselstelle wie folgt zu berechnen:

(89)

Hierbei ist:

QSSV	der Luftdurchsatz im Normalzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s,
T	die Temperatur am Eintritt des Venturirohrs, K,
dV	der Durchmesser der Einschnürung am Venturirohr mit subsonischer Strömung (SSV), m,
rp	das Verhältnis zwischen den absoluten statischen Drücken an der Einschnürung und am Eintritt des SSV = ,
rD	das Verhältnis zwischen den Durchmessern der Einschnürung (dV) und dem Rohrinnendurchmesser am Eingang (D) des SSV.

Zur Bestimmung des Bereichs der subsonischen Strömung ist Cd über der Reynolds-Zahl Re an der SSV-Einschnürung aufzutragen. Re an der SSV-Einschnürung wird nach folgender Formel berechnet:

(90)

mit

(91)

Hierbei ist:

A1	gleich 25,55152 in SI-Einheiten von ,
QSSV	die Luftdurchflussmenge im Normzustand (101,3 kPa, 273 K), m3/s,
d V	der Durchmesser der Einschnürung am Venturirohr, m,
μ	die absolute oder dynamische Viskosität des Gases, kg/ms,
b	gleich 1,458 × 106 (empirische Konstante), kg/ms K0,5,
S	gleich 110,4 (empirische Konstante), K.

Da QSSV selbst in die Re-Formel eingeht, müssen die Berechnungen mit einer Schätzung für QSSV oder Cd des Kalibrierungs-Venturirohrs beginnen und so lange wiederholt werden, bis QSSV konvergiert. Die Konvergenzmethode muss eine Genauigkeit von mindestens 0,1 % des Messwertes an der jeweiligen Messstelle erreichen.

Für mindestens 16 Punkte des subsonischen Strömungsbereichs müssen die aus der resultierenden Deckungsformel der Kalibrierungskurve für Cd sich ergebenden Rechenwerte innerhalb von ±0,5 % des Messwerts Cd für jeden Kalibrierungspunkt liegen.

9.5.5.   Überprüfung des Gesamtsystems

Die Gesamtgenauigkeit des CVS-Entnahmesystems und des Analysesystems wird ermittelt, indem eine bekannte Menge luftverunreinigenden Gases in das System eingeleitet wird, wenn dieses normal betrieben wird. Der Schadstoff wird analysiert und die Masse nach Absatz 8.5.2.4 berechnet, allerdings ist bei Propan anstelle von 0,000480 für HC ein Faktor von 0,000472 zu verwenden. Es ist eines der folgenden zwei Verfahren anzuwenden.

9.5.5.1.   Messung mit einer Messblende für kritische Strömung

Durch eine kalibrierte Messblende für kritische Strömung wird eine bekannte Menge reinen Gases (Kohlenmonoxid oder Propan) in das CVS-System eingeleitet. Ist der Eintrittsdruck groß genug, so ist der mit der Messblende eingestellte Durchsatz unabhängig vom Austrittsdruck der Messblende (kritische Strömung). Das CVS-System wird wie für eine normale Prüfung der Abgasemissionen 5 bis 10 Minuten betrieben. Eine Gasprobe wird mit dem normalerweise verwendeten Gerät analysiert (Beutel oder Integrationsmethode) und die Masse des Gases berechnet.

Die auf diese Weise ermittelte Masse muss ±3 % der bekannten Masse des eingeleiteten Gases betragen.

9.5.5.2.   Messung mit einem gravimetrischen Verfahren

Die Masse eines kleinen, mit Kohlenmonoxid oder Propan gefüllten Zylinders ist auf ±0,01 g genau zu bestimmen. Dann wird das CVS-System 5 bis 10 Minuten wie für eine normale Prüfung zur Bestimmung der Abgasemissionen betrieben, wobei Kohlenmonoxid oder Propan in das System eingeleitet wird. Die abgegebene Menge reinen Gases wird durch Messung der Massendifferenz ermittelt. Eine Gasprobe wird mit dem normalerweise verwendeten Gerät analysiert (Beutel oder Integrationsmethode) und die Masse des Gases berechnet.

Die auf diese Weise ermittelte Masse muss ±3 % der bekannten Masse des eingeblasenen Gases betragen.