LISA

Valeo EG vahelduvvoolugeneraatori M1-kategooria sõidukis kasutamisega saavutatava CO2-heite vähenemise kindlakstegemise metoodika

1.   Sissejuhatus

Selleks et teha kindlaks, kui palju CO2-heide väheneb seoses Valeo EG vahelduvvoolugeneraatori kasutamisega M1-kategooria sõidukis, tuleb määratleda järgmised tingimused:

a)	järgitav katsemenetlus, millega tehakse kindlaks vahelduvvoolugeneraatori kasutegur;

b)	katsestendi seadistus;

c)	standardhälbe arvutamise valemid;

d)	CO2-heite vähenemise kindlakstegemine tüübikinnitusasutustes tõendamiseks.

2.   Katsemenetlus

Vahelduvvoolugeneraatori kasuteguri kindlakstegemiseks tuleb läbi viia mõõtmisi eri kiirustel: 1 800, 3 000, 6 000, 10 000 pööret minutis. Vahelduvvoolugeneraatori koormus on igal kiirusel 50 % maksimaalsest koormusest. Kasuteguri arvutamiseks kasutatav ajaline jaotus pöörlemiskiiruste 1 800, 3 000, 6 000, 10 000 p/min kohta peab olema vastavalt 25 %, 40 %, 25 %, 10 % (vt tehniliste suuniste I lisa punktis 5.1.2 kirjeldatud VDA meetod).

Sellest tuleneb järgmine valem (1):

kus:

—	ηΑ on vahelduvvoolugeneraatori kasutegur;

—	(η @1 800 p/min @0,5·IN) on vahelduvvoolugeneraatori kasutegur kiirusel 1 800 pööret minutis 50 % koormusega;

—	(η @3 000 p/min @0,5·IN) on vahelduvvoolugeneraatori kasutegur kiirusel 3 000 pööret minutis 50 % koormusega;

—	(η @6 000 p/min @0,5·IN) on vahelduvvoolugeneraatori kasutegur kiirusel 6 000 pööret minutis 50 % koormusega;

—	(η @10 000 p/min @0,5·IN) on vahelduvvoolugeneraatori kasutegur kiirusel 10 000 pööret minutis 50 % koormusega;

—	IN = voolutugevus (A).

Katsestendi seadistus ja katsemenetlus peavad vastama standardis ISO 8854:2012 kindlaksmääratud täpsusnõuetele (1).

3.   Katsestend

Katsestend kujutab endast otseülekandega vahelduvvoolugeneraatori katsestendi. Vahelduvvoolugeneraator ühendatakse vahetult pöördemomendimõõturi ja jõuülekandeseadme võlliga. Vahelduvvoolugeneraatorit koormatakse aku ja elektroonilise koormusseadmega. Vt joonisel 1 esitatud katsestendi konfiguratsioon.

Joonis 1

Katsestendi konfiguratsioon

Joonisel 1 on esitatud katsestendi konfiguratsiooni ülevaade. Vahelduvvoolugeneraator muundab harjadeta mootori mehaanilise võimsuse elektrienergiaks. Harjadeta mootor toodab võimsust, mida iseloomustavad pöördemoment (Nm) ja pöörlemiskiirus (rad.s–1). Pöördemomenti ja kiirust mõõdetakse pöördemomendimõõturiga.

Vahelduvvoolugeneraator toodab võimsust, et ületada generaatoriga ühendatud koormus. See energia hulk on võrdne vahelduvvoolugeneraatori pinge (V) ja voolutugevuse (I) korrutisega.

Vahelduvvoolugeneraatori kasutegur määratletakse elektrienergia (vahelduvvoolugeneraatori väljund) ja mehaanilise võimsuse (pöördemomendimõõturi väljund) jagatisena.

Valem (2)

:

kus:

ηΑ	=	vahelduvvoolugeneraatori kasutegur;
V	=	pinge (V);
I	=	voolutugevus (A);
T	=	pöördemoment (Nm);
ω	=	vahelduvvoolugeneraatori pöörlemiskiirus (rad. s–1).

4.   Pöördemomendi mõõtmine ja vahelduvvoolugeneraatori kasuteguri arvutamine

Katsed viiakse läbi kooskõlas standardiga ISO 8854:2012.

Paigaldatud seadmete koormus peab moodustama 50 % vahelduvvoolugeneraatori garanteeritud väljundvoolust temperatuuril 25 °C ja pöörlemiskiirusel 6 000 pööret minutis. Näiteks kui tegemist on 180 A vahelduvvoolugeneraatoriga (temperatuuril 25 °C ja pöörlemiskiirusel 6 000 pööret minutis), koormatakse seda 90 A tasemel.

Igal kiirusel hoitakse vahelduvvoolugeneraatori pinge ja väljundvool muutumatuna: 180 A vahelduvvoolugeneraatori puhul oleks pinge 14,3 V ja väljundvool 90 A. Seega mõõdetakse pöördemomenti igal kiirusel katsestendi abil (vt joonis 1) ning kasutegur arvutatakse valemiga (2).

Käesoleva katse eesmärk on teha kindlaks vahelduvvoolugeneraatori kasutegur neljal eri kiirusel vastavalt järgmistele pöörete arvule minutis:

—	kiirusel 1 800 p/min;

—	kiirusel 3 000 p/min;

—	kiirusel 6 000 p/min;

—	kiirusel 10 000 p/min.

Vahelduvvoolugeneraatori keskmine kasutegur arvutatakse vastavalt valemile (1).

5.   Vahelduvvoolugeneraatori kasuteguri aritmeetilise keskmise standardhälve

Mõõtmisest tingitud statistilised vead katsetulemustes kvantifitseeritakse. Veaväärtuse formaat kujutab endast standardhälvet, mis on võrdne 84 % kahepoolse usaldusvahemikuga (vt valem (3)).

Valem (3)

:

kus:

	:	aritmeetilise keskmise standardhälve;
xi	:	mõõtmistulemus;
	:	aritmeetiline keskmine;
n	:	mõõtmiste arv.

Kõiki mõõtmisi tehakse järjestikku vähemalt viis (5) korda. Iga kiiruse puhul arvutatakse standardhälve.

Vahelduvvoolugeneraatori kasuteguri väärtuse standardhälve (ΔηΑ) arvutatakse järgmise valemi abil.

Valem (4)

:

kus väärtused 0,25, 0,40, 0,25 ja 0,1 vastavad valemis (2) kasutatud kaaluväärtustele ning S1 800, S3 000, S6 000 ja S10 000 on valemi (3) abil arvutatud standardhälbed.

6.   Standardhälbest tingitud viga CO2-heite vähenemise väärtuses (mõõtevea leviku seadus)

Vahelduvvoolugeneraatori kasuteguri väärtuse standardhälve (ΔηΑ) toob kaasa leitud CO2-heite vähenemise väärtuse vea. Kõnealune viga arvutatakse järgmise valemi abil (2).

Valem (5)

:

kus:

ΔCO2	=	CO2-heite vähenemise väärtuse viga (g CO2/km);
PRW	=	750 W;
PTA	=	350 W;
ηΑ-EI	=	suure kasuteguriga vahelduvvoolugeneraatori kasutegur;
ΔηΑ	=	vahelduvvoolugeneraatori kasuteguri standardhälve (valemi (4) tulemus);
VPe	=	Willansi tegurid (l/kWh);
CF	=	ümberarvestustegurid (g CO2/l);
v	=	Euroopa sõidutsükli (NEDC) keskmine sõidukiirus (km/h).

7.   Mehaanilise võimsuse säästu arvestatava osa arvutamine

Suure kasuteguriga vahelduvvoolugeneraator toob kaasa mehaanilise võimsuse säästu, mida arvutatakse kahes etapis. Esimesel etapil tuleb arvutada mehaanilise võimsuse sääst reaalsetes oludes. Teisel etapil tuleb arvutada mehaanilise võimsuse sääst tüübikinnituse tingimustes. Nende kahe mehaanilise võimsuse säästu väärtuse vahe on mehaanilise võimsuse säästu arvestatav osa.

Mehaanilise võimsuse sääst reaalsetes oludes arvutatakse valemiga (6).

Valem (6)

:

kus:

ΔΡm-RW	=	mehaanilise võimsuse sääst reaalsetes oludes (W);
PRW	=	elektrienergia reaalsetes oludes, mis on 750 W;
ηΑ	=	võrdluseks kasutatava vahelduvvoolugeneraatori kasutegur;
ηΑ-EI	=	suure kasuteguriga vahelduvvoolugeneraatori kasutegur.

Mehaanilise võimsuse sääst tüübikinnituse tingimustes arvutatakse valemiga (7).

Valem (7)

:

kus:

ΔΡm-TA	=	mehaanilise võimsuse sääst tüübikinnituse tingimustes (W);
PTA	=	elektrienergia tüübikinnituse tingimustes, mis on 350 W;
ηΑ	=	võrdluseks kasutatava vahelduvvoolugeneraatori kasutegur;
ηΑ-EI	=	suure kasuteguriga vahelduvvoolugeneraatori kasutegur.

Mehaanilise võimsuse säästu arvestatav osa arvutatakse valemiga (8).

Valem (8)

:

kus:

ΔΡm	=	mehaanilise võimsuse säästu arvestatav osa (W);
ΔΡm-RW	=	mehaanilise võimsuse sääst reaalsetes oludes (W);
ΔΡm-TA	=	mehaanilise võimsuse sääst tüübikinnituse tingimustes (W).

8.   CO2-heite vähenemise arvutamise valem

CO2-heite vähenemine arvutatakse järgmise valemi abil.

Valem (9)

:

kus:

CCO2	=	CO2-heite vähenemine (g CO2/km);
ΔΡm	=	valemiga (8) leitud mehaanilise võimsuse säästu arvestatav osa (W);
VPe	=	Willansi tegurid (l/kWh);
CF	=	ümberarvestustegurid (g CO2/l);
v	=	Euroopa sõidutsükli keskmine sõidukiirus (km/h).

Willansi tegurite tarbeks kasutatakse tabelis 1 esitatud andmeid.

Tabel 1

Willansi tegurid

Mootoritüüp	Efektiivvõimsuse kulu VPe [l/kWh]
Bensiin (VPe-P)	0,264
Turbobensiin	0,28
Diislikütus (VPe-D)	0,22

Ümberarvestustegurite tarbeks kasutatakse tabelis 2 esitatud andmeid.

Tabel 2

Ümberarvestustegurid

Kütuseliik	Ümberarvestustegur (l / 100 km) → (g CO2/km) [100 g / l]
Bensiin	23,3 (= 2 330 g CO2/l)
Turbobensiin	23,3 (= 2 330 g CO2/l)
Diislikütus	26,4 (= 2 640 g CO2/l)

Euroopa sõidutsükli keskmine sõidukiirus on: v = 33,58 km/h.

9.   Statistiline olulisus

Igat tüüpi, varianti ja versiooni Valeo EG vahelduvvoolugeneraatoriga varustatud sõiduki puhul tuleb tõendada, et valemi 5 abil arvutatud CO2-heite vähenemise väärtuse viga ei ole suurem kui CO2-heite koguvähenemise ja rakendusmääruse (EL) nr 725/2011 artikli 9 lõikes 1 määratletud vähenemise miinimumtaseme vahe (vt valem (7)).

Valem (10)

:

kus:

MT	=	miinimumtase (g CO2/km);
CCO2	=	CO2-heite vähenemine kokku (g CO2/km);
	=	CO2-heite vähenemise väärtuse viga (g CO2/km).

10.   Sõidukites kasutatav suure kasuteguriga vahelduvvoolugeneraator

Vastavalt rakendusmääruse (EL) nr 725/2011 artiklile 12 tüübikinnitusasutuse poolt sertifitseerimisele kuuluva, Valeo EG vahelduvvoolugeneraatori kasutamisest tingitud CO2-heite vähenemise kindlakstegemiseks peab vahelduvvoolugeneraatoriga M1-kategooria sõiduki tootja nimetatud määruse artikli 5 kohaselt määrama ökoinnovatiivse sõiduki, kuhu on paigaldatud Valeo EG vahelduvvoolugeneraator, ja ühe kahest järgmisest kontrollsõidukist:

a)	kui ökoinnovaatilist lahendust kasutatakse uuel sõidukitüübil, mis esitatakse uue tüübikinnituse saamiseks, peab kontrollsõiduk olema uue sõidukitüübiga identne kõigis aspektides peale vahelduvvoolugeneraatori, milleks peab olema 67 % kasuteguriga vahelduvvoolugeneraator, või

b)

kui ökoinnovaatilist lahendust kasutatakse olemasoleval sõidukitüübil, mille tüübikinnitust laiendatakse pärast ökoinnovatsiooni raames senise vahelduvvoolugeneraatori asendamist, peab kontrollsõiduk olema ökoinnovatiivse sõidukiga identne kõigis aspektides peale vahelduvvoolugeneraatori, milleks peab olema sõiduki senisel versioonil kasutatud vahelduvvoolugeneraator.

Tüübikinnitusasutus tõendab CO2-heite vähenemist kontrollsõiduki ja ökoinnovatiivse sõiduki mõõtmiste põhjal vastavalt rakendusmääruse (EL) nr 725/2011 artikli 8 lõikele 1 ja artikli 8 lõike 2 teisele lõigule, kasutades käesolevas lisas määratletud katsemetoodikat. Kui CO2-heite vähenemine on väiksem kui artikli 9 lõikes 1 määratletud miinimummäär, kohaldatakse rakendusmääruse (EL) nr 725/2011 artikli 11 lõike 2 teist lõiku.

11.   Tüübikinnitusdokumentidesse kantav ökoinnovatsiooni kood

Ökoinnovatsiooni üldkoodi määramiseks direktiivi 2007/46/EÜ I, VIII ja IX lisale vastavates asjakohastes tüübikinnitusdokumentides kasutatakse käesoleva direktiiviga heakskiidetud innovaatilise tehnoloogia puhul koodi „2”.

Nt kui ökoinnovatsiooniga saavutatud heite vähenemise on sertifitseerinud Saksamaa tüübikinnitusasutus, on ökoinnovatsiooni kood „e1 2”.

---

(1)  ISO 8854. Maanteesõidukid. Regulaatoritega vahelduvvoolugeneraatorid. Katsemetoodika ja üldnõuded. Viitenumber ISO 8854:2012(E).

(2)  Valemi (5) saab tuletada tehnilistes suunistes (lõige 4.2.1) selgitatud mõõtevea leviku seadusest.