ANEXO 4B

Método de ensaio para os motores de ignição por compressão e os motores de ignição comandada alimentados a gás natural (GN) ou a gás de petróleo liquefeito (GPL) que integrem a certificação relativa ao ciclo de ensaios harmonizado a nível mundial [WHDC, regulamento técnico mundial (gtr) N.o 4]

1.   APLICABILIDADE

O presente anexo ainda não é aplicável para efeitos de homologação nos termos do presente regulamento. Será aplicável no futuro.

2.   Reservado (1).

3.   DEFINIÇÕES, SÍMBOLOS E ABREVIATURAS

3.1.   Definições

Para efeitos do disposto no presente regulamento, entende-se por:

3.1.1.   “regeneração contínua”, o processo de regeneração de um sistema de pós-tratamento de gases de escape que ocorre de forma permanente ou pelo menos uma vez em cada ensaio WHTC com arranque a quente. Um processo de regeneração desta natureza não exige um método de ensaio especial;

3.1.2.   “tempo de atraso”, o intervalo de tempo entre a modificação do componente a medir no ponto de referência e uma resposta do sistema de 10 % da leitura final (t10 ), sendo a sonda de recolha de amostras definida como ponto de referência. Para os componentes gasosos, corresponde ao tempo de transporte do componente medido desde a sonda de amostragem até ao detector;

3.1.3.   “sistema de eliminação dos NOx”, um sistema de pós-tratamento dos gases de escape concebido para reduzir as emissões de óxidos de azoto (NOx) (por exemplo, catalisadores de NOx activos e passivos de mistura pobre, adsorventes de NOx e sistemas de redução catalítica selectiva — sistemas SCR);

3.1.4.   “motor diesel”, um motor que funciona de acordo com o princípio da ignição por compressão;

3.1.5.   “desvio”, a diferença entre a resposta ao zero ou a resposta à calibração do instrumento de medição antes e depois de um ensaio das emissões;

3.1.6.   “família de motores”, o agrupamento, definido pelo fabricante, de motores que, através do respectivo projecto conforme definido no ponto 5.2 do presente anexo, têm características de emissões de escape semelhantes; todos os membros da família têm de cumprir os valores-limite de emissão aplicáveis;

3.1.7.   “sistema do motor”, o motor, o sistema de controlo de emissões e a interface de comunicação (hardware e mensagens) entre a(s) unidade(s) de controlo electrónico do sistema do motor (ECU) e qualquer outro grupo motopropulsor ou unidade de controlo do veículo;

3.1.8.   “tipo de motor”, uma categoria de motores que não diferem entre si no que respeita às características essenciais;

3.1.9.   “sistema de pós-tratamento dos gases de escape”, um catalisador (de oxidação ou de três vias), filtro de partículas, sistema de eliminação dos NOx, sistema combinado de eliminação dos NOx com um filtro de partículas, ou qualquer outro dispositivo que reduza as emissões e esteja instalado a jusante do motor. Esta definição exclui a recirculação dos gases de escape (EGR), que, quando instalada, é considerada parte integrante do motor;

3.1.10.   “método de diluição do caudal total”, o procedimento que consiste em misturar o caudal total dos gases de escape com o diluente, antes de recolher uma fracção do caudal dos gases de escape diluídos para análise;

3.1.11.   “gases poluentes”, o monóxido de carbono, os hidrocarbonetos e/ou os hidrocarbonetos não metânicos [supondo uma proporção de CH1,85 para o gasóleo, CH2,525 para o GPL e CH2,93 para o GN e a “molécula” CH3O0,5 para os motores diesel a etanol], o metano (supondo uma proporção CH4 para o GN) e os óxidos de azoto, estes últimos expressos em equivalentes de dióxido de azoto (NO2);

3.1.12.   “velocidade alta (n hi)”, a mais alta velocidade do motor à qual ocorre 70 % da potência máxima declarada;

3.1.13.   “velocidade baixa (n lo)”, a mais baixa velocidade do motor à qual ocorre 55 % da potência máxima declarada;

3.1.14.   “potência máxima (Pmax)”, a potência máxima, em kW, conforme especificada pelo fabricante;

3.1.15.   “velocidade de binário máximo”, a velocidade do motor a que se obtém o binário máximo, conforme especificada pelo fabricante;

3.1.16.   “binário normalizado”, binário do motor, em percentagem, normalizado ao binário máximo disponível a uma dada velocidade do motor;

3.1.17.   “solicitação do operador”, acção de um operador do motor para controlar a potência do motor. O operador pode ser uma pessoa (ou seja, manual), ou um regulador de velocidade (ou seja, automático) que, mecânica ou electronicamente, envia ao motor um sinal exigindo-lhe potência. O sinal pode ser uma acção sobre um pedal de acelerador, uma manete de potência, uma manete de alimentação em combustível, uma manete de comando da velocidade ou um ponto de regulação do regulador ou um sinal de comando electrónico correspondente a cada uma das acções mecânicas;

3.1.18.   “motor precursor”, um motor seleccionado de uma família de motores de modo tal que as suas características em termos de emissões sejam representativas dessa família de motores;

3.1.19.   “dispositivo de pós-tratamento de partículas”, um sistema de pós-tratamento dos gases de escape concebido para reduzir as emissões de partículas poluentes (PM) através de separação mecânica, aerodinâmica, por difusão ou por inércia;

3.1.20.   “método de diluição do caudal parcial”, o procedimento que consiste em separar uma parte do caudal total dos gases de escape, misturando-a em seguida com uma quantidade adequada de diluente, antes de a fazer passar pelo filtro de recolha de amostras de partículas;

3.1.21.   “partículas (PM)”, as matérias recolhidas num meio filtrante com características específicas, após diluição dos gases de escape com um diluente limpo filtrado a uma temperatura compreendida entre 315 K (42 °C) e 325 K (52 °C); trata-se essencialmente de carbono, hidrocarbonetos condensados, bem como de sulfatos associados a água;

3.1.22.   “regeneração periódica”, o procedimento de regeneração de um sistema de pós-tratamento dos gases de escape que ocorre periodicamente em menos de 100 horas de funcionamento normal do motor. Durante os ciclos em que se processa a regeneração, as normas de emissões podem ser ultrapassadas;

3.1.23.   “ciclo de ensaio em condições estabilizadas com rampas de transição”, um ciclo de ensaios que comporta uma sequência de modos de funcionamento do motor em condições estabilizadas, com valores definidos de velocidade e de binário para cada modo e rampas de transição entre cada modo (WHSC);

3.1.24.   “velocidade nominal”, a velocidade máxima a plena carga admitida pelo regulador, conforme especificada pelo fabricante na documentação comercial e no manual de serviço, ou, na ausência de regulador, a velocidade a que o motor pode atingir a potência máxima, tal como especificada pelo fabricante na documentação comercial e no manual de serviço;

3.1.25.   “tempo de resposta”, o intervalo de tempo entre a variação do componente a medir no ponto de referência e uma resposta do sistema de 90 % do valor da leitura final (t90), sendo a sonda de recolha de amostras definida como o ponto de referência; a variação do componente medido é de, no mínimo, 60 % da escala completa (FS) e ocorre em menos de 0,1 segundos. O tempo de resposta do sistema é constituído pelo tempo de atraso do sistema e pelo tempo de subida do sistema;

3.1.26.   “tempo de subida”, o intervalo de tempo decorrido entre a obtenção de 10 % e de 90 % da leitura final (t90 – t10 );

3.1.27.   “resposta à calibração”, a resposta média a um gás de calibração durante um intervalo de 30 segundos;

3.1.28.   “emissões específicas”, as emissões mássicas expressas em g/kWh;

3.1.29.   “ciclo de ensaios”, uma sequência de pontos de ensaio, com critérios de velocidade e de binário definidos para cada um deles, que devem ser realizados com o motor em condições estabilizadas (ensaio WHSC) ou transitórias (ensaio WHTC);

3.1.30.   “tempo de transformação”, o intervalo de tempo entre a modificação do componente a medir no ponto de referência e uma resposta do sistema de 50 % da leitura final (t50 ), sendo a sonda de recolha de amostras definida como ponto de referência. O tempo de transformação é usado para o alinhamento dos sinais dos diferentes instrumentos de medição;

3.1.31.   “ciclo de ensaio transitório”, um ciclo de ensaio com uma sequência de valores normalizados para a velocidade e o binário que sofrem variações relativamente rápidas com o tempo (WHTC);

3.1.32.   “vida útil”, o período relevante de distância e/ou tempo durante o qual é necessário assegurar a observância dos limites das emissões relevantes de gases e partículas;

3.1.33.   “resposta ao zero”, a resposta média a um gás de colocação no zero durante um intervalo de tempo de 30 segundos.

3.2.   Símbolos gerais

Símbolo	Unidade	Termo
a 1	—	Declive de regressão
a 0	—	ordenada da recta de regressão com origem no ponto y.
A/F st	—	Razão estequiométrica ar/combustível
c	ppm/ % vol.	Concentração
c d	ppm/ % vol.	Concentração em base seca
c w	ppm/ % vol.	Concentração em base húmida
cb	ppm/ % vol.	Concentração de fundo
C d	—	Coeficiente de descarga do SSV
c gas	ppm/ % vol.	Concentração nos componentes gasosos
d	m	Diâmetro
d V	m	Diâmetro da garganta do venturi
D 0	m3/s	Ordenada na origem da função de calibração da PDP
D	—	Factor de diluição
Δt	s	Intervalo de tempo
e gas	g/kWh	Emissão específica de componentes gasosos
e PM	g/kWh	Emissão específica de partículas
e r	g/kWh	Emissão específica durante a regeneração
e w	g/kWh	Emissão específica ponderada
E CO2	%	Factor de atenuação do analisador de NOx pelo CO2
E E	%	Rendimento do etano
E H2O	%	Factor de atenuação do analisador de NOx pela água
E M	%	Rendimento do metano
E NOx	%	Rendimento do conversor de NOx
f	Hz	Taxa de amostragem dos dados
f a	—	Factor atmosférico do laboratório
F s	—	Factor estequiométrico
H a	g/kg	Humidade absoluta do ar de admissão
H d	g/kg	Humidade absoluta do diluente
i	—	Índice aplicável a uma medição instantânea (p.ex., 1 Hz)
k c	—	Factor específico do carbono
k f,d	m3/kg combustível	Volume adicional de combustão dos gases de escape secos
k f,w	m3/kg combustível	Volume adicional de combustão dos gases de escape húmidos
k h,D	—	Factor de correcção da humidade para os NOx no que diz respeito aos motores de ignição por compressão
k h,G	—	Factor de correcção da humidade para os NOx no que diz respeito aos motores de ignição comandada
k r,u	—	Factor de correcção da regeneração para cima
k r,d	—	Factor de correcção da regeneração para baixo
k w,a	—	Factor de correcção base seca/base húmida para o ar de admissão
k w,d	—	Factor de correcção base seca/base húmida para o diluente
k w,e	—	Factor de correcção base seca/base húmida para os gases de escape diluídos
k w,r	—	Factor de correcção base seca/base húmida para os gases de escape brutos
K V	—	Função de calibração do CFV
λ	—	Quociente de excesso de ar
m b	mg	Massa da amostra de partículas do diluente recolhido
m d	kg	Massa da amostra de diluente que passa através dos filtros de recolha de partículas
m ed	kg	Total da massa dos gases de escape diluídos durante o ciclo de ensaio
m edf	kg	Massa dos gases de escape diluídos equivalentes durante o ciclo de ensaio
m ew	kg	Total da massa dos gases de escape durante o ciclo de ensaio
m gas	g	Massa das emissões gasosas durante o ciclo de ensaio
m f	mg	Massa do filtro de recolha de amostras de partículas
m p	mg	Massa de amostra de partículas recolhida
m PM	g	Massa das emissões de partículas durante o ciclo de ensaio
m se	kg	Massa da amostra dos gases de escape durante o ciclo de ensaio
m sed	kg	Massa dos gases de escape diluídos que passam pelo túnel de diluição
m sep	kg	Massa dos gases de escape diluídos que passa pelos filtros de recolha de partículas
m ssd	kg	Massa do diluente secundário
M	Nm	Binário
M a	g/mol	Massa molar do ar de admissão
M d	g/mol	Massa molar do diluente
M e	g/mol	Massa molar dos gases de escape
M f	Nm	Binário absorvido por dispositivos auxiliares/equipamentos a instalar
M gas	g/mol	Massa molar dos componentes gasosos
M r	Nm	Binário absorvido por dispositivos auxiliares/equipamentos a remover
n	—	Número de medições
nr	—	Número de medições com regeneração
n	min–1	Velocidade de rotação do motor
n hi	min–1	Velocidade alta do motor
n lo	min–1	Velocidade baixa do motor
n pref	min–1	Velocidade do motor preferencial
n p	r/s	Velocidade da bomba PDP
p a	kPa	Pressão do vapor de saturação do ar de admissão do motor
p b	kPa	Pressão atmosférica total
p d	kPa	Pressão do vapor de saturação do diluente
P f	kW	Potência absorvida por dispositivos auxiliares/equipamentos a instalar
p p	kPa	Pressão absoluta
p r	kW	Pressão do vapor de água depois de um banho de arrefecimento
p s	kPa	Pressão atmosférica em seco
P	kW	Potência
P r	kW	Potência absorvida por dispositivos auxiliares/equipamentos a remover
q mad	kg/s	Caudal mássico do ar de admissão em base seca
q maw	kg/s	Caudal mássico do ar de admissão em base húmida
q mCe	kg/s	Caudal mássico de carbono nos gases de escape brutos
q mCe	kg/s	Caudal mássico de carbono que entra no motor
q mCf	kg/s	Caudal mássico de carbono no sistema de diluição do caudal parcial
q mdew	kg/s	Caudal mássico dos gases de escape diluídos em base húmida
q mdw	kg/s	Caudal mássico do diluente em base húmida
q medf	kg/s	Caudal mássico equivalente dos gases de escape diluídos em base húmida
q mew	kg/s	Caudal mássico dos gases de escape em base húmida
q mex	kg/s	Caudal mássico da amostra extraída do túnel de diluição
q mf	kg/s	Caudal mássico do combustível
q mp	kg/s	Caudal mássico dos gases de escape que entra no sistema de diluição do caudal parcial
q vCVS	m3/s	Caudal volúmico das amostras recolhidas a volume constante (CVS)
qvs	dm3/min	Caudal do sistema do analisador dos gases de escape
qvt	cm3/min	Caudal do gás marcador
r2	—	Coeficiente de determinação
r d	—	Razão de diluição
r D	—	Quociente de diâmetro SSV-CVS
r h	—	Factor de resposta do FID aos hidrocarbonetos
r m	—	Factor de resposta do FID ao metanol
r p	—	Relação de pressão do venturi subsónico (SSV)
r s	—	Relação média de recolha de amostras
ρ	kg/m3	Densidade
ρ e	kg/m3	Densidade dos gases de escape
σ	—	Desvio-padrão
s		Desvio-padrão
T	K	Temperatura absoluta
T a	K	Temperatura absoluta do ar de admissão
t	s	Tempo
t 10	s	Intervalo de tempo entre o sinal de entrada em degrau e a obtenção de 10 % da leitura final
t 50	s	Intervalo de tempo entre o sinal de entrada em degrau e a obtenção de 50 % da leitura final
t 90	s	Intervalo de tempo entre o sinal de entrada em degrau e a obtenção de 90 % da leitura final
u	—	Quociente entre as densidades (ou massas molares) dos componentes gasosos e dos gases de escape divididos por 1 000
V 0	m3/r	Volume de gás da PDP bombeado por rotação
V s	dm3	Volume do sistema do banco de análise dos gases de escape
W act	kWh	Trabalho do ciclo de ensaio efectivo
W ref	kWh	Trabalho do ciclo de ensaio de referência
X 0	m3/r	Função de calibração da PDP

3.3.   Símbolos e abreviaturas relativos à composição do combustível

w ALF	Teor de hidrogénio do combustível, % massa
w BET	Teor de carbono do combustível, % massa
w GAM	Teor de enxofre do combustível, % massa
w DEL	Teor de azoto do combustível, % massa
w EPS	Teor de oxigénio do combustível, % massa
α	Quociente molar do hidrogénio (H/C)
γ	Quociente molar do enxofre (S/C)
δ	Quociente molar do azoto (N/C)
ε	Quociente molar do oxigénio (O/C)

para um combustível CH α O ε N δ S γ

3.4.   Símbolos e abreviaturas relativos aos componentes químicos

C1	Hidrocarboneto com um átomo de carbono equivalente
CH4	Metano
C2H6	Etano
C3H8	Propano
CO	Monóxido de carbono
CO2	Dióxido de carbono
DOP	Ftalato de dioctilo
HC	Hidrocarbonetos
H2O	Água
NMHC	Hidrocarbonetos não metânicos
NOx	Óxidos de azoto
NO	Monóxido de azoto
NO2	Dióxido de azoto
PM	Partículas

3.5.   Abreviaturas

CFV	Venturi de escoamento crítico
CLD	Detector quimioluminiscente
CVS	Recolha de amostras a volume constante
DeNOx	Sistema de pós-tratamento dos NOx
EGR	Recirculação dos gases de escape
FID	Detector de ionização por chama
GC	Cromatógrafo de fase gasosa
HCLD	Detector quimioluminescente aquecido
HFID	Detector de ionização por chama aquecido
GPL	Gás de petróleo liquefeito
NDIR	Analisador não dispersivo de infravermelhos
NG	Gás natural
NMC	Separador de hidrocarbonetos não metânicos
PDP	Bomba volumétrica
% FS	Percentagem da escala completa
PFS	Sistema de caudal parcial
SSV	Venturi subsónico
VGT	Turbina de geometria variável

4.   REQUISITOS GERAIS

O sistema do motor deve ser concebido, construído e montado para que, em condições normais de utilização, o motor obedeça às disposições do presente anexo durante a sua vida útil, em conformidade com o presente regulamento, incluindo quando está instalado no veículo.

5.   REQUISITOS DE RENDIMENTO

5.1.   Emissão de poluentes gasosos e de partículas

As emissões de poluentes gasosos e de partículas pelo motor devem ser determinadas nos ciclos de ensaio WHTC e WHSC, nos termos do ponto 7. Os sistemas de medição devem cumprir os requisitos de linearidade previstos no ponto 9.2 e as especificações dos pontos 9.3 (medição das emissões gasosas), 9.4 (medição de partículas), bem como no apêndice 3.

Podem ser aprovados outros sistemas ou analisadores pela entidade homologadora, se se determinar que produzem resultados equivalentes, nos termos do ponto 5.1.1.

5.1.1.   Equivalência

A determinação da equivalência de sistemas deve basear-se num estudo de correlação de sete pares de amostras (ou mais) entre o sistema em consideração e um dos sistemas do presente anexo.

Os “resultados” referem-se ao valor específico das emissões ponderadas do ciclo. Os ensaios de correlação devem realizar-se no mesmo laboratório, na mesma célula de ensaio e com o mesmo motor, sendo preferível que decorra em simultâneo. A equivalência das médias dos pares de amostras deve ser determinada pelas estatísticas do ensaio F e do ensaio T, conforme descrito no apêndice 4, ponto A.4.3, obtidas na célula de ensaio do laboratório e com as condições do motor descritas acima. Os casos anómalos devem ser determinados em conformidade com a norma ISO 5725 e excluídos da base de dados. Os sistemas a utilizar para os ensaios de correlação devem ser homologados pela entidade homologadora.

5.2.   Família de motores

5.2.1.   Generalidades

Uma família de motores caracteriza-se por parâmetros de concepção. Estes devem ser comuns a todos os motores da família. O fabricante de motores pode decidir que motores pertencem a uma mesma família, desde que obedeça aos critérios de pertença enunciados no ponto 5.2.3. A família de motores deve ser homologada pela entidade homologadora. O fabricante deve apresentar à entidade homologadora a informação pertinente relativa aos níveis de emissões dos membros da família de motores.

5.2.2.   Casos especiais

Nalguns casos, pode haver interacção de parâmetros. Esses efeitos devem ser tidos em conta para assegurar que apenas são incluídos numa família de motores aqueles que possuem características semelhantes em termos de emissões de escape. Estes casos devem ser identificados pelo fabricante e notificados à entidade homologadora. Devem, então, ser tidos em conta como um critério para a criação de uma nova família de motores.

Caso existam dispositivos ou características que não constem do ponto 5.2.3 e tenham uma influência significativa no nível de emissões, este equipamento deve ser identificado pelo fabricante com base nas boas práticas de engenharia, sendo notificado à entidade homologadora. Devem, então, ser tidos em conta como um critério para a criação de uma nova família de motores.

Para além dos parâmetros constantes do ponto 5.2.3, o fabricante pode introduzir critérios adicionais que permitam a definição de famílias de menor dimensão. Estes parâmetros não são necessariamente parâmetros com influência no nível das emissões.

5.2.3.   Parâmetros que definem a família de motores

5.2.3.1.   Ciclo de combustão:

a)	ciclo a dois tempos

b)	ciclo a quatro tempos

c)	motor de êmbolo rotativo

d)

diversos

5.2.3.2.   Configuração dos cilindros

5.2.3.2.1.   Disposição dos cilindros no bloco

a)

em V

b)

em linha

c)

radial

d)	outras (em F, em W, etc.)

5.2.3.2.2.   Disposição relativa dos cilindros

Os motores com o mesmo bloco podem pertencer à mesma família, desde que o entre-eixo entre cilindros seja o mesmo.

5.2.3.3.   Agente de arrefecimento principal

a)

ar

b)

água

c)

óleo

5.2.3.4.   Cilindrada unitária

5.2.3.4.1.   Motor com uma cilindrada unitária ≥ 0,75 dm3

Para que os motores com uma cilindrada unitária ≥ 0,75 dm3 sejam considerados como pertencendo à mesma família de motores, a variação das respectivas cilindradas unitárias não deve ultrapassar 15 % da maior cilindrada unitária no âmbito dessa família.

5.2.3.4.2.   Motor com uma cilindrada unitária < 0,75 dm3

Para que os motores com uma cilindrada unitária < 0,75 dm3 sejam considerados como pertencendo à mesma família de motores, a variação das respectivas cilindradas unitárias não deve ultrapassar 30 % da maior cilindrada unitária no âmbito dessa família.

5.2.3.4.3.   Motor com outros limites de cilindrada unitária

Os motores cuja cilindrada unitária ultrapasse os limites definidos nos pontos 5.2.3.4.1 e 5.2.3.4.2 podem ser considerados como pertencendo à mesma família mediante o acordo da entidade homologadora. Esse acordo deve basear-se em elementos técnicos (cálculos, simulações, resultados experimentais, etc.) que demonstrem que a ultrapassagem dos limites não tem uma influência significativa nas emissões de escape.

5.2.3.5.   Método de aspiração do ar:

a)	normalmente aspirado

b)	sobrealimentado

c)	sobrealimentado com sistema de arrefecimento do ar de sobrealimentação.

5.2.3.6.   Tipo de combustível:

a)

diesel

b)	gás natural (GN)

c)	gás de petróleo liquefeito (GPL)

d)

etanol

5.2.3.7.   Tipo de câmara de combustão:

a)	câmara aberta

b)	câmara compartimentada

c)	outros tipos

5.2.3.8.   Tipo de ignição:

a)	ignição comandada

b)	ignição por compressão

5.2.3.9.   Válvulas e janelas

a)	configuração

b)	número de válvulas por cilindro

5.2.3.10.   Tipo de alimentação em combustível

a)	tipo de alimentação em combustível líquido i) bomba, tubagem (alta pressão) e injector ii) bomba em linha ou distribuidora iii) bomba unitária ou injector unitário iv) rampa de alta pressão v) carburador(es) vi) outros

b)	Tipo de alimentação em gás combustível i) gasoso ii) líquido iii) unidades misturadoras iv) outros

c)	outros tipos

5.2.3.11.   Dispositivos diversos

a)	recirculação dos gases de escape (EGR)

b)	injecção de água

c)	injecção de ar

d)

outros

5.2.3.12.   Estratégia de controlo electrónico

A presença ou ausência de uma unidade de gestão electrónica (ECU) no motor constitui um parâmetro básico da família.

No caso dos motores controlados electronicamente, o fabricante deve apresentar os elementos técnicos que levam ao agrupamento desses motores numa mesma família, ou seja, as razões pelas quais se considera que os motores estão em medida de cumprir os mesmos requisitos de emissões.

Estes elementos podem ser cálculos, simulações, estimativas, descrição de parâmetros de injecção, resultados experimentais, etc.

Eis alguns exemplos de características controladas:

a)

regulação

b)	pressão de injecção

c)	injecções múltiplas

d)	pressão de sobrealimentação

e)

VGT

f)

EGR

5.2.3.13.   Sistemas de pós-tratamento dos gases de escape

Consideram-se critérios de pertença a uma família de motores a função e a combinação dos seguintes dispositivos:

a)	catalisador de oxidação

b)	catalisador de três vias

c)	sistema DeNOx com redução selectiva de NOx (adição de um agente redutor)

d)	outros sistemas DeNOx

e)	colector de partículas com regeneração passiva

f)	colector de partículas com regeneração activa

g)	outros colectores de partículas

h)	outros dispositivos

Caso um motor tenha sido certificado sem sistema de pós-tratamento, quer como motor-precursor quer como membro da família, então este motor, se equipado com um catalisador de oxidação, pode ser incluído na mesma família de motores, se esta não exigir características distintas no que se refere ao combustível.

Se exigir um combustível com características específicas (por ex., colectores de partículas que exigem aditivos especiais no combustível para garantir o processo de regeneração), a decisão relativa à sua inclusão na mesma família deve assentar em elementos técnicos apresentados pelo fabricante. Estes elementos devem demonstrar que o nível de emissões esperado do motor equipado respeita o mesmo valor-limite que o motor não equipado.

Caso um motor tenha sido certificado com um sistema de pós-tratamento, quer como motor-precursor quer como membro de uma família, cujo motor-precursor esteja equipado com o mesmo sistema de pós-tratamento, então esse motor, se não estiver equipado com um sistema de pós-tratamento, não deve ser incluído na mesma família de motores.

5.2.4.   Escolha do motor precursor

5.2.4.1.   Motores de ignição por compressão

Depois de a entidade homologadora dar o seu acordo à família do motor, deve seleccionar-se o motor-precursor da família utilizando como critério primário o débito de combustível mais elevado por curso à velocidade de binário máximo declarada. No caso de dois ou mais motores respeitarem este critério primário, deve seleccionar-se o motor-precursor recorrendo ao critério secundário do débito de combustível mais elevado por curso à velocidade nominal.

5.2.4.2.   Motor de ignição comandada

Depois de a entidade homologadora dar o seu acordo à família do motor, deve seleccionar-se o motor precursor da família utilizando como critério primário a maior cilindrada. No caso de dois ou mais motores respeitarem este critério primário, deve seleccionar-se o motor-precursor recorrendo aos critérios secundários pela seguinte ordem de prioridade:

a)	débito de combustível mais elevado por curso à velocidade correspondente à potência nominal declarada

b)	regulação mais avançada da ignição

c)	taxa de recirculação dos gases de escape (EGR) mais baixa

5.2.4.3.   Observações sobre a escolha do motor-precursor

A entidade homologadora pode considerar que, para identificar o motor com o nível de emissões mais elevado da família, convém ensaiar mais motores. Neste caso, o fabricante do motor deve apresentar a informação pertinente para determinar os motores que, na família, são susceptíveis de ter o nível das emissões mais elevado.

Se os motores dentro da família tiverem outras características que possam afectar as emissões de escape, tais características devem também ser identificadas e tidas em conta na selecção do motor-precursor.

Caso os motores da família respeitem os mesmos valores de emissões durante distintos períodos de vida útil, esta característica deve ser tida em conta na selecção do motor-precursor.

6.   CONDIÇÕES DE ENSAIO

6.1.   Condições de ensaio laboratorial

Devem medir-se a temperatura absoluta (T a) do ar de admissão do motor, expressa em Kelvin, e a pressão atmosférica em seco (p s), expressa em kPa, e determinar-se o parâmetro f a de acordo com as seguintes disposições: nos motores multicilindros com grupos distintos de colectores de admissão, por exemplo nos motores em “V”, deve ser medida a temperatura média dos diferentes grupos. O parâmetro f a deve ser comunicado juntamente com os resultados de ensaio. Tendo em vista melhorar a repetibilidade e reprodutibilidade dos resultados de ensaio, recomenda-se que o parâmetro f a seja escolhido de modo a que: 0,93 ≤ f a ≤ 1,07.

a)	Motores de ignição por compressão: Motores normalmente aspirados e motores com sobrealimentação mecânica:  (1) Motores turbocomprimidos com ou sem arrefecimento do ar de admissão:  (2)

b)	Motores de ignição comandada:  (3)

6.2.   Motores com arrefecimento do ar de sobrealimentação

Deve registar-se a temperatura do ar de sobrealimentação que, à velocidade nominal e com carga plena, deve estar a ± 5 K da temperatura máxima do ar de sobrealimentação especificada pelo fabricante. A temperatura do meio de arrefecimento deve ser de, pelo menos, 293 K (20 °C).

Se se utilizar um sistema de laboratório de ensaio ou um ventilador externo, deve regular-se o caudal do agente de arrefecimento de forma que a temperatura do ar de sobrealimentação se situe a ± 5 K da temperatura máxima especificada pelo fabricante, à velocidade nominal e a plena carga. A temperatura e o caudal do agente de arrefecimento do sistema de arrefecimento do ar de sobrealimentação não devem ser alterados durante todo o ciclo de ensaio, a menos que estas condições provoquem um arrefecimento excessivo não representativo do ar de sobrealimentação. O volume do arrefecedor do ar de sobrealimentação deve basear-se nas boas práticas de engenharia, devendo ser representativo da instalação do motor em serviço. O sistema de laboratório deve ser concebido para minimizar a acumulação de condensado. Qualquer condensado acumulado deve ser drenado e todos os drenos devem ser completamente fechados antes dos ensaios das emissões.

Se o fabricante dos motores especificar os limites da perda de pressão através do sistema de arrefecimento do ar de sobrealimentação, deve assegurar-se que a perda de pressão em todo o sistema de arrefecimento de ar de sobrealimentação, nas condições de motor especificadas pelo fabricante, está dentro do(s) limite(s) especificado(s) pelo fabricante. A perda de pressão deve ser medida nas localizações especificadas pelo fabricante.

6.3.   Potência do motor

A base de medição das emissões específicas é a potência do motor e o trabalho do ciclo, determinada em conformidade com os pontos 6.3.1 a 6.3.5.

6.3.1.   Instalação do motor em geral

O motor deve ser sujeito a ensaio com os dispositivos auxiliares/equipamento constantes do apêndice 7.

Se os dispositivos auxiliares/equipamento não estiverem instalados conforme exigido, deve ter-se em consideração a sua potência de acordo com os pontos 6.3.2 a 6.3.5.

6.3.2.   Dispositivos auxiliares/equipamento a instalar para o ensaio das emissões

Se for inadequado instalar os dispositivos auxiliares/equipamento exigidos de acordo com o apêndice 7 no banco de ensaio, deve determinar-se a potência por eles absorvida, a subtrair da potência medida do motor (de referência e real) ao longo de toda a gama de velocidades do motor do ensaio WHTC e das velocidades de ensaio do WHSC.

6.3.3.   Dispositivos auxiliares/equipamento a remover para o ensaio

Se não puderem ser retirados os dispositivos auxiliares/equipamento não exigidos de acordo com o apêndice 7, a potência por eles absorvida pode ser determinada e adicionada à potência medida do motor (de referência e real) ao longo de toda a gama de velocidades do motor do ensaio WHTC e das velocidades de ensaio do WHSC. Se este valor for superior a 3 % da potência máxima à velocidade de ensaio deve apresentar-se a prova à entidade homologadora.

6.3.4.   Determinação da potência dos dispositivos auxiliares/equipamento

A potência absorvida pelos dispositivos auxiliares/equipamento apenas precisa de ser determinada, se:

a)	os dispositivos auxiliares/equipamento exigidos de acordo com o apêndice 7 não estiverem montados no motor e/ou

b)	os dispositivos auxiliares/equipamento não exigidos de acordo com o apêndice 7 estiverem montados no motor.

Os valores da potência dos dispositivos auxiliares e o método de medição/cálculo para determinar a potência dos dispositivos auxiliares devem ser apresentados pelo fabricante do motor para toda a gama de funcionamento dos ciclos de ensaio e aprovados pela entidade homologadora.

6.3.5.   Trabalho do ciclo do motor

O cálculo do trabalho do ciclo de referência e do ciclo real (ver pontos 7.4.8 e 7.8.6) deve assentar na potência do motor de acordo com o ponto 6.3.1. Neste caso, P f e P r da equação 4 são iguais a zero, e P é igual a P m.

Se os dispositivos auxiliares/equipamento estiverem instalados de acordo com os pontos 6.3.2 e/ou 6.3.3, a potência por eles absorvida deve ser utilizada para corrigir cada valor instantâneo da potência do ciclo P m,i, do seguinte modo:

 (4)

em que:

P m,i	é a potência medida do motor, em kW
P f,i	é a potência absorvida por dispositivos auxiliares/equipamento a instalar, em kW
P r,i	é a potência absorvida por dispositivos auxiliares/equipamento a remover, em kW

6.4.   Sistema de admissão de ar do motor

Deve ser utilizado um sistema de admissão de ar do motor ou um sistema do laboratório de ensaio que produza uma restrição da admissão de ar de ± 300 Pa do valor máximo especificado pelo fabricante para um filtro de ar limpo à velocidade nominal e a plena carga. A pressão diferencial estática da restrição deve ser medida na localização especificada pelo fabricante.

6.5.   Sistema de escape do motor

Deve ser utilizado um sistema de escape do motor ou um sistema do laboratório de ensaio que produza uma contrapressão de escape de 80 a 100 % do valor máximo especificado pelo fabricante à velocidade nominal e a plena carga. Se a restrição máxima for de 5 kPa ou inferior, o ponto de regulação não deve ser inferior a 1,0 kPa do máximo. O sistema de escape deve preencher os requisitos para a recolha de amostras de gases de escape, tal como previsto nos pontos 9.3.10 e 9.3.11.

6.6.   Motor com sistema de pós-tratamento dos gases de escape

Se o motor estiver equipado com um sistema de pós-tratamento dos gases de escape, o tubo de escape deve ter o mesmo diâmetro que o tubo utilizado normalmente, ou em conformidade com as instruções fornecidas pelo fabricante, ao longo de, pelo menos, quatro diâmetros do tubo a montante da secção de expansão que contém o dispositivo de pós-tratamento. A distância da flange do colector de escape ou da saída do turbocompressor ao sistema de pós-tratamento dos gases de escape deve ser a mesma que na configuração do veículo, ou estar dentro das especificações do fabricante relativas à distância. A contrapressão ou a restrição dos gases de escape devem seguir os critérios acima indicados, e podem ser reguladas com uma válvula. Para dispositivos de pós-tratamento de restrição variável, a restrição máxima de gases de escape é definida nas condições de pós-tratamento (nível de rodagem/envelhecimento e regeneração/carga) especificadas pelo fabricante. Se a restrição máxima for de 5 kPa ou inferior, o ponto de regulação não deve ser inferior a 1,0 kPa do máximo. O recipiente do sistema de pós-tratamento pode ser removido durante os ensaios em branco e durante o mapeamento do motor e substituído por um recipiente equivalente com um suporte catalisador inactivo.

As emissões medidas no ciclo de ensaio devem ser representativas das emissões em serviço. Caso um motor equipado com um sistema de pós-tratamento de gases de escape exija a utilização de um reagente, o fabricante deve declarar o reagente utilizado para todos os ensaios.

Os motores equipados com sistemas de pós-tratamento de gases de escape com regeneração contínua não exigem um método de ensaio especial, mas o processo de regeneração precisa de ser demonstrado de acordo com o ponto 6.6.1.

Para motores equipados com sistemas de pós-tratamento de gases de escape de regeneração periódica, tal como descrito no ponto 6.6.2, os resultados das emissões devem ser ajustados a fim de terem em conta os ciclos de regeneração. Neste caso, as emissões médias dependem da frequência do ciclo de regeneração e, logo, da fracção de duração dos ensaios durante a qual se processa a regeneração.

6.6.1.   Regeneração contínua

As emissões medem-se com um sistema de pós-tratamento que tenha sido estabilizado de forma a proporcionar um comportamento de emissões repetível. O processo de regeneração deve ocorrer, pelo menos, uma vez durante o ensaio WHTC com arranque a quente, e o fabricante deve declarar as condições normais em que se verifica a regeneração (carga de fuligem, temperatura, contrapressão de escape, etc.).

Para demonstrar que o processo de regeneração é contínuo, é necessário realizar pelo menos três ensaios WHTC com arranque a quente. Para efeitos desta demonstração, deve aquecer-se o motor de acordo com o ponto 7.4.1, estabilizar-se a temperatura do motor de acordo com o ponto 7.6.3 e efectuar-se o primeiro ensaio WHTC com arranque a quente. Os ensaios com arranque a quente subsequentes devem ser realizados após estabilização da temperatura do motor de acordo com o ponto 7.6.3. Nos ensaios, as temperaturas e as pressões dos gases de escape devem ser registadas (temperatura antes e depois do sistema de pós-tratamento, contrapressão de escape, etc.).

Se as condições declaradas pelo fabricante se verificarem nos ensaios e os resultados dos três (ou mais) ensaios WHTC com arranque a quente não apresentarem uma dispersão superior a ± 25 % ou 0,005 g/kWh, conforme a que for maior, o sistema de pós-tratamento é considerado ser do tipo de regeneração contínua, e aplicam-se as disposições gerais de ensaio do ponto 7.6 (WHTC) e do ponto 7.7 (WHSC).

Se o sistema de pós-tratamento dos gases de escape tiver um modo de segurança que passa a modo de regeneração periódica, o primeiro deve ser verificado em conformidade com o disposto no ponto 6.6.2. Nesse caso específico, é possível ultrapassar os limites de emissões aplicáveis, que não serão ponderados.

6.6.2.   Regeneração periódica

No tocante a sistemas de pós-tratamento dos gases de escape baseados num processo de regeneração periódica, as emissões devem ser medidas durante, pelo menos, três ensaios WHTC com arranque a quente, um com ciclo de regeneração e dois sem ciclo de regeneração, num sistema de pós-tratamento dos gases de escape estabilizado, e os respectivos resultados ponderados em conformidade com a equação 5.

O processo de regeneração deve ocorrer, no mínimo, uma vez no decurso do ensaio WHTC com arranque a quente. O motor pode estar equipado com um interruptor capaz de impedir ou permitir o processo de regeneração, desde que esta operação não tenha efeitos sobre a calibração original do motor.

O fabricante deve declarar as condições normais dos parâmetros em que o processo de regeneração ocorre (carga de fuligem, temperatura, contrapressão de escape, etc.) e a sua duração. O fabricante deve também comunicar a frequência dos ciclos de regeneração em termos de número de ensaios durante os quais se processa a regeneração em relação ao número de ensaios sem regeneração. O método exacto para determinar essa frequência deve basear-se em dados de utilização com boas práticas de engenharia e deve ser acordado pela entidade homologadora ou de certificação.

O fabricante deve fornecer um sistema de pós-tratamento dos gases de escape que tenha sido carregado para se poder atingir a regeneração no decurso do ensaio WHTC. Para efeitos deste ensaio, deve aquecer-se o motor de acordo com o ponto 7.4.1, estabilizar-se a temperatura do motor de acordo com o ponto 7.6.3 e efectuar-se o primeiro ensaio WHTC com arranque a quente. A regeneração não deve ocorrer durante o aquecimento do motor.

As emissões específicas médias entre fases de regeneração devem ser determinadas com base na média aritmética de vários resultados de ensaios WHTC de arranque a quente aproximadamente equidistantes (g/kWh). Recomenda-se a realização de, no mínimo, um ensaio WHTC de arranque a quente tão próximo quanto possível antes de um ensaio de regeneração e de um ensaio WHTC de arranque a quente imediatamente após um ensaio de regeneração. Em alternativa, o fabricante pode fornecer dados que comprovem que as emissões permanecem constantes (±25 % ou 0,005 g/kWh, conforme o valor mais elevado) entre fases de regeneração. Neste caso, podem ser utilizadas as emissões de um único ensaio WHTC de arranque a quente.

Durante o ensaio de regeneração, todos os dados necessários para detectar a regeneração devem ser registados (emissões de CO ou NOx, temperatura antes e depois do sistema de pós-tratamento, contrapressão do escape, etc.).

Durante o ensaio de regeneração, os limites de emissões aplicáveis podem ser ultrapassados.

O método de ensaio está representado esquematicamente na figura 2.

Nos ensaios WHTC com arranque a quente, devem ponderar-se as emissões do seguinte modo:

 (5)

em que:

n	é o número de ensaios WHTC com arranque a quente sem regeneração
nr	é o número de ensaios WHTC com arranque a quente com regeneração (no mínimo, um ensaio)
	é a emissão específica média sem regeneração, g/kWh
	é a emissão específica média com regeneração, g/kWh

Para a determinação de, aplicam-se as seguintes disposições:

a)

Se a regeneração levar mais de um arranque a quente WHTC, devem efectuar-se ensaios completos sucessivos WHTC com arranque a quente e continuar a medir as emissões sem estabilizar e sem desligar o motor, até que esteja concluída a regeneração, bem como calcular a média dos resultados dos ensaios WHTC com arranque a quente;

b)	Se a regeneração for concluída durante qualquer arranque a quente WHTC, o ensaio deve prosseguir até ao fim do seu ciclo.

Com o acordo da entidade homologadora, é possível aplicar um factor de correcção de regeneração multiplicativo c) ou um factor aditivo d) com base numa análise técnica bem fundamentada.

c)	Devem calcular-se os factores de correcção multiplicativos do seguinte modo: (para cima) (6) (para baixo) (6a)

d)	Devem calcular-se os factores de correcção aditivos do seguinte modo: (para cima) (7) (para baixo) (8)

Tendo em conta os cálculos das emissões específicas referidos no ponto 8.6.3, os factores de correcção da regeneração devem ser aplicados do seguinte modo:

e)	para um ensaio sem regeneração, k r,u deve ser, respectivamente, multiplicado pelo valor e das emissões específicas das equações 69 ou 70 ou adicionado a este valor;

f)	para um ensaio com regeneração, k r,d deve ser, respectivamente, multiplicado pelo valor e das emissões específicas das equações 69 ou 70 ou subtraído deste valor;

A pedido do fabricante, os factores de correcção da regeneração:

g)	podem ser alargados a outros membros da mesma família de motores;

h)	podem ser alargados a outras famílias de motores que utilizem o mesmo sistema de pós-tratamento, mediante autorização prévia da entidade homologadora ou de certificação, baseada em elementos técnicos a fornecer pelo fabricante relativos à similitude das emissões.

6.7.   Sistema de arrefecimento

Deve utilizar-se um sistema de arrefecimento do motor com capacidade suficiente para manter o motor às temperaturas normais de funcionamento prescritas pelo fabricante.

6.8.   Lubrificante

O lubrificante deve ser especificado pelo fabricante, e ser representativo do lubrificante disponível no mercado; as especificações do lubrificante utilizado para o ensaio devem ser registadas e apresentadas com os resultados do ensaio.

6.9.   Especificação do combustível de referência

O combustível de referência é especificado no apêndice 2 do presente anexo para os motores IC e nos anexos 6 e 7 para os motores alimentados a GNC e a GPL.

A temperatura do combustível deve ser conforme às recomendações do fabricante.

6.10.   Emissões do cárter

As emissões do cárter não devem ser descarregadas directamente para a atmosfera ambiente, com a seguinte excepção: os motores equipados com turbocompressores, bombas, ventoinhas ou compressores de sobrealimentação para admissão de ar podem descarregar emissões do cárter para a atmosfera ambiente se essas emissões forem acrescentadas às emissões de gases de escape (física ou matematicamente) durante todos os ensaios de emissões. Os fabricantes que façam uso desta excepção devem instalar os motores de forma a que todas as emissões do cárter possam ser encaminhadas para o sistema de recolha de amostras das emissões.

Para efeitos do presente ponto, as emissões do cárter que são encaminhadas para o dispositivo de escape a montante do sistema de pós-tratamento das emissões de escape durante toda a operação não são consideradas como sendo descarregadas directamente para a atmosfera ambiente.

As emissões do cárter devem ser encaminhadas para o sistema de escape, para medição das emissões do seguinte modo:

a)	A tubagem deve ser lisa, feita de materiais condutores de electricidade que não reajam com as emissões do cárter. Os tubos devem ser o mais curtos possível.

b)	Os tubos utilizados no laboratório para recolher as emissões do cárter devem apresentar o mínimo de curvas possível e, quando estas forem inevitáveis, o raio de qualquer curvatura deve ser tão grande quanto possível.

c)	A tubagem utilizada no laboratório para recolher as emissões do cárter deve ser aquecida, de paredes finas ou isolada e cumprir as especificações do fabricante do motor relativas à contrapressão no cárter.

d)

A tubagem de escape do cárter deve estar ligada ao dispositivo de evacuação dos gases de escape brutos a jusante de qualquer sistema de pós-tratamento, a jusante de qualquer restrição de gases de escape instalada e suficientemente a montante de quaisquer sondas de recolha de amostras para assegurar a mistura completa com os gases de escape do motor antes da recolha de amostras. O tubo de escape do cárter deve penetrar na corrente livre de gases de escape, para evitar efeitos de camada-limite e facilitar a mistura. A saída do tubo de escape do cárter pode estar orientada em qualquer direcção, relativamente ao fluxo dos gases de escape brutos.

7.   MÉTODOS DE ENSAIO

7.1.   Princípios de medição das emissões

Para a medição das emissões específicas, o motor deve efectuar os ciclos de ensaio definidos nos pontos 7.2.1 e 7.2.2. A medição das emissões específicas exige a determinação da massa de componentes presentes nos gases de escape e do trabalho do ciclo do motor correspondente. Os componentes são determinados pelos métodos de amostragem descritos nos pontos 7.1.1 e 7.1.2.

7.1.1.   Recolha de amostras em contínuo

Na recolha de amostras em contínuo, a concentração dos componentes é medida continuamente a partir dos gases de escape brutos ou diluídos. Esta concentração é multiplicada pelo caudal contínuo dos gases de escape (brutos ou diluídos) no ponto de recolha das amostras de emissões para determinar o caudal mássico dos componentes. As emissões dos componentes são continuamente somadas durante o ciclo de ensaio. Esta soma corresponde à massa total dos componentes emitidos.

7.1.2.   Amostragem por lote

Na amostragem por lote, uma amostra de gases de escape brutos ou diluídos é continuamente extraída e armazenada para posterior medição. A amostra extraída deve ser proporcional ao caudal dos gases de escape brutos ou diluídos. Exemplos de amostragem por lote são a recolha de componentes gasosos diluídos num saco e a recolha de partículas (PM) num filtro. As concentrações recolhidas através de amostragem por lote são multiplicadas pela massa total dos gases de escape ou pelo caudal mássico dos gases de escape (brutos ou diluídos) de onde foram extraídas durante o ciclo de ensaio. Este produto corresponde à massa total ou ao caudal mássico dos componentes emitidos. Para calcular a concentração de partículas (PM), a quantidade de partículas depositadas num filtro, a partir dos gases de escape extraídos proporcionalmente, deve ser dividida pela quantidade dos gases de escape filtrados.

7.1.3.   Métodos de medição

O presente anexo prevê dois métodos de medição que são equivalentes em termos funcionais. Ambos os métodos podem ser utilizados para ambos os ciclos de ensaio WHTC e WHSC:

a)	são recolhidas amostras dos componentes gasosos em contínuo nos gases de escape brutos, e as partículas são determinadas utilizando um sistema de diluição do caudal parcial;

b)	os componentes gasosos e as partículas são determinados utilizando um sistema de diluição do caudal total (sistema CVS).

É permitida qualquer combinação de ambos os princípios (nomeadamente, medição dos gases brutos e medição de partículas do caudal total).

7.2.   Ciclos de ensaio

7.2.1.   Ciclo de ensaio em condições transitórias (WHTC)

O ciclo de ensaio em condições transitórias (WHTC) está apresentado no apêndice 1 como uma sequência segundo-a-segundo de valores normalizados da velocidade e binário. Para realizar o ensaio num banco de ensaio de motores, os valores normalizados devem ser convertidos em valores reais para o motor em ensaio, com base na curva do mapeamento do motor. Essa conversão é referida como desnormalização, e o ciclo de ensaios desenvolvido é referido como o ciclo de referência do motor a ensaiar. Utilizando esses valores de referência da velocidade e do binário, deve realizar-se o ciclo no banco de ensaio, registando-se os valores reais da velocidade, do binário e da potência. Para validar o ensaio, deve realizar-se uma análise de regressão entre os valores de velocidade, binário e potência reais e de referência, após a conclusão do ensaio.

Para o cálculo das emissões específicas, deve calcular-se o trabalho efectuado no ciclo real, mediante a integração da potência real do motor ao longo do ciclo. Para validação do ciclo, o trabalho efectuado no ciclo real deve situar-se dentro dos limites prescritos para o trabalho durante o ciclo de referência.

No que diz respeito aos gases poluentes, pode ser utilizada a amostragem em contínuo (gases de escape brutos ou diluídos) ou a amostragem por lote (gases de escape diluídos). A amostra de partículas deve ser diluída com um diluente condicionado (como ar ambiente) e recolhida num filtro único adequado para o efeito. A figura 3 representa esquematicamente o ensaio WHTC:

7.2.2.   Ciclo de ensaio em condições estabilizadas com rampas de transição WHSC

O ciclo de ensaio em condições estabilizadas com rampas de transição WHSC consiste num certo número de modos de velocidade e de carga normalizados que devem ser convertidos em valores de referência para o motor em ensaio, com base na curva do mapeamento do motor. O motor deve funcionar durante o tempo prescrito para cada modo, procedendo-se à mudança linear da velocidade e da carga do motor após 20 ± 1 segundos. Para validar o ensaio, deve realizar-se uma análise de regressão entre os valores de velocidade, binário e potência reais e de referência, após a conclusão do ensaio.

A concentração de cada gás poluente, o caudal dos gases de escape e a potência devem determinar-se ao longo do ciclo de ensaio. Os poluentes gasosos podem ser registados em contínuo ou recolher-se amostras em sacos. Deve diluir-se a amostra de partículas com um diluente condicionado (como ar ambiente). Deve retirar-se uma amostra durante o método de ensaio completo, que é recolhida num filtro único adequado para o efeito.

Para o cálculo das emissões específicas, deve calcular-se o trabalho efectuado no ciclo real, mediante a integração da potência real do motor ao longo do ciclo.

O ciclo WHSC é apresentado no quadro 1. À excepção do modo 1, o início de cada modo é definido como o início da rampa a partir do modo anterior.

Quadro 1

Ciclo de ensaio WHSC

Modo	Velocidade normalizada (%)	Binário normalizado (%)	Duração do modo (s) incl. a rampa de 20 s
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
Soma			1 895

7.3.   Desenrolar do ensaio

O fluxograma seguinte apresenta as instruções de carácter geral a adoptar durante o ensaio. Os pormenores de cada etapa são descritos nos pontos relevantes. São admitidos desvios relativamente a estas instruções, se necessário; no entanto, os requisitos específicos previstos nos pontos relevantes são obrigatórios.

Para o WHTC, o método de ensaio consiste num ensaio com arranque a frio, após o arrefecimento natural ou forçado do motor, um período de estabilização a quente e um ensaio com arranque a quente.

Para o WHSC, o método de ensaio consiste num ensaio com arranque a quente, após pré-condicionamento do motor no modo 9 do ensaio WHSC.

7.4.   Mapeamento do motor e ciclo de referência

Previamente ao mapeamento do motor, deve proceder-se a medições do motor, verificações do rendimento do motor e calibrações do sistema de ensaio, em conformidade com a sequência geral do ensaio descrito no ponto 7.3.

Como base para a geração do ciclo de referência WHTC e WHSC, deve executar-se o mapeamento do motor a plena carga para determinar as curvas de velocidade/binário máximo e de velocidade/potência máxima. A curva de mapeamento deve ser utilizada para desnormalizar a velocidade do motor (ponto 7.4.6) e o binário do motor (ponto 7.4.7).

7.4.1.   Aquecimento do motor

O motor deve ser aquecido por funcionamento a uma potência compreendida entre 75 % e 100 % da sua potência máxima, ou de acordo com a recomendação do fabricante e as boas práticas de engenharia. No final do aquecimento, o motor deve funcionar de modo a estabilizar as temperaturas do líquido de arrefecimento e do lubrificante do motor a ± 2 % dos seus valores médios durante, pelo menos, 2 minutos, ou até que o termóstato do motor controle a temperatura do motor.

7.4.2.   Determinação da gama das velocidades do mapeamento

Definem-se as velocidades mínima e máxima do mapeamento como segue:

Velocidade mínima do mapeamento	=	velocidade em marcha lenta sem carga;
Velocidade máxima do mapeamento	=	n hi × 1,02, ou velocidade em que o binário a plena carga cai para 0, conforme o que for menor.

7.4.3.   Curva de mapeamento do motor

Quando o motor estiver estabilizado nos termos do ponto 7.4.1, deve realizar-se o mapeamento do motor, procedendo do seguinte modo:

a)	Retira-se a carga do motor, que é operado à velocidade de marcha lenta sem carga;

b)	Faz-se funcionar o motor com a solicitação máxima do operador à velocidade mínima do mapeamento;

c)

Aumenta-se a velocidade do motor, a uma taxa média de 8 ± 1 min–1/s, da velocidade mínima para a velocidade máxima do mapeamento, ou a uma taxa constante de modo a que leve 4 a 6 min. para passar da velocidade mínima à velocidade máxima do mapeamento. Registam-se os pontos de velocidade e do binário do motor a uma frequência de amostragem de, pelo menos, um ponto por segundo.

Ao seleccionar a opção b) no ponto 7.4.7 para determinar os valores negativos do binário de referência, a curva do mapeamento pode continuar directamente com a solicitação mínima do operador, desde a velocidade máxima até à velocidade mínima do mapeamento.

7.4.4.   Mapeamento alternativo

Se um fabricante entender que as técnicas de mapeamento acima indicadas não são seguras nem representativas de um dado motor, podem utilizar-se técnicas de mapeamento alternativas. Essas técnicas alternativas devem respeitar a intenção dos métodos de mapeamento especificados para determinar o binário máximo disponível em todas as velocidades do motor atingidas durante os ciclos do ensaio. Quaisquer desvios das técnicas de mapeamento aqui especificadas, por razões de segurança ou representatividade, devem ser aprovadas pela entidade homologadora, juntamente com a justificação da sua utilização. Todavia, em caso algum poderá a curva de binário ser traçada com base em velocidades de motor descendentes, no que diz respeito aos motores regulados ou turbocomprimidos.

7.4.5.   Repetição de ensaios

Um motor não precisa de ser mapeado antes de cada ciclo de ensaio. Volta a fazer-se o mapeamento de um motor antes de um ciclo de ensaio, se:

a)	tiver passado um período de tempo não razoável desde o último mapeamento, de acordo com as boas práticas de engenharia; ou

b)	tiverem sido feitas alterações físicas ou calibrações ao motor que sejam susceptíveis de afectar o seu rendimento.

7.4.6.   Desnormalização da velocidade do motor

Para gerar os ciclos de referência, as velocidades normalizadas do apêndice 1 (WHTC) e do quadro 1 (WHSC) devem ser desnormalizadas, utilizando a seguinte equação:

 (9)

Para determinar n pref, deve calcular-se a integral do binário máximo de n idle a n 95h a partir da curva de mapeamento do motor, tal como determinada nos termos do ponto 7.4.3.

As velocidades do motor nas figuras 4 e 5 são definidas do seguinte modo:

n lo	é a velocidade mais baixa à qual a potência é 55 % da potência máxima;
n pref	é a velocidade do motor à qual a integral do binário máximo mapeado é 51 % da integral total entre n idle e n 95h;
n hi	é a velocidade mais alta à qual a potência é 70 % da potência máxima;
n idle	é a velocidade de marcha lenta sem carga;
n 95h	é a velocidade mais alta à qual a potência é 95 % da potência máxima.

Para os motores (principalmente motores de ignição comandada) com uma curva de regulação de declive elevado, em que o corte de combustível não permite fazer funcionar o motor até n hi ou n 95h, aplicam-se as seguintes disposições:

n hi	na equação 9 é substituído por n Pmax × 1,02;
n 95h	é substituído por n Pmax × 1,02.

7.4.7.   Desnormalização do binário do motor

Os valores do binário no programa do dinamómetro do motor do apêndice 1 (WHTC) e do quadro 1 (WHSC) são normalizados para o binário máximo à velocidade respectiva. Para gerar os ciclos de referência, os valores de binário para cada valor de velocidade de referência, como determinados no ponto 7.4.6 devem ser desnormalizadas, através da curva do mapeamento determinada de acordo com o ponto 7.4.3, do seguinte modo:

(10)

em que:

M norm,i	é o binário normalizado, em %;
M max,i	é o binário máximo da curva do mapeamento, em Nm;
M f,i	é o binário absorvido por dispositivos auxiliares/equipamento a instalar, em Nm;
M r,i	é o binário absorvido por dispositivos auxiliares/equipamento a remover, em Nm;

Se os dispositivos auxiliares/equipamento forem montados em conformidade com o ponto 6.3.1 e o apêndice 7, M f e M r são zero.

Os valores de binário negativos dos pontos de rotação sem alimentação (“m”, no apêndice 1) tomarão, para efeitos da geração do ciclo de referência, valores desnormalizados determinados de qualquer uma das seguintes formas:

a)	40 % negativos do binário positivo disponível no ponto de velocidade associado;

b)	mapeamento do binário negativo necessário para levar o motor sem alimentação da velocidade máxima do mapeamento à velocidade mínima do mapeamento;

c)	determinação do binário negativo necessário para fazer rodar o motor em marcha lenta sem carga e a n hi, bem como a interpolação linear entre esses dois pontos.

7.4.8.   Cálculo do trabalho do ciclo de referência

O trabalho do ciclo de referência deve determinar-se durante o ciclo de ensaio, ao calcular sincronicamente os valores instantâneos para a potência do motor, a partir da velocidade de referência e do binário de referência, como determinado nos pontos 7.4.6 e 7.4.7. Os valores instantâneos de potência do motor devem ser integrados durante o ciclo de ensaio para calcular o trabalho do ciclo de referência W ref (kWh). Se os dispositivos auxiliares não forem montados em conformidade com o ponto 6.3.1, os valores instantâneos de potência devem ser corrigidos utilizando a equação (4) do ponto 6.3.5.

Deve utilizar-se a mesma metodologia para integrar a potência de referência e a potência real. Se tiverem de ser determinados valores entre valores de referência adjacentes ou valores medidos adjacentes, deve utilizar-se a interpolação linear. Ao integrar o trabalho efectuado no ciclo real, quaisquer valores de binário negativos devem ser reduzidos a zero e incluídos. Se a integração for realizada a uma frequência inferior a 5 Hz e se, durante um dado intervalo de tempo, o valor do binário variar de positivo para negativo ou de negativo para positivo, deve calcular-se a porção negativa, que é seguidamente reduzida a zero. A porção positiva deve ser incluída no valor integrado.

7.5.   Procedimentos prévios ao ensaio

7.5.1.   Instalação do equipamento de medição

Devem instalar-se os instrumentos e as sondas de recolha de amostras conforme necessário. Deve ligar-se o tubo de escape ao sistema de diluição do caudal total, se utilizado.

7.5.2.   Preparação do equipamento de medição para amostragem

Devem ser tomadas as seguintes medidas antes do início da recolha de amostras das emissões:

a)	Devem efectuar-se verificações de estanquicidade no prazo de 8 horas antes da recolha de amostras de emissões, de acordo com o ponto 9.3.4;

b)	Para a amostragem por lote, devem ser ligados ao sistema de recolha de amostras meios de armazenamento limpos, tais como sacos sem ar;

c)	Todos os instrumentos de medição devem ser postos a funcionar de acordo com as instruções do seu fabricante e as boas práticas de engenharia;

d)	Os sistemas de diluição, bombas de recolha de amostras, ventoinhas de arrefecimento e o sistema de recolha de dados devem ser colocados em funcionamento;

e)	Os caudais das amostras devem ser regulados aos níveis desejados, utilizando um caudal derivado, se assim for desejado;

f)	Os permutadores de calor no sistema de recolha de amostras devem ser pré-aquecidos ou pré-arrefecidos até às respectivas gamas de temperatura de funcionamento previstas para um ensaio;

g)	Os componentes aquecidos ou arrefecidos, tais como linhas de recolha de amostras, filtros, refrigeradores e bombas, devem poder ser estabilizados às respectivas temperaturas de funcionamento;

h)	O caudal do sistema de diluição dos gases de escape deve estar ligado pelo menos 10 minutos antes de uma sequência de ensaio;

i)	Todos os dispositivos electrónicos de integração devem ser colocados a zero ou recolocados a zero, antes do início de qualquer período de ensaio.

7.5.3.   Verificação dos analisadores de gases

Devem estar seleccionadas as gamas de medição dos analisadores de gases. São permitidos os analisadores de emissões com interruptor de selecção de gamas automático ou manual. Durante o ciclo de ensaio, não deve ser alterada a gama dos analisadores de emissões. Ao mesmo tempo, o valor dos ganhos do amplificador operacional analógico do analisador não pode ser alterado durante o ciclo de ensaio.

A resposta ao zero e a resposta à calibração devem ser determinados para todos os analisadores que utilizem gases internacionalmente rastreáveis que cumpram as especificações do ponto 9.3.3. Os analisadores FID devem ser calibrados numa base de carbono 1 (C1).

7.5.4.   Preparação do filtro de recolha de amostras

Pelo menos uma hora antes do ensaio, deve colocar-se o filtro numa placa de Petri, protegida contra a contaminação pelas poeiras mas que permita a troca de ar, e numa câmara de pesagem, para efeitos de estabilização. No final do período de estabilização, deve pesar-se o filtro e registar-se a tara. Deve, então, armazenar-se o filtro numa placa de Petri fechada ou num suporte de filtro selado até ser necessário para o ensaio. O filtro deve ser utilizado no prazo de 8 horas a contar da sua remoção da câmara de pesagem.

7.5.5.   Regulação do sistema de diluição

Deve regular-se o caudal total dos gases de escape diluídos de um sistema de diluição do caudal total ou o caudal diluído dos gases de escape através de um sistema de diluição do caudal parcial para eliminar a condensação de água do seu sistema e obter uma temperatura à face do filtro compreendida entre 315 K (42° C) e 325 K (52° C).

7.5.6.   Arranque do sistema de recolha de partículas

O sistema de recolha de partículas deve funcionar em derivação. A concentração de fundo de partículas no diluente pode ser determinada pela recolha de amostras do diluente antes da entrada dos gases de escape no túnel de diluição. A medição pode ser feita antes ou depois do ensaio. Se a medição for feita no início e no final do ciclo, pode calcular-se a média dos valores. Se for utilizado um sistema diferente para a recolha de amostras destinadas à medição da concentração de fundo, a medição deve ser feita paralelamente ao ensaio.

7.6.   Realização do ciclo WHTC

7.6.1.   Arrefecimento do motor

Pode ser aplicado um procedimento de arrefecimento natural ou forçado. Para um arrefecimento forçado, devem utilizar-se técnicas reconhecidas para criar sistemas que enviem ar frio para o motor, e óleo frio para o sistema de lubrificação do motor, que removam o calor do líquido de arrefecimento através do sistema de arrefecimento do motor e que de retirem o calor de um sistema de pós-tratamento dos gases de escape. No caso do arrefecimento forçado de um sistema de pós-tratamento de gases de escape, o ar de arrefecimento não deve ser aplicado antes de a temperatura do sistema de pós-tratamento ter caído abaixo da temperatura de activação catalítica. Não são autorizados procedimentos que conduzam a emissões não representativas.

7.6.2.   Ensaio com arranque a frio

Deve iniciar-se o ensaio com arranque a frio quando as temperaturas do lubrificante do motor, do líquido de arrefecimento e dos sistemas de pós-tratamento se encontrarem entre 293 K e 303 K (20 e 30 °C). Pode utilizar-se um dos seguintes métodos para ligar o motor:

a)	o arranque do motor é feito de acordo com as recomendações do manual de utilização, recorrendo a um motor de arranque de produção e a uma bateria devidamente carregada ou a uma fonte de alimentação eléctrica apropriada; ou

b)

faz-se com recurso ao dinamómetro. Faz-se funcionar o motor a ± 25 % da sua velocidade característica de arranque em serviço. Pára-se o arranque do motor 1 segundo após ter arrancado. Se o motor não arrancar após 15 segundos de tentativa de arranque, pára-se o arranque e determina-se o motivo da falha, a menos que, o manual de utilização ou o manual de serviço e reparação considerem normal um período de arranque mais longo.

7.6.3.   Período de estabilização a quente

Imediatamente após a conclusão do ensaio com arranque a frio, acondiciona-se o motor para o ensaio com arranque a quente utilizando um período de 10 ± 1 minutos de estabilização a quente.

7.6.4.   Ensaio com arranque a quente

Arranca-se o motor no final do período de estabilização a quente, tal como definido no ponto 7.6.3 utilizando os métodos de arranque indicados no ponto 7.6.2.

7.6.5.   Sequência do ensaio

A sequência do ensaio com arranque a frio e do ensaio com arranque a quente começa com o arranque do motor. Depois de o motor estar em funcionamento, deve iniciar-se o controlo do ciclo de forma a que o funcionamento do motor corresponda ao primeiro ponto de regulação do ciclo.

O WHTC é executado de acordo com o ciclo de referência tal como estabelecido no ponto 7.4. Determinam-se os pontos de controlo da velocidade e do binário do motor com uma frequência de 5 Hz ou superior (recomenda-se 10 Hz). Calculam-se os pontos de regulação através de interpolação linear entre os pontos de regulação a 1 Hz do ciclo de referência. Registam-se a velocidade e o binário reais do motor pelo menos uma vez por segundo durante o ciclo do ensaio (1 Hz), podendo os sinais ser electronicamente filtrados.

7.6.6.   Recolha de dados de emissões pertinentes

No início da sequência de ensaio, os aparelhos de medida devem ser postos em funcionamento para realizarem simultaneamente as seguintes operações:

a)	começar a recolher ou analisar o ar diluente, se for utilizado um sistema de diluição em circuito total;

b)	começar a recolher ou analisar os gases de escape brutos ou diluídos, dependendo do método utilizado;

c)	começar a medição da quantidade dos gases de escape diluídos e as temperaturas e pressões requeridas;

d)	começar o registo do caudal mássico dos gases de escape, se for utilizada a análise dos gases de escape brutos;

e)	começar o registo dos dados da velocidade e do binário provenientes do dinamómetro.

Se se utilizar a medição dos gases de escape brutos, medem-se continuamente as concentrações das emissões [(NM)HC, CO e NOx] e o caudal mássico dos gases de escape, sendo registados pelo menos intervalos de 2 Hz num computador. Todos os outros dados podem ser registados com uma frequência de amostragem de, pelo menos, 1 Hz. No que diz respeito aos analisadores analógicos, regista-se a resposta, podendo os dados de calibração ser aplicados em linha ou não durante a avaliação dos dados.

Se for utilizado um sistema de diluição do caudal total, medem-se continuamente as emissões de HC e de NOx no túnel de diluição com uma frequência de, pelo menos, 2 Hz. Determinam-se as concentrações médias integrando os sinais do analisador ao longo do ciclo de ensaio. O tempo de resposta do sistema não deve ser superior a 20 s, e deve ser coordenado com as flutuações de fluxo do CVS e os desvios do tempo de recolha de amostras/ciclo de ensaio, se necessário. As emissões de CO, CO2, e NMHC podem ser determinadas por integração dos sinais de medição contínua ou por análise das concentrações no saco de recolha de amostras, recolhidas ao longo do ciclo. Determinam-se as concentrações dos gases poluentes no diluente antes do ponto em que os gases de escape entram no túnel de diluição por integração ou por recolha no saco de gases de fundo. Registam-se todos os outros parâmetros que precisam de ser medidos com um mínimo de uma medição por segundo (1 Hz).

7.6.7.   Recolha de partículas

No início da sequência de ensaio, o sistema de recolha de partículas deve ser comutado do modo de derivação para o modo de recolha.

Se se utilizar um sistema de diluição do caudal parcial, a(s) bomba(s) de recolha de amostras deve(m) ser controladas(s) de modo a que o caudal através da sonda ou do tubo de transferência de recolha de amostras de partículas se mantenha proporcional ao caudal mássico dos gases de escape, tal como indicado no ponto 9.4.6.1.

Se se utilizar um sistema de diluição do caudal total, a(s) bomba(s) de recolha de amostras deve(m) ser regulada(s) de modo a que o caudal através da sonda ou do tubo de transferência de recolha de amostras de partículas se mantenha num valor a ±2,5 % do caudal fixado. Se se utilizar a compensação do caudal (ou seja, controlo proporcional do caudal de amostragem), deve-se demonstrar que a razão entre o caudal no túnel principal e o caudal de recolha de amostras das partículas não varia em mais de ±2,5 % do seu valor fixado (excepto para os 10 primeiros segundos da recolha de amostras). Registam-se a temperatura e a pressão médias à entrada do(s) aparelho(s) de medição dos gases ou dos instrumentos de medição do caudal. Caso não se possa manter o caudal regulado durante o ciclo completo (com uma tolerância de ±2,5 %) devido à elevada carga de partículas no filtro, o ensaio é anulado. Volta-se a efectuar o ensaio utilizando um caudal de amostras inferior.

7.6.8.   Paragem do motor e avaria do equipamento

Em caso de paragem do motor a qualquer momento do ensaio com arranque a frio, o ensaio é anulado. O motor é pré-condicionado e procede-se a um novo arranque em conformidade com os requisitos do ponto 7.6.2 a fim de repetir o ensaio.

Em caso de paragem do motor a qualquer momento do ensaio com arranque a quente, o ensaio é anulado. Estabiliza-se a temperatura do motor de acordo com o ponto 7.6.3 e repete-se o ensaio com arranque a quente. Neste caso, não é necessário repetir o ensaio com arranque a frio.

Em caso de avaria em qualquer um dos aparelhos necessários durante o ciclo de ensaio, o ensaio é anulado e repetido de acordo com as disposições já referidas.

7.7.   Realização do ciclo WHSC

7.7.1.   Pré-condicionamento do sistema de diluição e do motor

Arranca-se e aquece-se o sistema de diluição e o motor de acordo com o ponto 7.4.1. Após o aquecimento, o motor e o sistema de amostragem são pré-condicionados mediante o funcionamento do motor em modo 9 (ver ponto 7.2.2, quadro 1) durante, no mínimo, 10 minutos enquanto se faz funcionar simultaneamente o sistema de diluição. Podem então ser recolhidas amostras provisórias de partículas. Os filtros de amostras de partículas não precisam de ser estabilizados nem pesados, e podem ser descartados. Regulam-se os caudais aproximadamente ao nível dos caudais seleccionados para o ensaio. O motor é desligado após o pré-condicionamento.

7.7.2.   Arranque do motor

5 ± 1 minutos após a conclusão do pré-condicionamento no modo 9, e nos termos do ponto 7.7.1, arranca-se o motor de acordo com o procedimento de arranque recomendado pelo fabricante no respectivo manual de utilização, utilizando quer um motor de arranque de produção quer o dinamómetro, tal como indicado no ponto 7.6.2.

7.7.3.   Sequência do ensaio

A sequência de ensaio começa depois do funcionamento do motor e no espaço de um minuto depois do controlo do funcionamento do motor para corresponder ao primeiro modo do ciclo (de marcha lenta sem carga).

O ensaio WHSC é executado segundo a ordem de modos de ensaio enunciados no quadro 1 do ponto 7.2.2.

7.7.4.   Recolha de dados de emissões pertinentes

No início da sequência de ensaio, os aparelhos de medida devem ser postos em funcionamento para realizarem simultaneamente as seguintes operações:

a)	começar a recolher ou analisar o diluente, se for utilizado um sistema de diluição em circuito total;

b)	começar a recolher ou analisar os gases de escape brutos ou diluídos, dependendo do método utilizado;

c)	começar a medição da quantidade dos gases de escape diluídos e as temperaturas e pressões requeridas;

d)	começar o registo do caudal mássico dos gases de escape, se for utilizada a análise dos gases de escape brutos;

e)	começar o registo dos dados da velocidade e do binário provenientes do dinamómetro.

Se se utilizar a medição dos gases de escape brutos, medem-se continuamente as concentrações das emissões [(NM)HC, CO e NOx] e o caudal mássico dos gases de escape, sendo registados pelo menos intervalos de 2 Hz num computador. Todos os outros dados podem ser registados com uma frequência de amostragem de, pelo menos, 1 Hz. No que diz respeito aos analisadores analógicos, regista-se a resposta, podendo os dados de calibração ser aplicados em linha ou não durante a avaliação dos dados.

Se for utilizado um sistema de diluição do caudal total, medem-se continuamente as emissões de HC e de NOx no túnel de diluição com uma frequência de, pelo menos, 2 Hz. Determinam-se as concentrações médias integrando os sinais do analisador ao longo do ciclo de ensaio. O tempo de resposta do sistema não deve ser superior a 20 s, e deve ser coordenado com as flutuações de fluxo do CVS e os desvios do tempo de recolha de amostras/ciclo de ensaio, se necessário. As emissões de CO, CO2, e NMHC podem ser determinadas por integração dos sinais de medição contínua ou por análise das concentrações no saco de recolha de amostras, recolhidas ao longo do ciclo. Determinam-se as concentrações dos gases poluentes no diluente antes do ponto em que os gases de escape entram no túnel de diluição, por integração ou por recolha no saco de gases de fundo. Registam-se todos os outros parâmetros que precisam de ser medidos com um mínimo de uma medição por segundo (1 Hz).

7.7.5.   Recolha de partículas

No início da sequência de ensaio, o sistema de recolha de partículas deve ser comutado do modo de derivação para o modo de recolha. Se se utilizar um sistema de diluição do caudal parcial, a(s) bomba(s) de recolha de amostras deve(m) ser controlada(s) de modo a que o caudal através da sonda ou do tubo de transferência de recolha de amostras de partículas se mantenha proporcional ao caudal mássico dos gases de escape, tal como indicado no ponto 9.4.6.1.

Se se utilizar um sistema de diluição do caudal total, a(s) bomba(s) de recolha de amostras deve(m) ser regulada(s) de modo a que o caudal através da sonda ou do tubo de transferência de recolha de amostras de partículas se mantenha num valor a ±2,5 % do caudal fixado. Se se utilizar a compensação do caudal (ou seja, controlo proporcional do caudal de amostragem), deve-se demonstrar que a razão entre o caudal no túnel principal e o caudal de recolha de amostras das partículas não varia em mais de ±2,5 % do seu valor fixado (excepto para os 10 primeiros segundos da recolha de amostras). Registam-se a temperatura e a pressão médias à entrada do(s) aparelho(s) de medição dos gases ou dos instrumentos de medição do caudal. Caso não se possa manter o caudal regulado durante o ciclo completo (com uma tolerância de ±2,5 %) devido à elevada carga de partículas no filtro, o ensaio é anulado. Volta-se a efectuar o ensaio utilizando um caudal de amostras inferior.

7.7.6.   Paragem do motor e avaria do equipamento

Em caso de paragem do motor a qualquer momento durante o ciclo, o ensaio é anulado. O motor é pré-condicionado nos termos do ponto 7.7.1 e procede-se a um novo arranque em conformidade com o ponto 7.7.2, repetindo-se o ensaio.

Em caso de avaria em qualquer um dos aparelhos necessários durante o ciclo de ensaio, o ensaio é anulado e repetido de acordo com as disposições já referidas.

7.8.   Procedimentos depois do ensaio

7.8.1.   Operações após o ensaio

No fim do ensaio, pára-se a medição do caudal mássico dos gases de escape, do volume dos gases de escape diluídos, do caudal de gás para os sacos de recolha de amostras e da bomba de recolha de amostras de partículas. No que diz respeito a um sistema analisador por integração, continua-se com a recolha de amostras até que os tempos de resposta do sistema tenham passado.

7.8.2.   Verificação da recolha proporcional de amostras

Para qualquer amostra proporcional por lote, como uma amostra de saco ou amostra de PM, deve verificar-se que a recolha proporcional de amostras foi mantida de acordo com os pontos 7.6.7 e 7.7.5. Qualquer amostra que não cumpra os requisitos é anulada.

7.8.3.   Condicionamento e pesagem das partículas (PM)

O filtro de partículas deve ser colocado em contentores cobertos ou selados ou os suportes dos filtros devem ser fechados, a fim de proteger os filtros de amostra contra a contaminação ambiente. Assim protegido, o filtro leva-se de novo para a câmara de pesagem. Acondiciona-se o filtro durante, pelo menos, uma hora, e pesa-se então de acordo com o ponto 9.4.5. Regista-se a massa bruta do filtro.

7.8.4.   Verificação do desvio

Assim que possível, mas o mais tardar 30 minutos depois da conclusão do ciclo de ensaio ou durante o período de estabilização a quente, devem ser determinadas as respostas no zero e no ponto final das gamas utilizadas do analisador de gases. Para efeitos do presente ponto, o ciclo de ensaio é definido do seguinte modo:

a)	para o WHTC: a sequência completa arranque a frio – período de estabilização – arranque a quente;

b)	para o ensaio WHTC com arranque a quente (ponto 6.6): a sequência período de estabilização – arranque a quente;

c)	para o ensaio WHTC com arranque a quente com regeneração múltipla (ponto 6.6): o número total de ensaios com arranque a quente;

d)	para o WHSC: o ciclo de ensaio.

Para a deriva do analisador, aplicam-se as seguintes disposições:

a)	as respostas no zero e no ponto final antes e depois do ensaio podem ser directamente inseridas na equação 66 do ponto 8.6.1 sem determinar a deriva;

b)	se a diferença da deriva entre os resultados antes e após o ensaio for inferior a 1 % da escala completa, as concentrações medidas podem ser utilizadas não corrigidas ou podem ser corrigidas dos efeitos da deriva de acordo com o ponto 8.6.1;

c)	se a diferença da deriva entre os resultados antes do ensaio e após o ensaio for igual ou superior a 1 % da escala completa, o ensaio é anulado ou as concentrações medidas são corrigidas dos efeitos da deriva de acordo com o ponto 8.6.1.

7.8.5.   Análise das amostras de gases recolhidos em sacos

Assim que seja possível, devem ser efectuadas as operações seguintes:

a)	as amostras de gases recolhidos em sacos devem ser analisadas o mais tardar 30 minutos depois da conclusão do ensaio com arranque a quente ou durante o período de estabilização para o ensaio com arranque a frio,

b)	as amostras de partículas de fundo devem ser analisadas o mais tardar 60 minutos depois da conclusão do ensaio com arranque a quente.

7.8.6.   Validação do trabalho do ciclo

Antes de calcular o trabalho efectuado no ciclo real, desprezam-se quaisquer pontos registados no arranque do motor. O trabalho efectuado no ciclo real determina-se durante o ciclo de ensaio ao utilizar sincronicamente os valores reais da velocidade e do binário para calcular os valores instantâneos para a potência do motor. Os valores instantâneos de potência do motor são integrados durante o ciclo de ensaio para calcular o trabalho efectuado no ciclo real W act (kWh). Se os dispositivos auxiliares/equipamento não forem montados em conformidade com o ponto 6.3.1, os valores instantâneos de potência devem ser corrigidos utilizando a equação (4) do ponto 6.3.5.

Utiliza-se a mesma metodologia conforme descrita no ponto 7.4.8 para integrar a potência real do motor.

O trabalho W act efectuado no ciclo real é utilizado para efeitos de comparação com o trabalho W ref efectuado no ciclo de referência e para calcular as emissões específicas (ver ponto 8.6.3).

W act está entre 85 % e 105 % de W ref.

7.8.7.   Estatística de validação do ciclo de ensaios

Efectuam-se regressões lineares dos valores reais (n act, M act, P act) em relação aos valores de referência (n ref, M ref, P ref) para ambos os ciclos de ensaio WHTC e WHSC.

Para minimizar a influência do intervalo de tempo entre os valores do ciclo de referência e do ciclo real, toda a sequência do sinal real da velocidade e do binário do motor pode ser avançada ou atrasada no tempo em relação à sequência da velocidade e do binário de referência. Se os sinais reais forem desviados, tanto a velocidade como o binário devem ser desviados da mesma quantidade no mesmo sentido.

Utiliza-se o método dos mínimos quadrados, tendo a melhor equação a seguinte forma:

 (11)

em que:

y	é o valor real da velocidade (min–1), do binário (Nm) ou da potência (kW);
a1	é o declive da recta de regressão;
x	é o valor de referência da velocidade (min–1), do binário (Nm) ou da potência (kW);
a0	é a ordenada da recta de regressão com origem no ponto y.

Calculam-se, para cada recta de regressão, o erro-padrão da estimativa (SEE) de y em relação a x e o coeficiente de determinação (r2).

Recomenda-se que esta análise seja realizada a 1 Hertz. Para que um ensaio seja considerado válido, devem ser preenchidos os critérios do quadro 2 (WHTC) ou do quadro 3 (WHSC).

Quadro 2

Tolerâncias de recta de regressão para o WHTC

	Velocidade	Binário	Potência
Erro-padrão da estimativa (SEE) de y em relação a x	no máximo, 5 % da velocidade máxima de ensaio	no máximo, 10 % do binário máximo do motor	no máximo, 10 % da potência máxima do motor
Declive da recta de regressão, a1	0,95 a 1,03	0,83 – 1,03	0,89 – 1,03
Coeficiente de determinação, r2	no mínimo, 0,970	no mínimo, 0,850	no mínimo, 0,910
a0, ordenada da recta de regressão com origem no ponto y	no máximo, 10 % da marcha lenta sem carga	± 20 Nm ou ± 2 % do binário máximo, conforme o que for maior	± 4 kW ou ± 2 % da potência máxima, conforme a que for maior

Quadro 3

Tolerâncias de recta de regressão para o WHSC

	Velocidade	Binário	Potência
Erro-padrão da estimativa (SEE) de y em relação a x	no máximo, 1 % da velocidade máxima de ensaio	no máximo, 2 % do binário máximo do motor	no máximo, 2 % da potência máxima do motor
Declive da recta de regressão, a1	0,99 a 1,01	0,98 – 1,02	0,98 – 1,02
Coeficiente de determinação, r2	no mínimo, 0,990	no mínimo, 0,950	no mínimo, 0,950
a0, ordenada da recta de regressão com origem no ponto y	no máximo, 1 % da velocidade máxima de ensaio	± 20 Nm ou ± 2 % do binário máximo, conforme o que for maior	± 4 kW ou ± 2 % da potência máxima, conforme a que for maior

Apenas para efeitos da regressão, são admitidas omissões de pontos onde indicado no quadro 4 antes de fazer o cálculo de regressão. Todavia, esses pontos não devem ser omitidos para o cálculo do trabalho do ciclo e das emissões. A omissão de pontos pode ser aplicada à totalidade ou a qualquer parte do ciclo.

Quadro 4

Pontos que é admissível omitir da análise de regressão

Ocorrência	Condições	Omissões de pontos admitidas
Solicitação mínima de potência do operador (ponto de marcha lenta)	n ref = 0 % e M ref = 0 % e M act > (M ref – 0,02M max. mapped torque) e M act < (M ref + 0,02M max. mapped torque)	velocidade e potência
Solicitação mínima de potência do operador (motoring)	M ref < 0 %	potência e binário
Solicitação mínima de potência do operador	n act ≤ 1,02 n ref e M act > M ref ou n act > n ref e M act ≤ M ref' ou n act > 1,02 n ref e M ref < M act ≤ (M ref + 0,02M max. mapped torque)	potência e quer binário quer velocidade
Solicitação máxima de potência do operador	n act < n ref e M act ≥ M ref ou n act ≥ 0,98 n ref e M act < M ref ou n act < 0,98 n ref e M ref > M act ≥ (M ref– 0,02M max. mapped torque)	potência e quer binário quer velocidade

8.   CÁLCULO DAS EMISSÕES

O resultado final do ensaio deve ser arredondado, de uma só vez, ao número de casas decimais indicado pela norma de emissão aplicável mais um algarismo significativo adicional, em conformidade com a norma ASTM E 29-06B. Não é permitido arredondar os valores intermédios para obter o resultado final no que se refere às emissões específicas.

O apêndice 6 apresenta exemplos dos métodos de cálculo.

O cálculo das emissões numa base molar, em conformidade com o anexo 7 do gtr n.o [xx] referente ao protocolo de ensaio de emissões de gases de escape para máquinas móveis não rodoviárias (NRMM), é permitido com o acordo prévio da entidade homologadora.

8.1.   Correcção para a passagem de base seca a base húmida

Se as emissões forem medidas em base seca, a concentração medida deve ser convertida em base húmida, de acordo com a fórmula seguinte:

 (12)

em que:

c d	é a concentração em base seca, em ppm ou % volume;
kw	é o factor de correcção base seca / base húmida (k w,a, k w,e, ou k w,d dependendo da equação utilizada).

8.1.1.   Gases de escape brutos

 (13)

ou

 (14)

ou

 (15)

com

 (16)

e

 (17)

em que:

H a	é a humidade do ar de admissão, em g de água por kg de ar seco;
w ALF	é o teor de hidrogénio do combustível, em % massa;
q mf,i	é o caudal mássico instantâneo do combustível, em kg/s;
q mad,I	é o caudal mássico instantâneo do ar de admissão em base seca, em kg/s;
p r	é a pressão do vapor de água depois de um banho de arrefecimento, em kPa;
p b	é a pressão atmosférica total, em kPa;
w DEL	é o teor de azoto do combustível, em % massa;
w EPS	é o teor de oxigénio do combustível, em % massa;
α	é o quociente molar do hidrogénio do combustível;
c CO2	é a concentração de CO2 em seco, em %;
c CO	é a concentração de CO em seco, em %.

As equações (13) e (14) são fundamentalmente idênticas, sendo o factor 1,008 nas equações (13) e (15) uma aproximação do denominador mais preciso na equação (14).

8.1.2.   Gases de escape diluídos

 (18)

ou

 (19)

com

 (20)

em que:

α	é o quociente molar do hidrogénio do combustível;
c CO2w	é a concentração de CO2 em húmido, em %;
c CO2d	é a concentração de CO2 em seco, em %;
H d	é a humidade do diluente, em g de água por kg de ar seco;
H a	é a humidade do ar de admissão, em g de água por kg de ar seco;
D	é o factor de diluição (ver ponto 8.5.2.3.2)

8.1.3.   Diluente

 (21)

com

 (22)

em que:

H d	é a humidade do diluente, em g de água por kg de ar seco.

8.2.   Correcção de NOx em função da humidade

Dado que as emissões de NOx dependem das condições do ar ambiente, deve corrigir-se a concentração de NOx em função da humidade através dos factores dados nos pontos 8.2.1 ou 8.2.2. A humidade do ar de admissão, Ha, pode ser derivada da medição da humidade relativa, da medição do ponto de orvalho, da medição da pressão de vapor ou da medição do bolbo seco/húmido, com base nas equações geralmente aceites.

8.2.1.   Motores de ignição por compressão

 (23)

em que:

H a	é a humidade do ar de admissão, em g de água por kg de ar seco.

8.2.2.   Motor de ignição comandada

 (24)

em que:

H a	é a humidade do ar de admissão, em g de água por kg de ar seco.

8.3.   Correcção da flutuabilidade do filtro de partículas

A massa do filtro de recolha de amostras deve ser corrigida em função dos efeitos da sua flutuabilidade no ar. A correcção da flutuabilidade depende da densidade do filtro de recolha de amostras, da densidade do ar e da densidade dos pesos de calibração da balança e não tem em conta a flutuabilidade das partículas propriamente ditas. A correcção da flutuabilidade deve aplicar-se tanto à massa da tara do filtro como à massa bruta do filtro.

Se a densidade do material filtrante não for conhecida, devem utilizar-se as seguintes densidades:

a)	filtro de fibra de vidro revestido a teflon: 2 300 kg/m3

b)	filtro de membrana em teflon: 2 144 kg/m3

c)	filtro de membrana em teflon com anel de suporte em polimetilpenteno: 920 kg/m3

Quanto aos pesos de calibração em aço inoxidável, deve utilizar-se uma densidade de 8 000 kg/m3. Se o material dos pesos de calibração for diferente, é necessário conhecer a sua densidade.

Deve aplicar-se a seguinte equação:

 (25)

com

 (26)

em que:

m uncor	é a massa do filtro de partículas não corrigida, em mg;
ρ a	é a densidade do ar, em kg/m3;
ρ w	é a densidade dos pesos de calibração da balança, em kg/m3;
ρ f	é a densidade do filtro de recolha de amostras de partículas, em kg/m3;
p b	é a pressão atmosférica total, em kPa;
T a	é a temperatura do ar na proximidade da balança, em K;
28,836	é a massa molar do ar à humidade de referência (282,5 K), em g/mol;
8,3144	é a constante molar dos gases.

A massa mp das amostras de partículas utilizada nos pontos 8.4.3 e 8.5.3 deve ser calculada do seguinte modo:

 (27)

em que:

m f,G	é a massa bruta do filtro de partículas corrigida em função dos efeitos da flutuabilidade, em mg;
m f,T	é a massa da tara do filtro de partículas corrigida em função dos efeitos da flutuabilidade, em mg.

8.4.   Diluição do caudal parcial (PFS) e medição dos gases brutos

Utilizam-se os sinais da concentração instantânea dos componentes gasosos para o cálculo das emissões mássicas por multiplicação pelo caudal mássico instantâneo dos gases de escape. O caudal mássico dos gases de escape pode ser medido directamente, ou calculado utilizando os métodos de medição dos caudais do ar de admissão e do combustível, do gás marcador ou da medição do caudal de ar de admissão e da relação ar/combustível). Deve prestar-se uma atenção especial aos tempos de resposta dos diferentes instrumentos. Essas diferenças devem ser tomadas em conta através do alinhamento temporal dos sinais. No que diz respeito às partículas, os sinais do caudal mássico dos gases de escape são utilizados para controlar o sistema de diluição do caudal parcial, para se obter uma amostra proporcional ao caudal mássico dos gases de escape. A qualidade da proporcionalidade deve ser verificada mediante a aplicação de uma análise de regressão entre a amostra e o caudal dos gases de escape, em conformidade com o ponto 9.4.6.1. Os princípios do ensaio completo estão representados esquematicamente na figura 6.

8.4.1.   Determinação do caudal mássico dos gases de escape

8.4.1.1.   Introdução

Para calcular as emissões contidas nos gases de escape brutos e para regular um sistema de diluição do caudal parcial, é necessário conhecer o caudal mássico dos gases de escape. Para determinar este caudal, pode utilizar-se qualquer um dos métodos descritos nos pontos 8.4.1.3 a 8.4.1.7.

8.4.1.2.   Tempo de resposta

Para efeitos do cálculo das emissões, o tempo de resposta de qualquer método descrito nos pontos 8.4.1.3 a 8.4.1.7 deve ser igual ou inferior ao tempo de resposta do analisador de ≤ 10 s, conforme definido no ponto 9.3.5.

Para efeitos do controlo de um sistema de diluição do caudal parcial, é necessária uma resposta mais rápida. No que diz respeito aos sistemas de diluição do caudal parcial com controlo em linha, é necessário um tempo de resposta ≤ 0,3 s. Para os sistemas de diluição do caudal parcial com controlo antecipado baseado num ensaio pré-registado, é necessário um tempo de resposta do sistema de medição do caudal dos gases de escape ≤ 5 s, com um tempo de subida ≤ 1 segundo. O tempo de resposta do sistema deve ser especificado pelo fabricante do instrumento. Os requisitos combinados relativos ao tempo de resposta para o caudal dos gases de escape e o sistema de diluição do fluxo parcial são os indicados no ponto 9.4.6.1.

8.4.1.3.   Método de medição directa

A medição directa do caudal instantâneo dos gases de escape deve ser efectuada pelos seguintes sistemas:

a)	dispositivos para o diferencial de pressão, tal como tubeiras de caudal (ver norma ISO 5167);

b)	medidor de caudal ultrassónico;

c)	medidor de caudal por vórtices.

Devem ser tomadas precauções para evitar erros de medição susceptíveis de influenciar os valores das emissões. Tais precauções incluem a instalação cuidadosa do dispositivo no sistema de escape do motor, de acordo com as recomendações do fabricante e com as boas práticas de engenharia. Em especial, o rendimento do motor e as emissões não devem ser afectados pela instalação do dispositivo.

Os medidores de caudais devem cumprir os requisitos de linearidade do ponto 9.2.

8.4.1.4.   Método de medição do ar e do combustível

Trata-se de medir o caudal de ar e o caudal de combustível com medidores de caudais adequados. O cálculo do caudal instantâneo dos gases de escape deve fazer-se do seguinte modo:

 (28)

em que:

q mew,i	é o caudal mássico instantâneo dos gases de escape, em kg/s;
q maw,i	é o caudal mássico instantâneo do ar de admissão, em kg/s;
q mf,i	é o caudal mássico instantâneo do combustível, em kg/s.

Os medidores de caudais devem cumprir os requisitos de linearidade previstos no ponto 9.2, devendo, no entanto, ser suficientemente precisos para cumprirem igualmente os requisitos de linearidade relativos ao caudal dos gases de escape.

8.4.1.5.   Método de medição com um gás marcador

Este método envolve a medição da concentração de um gás marcador nos gases de escape.

Deve injectar-se uma quantidade conhecida de um gás inerte (p. ex., hélio puro) no caudal dos gases de escape como marcador. O gás é misturado e diluído com os gases de escape, mas não deve reagir no tubo de escape. A concentração do gás deve ser, então, medida na amostra de gases de escape.

Para assegurar a mistura completa do gás marcador, a sonda de recolha de amostras dos gases de escape deve estar localizada, pelo menos, a l metro ou 30 vezes o diâmetro do tubo de escape, conforme o que for maior, a jusante do ponto de injecção do gás marcador. A sonda de recolha de amostras pode estar localizada mais próximo do ponto de injecção, se se verificar a mistura completa, por comparação da concentração do gás marcador com a concentração de referência, quando o gás marcador for injectado a montante do motor.

O caudal do gás marcador deve ser regulado de modo a que a concentração desse gás em marcha lenta sem carga, depois da mistura, seja inferior à escala completa do analisador do gás marcador.

O cálculo do caudal dos gases de escape deve fazer-se do seguinte modo:

 (29)

em que:

q mew,i	é o caudal mássico instantâneo dos gases de escape, em kg/s;
q vt	é o caudal do gás marcador, em cm3/min;
c mix,i	é a concentração instantânea do gás marcador após mistura, em ppm;
ρ e	é a densidade dos gases de escape, em kg/m3 (ver quadro 4);
c b	é a concentração de fundo do gás marcador no ar de admissão, em ppm.

A concentração de fundo do gás marcador (c b) pode ser determinada, tomando a média da concentração de fundo medida imediatamente antes do ensaio e após o ensaio.

Quando a concentração de fundo for inferior a 1 % da concentração do gás marcador após mistura (c mix.i) ao caudal máximo de gases de escape, a concentração de fundo pode ser ignorada.

O sistema total deve cumprir os requisitos de linearidade relativos ao caudal dos gases de escape do ponto 9.2.

8.4.1.6.   Método de medição do caudal de ar e da relação ar/combustível

Esta medição envolve o cálculo do caudal mássico dos gases de escape a partir do caudal de ar e da relação ar/combustível. O cálculo do caudal mássico instantâneo dos gases de escape faz-se do seguinte modo:

 (30)

com

 (31)

 (32)

em que:

q maw,i	é o caudal mássico instantâneo do ar de admissão, em kg/s;
A/F st	é a razão estequiométrica ar/combustível, em kg/kg;
λ i	é o quociente instantâneo de excesso de ar;
c CO2d	é a concentração de CO2 em seco, em %;
c COd	é a concentração de CO em seco, em ppm;
c HCw	é a concentração de HC em húmido, em ppm.

O medidor do caudal de ar e os analisadores devem cumprir os requisitos de linearidade do ponto 9.2, devendo o sistema total cumprir os requisitos de linearidade relativos ao caudal dos gases de escape do ponto 9.2.

Se se utilizar um equipamento de medição da relação ar/combustível, tal como um sensor do tipo zircónio para a medição de excesso de ar, é necessário obedecer às especificações do ponto 9.3.2.7.

8.4.1.7.   Método do balanço do carbono

Este método envolve o cálculo da massa dos gases de escape a partir do caudal do combustível e dos componentes gasosos, incluindo carbono. O cálculo do caudal mássico instantâneo dos gases de escape faz-se do seguinte modo:

 (33)

com

 (34)

e

 (35)

em que:

q mf,i	é o caudal mássico instantâneo do combustível, em kg/s;
H a	é a humidade do ar de admissão, em g de água por kg de ar seco;
w BET	é o teor de carbono do combustível, em % massa;
w ALF	é o teor de hidrogénio do combustível, em % massa;
w DEL	é o teor de azoto do combustível, em % massa;
w EPS	é o teor de oxigénio do combustível, em % massa;
c CO2d	é a concentração de CO2 em seco, em %;
c CO2d,a	é a concentração de CO2 em seco do ar de admissão, em %;
c CO	é a concentração de CO em seco, em ppm;
c HCw	é a concentração de HC em húmido, em ppm.

8.4.2.   Determinação dos componentes gasosos

8.4.2.1.   Introdução

Os componentes gasosos nos gases de escape brutos emitidos pelo motor submetido a ensaio devem ser medidos com os sistemas de medição e amostragem descritos no ponto 9.3 e no apêndice 3. A avaliação dos dados é descrita no ponto 8.4.2.2.

Nos pontos 8.4.2.3 e 8.4.2.4, descrevem-se dois métodos de cálculo, que são equivalentes para os combustíveis de referência indicados no apêndice 2. O método do ponto 8.4.2.3 é mais directo, uma vez que utiliza valores de u tabelados para a relação entre a densidade do componente e a densidade do gás de escape. O método do ponto 8.4.2.4 é mais preciso para as qualidades de combustível que diferem das especificações do apêndice 2, mas exige uma análise elementar da composição do combustível.

8.4.2.2.   Avaliação dos dados

Os dados pertinentes das emissões devem ser registados e armazenados em conformidade com o ponto 7.6.6.

Para o cálculo das emissões mássicas dos componentes gasosos, os traços das concentrações registadas e os do caudal mássico dos gases de escape devem ser alinhados pelo tempo de transformação, conforme definido no ponto 3.1.30. Por conseguinte, o tempo de resposta de cada analisador de emissões gasosas e do sistema de caudal mássico de gases de escape deve ser determinado de acordo com os pontos 8.4.1.2 e 9.3.5, respectivamente, e registado.

8.4.2.3.   Cálculo de emissões mássicas com base em valores tabelados

Deve determinar-se a massa dos poluentes (g/ensaio) através do cálculo das emissões mássicas instantâneas a partir das concentrações brutas dos poluentes e do caudal mássico dos gases de escape, alinhados no que diz respeito ao tempo de transformação, determinado segundo o ponto 8.4.2.2, integrando os valores instantâneos ao longo do ciclo e multiplicando os valores integrados pelos valores de u do quadro 5. Se forem medidas em base seca, deve aplicar-se a correcção base seca/base húmida, descrita no ponto 8.1, aos valores da concentração instantânea antes de se fazerem outros cálculos.

Para o cálculo dos NOx, deve multiplicar-se, se aplicável, a emissão mássica pelo factor de correcção da humidade k h,D, ou k h,G, determinado em conformidade com o ponto 8.2.

Deve aplicar-se a seguinte equação:

 (em g/ensaio) (36)

em que:

u gas	é o respectivo valor do componente dos gases de escape do quadro 5
u gas	é a relação entre a densidade do componente dos gases de escape e a densidade dos gases de escape;
c gas,i	é a concentração instantânea do componente nos gases de escape, em ppm;
q mew,i	é o caudal mássico instantâneo dos gases de escape, em kg/s;
f	é a frequência de amostragem dos dados, em Hz;
n	é o número de medições.

Quadro 5

Valores de u dos gases de escape brutos e densidades dos componentes

Combustível	ρ e	Gás
		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
Etanol	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
Propano	1,2805	0,001603	0,000976	0,000512	0,001533	0,001115	0,000559
Butano	1,2832	0,001600	0,000974	0,000505	0,001530	0,001113	0,000558
GPL (6)	1,2811	0,001602	0,000976	0,000510	0,001533	0,001115	0,000559

8.4.2.4.   Cálculo de emissões mássicas com base em equações exactas

Deve determinar-se a massa dos poluentes (g/ensaio) através do cálculo das emissões mássicas instantâneas a partir das concentrações brutas dos poluentes, dos valores de u e do caudal mássico dos gases de escape, alinhados no que diz respeito ao tempo de transformação, determinado segundo o ponto 8.4.2.2, integrando os valores instantâneos ao longo do ciclo. Se forem medidas em base seca, deve aplicar-se a correcção base seca/base húmida, descrita no ponto 8.1, aos valores da concentração instantânea antes de se fazerem outros cálculos.

Para o cálculo dos NOx, deve multiplicar-se a emissão mássica pelo factor de correcção da humidade k h,D, ou k h,G, determinado em conformidade com o ponto 8.2.

Deve aplicar-se a seguinte equação:

 (em g/ensaio) (37)

em que:

u gas,i	é calculado a partir da equação 38 ou 39
c gas,i	é a concentração instantânea do componente nos gases de escape, em ppm;
q mew,i	é o caudal mássico instantâneo dos gases de escape, em kg/s;
f	é a frequência de amostragem dos dados, em Hz;
n	é o número de medições.

Os valores instantâneos de u devem calcular-se do seguinte modo:

 (38)

ou

 (39)

com

 (40)

em que:

M gas	é a massa molar do componente do gás, em g/mol (cf. apêndice 6);
M e,i	é a massa molar instantânea do gás de escape, em g/mol;
ρ gas	é a densidade do componente do gás, em kg/m3;
ρ e,i	é a densidade instantânea do gás de escape, em kg/m3.

A massa molar do gás de escape, M e, deve ser derivada para uma composição de combustível geral de CH α O ε N δ S γ , no pressuposto de uma combustão completa, do seguinte modo:

 (41)

em que:

q maw,i	é o caudal mássico instantâneo do ar de admissão em base húmida, em kg/s;
q mf,i	é o caudal mássico instantâneo do combustível, em kg/s.
H a	é a humidade do ar de admissão, em g de água por kg de ar seco;
M a	é a massa molar do ar de admissão seco (= 28,965 g/mol).

A densidade do gás de escape, ρ e, deve ser derivada do seguinte modo:

 (42)

em que:

q mad,i	é o caudal mássico instantâneo do ar de admissão em base seca, em kg/s;
q mf,i	é o caudal mássico instantâneo do combustível, em kg/s;
H a	é a humidade do ar de admissão, em g de água por kg de ar seco;
k fw	é o factor específico do combustível dos gases de escape em base húmida (equação 16) no ponto 8.1.1.

8.4.3.   Determinação das partículas

8.4.3.1.   Avaliação dos dados

Deve calcular-se a massa de partículas de acordo com a equação 27 do ponto 8.3. Para a avaliação da concentração das partículas, deve registar-se a massa total das amostras (m sep) que passam através do filtro durante o ciclo de ensaios.

Com o acordo prévio da entidade homologadora, a massa de partículas pode ser corrigida para ter em conta o nível de partículas do diluente, tal como determinado no ponto 7.5.6, em conformidade com as boas práticas de engenharia e as características de concepção específicas do sistema de medição de partículas utilizado.

8.4.3.2.   Cálculo das emissões mássicas

Em função da concepção do sistema, a massa de partículas (em g/ensaio) deve ser calculada segundo qualquer um dos métodos indicados nos pontos 8.4.3.2.1 ou 8.4.3.2.2, após a correcção da flutuabilidade do filtro de recolha de amostras de partículas, de acordo com o ponto 8.3.

8.4.3.2.1.   Cálculos baseados na frequência de recolha de amostras

 (43)

em que:

m p	é a massa das partículas amostradas durante o ciclo, em mg;
r s	é a relação de amostragem média durante o ciclo de ensaio;

com

 (44)

em que:

m se	é a massa da amostra recolhida durante o ciclo, em kg;
m ew	é o caudal mássico total dos gases de escape durante o ciclo, em kg;
m sep	é a massa dos gases de escape diluídos que passam através dos filtros de recolha de artículas, em kg;
m sed	é a massa dos gases de escape diluídos que passam através do túnel de diluição, em kg.

No caso do sistema de recolha total de amostras, os valores m sep e m sed são idênticos.

8.4.3.2.2.   Cálculos baseados na razão de diluição

 (45)

em que:

m p	é a massa das partículas amostradas durante o ciclo, em mg;
m sep	é a massa dos gases de escape diluídos que passam através dos filtros de recolha de partículas, em kg;
m edf	é a massa dos gases de escape diluídos equivalentes durante o ciclo, em kg.

Deve determinar-se a massa total dos gases de escape diluídos equivalentes durante o ciclo do seguinte modo:

 (46)

 (47)

 (48)

em que:

q medf,i	é o caudal mássico instantâneo dos gases de escape diluídos equivalentes, em kg/s;
q mew,i	é o caudal mássico instantâneo dos gases de escape, em kg/s;
r d,i	é a razão de diluição instantânea;
q mdew,i	é o caudal mássico instantâneo dos gases de escape diluídos, em kg/s;
q mdw,i	é o caudal mássico instantâneo do diluente, em kg/s;
f	é a frequência de amostragem dos dados, em Hz;
n	é o número de medições.

8.5.   Medição da diluição do caudal total (CVS)

Devem utilizar-se os sinais da concentração dos componentes gasosos, obtidos quer por integração ao longo do ciclo, quer por amostragem em sacos, para o cálculo das emissões mássicas, multiplicando-os pelo caudal mássico dos gases de escape diluídos. O caudal mássico dos gases de escape deve ser medido com um sistema de recolha de amostras a volume constante (CVS), que pode usar uma bomba volumétrica (PDP), um venturi de escoamento crítico (CFV) ou um venturi subsónico (SSV) com, ou sem, compensação de caudais.

Para a recolha de amostras em sacos e a recolha de amostras de partículas, é recolhida uma amostra proporcional dos gases de escape diluídos do sistema CVS. Para um sistema sem compensação de caudais, a razão entre o caudal de amostras e o caudal CVS não deve apresentar uma variação superior a ±2,5 % do ponto de regulação do ensaio. Para um sistema com compensação de caudais, cada um dos caudais deve ser constante e não apresentar variações superiores a ±2,5 % do seu valor-alvo.

Os princípios do ensaio completo estão representados esquematicamente na figura 7.

8.5.1.   Determinação do caudal de gases de escape diluídos

8.5.1.1.   Introdução

Para o cálculo das emissões contidas nos gases de escape diluídos, é necessário conhecer o caudal mássico dos gases de escape diluídos. Deve calcular-se o caudal total dos gases de escape diluídos durante o ciclo (kg/ensaio) a partir dos valores de medição ao longo do ciclo e dos dados de calibração correspondentes do dispositivo de medição do caudal (V 0 para PDP, K V para CFV, C d para SSV), mediante qualquer um dos métodos descritos nos pontos 8.5.1.2 a 8.5.1.4. Se o caudal total das amostras de partículas (m sep) exceder em 0,5 % o caudal total dado pelo CVS (m ed), deve corrigir-se o caudal dado pelo CVS tendo em conta m sep ou fazer-se regressar o caudal de amostras de partículas ao CVS a montante do dispositivo de medição de caudais.

8.5.1.2.   Sistema PDP-CVS

Se, durante o ciclo, a temperatura dos gases de escape diluídos for mantida constante a ± 6 K através da utilização de um permutador de calor, o caudal mássico durante o ciclo é calculado do seguinte modo:

 (49)

em que:

V 0	é o volume de gás bombeado por rotação nas condições de ensaio, em m3/rot;
n P	é o número total de rotações da bomba por ensaio;
p p	é a pressão absoluta à entrada da bomba, em kPa;
T	é a temperatura média dos gases de escape diluídos à entrada da bomba, em K.

Se se utilizar um sistema com compensação de caudal (isto é, sem permutador de calor), as emissões mássicas instantâneas devem ser calculadas e integradas durante o ciclo. Neste caso, deve calcular-se a massa instantânea dos gases de escape diluídos do seguinte modo:

 (50)

em que:

n P,i

é o número total de rotações da bomba por intervalo de tempo.

8.5.1.3.   Sistema CFV-CVS

Se, durante o ciclo, a temperatura dos gases de escape diluídos for mantida constante a ± 11 K através da utilização de um permutador de calor, o caudal mássico durante o ciclo é calculado do seguinte modo:

 (51)

em que:

t	é o tempo do ciclo, em segundos;
K V	é o coeficiente de calibração do venturi de escoamento crítico em condições normais;
p p	é a pressão absoluta à entrada do venturi, em kPa;
T	é a temperatura absoluta à entrada do venturi, em K.

Se se utilizar um sistema com compensação de caudal (isto é, sem permutador de calor), as emissões mássicas instantâneas devem ser calculadas e integradas durante o ciclo. Neste caso, deve calcular-se a massa instantânea dos gases de escape diluídos do seguinte modo:

 (52)

em que:

Δti	é o intervalo de tempo, em segundos.

8.5.1.4.   Sistema SSV-CVS

Se, durante o ciclo, a temperatura dos gases de escape diluídos for mantida constante a ± 11 K através da utilização de um permutador de calor, o caudal mássico durante o ciclo é calculado do seguinte modo:

 (53)

com

 (54)

em que:

A 0	é igual a 0,006111 em unidades SI de;
d V	é o diâmetro da garganta do SSV, em m;
C d	é o coeficiente de descarga do SSV;
p p	é a pressão absoluta à entrada do venturi, em kPa;
T	é a temperatura à entrada do venturi, em K;
r p	é a razão da pressão estática na garganta do SSV e a pressão estática absoluta à entrada, ;
r D	é a razão entre o diâmetro da garganta do SSV, d, e o diâmetro interno do tubo de entrada, D.

Se se utilizar um sistema com compensação de caudal (isto é, sem permutador de calor), as emissões mássicas instantâneas devem ser calculadas e integradas durante o ciclo. Neste caso, deve calcular-se a massa instantânea dos gases de escape diluídos do seguinte modo:

 (55)

em que:

Δt i	é o intervalo de tempo, em segundos.

O cálculo em tempo real deve ser iniciado quer com um valor razoável para C d, tal como 0,98, quer com um valor razoável para Q ssv. Se o cálculo for iniciado com o Q ssv, o valor inicial de Q ssv deve ser utilizado para avaliar o número de Reynolds.

Durante todos os ensaios das emissões, o número de Reynolds na garganta do SSV deve situar-se na gama de grandeza dos números de Reynolds utilizados para obter a curva de calibração desenvolvida no ponto 9.5.4.

8.5.2.   Determinação dos componentes gasosos

8.5.2.1.   Introdução

Os componentes gasosos nos gases de escape diluídos, emitidos pelo motor submetido a ensaio, devem ser medidos através dos métodos descritos no apêndice 3. A diluição dos gases de escape deve ser feita com ar ambiente filtrado, ar de síntese ou azoto. A capacidade de escoamento do sistema de caudal total deve ser suficiente para eliminar completamente a condensação de água nos sistemas de diluição e amostragem. A avaliação dos dados e os métodos de cálculo são descritos nos pontos 8.5.2.2 e 8.5.2.3.

8.5.2.2.   Avaliação dos dados

Os dados pertinentes das emissões devem ser registados e armazenados em conformidade com o ponto 7.6.6.

8.5.2.3.   Cálculo das emissões mássicas

8.5.2.3.1.   Sistemas com caudal mássico constante

No que diz respeito aos sistemas com permutador de calor, deve determinar-se a massa dos poluentes a partir da seguinte equação:

 (em g/ensaio) (56)

em que:

u gas	é o respectivo valor do componente dos gases de escape do quadro 6
u gas	é a relação entre a densidade do componente dos gases de escape e a densidade do ar;
c gas	é a concentração média corrigida em relação às condições de fundo do componente, em ppm;
m ed	é a massa total dos gases de escape diluídos durante o ciclo, em kg.

Se a medição for feita em base seca, deve aplicar-se a correcção base seca/base húmida, de acordo com o ponto 8.1.

Para o cálculo dos NOx, deve multiplicar-se, se aplicável, a emissão mássica pelo factor de correcção da humidade k h,D, ou k h,G, determinado em conformidade com o ponto 8.2.

Os valores de u são indicados no quadro 6. Para calcular os valores de u gas, supõe-se que a densidade dos gases de escape diluído é igual à densidade do ar. Por conseguinte, os valores de u gas são idênticos para os distintos componentes gasosos, mas diferentes para os HC.

Quadro 6

Valores de u dos gases de escape diluídos e densidades dos componentes

Combus-tível	ρ de	Gás
		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
Etanol	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
Propano	1,293	0,001588	0,000967	0,000507	0,001519	0,001104	0,000553
Butano	1,293	0,001588	0,000967	0,000501	0,001519	0,001104	0,000553
GPL (11)	1,293	0,001588	0,000967	0,000505	0,001519	0,001104	0,000553

Em alternativa, podem calcular-se os valores de u utilizando o método de cálculo exacto descrito em termos gerais no ponto 8.4.2.4, do seguinte modo:

 (57)

em que:

M gas	é a massa molar do componente do gás, em g/mol (cf. apêndice 6);
M e	é a massa molar do gás de escape, em g/mol;
M d	é a massa molar do diluente (= 28,965 g/mol);
D	é o factor de diluição (ver ponto 8.5.2.3.2)

8.5.2.3.2.   Determinação das concentrações corrigidas quanto às condições de fundo

Deve subtrair-se a concentração média de fundo dos gases poluentes no diluente das concentrações medidas para obter as concentrações líquidas dos poluentes. Os valores médios das concentrações de fundo podem ser determinados pelo método do saco de recolha de amostras ou medição contínua com integração. Deve aplicar-se a seguinte equação:

 (58)

em que:

c gas,e	é a concentração do componente medida nos gases de escape diluídos, em ppm;
c d	é a concentração do componente medida no diluente, em ppm;
D	é o factor de diluição

Deve calcular-se o factor de diluição do seguinte modo:

a)	No que diz respeito aos motores diesel e a GPL  (59)

b)	No que diz respeito aos motores a GN  (60)

em que:

c CO2,e	é a concentração do CO2 nos gases de escape diluídos, em base húmida, em % vol;
c HC,e	é a concentração de HC nos gases de escape diluídos, em base húmida, em ppm C1;
c NMHC,e	é a concentração de NMHC nos gases de escape diluídos, em base húmida, em ppm C1;
c CO,e	é a concentração de CO nos gases de escape diluídos, em base húmida, em ppm;
F S	é o factor estequiométrico.

Deve calcular-se o factor estequiométrico do seguinte modo:

 (61)

em que:

α	é o quociente molar do hidrogénio do combustível (H/C).

Em alternativa, se a composição do combustível for desconhecida, podem utilizar-se os seguintes factores estequiométricos:

F S (diesel)	=	13,4;
F S (GPL)	=	11,6;
F S (GN)	=	9,5.

8.5.2.3.3.   Sistemas com compensação de caudal

No que diz respeito aos sistemas sem permutador de calor, deve determinar-se a massa dos poluentes (g/ensaio) através do cálculo das emissões mássicas instantâneas e da integração dos valores instantâneos durante o ciclo. Do mesmo modo, deve aplicar-se directamente a correcção quanto às condições de fundo ao valor da concentração instantânea. Deve aplicar-se a seguinte equação:

 (62)

em que:

c gas,e	é a concentração do componente medida nos gases de escape diluídos, em ppm;
c d	é a concentração do componente medida no diluente, em ppm;
m ed,i	é a massa instantânea dos gases de escape diluídos, em kg;
m ed	é a massa total dos gases de escape diluídos durante o ciclo, em kg;
u gas	é o valor tabelado do quadro 6;
D	é o factor de diluição.

8.5.3.   Determinação das partículas

8.5.3.1.   Cálculo das emissões mássicas

Nos termos do ponto 8.3, a massa de partículas (g/ensaio) deve ser calculada após a correcção da flutuabilidade do filtro de recolha de amostras de partículas do seguinte modo:

 (63)

em que:

m p	é a massa das partículas recolhidas durante o ciclo, em mg;
m sep	é a massa dos gases de escape diluídos que passam através dos filtros de recolha de partículas, em kg;
m ed	é a massa dos gases de escape diluídos durante o ciclo, em kg;

com

 (64)

em que:

m set	é a massa dos gases de escape duplamente diluídos através do filtro de partículas, em kg;
m ssd	é a massa do diluente secundário, em kg.

Se o nível de fundo das partículas do diluente for determinado de acordo com o ponto 7.5.6, a massa de partículas pode ser corrigida quanto às condições de fundo. Neste caso, deve calcular-se a massa de partículas (g/ensaio) do seguinte modo:

 (65)

em que:

m sep	é a massa dos gases de escape diluídos que passam através dos filtros de recolha de partículas, em kg;
m ed	é a massa dos gases de escape diluídos durante o ciclo, em kg;
m sd	é a massa do diluente recolhido pelo amostrador de partículas de fundo, em kg;
m b	é a massa das partículas de fundo recolhidas do diluente, em mg;
D	é o factor de diluição, determinado de acordo com o ponto 8.5.2.3.2.

8.6.   Cálculos gerais

8.6.1.   Correcção da deriva

No que diz respeito à verificação da deriva visada no ponto 7.8.4, o valor da concentração corrigida deve ser calculado do seguinte modo:

 (66)

em que:

c ref,z	é a concentração de referência do gás de colocação no zero (geralmente zero), em ppm;
c ref,s	é a concentração de referência do gás de calibração, em ppm;
c pre,z	é a concentração do gás de colocação no zero medida pelo analisador antes do ensaio, em ppm;
c pre,s	é a concentração do gás de calibração medida pelo analisador antes do ensaio, em ppm;
c post,z	é a concentração do gás de colocação no zero medida pelo analisador após o ensaio, em ppm;
c post,s	é a concentração do gás de calibração medida pelo analisador após o ensaio, em ppm;
cgas	é a concentração do gás da amostra, em ppm.

Devem ser calculadas duas séries de resultados de medições de emissões específicas para cada componente, em conformidade com o ponto 8.6.3, depois da aplicação de quaisquer outras correcções. Deve calcular-se uma série, utilizando concentrações não corrigidas, e a outra série, utilizando as concentrações corrigidas dos efeitos da deriva de acordo com a equação 66.

Em função do sistema de medição e do método de cálculo utilizados, os resultados das emissões não corrigidas são calculados com as equações 36, 37, 56, 57 ou 62, respectivamente. Para o cálculo das emissões corrigidas, c gas, nas equações 36, 37, 56, 57 ou 62, respectivamente, deve ser substituído por c cor da equação 66. Se os valores da concentração instantânea c gas,i forem utilizados na equação respectiva, o valor corrigido deve também ser aplicado como valor instantâneo, c cor,i. Na equação 57, a correcção deve ser aplicada tanto à concentração medida como à concentração de fundo.

A comparação deve fazer-se como percentagem dos resultados não corrigidos. A diferença entre os valores das emissões específicas não corrigidas e corrigidas não deve exceder ± 4 % dos valores das emissões específicas não corrigidas ou ± 4 % do valor-limite respectivo, conforme a que for maior. Se a deriva for superior a 4 %, o ensaio deve ser anulado.

Se for aplicada a correcção da deriva, apenas os resultados das emissão corrigidas dos efeitos da deriva devem ser utilizados no relatório das medições das emissões.

8.6.2.   Cálculo de NMHC e CH4

O cálculo de NMHC e CH4 depende do método de calibração utilizado. O analisador FID para a medição sem NMC (circuito inferior do apêndice 3, figura 11), deve ser calibrado com propano. Para a calibração do analisador FID em série com o NMC (circuito superior do apêndice 3, figura 11), são permitidos os seguintes métodos:

a)	gás de calibração – propano; o propano contorna o NMC;

b)	gás de calibração – metano; o metano passa através do NMC.

As concentrações de NMHC e CH4 para a alínea a) devem ser calculadas do seguinte modo:

 (67)

 (68)

As concentrações de NMHC e CH4 para a alínea b) devem ser calculadas do seguinte modo:

 (67a)

 (68a)

em que:

c HC(w/NMC)	é a concentração de HC com a amostra de gás a passar através do NMC, em ppm;
c HC(w/oNMC)	é a concentração de HC com a amostra de gás a contornar o NMC, em ppm;
r h	é o factor de resposta ao metano determinado nos termos do ponto 9.3.7.2;
E M	é a eficiência do metano determinada nos termos do ponto 9.3.8.1;
E E	é a eficiência do etano determinada nos termos do ponto 9.3.8.2.

Se r h < 1,05, pode ser omitido nas equações 67, 67a e 68a.

8.6.3.   Cálculo das emissões específicas

As emissões específicas e gas ou e PM (g/kWh) devem ser calculadas para cada um dos componentes como segue, em função do tipo de ciclo de ensaio.

Para o WHSC, o WHTC a quente ou o WHTC a frio, deve aplicar-se a equação seguinte:

 (69)

em que:

m	é a emissão mássica do componente, em g/ensaio;
W act	é o trabalho efectuado no ciclo real conforme determinado no ponto 7.8.6, em kWh.

No caso do WHTC, o resultado final do ensaio deve ser uma média ponderada do ensaio com arranque a frio e do ensaio com arranque a quente, de acordo com a equação seguinte:

 (70)

em que:

m cold	é a emissão mássica do componente no ensaio com arranque a frio, em g/ensaio;
m hot	é a emissão mássica do componente no ensaio com arranque a quente, em g/ensaio;
W act,cold	é o trabalho efectuado no ciclo real no ensaio com arranque a frio, em kWh;
W act,hot	é o trabalho efectuado no ciclo real no ensaio com arranque a quente, em kWh.

Caso se aplique a regeneração periódica em conformidade com o ponto 6.6.2, os factores de correcção da regeneração k r,u ou k r,d devem ser, respectivamente, multiplicados pelo resultado ou acrescentados ao resultado e no que se refere às emissões específicas, como determinado nas equações 69 e 70.

9.   ESPECIFICAÇÃO DO EQUIPAMENTO E SUA VERIFICAÇÃO

O presente anexo não contém informações pormenorizadas relativas ao caudal, à pressão, nem aos sistemas ou aos aparelhos de medição da temperatura. Em vez disso, o ponto 9.2 limita-se a referir os requisitos de linearidade dos aparelhos ou sistemas necessários para realizar um ensaio das emissões.

9.1.   Especificação do dinamómetro

Deve utilizar-se um dinamómetro para motores com características adequadas para realizar o ciclo de ensaio adequado descrito nos pontos 7.2.1 e 7.2.2.

A instrumentação para a medição do binário e da velocidade deve permitir a medição da potência no veio que seja suficientemente exacta para respeitar os critérios de validação do ciclo. Podem ser necessários cálculos adicionais. A exactidão do equipamento de medição deve ser de modo a não exceder os requisitos de linearidade indicados no ponto 9.2, quadro 7.

9.2.   Requisitos de linearidade

A calibração de todos os instrumentos e sistemas de medição deve ser conforme às normas nacionais (internacionais). Os instrumentos e sistemas de medição devem obedecer aos requisitos de linearidade indicados no quadro 7. No que respeita aos analisadores de gás, a verificação da linearidade nos termos do ponto 9.2.1 deve ser feita, pelo menos, de três em três meses, ou sempre que haja uma reparação ou mudança do sistema que possa influenciar a calibração. Para os outros instrumentos e sistemas, a verificação da linearidade deve ser feita segundo os requisitos dos procedimentos de auditoria interna, pelo fabricante dos instrumentos ou em conformidade com os requisitos da norma ISO 9000.

Quadro 7

Requisitos de linearidade dos instrumentos e sistemas de medição

Sistema de medição		Declive a1	Erro-padrão SEE	Coeficiente de determinação r2
Velocidade do motor	≤ 0,05 % max	0,98 – 1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Binário do motor	≤ 1 % max	0,98 – 1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Caudal do combustível	≤ 1 % max	0,98 – 1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Caudal de ar	≤ 1 % max	0,98 – 1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Caudal dos gases de escape	≤ 1 % max	0,98 – 1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Caudal do diluente	≤ 1 % max	0,98 – 1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Caudal dos gases de escape diluídos	≤ 1 % max	0,98 – 1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Caudal da amostra	≤ 1 % max	0,98 – 1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Analisadores de gás	≤ 0,5 % max	0,99 – 1,01	≤ 1 % max	≥ 0,998
Misturadores-doseadores de gases	≤ 0,5 % max	0,98 – 1,02	≤ 2 % max	≥ 0,990
Temperaturas	≤ 1 % max	0,99 – 1,01	≤ 1 % max	≥ 0,998
Pressões	≤ 1 % max	0,99 – 1,01	≤ 1 % max	≥ 0,998
Balança de pesagem das partículas	≤ 1 % max	0,99 – 1,01	≤ 1 % max	≥ 0,998

9.2.1.   Verificação da linearidade

9.2.1.1.   Introdução

Deve proceder-se a uma verificação de linearidade para cada sistema de medição enunciado no quadro 7. Devem ser introduzidos no sistema de medição pelo menos 10 valores de referência, ou conforme especificado de outro modo, sendo os valores medidos comparados aos valores de referência por regressão linear dos mínimos quadrados, em conformidade com a equação 11. Os limites máximos indicados no quadro 6 referem-se aos valores máximos esperados durante o ensaio.

9.2.1.2.   Prescrições gerais

Os sistemas de medição devem ser aquecidos de acordo com as recomendações do fabricante dos instrumentos. Os sistemas de medição devem ser utilizados aos valores de temperatura, pressão e caudal especificados para cada um deles.

9.2.1.3.   Procedimento

A verificação da linearidade deve ser feita para cada gama normalmente utilizada, em conformidade com a sequência seguinte:

a)	O instrumento é posto em zero mediante a introdução de um sinal de zero. No caso dos analisadores de gás, introduz-se ar sintético purificado (ou azoto) directamente na entrada do analisador;

b)	Calibra-se o instrumento mediante a introdução de um sinal de calibração adequado. Para os analisadores de gás, deve ser introduzido um gás de calibração apropriado directamente na entrada do analisador;

c)	Repete-se o procedimento de colocação no zero enunciado na alínea a);

d)

A verificação é efectuada mediante a introdução de, pelo menos, 10 valores de referência (incluindo o zero), situados na gama que vai do zero aos valores mais elevados esperados no ensaio das emissões. No caso dos analisadores de gás, aplicam-se concentrações de gases conhecidas, nos termos do ponto 9.3.3.2, directamente na entrada do analisador;

e)	Os valores de referência são medidos e os valores medidos são registados durante 30 s, sendo a frequência de registo de, pelo menos, 1 Hz;

f)	Os valores médios aritméticos durante o período de 30 s são utilizados para calcular os parâmetros de regressão linear dos mínimos quadrados, conforme a equação 11 no ponto 7.8.7;

g)	Os parâmetros de regressão linear devem cumprir os requisitos do ponto 9.2, quadro 7;

h)	Verifica-se novamente a colocação no zero, repetindo-se o procedimento de verificação, se necessário.

9.3.   Medição de emissões gasosas e sistema de recolha de amostras

9.3.1.   Características dos analisadores

9.3.1.1.   Informações de carácter geral

Os analisadores devem ter uma gama de medição e um tempo de resposta adequados à exactidão necessária para medir as concentrações dos componentes dos gases de escape em condições transitórias e estacionárias.

A compatibilidade electromagnética (CEM) do equipamento deve ser tal que minimize erros adicionais.

9.3.1.2.   Exactidão

A exactidão, definida como o desvio entre a leitura do analisador e o valor de referência, não deve exceder ±2 % da leitura ou ±0,3 % da escala completa, consoante o que for maior.

9.3.1.3.   Precisão

A precisão, definida como 2,5 vezes o desvio-padrão de dez respostas repetitivas a um determinado gás de calibração, não deve ser superior a 1 % da concentração máxima para cada gama utilizada acima de 155 ppm (ou ppm C) ou 2 % de cada gama utilizada abaixo de 155 ppm (ou ppm C).

9.3.1.4.   Ruído

A resposta pico-a-pico do analisador a gases de colocação no zero e de calibração durante qualquer período de 10 segundos não deve exceder 2 % da escala completa em todas as gamas utilizadas.

9.3.1.5.   Deriva do zero

A deriva do zero deve ser especificada pelo fabricante do instrumento.

9.3.1.6.   Deriva de calibração

A deriva da resposta de calibração deve ser especificada pelo fabricante do instrumento.

9.3.1.7.   Tempo de subida

O tempo de subida do analisador instalado no sistema de medição não deve exceder 2,5 segundos.

9.3.1.8.   Secagem do gás

Os gases de escape podem ser medidos em base seca ou húmida. O dispositivo de secagem do gás, caso seja utilizado, deve ter um efeito mínimo na composição dos gases medidos. Os exsicantes químicos não constituem um método aceitável de remoção da água da amostra.

9.3.2.   Analisadores de gás

9.3.2.1.   Introdução

Os pontos 9.3.2.2 a 9.3.2.7 descrevem os princípios de medição a utilizar. O apêndice 3 contém uma descrição pormenorizada dos sistemas de medição. Os gases a medir devem ser analisados com os instrumentos a seguir indicados. Para os analisadores não lineares, é admitida a utilização de circuitos de linearização.

9.3.2.2.   Análise do monóxido de carbono (CO)

O analisador de monóxido de carbono deve ser de tipo de absorção de infravermelhos não dispersivo (NDIR).

9.3.2.3.   Análise do dióxido de carbono (CO2)

O analisador de dióxido de carbono deve ser de tipo de absorção de infravermelhos não dispersivo (NDIR).

9.3.2.4.   Análise dos hidrocarbonetos (HC)

O analisador de hidrocarbonetos deve ser do tipo aquecido por ionização de chama (HFID) com detector, válvulas, tubagens, etc., aquecido de modo a manter a temperatura do gás a 463 K ± 10 K (190 ± 10 °C). No que diz respeito aos motores a GN e de ignição comandada, o analisador de hidrocarbonetos pode ser do tipo não aquecido por ionização de chama (FID), dependendo do método utilizado (ver apêndice 3, ponto A.3.1.3).

9.3.2.5.   Análise do metano (CH4) e dos hidrocarbonetos não metânicos (NMHC)

A determinação da fracção de metano e de hidrocarbonetos não metânicos deve ser executada com um separador de hidrocarbonetos não-metânicos aquecido (NMC) e dois FID, em conformidade com o apêndice 3, ponto A.3.1.4 e ponto A.3.1.5. A concentração dos componentes deve determinar-se conforme descrito no ponto 8.6.2.

9.3.2.6.   Análise dos óxidos de azoto (NOx)

São especificados dois instrumentos de medição para a medição dos NOx, sendo possível utilizar qualquer um deles, desde que responda aos critérios especificados nos pontos 9.3.2.6.1 ou 9.3.2.6.2, respectivamente. Para a determinação da equivalência de sistemas de um procedimento de medição alternativo em conformidade com o ponto 5.1.1, apenas é permitido o detector CLD.

9.3.2.6.1.   Detector quimioluminescente (CLD)

O analisador de óxidos de azoto deve ser do tipo de quimioluminescência (CLD) ou do tipo de quimioluminescência aquecido (HCLD) com conversor NO2/NO, se a medição for feita em base seca. Se a medição for feita em base húmida, deve ser utilizado um analisador HCLD com conversor mantido acima de 328 K (55 °C), desde que a verificação do efeito de atenuação da água (ver ponto 9.3.9.2.2) tenha sido satisfatória. Tanto para o CLD como para o HCLD, o percurso de amostragem deve ser mantido a uma temperatura de parede de 328 K a 473 K (55  o C a 200 °C) até ao conversor, nas medições em base seca, e até ao analisador, nas medições em base húmida.

9.3.2.6.2.   Detector ultravioleta não dispersivo (NDUV)

Deve utilizar-se um analisador ultravioleta não dispersivo (NDUV) para medir a concentração de NOx. Se o analisador NDUV medir apenas o NO, deve colocar-se um conversor NO2/NO a montante do analisador NDUV. A temperatura do analisador NDUV deve ser mantida, de modo a impedir a condensação aquosa, a não ser que um secador de amostras esteja instalado a montante do conversor NO2/NO, se utilizado, ou a montante do analisador.

9.3.2.7.   Medição da relação ar/combustível

O equipamento de medição da relação ar/combustível utilizado para determinar o caudal dos gases de escape, conforme especificado no ponto 8.4.1.6, deve ser um sensor da relação ar/combustível de gama larga ou um sensor lambda do tipo zircónio. O sensor deve ser montado directamente no tubo de escape, num local em que a temperatura dos gases de escape seja suficientemente elevada para eliminar a condensação da água.

A exactidão do sensor com a parte electrónica incorporada deve ter as seguintes tolerâncias:

± 3 % da leitura	para	λ < 2;
± 5 % da leitura	para	2 ≤ λ < 5;
± 10 % da leitura	para	5 ≤ λ.

Para se obter a exactidão acima especificada, o sensor deve ser calibrado conforme as instruções do fabricante.

9.3.3.   Gases

O prazo de conservação de todos os gases deve ser respeitado.

9.3.3.1.   Gases puros

A pureza exigida para os gases é definida pelos limites de contaminação abaixo indicados. Deve dispor-se dos seguintes gases:

a)

Para os gases de escape brutos Azoto purificado (Contaminação ≤ 1 ppm C1, ≤ 1 ppm CO, ≤ 400 ppm CO2, ≤ 0,1 ppm NO) Oxigénio purificado (Pureza > 99,5 % vol O2) Mistura hidrogénio-hélio (combustível do queimador do FID) (40 % ± 1 % de hidrogénio, restante: hélio); (Contaminação ≤ 1 ppm C1, ≤ 400 ppm CO2) Ar de síntese purificado (Contaminação ≤ 1 ppm C1, ≤ 1 ppm CO, ≤ 400 ppm CO2, ≤ 0,1 ppm NO) (Teor de oxigénio compreendido entre 18 e 21 % vol).

b)

Para os gases de escape diluídos (facultativamente, para os gases de escape brutos) Azoto purificado (Contaminação ≤ 0,05 ppm C1, ≤ 1 ppm CO, ≤ 10 ppm CO2, ≤ 0,02 ppm NO) Oxigénio purificado (Pureza > 99,5 % vol O2) Mistura hidrogénio-hélio (combustível do queimador do FID) (40 % ± 1 % de hidrogénio, restante: hélio) (Contaminação ≤ 0,05 ppm C1, ≤ 10 ppm CO2) Ar de síntese purificado (Contaminação ≤ 0,05 ppm C1, ≤ 1 ppm CO, ≤ 10 ppm CO2, ≤ 0,02 ppm NO) (Teor de oxigénio compreendido entre 20,5 e 21,5 % vol). Se não estiverem disponíveis botijas de gás, pode ser utilizado um purificador de gás, desde que possam demonstrar-se os níveis de contaminação.

9.3.3.2.   Gases de calibração

Devem estar disponíveis misturas de gases com a composição química abaixo indicada, se aplicável. São admitidas outras combinações de gases, desde que estes não reajam entre si. A data de expiração dos gases de calibração, indicada pelo fabricante, deve ser registada.

C3H8 e ar de síntese purificado (ver ponto 9.3.3.1);

CO e azoto purificado;

NO e azoto purificado;

NO2 e ar de síntese purificado;

CO2 e azoto purificado;

CH4 e ar de síntese purificado;

C2H6 e ar de síntese purificado.

A concentração real de um gás de calibração deve ser o valor nominal com uma tolerância de ± 1 %, devendo ser conforme às normas nacionais e internacionais. Todas as concentrações dos gases de calibração devem ser indicadas em volume (% vol ou ppm vol).

9.3.3.3.   Misturadores-doseadores de gases

Os gases utilizados para a calibração podem também ser obtidos através de misturadores-doseadores de gases (dispositivos de mistura de gases de grande precisão), por diluição de N2 purificado ou de ar de síntese purificado. A exactidão do misturador-doseador deve ser tal que a concentração dos gases de calibração possa ser determinada com uma exactidão de ± 2 %. Esta exactidão implica que os gases primários utilizados para a mistura sejam conhecidos com uma exactidão mínima de ± 1 %, com base em normas nacionais ou internacionais sobre gases. A verificação deve ser efectuada a uma percentagem compreendida entre 15 % e 50 % da escala completa relativamente a cada calibração que inclua um misturador-doseador. Pode efectuar-se uma verificação adicional utilizando outro gás de calibração, se a primeira verificação tiver falhado.

Em alternativa, o dispositivo de mistura pode ser verificado com um instrumento que, por natureza, seja linear, utilizando gás NO com um CLD. O valor de calibração do instrumento deve ser ajustado com o gás de calibração directamente ligado ao instrumento. Deve verificar-se o misturador-doseador com as regulações utilizadas e compara-se o valor nominal com a concentração medida pelo instrumento. Esta diferença deve, em cada ponto, situar-se a ± 1 % do valor nominal.

Para se proceder à verificação da linearidade conforme o ponto 9.2.1, o misturador-doseador deve ter uma exactidão de ± 1 %.

9.3.3.4.   Gases de verificação da interferência do oxigénio

Os gases de verificação da interferência do oxigénio são uma mistura de propano, oxigénio e azoto. Devem conter propano com 350 ppm C ± 75 ppm C de hidrocarbonetos. O valor da concentração deve ser determinado com as tolerâncias para os gases de calibração através de análise cromatográfica dos hidrocarbonetos totais acrescidos de impurezas ou através de mistura dinâmica. As concentrações de oxigénio exigidas para o ensaio de motores de ignição comandada e de ignição por compressão são indicadas no quadro 8, sendo a fracção restante constituída por azoto purificado.

Quadro 8

Gases de verificação da interferência do oxigénio

Tipo de motor	Concentração de O2 (%)
Ignição por compressão	21 (20 a 22)
Ignição por compressão e ignição comandada	10 (9 a 11)
Ignição por compressão e ignição comandada	5 (4 a 6)
Ignição comandada	0 (0 a 1)

9.3.4.   Verificação da estanquicidade

Deve ser efectuada uma verificação da estanquicidade do sistema. Para tal, deve desligar-se a sonda do sistema de escape e obturar-se a sua extremidade. Deve ligar-se a bomba do analisador. Após um período de estabilização inicial, todos os medidores de caudais devem indicar aproximadamente zero, caso não haja fugas. Se tal não acontecer, as condutas de recolha de amostras devem ser verificadas e a anomalia corrigida.

A taxa de fugas máxima admissível no lado do vácuo é de 0,5 % do caudal durante a utilização para a parte do sistema que está a ser verificada. Os caudais do analisador e do sistema de derivação podem ser utilizados para estimar os caudais durante a utilização.

Em alternativa, o sistema pode ser evacuado até uma pressão mínima de 20 kPa de vácuo (80 kPa absolutos). Após um período de estabilização inicial, o aumento de pressão Δp (kPa/min) no sistema não deve exceder:

 (71)

em que:

V s	é o volume do sistema, em l;
qvs	é o caudal do sistema, em l/min.

Outro método consiste na introdução de uma modificação do patamar de concentração no início da conduta de recolha de amostras, passando do gás de colocação no zero para o gás de calibração. No caso de um analisador calibrado correctamente, se, após um lapso de tempo adequado, a leitura for ≤ 99 % da concentração aplicada, isto indica um problema de estanquicidade que deve ser corrigido.

9.3.5.   Verificação do tempo de resposta do sistema de análise

As regulações do sistema para a avaliação do tempo de resposta devem ser exactamente as mesmas que para a medição durante o ensaio (isto é, pressão, caudais, regulações dos filtros nos analisadores e todas as outras influências sobre o tempo de resposta). A determinação do tempo de resposta deve ser feita com a mudança do gás directamente à entrada da sonda de recolha de amostras. A mudança do gás deve ser feita em menos de 0,1 segundos. Os gases utilizados para o ensaio devem causar uma alteração da concentração de, pelo menos, 60 % da escala completa (FS).

Deve registar-se o desvio da concentração de cada componente do gás. O tempo de resposta é definido como a diferença de tempo entre a mudança do gás e a alteração adequada da concentração registada. O tempo de resposta do sistema (t 90) consiste no tempo de reacção do detector de medição e no tempo de subida do detector. O tempo de reacção é definido como o tempo que decorre entre a alteração (t 0) e a obtenção de uma resposta de 10 % da leitura final (t 10). O tempo de subida é definido como o tempo que decorre entre uma resposta de 10 % e de 90 % da leitura final (t 90 – t 10).

Para o alinhamento temporal do analisador e dos sinais do caudal dos gases de escape, o tempo de transformação é definido como o tempo que decorre entre a alteração (t 0) e a obtenção da resposta correspondente a 50 % da leitura final (t 50).

O tempo de resposta do sistema deve ser ≤ 10 segundos, com um tempo de subida ≤ 2,5 segundos, conforme o ponto 9.3.1.7, para todos os componentes limitados (CO, NOx, HC ou NMHC) e todas as gamas utilizadas. Ao utilizar um NMC para a medição dos NMHC, o tempo de resposta do sistema pode exceder 10 s.

9.3.6.   Ensaio de eficiência do conversor de NOx

A eficiência do conversor utilizado para a conversão de NO2 em NO é ensaiada conforme indicado nos pontos 9.3.6.1 a 9.3.6.8 (figura 8).

9.3.6.1.   Dispositivo do ensaio

A eficiência do conversor é ensaiada por meio de um ozonizador, utilizando-se o dispositivo esquematizado na figura 8 e o procedimento seguinte.

9.3.6.2.   Calibração

Devem calibrar-se o CLD e o HCLD na gama de funcionamento mais comum, seguindo as especificações do fabricante e utilizando um gás de colocação no zero e um gás de calibração (cujo teor de NO deve ser igual a cerca de 80 % da gama de funcionamento; a concentração de NO2 da mistura de gases deve ser inferior a 5 % da concentração de NO). O analisador de NOx deve estar no modo NO, para que o gás de calibração não passe através do conversor. A concentração indicada tem que ser registada.

9.3.6.3.   Cálculo

A eficiência do conversor em % deve ser calculada do seguinte modo:

 (72)

em que:

a	é a concentração de NOx de acordo com o ponto 9.3.6.6;
b	é a concentração de NOx de acordo com o ponto 9.3.6.7;
c	é a concentração de NO de acordo com o ponto 9.3.6.4;
d	é a concentração de NO de acordo com o ponto 9.3.6.5.

9.3.6.4.   Adição de oxigénio

Através de um T, deve adicionar-se continuamente oxigénio ou ar de colocação no zero ao caudal de gás, até que a concentração indicada seja cerca de 20 % menor do que a concentração de calibração indicada no ponto 9.3.6.2. (o analisador está no modo NO).

Deve registar-se a concentração indicada na alínea c). O ozonizador mantém-se desactivado ao longo deste processo.

9.3.6.5.   Activação do ozonizador

Deve activar-se o ozonizador a fim de fornecer o ozono suficiente para fazer baixar a concentração de NO para cerca de 20 % (mínimo, 10 %) da concentração de calibração indicada no ponto 9.3.6.2. Deve registar-se a concentração d) indicada (o analisador está no modo NO).

9.3.6.6.   Modo NOx

Deve comutar-se o analisador do modo NO para o modo NOx, a fim de que a mistura de gases (constituída por NO, NO2, O2 e N2) passe através do conversor. Deve registar-se a concentração a) indicada (o analisador está no modo NOx).

9.3.6.7.   Desactivação do ozonizador

Deve desactivar-se o ozonizador. A mistura de gases descrita no ponto 9.3.6.6 deve passar através do conversor para o detector. Deve registar-se a concentração b) indicada (o analisador está no modo NOx).

9.3.6.8.   Modo NO

Comutado para o modo NO com o ozonizador desactivado, o caudal de oxigénio ou de ar de síntese deve ser desligado. A leitura de NOx do analisador não deve desviar-se mais de ± 5 % do valor medido de acordo com o ponto 9.3.6.2. (o analisador está no modo NO).

9.3.6.9.   Intervalo dos ensaios

O controlo da eficiência do conversor deve ser efectuado, pelo menos, uma vez por mês.

9.3.6.10.   Eficiência exigida

A eficiência do conversor E NOx não deve ser inferior a 95 %.

Se, estando o analisador na gama mais comum, o ozonizador não permitir obter uma redução de 80 % para 20 %, conforme o ponto 9.3.6.5, deve utilizar-se a gama mais alta que dê esta redução.

9.3.7.   Regulação do FID

9.3.7.1.   Optimização da resposta do detector

O detector FID deve ser regulado em conformidade com as instruções fornecidas pelo fabricante. Deve utilizar-se um gás de calibração constituído por propano / ar para optimizar a resposta na gama de funcionamento mais comum.

Com os caudais de combustível e de ar regulados de acordo com as recomendações do fabricante, deve introduzir-se no analisador um gás de calibração com uma concentração de 350 ppm ± 75 ppm C. Deve determinar-se a resposta a um dado caudal de combustível a partir da diferença entre a resposta com um gás de calibração e a resposta com um gás de colocação no zero. O caudal de combustível deve ser aumentado e reduzido progressivamente em relação à especificação do fabricante. Devem registar-se as respostas com o gás de calibração e com o gás de colocação no zero a esses caudais de combustível. Deve traçar-se a curva da diferença entre as duas respostas e ajustar-se o caudal de combustível em função da parte rica da curva. Esta é a regulação inicial do caudal, que poderá necessitar de uma maior optimização consoante os resultados dos factores de resposta aos hidrocarbonetos e da verificação da interferência do oxigénio, de acordo com os pontos 9.3.7.2 e 9.3.7.3. Se os factores de interferência do oxigénio ou de resposta aos hidrocarbonetos não respeitarem as especificações a seguir indicadas, o caudal de ar deve ser progressivamente aumentado e reduzido relativamente às especificações do fabricante, e os pontos 9.3.7.2 e 9.3.7.3 devem ser repetidos para cada caudal.

A título facultativo, a optimização pode ser feita mediante os procedimentos esboçados no documento SAE n.o 770141.

9.3.7.2.   Factores de resposta aos hidrocarbonetos

Deve proceder-se à verificação da linearidade do analisador utilizando a mistura propano/ar e ar de síntese purificado, conforme o ponto 9.2.1.3.

Os factores de resposta devem ser determinados ao colocar um analisador em serviço e após longos intervalos de manutenção. O factor de resposta (r h) para uma dada espécie de hidrocarboneto é a relação entre a leitura C1 no FID e a concentração de gás no cilindro, expressa em ppm C1.

A concentração do gás de ensaio deve situar-se a um nível que dê uma resposta de cerca de 80 % da escala completa. A concentração deve ser conhecida com uma exactidão de ± 2 % em relação a um padrão gravimétrico expresso em volume. Além disso, o cilindro de gás deve ser pré-condicionado durante 24 horas à temperatura de 298 K ± 5 K (25 °C ± 5 °C).

Os gases de ensaio a utilizar e as gamas de factores de resposta correspondentes são os seguintes:

a)	metano e ar de síntese purificado	1,00 ≤ r h ≤ 1,15;
b)	propileno e ar de síntese purificado	0,90 ≤ r h ≤ 1,1;
c)	tolueno e ar de síntese purificado	0,90 ≤ r h ≤ 1,1.

Estes valores referem-se ao factor r h de 1 para o propano e o ar de síntese purificado.

9.3.7.3.   Verificação da interferência do oxigénio

Exclusivamente no que se refere aos analisadores de gases de escape brutos, a verificação da interferência do oxigénio deve ser efectuada ao colocar o analisador em serviço e após longos períodos de utilização.

Deve ser escolhida uma gama de medição em que os gases de verificação da interferência do oxigénio se situam n.os 50 % superiores. Deve realizar-se o ensaio com a temperatura do forno regulada conforme exigido. As características do gás de verificação da interferência de oxigénio são enunciadas no ponto 9.3.3.4.

a)	Coloca-se o analisador no zero.

b)	Calibra-se o analisador com a mistura de oxigénio a 0 % para motores de ignição comandada. Os instrumentos do motor de ignição por compressão são regulados com a mistura de oxigénio a 21 %.

c)	Verifica-se novamente a resposta no zero. Se se modificou em mais de 0,5 % da escala completa, repetem-se as etapas a) e b).

d)	Aplicam-se os gases de verificação da interferência do oxigénio a 5 % e a 10 %.

e)	Verifica-se novamente a resposta no zero. Se tiver mudado mais de 1 % da escala completa, o ensaio deve ser repetido.

f)

Calcula-se a interferência do oxigénio E O2 para cada mistura descrita na alínea d) conforme a seguir indicado:  (73) Sendo a resposta do analisador  (74) em que: c ref,b é a concentração HC de referência no passo b), em ppm C; c ref,d é a concentração HC de referência no passo d), em ppm C; c FS,b é a concentração HC à escala completa no passo b), em ppm C; c FS,d é a concentração HC à escala completa no passo d), em ppm C; c m,b é a concentração HC medida no passo b), em ppm C; c m,d é a concentração HC medida no passo d), em ppm C.

g)	A interferência do oxigénio E O2 deve ser inferior a ±1,5 % relativamente a todos os gases de verificação da interferência do oxigénio necessários antes da realização do ensaio.

h)	Se a interferência do oxigénio E O2 for maior que ±1,5 %, podem ser tomadas medidas correctivas regulando progressivamente o caudal do ar acima e abaixo das recomendações do fabricante, bem como o caudal do combustível e o caudal da amostra.

i)	Repete-se a verificação da interferência do oxigénio a cada nova regulação.

9.3.8.   Eficiência do separador de hidrocarbonetos não metânicos (NMC)

O NMC é utilizado para a remoção de hidrocarbonetos não metânicos da amostra do gás, através da oxidação de todos os hidrocarbonetos com excepção do metano. Em termos ideais, a conversão para o metano é de 0 %, e para os outros hidrocarbonetos, representados pelo etano, de 100 %. Para a medição exacta dos HC não-metânicos, determinam-se as duas eficiências e utilizam-se os valores obtidos para o cálculo do caudal mássico das emissões de NMHC (ver ponto 8.5.2).

9.3.8.1.   Eficiência do metano

Deve fazer-se passar um gás de calibração do metano através do FID, com ou sem passagem pelo NMC, sendo as duas concentrações registadas. Deve determinar-se a eficiência do seguinte modo:

 (75)

em que:

c HC(w/NMC)	é a concentração de HC com o CH4 a passar através do NMC, em ppm C;
c HC(w/o NMC)	é a concentração de HC com o CH4 a contornar o NMC, em ppm C.

9.3.8.2.   Eficiência do etano

Deve fazer-se passar um gás de calibração do etano através do FID, com ou sem passagem pelo NMC, sendo as duas concentrações registadas. Deve determinar-se a eficiência do seguinte modo:

 (76)

em que:

c HC(w/NMC)	é a concentração de HC com o C2H6 a passar através do NMC, em ppm C;
c HC(w/o NMC)	é a concentração de HC com o C2H6 a contornar o NMC, em ppm C.

9.3.9.   Efeitos de interferência

Os gases que não são o gás objecto de análise podem interferir na leitura de vários modos. Há interferência positiva nos instrumentos NDIR, quando o gás que interfere dá o mesmo efeito que o gás que está a ser medido, mas em menor grau. Verifica-se uma interferência negativa nos instrumentos NDIR, quando o gás que interfere alarga a banda de absorção do gás que está a ser medido, e nos instrumentos CLD quando o gás que interfere atenua a reacção. As verificações de interferência indicadas nos pontos 9.3.9.1 e 9.3.9.3 devem ser efectuadas antes da utilização inicial do analisador e após longos intervalos de manutenção.

9.3.9.1.   Verificação da interferência no analisador de CO

A água e o CO2 podem interferir com o rendimento do analisador de CO. Assim, borbulha-se em água à temperatura ambiente um gás de calibração que contenha CO2 com uma concentração de 80 % a 100 % da escala completa da gama de funcionamento máxima utilizada durante o ensaio, registando-se a resposta do analisador. A resposta do analisador não deve ser superior a 2 % da concentração média de CO prevista durante o ensaio.

Os procedimentos de verificação da interferência para CO2 e H2O também podem ser executados separadamente. Se os níveis de CO2 e H2O utilizados forem superiores aos níveis máximos previstos durante o ensaio, cada valor de interferência observado deve ser reduzido proporcionalmente, mediante a multiplicação da interferência observada pelo rácio do valor máximo de concentração prevista pelo valor real utilizado durante este procedimento. Podem ser executados procedimentos de interferência separados de concentrações de H2O que são inferiores aos níveis máximos previstos durante o ensaio, mas o valor da interferência com H2O observado deve ser corrigido em alta, mediante a multiplicação da interferência observada pelo rácio do valor de concentração de H2O máximo previsto pelo valor real utilizado durante este procedimento. A soma destes dois valores de interferência assim corrigidos deve respeitar os limites de tolerância especificados neste ponto.

9.3.9.2.   Verificações da atenuação do analisador de NOx para o analisador CLD

Os dois gases a considerar para os analisadores CLD (e HCLD) são o CO2 e o vapor de água. Os graus de atenuação desses gases são proporcionais às suas concentrações e exigem, portanto, técnicas de ensaio para determinar o efeito de atenuação às concentrações mais elevadas esperadas durante o ensaio. Se o analisador CLD usar algoritmos de compensação do efeito de atenuação que utilizam instrumentos de medição de H2O e/ou CO2, o efeito de atenuação deve ser avaliado com estes instrumentos em funcionamento e aplicando os algoritmos de compensação.

9.3.9.2.1.   Verificação do efeito de atenuação do CO2

Deve fazer-se passar através do analisador NDIR um gás de calibração do CO2 com uma concentração de 80 % a 100 % da escala completa da gama máxima de funcionamento, registando-se o valor de CO2 como A. A seguir, deve diluir-se cerca de 50 % com um gás de calibração do NO e deixar-se passar através do NDIR e do CLD, registando-se os valores de CO2 e NO como B e C, respectivamente. Deve fechar-se a entrada de CO2 e deixar-se passar apenas o gás de calibração do NO através do (H)CLD, registando-se o valor de NO como D.

O coeficiente de atenuação (em %) é calculado do seguinte modo:

 (77)

em que:

A	é a concentração do CO2 não diluído, medida com o NDIR, em %
B	é a concentração do CO2 diluído, medida com o NDIR, em %
C	é a concentração do NO diluído, medida com o (H)CLD, em ppm
D	é a concentração do NO não diluído, medida com o (H)CLD, em ppm

Podem utilizar-se métodos alternativos de diluição e de quantificação dos valores dos gases de calibração do CO2 e do NO, tais como a mistura, mediante autorização da entidade homologadora.

9.3.9.2.2.   Verificação do efeito de atenuação da água

Esta verificação aplica-se apenas às medições das concentrações de gases em base húmida. O cálculo do efeito de atenuação da água deve tomar em consideração a diluição do gás de calibração do NO com vapor de água e o estabelecimento de uma relação entre a concentração de vapor de água da mistura e a prevista durante o ensaio.

Deve fazer-se passar um gás de calibração do NO com uma concentração de 80 % a 100 % da escala completa da gama de funcionamento normal através do (H)CLD e registar-se o valor de NO como D. Deve deixar-se borbulhar o gás de calibração do NO através de água à temperatura ambiente, fazendo-se passar esse gás através do (H)CLD, e registar-se o valor de NO como C. Deve determinar-se a temperatura da água borbulhada e registar-se como valor F. Deve determinar-se a pressão do vapor de saturação da mistura que corresponde à temperatura da água (F), sendo o seu valor registado como G.

A concentração do vapor de água (em %) da mistura deve ser calculada do seguinte modo:

 (78)

e registada como H. A concentração prevista do gás de calibração do NO diluído (em vapor de água) deve ser calculada do seguinte modo:

 (79)

e registada como D e. Para os gases de escape dos motores diesel, deve estimar-se a concentração máxima de vapor de água nos gases de escape (em %) esperada durante o ensaio, na hipótese de uma relação H/C do combustível de 1,8/1, a partir da concentração máxima de CO2 nos gases de escape A do seguinte modo:

 (80)

e registada como H m.

O coeficiente de atenuação da água (em %) deve ser calculado do seguinte modo:

 (81)

em que:

D e	é a concentração prevista do NO diluído, em ppm;
C	é a concentração medida do NO diluído, em ppm;
H m	é a concentração máxima do vapor de água, em %;
H	é a concentração real do vapor de água, em %.

9.3.9.2.3.   Coeficiente de atenuação máximo autorizado

O coeficiente combinado para o CO2 e a água não deve ser superior a 2 % da escala completa.

9.3.9.3.   Verificação da atenuação do analisador de NOx para o analisador NDUV

Os hidrocarbonetos e a H2O podem interferir positivamente com um analisador NDUV, ao causar uma resposta semelhante ao NOx. Se o analisador NDUV usar algoritmos de compensação que utilizem medições de outros gases para efectuar esta verificação de interferência, tais medições devem ser efectuadas simultaneamente para controlar os algoritmos durante a verificação de interferência do analisador.

9.3.9.3.1.   Procedimento

O analisador NDUV deve ser posto a funcionar, operado, colocado no zero e calibrado de acordo com as instruções do seu fabricante. Recomenda-se que se extraiam gases de escape do motor para efectuar esta verificação. Deve ser utilizado um CLD para quantificar os NOx nos gases de escape. A resposta do CLD deve ser utilizada como valor de referência. Os HC presentes nos gases de escape também devem ser medidos com um analisador FID. A resposta do FID deve ser utilizada como valor de referência para os hidrocarbonetos.

A montante do secador de amostras, caso seja utilizado durante o ensaio, os gases de escape do motor são introduzidos no analisador NDUV. Deve dar-se tempo para que a resposta do analisador se estabilize. O tempo de estabilização pode incluir o tempo para purgar a conduta de transferência e o tempo de resposta do analisador. Enquanto todos os analisadores medem a concentração da amostra, devem ser registados 30 segundos de dados recolhidos e ser calculadas as médias aritméticas relativas aos três analisadores.

O valor médio do CLD deve ser subtraído do valor médio do NDUV. Esta diferença deve ser multiplicada pelo quociente da concentração média de HC esperada pela concentração de HC medida durante a verificação, do seguinte modo:

 (82)

em que:

c NOx,CLD	é a concentração de NOx medida pelo CLD, em ppm
c NOx,NDUV	é a concentração de NOx medida pelo NDUV, em ppm
c HC,e	é a concentração máxima prevista de HC, em ppm
c HC,m	é a concentração de HC medida, em ppm

9.3.9.3.2.   Coeficiente de atenuação máximo autorizado

O coeficiente de atenuação combinado de HC e de água não deve exceder 2 % da concentração de NOx esperada durante o ensaio.

9.3.9.4.   Secador de amostras

Um secador de amostras deve remover a água, que, de outro modo, poderia interferir com a medição dos NOx.

9.3.9.4.1.   Eficiência do secador de amostras

No caso de analisadores CLD em base seca, deve demonstrar-se que, para a mais elevada concentração de vapor de água H m esperada (ver ponto 9.3.9.2.2), o secador de amostras mantém a humidade do CLD a ≤ 5 g de água/kg de ar seco (ou cerca de 0,008 % de H2O), o que corresponde a 100 % de humidade relativa a 3,9 °C e 101,3 kPa. Esta característica da humidade é igualmente equivalente a cerca de 25 % de humidade relativa a 25 °C e 101,3 kPa. Este controlo pode ser efectuado através da medição da temperatura à saída de um desumidificador térmico, ou mediante a medição da humidade imediatamente a montante do CLD. Pode medir-se a humidade à saída do CLD, desde que o único caudal a atravessar o CLD seja o do desumidificador.

9.3.9.4.2.   Penetração de NO2 no secador de amostras

A água que fica num secador de amostras mal concebido pode remover o NO2 da amostra. Se um secador de amostras for utilizado em combinação com um analisador NDUV sem um conversor NO2/NO a montante, poderia remover o NO2 da amostra antes da medição dos NOx.

O secador de amostras deve permitir a medição de, pelo menos, 95 % do NO2 total na concentração máxima esperada do NO2.

9.3.10.   Amostragem para emissões gasosas brutas, se aplicável

As sondas de recolha de amostras das emissões gasosas devem ser instaladas, pelo menos, 0,5 m ou 3 vezes o diâmetro do tubo de escape – conforme o valor mais elevado – a montante da saída do sistema de gases de escape, mas suficientemente próximo do motor, de modo a assegurar uma temperatura dos gases de escape de, no mínimo, 343 K (70 °C) na sonda.

No caso de um motor multicilindros com um colector de escape ramificado, a entrada da sonda deve estar localizada suficientemente longe, a jusante, para assegurar que a amostra é representativa das emissões médias de escape de todos os cilindros. Nos motores multicilindros com grupos distintos de colectores, por exemplo nos motores em “V”, é recomendável combinar os colectores a montante da sonda de recolha de amostras. Caso tal não seja prático, é admissível obter uma amostra do grupo com o nível de emissões CO2 mais elevado. Para o cálculo das emissões de escape, deve ser utilizado o caudal mássico total dos gases de escape.

Se o motor estiver equipado com um sistema de pós-tratamento de gases de escape, a amostra de gases de escape deve ser tomada a jusante desse sistema.

9.3.11.   Amostragem para emissões gasosas diluídas, se aplicável

O tubo de escape entre o motor e o sistema de diluição do caudal total deve cumprir o disposto no apêndice 3. Devem instalar-se a(s) sonda(s) de recolha de amostras das emissões gasosas no túnel de diluição, num ponto em que o diluente e os gases de escape estejam bem misturados, e próximo da sonda de recolha de partículas.

A recolha de amostras pode geralmente ser executada de duas formas:

a)	as emissões são recolhidas num saco de recolha de amostras durante o ciclo e medidas após a finalização do ensaio; para os HC, o saco de recolha de amostras deve ser aquecido a 464 ± 11 K (191 ± 11 °C) e, para os NOx, a temperatura do saco deve ser superior à temperatura do ponto de orvalho;

b)	as emissões são recolhidas em contínuo e integradas ao longo do ciclo.

As concentrações de fundo devem ser determinadas a montante do túnel de diluição, nos termos das alíneas a) ou b), e ser subtraídas da concentração das emissões, de acordo com o ponto 8.5.2.3.2.

9.4.   Sistemas de recolha de amostras e de medição de partículas

9.4.1.   Características gerais

Para determinar a massa das partículas, são necessários um sistema de recolha de amostras e de diluição de partículas, um filtro de recolha de amostras de partículas, uma balança capaz de pesar microgramas e uma câmara de pesagem controlada em termos de temperatura e de humidade. O sistema de amostragem de partículas deve ser concebido de forma a assegurar uma amostra representativa das partículas, proporcional ao caudal mássico dos gases de escape.

9.4.2.   Requisitos gerais do sistema de diluição

A determinação das partículas exige a diluição da amostra com ar ambiente filtrado, ar de síntese ou azoto (o diluente). O sistema de diluição deve ser instalado do seguinte modo:

a)	eliminar completamente a condensação de água nos sistemas de diluição e de recolha de amostras;

b)	manter a temperatura dos gases de escape diluídos entre 315 K (42 °C) e 325 K (52 °C) n.os 20 cm situados a montante ou a jusante do(s) suporte(s) de filtro(s);

c)	a temperatura do diluente deve situar-se entre 293 K e 325 K (20 °C e 52 °C) na proximidade imediata da entrada do túnel de diluição;

d)	a razão mínima de diluição deve situar-se entre 5:1 e 7:1 e, pelo menos, 2:1 para a fase de diluição primária baseada no caudal máximo dos gases de escape do motor;

e)	para um sistema de diluição do caudal parcial, o tempo de permanência no sistema, desde o ponto de introdução do diluente até ao(s) suporte(s) de filtro(s), deve situar-se entre 0,5 e 5 segundos;

f)

para um sistema de diluição do caudal total, o tempo de permanência global no sistema, desde o ponto de introdução do diluente até ao(s) suporte(s) de filtro(s), deve situar-se entre 1 e 5 segundos, e o tempo de permanência no sistema de diluição secundária, se for utilizado, desde o ponto de introdução do diluente secundário até ao(s) suporte(s) de filtro(s), deve ser de, pelo menos, 0,5 segundos.

É permitida a desumidificação do diluente antes de este entrar no sistema de diluição, o que é especialmente útil se a humidade do diluente for elevada.

9.4.3.   Recolha de amostras de partículas

9.4.3.1.   Sistema de diluição do caudal parcial

A sonda de recolha de amostras de partículas deve ser instalada muito perto da sonda de recolha de amostras de emissões gasosas, mas a uma distância suficiente para não causar interferências. Por conseguinte, as disposições relativas à instalação, constantes do ponto 9.3.10, são igualmente aplicáveis à recolha de amostras de partículas. A conduta de recolha de amostras deve ser conforme ao disposto no apêndice 3.

No caso de um motor multicilindros com um colector de escape ramificado, a entrada da sonda deve estar localizada suficientemente longe, a jusante, para assegurar que a amostra é representativa das emissões médias de escape de todos os cilindros. Nos motores multicilindros com grupos distintos de colectores, por exemplo nos motores em “V”, é recomendável combinar os colectores a montante da sonda de recolha de amostras. Caso tal não seja prático, é admissível obter uma amostra do grupo com o nível de emissões de partículas mais elevado. Para o cálculo das emissões de escape, deve ser utilizado o caudal mássico total dos gases de escape do colector.

9.4.3.2.   Sistema de diluição do caudal total

A sonda de recolha de amostras de partículas deve ser instalada muito perto da sonda de recolha de amostras de emissões gasosas, mas a uma distância suficiente para não causar interferências no túnel de diluição. Por conseguinte, as disposições relativas à instalação, constantes do ponto 9.3.11, são igualmente aplicáveis à recolha de amostras de partículas. A conduta de recolha de amostras deve ser conforme ao disposto no apêndice 3.

9.4.4.   Filtros de recolha de amostras de partículas

Durante a sequência de ensaio, os gases de escape diluídos devem ser amostrados por meio de um filtro que cumpra os requisitos previstos nos pontos 9.4.4.1 a 9.4.4.3.

9.4.4.1.   Características dos filtros

Independentemente do tipo de filtro, este deve possuir um coeficiente de retenção de partículas de DOP (ftalato de dioctilo) de 0,3 μm de, pelo menos, 99 %. O material filtrante deve ser:

a)	fibra de vidro revestida de fluorocarbono (PTFE), ou

b)	membrana de fluorocarbono (PTFE).

9.4.4.2.   Dimensão dos filtros

O filtro deve ser circular, com um diâmetro nominal de 47 mm (tolerância de 46,50 ± 0,6 mm) e um diâmetro exposto (diâmetro de mancha do filtro) de, pelo menos, 38 mm.

9.4.4.3.   Velocidade nominal através do filtro

A velocidade nominal através do filtro deve situar-se entre 0,90 e 1,00 m/s, com menos de 5 % dos valores de caudal registados a exceder esta gama. Se a massa total de PM no filtro exceder 400 µg, a velocidade nominal através do filtro pode ser reduzida para 0,50 m/s. A velocidade nominal deve ser calculada, dividindo o caudal volumétrico da amostra à pressão a montante do filtro e à temperatura da superfície do filtro pela superfície exposta do filtro.

9.4.5.   Características da câmara de pesagem e da balança analítica

O ambiente da câmara (ou sala) deve estar isento de quaisquer contaminantes ambientes (tais como poeira, aerossol ou material semivolátil) que possam contaminar os filtros de partículas. A câmara de pesagem deve respeitar as características exigidas durante, pelo menos, 60 min. antes da pesagem dos filtros.

9.4.5.1.   Condições na câmara de pesagem

A temperatura da câmara (ou sala) em que os filtros de partículas são condicionados e pesados deve ser mantida a 295 K ±1 K (22 °C ± 1 °C) durante todo o período de condicionamento e pesagem dos filtros. A humidade deve ser mantida a um ponto de orvalho de 282,5 K ± 1 K (9,5 °C ± 1 °C).

Se os ambientes de estabilização e de pesagem forem separados, a temperatura do ambiente de estabilização deve ser mantida dentro do intervalo de tolerância de 295 K ± 3 K (22 °C ± 3 °C), mas o requisito relativo ao ponto de orvalho permanece em 282,5 K ± 1 K (9,5 °C ± 1 °C).

A humidade e a temperatura ambiente devem ser registadas.

9.4.5.2.   Pesagem dos filtros de referência

Devem ser pesados, pelo menos, dois filtros de referência não utilizados no prazo de 12 horas, mas, de preferência, em simultâneo com as pesagens do filtro de recolha de amostras. Esses filtros devem ser do mesmo material que os filtros de recolha de amostras. A correcção de flutuabilidade deve ser aplicada às pesagens.

Se o peso de algum filtro de referência variar entre pesagens dos filtros de recolha de amostras em mais de 10 µg, todos os filtros de recolha de amostras devem ser descartados, repetindo-se o ensaio de emissões.

Os filtros de referência devem ser substituídos periodicamente com base nas boas práticas de engenharia, pelo menos, uma vez por ano.

9.4.5.3.   Balança analítica

A balança analítica utilizada para determinar o peso dos filtros deve obedecer aos critérios de verificação da linearidade previstos no ponto 9.2, quadro 7. Isto implica uma precisão (desvio-padrão) de, pelo menos, 2 μg e uma resolução de, pelo menos, 1 μg (1 algarismo = 1 μg).

Para garantir a pesagem exacta dos filtros, recomenda-se que a balança seja:

a)	instalada numa plataforma de isolamento do ruído e vibração externos,

b)	protegida contra correntes de convecção por meio de um pára-vento antiestático que esteja electricamente ligado à terra.

9.4.5.4.   Eliminação dos efeitos da electricidade estática

O filtro deve ser neutralizado antes da pesagem, por exemplo, através de um neutralizador de polónio ou um dispositivo igualmente eficaz. Se for utilizado um filtro de membrana PTFE, deve ser medida a electricidade estática, recomendando-se que esta seja neutra a ±2,0 V.

A carga de electricidade estática deve ser reduzida ao mínimo junto da balança, designadamente através das seguintes medidas:

a)	a balança deve estar electricamente ligada à terra;

b)	devem ser utilizadas pinças de aço inoxidável, se as amostras de partículas forem manipuladas manualmente;

c)

as pinças devem estar ligadas à terra por uma correia, ou o operador deve usar uma pulseira de ligação à terra de forma que a pulseira e a balança tenham a mesma ligação à terra. As pulseiras de ligação à terra devem estar munidas de uma resistência adequada para proteger os operadores contra choques eléctricos acidentais.

9.4.5.5.   Características adicionais

Todas as peças do sistema de diluição e do sistema de recolha de amostras, desde o tubo de escape até ao suporte dos filtros, que estejam em contacto com gases de escape brutos ou diluídos, devem ser concebidas para minimizar a deposição ou alteração das partículas. Todas as peças devem ser feitas de materiais condutores de electricidade que não reajam com componentes dos gases de escape e devem ser ligadas à terra para impedir efeitos electrostáticos.

9.4.5.6.   Calibração dos aparelhos de medição de caudais

Cada medidor de caudais utilizado num sistema de recolha de amostras de partículas e de diluição do caudal parcial do fluxo deve ser sujeito à verificação da linearidade, conforme o ponto 9.2.1, tantas vezes quantas as necessárias a fim de cumprir os requisitos de exactidão do presente gtr. No que se refere aos valores de referência do caudal, deve ser utilizado um medidor de caudais exacto, com base nas normas internacionais e/ou nacionais. Para a calibração da medição do caudal diferencial, ver o ponto 9.4.6.2.

9.4.6.   Disposições especiais para sistemas de diluição do caudal parcial

O sistema de diluição do caudal parcial tem de ser concebido para extrair uma amostra proporcional dos gases de escape brutos da corrente de gases de escape do motor, respondendo assim às variações no caudal da corrente dos gases de escape. Para o efeito, é essencial que a razão de diluição ou o quociente de amostragem r d ou r s sejam determinados, de modo a cumprir os requisitos de exactidão indicados no ponto 9.4.6.2.

9.4.6.1.   Tempo de resposta do sistema

Para a regulação de um sistema de diluição do caudal parcial. é necessária uma resposta rápida do sistema. O tempo de transformação para o sistema deve ser determinado segundo o procedimento descrito no ponto 9.4.6.6. Se o tempo de transformação combinado da medição do caudal de escape (ver ponto 8.3.1.2) e do sistema do caudal parcial for ≤ 0,3 s, deve aplicar-se a regulação em linha. Se o tempo de transformação exceder 0,3 s, deve aplicar-se a regulação antecipada, baseada num ensaio pré-registado. Neste caso, o tempo de subida combinado deve ser ≤ 1 s e o tempo de reacção combinado ≤ 10 s.

A resposta total do sistema deve ser concebida para assegurar uma amostra representativa das partículas, q mp,i, proporcional ao caudal mássico do escape. Para determinar a proporcionalidade, deve efectuar-se uma análise de regressão de q mp,i em relação a q mew,i a uma taxa de aquisição de dados mínima de 5 Hz, respeitando os seguintes critérios:

a)	o coeficiente de determinação r 2 da regressão linear entre q mp,i e q mew,i não deve ser inferior a 0,95;

b)	o erro-padrão da estimativa de q mp,i em q mew,i não deve exceder 5 % do máximo de q mp;

c)	a ordenada na origem de q mp na recta de regressão não deve exceder ± 2 % do máximo de q mp.

A regulação prévia é necessária se os tempos de transformação combinados do sistema de partículas t 50,P, e do sinal do caudal mássico dos gases de escape, t 50,F, forem > 0,3 s. Neste caso, deve efectuar-se um pré-ensaio e o sinal do caudal mássico dos gases de escape ser utilizado para regular o caudal da amostra admitida no sistema de partículas. Obtém-se uma regulação correcta do sistema de diluição parcial, se o traço do tempo de q mew,pre do pré-ensaio, que controla qmp, for desviado por um tempo de antecipação de t 50,P + t 50,F.

Para estabelecer a correlação entre q mp,i e q mew,i, utilizam-se os dados obtidos durante o ensaio real, com o q mew,i alinhado em função do tempo por t50,F relativo a q mp,i (não há contribuição de t 50,P para o alinhamento temporal). Noutros termos, a deslocação temporal entre q mew e q mp é a diferença dos seus tempos de transformação, determinados no ponto 9.4.6.6.

9.4.6.2.   Características da medição do caudal diferencial

No que diz respeito aos sistemas de diluição do caudal parcial, a exactidão do caudal da amostra q mp é de especial importância, se não for medido directamente, mas determinado por medição diferencial do caudal:

 (83)

Neste caso, o erro máximo da diferença deve ser tal que a exactidão de q mp seja de ±5 % quando a razão de diluição for inferior a 15. O cálculo pode ser feito com base no valor médio quadrático dos erros de cada instrumento.

Podem ser obtidas exactidões aceitáveis para o q mp através de qualquer um dos seguintes métodos:

a)	As exactidões absolutas de q mdew e q mdw são ±0,2 %, o que garante uma exactidão de q mp ≤ 5 % com uma razão de diluição de 15. Todavia, ocorrerão erros maiores com razões de diluição mais elevadas;

b)	A calibração de q mdw relativamente a q mdew é efectuada de modo a obter as mesmas precisões para q mp que as obtidas na alínea a). Para mais informações ver ponto 9.4.6.2;

c)	Determina-se indirectamente a exactidão de q mp a partir da exactidão da razão de diluição, conforme determinada por um gás marcador, por exemplo, o CO2. São necessárias exactidões para o q mp equivalentes às obtidas pelo método da alínea a);

d)	As exactidões absolutas de q mdew e q mdw situam-se a ± 2 % da escala completa, o erro máximo da diferença entre q mdew e q mdw situa-se em 0,2 %, e o erro de linearidade está a ±0,2 % do valor mais elevado de q mdew observado durante o ensaio.

9.4.6.3.   Calibração da medição do caudal diferencial

O medidor de caudais ou os aparelhos de medição de caudais são calibrados de acordo com um dos seguintes procedimentos, de modo que o caudal da sonda qmp para o túnel obedeça aos requisitos de exactidão do ponto 9.4.6.2:

a)

O medidor de caudais para o qmdw deve estar ligado em série ao medidor de caudais para o qmdew , sendo a diferença entre os dois medidores calibrada em, pelo menos, 5 pontos de regulação com valores de caudal igualmente espaçados entre o valor mais baixo de qmdw utilizado durante o ensaio e o valor de qmdew utilizado durante o ensaio. O túnel de diluição pode ser posto em derivação;

b)

Deve ligar-se em série um medidor de caudais calibrado ao medidor de caudais para qmdew e verificar-se a exactidão em relação ao valor utilizado para o ensaio. Deve ligar-se em série o medidor de caudais calibrado ao medidor de caudais para qmdw e verificar-se a exactidão em relação ao valor utilizado para o ensaio para, pelo menos, 5 pontos correspondentes a uma razão de diluição compreendida entre 3 e 50, relativamente ao qmdew utilizado durante o ensaio;

c)

O tubo de transferência TT deve ser desligado do escape, devendo ligar-se um aparelho de medição de caudais calibrado, com uma gama apropriada para medir qmp , ao tubo de transferência; qmdew deve ser regulado para o valor utilizado no ensaio e qmdw deve ser regulado sequencialmente para, pelo menos, 5 valores correspondentes a relações de diluição entre 3 e 50. Em alternativa, pode existir um percurso de calibração especial do caudal em que o túnel seja colocado em derivação, mas o caudal do ar total e de diluição através dos aparelhos de medição correspondentes seja o mesmo que no ensaio real;

d)

Introduz-se um gás marcador no tubo de transferência TT. Esse gás marcador pode ser um componente dos gases de escape, como o CO2 ou o NOx. Após diluição no túnel, mede-se a quantidade do gás marcador em relação a cinco razões de diluição compreendidas entre 3 e 50. A exactidão do caudal da amostra deve ser determinada a partir da relação de diluição r d:  (84) Devem ter-se em consideração as exactidões dos analisadores de gás para garantir a exactidão de qmp .

9.4.6.4.   Verificação do caudal de carbono

Recomenda-se vivamente uma verificação do caudal de carbono que utilize os gases de escape reais para detectar problemas de medição e de controlo e verificar o funcionamento correcto do sistema de caudal parcial. A verificação do caudal de carbono deve ser efectuada, pelo menos, quando se instala um novo motor ou quando se muda algum elemento significativo na configuração da célula de ensaio.

Deve fazer-se funcionar o motor à carga e à velocidade de binário máximos ou a qualquer outra velocidade estabilizada que produza 5 % ou mais de CO2. O sistema de recolha de amostras de caudal parcial deve funcionar com um factor de diluição de cerca de 15 para 1.

Se for efectuada uma verificação do caudal de carbono, deve ser aplicado o procedimento indicado no apêndice 5. Os caudais de carbono devem ser calculados conforme as equações 80 a 82 do apêndice 5. Todos os caudais de carbono devem concordar a 3 %.

9.4.6.5.   Verificação prévia ao ensaio

Duas horas antes da realização do ensaio, deve efectuar-se uma verificação prévia ao ensaio, do seguinte modo:

Deve verificar-se a exactidão dos medidores de caudais pelo mesmo método que o utilizado para a calibração (ver ponto 9.4.6.2) para, pelo menos, dois pontos, incluindo valores do caudal de qmdw que correspondam a razões de diluição compreendidas entre 5 e 15 para o valor de qmdew utilizado durante o ensaio.

Caso se possa demonstrar, através de registos do método de calibração descrito no ponto 9.4.6.2, que a calibração dos medidores de caudais é estável durante um período de tempo maior, a verificação prévia ao ensaio pode ser omitida.

9.4.6.6.   Determinação do tempo de transformação

As regulações do sistema para a avaliação do tempo de transformação são exactamente as mesmas que durante a medição do ensaio. Deve determinar-se o tempo de transformação através do seguinte método.

Instala-se em série com a sonda, e estreitamente ligado a esta, um medidor de caudais de referência independente e com uma gama de medição adequada ao caudal da sonda. Este medidor de caudais deve ter um tempo de transformação inferior a 100 ms para a dimensão do patamar do caudal utilizado na medição do tempo de resposta, com uma restrição do caudal suficientemente baixa para não afectar o rendimento dinâmico do sistema de diluição do caudal parcial e tendo em conta as boas práticas de engenharia.

Faz-se variar o patamar do caudal dos gases de escape (ou o caudal de ar, se o caudal dos gases de escape estiver a ser calculado) do sistema de diluição do caudal parcial, desde um valor baixo até, pelo menos, 90 % do caudal máximo de escape. O iniciador para a variação de patamar deve ser o mesmo que o utilizado para dar início ao controlo antecipado no ensaio real. Registam-se o estímulo do patamar do caudal dos gases de escape e a resposta do medidor de caudais a uma frequência de amostragem de, pelo menos, 10 Hz.

A partir desses dados, determina-se o tempo de transformação para o sistema de diluição do fluxo parcial, isto é, o tempo que decorre desde o início do estímulo do patamar até ao ponto correspondente a 50 % da resposta do medidor de caudais. Do mesmo modo, devem ser determinados os tempos de transformação do sinal de q mp do sistema de diluição do caudal parcial e do sinal de q mew,i do medidor de caudais de gases de escape. Esses sinais são utilizados em verificações de regressão realizadas após cada ensaio (ver ponto 9.4.6.1).

Repete-se o cálculo, pelo menos, para 5 estímulos de subida e de descida, procedendo-se depois ao cálculo da média dos resultados. O tempo de transformação interna (< 100 ms) do medidor de caudais de referência deve ser subtraído deste valor. Este é o valor “antecipado” do sistema de diluição do caudal parcial, que deve ser aplicado de acordo com o ponto 9.4.6.1.

9.5.   Calibração do sistema CVS

9.5.1.   Generalidades

Deve calibrar-se o sistema CVS utilizando um medidor de caudais exacto e um dispositivo limitador de caudal. Deve medir-se o caudal através do sistema a diferentes posições de restrição, sendo os parâmetros de regulação do sistema medidos e relacionados com o caudal.

Podem utilizar-se vários tipos de medidores de caudais, como, por exemplo, venturi calibrado, medidor laminar calibrado ou medidor com turbina calibrado.

9.5.2.   Calibração da bomba volumétrica (PDP)

Devem medir-se simultaneamente todos os parâmetros relacionados com a bomba, juntamente com os parâmetros relacionados com um venturi de calibração, que é ligado em série com a bomba. Pode, então, traçar-se a curva do caudal calculado (expresso em m3/s à entrada da bomba, à pressão e temperatura absolutas) em relação a uma função de correlação correspondente ao valor de uma dada combinação de parâmetros da bomba. Deve determinar-se a equação linear que exprime a relação entre o caudal da bomba e a função de correlação. Se a bomba do sistema CVS tiver várias velocidades de funcionamento, deve executar-se uma operação de calibração para cada velocidade utilizada.

Deve manter-se a estabilidade da temperatura durante a calibração.

Devem manter-se as fugas em todas as ligações e tubagens entre o venturi de calibração e a bomba CVS a valores inferiores a 0,3 % do ponto mais baixo de escoamento (restrição mais elevada e velocidade de rotação PDP mais baixa).

9.5.2.1.   Análise dos dados

Deve calcular-se o caudal de ar (qvCVS ) em cada posição de restrição (mínimo 6 posições) em m3/s a partir dos valores de medição do medidor de caudais, segundo o método prescrito pelo fabricante. Deve converter-se então o caudal de ar em caudal da bomba (V 0) em m3/rot à temperatura e à pressão absolutas à entrada da bomba como segue:

 (85)

em que:

qvCVS	é o caudal de ar em condições normais (101,3 kPa, 273 K), m3/s;
T	é a temperatura à entrada da bomba, em K;
p p	é a pressão absoluta à entrada da bomba, em kPa;
n	é a velocidade de rotação da bomba, em rot/s.

Para compensar a interacção das variações de pressão na bomba e da taxa de escorregamento da mesma, deve calcular-se a função de correlação (X 0) entre a velocidade de rotação da bomba, a diferença de pressão entre a entrada e a saída da bomba e a pressão absoluta à saída da bomba do seguinte modo:

 (86)

em que:

Δp p	é a diferença de pressão entre a entrada e a saída da bomba, em kPa;
p p	é a pressão absoluta à saída da bomba, em kPa.

Deve executar-se um ajustamento linear pelo método dos mínimos quadrados para obter a equação de calibração como segue:

 (87)

D 0 e m são as constantes da ordenada na origem e do declive, respectivamente, que descrevem as rectas de regressão.

No que diz respeito ao sistema CVS com várias velocidades de funcionamento, as curvas de calibração obtidas para as diferentes gamas de caudais da bomba devem ser aproximadamente paralelas, e os valores da ordenada na origem (D 0) devem aumentar quando decrescer a gama do caudal da bomba.

Os valores calculados a partir da equação devem situar-se a ±0,5 % do valor medido de V 0. Os valores de m variam de uma bomba para outra. O influxo de partículas ao longo do tempo fará com que o escorregamento da bomba diminua, conforme reflectido pelos valores inferiores de m. Assim sendo, a calibração deve ser efectuada aquando da entrada em serviço da bomba, após qualquer operação importante de manutenção e se a verificação total do sistema indicar uma alteração da taxa de escorregamento.

9.5.3.   Calibração do venturi de escoamento crítico (CFV)

A calibração do CFV é baseada na equação de caudal de um venturi de escoamento crítico. O caudal de gás é função da pressão e da temperatura à entrada do venturi.

Para determinar a gama de escoamento crítico, deve traçar-se uma curva de K v em função da pressão à entrada do venturi. Para um escoamento crítico (bloqueado), K v terá um valor sensivelmente constante. Quando a pressão diminui (e a depressão aumenta), o venturi desbloqueia-se e K v diminui, o que indica que o CFV está a funcionar fora da gama admissível.

9.5.3.1.   Análise dos dados

Deve calcular-se o caudal de ar (qvCVS ) em cada posição de restrição (mínimo 8 posições) em m3/s a partir dos valores de medição do medidor de caudais, segundo o método prescrito pelo fabricante. Deve calcular-se o coeficiente de calibração a partir dos dados de calibração para cada posição como segue:

 (88)

em que:

qvCVS	é o caudal de ar em condições normais (101,3 kPa, 273 K), em m3/s
T	é a temperatura à entrada do venturi, em K
p p	é a pressão absoluta à entrada do venturi, em kPa

Devem calcular-se o valor médio de K V e o desvio-padrão. O desvio-padrão não deve exceder ±0,3 % do valor médio de K V.

9.5.4.   Calibração do venturi subsónico (SSV)

A calibração do SSV baseia-se na equação de caudal para um venturi subsónico. O caudal de gás é função da pressão e temperatura à entrada, da queda de pressão entre a entrada e a garganta do SSV, conforme se indica na equação 43 (ver ponto 8.5.1.4).

9.5.4.1.   Análise dos dados

Deve calcular-se o caudal de ar (Q SSV) em cada posição de restrição (mínimo 16 posições) em m3/s a partir dos valores de medição do medidor de caudais, segundo o método prescrito pelo fabricante. Deve calcular-se o coeficiente de descarga a partir dos dados de calibração para cada regulação do seguinte modo:

 (89)

em que:

Q SSV	é o caudal de ar em condições normais (101,3 kPa, 273 K), em m3/s
T	é a temperatura à entrada do venturi, em K
d V	é o diâmetro da garganta do SSV, em m
r p	é a relação da pressão estática na garganta do SSV com a pressão estática absoluta à entrada =
r D	é a razão entre o diâmetro da garganta do SSV, d V, e o diâmetro interno do tubo de entrada D.

Para determinar a gama do caudal subsónico, deve traçar-se C d enquanto função do número de Reynolds Re, na garganta do SSV. Deve calcular-se o número de Reynolds na garganta do SSV com a seguinte equação:

 (90)

com

 (91)

em que:

A1	é igual a 25,55152 em unidades SI de
Q SSV	é o caudal de ar em condições normais (101,3 kPa, 273 K), em m3/s
d V	é o diâmetro da garganta do SSV, em m
μ	é a viscosidade absoluta ou dinâmica do gás, em kg/ms
b	é 1,458 × 106 (constante empírica), em kg/ms K0,5
S	é 110,4 (constante empírica), em K

Visto que Q SSV é um dos valores da equação Re, os cálculos devem começar com um valor inicial aleatório para Q SSV ou C d do venturi de calibração e ser repetidos até que o valor de Q SSV convirja. O método de convergência deve ter uma exactidão de, no mínimo, 0,1 % de ponto.

Os valores calculados de C d para um mínimo de 16 pontos na região de caudal subsónico retirados da equação de ajustamento da curva de calibração devem ter uma tolerância de ±0,5 % do C d medido para cada ponto de calibração.

9.5.5.   Controlo do sistema total

Deve determinar-se a exactidão total do sistema de recolha de amostras CVS e do sistema de análise pela introdução de uma massa conhecida de gás poluente no sistema, enquanto este estiver a funcionar normalmente. Deve efectuar-se a análise e calcular-se a massa do poluente de acordo com o ponto 8.5.2.4, excepto no caso do propano, em que se utiliza um factor u de 0,000472 em vez de 0,000480 para os HC. Deve utilizar-se uma das duas técnicas a seguir descritas.

9.5.5.1.   Medição com um orifício de escoamento crítico

Introduz-se uma quantidade conhecida de gás puro (monóxido de carbono ou propano) no sistema CVS através de um orifício de escoamento crítico calibrado. Se a pressão à entrada for suficientemente elevada, o caudal, que é ajustado através do orifício de escoamento crítico, é independente da pressão à saída do orifício (escoamento crítico). Faz-se funcionar o sistema CVS como para um ensaio normal de determinação das emissões de escape durante 5 a 10 minutos. Analisa-se uma amostra do gás com o equipamento habitual (saco de recolha de amostras ou método de integração), calculando-se a massa do gás.

A massa assim determinada deve estar a ± 3 % do valor conhecido da massa do gás injectado.

9.5.5.2.   Medição por meio de uma técnica gravimétrica

Determina-se a massa de um pequeno cilindro cheio de monóxido de carbono ou propano com uma precisão de ±0,01 g. Faz-se funcionar o sistema CVS durante cerca de 5 a 10 minutos como num ensaio de emissões de escape normal, enquanto é injectado monóxido de carbono ou propano no sistema. Determina-se a quantidade de gás puro introduzido no sistema por pesagem diferencial. Analisa-se a amostra de gás com o equipamento habitual (saco de recolha de amostras ou método de integração), calculando-se a massa do gás.

A massa assim determinada deve estar a ± 3 % do valor conhecido da massa do gás injectado.