TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 6852-11:2009 (ISO 8178-11: 2006) VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG KIỂU PITTÔNG – ĐO CHẤT THẢI – PHẦN 11: ĐO TRÊN BĂNG THỬ CÁC CHẤT THẢI KHÍ VÀ HẠT TỪ ĐỘNG CƠ LẮP TRÊN MÁY DI ĐỘNG KHÔNG CHẠY TRÊN ĐƯỜNG BỘ Ở CHẾ ĐỘ THỬ CHUYỂN TIẾP

Hiệu lực: Còn hiệu lực

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 6852-11: 2009

ISO 8178-11: 2006

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG KIỂU PIT TÔNG – ĐO CHẤT THẢI – PHẦN 11: ĐO TRÊN BĂNG THỬ CÁC CHẤT THẢI KHÍ VÀ HẠT TỪ ĐỘNG CƠ LẮP TRÊN MÁY DI ĐỘNG KHÔNG CHẠY TRÊN ĐƯỜNG BỘ Ở CHẾ ĐỘ THỬ CHUYỂN TIẾP

Reciprocating internal combustion engines – Exhaust emission measurement – Part 11: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emission from engines used in nonroad mobile machinery under transient test conditions

Lời nói đầu

TCVN 6852-11: 2009 hoàn toàn tương đương với ISO 8178-11: 2006.

TCVN 6852-11: 2009 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 70 Động cơ đốt trong biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ tiêu chuẩn TCVN 6852 (ISO 8178), Động cơ đốt trong kiểu pít tông – Đo chất thải, gồm các phần sau:

– TCVN 6852-1: 2008 (ISO 8178-1: 2006), Phần 1: Đo trên băng thử các chất thải khí và hạt.

– TCVN 6852-2: 2001 (ISO 8178-2: 1996), Phần 2: Đo khí và bụi thải tại hiện trường.

– TCVN 6852-3: 2002 (ISO 8178-3: 1994), Phần 3: Định nghĩa và phương pháp đo khói khí thải ở chế độ ổn định.

– TCVN 6852-4: 2001 (ISO 8178-4: 1996), Phần 4: Chu trình thử cho các ứng dụng khác nhau của động cơ.

– TCVN 6852-5: 2001 (ISO 8178-5: 1997), Phần 5: Nhiên liệu thử.

– TCVN 6852-6: 2008 (ISO 8178-6: 2000), Phần 6: Đo trên băng thử các chất thải khí và hạt

– TCVN 6852-7: 2008 (ISO 8178-7: 1996), Phần 7: Xác định họ động cơ.

– TCVN 6852-8: 2008 (ISO 8178-8: 2006), Phần 8: Xác định nhóm động cơ.

– TCVN 6852-9: 2008 (ISO 8178-9: 2000/Amendment 1: 2004), Phần 9: Chu trình thử và quy trình thử để đo trên băng thử khói khí thải từ động cơ cháy do nén hoạt động ở chế độ chuyển tiếp.

– TCVN 6852-10: 2009 (ISO 8178-10: 2002), Phần 10: Chu trình thử và quy trình thử để đo ở hiện trường khói, khí thải từ động cơ cháy do nén hoạt động ở chế độ chuyển tiếp.

– TCVN 6852-11: 2009 (ISO 8178-11: 2006), Phần 11: Đo trên băng thử các chất thải khí và hạt từ động cơ lắp trên máy di động không chạy trên đường bộ ở chế độ thử chuyển tiếp.

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp đo và đánh giá các chất thải khí và hạt phát ra từ động cơ đốt trong kiểu pit tông (RIC) trên băng thử trong điều kiện thử chuyển tiếp để xác định trị số của chúng đối với mỗi khí thải gây ô nhiễm.

Chu trình thử chuyển tiếp được giới thiệu trong tiêu chuẩn này của bộ TCVN 6852 áp dụng cho các động cơ đốt trong cháy do nén lắp trên các máy di động có công suất ra từ 37 kW đến 560 kW, trừ các động cơ lắp trên ô tô được thiết kế chủ yếu để chạy trên đường bộ. Tiêu chuẩn này cũng có thể áp dụng cho các động cơ được dùng trên các xe không chạy trên đường bộ và các thiết bị công nghiệp dẫn động bằng động cơ điêzen không chạy trên đường bộ như đã mô tả trong 8.3.1.3 của TCVN 6852-4. Các thiết bị này bao gồm, ví dụ các động cơ dùng cho thiết bị xây dựng bao gồm xe xúc lật bánh lốp, xe xúc lật bánh xích, xe ủi đất, máy kéo bánh xích, máy xúc lật kiểu xe tải, xe tải không chạy trên đường cao tốc, máy xúc thủy lực, thiết bị nông nghiệp, xe nông nghiệp tự hành (bao gồm cả máy kéo), thiết bị lâm nghiệp, xe có chạc nâng, thiết bị bảo dưỡng đường bộ và cần trục di động.

Nhiều quy trình được mô tả dưới đây là các báo cáo chi tiết của các phương pháp trong phòng thí nghiệm, vì việc xác định một trị số nào đó của các chất phát thải đòi hỏi phải thực hiện một tập hợp phức tạp của các phép đo riêng thay vì thu được một trị số đo đơn lẻ. Như vậy, các kết quả thu được phụ thuộc nhiều vào quá trình thực hiện các phép đo cũng như phụ thuộc vào động cơ và phương pháp thử.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 6852-1 (ISO 8178-1), Động cơ đốt trong kiểu pit tông – Đo chất thải – Phần 1: Đo trên băng thử các chất thải khí và hạt.

TCVN 6852-5 (ISO 8178-5), Động cơ đốt trong kiểu pit tông – Đo chất thải – Phần 5: Nhiên liệu thử.

TCVN 8113-1 (ISO 5167-1), Đo lưu lượng dòng chất lỏng bằng thiết bị đo chênh áp được lắp vào ống dẫn có mặt cắt tròn với dòng chảy đầy ống – Phần 1: Nguyên lý và yêu cầu chung.

TCVN 8115-2 (ISO 5725-2), Độ chính xác của các phương pháp đo và kết quả – Phần 2: Phương pháp cơ bản để xác định tính lặp lại và tính tái tạo lại của phương pháp đo tiêu chuẩn.

TCVN 8272 (ISO 15550), Động cơ đốt trong – Xác định và phương pháp đo công suất động cơ – Yêu cầu chung.

TCVN 8289 (ISO 14396), Động cơ đốt trong kiểu pit tông – Xác định và phương pháp đo công suất của động cơ – Yêu cầu bổ sung cho các phép thử chất thải theo TCVN 6852 (ISO 8178).

ISO 16183: 2002, Heavy duty engines – Measurement of gaseous emissions from raw exhaust gas and of particulate emissions using partial flow dilution systems under transient test conditions (Động cơ hạng nặng – Đo chất thải khí từ khí thải chưa xử lý và đo chất thải hạt bằng hệ thống pha loãng một phần dòng ở chế độ thử chuyển tiếp.

SAEJ 1937: 1995, Engine testing with low-temperature charge air-cooler systems in a dynamometer test cell (Thử động cơ có hệ thống làm mát không khí nạp nhiệt độ thấp trong phòng thử có băng thử).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1. Chất thải dạng hạt (particulate matter)

Vật chất đọng lại trên lõi lọc quy định sau khi pha loãng khí thải với không khí được lọc sạch ở nhiệt độ lớn hơn 42 °C (315 K) và nhỏ hơn hoặc bằng 52 °C (325 K) được đo tại một điểm ở ngay đầu dòng của bộ lọc.

CHÚ THÍCH: Chất thải hạt bao gồm phần lớn là cacbon, hyđro cacbon ngưng tụ và sunfat kết hợp với nước.

3.2. Khí ô nhiễm (gaseous pollutants)

Cacbon monoxit, hyđro cacbon và/hoặc hyđro cacbon không metan, các oxit nitơ (được biểu thị bằng đương lượng nitơ đioxit), fomanđehit và metanol.

3.3. Phương pháp pha loãng một phần dòng (partial flow dilution method)

Quá trình tách một phần dòng khí thải chưa xử lý (thô) ra khỏi toàn bộ dòng khí thải, sau đó trộn một lượng không khí pha loãng thích hợp với phần dòng khí thải này trước khi được đưa tới bộ lọc lấy mẫu hạt.

3.4. Phương pháp pha loãng toàn dòng (full flow dilution method)

Quá trình hòa trộn không khí pha loãng với toàn bộ dòng khí thải trước khi tách một phần dòng khí thải đã pha loãng để phân tích.

CHÚ THÍCH: Thông thường trong nhiều hệ thống pha loãng toàn dòng, phần dòng khí thải đã được pha loãng sơ bộ này sẽ được pha loãng lần thứ hai để đạt được nhiệt độ thích hợp của mẫu thử tại bộ lọc hạt.

3.5. Suất phát thải (specific emissions)

Khối lượng các chất phát thải được biểu thị bằng đơn vị gam trên kilooat giờ (g/kWh).

3.6. Chu trình thử ở trạng thái ổn định (steady-state test cycle)

Chu trình thử gồm một dãy các chế độ thử động cơ trong đó động cơ có đủ thời gian để đạt được tốc độ, momen xác định và chuẩn đánh giá ổn định tại mỗi chế độ.

3.7. Chu trình thử chuyển tiếp (transient test cycle)

Chu trình thử gồm một dãy các giá trị tốc độ và momen tiêu chuẩn thay đổi tương đối nhanh theo thời gian.

3.8. Tốc độ định mức (rated speed)

Tốc độ của động cơ tại đó, theo công bố của nhà sản xuất, động cơ sẽ phát ra công suất định mức hoặc công suất chủ yếu.

CHÚ THÍCH: Xem nội dung chi tiết trong TCVN 8289.

3.9. Tốc độ thấp (low speed)

Tốc độ thấp nhất của động cơ tại đó động cơ phát ra 50 % công suất định mức hoặc công suất chủ yếu.

3.10. Tốc độ cao (high speed)

Tốc độ cao nhất của động cơ tại đó động cơ phát ra 70 % công suất định mức hoặc công suất chủ yếu.

3.11. Tốc độ chuẩn (reference speed)

Giá trị tốc độ một trăm phần trăm được dùng để chuẩn hóa các giá trị tốc độ tương đối của phép thử theo chu trình chuyển tiếp dùng cho thiết bị không chạy trên đường bộ (NRTC) như đã nêu trong 6.4.2.

3.12. Thời gian phản ứng (độ nhạy) (response time)

Hiệu số thời gian giữa một thay đổi nhanh của thành phần được đo tại điểm chuẩn và một thay đổi thích hợp về sự phản ứng của hệ thống đo nhờ đó mà sự thay đổi của thành phần được đo ít nhất phải bằng 60 % giá trị toàn thang đo (FS) và xảy ra trong thời gian nhỏ hơn 0,1 s.

CHÚ THÍCH 1: Thời gian phản ứng của hệ thống đo (t₉₀) gồm thời gian trễ đối với hệ thống và thời gian tăng của hệ thống.

CHÚ THÍCH 2: Thời gian phản ứng có thể thay đổi tùy thuộc vào việc xác định điểm chuẩn cho thay đổi của thành phần được đo, hoặc là tại đầu dò lấy mẫu hoặc trực tiếp tại cổng vào của máy phân tích. Trong tiêu chuẩn này, đầu dò lấy mẫu được xác định là điểm chuẩn.

3.13. Thời gian trễ (delay time)

Khoảng thời gian giữa sự thay đổi của thành phần được đo tại điểm chuẩn và sự phản ứng của hệ thống đo bằng 10 % số chỉ thị cuối cùng (t₉₀).

CHÚ THÍCH 1: Đối với các thành phần khí, thời gian trễ chủ yếu là thời gian vận chuyển thành phần được đo từ đầu dò lấy mẫu tới máy phân tích.

CHÚ THÍCH 2: Đối với thời gian trễ, đầu dò lấy mẫu được xác định là điểm chuẩn.

3.14. Thời gian tăng (rise time)

Khoảng thời gian giữa sự phản ứng 10 % và 90 % của số chỉ thị cuối cùng (t₉₀ – t₁₀)

CHÚ THÍCH 1: Thời gian tăng là thời gian phản ứng của dụng cụ đo sau khi thành phần được đo đã đi tới dụng cụ đo.

CHÚ THÍCH 2: Đối với thời gian tăng, đầu dò lấy mẫu được xác định là điểm chuẩn.

3.15. Thời gian biến đổi (transformation time)

Khoảng thời gian giữa sự thay đổi của thành phần được đo tại điểm chuẩn và sự phản ứng của hệ thống đo bằng 50 % số chỉ thị cuối cùng (t₅₀).

CHÚ THÍCH 1: Đối với thời gian biến đổi, đầu dò lấy mẫu được xác định là điểm chuẩn.

CHÚ THÍCH 2: Thời gian biến đổi được dùng để chỉnh tín hiệu của các dụng cụ đo khác nhau.

CHÚ THÍCH 3: Không áp dụng các điều từ 3.12 đến 3.15 cho các hệ thống pha loãng toàn dòng được nêu trong Điều 10.

CHÚ DẪN:

Y Sự phản ứng

1 Thời gian phản ứng (độ nhạy)

2 Thời gian biến đổi

3 Bước nhập vào

4 Thời gian trễ

5 Thời gian tăng

Hình 1 – Xác định sự đáp ứng của hệ thống đo

4. Ký hiệu và thuật ngữ viết tắt

4.1. Ký hiệu chung

Bảng 1 – Các ký hiệu chung

Ký hiệu	Đơn vị	Thuật ngữ
A/F_s_t	—	Tỷ lệ không khí/nhiên liệu khi cháy hoàn toàn
c	ppm / % thể tích	Nồng độ
C_c	—	Hệ số trượt
d_e	m	Đường kính ống xả
d_p	m	Đường kính đầu dò lấy mẫu
d_pM	m	Đường kính hạt
	Hz	Tốc độ lấy mẫu số liệu
f_a	—	Hệ số khí quyển phòng thí nghiệm
E_CO₂	%	Hàm lượng CO₂ làm mát của bộ phân tích NOx
E_E	%	Hiệu suất etan
E_H₂_O	%	Hàm lượng nước làm mát của bộ phân tích NOx
E_M	%	Hiệu suất metan
E_NOX	%	Hiệu suất của bộ chuyển đổi NOx
	Pa*s	Độ nhớt động lực học của khí thải
Ha	g/kg	Độ ẩm tuyệt đối của không khí nạp
i	—	Chỉ số dưới dòng biểu thị một trị số đo tức thời (ví dụ, 1 Hz)
k_f	—	Hệ số nhiên liệu riêng
k_h_,D	—	Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm cho NOx đối với động cơ C1
kw	—	Hệ số hiệu chỉnh khô đến ướt cho khí thải thô
l	—	Hệ số dư thừa không khí
m_e_df	Kg	Khối lượng của khí thải pha loãng tương đương cho chu trình thử
m_f	Mg	Khối lượng mẫu thử hạt bụi được thu gom
m_gas	g	Khối lượng các chất thải khí (của chu trình thử)
m_pM	g	Khối lượng các chất thải hạt (của chu trình thử)
m_se	Kg	Khối lượng mẫu thử khí thải của chu trình thử
m_sed	Kg	Khối lượng của khí thải pha loãng đi qua đường ống pha loãng
m_sep	Kg	Khối lượng của khí thải pha loãng đi qua bộ lọc thu gom hạt bụi
M_gas	g/kWh	Suất phát thải của các chất thải khí
M_pM	g/kWh	Suất phát thải của các chất thải hạt
n	—	Số lượng các lần đo
p_a	kPa	Áp suất hơi bão hòa của không khí nạp vào động cơ
p_b	kPa	Áp suất toàn phần của khí quyển
p_r	kPa	Áp suất hơi nước sau bộ phận làm mát
p_s	kPa	Áp suất khí quyển khô
P	—	Độ xuyên của hạt
q_mad	kg/s	Lưu lượng khối lượng không khí nạp ở trạng thái khô
q_ma_W	kg/s	Lưu lượng khối lượng không khí nạp ở trạng thái ướt
q_m_Ce	kg/s	Lưu lượng khối lượng cacbon trong khí thải khô
q_m_Cf	kg/s	Lưu lượng khối lượng cacbon trong động cơ
q_m_Cp	kg/s	Lưu lượng khối lượng cacbon trong hệ thống pha loãng một phần dòng
q_m_dew	kg/s	Lưu lượng khối lượng khí thải pha loãng ở trạng thái ướt
q_m_dw	kg/s	Lưu lượng khối lượng không khí pha loãng ở trạng thái ướt
q_m_edf	kg/s	Lưu lượng khối lượng khí thải pha loãng tương đương ở trạng thái ướt
q_m_ew	kg/s	Lưu lượng khối lượng khí thải ở trạng thái ướt
q_m_ex	kg/s	Lưu lượng khối lượng mẫu thử được trích ra từ đường ống pha loãng
q_m_f	kg/s	Lưu lượng khối lượng nhiên liệu
q_vs	l/min	Lưu lượng hệ thống của hệ thống phân tích khí thải
q_vt	cm³/min	Lưu lượng khí đánh dấu
r_d	—	Tỷ số pha loãng
r_h	—	Hệ số phản ứng hyđro cacbon của FID
r_m	—	Hệ số phản ứng metanol của FID
r_s	—	Tỷ lệ trung bình của mẫu
r	kg/m³	Mật độ
r_e	kg/m³	Mật độ khí thải
r_P_M	kg/m³	Mật độ hạt
s	—	Sai lệch chuẩn
T	K	Nhiệt độ tuyệt đối
T_a	K	Nhiệt độ tuyệt đối của không khí nạp
t₁₀	s	Thời gian từ bước nhập vào đến 10 % số chỉ thị cuối cùng
T₅₀	s	Thời gian từ bước nhập vào đến 50 % số chỉ thị cuối cùng
T₉₀	s	Thời gian từ bước nhập vào đến 90 % số chỉ thị cuối cùng
R	s	Thời gian hồi phục của hạt
U	—	Tỷ số giữa các mật độ của khí thành phần và khí thải
V_s	lít	Tổng thể tích của hệ thống phân tích khí thải
W_act	kWh	Công thực tế của chu trình thử tương ứng
v_e	m/s	Tốc độ khí trong ống xả
v_p	m/s	Tốc độ khí trong đầu dò lấy mẫu

4.2. Ký hiệu và chữ viết tắt của các thành phần nhiên liệu

w_AL_F hàm lượng hyđro của nhiên liệu, % khối lượng

w_BET hàm lượng cacbon của nhiên liệu, % khối lượng

w_GAM hàm lượng lưu huỳnh của nhiên liệu, % khối lượng

w_DEL hàm lượng nitơ của nhiên liệu, % khối lượng

w_EPS hàm lượng oxy của nhiên liệu, % khối lượng

a tỷ số mol của hyđro (H/C)

b tỷ số mol của cacbon (C/C)

g tỷ số mol của lưu huỳnh (S/C)

d tỷ số mol của nitơ (N/C)

e tỷ số mol của oxy (O/C)

Tham chiếu nhiên liệu C_bH_aO_eN_dS_g

4.3. Ký hiệu và chữ viết tắt cho các thành phần hóa học

ACN	Axetonitril
C1	Cacbon 1 tương đương hyđrocacbon
CH₄	Metan
CH₃OH	Metanol
C₂H₆	Etan
C₃H₈	Propan
CO	Cacbon monoxit
CO₂	Cacbon đioxit
DNPH	Đinitrophenyl hyđrazin
DOP	Đioctyl phtalat
HC	Hyđrocacbon
HCHO	Focmanđehit
H₂O	Nước
NMHC	Hyđro cacbon không metan
NO_x	Các nitơ oxit
NO	Nitơ oxit
NO₂	Nitơ đioxit
PM	Chất thải hạt
RME	Dầu metyl của hạt cải dầu

4.4. Chữ viết tắt

CLD	Máy dò kiểu quang hóa
FID	Máy dò kiểu ion hóa ngọn lửa
FTIR	Máy phân tích hồng ngoại biến đổi Fourier
GC	Sắc ký khí
HCLD	Máy dò kiểu quang hóa nung nóng
HFID	Máy dò kiểu ion hóa ngọn lửa nung nóng
HPLC	Sắc ký chất lỏng áp suất cao
MW	Khối lượng phân tử
NDIR	Máy phân tích hồng ngoại không tản xạ
NMC	Dao cắt không metan
NRTC	Chu trình chuyển tiếp cho thiết bị không chạy trên đường bộ
% FS	Phần trăm kích thước thực
SIMS	Phổ kế khối ion hóa mềm
S_tk	Số lượng độ nhớt động học stôc

5. Điều kiện thử

5.1. Điều kiện thử động cơ

5.1.1. Thông số của điều kiện thử

Nhiệt độ tuyệt đối (T_a) của không khí nạp vào động cơ được biểu thị bằng Kelvin và áp suất khí quyển khô (p_s) được biểu thị bằng kPa phải được đo và thông số f_a phải được xác định theo các yêu cầu sau. Trong các động cơ nhiều xylanh có các nhóm ống nạp, như động cơ có xylanh bố trí theo kiểu chữ “V” thì phải lấy nhiệt độ trung bình của nhóm ống nạp.

Đối với động cơ không tăng áp và động cơ tăng áp cơ khí:

f_a = (1)

Đối với động cơ tăng áp tuabin, có làm mát hoặc không làm mát không khí nạp:

f_a = (2)

CHÚ THÍCH: Các công thức (1) và (2) đều giống quy định trong các quy định về khí thải của ECE, EEC và EPA, nhưng khác so với các công thức hiệu chỉnh công suất của ISO.

5.1.2. Tính hiệu lực của phép thử

Để phép thử được công nhận là có hiệu lực thì thông số f_a phải đáp ứng yêu cầu: 0,93 ≤ f_a ≤ 1,07.

CHÚ THÍCH: Nên tiến hành phép thử với thông số f_a ở trong khoảng 0,96 đến 1,06.

5.2. Động cơ có làm mát không khí nạp

Nhiệt độ của không khí nạp phải được ghi lại và phải ở trong giới hạn ± 5 K của nhiệt độ lớn nhất của không khí nạp do nhà sản xuất quy định khi động cơ vận hành ở tốc độ ứng với công suất định mức và đầy tải. Nhiệt độ của môi chất làm mát ít nhất phải là 20 °C (293 K).

Nếu sử dụng thiết bị của phòng thử hoặc quạt làm mát bên ngoài thì nhiệt độ của không khí nạp phải được chỉnh đặt trong giới hạn ± 5 K của nhiệt độ lớn nhất của không khí nạp do nhà sản xuất quy định khi động cơ vận hành ở tốc độ ứng với công suất lớn nhất do nhà sản xuất công bố và đầy tải. Nhiệt độ môi chất làm mát và lưu lượng môi chất làm mát của bộ làm mát không khí nạp tại điểm đã chỉnh đặt nêu trên không được thay đổi trong suốt chu trình thử. Thể tích của bộ làm mát không khí nạp phải dựa trên cơ sở thực tế kỹ thuật và ứng dụng điển hình của xe/máy.

Có thể thực hiện việc chỉnh đặt bộ làm mát không khí nạp theo SAEJ 1937:1995.

5.3. Công suất

Cơ sở của phép đo phát thải riêng là công suất phanh không hiệu chỉnh như đã định nghĩa trong TCVN 8289. Động cơ phải được đưa vào thử có các thiết bị phụ trợ cần thiết cho hoạt động của động cơ.

Nếu không thể hoặc không thích hợp để lắp đặt các thiết bị phụ trợ lên băng thử thì công suất do các thiết bị phụ trợ hấp thụ phải được xác định và trừ đi khỏi công suất đo được của động cơ trên toàn bộ vùng làm việc của chu trình thử.

Một số thiết bị phụ trợ chỉ cần thiết khi vận hành máy và có thể được lắp trên động cơ cần được tháo ra trước khi thử. Danh sách không đầy đủ sau đây là một ví dụ:

– Máy nén khí cho phanh,

– Máy nén của cơ cấu lái có trợ lực,

– Máy nén điều hòa không khí, và

– Bơm cho các cơ cấu dẫn động thủy lực.

Để chi tiết, xem thêm TCVN 8289 và TCVN 8272, Bảng 1.

Khi các thiết bị phụ trợ không được tháo ra thì công suất hấp thụ bởi các thiết bị này phải được xác định và cộng vào công suất đo được của động cơ trên toàn bộ vùng làm việc của chu trình thử, trừ trường hợp các thiết bị phụ trợ này tạo thành một bộ phận gắn liền với động cơ (ví dụ quạt làm mát cho động cơ có làm mát không khí nạp).

Công thức hiệu chỉnh để chuyển đổi công suất đo được hoặc công suất đo được của chu trình thử như đã xác định theo 6.6.2 thành công suất phanh không hiệu chỉnh hoặc công không hiệu chỉnh của chu trình phải do nhà sản xuất động cơ đệ trình cho toàn bộ vùng làm việc của chu trình và có sự thỏa thuận của các bên có liên quan.

5.4. Hệ thống nạp không khí của động cơ

Phải sử dụng hệ thống nạp không khí hoặc thiết bị nạp không khí của phòng thử nghiệm cho động cơ có áp suất không khí nạp được hạn chế trong giới hạn ± 300 Pa của giá trị lớn nhất do nhà sản xuất quy định cho bộ lọc không khí ở tốc độ ứng với công suất định mức và đầy tải.

Nếu động cơ có trang bị một hệ thống nạp không khí thì phải dùng hệ thống nạp này trong thử nghiệm.

5.5. Hệ thống xả của động cơ

Phải sử dụng hệ thống xả của động cơ hoặc thiết bị xả của phòng thử nghiệm cho động cơ có áp suất ngược của khí thải ở trong giới hạn ± 650 Pa của giá trị lớn nhất do nhà sản xuất quy định ở tốc độ ứng với công suất định mức và đầy tải. Hệ thống xả phải phù hợp với các yêu cầu cho lấy mẫu khí thải như đã nêu trong 9.4.2 và 16.2 của TCVN 6852-1.

Nếu động cơ được trang bị một thiết bị xử lý tiếp đối với khí thải thì ống xả phải có đường kính tương tự như đường kính đang sử dụng cho ít nhất là bốn đường kính ống phía trước đầu vào của đoạn bắt đầu mở rộng có chứa thiết bị xử lý tiếp khí thải. Khoảng cách từ mặt bích ống xả hoặc cửa ra của tuabin tăng áp đến thiết bị xử lý tiếp khí thải phải giống như khoảng cách trên cấu hình của xe hoặc khoảng cách do nhà sản xuất quy định. Áp suất ngược của khí thải hoặc sự thu hẹp của dòng khí thải phải tuân theo cùng một chuẩn như đã nêu trên và có thể được chỉnh đặt bằng một van. Có thể tháo hộp chứa thiết bị xử lý tiếp khí thải ra trong quá trình thử mô hình và trong quá trình vẽ đường đặc tính của động cơ, và được thay thế bằng một hộp tương đương có bộ xúc tác không hoạt động.

5.6. Hệ thống làm mát

Phải sử dụng một hệ thống làm mát động cơ có đủ khả năng duy trì nhiệt độ làm việc bình thường của động cơ do nhà sản xuất quy định.

5.7. Dầu bôi trơn

Dầu bôi trơn phải do nhà sản xuất quy định. Các thông số kỹ thuật của dầu bôi trơn dùng cho thử nghiệm phải được ghi lại và trình bày cùng với các kết quả thử.

5.8. Nhiên liệu

Các đặc tính của nhiên liệu ảnh hưởng tới sự phát thải khí của động cơ. Do đó, các đặc tính của nhiên liệu dùng cho thử nghiệm nên được xác định, ghi lại và trình bày cùng với các kết quả thử. Khi sử dụng các nhiên liệu chỉ định trong TCVN 6852-5 làm nhiên liệu chuẩn thì phải cung cấp quy tắc và sự phân tích chuẩn của nhiên liệu. Đối với các nhiên liệu khác, các đặc tính kỹ thuật được ghi lại là các đặc tính kỹ thuật được liệt kê trong các tờ dữ liệu thông dụng thích hợp trong TCVN 6852-5.

Nhiệt độ của nhiên liệu phải phù hợp với kiến nghị của nhà sản xuất. Phải đo nhiệt độ nhiên liệu tại cửa vào của bơm phun nhiên liệu hoặc do nhà sản xuất quy định và ghi lại vị trí đo.

Việc lựa chọn nhiên liệu cho thử nghiệm phụ thuộc vào mục đích của phép thử. Nếu không có sự thỏa thuận nào khác của các bên có liên quan, phải chọn nhiên liệu theo Bảng 2. Khi không có nhiên liệu chuẩn thích hợp thì có thể sử dụng nhiên liệu có các tính chất rất gần với nhiên liệu chuẩn. Các đặc tính kỹ thuật của nhiên liệu phải được công bố.

Bảng 2 – Chọn nhiên liệu

Mục đích thử	Các bên có liên quan	Chọn nhiên liệu
Phê duyệt kiểu (Chứng nhận)	1. Cơ quan chứng nhận 2. Nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp	Nhiên liệu chuẩn, nếu được xác định Nhiên liệu thương mại nếu không xác định nhiên liệu chuẩn
Thử nghiệm thu	1. Nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp 2. Khách hàng hoặc người kiểm tra	Nhiên liệu thương mại theo quy định của nhà sản xuất ^a
Nghiên cứu/phát triển	Một hoặc nhiều: Nhà sản xuất, cơ quan nghiên cứu, nhà cung cấp nhiên liệu và chất bôi trơn v.v…	Thích hợp với mục đích của phép thử
^a Khách hàng và người kiểm tra nên lưu ý rằng các phép thử phát thải được thực hiện khi dùng nhiên liệu thương mại sẽ không cần thiết phải tuân theo các giới hạn được quy định như khi dùng các nhiên liệu chuẩn.

6. Chu trình thử

6.1. Yêu cầu chung

Chu trình chuyển tiếp cho thiết bị không chạy trên đường bộ (NRTC) được liệt kê trong Phụ lục A như một dãy các giá trị của tốc độ và momen được chuẩn hóa theo thứ tự thời gian tính từng giây, áp dụng được cho tất cả các động cơ được bao hàm trong tiêu chuẩn này. Để thực hiện phép thử trong một phòng thử động cơ thì các giá trị thông dụng phải được chuyển đổi thành các giá trị chuẩn cho từng động cơ được thử dựa trên đường đặc tính của động cơ. Sự chuyển đổi được xem là chuẩn hóa và chu trình thử được triển khai như chu trình chuẩn của động cơ được thử. Với các giá trị tốc độ và momen chuẩn như trên, chu trình thử phải được vận hành trong phòng thử và phải ghi lại các giá trị tốc độ, momen và công suất thực. Để sự chạy thử có hiệu lực, phải tiến hành phép phân tích hồi quy giữa các giá trị chuẩn và các giá trị thực của tốc độ, momen và công suất khi hoàn thành phép thử. Để tính toán phát thải riêng của phanh, phải tính toán công của chu trình thực bằng cách lấy tích phân công suất thực của động cơ trên toàn chu trình. Để chu trình có hiệu lực thì công của chu trình thực phải ở trong giới hạn quy định của công của chu trình chuẩn.

6.2. Trình tự thử chung

Sơ đồ sau vạch ra hướng dẫn chung cần được tuân theo trong quá trình thử. Nội dung chi tiết của mỗi bước được mô tả trong các điều có liên quan. Cho phép có các sai khác so với hướng dẫn khi thấy cần thiết nhưng bắt buộc phải tuân theo các yêu cầu riêng của các điều có liên quan.

Có thể chạy một hoặc nhiều chu trình thực hành khi cần thiết để kiểm tra động cơ, phòng thử và các hệ thống phát thải trước chu trình đo.

6.3. Quy trình vẽ đường đặc tính của động cơ

6.3.1. Yêu cầu chung

Để tạo ra chu trình chuyển tiếp cho thiết bị không chạy trên đường bộ (NRTC) trong phòng thử, động cơ phải được vẽ đường đặc tính trước khi chạy chu trình thử để xác định đường cong tốc độ – momen.

6.3.2. Xác định phạm vi tốc độ cho vẽ đường đặc tính

Các tốc độ nhỏ nhất và lớn nhất cho vẽ đường đặc tính được xác định như sau:

Tốc độ nhỏ nhất cho vẽ đường đặc tính = tốc độ không tải.

Tốc độ lớn nhất cho vẽ đường đặc tính = h_hl x 1,02 hoặc tốc độ tại đó momen toàn tải giảm xuống tới không (zero), lấy giá trị nào nhỏ hơn.

6.3.3. Đường đặc tính của động cơ

Động cơ phải được chạy nóng lên để ổn định các thông số của động cơ theo kiến nghị của nhà sản xuất và quy phạm kỹ thuật. Khi động cơ đã ổn định phải tiến hành vẽ đường đặc tính của động cơ theo một trong các quy trình sau.

6.3.3.1. Vẽ đường đặc tính trong quá trình chuyển tiếp

a) Động cơ không được chất tải và được vận hành ở tốc độ chạy không.

b) Động cơ phải được vận hành ở chỉnh đặt toàn tải của bơm phun nhiên liệu tại tốc độ nhỏ nhất cho vẽ đường đặc tính.

c) Tốc độ động cơ phải được tăng lên với mức tăng trung bình 8 ± 1/ min/s từ tốc độ nhỏ nhất đến tốc độ lớn nhất cho vẽ đường đặc tính. Phải ghi lại các điểm ứng với tốc độ và momen của động cơ tại tốc độ lấy mẫu ít nhất là một điểm trên một giây.

6.3.3.2. Vẽ đường đặc tính theo từng bậc

a) Động cơ không được chất tải và được vận hành ở tốc độ chạy không.

b) Động cơ phải được vận hành ở chỉnh đặt toàn tải của bơm phun nhiên liệu tại tốc độ nhỏ nhất cho vẽ đường đặc tính.

c) Trong khi duy trì toàn tải, tốc độ nhỏ nhất cho vẽ đường đặc tính phải được giữ trong thời gian ít nhất là 15 s và ghi lại momen trung bình trong 5 s cuối cùng. Đường cong momen lớn nhất từ tốc độ nhỏ nhất đến tốc độ lớn nhất cho vẽ đường đặc tính phải được xác định theo các số gia tốc độ không lớn hơn 100 ± 20 r/min. Phải giữ mỗi điểm thử trong thời gian ít nhất là 15 s và phải ghi lại momen trung bình trong 5 s cuối cùng.

6.3.4. Vẽ đường đặc tính

Tất cả các điểm dữ liệu trong 6.3.3 phải được nối lại bằng nội suy tuyến tính giữa các điểm. Đường cong momen được tạo ra là đường đặc tính và phải được sử dụng để chuyển đổi các giá trị momen bình thường của đồ thị động lực học kế của động cơ trong Phụ lục A thành các giá trị momen chuẩn cho chu trình thử như đã mô tả trong 6.4.3.

6.3.5. Vẽ đường đặc tính theo cách khác

Nếu nhà sản xuất tin chắc rằng kỹ thuật vẽ đường đặc tính như đã nêu trên là không an toàn hoặc không đại diện cho bất cứ động cơ đã cho nào thì có thể sử dụng các kỹ thuật vẽ đường đặc tính khác. Các kỹ thuật được lựa chọn này phải thỏa mãn yêu cầu của các quy trình vẽ đường đặc tính đã quy định để xác định momen lớn nhất có thể có được ở tất cả các tốc độ động cơ đạt được trong các chu trình thử. Sự sai khác so với các kỹ thuật vẽ đường đặc tính được quy định ở trên đối với các lý do về an toàn hoặc tính không đại diện phải được các bên có liên quan chấp thuận cùng với sự giải thích cho sử dụng của họ.

Tuy nhiên, không có trường hợp nào đường cong momen được vận hành với các tốc độ giảm xuống của động cơ đối với các động cơ được điều chỉnh hoặc có tăng áp tuabin.

6.3.6. Thử sao chép lại

Không cần phải vẽ lại đường đặc tính cho một động cơ trước mỗi một và từng chu trình thử. Một động cơ phải được vẽ lại đường đặc tính trước một chu trình thử nếu:

– Đã diễn ra một khoảng thời gian không hợp lý kể từ lần vẽ đường đặc tính cuối cùng theo đánh giá về mặt kỹ thuật, hoặc

– Đã có những thay đổi về vật lý hoặc sự hiệu chuẩn lại có thể ảnh hưởng đáng kể đến sự làm việc của động cơ.

6.4. Xác lập chu trình thử chuẩn

6.4.1. Tốc độ chuẩn

Tốc độ chuẩn (n_r_ef) tương ứng với các giá trị 100 % tốc độ bình thường được quy định trong đồ thị động lực học kế của động cơ được cho trong Phụ lục A. Chu trình thử thực của động cơ do sự chuẩn hóa đến tốc độ chuẩn phụ thuộc vào việc lựa chọn tốc độ chuẩn.

Tốc độ chuẩn phải được xác định như sau:

n_ref = tốc độ thấp + 0,95 x (tốc độ cao – tốc độ thấp)

trong đó

– Tốc độ cao là tốc độ cao nhất của động cơ tại đó phát ra 70 % công suất định mức, và

– Tốc độ thấp là tốc độ thấp nhất của động cơ tại đó phát ra 50 % công suất định mức.

Nếu tốc độ chuẩn đo được ở trong giới hạn ± 3 % tốc độ chuẩn do nhà sản xuất công bố thì có thể sử dụng tốc độ chuẩn được công bố cho phép thử phát thải. Nếu dung sai vượt quá giới hạn trên thì phải sử dụng tốc độ chuẩn đo được cho phép thử phát thải.

6.4.2. Chuẩn hóa tốc độ của động cơ

Tốc độ của động cơ phải được chuẩn hóa bằng cách sử dụng công thức sau:

Tốc độ chuẩn =	tốc độ tính bằng % x (tốc độ chuẩn – tốc độ chạy không tải)	+ tốc độ chạy không tải	(3)
	100

6.4.3. Chuẩn hóa momen của động cơ

Các giá trị momen trong đồ thị động lực học kế của động cơ cho trong Phụ lục A được chuẩn hóa đến momen lớn nhất ở tốc độ tương ứng. Các giá trị momen của chu trình thử chuẩn phải được chuẩn hóa bằng cách sử dụng đường đặc tính được xác định theo 6.3.3 như sau:

Momen chuẩn =	momen tính bằng % x momen max	(4)
	100

đối với tốc độ chuẩn tương ứng như đã xác định trong 6.4.2.

6.4.4. Ví dụ về quy trình phi chuẩn hóa

Ví dụ, phải chuẩn hóa điểm thử sau:

tốc độ tính bằng % = 43 %

momen tính bằng % = 82 %

Các giá trị được cho:

tốc độ chuẩn = 2 200/min

tốc độ chạy không = 600/min

dẫn đến

Tốc độ thực = + 600 = 1 288/min

Với momen lớn nhất 700 Nm quan sát được từ đường đặc tính tại 1 288/min:

Momen thực = = 574 Nm

6.5. Động lực học kế (băng thử)

6.5.1. Yêu cầu chung

Khi sử dụng một cảm biến tải trọng thì tín hiệu của momen phải được truyền cho trục động cơ và phải quan tâm đến quán tính của băng thử. Momen thực của động cơ là momen đọc được trên cảm biến tải trọng cộng với momen quán tính của phanh được nhân với gia tốc góc. Hệ thống điều khiển phải thực hiện tính toán này theo thời gian thực.

6.5.2. Động lực học kế (băng thử) kiểu dòng xoáy

Nếu động cơ được thử với một động lực học kế dòng xoáy thì quán tính của động lực học kế phải thích ứng với cỡ kích thước động cơ. Do đó, số điểm mà ở đó hiệu số T_sp – 2..n_sp.q_D nhỏ hơn 5 % momen âm lớn nhất của động cơ, không nên vượt quá 30.

trong đó

T_sp là momen yêu cầu;

n_s_p là đạo hàm của tốc độ động cơ;

q_D là quán tính quay của động lực học kế kiểu dòng xoáy.

6.6. Kiểm tra xác nhận chạy thử

6.6.1. Sự dịch chuyển số hiệu

Để giảm thiểu ảnh hưởng dịch chuyển của độ trễ thời gian giữa các giá trị của chu trình thực và chu trình chuẩn, toàn bộ trình tự tốc độ động cơ và tín hiệu phản hồi của momen có thể tăng lên hoặc giảm đi đúng lúc với trình tự tốc độ và momen chuẩn. Nếu các tín hiệu thực dịch chuyển thì cả tốc độ và momen đều phải dịch chuyển với cùng một lượng dịch chuyển theo cùng một chiều.

6.6.2. Tính toán công của chu trình

Phải tính toán công của chu trình thực W_act (kWh) bằng cách sử dụng mỗi cặp giá trị ghi được của tốc độ và momen phản hồi của động cơ. Việc tính toán này nếu được lựa chọn phải được thực hiện sau khi đã có sự dịch chuyển của số liệu thực. Công của chu trình thực W_act được sử dụng để so sánh với công của chu trình chuẩn W_re_fvà để tính toán sự phát thải riêng của phanh (xem 9.3.7, 9.4.7, 10.3.7, 10.4.5). Phải sử dụng cùng một phương pháp để lấy tích phân cả hai công suất chuẩn và công suất thực của động cơ. Nếu các giá trị được xác định nằm giữa các giá trị chuẩn liền kề hoặc các giá trị đo được liền kề thì phải sử dụng phương pháp nội suy tuyến tính.

Trong quá trình tích phân công của chu trình thực, bất cứ giá trị momen âm nào cũng phải được bao gồm và được chỉnh đặt bằng không (zero). Nếu thực hiện việc tính toán tích phân ở tần số nhỏ hơn 5 Hz và nếu trong khoảng thời gian đã cho, giá trị momen thay đổi từ dương sang âm hoặc từ âm sang dương thì phải tính toán phần âm và đặt bằng không (zero).

Phần dương phải được bao gồm trong giá trị được lấy tích phân.

W_a_ct phải ở trong khoảng từ -15 % đến + 5 % W_ref.

6.6.3. Phép thống kê có hiệu lực của chu trình thử

Phép hồi quy tuyến tính của các giá trị thực phải được thực hiện theo các giá trị chuẩn cho tốc độ, momen và công suất. Phép tính toán này, nếu được lựa chọn, phải được thực hiện sau khi có bất cứ sự dịch chuyển nào của số liệu phản hồi. Phải sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu theo các công thức cho trong Phụ lục G:

y = a₁ *x + a₀ (5)

trong đó

y là giá trị thực của tốc độ (min ^-1), momen (Nm) hoặc công suất (kW);

a₁ là độ dốc (hệ số góc) của đường hồi quy;

x là giá trị chuẩn của tốc độ (min ^-1), momen (Nm) hoặc công suất (kWh);

a₀ là phần bị chặn y của đường hồi quy.

Phải tính toán sai số đánh giá tiêu chuẩn (S_y.x) của y theo x và hệ số xác định (r²) cho mỗi đường hồi quy.

Việc phân tích này nên được thực hiện ở 1 Hertz. Một phép thử được xem là có hiệu lực thì phải đáp ứng các chuẩn cho trong Bảng 3.

Bảng 3 – Dung sai của đường hồi quy

	Tốc độ	Momen	Công suất
Sai số đánh giá tiêu chuẩn (S_y.x) của y theo x	Tối đa 100 min ^-1	Tối đa 13 % momen lớn nhất của động cơ theo đường đặc tính công suất	Tối đa 8 % công suất lớn nhất của động cơ theo đường đặc tính công suất
Độ dốc (hệ số góc) của đường hồi quy, a₁	0,95 đến 1,03	0,83 đến 1,03	0,89 đến 1,03
Hệ số xác định, r²	Tối thiểu 0,9700	Tối thiểu 0,8800	Tối thiểu 0,910 0
Phần bị chặn y của đường hồi quy, a_o	± 50 min ^-1	± 20 Nm hoặc ± 2 % momen lớn nhất, lấy giá trị lớn hơn	± 4 kW hoặc ± 2 % công suất lớn nhất, lấy giá trị lớn hơn

Trước khi thực hiện việc tính toán hồi quy, cho phép loại bỏ các điểm được nêu trong Bảng 4. Tuy nhiên không được loại bỏ các điểm này đối với tính toán công của chu trình và tính toán sự phát thải. Một điểm chạy không được định nghĩa là một điểm có momen chuẩn được chuẩn hóa 0 % và tốc độ chuẩn bình thường 0,1 %. Có thể áp dụng sự loại bỏ điểm cho toàn bộ hoặc bất cứ phần nào của chu trình.

Bảng 4 – Các điểm được phép loại bỏ từ phép phân tích hồi quy

Điều kiện	Điểm được loại bỏ
(24 ± 1) s đầu tiên và (25 ± 1) s cuối cùng	Tốc độ, momen, công suất
Nhu cầu toàn tải và momen phản hồi < 95 % momen chuẩn	Momen và/ hoặc công suất
Yêu cầu toàn tải và tốc độ phản hồi < 95 % momen chuẩn	Tốc độ và/ hoặc công suất
Không tải, tốc độ phản hồi > tốc độ chạy không + 50 min ^-1, và momen phản hồi > 105 % momen chuẩn	Tốc độ và/hoặc công suất
Không tải, tốc độ phản hồi ≤ tốc độ chạy không + 50 min ^-1, và momen phản hồi = momen chạy không tải do nhà sản xuất quy định/đo được bằng 2 % momen lớn nhất	Tốc độ và/hoặc công suất
Không tải và tốc độ phản hồi > 105 % tốc độ chuẩn	Tốc độ và/hoặc công suất

7. Vận hành thử phát thải

7.1. Yêu cầu chung

Các chất phát thải được đo từ khí thải của động cơ bao gồm các thành phần khí (cacbon monoxit, hyđro cacbon tổng hoặc hyđrocacbon không metan và các oxit của nitơ) và các chất thải hạt. Ngoài ra thường sử dụng cacbon đioxit như một loại khí đánh dấu để xác định tỷ số pha loãng của các hệ thống pha loãng một phần dòng và toàn dòng. Quy trình kỹ thuật thích hợp giới thiệu phép đo chung đối với cacbon đioxit như là một công cụ hoàn hảo để phát hiện ra những vấn đề về đo trong quá trình chạy thử.

Các chất gây ô nhiễm nêu trên phải được xem xét kiểm tra trong chu trình chuyển tiếp đã mô tả (NRTC) ở các điều kiện vận hành làm nóng động cơ. Khi sử dụng các tín hiệu phản hồi của tốc độ và momen động cơ của động lực học kế để thử động cơ, công suất phải được lấy tích phân theo thời gian của chu trình để xác định công do động cơ tạo ra trong chu trình. Phải xác định nồng độ của các khí thành phần trong khí thải thô trên toàn chu trình bằng cách lấy tích phân tín hiệu của máy phân tích theo 9.3.4 hoặc trong khí thải pha loãng của hệ thống pha loãng toàn dòng cho lấy mẫu thể tích không đổi (CVS) bằng cách lấy tích phân hoặc bằng cách lấy mẫu túi theo 10.3.4. Đối với các chất thải hạt, phải thu gom một mẫu thử theo tỷ lệ từ khí thải pha loãng trên một bộ lọc được quy định bằng sự pha loãng một phần dòng (xem 9.4.2) hoặc pha loãng toàn dòng (xem 10.4.3). Tùy theo phương pháp được sử dụng, phải xác định lưu lượng khí thải pha loãng hoặc không pha loãng trên toàn chu trình để tính toán khối lượng phát thải của các chất gây ô nhiễm. Khối lượng phát thải phải có liên quan với công của động cơ và được tính bằng gam của mỗi chất gây ô nhiễm trên kilooat giờ.

Có thể chạy một hoặc nhiều chu trình thực hành khi cần thiết để kiểm tra động cơ, phòng thử và các hệ thống phát thải trước chu trình đo.

7.2. Chuẩn bị bộ lọc lấy mẫu

Ít nhất là một giờ trước khi thử, mỗi bộ lọc phải được đặt trong một đĩa Petri có bảo vệ chống bụi bẩn và cho phép trao đổi không khí, và được đặt trong một buồng cân để đạt được sự ổn định. Sau khi hết thời gian để ổn định, mỗi bộ lọc phải được cân và ghi lại trọng lượng bì. Sau đó bộ lọc phải được bảo quản trong một đĩa Petri kín hoặc giá bộ lọc được bít kín cho tới khi cần thử. Phải sử dụng bộ lọc trong khoảng 8 h sau khi lấy ra khỏi buồng cân.

7.3. Lắp đặt thiết bị đo

Dụng cụ đo và các đầu dò lấy mẫu phải được lắp đặt theo quy định. Ống xả phải được nối với hệ thống pha loãng toàn dòng, nếu được sử dụng.

7.4. Khởi động và thuần hóa trước hệ thống pha loãng và động cơ

Hệ thống pha loãng và động cơ phải được khởi động và làm nóng lên. Phải thuần hóa trước hệ thống lấy mẫu bằng cách vận hành động cơ ở chế độ tốc độ định mức, momen 100 % trong thời gian tối thiểu là 20 min trong khi vận hành đồng thời hệ thống pha loãng một phần dòng hoặc hệ thống pha loãng toàn dòng có hệ thống pha loãng phụ. Có thể gom các mẫu chất thải hạt mô hình. Các bộ lọc mẫu thử này không cần phải được ổn định hoặc cân và có thể được loại bỏ. Môi trường lọc có thể thay đổi trong quá trình thuần hóa với điều kiện là tổng thời gian lấy mẫu qua bộ lọc và hệ thống lấy mẫu vượt quá 20 min. Lưu lượng phải được chỉnh đặt ở lưu lượng thích hợp được lựa chọn cho thử nghiệm chuyển tiếp. Momen phải được giảm đi so với momen 100 % trong khi duy trì chế độ tốc độ định mức khi cần thiết để ngăn ngừa sự vượt quá yêu cầu nhiệt độ lớn nhất của vùng lấy mẫu là 191 °C, (464 K), nếu sử dụng hệ thống pha loãng toàn dòng.

7.5. Khởi động hệ thống lấy mẫu hạt

Hệ thống lấy mẫu hạt phải được khởi động và chạy trên mạch phân dòng (by-pass). Có thể xác định mức hạt nền của không khí pha loãng bằng cách lấy mẫu không khí pha loãng trước đường vào của khí thải đi vào ống (tunen) pha loãng. Nếu sử dụng không khí pha loãng thì có thể thực hiện một phép đo trước hoặc sau khi thử. Nếu không khí pha loãng không được lọc thì có thể thực hiện phép đo tại lúc bắt đầu và tại lúc kết thúc của chu trình và lấy giá trị trung bình. Nếu sử dụng một hệ thống lấy mẫu khác để đo mức nền thì phải thực hiện phép đo trên toàn bộ thời gian chạy thử.

7.6. Điều chỉnh hệ thống pha loãng

Tổng lưu lượng khí thải được pha loãng của hệ thống pha loãng toàn dòng hoặc lưu lượng khí thải được pha loãng qua hệ thống pha loãng một phần dòng phải được chỉnh đặt để loại bỏ sự ngưng tụ nước trong hệ thống và để thu được nhiệt độ trên mặt bộ lọc ở trong khoảng từ 42 °C (315 K) đến 52 °C (325 K).

7.7. Kiểm tra các máy phân tích

Các máy phân tích chất phát thải phải được chỉnh đặt ở điểm không (zero) và được span. Nếu sử dụng các túi lấy mẫu thì chúng phải được tạo chân không.

7.8. Quy trình khởi động động cơ

Động cơ đã ổn định phải được khởi động trong khoảng 5 min sau khi hoàn thành việc làm nóng theo quy trình khởi động do nhà sản xuất giới thiệu trong sổ tay cho người chủ sở hữu động cơ, khi sử dụng động cơ khởi động hoặc động lực kế. Có thể khởi động trực tiếp phép thử từ giai đoạn thuần hóa trước đối với động cơ mà không phải ngắt động cơ, trong khoảng thời gian 5 min sau khi động cơ đã được đưa về trạng thái chạy không tải.

7.9. Sự vận hành của chu trình

7.9.1. Trình tự thử

Trình tự thử phải được bắt đầu tại lúc khởi động động cơ hoặc trong khoảng 5 phút sau khi động cơ đã đạt tới tốc độ chạy không khí khởi động trực tiếp từ giai đoạn thuần hóa trước. Phải thực hiện phép thử theo chu trình chuẩn như đã nêu trong 6.4. Các điểm chỉnh đặt cho điều khiển tốc độ và mômen của động cơ phải được phát ra ở tần suất 5 Hz (được kiến nghị là 10 Hz) hoặc lớn hơn. Các điểm đặt phải được tính toán bằng nội suy tuyến tính giữa các điểm đặt 1 Hz của chu trình chuẩn. Phải ghi lại tốc độ và momen phản hồi của động cơ ít nhất mỗi giây một lần trong chu trình thử và các tín hiệu có thể được lọc bằng điện tử.

7.9.2. Độ nhạy của máy phân tích

Tại lúc khởi động động cơ hoặc trình tự thử, nếu chu trình được khởi động trực tiếp từ giai đoạn thuần hóa trước thì phải khởi động thiết bị đo và đồng thời:

– Bắt đầu thu gom hoặc phân tích không khí pha loãng nếu sử dụng không khí pha loãng toàn dòng;

– Bắt đầu thu gom khí thải khô hoặc khí thải pha loãng tùy thuộc vào phương pháp được sử dụng;

– Bắt đầu đo lượng khí thải pha loãng và các nhiệt độ, áp suất được yêu cầu;

– Bắt đầu ghi lưu lượng khối lượng của khí thải nếu sử dụng phương pháp phân tích khí thải thô;

– Bắt đầu ghi các số liệu phản hồi của tốc độ và momen của động lực học kế.

Nếu sử dụng phép đo khí thải thô thì nồng độ các chất phát thải (HC, CO và No_x) và lưu lượng khối lượng của khí thải phải được đo liên tục và lưu giữ với tần số ít nhất là 2 Hz trên một hệ thống máy tính. Có thể ghi lại tất cả các số liệu khác với tốc độ lấy mẫu ít nhất là 1 Hz. Đối với các máy phân tích tương tự, độ nhạy phải được ghi lại và có thể áp dụng các số liệu hiệu chuẩn trực tuyến hoặc ngoại tuyến trong quá trình đánh giá số liệu.

Nếu sử dụng hệ thống pha loãng toàn dòng thì phải đo liên tục HC và NO_x trong ống (tunen) pha loãng với tần số ít nhất là 2 Hz. Phải xác định các nồng độ trung bình bằng cách lấy tích phân các tín hiệu của máy phân tích trên toàn bộ chu trình thử. Độ nhạy (thời gian phản ứng) của hệ thống không được lớn hơn 20 s và phải được phối hợp với độ dao động lưu lượng của lấy mẫu thể tích không đổi (CVS) và thời gian lấy mẫu / độ dịch chuyển của chu trình thử, nếu cần thiết. Phải xác định CO, CO₂ và NMHC bằng cách lấy tích phân hoặc bằng cách phân tích các nồng độ trong túi chứa mẫu thử được thu gom trên toàn bộ chu trình. Phải xác định nồng độ của các khí gây ô nhiễm trong không khí pha loãng bằng cách lấy tích phân hoặc bằng cách thu gom trong túi nền. Tất cả các thông số khác cần được đo phải được ghi lại ít nhất là một phép đo trên giây (1 Hz).

7.9.3. Lấy mẫu chất thải hạt (bụi)

Lúc khởi động động cơ hoặc trình tự thử, nếu chu trình được khởi động trực tiếp từ giai đoạn thuần hóa trước thì hệ thống lấy mẫu chất thải hạt (bụi) phải được đóng mạch từ mạch phân dòng (by-pass) để thu gom chất thải hạt.

Nếu sử dụng hệ thống pha loãng một phần dòng thì bơm lấy mẫu phải được điều chỉnh sao cho lưu lượng đi qua đầu dò lấy mẫu hạt hoặc ống vận chuyển được duy trì có tỷ lệ với lưu lượng khối lượng của khí thải.

Nếu sử dụng hệ thống pha loãng toàn dòng thì bơm lấy mẫu phải được điều chỉnh sao cho lưu lượng đi qua đầu dò lấy mẫu hạt hoặc ống vận chuyển được duy trì ở giá trị trong khoảng lưu lượng đã chỉnh đặt ± 5 %. Nếu sử dụng phương pháp bù lưu lượng (nghĩa là điều chỉnh theo tỷ lệ lưu lượng lấy mẫu) thì phải chứng minh rằng tỷ số giữa lưu lượng đường ống chính và lưu lượng lấy mẫu hạt không thay đổi lớn hơn ± 5 % giá trị chỉnh đặt của nó (trừ 10 s lấy mẫu đầu tiên). Phải ghi lại nhiệt độ và áp suất trung bình tại đầu vào dụng cụ đo khí hoặc dụng cụ đo lưu lượng. Nếu không thể duy trì được lưu lượng đã chỉnh đặt trên toàn chu trình (trong khoảng ± 5 %) do sự chất tải hạt cao trên bộ lọc thì phép thử sẽ mất hiệu lực. Phép thử phải được vận hành lại khi sử dụng lưu lượng giới hạn dưới và/hoặc bộ lọc có đường kính lớn hơn.

7.9.4. Sự chết máy của động cơ

Nếu động cơ bị chết máy tại bất cứ điểm nào trong chu trình thử thì động cơ phải được thuần hóa trước và khởi động lại, rồi lặp lại phép thử. Nếu có sự trục trặc trong bất cứ thiết bị thử nào được sử dụng trong chu trình thử thì phép thử sẽ không có giá trị.

7.9.5. Hoạt động sau phép thử

Khi hoàn thành phép thử, việc đo lưu lượng khối lượng của khí thải, thể tích của khí phải pha loãng, lưu lượng khí đi vào các túi thu gom mẫu và bơm lấy mẫu chất thải hạt phải được dừng lại. Đối với hệ thống máy phân tích tích phân, việc lấy mẫu phải tiếp tục tới khi thời gian phản ứng của hệ thống đã trôi qua.

Nồng độ của các túi thu gom mẫu, nếu được sử dụng, phải được phân tích càng sớm càng tốt và trong bất cứ trường hợp nào cũng không chậm hơn 20 min sau khi kết thúc chu trình thử.

Sau phép thử phát thải phải sử dụng khí không (zero) và cùng loại khí span để kiểm tra lại các máy phân tích. Phép thử sẽ được chấp nhận nếu độ chênh lệch giữa các kết quả của phép thử trước và phép thử sau nhỏ hơn 2 % giá trị của khí span.

Các bộ lọc chất thải hạt phải được đưa trở về buồng cân không muộn hơn 1 h sau khi hoàn thành phép thử. Các bộ lọc phải được thuần hóa trên đĩa Petri được bảo vệ tránh bụi bẩn và cho phép có sự trao đổi không khí trong thời gian ít nhất là 1 h và sau đó tiến hành cân các bộ lọc. Phải ghi lại trọng lượng cả bì của các bộ lọc.

8. Nguyên tắc đo các chất phát thải

8.1. Yêu cầu chung

Tiêu chuẩn này mô tả hai nguyên tắc đo có chức năng tương đương nhau nhưng có thể dẫn đến sự khác nhau đôi chút của các kết quả đo:

– Các khí thành phần được đo trong khí thải thô trên cơ sở thời gian thực và các chất thải hạt được xác định bằng cách sử dụng một hệ thống pha loãng một phần dòng; và

– Các khí thành phần và các chất thải hạt được xác định bằng cách sử dụng một hệ thống pha loãng toàn dòng (VCS).

Cho phép có sự phối hợp bất kỳ của hai nguyên tắc này (ví dụ đo khí thải thô và đo chất phát thải hạt trên hệ thống pha loãng toàn dòng).

8.2. Sự tương đương

Phải đo lượng phát thải của các khí thành phần và hạt từ động cơ được thử bằng các phương pháp mô tả trong Điều 11 và Điều 12. Các điều này mô tả các hệ thống phân tích nên dùng cho các chất thải khí (Điều 11) và các hệ thống lấy mẫu và pha loãng nên dùng cho các chất thải hạt (Điều 12).

Có thể chấp nhận các hệ thống hoặc máy phân tích khác nếu chúng đưa ra các kết quả tương đương. Việc xác định tính tương đương của hệ thống phải dựa trên cơ sở nghiên cứu sự tương quan của bảy cặp mẫu thử (hoặc lớn hơn) giữa hệ thống được xem xét và một trong các hệ thống mà tiêu chuẩn này chấp nhận. Các kết quả có liên quan đến giá trị của các chất phát thải riêng đã được cân của chu trình thử. Phép thử về sự tương quan được thực hiện tại cùng một phòng thử nghiệm, cùng một buồng thử và trên cùng một động cơ và nên được ưu tiên vận hành đồng thời. Chu trình thử được sử dụng phải là chu trình thích hợp cho sự vận hành của động cơ. Sự tương đương của các giá trị trung bình của các cặp mẫu thử phải được xác định bằng phép thống kê thử nghiệm t như đã mô tả trong Phụ lục B thu được trong các điều kiện phòng thí nghiệm, khu vực thử và động cơ này. Độ chính xác của phương pháp đo phải được xác định theo ISO 5725-2 và được loại trừ khỏi cơ sở dữ liệu. Các hệ thống sử dụng cho thử nghiệm về sự tương quan phải được công bố trước khi thử và phải được thỏa thuận giữa các bên có liên quan.

Để đưa vào một hệ thống mới trong tiêu chuẩn, việc xác định sự tương đương phải dựa trên cơ sở tính toán tính lặp lại và tái tạo lại như đã mô tả trong ISO 5725-2.

8.3. Độ chính xác

Phải sử dụng thiết bị mô tả trong tiêu chuẩn này cho các phép thử phát thải của động cơ. Tiêu chuẩn này không đề cập đến các nội dung chi tiết của các thiết bị đo lưu lượng, áp suất và nhiệt độ. Thay vào đó chỉ có các yêu cầu về độ chính xác của các thiết bị trên cần thiết cho việc tiến hành phép thử phát thải được cho trong điều này. Các dụng cụ đo phải được hiệu chuẩn theo yêu cầu của thủ tục kiểm tra đánh giá nội bộ hoặc thủ tục kiểm tra của nhà sản xuất dụng cụ đo.

Việc hiệu chuẩn tất cả các dụng cụ đo phải tuân theo các tiêu chuẩn quốc gia (hoặc quốc tế) và các yêu cầu được cho trong Bảng 5.

Bảng 5 – Độ chính xác hiệu chuẩn của các dụng cụ đo

Số thứ tự No	Dụng cụ đo	Độ chính xác
1	Tốc độ động cơ	± 2 % số đọc hoặc ± 1 % giá trị lớn nhất của động cơ, lấy giá trị lớn hơn
2	Momen	± 2 % số đọc hoặc ± 1 % giá trị lớn nhất của động cơ, lấy giá trị lớn hơn
3	Tiêu thụ nhiên liệu	± 2 % giá trị lớn nhất của động cơ
4	Tiêu thụ không khí	± 2 % số đọc hoặc ± 1 % giá trị lớn nhất của động cơ, lấy giá trị lớn hơn
5	Lưu lượng khí thải	± 2,5 % số đọc hoặc ± 1,5 % giá trị lớn nhất của động cơ, lấy giá trị lớn hơn
6	Nhiệt độ ≤ 600 K	± 2 K tuyệt đối
7	Nhiệt độ > 600 K	± 1 % số đọc
8	Áp suất khí thải	± 0,2 kPa tuyệt đối
9	Độ giảm áp của không khí nạp	± 0,05 kPa tuyệt đối
10	Áp suất khí quyển	± 0,1 kPa tuyệt đối
11	Các áp suất khác	± 0,1 kPa tuyệt đối
12	Độ ẩm tuyệt đối	± 5 % số đọc
13	Lưu lượng không khí pha loãng	± 2 % số đọc
14	Lưu lượng khí thải pha loãng	± 2 % số đọc

9. Xác định các khí thành phần trong khí thải thô và các chất thải hạt với hệ thống pha loãng một phần dòng

9.1. Yêu cầu chung

Các tín hiệu về nồng độ tức thời của các khí thành phần được dùng cho tính toán khối lượng của các chất phát thải bằng cách nhân với lưu lượng khối lượng tức thời của khí thải. Có thể đo trực tiếp lưu lượng khối lượng của khí thải hoặc tính toán bằng cách sử dụng các phương pháp được mô tả trong 9.2.4 (đo lưu lượng không khí nạp và lưu lượng nhiên liệu), 9.2.5 (phương pháp khí đánh dấu) hoặc 9.2.6 (đo tỷ lệ không khí nạp và không khí/nhiên liệu). Phải đặc biệt chú ý tới độ nhạy (thời gian phản ứng) của các dụng cụ đo khác nhau. Những sự khác nhau này phải được giải thích bằng thời gian chỉnh đặt các tín hiệu như đã mô tả trong 9.3.3.

Đối với các chất thải hạt, các tín hiệu của lưu lượng khối lượng khí thải được sử dụng để điều khiển hệ thống pha loãng một phần dòng để lấy mẫu thử tỷ lệ với lưu lượng khối lượng của khí thải. Kiểm tra tính tỷ lệ trong lấy mẫu này bằng cách áp dụng phép phân tích hồi quy giữa mẫu thử và lưu lượng khí thải như đã mô tả trong 9.4.3.

Toàn bộ phép thử được dựng thành sơ đồ cho trên Hình 2.

CHÚ DẪN:

Mẫu thử khí thải

Đo lưu lượng

Tín hiệu cho điều chỉnh hệ thống và tính toán

1 Lưu lượng khí thải

2 Các giá trị lưu lượng

3 Không khí pha loãng

4 Điều chỉnh lưu lượng

5 Hệ thống pha loãng một phần dòng

6 Máy phân tích khí thải

7 Tính toán

8 Thiết bị điều chỉnh

9 Lưu lượng nhiên liệu

10 Động cơ

11 Lưu lượng khí nạp

Hình 2 – Sơ đồ của hệ thống đo lưu lượng khí thải thô/một phần dòng

9.2. Xác định lưu lượng khối lượng của khí thải

9.2.1. Yêu cầu chung

Để tính toán các chất phát thải trong khí thải thô và để điều chỉnh hệ thống pha loãng một phần dòng, cần phải biết lưu lượng khối lượng của khí thải. Để xác định lưu lượng khối lượng của khí thải, có thể sử dụng các phương pháp được mô tả trong 9.2.3 đến 9.2.6.

9.2.2. Thời gian phản ứng (độ nhạy)

Để tính toán các chất phát thải, thời gian phản ứng của một phương pháp nào đó dưới đây phải bằng hoặc nhỏ hơn yêu cầu đối với thời gian phản ứng của máy phân tích, như đã xác định trong 11.3.2.

Để điều chỉnh hệ thống pha loãng một phần dòng cần có sự phản ứng nhanh hơn. Đối với các hệ thống pha loãng một phần dòng có điều khiển trực tuyến cần có thời gian phản ứng ≤ 3 s. Đối với các hệ thống pha loãng một phần dòng có điều khiển nghiên cứu trước dựa trên sự vận hành phép thử đã được ghi lại từ trước thì cần có thời gian phản ứng của hệ thống đo lưu lượng khí thải ≤ 5 s với thời gian tăng trưởng ≤ 1 s. Thời gian phản ứng của hệ thống phải do nhà sản xuất dụng cụ đo quy định. Các yêu cầu về thời gian phản ứng phối hợp đối với lưu lượng khí thải và hệ thống pha loãng một phần dòng được chỉ dẫn trong 9.4.3.

9.2.3. Phương pháp đo trực tiếp

Có thể thực hiện phép đo trực tiếp lưu lượng khí thải tức thời bởi các thiết bị sau:

– Các dụng cụ đo độ chênh áp như ống phun đo lưu lượng (xem các nội dung chi tiết trong ISO 5167),

– Lưu lượng kế siêu âm, và

– Lưu lượng kế dòng xoáy.

Phải đề phòng các sai số đo, các sai số này sẽ tác động mạnh đến các sai số của giá trị phát thải. Sự phòng tránh này bao gồm việc lắp đặt cẩn thận các dụng cụ đo trong hệ thống xả của động cơ theo hướng dẫn của nhà sản xuất dụng cụ đo và quy trình kỹ thuật thích hợp. Đặc biệt là tính năng của động cơ và các chất phát thải không được chịu ảnh hưởng của việc lắp đặt dụng cụ đo.

Các lưu lượng kế phải đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác trong 8.3.

9.2.4. Phương pháp đo không khí và nhiên liệu

Điều này liên quan đến phép đo lưu lượng không khí và lưu lượng nhiên liệu với các lưu lượng kế thích hợp. Lưu lượng tức thời của khí thải được tính toán như sau:

q _me_w,_i = q _maw_,_i + q _mf_,_i (đối với khối lượng khí thải ướt) (6)

Các lưu lượng kế phải đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác trong 8.3 nhưng cũng phải có đủ độ chính xác để đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác đối với lưu lượng khí thải.

9.2.5. Phương pháp đo dùng khí đánh dấu

Điều này liên quan đến phép đo nồng độ của khí đánh dấu trong khí thải. Phải phun một lượng khí trơ đã cho (ví dụ, heli tinh khiết) dùng làm chất đánh dấu vào dòng khí thải. Khí đánh dấu này được hòa trộn và được pha loãng với khí thải, nhưng không được gây ra phản ứng trong ống xả. Sau đó phải đo nồng độ của khí đánh dấu trong mẫu thử khí thải:

Để đảm bảo sự hòa trộn hoàn toàn của khí đánh dấu, đầu dò lấy mẫu khí thải phải được đặt phía sau điểm phun khí đánh dấu và cách điểm này một khoảng cách ít nhất là 1m hoặc 30 lần đường kính ống xả, lấy giá trị nào lớn hơn. Có thể đặt đầu dò lấy mẫu gần điểm phun khí đánh dấu hơn nếu sự hòa trộn hoàn toàn của khí đánh dấu và khí thải được kiểm tra bằng cách so sánh nồng độ khí đánh dấu với nồng độ chuẩn khi khí đánh dấu được phun ở phía trước (đầu dòng) của động cơ.

Lưu lượng của khí đánh dấu phải được chỉnh đặt sao cho nồng độ của khí đánh dấu ở tốc độ chạy không của động cơ sau khi hòa trộn sẽ thấp hơn kích thước thực của máy phân tích khí đánh dấu.

Lưu lượng khí thải được tính toán như sau:

q _mew,i = (7)

trong đó

q_mew_,i là lưu lượng khối lượng tức thời của khí thải, kg/s;

q_v_t là lưu lượng của khí đánh dấu, cm³/min;

c_m_ix,i là nồng độ tức thời của khí đánh dấu sau khi hòa trộn, ppm;

r_e là mật độ của khí thải, kg/m³ (cf. Bảng 1); và

c_a là nồng độ nền của khí đánh dấu trong không khí nạp, ppm.

Có thể xác định nồng độ nền của khí đánh dấu (c_a) bằng cách lấy trung bình nồng độ nền đo được ngay trước và sau khi vận hành phép thử.

Khi nồng độ nền nhỏ hơn 1 % nồng độ của khí đánh dấu sau khi hòa trộn (c_m_ix,i) ở lưu lượng lớn nhất của khí thải thì có thể bỏ qua nồng độ nền.

Toàn bộ hệ thống phải đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác đối với lưu lượng khí thải và phải được hiệu chuẩn theo 11.3.4.

9.2.6. Phương pháp đo lưu lượng không khí và tỷ lệ không khí/nhiên liệu

Điều này liên quan đến tính toán khối lượng khí thải từ lưu lượng không khí và tỷ lệ không khí/nhiên liệu. Lưu lượng khối lượng tức thời của khí thải được tính toán như sau:

q_mew,i = q_maw,i x (8)

với

trong đó

A/F_s_t là tỷ lệ lý thuyết không khí/nhiên liệu để cháy hoàn toàn, kg/kg;

l là hệ số dư lượng không khí;

c_C_O₂ là nồng độ CO₂ khô, %;

c_CO là nồng độ CO khô, ppm; và

c_HC là nồng độ CH, ppm.

CHÚ THÍCH: b có thể bằng 1 đối với các nhiên liệu có chứa cacbon và bằng 0 đối với nhiên liệu hyđro.

Lưu lượng kế không khí phải đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác trong 8.3, máy phân tích CO₂ được sử dụng phải đáp ứng các yêu cầu trong 11.1 và toàn bộ hệ thống phải đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác đối với lưu lượng khí thải.

Có thể tùy ý sử dụng thiết bị đo tỷ lệ không khí/nhiên liệu như cảm biến loại ziriconi để đo hệ số dư thừa không khí đáp ứng các yêu cầu trong 11.2.9.

9.3. Xác định các khí thành phần

9.3.1. Yêu cầu chung

Phải đo các thành phần của khí thải phát ra từ động cơ được thử bằng các phương pháp được mô tả trong Điều 11. Các thành phần của khí thải này phải được xác định trong khí thải thô. Các quy trình đánh giá dữ liệu và tính toán được mô tả trong 9.3.3 và 9.3.4.

9.3.2. Lấy mẫu các chất thải khí

Các đầu dò lấy mẫu chất khí thải phải được lắp đặt phía trước và cách cửa ra của hệ thống khí thải ít nhất là 0,5 m hoặc ba lần đường kính ống xả, lấy giá trị nào lớn hơn, nhưng phải đủ gần động cơ để bảo đảm cho nhiệt độ khí thải ít nhất phải là 70 °C (343 K) tại đầu dò lấy mẫu.

Trong trường hợp động cơ có nhiều xylanh với một ống xả phân nhánh thì cửa vào của đầu dò lấy mẫu phải được bố trí đủ xa về phía cuối dòng để bảo đảm cho mẫu thử đại diện cho khí thải trung bình phát ra từ tất cả các xylanh. Trong các động cơ có nhiều xylanh với các nhóm ống góp như trong động cơ có cấu hình các xylanh hình chữ “V”, nên phối hợp các ống góp ở phía trước đầu dò lấy mẫu. Nếu điều này không thực tế thì cho phép thu gom mẫu thử từ nhóm ống góp có chất phát thải CO₂ cao nhất. Có thể dùng các phương pháp khác đã được chỉ ra để có sự tương quan với các phương pháp nêu trên. Để tính toán chất phát thải, phải sử dụng tổng lưu lượng khối lượng của khí thải.

Nếu động cơ được trang bị một hệ thống xử lý sau đối với khí thải thì mẫu thử của khí thải phải được lấy phía sau hệ thống xử lý sau đối với khí thải.

9.3.3. Đánh giá số liệu

Để đánh giá các chất thải khí, các nồng độ của chất thải thô (HC, CO và NO_x) và lưu lượng khối lượng của khí thải phải được ghi lại và lưu giữ với tần suất ít nhất là 2 Hz trên một hệ thống máy tính. Có thể ghi lại tất cả các số liệu khác với tốc độ lấy mẫu ít nhất là 1 Hz. Đối với các máy phân tích tương tự, phải ghi lại thời gian phản ứng (độ nhạy) và có thể áp dụng các số liệu hiệu chuẩn trực tuyến hoặc ngoại tuyến trong quá trình đánh giá dữ liệu.

Để tính toán khối lượng phát thải của các khí thành phần, các dấu vết của các nồng độ ghi được và dấu vết của lưu lượng khối lượng của khí thải phải được liên kết về thời gian bằng thời gian biến đổi như đã định nghĩa trong Điều 3. Do đó, thời gian phản ứng của mỗi máy phân tích các chất thải khí và hệ thống lưu lượng khối lượng của khí thải phải được xác định theo 11.3.2 và 9.2.2 và được ghi lại.

9.3.4. Tính toán khối lượng phát thải

9.3.4.1. Yêu cầu chung

Phải ưu tiên xác định khối lượng của các chất gây ô nhiễm (g/phép thử) bằng tính toán các khối lượng phát thải tức thời từ các nồng độ thô của các chất gây ô nhiễm, các giá trị u trong Bảng 6 và lưu lượng khối lượng của khí thải được liên kết đối với thời gian biến đổi như đã xác định theo 9.3.3 và lấy tích phân các giá trị tức thời trên toàn bộ chu trình thử theo 9.3.4.2. Nên ưu tiên đo các nồng độ trên nền ướt. Nếu được đo trên nền khô thì phải áp dụng sự hiệu chỉnh khô/ướt theo 9.3.5 cho các giá trị nồng độ tức thời trước khi thực hiện bất cứ tính toán nào khác.

Có thể tùy ý lựa chọn việc tính toán các khối lượng phát thải bằng cách sử dụng các công thức chính xác trong 9.3.4.3 với sự thỏa thuận trước của các bên có liên quan. Phải sử dụng các công thức chính xác nếu nhiên liệu sử dụng cho phép thử không được quy định trong Bảng 6 trong trường hợp vận hành với nhiều nhiên liệu hoặc có sự tranh cãi.

Một ví dụ về các quy trình tính toán được nêu trong Phụ lục E.

9.3.4.2. Phương pháp tính toán dựa trên các giá trị cho trong bảng

Phải áp dụng các công thức sau:

trong đó

u_gas là tỷ số giữa mật độ của khí thành phần và mật độ của khí thải;

c_gas_,_j là nồng độ tức thời của khí thành phần tương ứng trong khí thải thô, ppm (m/m);

q_m_e_w_,_i là lưu lượng khối lượng tức thời của khí thải, kg/s;

f là tốc độ lấy mẫu số liệu, Hz; và

n là số lượng các phép đo.

Để tính toán NO_x, phải sử dụng hệ số hiệu chỉnh độ ẩm k_h,D như đã xác định theo 9.3.6.

Nồng độ tức thời đo được phải được chuyển đổi sang nền ướt theo 9.3.5 nếu không đo được trên nền ướt.

Các giá trị đối với u được cho trong Bảng 6 cho các khí thành phần được lựa chọn dựa trên tính chất của khí lý tưởng và phạm vi của các nhiên liệu.

Bảng 6 – Các giá trị u trong khí thải thô và mật độ đối với các khí thành phần khác nhau của khí thải

Khí		NO_x	CO	HC	CO₂	O₂	CH₄	HCHO	CH₃OH
r_gas (Kg/m³)		2,053	1,250	a	1,9636	1,4277	0,716	1,340	1,430
Nhiên liệu	r_e Hệ số u_gas ^b
Điezen	1,294 3	0,001 586	0,000 966	0,000 479	0,001 517	0,001 103	0,000 553	0,001 035	0,001 104
RME	1,295 0	0,001 585	0,000 965	0,000 536	0,001 516	0,001 102	0,000 553	0,001 035	0,001 104
Metanol	1,261 0	0,001 628	0,000 991	0,001 133	0,001 557	0,001 132	0,000 568	0,001 062	0,001 134
Etanol	1,275 7	0,001 609	0,000 980	0,000 805	0,001 539	0,001 119	0,000 561	0,001 050	0,001 121
Khí tự nhiên ^c	1,266 1	0,001 621	0,000 987	0,000 558 ^d	0,001 551	0,001 128	0,000 565	0,001 058	0,001 129
Propan	1,280 5	0,001 603	0,000 976	0,000 512	0,001 533	0,001 115	0,000 559	0,001 046	0,001 116
Butan	1,283 2	0,001 600	0,000 974	0,000 505	0,001 530	0,001 113	0,000 558	0,001 044	0,001 114
Xăng	1,297 7	0,001 582	0,000 963	0,000 481	0,001 513	0,001 100	0,000 552	0,001 032	0,001 102
^a Tùy thuộc vào nhiên liệu. ^b Tại l = 2, không khí ướt, 273 K, 101,3 kPa. ^c Độ chính xác của u trong giới hạn 0,2 % đối với thành phần theo khối lượng của: C = 66 – 76 %; H= 22 – 25 %; N= 0 – 12 %. ^d NMHC trên cơ sở CH₂_,₉₃ (đối với tổng HC, sử dụng hệ số u_gas của CH₄)

9.3.4.3. Phương pháp tính toán dựa trên các công thức chính xác

Phải tính toán khối lượng phát thải bằng công thức (11). Thay cho việc sử dụng các giá trị cho trong bảng, các công thức sau phải được áp dụng cho tính toán u_gas. Giả thử rằng trong các công thức sau nồng độ c_gas trong công thức (11) được đo theo ppm (m/m) hoặc được chuyển đổi thành ppm.

u_gas_,_i= GAS/(M_r,_e_,_i x 1 000) (12)

hoặc

u_gas_,_i= r_gas/(r_e_,i x 1 000) (13)

trong đó r_gas= GAS/22,41 được chọn tùy ý từ Bảng 6. (14)

Các mật độ r_gas được cho đối với một số khí thành phần của khí thải trong Bảng 6. Khối lượng phân tử của khí thải phải được tính toán từ các thành phần của nhiên liệu chung C_bH_aO_eN_dS_g với giả thiết quá trình cháy hoàn toàn.

Mật độ của khí thải re phải được tính toán như sau:

trong đó

k_f= 0,055 584 x w_ALF – 0,000 1083 x w_B_ET – 0,000 156 2 x w_GAM + 0,007 993 6 x w_DEL + 0,006 997 8 x w_EPS (17)

9.3.4.4. Tính toán NMHC và CH₄ với dao cắt không metan

Phải tính toán nồng độ của NMHC và CH₄ như sau:

trong đó

c_HC₍_w/cutt_e_r) là nồng độ của HC với khí mẫu thử chảy qua NMC;

c_HC(w/o_cu_tt_er) là nồng độ của HC với khí mẫu thử chảy vòng qua NMC;

E_M là hiệu suất metan như đã xác định bởi TCVN 6852-1, trong 8.8.4.2;

E_E là hiệu suất etan như đã xác định bởi TCVN 6852-1, trong 8.8.4.3.

CHÚ THÍCH: Nếu sử dụng dao cắt không metan, thời gian phản ứng của hệ thống có thể vượt quá 10 s.

9.3.5. Hiệu chỉnh khô/ướt

Nếu nồng độ tức thời được đo trên nền khô thì phải được chuyển đổi sang nền ướt theo các công thức sau:

c_wet= k_ws x c_dry(20)

hoặc

k_w = – k_w2(23)

với

k_w2= (24)

trong đó

p_r là áp suất hơi nước sau thùng làm mát, kPa;

p_b là áp suất toàn phần của khí quyển, kPa;

a là tỷ số mol của hyđro trong nhiên liệu;

c_C_O₂ là nồng độ CO₂ khô, %;

c_CO là nồng độ CO khô, %;

H_a là độ ẩm không khí nạp, g nước trên kg không khí khô;

k_f là 0,055584 x w_A_LF – 0,0001083 x w_BET – 0,0001562 x w_GAM + 0,0079936 x w_D_EL + 0,0069978 x w_E_PS

CHÚ THÍCH: Các công thức (21) và (22) về cơ bản đồng nhất với hệ số 1,008 trong công thức (21) là phép tính gần đúng cho mẫu số chính xác hơn trong công thức (22).

9.3.6. Hiệu chỉnh NO_x cho độ ẩm và nhiệt độ

Vì sự phát thải NO_x phụ thuộc vào điều kiện không khí của môi trường cho nên phải hiệu chỉnh nồng độ NO_x đối với độ ẩm và nhiệt độ không khí của môi trường với các hệ số được cho trong một trong các công thức sau.

a) Đối với động cơ cháy do nén:

k_h,D= (25)

trong đó

T_a là nhiệt độ của không khí nạp, K;

H_a là độ ẩm của không khí nạp, g nước trên kg không khí khô.

Có thể xác định H_a từ phép đo độ ẩm tương đối, phép đo điểm sương, phép đo áp suất hơi hoặc phép đo bầu khô/ướt bằng các công thức tổng quát đã được chấp nhận.

b) Đối với các động cơ cháy do nén có bộ làm mát không khí trung gian thì có thể sử dụng công thức sau:

k_h,D= (26)

trong đó

T_SC là nhiệt độ của không khí được làm mát trung gian;

T_SCRef là nhiệt độ chuẩn của không khí được làm mát trung gian do nhà sản xuất quy định.

CHÚ THÍCH: Các thông số khác được giải thích trong 9.3.6.a).

9.3.7. Tính toán suất phát thải

Phải tính toán khối lượng các chất phát thải (g/kWh) cho mỗi khí thành phần theo cách sau:

M_gas = m_gas / W_act (27)

trong đó W_a_ct là công của chu trình thực như đã xác định theo 6.6.2, kWh.

9.4. Xác định chất thải hạt

9.4.1. Yêu cầu chung

Việc xác định các chất thải hạt cần có một hệ thống pha loãng. Trong điều này, sự pha loãng phải được thực hiện bằng hệ thống pha loãng một phần dòng. Dung lượng dòng chảy của hệ thống pha loãng phải đủ lớn để loại bỏ hoàn toàn sự ngưng tụ nước trong các hệ thống pha loãng và lấy mẫu, và duy trì nhiệt độ của khí thải được pha loãng trong khoảng từ 42 °C (315 K) đến 52 °C (325 K) ở ngay phía trước các giá đỡ bộ lọc. Cho phép khí ẩm không khí pha loãng trước khi đi vào hệ thống pha loãng, đặc biệt là đối với không khí pha loãng có độ ẩm cao. Nhiệt độ của không khí pha loãng ở gần kề đường vào trong ống pha loãng phải cao hơn 15 °C (288 K).

Hệ thống pha loãng một phần dòng phải được thiết kế để chiết tách ra một mẫu thử có tỷ lệ của khí thải thô từ dòng khí thải của động cơ để thích ứng với sự dịch chuyển của lưu lượng dòng khí thải và tạo ra không pha loãng cho mẫu thử này đạt tới nhiệt độ từ 42 °C (315 K) đến 52 °C (325 K) tại bộ lọc thử nghiệm. Đối với việc thiết kế hệ thống pha loãng này, điều thiết yếu là phải xác định tỷ số pha loãng r_dil hoặc tỷ lệ lấy mẫu r_s sao cho đáp ứng được các giới hạn về độ chính xác được nêu trong 9.4.2. Có thể áp dụng các phương pháp chiết tách mẫu thử khác nhau và phương pháp được sử dụng nói lên mức độ quan trọng của thiết bị và quy trình lấy mẫu.

Để xác định khối lượng của các chất thải hạt cần có một hệ thống lấy mẫu hạt, các bộ lọc lấy mẫu hạt, cân microgam và một buồng cân kiểm soát được nhiệt độ và độ ẩm. Nội dung chi tiết của hệ thống được mô tả trong Điều 12.

9.4.2. Lấy mẫu chất thải hạt

Thông thường, phải lắp đặt đầu dò lấy mẫu chất thải hạt gần kề với đầu dò lấy mẫu chất thải khí nhưng phải có khoảng cách thích hợp để không gây ra nhiễu. Vì thế cũng áp dụng các yêu cầu về lắp đặt trong 9.3.2 cho lấy mẫu chất thải hạt. Đường lấy mẫu phải phù hợp với các yêu cầu trong 16.2 của TCVN 6852-1.

Trong trường hợp động cơ nhiều xylanh có ống xả phân nhánh, cửa vào của đầu dò lấy mẫu phải được bố trí ở khoảng cách đủ xa ở phía cuối dòng để bảo đảm rằng mẫu thử đại diện cho lượng phát thải trung bình từ tất cả các xylanh. Trong các động cơ nhiều xylanh có các nhóm ống góp khác biệt, như là trong động cơ có cấu hình các xylanh chữ “V”, nên phối hợp các ống góp ở đầu dòng của đầu dò lấy mẫu. Nếu sự phối hợp này không có tính khả thi thì cho phép thu gom mẫu thử từ nhóm ống góp có lượng phát thải hạt cao nhất. Có thể sử dụng các phương pháp khác có sự tương quan với các phương pháp nêu trên. Để tính toán lượng phát thải, phải sử dụng toàn bộ lưu lượng khối lượng của khí thải.

9.4.3. Thời gian phản ứng (độ nhạy) của hệ thống

Để điều chỉnh hệ thống pha loãng một phần dòng cần có sự phản ứng nhanh của hệ thống. Phải xác định thời gian biến đổi đối với hệ thống bằng quy trình trong 12.3.3. Nếu thời gian biến đổi phối hợp của phép đo lưu lượng khí thải (xem 9.2.2) và hệ thống pha loãng một phần dòng nhỏ hơn 0,3 s thì có thể sử dụng điều khiển trực tuyến. Nếu thời gian biến đổi vượt quá 0,3 s thì phải sử dụng sự điều khiển nghiên cứu trước dựa trên sự vận hành phép thử đã được ghi lại từ trước. Trong trường hợp này, thời gian tăng trưởng phải ≤ 1 s và thời gian trễ của sự phối hợp ≤ 10 s.

Sự phản ứng của toàn hệ thống phải được thiết kế để đảm bảo sao cho có được một mẫu thử đại diện của các chất thải hạt, q_mp,_i tỷ lệ với lưu lượng khối lượng của khí thải. Để xác định tính tỷ lệ, phải tiến hành phép phân tích hồi quy q_mp_,_i đối với q_mew_,_i với tốc độ thu nhập số liệu tối thiểu là 5 Hz và phải đáp ứng các chuẩn cứ sau:

– Hệ số tương quan r² của phép hồi quy tuyến tính giữa q_mp_,_i và q_mew_,_i không được nhỏ hơn 0,95.

– Sai số tiêu chuẩn cho đánh giá q_mp_,_i theo q_mew_,_i không được vượt quá 5 % của q_mp max.

– Phần bị chắn của q_mp của đường hồi quy không được vượt quá ± 2 % của q_mp max.

Có thể tùy ý vận hành một phép thử sơ bộ, và tín hiệu lưu lượng khối lượng của khí thải được sử dụng để điều khiển lưu lượng mẫu thử đi vào hệ thống xác định chất thải hạt (“điều khiển nghiên cứu trước”). Một quy trình như đã nêu trên là cần thiết nếu thời gian biến đổi của hệ thống xác định chất thải hạt t₅₀_,_P hoặc/và thời gian biến đổi của tín hiệu lưu lượng khối lượng của khí thải t₅_0,F > 0,3 s. Sự điều khiển chính xác hệ thống pha loãng một phần dòng đạt được nếu vạch thời gian của q_mew,p_r_e của phép thử sơ bộ, dùng để điều khiển q_mp, được dịch chuyển đi một thời gian “nghiên cứu trước” là t₅₀_,_P+ t₅₀_,_F.

Để xác lập mối tương quan giữa q_mp_,_i và q_mew_,_i phải sử dụng các số liệu được lấy trong quá trình thử thực tế với thời gian q_mew_,i được chỉnh thẳng hàng bởi t_50,F so với q_mp_,_i (t_50,F không đóng góp vào sự chỉnh thẳng hàng về thời gian). Sự dịch chuyển về thời gian giữa q_mew và q_mp là sự chênh lệch giữa các thời gian biến đổi của chúng đã được xác định trong 12.3.3.

9.4.4. Đánh giá số liệu

Trọng lượng bì của bộ lọc, như đã xác định theo 7.2, phải được trừ đi khỏi trọng lượng cả bì của bộ lọc, như đã xác định theo 7.9.5, để thu được khối lượng của mẫu thử hạt m_f. Để đánh giá nồng độ của chất thải hạt, phải ghi lại tổng khối lượng của mẫu thử m_sep đi qua các bộ lọc trong toàn bộ chu trình thử.

Với sự chấp nhận trước của các bên có liên quan, khối lượng của chất thải hạt có thể được hiệu chỉnh đối với mức hạt của không khí pha loãng, như đã xác định trong 7.5, cùng với việc sử dụng quy trình kỹ thuật thích hợp và đặc điểm riêng về kết cấu của hệ thống đo chất thải hạt.

9.4.5. Tính toán khối lượng chất phát thải

Phải tính toán khối lượng chất thải hạt bằng một trong các phương pháp sau. Ví dụ về quy trình tính toán được nêu trong Phụ lục E.

a) m_PM = (28)

trong đó

m_f là khối lượng chất thải hạt được lấy mẫu trên toàn chu trình, mg;

m_sep là khối lượng khí thải pha loãng đi qua các bộ lọc thu gom hạt, kg;

m_edf là khối lượng khí thải pha loãng tương đương trên toàn chu trình, kg.

Tổng khối lượng của khối lượng khí thải pha loãng tương đương trên toàn chu trình phải được xác định như sau:

trong đó

q_med_f_,i là lưu lượng khối lượng tức thời tương đương của khí thải pha loãng, kg/s;

q_me_w_,i là lưu lượng khối lượng tức thời của khí thải, kg/s;

r_dil,i là tỷ số pha loãng tức thời;

q_m_d_ew_,i là lưu lượng khối lượng tức thời của khí thải pha loãng đi qua ống pha loãng, kg/s;

q_md_w,_i là lưu lượng khối lượng tức thời của không khí pha loãng, kg/s;

f là tốc độ lấy mẫu số liệu, Hz; và

n là số lượng các phép đo.

b) m_PM= m_f / (r_s x 1 000) (32)

trong đó

m_f là khối lượng chất thải được lấy mẫu trên toàn chu trình, mg;

r_s là tỷ lệ trung bình của mẫu thử trên toàn chu trình.

với

r_s = (33)

trong đó

m_se là khối lượng mẫu thử trên toàn chu trình, kg;

m_ew là tổng lưu lượng khối lượng của khí thải trên toàn chu trình, kg;

m_sep là khối lượng của khí thải pha loãng đi qua các bộ lọc thu gom chất thải hạt, kg;

m_sed là khối lượng của khí thải pha loãng đi qua ống pha loãng, kg.

CHÚ THÍCH: Trong trường hợp hệ thống lấy mẫu tổng, m_sep và m_sed là như nhau.

9.4.6. Hệ số hiệu chỉnh đối với độ ẩm của chất thải hạt

Vì sự phát thải hạt của các động cơ điezen phụ thuộc vào điều kiện không khí của môi trường cho nên nồng độ hạt phải được hiệu chỉnh theo độ ẩm không khí của môi trường với hệ số k_p được cho trong các công thức sau.

Có thể sử dụng các giá trị chuẩn cho độ ẩm khác với 10,71 g/kg và phải ghi lại các giá trị chuẩn cùng với các kết quả theo sự thỏa thuận của các bên có liên quan.

Có thể sử dụng các công thức hiệu chuẩn khác nếu chúng có hiệu lực

k_p = (34)

trong đó H_a là độ ẩm của không khí nạp tính bằng g trên kg không khí khô.

9.4.7. Tính toán suất phát thải

Phải tính toán lượng phát thải hạt (g/kWh) theo cách sau:

M_P_M= m_PM* k_p / W_act (35)

trong đó W_act là công của chu trình thực như đã xác định theo 6.6.2, kWh.

10. Xác định các khí thành phần và các chất thải hạt với hệ thống pha loãng toàn dòng

10.1. Yêu cầu chung

Các tín hiệu về nồng độ bằng cách lấy tích phân trên toàn chu trình hoặc bằng cách lấy mẫu bằng túi của các khí thành phần được sử dụng cho tính toán các khối lượng phát thải bằng cách nhân với lưu lượng khối lượng của khí thải pha loãng. Phải đo lưu lượng khối lượng của khí thải với hệ thống lấy mẫu thể tích không đổi (CVS), hệ thống này có thể sử dụng một bơm pittông (PDP), một venturi lưu lượng tới hạn (CFV) hoặc một venturi hạ âm (SSV).

Đối với các chất thải hạt, cần lấy một mẫu thử có tỷ lệ từ khí thải được pha loãng của hệ thống lấy mẫu thể tích không đổi (CVS).

Toàn bộ phép thử được dựng thành sơ đồ cho trên Hình 3.

CHÚ DẪN:

Hình 3 – Sơ đồ hệ thống pha loãng toàn dòng cho lấy mẫu thể tích không đổi (CVS)

10.2. Xác định lưu lượng khí thải pha loãng

10.2.1. Yêu cầu chung

Để tính toán các chất phát thải trong khí thải được pha loãng cần biết lưu lượng khối lượng của khí thải pha loãng. Phải tính toán tổng lưu lượng khí thải pha loãng trên toàn chu trình (kg/phép thử) từ các giá trị của phép đo trên toàn chu trình và các số liệu hiệu chuẩn tương ứng của dụng cụ đo lưu lượng (V_o đối với bơm pit tông, K_v đối với venturi lưu lượng tới hạn, C_d, Y đối với venturi hạ âm) bằng việc sử dụng một trong các phương pháp được mô tả trong 10.2.2 đến 10.2.4. Nếu tổng khối lượng mẫu thử của chất thải hạt và khí gây ô nhiễm (m_sep) vượt quá 0,5 % tổng lưu lượng lấy mẫu thể tích không đổi (CVS) (m_ed) thì lưu lượng lấy mẫu thể tích không đổi (CVS) phải được hiệu chỉnh đối với m_sep hoặc lưu lượng mẫu thử hạt phải được đưa trở về lấy mẫu thể tích không đổi (CVS) trước khi tới dụng cụ đo lưu lượng.

10.2.2. Hệ thống bơm pittông (PDP) – lấy mẫu thể tích không đổi (CVS)

Việc tính toán lưu lượng khối lượng trên toàn chu trình như sau, nếu nhiệt độ của khí thải pha loãng được giữ trong khoảng ± 6 K trên toàn chu trình bằng cách sử dụng một bộ trao đổi nhiệt.

m_ed = 1,293 * V_o* N_p* (p_B – p₁) * 273 / (101,3 * T) (36)

trong đó

V_o là thể tích được bơm của khí trên vòng quay trong các điều kiện thử, m³/vg;

N_p là tổng số vòng quay của bơm trên phép thử;

p_B là áp suất khí quyển trong khu vực (phòng) thử, kPa;

p₁ là độ giảm áp dưới áp suất khí quyển tại đầu vào của bơm, kPa;

T là nhiệt độ trung bình của khí thải pha loãng tại đầu vào của bơm trên toàn chu trình, K.

Nếu hệ thống có sử dụng sự bù lưu lượng (nghĩa là không có bộ trao đổi nhiệt) thì khối lượng tức thời của các chất phát thải được tính toán và lấy tích phân trên toàn chu trình. Trong trường hợp này, khối lượng tức thời của khí thải pha loãng phải được tính toán như sau:

m_ed,i = 1,293 * V_o* N_p_,_i* (p_B – p₁) * 273 / (101,3 * T) (37)

trong đó N_p_,_i là tổng số vòng quay của bơm trên khoảng thời gian.

10.2.3. Hệ thống Venturi lưu lượng tới hạn (CFV) – lấy mẫu thể tích không đổi (CVS)

Việc tính toán lưu lượng khối lượng trên toàn chu trình như sau, nếu nhiệt độ của khí thải pha loãng được giữ trong khoảng ± 11 K trên toàn chu trình bằng cách sử dụng một bộ trao đổi nhiệt.

m_ed = 1,293 * t * K_v * p_A / T⁰^,⁵ (38)

trong đó

t là thời gian của chu trình, s;

K_v là hệ số hiệu chuẩn của venturi lưu lượng tới hạn đối với các điều kiện tiêu chuẩn;

p_A là áp suất tuyệt đối tại đầu vào venturi, kPa;

T là nhiệt độ tuyệt đối tại đầu vào venturi, K.

Nếu hệ thống có sử dụng sự bù lưu lượng (nghĩa là không có bộ trao đổi nhiệt) thì khối lượng tức thời của các chất phát thải phải được tính toán và lấy tích phân trên toàn chu trình. Trong trường hợp này, khối lượng tức thời của khí thải pha loãng phải được tính toán như sau:

m_ed,i = 1,293 * Dt_i * K_v * p_A / T⁰^,⁵ (39)

trong đó Dt_i là khoảng thời gian, s.

10.2.4. Hệ thống Venturi hạ âm (SSV) – lấy mẫu thể tích không đổi (CVS)

m_ed = 1,293 * Q_SSV (40)

trong đó

A là tập hợp của các chuyển đổi hằng số và đơn vị

= 0,006111 tính bằng đơn vị SI của

d là đường kính của họng SSV, m;

C_d là hệ số xả của SSV;

P_A là áp suất tuyệt đối tại đầu vào venturi, kPa;

T là nhiệt độ tại đầu vào venturi, K.

r_x= tỷ số giữa họng SSV và áp suất tĩnh tuyệt đối ở đầu vào = 1 –

r_y = tỷ số giữa đường kính họng SSV, d và đường kính trong của ống đầu vào = .

m_ed = 1,293 * Q_SSV * Dt_i (42)

trong đó

Dt_i là khoảng thời gian, s.

Việc tính toán thời gian thực phải được bắt đầu với một giá trị hợp lý đối với C_d như là 0,98 hoặc một giá trị hợp lý của Q_SSV. Nếu việc tính toán được thiết lập ban đầu với Q_SSV thì phải sử dụng giá trị ban đầu của Q_SSV để đánh giá R_e.

Trong tất cả các phép thử phát thải, số Reynolds tại họng SSV phải ở trong phạm vi các số Reynolds được sử dụng để xác định đường cong hiệu chuẩn được triển khai trong điều này.

10.3. Xác định các khí thành phần

10.3.1. Yêu cầu chung

Phải đo các khí thành phần phát ra từ động cơ được thử bằng các phương pháp được mô tả trong 10.3.2. Các khí thành phần này phải được xác định trong khí thải pha loãng. Quy trình đánh giá và tính toán các số liệu được mô tả trong 10.3.3 và 10.3.4.

10.3.2. Lấy mẫu các chất phát thải khí

Ống xả giữa động cơ và hệ thống pha loãng toàn dòng phải phù hợp với các yêu cầu của TCVN 6852-1. Đầu dò lấy mẫu các chất phát thải khí phải được lắp đặt trong ống pha loãng tại điểm mà không khí pha loãng và khí thải được hòa trộn đều với nhau và gần với đầu dò lấy mẫu chất thải hạt.

Thông thường có thể tiến hành lấy mẫu theo hai cách:

– Các chất gây ô nhiễm được lấy mẫu vào một túi lấy mẫu trên toàn chu trình và được đo sau khi hoàn thành phép thử; đối với HC túi mẫu thử phải được nung nóng lên 191°C ± 11 °C (464 K ± 11 K), đối với NO_x nhiệt độ túi mẫu thử phải trên nhiệt độ điểm sương;

– Các chất gây ô nhiễm phải được lấy mẫu liên tục và được hợp nhất lại trên toàn chu trình; phải sử dụng phương pháp này cho HC và NO_x, trừ khi đáp ứng được các điều kiện nêu trên.

Các nồng độ nền phải được lấy mẫu ở đầu dòng ống pha loãng vào trong túi lấy mẫu và phải được trừ đi khỏi nồng độ các chất phát thải theo 10.3.4.2.

10.3.3. Đánh giá số liệu

Để đánh giá các chất phát thải khí, các nồng độ phát thải (HC, CO và NO_x) và lưu lượng khối lượng của khí thải pha loãng phải được ghi lại và lưu giữ với tốc độ ít nhất là 1 Hz trên một hệ máy tính. Cũng có thể ghi lại tất cả các số liệu khác với tốc độ lấy mẫu ít nhất là 1 Hz. Đối với các máy phân tích tương tự, sự phản ứng phải được ghi lại và các số liệu hiệu chuẩn có thể được áp dụng trực tuyến hoặc ngoại tuyến trong quá trình đánh giá số liệu.

10.3.4. Tính toán khối lượng phát thải

10.3.4.1. Các hệ thống có lưu lượng khối lượng không đổi

Đối với các hệ thống có bộ trao đổi nhiệt, khối lượng của các chất gây ô nhiễm phải được xác định theo công thức sau:

m_gas= u_gas x c_gas x m_ed (44)

trong đó

u_gas là tỷ số giữa mật độ của khí thành phần của khí thải và mật độ của không khí;

c_gas là nồng độ nền trung bình được hiệu chỉnh của khí thành phần tương ứng, ppm;

m_e_d là tổng khối lượng của khí thải pha loãng trên toàn chu trình, kg.

Để tính toán NO_x, phải sử dụng hệ số hiệu chỉnh độ ẩm k_h_,D hoặc k_h,G như đã xác định theo 10.3.6.

Nồng độ nền đo được phải được chuyển đổi ra nền ướt theo 10.3.5 nếu không đo được trên nền ướt.

Các giá trị của u được cho trong Bảng 7 dưới đây đối với các khí thành phần được lựa chọn.

Bảng 7 – Các giá trị của u trong khí thải pha loãng

Khí	NOx	CO	HC	CO₂	O₂	CH₄	HCHO	CH₃OH
r_gas [kg/m³]	2,053	1,250	a	1,963 6	1,427 7	0,716	1,340	1,430
NHIÊN LIỆU	r_air = 1,293 kg/m³ Hệ số u_gas ^b
Điezen	0,001 588	0,000 967	0,000 480	0,001 519	0,001 104	0,000 553	0,001 036	0,001 106
RME	0,001 588	0,000 967	0,000 537	0,001 519	0,001 104	0,000 553	0,001 036	0,001 106
Metanol	0,001 588	0,000 967	0,001 105	0,001 519	0,001 104	0,000 553	0,001 036	0,001 106
Etanol	0,001 588	0,000 967	0,000 795	0,001 519	0,001 104	0,000 553	0,001 036	0,001 106
Khí tự nhiên^c	0,001 588	0,000 967	0,000 584 ^d	0,001 519	0,001 104	0,000 553	0,001 036	0,001 106
Propan	0,001 588	0,000 967	0,000 507	0,001 519	0,001 104	0,000 553	0,001 036	0,001 106
Butan	0,001 588	0,000 967	0,000 501	0,001 519	0,001 104	0,000 553	0,001 036	0,001 106
Xăng	0,001 588	0,000 967	0,000 483	0,001 519	0,001 104	0,000 553	0,001 036	0,001 106
^a Phụ thuộc vào nhiên liệu. ^b Tại l = 2, không khí khô, 273 K, 101,3 kPa. ^c Độ chính xác của u trong giới hạn 0,2 % đối với thành phần theo khối lượng của C= 66 – 76 %; H= 22 – 25 %; N= 0 – 12 %. ^d NMHC trên cơ sở CH2,93 (đối với tổng HC, phải sử dụng hệ số u_gas của CH₄).

CHÚ THÍCH: Để tính toán các giá trị của u_gas, mật độ của khí thải pha loãng đã được giả thiết là bằng mật độ không khí. Do đó, các giá trị u_g_as tương tự như các khí thành phần riêng lẻ, nhưng khác nhau đối với HC. Không nên áp dụng tính toán chính xác, vì đối với phép đo khí thải thô, tỷ lệ pha loãng và mật độ của khí thải pha loãng thay đổi trong chu trình.

10.3.4.2. Xác định các nồng độ nền được hiệu chỉnh

Nồng độ nền trung bình của các khí ô nhiễm trong không khí pha loãng phải được trừ đi khỏi nồng độ đo được để thu được các nồng độ tính của các chất gây ô nhiễm. Có thể xác định giá trị trung bình của các nồng độ nền bằng phương pháp túi mẫu thử hoặc bằng phép đo liên tục có sự tích phân. Phải sử dụng công thức sau:

c = c_e – c_d [1 – (1/DF)] (45)

trong đó

c_e là nồng độ của chất gây ô nhiễm tương ứng được đo trong khí thải pha loãng, ppm;

c_d là nồng độ của chất gây ô nhiễm tương ứng được đo trong không khí pha loãng, ppm; và

DF là hệ số pha loãng.

Phải tính toán hệ số pha loãng như sau:

a) Đối với các động cơ điezen và động cơ khí nhiên liệu hóa lỏng LPG

b) Đối với các động cơ khí nhiên liệu NG

trong đó

CO_2conc_e là nồng độ của CO₂ trong khí thải pha loãng, % thể tích;

HC_c_o_nce là nồng độ của HC trong khí thải pha loãng, ppm C1;

NMHC_conce là nồng độ của NMHC trong khí thải pha loãng, ppm C1;

CO_conc_e là nồng độ của CO trong khí thải pha loãng, ppm C1; và

F_s là hệ số hóa học tương tự.

Các nồng độ đo được trên nền khô phải được chuyển đổi sang nền ướt theo 10.3.5.

Hệ số hóa học lượng tử phải được tính toán như sau:

trong đó x, y là thành phần nhiên liệu C_xH_y.

Theo cách khác, nếu không biết thành phần nhiên liệu thì có thể sử dụng các hệ số hóa học lượng tử sau:

– F_s(điezen) = 13,4

– F_s (LPG) = 11,6

– F_s (NG) = 9,5

10.3.4.3. Các hệ thống có bù lưu lượng

Đối với các hệ thống không có bộ trao đổi nhiệt, phải xác định khối lượng của các chất gây ô nhiễm (g/phép thử) bằng tính toán các khối lượng phát thải tức thời và lấy tích phân các giá trị tức thời trên toàn chu trình. Sự hiệu chỉnh nền cũng phải được áp dụng trực tiếp cho giá trị nồng độ tức thời. Phải áp dụng các công thức sau:

trong đó

c_e là nồng độ của chất gây ô nhiễm tương ứng được đo trong khí thải pha loãng, ppm;

c_d là nồng độ của chất gây ô nhiễm tương ứng được đo trong không khí pha loãng, ppm;

m_ed_,_i là khối lượng tức thời của khí thải pha loãng, kg;

m_ed là tổng khối lượng của khí thải pha loãng trên toàn chu trình, kg;

u_gas là giá trị cho trong Bảng 7;

DF là hệ số pha loãng.

10.3.4.4. Tính toán NMHC và CH₄ với dao cắt không metan

Phải tính toán nồng độ của NMHC và CH₄ như sau:

Trong đó:

c_HC(w/Cutter) là nồng độ của HC với khí mẫu thử chảy qua NMC;

c_{HC(w/oCutter)} là nồng độ của HC với khí mẫu thử chảy vòng qua (by-pass) NMC;

E_M là hiệu suất metan như đã xác định trong 8.8.4.2, TCVN 6852-1;

E_E là hiệu suất etan như đã xác định trong 8.8.4.3, TCVN 6852-1.

10.3.5. Hiệu chỉnh khô/ướt

Nếu nồng độ được đo trên nền khô thì phải được chuyển đổi sang nền ướt theo công thức sau.

c_wet = k_w x c_dr_y (21)

trong đó

k_w,1 = (53)

10.3.6. Hiệu chỉnh NO_x cho độ ẩm và nhiệt độ

Vì sự phát thải NO_x phụ thuộc vào các điều kiện không khí môi trường cho nên phải hiệu chỉnh nồng độ NO_x cho độ ẩm và nhiệt độ không khí môi trường với các hệ số được cho trong các công thức sau.

a) Đối với các động cơ cháy do nén

trong đó

T_a là nhiệt độ của không khí nạp, K;

H_a là độ ẩm của không khí nạp, g nước trên kg không khí khô.

Có thể xác định H_a từ phép đo độ ẩm tương đối, phép đo điểm sương, phép đo áp suất hơi hoặc phép đo bầu khô/ướt bằng cách sử dụng các công thức thông thường đã được chấp nhận.

b) Đối với các động cơ cháy do nén có bộ làm mát không khí trung gian thì có thể sử dụng công thức sau:

trong đó

T_sc là nhiệt độ của không khí được làm mát trung gian;

T_s_cref là nhiệt độ chuẩn của không khí được làm mát trung gian do nhà sản xuất quy định.

CHÚ THÍCH: Các thông số khác được giải thích trong 10.3.5 a).

H_a là độ ẩm của không khí nạp, g nước trên kg không khí khô, trong đó có thể xác định H_a từ phép đo độ ẩm tương đối, phép đo điểm sương, phép đo áp suất hơi hoặc phép đo bầu khô/ướt bằng cách sử dụng các công thức thông thường đã được chấp nhận.

10.3.7. Tính toán suất phát thải

Phải tính toán lượng phát thải (g/kWh) cho tất cả các khí thành phần, trừ NO_x, theo cách sau:

M_ga_s = m_gas / W_act (56)

đối với NO_x

M_ga_s = m_gas * k_h/ W_act (57)

trong đó W_act là công của chu trình thực như đã xác định theo 6.6.2, kWh.

10.4. Xác định các chất thải hạt

10.4.1. Yêu cầu chung

Cần xác định các chất thải hạt với một hệ thống pha loãng. Trong điều này, phải thực hiện sự pha loãng bằng hệ thống pha loãng toàn dòng. Dung lượng dòng chảy của hệ thống pha loãng phải đủ lớn để loại bỏ hoàn toàn sự ngưng tụ nước trong hệ thống pha loãng và lấy mẫu, và duy trì nhiệt độ của khí thải pha loãng trong khoảng từ 42 °C (315 K) đến 52 °C (325 K) ở ngay phía trước các giá đỡ bộ lọc. Cho phép khử ẩm không khí pha loãng trước khi đi vào hệ thống pha loãng, đặc biệt là đối với không khí pha loãng có độ ẩm cao. Nhiệt độ của không khí pha loãng ở gần kề đường vào trong ống pha loãng phải cao hơn 15 °C (288 K).

Để xác định khối lượng các chất thải hạt cần có một hệ thống lấy mẫu hạt, các bộ lọc lấy mẫu hạt, cân microgam và một buồng cân kiểm soát được nhiệt độ và độ ẩm. Nội dung chi tiết của hệ thống được mô tả trong Điều 12.

10.4.2. Lấy mẫu chất thải hạt

Phải lắp đặt đầu dò lấy mẫu chất thải hạt gần kề với đầu dò lấy mẫu chất thải khí nhưng phải có khoảng cách thích hợp để không gây ra nhiễu trong ống pha loãng. Vì thế cũng áp dụng các yêu cầu về lắp đặt trong 9.3.2 cho lấy mẫu chất thải hạt. Đường lấy mẫu phải phù hợp với các yêu cầu của TCVN 6852-1.

10.4.3. Tính toán khối lượng phát thải

Phải tính toán khối lượng phát thải (g/phép thử) như sau:

m_PM= (58)

trong đó

m_f là khối lượng chất thải hạt được lấy mẫu trên toàn chu trình, mg;

m_sep là khối lượng của khí thải pha loãng đi qua bộ lọc thu gom hạt, kg;

m_ed là khối lượng của khí thải pha loãng trên toàn chu trình, kg.

Nếu sử dụng một hệ thống pha loãng kép thì khối lượng của không khí pha loãng thứ cấp phải được trừ đi khỏi tổng khối lượng của khí thải pha loãng kép được lấy mẫu qua các bộ lọc hạt.

m_se_p = m_se_t – m_ss_d (59)

trong đó

m_se_t là khối lượng của khí thải pha loãng kép đi qua bộ lọc hạt, kg;

m_ss_d là khối lượng của không khí pha loãng thứ cấp, kg.

Nếu mức nền của hạt trong không khí pha loãng được xác định theo 7.5 thì khối lượng hạt có thể được hiệu chỉnh nền. Trong trường hợp này phải tính toán khối lượng hạt (g/phép thử) như sau:

trong đó

m_f, m_sep, m_ed (xem ở trên);

m_sd là khối lượng của không khí pha loãng sơ cấp được lấy mẫu bằng dụng cụ lấy mẫu hạt nền, kg;

m_b là khối lượng của các hạt nền được thu gom của không khí pha loãng sơ cấp, mg;

DF là hệ số pha loãng như đã xác định trong 10.3.4.2.

10.4.4. Hệ số hiệu chỉnh hạt đối với độ ẩm

Vì sự phát thải hạt của các động cơ điezen phụ thuộc vào các điều kiện không khí của môi trường cho nên phải hiệu chỉnh nồng độ hạt đối với độ ẩm không khí của môi trường với hệ số K_p được cho trong công thức sau.

Các giá trị chuẩn đối với độ ẩm khác với 10,71 g/kg có thể được sử dụng và phải được báo cáo với các kết quả được sự đồng ý của các bên có liên quan.

Có thể sử dụng các công thức hiệu chỉnh nếu các công thức này có hiệu lực.

K_p = (61)

trong đó H_a là độ ẩm của không khí nạp tính bằng g nước trên kg không khí khô.

10.4.5. Tính toán phát thải riêng

Phải tính toán lượng phát thải hạt (g/kWh) theo cách sau:

M_P_M= m_PM * k_p/ W_act (62)

trong đó W_act là công của chu trình thực như đã xác định theo 6.6.2, kWh.

11. Thiết bị đo đối với các khí thành phần

11.1. Đặc tính kỹ thuật chung của máy phân tích

11.1.1. Yêu cầu chung

Các máy phân tích phải có phạm vi đo và thời gian phản ứng (độ nhạy) thích hợp đối với độ chính xác yêu cầu để đo nồng độ các khí thành phần của khí thải trong các điều kiện chuyển tiếp. Phải lựa chọn phạm vi của máy phân tích sao cho nồng độ trung bình được đo trên toàn chu trình thử nằm trong khoảng từ 15 % đến 100 % giá trị thang đo, các kích thước đo dưới 15 % giá trị thang đo cũng có thể được chấp nhận. Trong trường hợp này, cần hiệu chuẩn bổ sung ít nhất là bốn điểm khác không cách đều nhau để bảo đảm độ chính xác của các đường cong hiệu chuẩn theo 8.5.5 của TCVN 6852-1.

Tính tương thích điện từ (EMC) của thiết bị phải ở mức giảm thiểu được các sai số phát sinh.

11.1.2. Độ chính xác của máy phân tích

Máy phân tích không được có sai lệch so với điểm hiệu chuẩn danh nghĩa lớn hơn ± 2 % giá trị đọc hoặc ± 0,3 % giá trị thang đo, lấy giá trị nào lớn hơn. Phải xác định độ chính xác theo các yêu cầu hiệu chuẩn trong TCVN 6852-1, theo 8.5.

CHÚ THÍCH: Đối với tiêu chuẩn này, độ chính xác được định nghĩa là sai lệch của giá trị đọc của máy phân tích so với các giá trị hiệu chuẩn danh nghĩa khi sử dụng khí hiệu chuẩn (giá trị thực).

11.1.3. Độ chính xác đo

Độ chính xác đo được định nghĩa là 2,5 lần sai lệch tiêu chuẩn của 10 giá trị đo lặp lại đối với sự hiệu chuẩn hoặc khí span đã cho không được lớn hơn 1 % nồng độ của toàn thang đo cho mỗi dải đo được sử dụng trên 155 ppm (hoặc ppm C) hoặc 2 % của mỗi dải đo được sử dụng dưới 155 ppm (hoặc ppm C).

11.1.4. Nhiễu

Độ nhạy (sự phản ứng) đỉnh – tới – đỉnh của máy phân tích cho điểm không (zero) và các khí hiệu chuẩn hoặc khí span trong bất cứ khoảng thời gian 10 s nào cũng không được vượt quá 2 % giá trị toàn thang đo trên tất cả các dải (phạm vi) đo được sử dụng.

11.1.5. Sự trôi điểm không

Độ nhạy (sự phản ứng) điểm không (zero) được định nghĩa là độ nhạy trung bình, bao gồm cả tiếng ồn, cho khí zero trong khoảng thời gian 30 s. Sự trôi của độ nhạy điểm không trong khoảng thời gian 1 h phải nhỏ hơn 2 % giá trị toàn thang đo đối với dải đo nhỏ nhất được sử dụng.

11.1.6. Sự trôi điểm span

Độ nhạy điểm span được định nghĩa là độ nhạy trung bình, bao gồm cả tiếng ồn, cho khí zero trong khoảng thời gian 1 h phải nhỏ hơn 2 % giá trị toàn thang đo trên dải nhỏ nhất được sử dụng.

11.1.7. Thời gian tăng trưởng

Thời gian tăng trưởng của máy phân tích lắp đặt trong hệ thống đo không được vượt quá 2,5 s.

CHÚ THÍCH: Chỉ riêng việc đánh giá độ nhạy (thời gian phản ứng) của máy phân tích sẽ không xác định được rõ ràng tính thích hợp của toàn bộ hệ thống đối với thử nghiệm chuyển tiếp. Các thể tích và đặc biệt là các thể tích chết trong toàn hệ thống sẽ không chỉ ảnh hưởng đến thời gian vận chuyển từ đầu dò đến máy phân tích mà còn ảnh hưởng đến thời gian tăng trưởng. Thời gian vận chuyển bên trong máy phân tích cũng có thể được xác định là độ nhạy của máy phân tích, giống như bộ chuyển đổi hoặc các bộ ngưng bên trong máy phân tích NO_x. Việc xác định độ nhạy của toàn hệ thống được mô tả trong 11.3.2.

11.1.8. Sấy khô khí

Có thể đo các khí thải ướt hoặc khô. Nêu sử dụng bộ sấy khô khí thì bộ sấy này phải có ảnh hưởng tối thiểu đến thành phần của các khí được đo. Không cho phép sử dụng các bộ sấy hóa học để tách nước khỏi mẫu thử.

11.2. Máy phân tích

11.2.1. Yêu cầu chung

Các điều 11.2.2 đến 11.2.9 mô tả các nguyên lý đo được sử dụng. Sự mô tả chi tiết các hệ thống đo được cho trong TCVN 6852-1, Điều 15. Các khí cần đo phải được phân tích với các dụng cụ sau. Đối với các máy phân tích phi tuyến, cho phép sử dụng các mạch tuyến tính.

11.2.2. Phân tích cacbon monoxit (CO)

Máy phân tích cacbon monoxit phải là loại hấp thụ hồng ngoại không tán xạ (NDIR).

11.2.3. Phân tích cacbon đioxit (CO₂)

Máy phân tích cacbon đioxit phải là loại hấp thụ hồng ngoại không tán xạ (NDIR).

11.2.4. Phân tích hyđro cacbon (HC)

Máy phân tích hyđro cacbon phải là loại máy ion hóa ngọn lửa nung nóng (HFID) có đầu dò, van, đường ống v.v… được nung nóng để duy trì nhiệt độ của khí 190 °C ± 10 °C (463 K ± 10 K).

11.2.5. Phân tích hyđro cacbon không metan (NMHC)

Phải thực hiện việc xác định phần nhỏ hyđro cacbon không metan với một dao cắt không metan nung nóng được vận hành cùng với máy dò kiểu ion hóa ngọn lửa (FID) như đã nêu trong 14.4.2 của TCVN 6852-1 bằng cách trừ đi metan khỏi hyđro cacbon.

11.2.6. Phân tích nitơ oxit

Nếu đo trên nền khô, máy phân tích nitơ oxit phải là máy đo quang hóa (CLD) hoặc máy đo kiểu quang hóa nung nóng (HCLD) với một bộ chuyển đổi NO₂/NO. Nếu đo trên nền ướt, phải sử dụng máy đo HCLD với bộ chuyển đổi được duy trì trên 55 °C (328 K), miễn là đáp ứng được việc kiểm tra sự dập tắt bằng nước. Đối với cả máy đo CLD và HCLD, đường lấy mẫu đến bộ chuyển đổi cho phép đo khô và đến máy phân tích cho phép đo ướt phải được duy trì ở nhiệt độ từ 55 °C đến 200 °C (328 K đến 473 K).

11.2.7. Phân tích fomanđehit (HCHO)

Để đo liên tục trong khí thải thô, phải sử dụng một máy phân tích hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) hoặc một máy phân tích phổ kế khối ion hóa mềm (SIMS) theo hướng dẫn của nhà cung cấp dụng cụ đo.

Máy phân tích FTIR phải được trang bị thuật toán để tạo ra các giá trị nồng độ không bị nhiễu từ phổ hồng ngoại. Máy phân tích FTIR cũng phải được trang bị cơ sở dữ liệu phổ chuyên dùng cho mỗi dụng cụ đo để tránh gây ra nhiễu do sự khác nhau của phổ giữa các dụng cụ đo.

Máy phân tích SIMS phải được trang bị một thư viện điều khiển để tạo ra các giá trị tách rời khỏi nhiễu của nồng độ fomanđehit. Nội năng của sự ion hóa phải trên 11,6 eV (ví dụ, Xe⁺ có nội năng 12,2 eV). Nếu được đo trên khối lượng 30 thì nhiễu từ NO₂ phải được bù trừ bằng tỷ số hiệu suất ion hóa đã biết của NO₂ đối với các khối lượng 46 và 30. Phải thực hiện sự tách nhiễm với thời gian của chu trình tối đa là 300 ms. Phép đo fomanđehit trên khối lượng 29 được chấp nhận nếu tín hiệu bổ sung thêm do các anđehit cao hơn được yêu cầu, được chấp nhận hoặc được bù vào (phép đo khối lượng 29 đưa ra giới hạn trên đối với nồng độ fomanđehit).

Nếu được đo trong khí thải pha loãng của hệ thống pha loãng một phần dòng thì fomanđehit phải được xác định bằng cách đưa mẫu thử khí thải pha loãng có lưu lượng không đổi qua một bộ lọc va chạm có chứa dung dịch axetonitril (ACN) của thuốc thử đinitrophenyl hiđrazin (DNHP) hoặc qua một hộp được phủ silic oxit với 2,4 – DNHP. Mẫu thử thu gom phải được phân tích bằng sắc ký chất lỏng áp suất cao (HPLC) khi sử dụng phương pháp dò bằng tia cực tím (UV) tại 365 nm (xem nội dung chi tiết trong 16.6 của TCVN 6852-1). Các yêu cầu về độ chính xác của phép đo lưu lượng nêu trong 12.1.4 phải được đáp ứng bởi quy trình được cho trong 12.1.4.3, nếu khí pha loãng được lấy mẫu từ hệ thống pha loãng một phần dòng cho lấy mẫu tổng.

11.2.8. Phân tích metanol (CH₃OH)

Máy phân tích SIMS phải được trang bị một thư viện điều khiển để tạo ra các giá trị tách rời khỏi nhiễu của nồng độ metanol. Nội năng của sự ion hóa phải trên 11,2 eV (ví dụ, Xe⁺ có nội năng 12,2 eV). Máy phân tích này có thể đo metanol trên khối lượng 31. Các chất gây nhiễu cho khối lượng này chỉ có thể là các mảnh etanol và propanol, các chất này thường không có trong khí thải. Đối với một phép đo metanol chính xác, phải thực hiện sự tách nhiễu với sự hỗ trợ của các tỷ số hiệu suất ion hóa đã biết của các chất này đối với các khối lượng không bị vỡ thành mảnh của chúng và khối lượng 31.

Có thể tùy ý xác định metanol bằng máy dò kiểu ion hóa ngọn lửa nung nóng (HFID). Trong trường hợp này, máy HFID được hiệu chuẩn trên propan phải được vận hành ở 112°C ± 10°C (385 K ± 10 K). Phải xác định hệ số độ nhạy (phản ứng) của metanol ở nhiều nồng độ trong dải các nồng độ của mẫu thử theo 8.8.5 của TCVN 6852-1.

Nếu được đo trong khí thải pha loãng của hệ thống pha loãng một phần dòng thì metanol phải được xác định bằng cách đưa mẫu thử khí thải pha loãng có lưu lượng không đổi qua một bộ lọc va chạm có chứa nước không bị ion hóa. Mẫu thử phải được phân tích bằng sắc ký khí (GC) với máy dò kiểu ion hóa ngọn lửa (FID) (xem nội dung chi tiết trong 16.5 của TCVN 6852-1). Các yêu cầu về độ chính xác của phép đo lưu lượng nêu trong 12.1.4 phải được đáp ứng bởi quy trình được cho trong 12.1.4.3, nếu khí pha loãng được lấy mẫu từ hệ thống pha loãng một phần dòng cho lấy mẫu tổng.

11.2.9. Đo tỷ số không khí – nhiên liệu

Thiết bị đo tỷ số không khí – nhiên liệu được dùng để xác định lưu lượng khí thải như đã quy định trong 9.2.6 phải là một cảm biến tỷ số không khí – nhiên liệu kiểu dải rộng hoặc là cảm biến lambda loại ziriconi.

Cảm biến phải được lắp đặt trực tiếp trên ống xả ở vị trí có nhiệt độ khí thải đủ cao để loại trừ sự ngưng tụ nước.

Độ chính xác của cảm biến có hệ thống điện tử gắn liền phải ở trong khoảng:

– ± 3 % giá trị đọc khi l < 2;

– ± 5 % giá trị đọc khi 2 ≤ l < 5;

– ± 10 % giá trị đọc khi 5 ≤ l.

Để đạt được độ chính xác quy định trên, cảm biến phải được hiệu chuẩn theo quy định của nhà sản xuất.

11.3. Hiệu chuẩn

11.3.1. Yêu cầu chung

Mỗi máy phân tích phải được hiệu chuẩn thường xuyên khi cần thiết để đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác của tiêu chuẩn này. Phương pháp hiệu chuẩn sử dụng được mô tả chi tiết trong TCVN 6852-1, Điều 8. Chỉ có quy trình hiệu chuẩn giành riêng cho thử nghiệm chuyển tiếp được mô tả trong tiêu chuẩn này.

11.3.2. Kiểm tra độ nhạy của hệ thống phân tích

Các chỉnh đặt đối với hệ thống phân tích để đánh giá độ nhạy phải hoàn toàn giống như các chỉnh đặt trong trong quá trình đo khi vận hành phép thử (nghĩa là các chỉnh đặt áp suất, lưu lượng, chỉnh đặt bộ lọc trên các máy phân tích và tất cả các ảnh hưởng khác đến độ nhạy). Việc xác định độ nhạy phải được thực hiện với sự chuyển mạch dòng khí trực tiếp tại đầu vào của đầu dò lấy mẫu. Sự chuyển mạch dòng khí phải được thực hiện trong thời gian ít hơn 0,1 s. Các khí dùng cho thử nghiệm phải tạo ra sự thay đổi nồng độ ít nhất là 60 % FS.

Phải ghi lại vạch nồng độ của mỗi khí thành phần riêng biệt. Độ nhạy được xác định là độ chênh lệch về thời gian giữa sự chuyển mạch dòng khí và sự thay đổi thích hợp của nồng độ ghi được. Độ nhạy của hệ thống (t₉₀) gồm có thời gian trễ cho bộ dò và thời gian tăng trưởng của bộ dò trong khi đo. Thời gian trễ được xác định là thời gian từ lúc bắt đầu có sự thay đổi (t₀) tới khi độ nhạy đạt 10 % giá trị đọc cuối cùng (t₁₀). Thời gian tăng trưởng được xác định là thời gian từ khi độ nhạy đạt 10 % đến độ nhạy 90 % giá trị đọc cuối cùng (t₉₀ – t₁₀)

Để chỉnh tín hiệu về thời gian của máy phân tích và các tín hiệu về lưu lượng khí thải trong trường hợp phép đo thô, thời gian biến đổi được xác định là thời gian từ lúc bắt đầu có sự thay đổi (t₀) tới khi độ nhạy đạt 50 % giá trị đọc cuối cùng (t₅₀).

Độ nhạy của cả hệ thống phải ≤ 10 s với thời gian tăng trưởng ≤ 2,5 s theo 11.1.7 đối với tất cả các khí thành phần đã được giới hạn (CO, NO_x, HC hoặc NMHC) và tất cả các phạm vi được sử dụng.

11.3.3. Kiểm tra đường cong hiệu chuẩn

Phải kiểm tra mỗi phạm vi (dải) làm việc thường được sử dụng trước mỗi phép thử động cơ theo quy trình sau.

Phải kiểm tra sự hiệu chuẩn bằng cách sử dụng khí zero và khí span có giá trị danh nghĩa lớn hơn 80 % giá trị toàn thang đo của dải đo.

Nếu đối với hai điểm được xem xét, giá trị tìm thấy không sai khác so với giá trị chuẩn được công bố lớn hơn ± 4 % giá trị của toàn thang đo thì các thông số điều chỉnh có thể được thay đổi. Nếu không xảy ra trường hợp này thì phải kiểm tra khí span hoặc phải xác lập đường cong hiệu chuẩn mới theo 8.5 của TCVN 6852-1.

11.3.4. Hiệu chuẩn máy phân tích khí đánh dấu để đo lưu lượng khí thải

Máy phân tích để đo nồng độ khí đánh dấu, nếu được sử dụng, phải được hiệu chuẩn bằng cách sử dụng khí tiêu chuẩn.

Phải xác lập đường cong hiệu chuẩn tại ít nhất là 10 điểm hiệu chuẩn (trừ điểm zero) cách đều nhau sao cho một nửa số điểm hiệu chuẩn được đặt giữa 4 % đến 20 % giá trị toàn thang đo của máy phân tích và các điểm còn lại được đặt giữa 20 % đến 100 % giá trị toàn thang đo. Đường cong hiệu chuẩn được tính toán bằng phương pháp bình phương tối thiểu.

Đường cong hiệu chuẩn không được sai khác lớn hơn ± 1 % giá trị toàn thang đo so với giá trị danh nghĩa của mỗi điểm hiệu chuẩn trong dải đo từ 20 % đến 100 % giá trị toàn thang đo. Đường cong hiệu chuẩn cũng không được sai khác lớn hơn ± 2 % giá trị đọc so với giá trị danh nghĩa trong dải đo từ 4 % đến 20 % giá trị toàn thang đo.

Máy phân tích phải được chỉnh đặt tại zero và span trước khi chạy thử khi sử dụng khí zero và khí span có giá trị danh nghĩa lớn hơn 80 % giá trị toàn thang đo của máy phân tích.

11.3.5. Khoảng thời gian hiệu chuẩn

Các máy phân tích phải được hiệu chuẩn theo 8.5 của TCVN 6852-1 ít nhất là ba tháng một lần hoặc mỗi khi có sự sửa chữa hoặc thay đổi thiết bị có thể ảnh hưởng tới sự hiệu chuẩn.

11.4. Hệ thống phân tích

Hệ thống phân tích được mô tả chi tiết trong TCVN 6852-1, Điều 16.

12. Thiết bị đo cho các chất thải hạt

12.1. Đặc tính kỹ thuật chung

12.1.1. Yêu cầu chung

Để xác định khối lượng của các chất thải hạt cần có một hệ thống lấy mẫu hạt, các bộ lọc lấy mẫu hạt, một cân microgam (tiểu ly) và một buồng đo có sự kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm. Hệ thống lấy mẫu hạt phải được thiết kế để bảo đảm một mẫu thử đại diện của các chất thải hạt tỷ lệ với lưu lượng khí thải thô hoặc được pha loãng trong điều kiện động cơ làm việc ở chế độ chuyển tiếp theo 9.4.2.

12.1.2. Bộ lọc lấy mẫu hạt

Khí thải pha loãng phải được lấy mẫu bằng bộ lọc đáp ứng các yêu cầu của 12.1.2.1 và 12.1.2.2 trong trình tự thử:

12.1.2.1. Đặc tính kỹ thuật của bộ lọc

Cần có các bộ lọc sợi thủy tinh được phủ fluoro cacbon hoặc các bộ lọc có màng fluoro cacbon. Tất cả các loại bộ lọc phải có hiệu suất thu gom 0,3 mm DOP (đi octylphtalat) ít nhất là 99 % ở tốc độ bề mặt của khí từ 35 cm/s đến 100 cm/s.

12.1.2.2. Cớ kích thước bộ lọc

Nên sử dụng các bộ lọc hạt có đường kính 47 mm. Cho phép sử dụng các bộ lọc có đường kính lớn hơn (xem 12.1.2.4) nhưng không được phép sử dụng các bộ lọc có đường kính nhỏ hơn.

12.1.2.3. Tốc độ bề mặt của bộ lọc

Tốc độ bề mặt của khí đi qua bộ lọc phải đạt tới 35 cm/s đến 100 cm/s; Độ giảm áp giữa lúc bắt đầu và kết thúc phép thử không được lớn hơn 25 kPa.

12.1.2.4. Lượng chất tải lên bộ lọc

Lượng chất tải tối thiểu theo yêu cầu của bộ lọc đối với hầu hết các cỡ kích thước thông thường của bộ lọc được giới thiệu trong Bảng 8. Đối với các cỡ kích thước lớn hơn của bộ lọc, lượng chất tải tối thiểu của bộ lọc phải là 0,065 mg/1000 mm² diện tích của bộ lọc.

Nếu dựa trên thử nghiệm trước, lượng chất tải tối thiểu theo yêu cầu của bộ lọc không thể đạt được trên một chu trình thử sau khi đã tối ưu hóa lưu lượng và tỷ số pha loãng thì có thể chấp nhận lượng chất tải thấp hơn với thỏa thuận của các bên có liên quan, nếu bộ lọc có thể đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác trong 12.1.3.2, ví dụ, với độ cân bằng 0,1 mg.

Bảng 8 – Lượng chất tải tối thiểu của bộ lọc

Đường kính bộ lọc (mm)	Lượng chất tải tối thiểu (mg)
47	0,11
70	0,25
90	0,41
110	0,62

12.1.3. Buồng cân và đặc tính kỹ thuật của cân phân tích

12.1.3.1. Điều kiện của buồng cân

Nhiệt độ của buồng cân ở đó các bộ lọc hạt được thuần hóa và được cân phải được duy trì trong giới hạn 22 °C ± 3 °C (295 K ± 3 K) trong toàn bộ quá trình thuần hóa và cân bộ lọc. Phải duy trì độ ẩm ở điểm sương 9,5 °C ± 3 °C (282,5 K ± 3 K) và độ ẩm tương đối 45 % ± 8 %.

12.1.3.2. Cân bộ lọc chuẩn

Môi trường của buồng cân không được có các chất gây ô nhiễm (như bụi bẩn) có thể đọng lại trên các bộ lọc hạt trong quá trình ổn định các bộ lọc. Cho phép có sự gây nhiễu đối với các đặc tính kỹ thuật của buồng cân như đã nêu trong 12.1.3.1 nếu khoảng thời gian xảy ra nhiễu không vượt quá 30 min. Buồng cân nên đáp ứng các đặc tính kỹ thuật yêu cầu trước khi nhân viên thử nghiệm đi vào buồng cân. Ít nhất là phải cân hai bộ lọc chuẩn chưa sử dụng trong khoảng thời gian 4 h, nhưng nên cân đồng thời với việc cân các bộ lọc lấy mẫu. Các bộ lọc chuẩn phải có cùng kích thước và vật liệu như các bộ lọc lấy mẫu.

Nếu trọng lượng trung bình của các bộ lọc chuẩn thay đổi giữa các lần cân bộ lọc lấy mẫu vượt quá 10 mg thì tất cả các bộ lọc lấy mẫu phải được loại bỏ và lặp lại phép thử phát thải.

Nếu không đáp ứng được chuẩn ổn định của buồng cân như đã nêu trong 12.1.3.1 nhưng việc cân các bộ lọc chuẩn đáp ứng chuẩn ổn định nêu trên thì nhà sản xuất động cơ có thể chấp nhận các trọng lượng của bộ lọc lấy mẫu hoặc không chấp nhận các thử nghiệm, cố định hệ thống điều khiển buồng cân và vận hành lại phép thử.

12.1.3.3. Cân phân tích

Cân phân tích dùng để xác định trọng lượng của bộ lọc phải có độ chính xác ít nhất 2 mg và độ phân giải ít nhất là 1 mg (1 chữ số = 1 mg) do nhà sản xuất cân quy định.

12.1.3.4. Loại bỏ ảnh hưởng của tĩnh điện

Nếu quan sát thấy việc cân bộ lọc không ổn định hoặc không tái tạo lại được do ảnh hưởng của tĩnh điện thì các bộ lọc phải được trung hòa trước khi cân, ví dụ bằng bộ trung hòa poloni hoặc một bộ trung hòa có tác dụng tương tự.

12.1.4. Đặc tính kỹ thuật đối với phép đo lưu lượng

12.1.4.1. Yêu cầu chung

Độ chính xác tuyệt đối của lưu lượng kế hoặc dụng cụ đo lưu lượng phải theo quy định trong 8.3.

12.1.4.2. Yêu cầu riêng đối với hệ thống pha loãng một phần dòng

Đối với hệ thống pha loãng một phần dòng, độ chính xác của lưu lượng mẫu q_mp cần được đặc biệt quan tâm, nếu độ chính xác này không được đo trực tiếp mà được xác định bằng phép đo lưu lượng chênh lệch:

q_mp = q_mdew – q_mdw (63)

Trong trường hợp này, độ chính xác ± 2 % đối với q_mdew và q_mdw không đủ để bảo đảm cho chấp nhận được độ chính xác của q_mp. Nếu lưu lượng khí được xác định bằng phép đo lưu lượng chênh lệch thì sai số lớn nhất của hiệu số giữa các lưu lượng này phải bảo đảm sao cho độ chính xác của q_mp ở trong giới hạn ± 5 % khi tỷ số pha loãng nhỏ hơn 15. Có thể tính toán độ chính xác này bằng cách lấy bình phương trung bình các sai số của mỗi dụng cụ đo.

Có thể thu được các độ chính xác cho phép của qmp bằng bất cứ phương pháp nào trong các phương pháp sau:

a) Các độ chính xác tuyệt đối của q_mdew và q_mdw là ± 0,2 %, các độ chính xác này bảo đảm độ chính xác của q_mp ≤ 5 % ở tỷ số pha loãng 15. Tuy nhiên, các sai số lớn hơn sẽ xảy ra ở các tỷ số pha loãng lớn hơn.

b) Thực hiện sự hiệu chuẩn q_mdw so với q_mdew sao cho thu được các độ chính xác như nhau đối với q_mp như đã nêu trong a). Nội dung chi tiết của sự hiệu chuẩn này được nêu trong 12.3.2.

c) Độ chính xác của q_mp được xác định gián tiếp từ độ chính xác của tỷ số pha loãng như đã được xác định bằng khí đánh dấu, ví dụ như CO₂. Hơn nữa, cần có các độ chính xác tương đương với phương pháp a) đối với q_mp

d) Độ chính xác tuyệt đối của q_mdew và q_mdw ở trong giới hạn ± 2 % giá trị toàn thang đo, sai số lớn nhất của hiệu số giữa q_mdew và q_mdw ở trong giới hạn 0,2 %, và sai số tuyến tính ở trong giới hạn ± 0,2 % q_mdw cao nhất quan sát được trong quá trình thử.

12.1.4.3. Hiệu chỉnh đối với lưu lượng mẫu (chỉ dùng cho hệ thống pha loãng một phần dòng)

Nếu thực hiện phép đo metanol hoặc fomanđehit với một hệ thống pha loãng một phần dòng cho lấy mẫu tổng thì cần phải trích ra một lưu lượng mẫu thử q_mex từ đường ống, nghĩa là trước dụng cụ đo lưu lượng đối với q_mdew. Phải xác định q_mex với dụng cụ đo lưu lượng và lưu lượng mẫu thử này thường nhỏ hơn nhiều so với q_mdew, nhưng cũng đáng kể (q_mex > 0,01 x q_mdew).

Để bảo đảm độ chính xác của q_mp như đã yêu cầu trong 12.1.4.2 và 12.3.2.1, có thể sử dụng bất cứ phương pháp nào trong các phương pháp được nêu trong các điều này, nhưng với q_mdew được thay thế bằng q_mdew + q_mex. Đối với việc tính toán khối lượng phát thải PM (xem 9.4.5), phải tính đến khối lượng của được tính ra từ đường ống bằng cách hiệu chỉnh khối lượng hạt m_f như sau:

m_f,corrected = m_f x (64)

12.1.5. Đặc tính kỹ thuật bổ sung

Tất cả các chi tiết của hệ thống pha loãng và hệ thống lấy mẫu từ ống xả đến giá đỡ bộ lọc có tiếp xúc với khí thải thô và khí thải pha loãng phải được thiết kế để giảm thiểu sự lắng đọng hoặc thay đổi của các chất thải hạt. Tất cả các chi tiết phải được làm bằng vật liệu dẫn điện, không có phản ứng với các thành phần của khí thải, và phải được tiếp đất để tránh ảnh hưởng của tĩnh điện.

12.2. Hệ thống pha loãng và lấy mẫu

Hệ thống pha loãng và lấy mẫu được mô tả chi tiết trong TCVN 6852-1, Điều 17.

12.3. Hiệu chuẩn

12.3.1. Yêu cầu chung

Việc hiệu chuẩn các phép đo chất thải hạt được hạn chế cho các lưu lượng kế dùng để xác định lưu lượng mẫu thử và tỷ số pha loãng. Mỗi lưu lượng kế phải được hiệu chuẩn thường xuyên để đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác của phần này của TCVN 6852. Phải sử dụng phương pháp hiệu chuẩn được mô tả trong 12.3.2.

12.3.2. Đo lưu lượng

12.3.2.1. Hiệu chuẩn định kỳ

Để đạt được độ chính xác tuyệt đối của các phép đo lưu lượng như đã quy định trong 8.3, lưu lượng kế hoặc dụng cụ đo lưu lượng phải được hiệu chuẩn với một lưu lượng kế chính xác thuộc hệ thống quản lý đo lường của nhà nước.

Nếu lưu lượng khí mẫu thử được xác định bằng phép đo lưu lượng chênh lệch thì lưu lượng kế hoặc dụng cụ đo lưu lượng phải được hiệu chuẩn theo một trong các quy trình sau, sao cho lưu lượng thăm dò q_mp trong đường ống phải đáp ứng được các yêu cầu về độ chính xác trong 12.1.4:

a) Lưu lượng kế để đo q_m_d_w được mắc nối tiếp với lưu lượng kế để đo q_mdew, sự chênh lệch giữa hai lưu lượng kế được hiệu chuẩn ít nhất là tại năm điểm chỉnh đặt với các giá trị lưu lượng phân bố cách đều nhau từ giá trị q_mdw thấp nhất dùng trong quá trình thử đến giá trị q_mdew dùng trong quá trình thử. Ống pha loãng có thể được lắp theo mạch vòng (by-pass)

b) Dụng cụ đo lưu lượng khối lượng đã hiệu chuẩn được mắc nối tiếp với lưu lượng kế để đo q_mdew và độ chính xác được kiểm tra đối với giá trị sử dụng cho phép thử. Sau đó, dụng cụ đo lưu lượng khối lượng đã hiệu chuẩn được mắc nối tiếp với lưu lượng kế để đo q_m_d_w, và độ chính xác được kiểm tra ít nhất là tại năm điểm chỉnh đặt tương ứng với tỷ số pha loãng từ 3 đến 50, có liên quan đến q_mdew được sử dụng trong quá trình thử.

c) Ống vận chuyển TT được ngắt khỏi ống xả, và dụng cụ đo lưu lượng đã hiệu chuẩn có dải đo thích hợp để đo q_mp được nối với ống vận chuyển. Sau đó q_mdew được chỉnh đặt tới giá trị được sử dụng trong quá trình thử, và q_m_dw được chỉnh đặt lần lượt tại ít nhất là năm giá trị tương ứng với tỷ số pha loãng q từ 3 đến 50. Cũng có thể cung cấp một đường lưu lượng hiệu chuẩn đặc biệt, trong đó ống pha loãng được lắp theo mạch vòng (by-pass), nhưng không khí tổng và không khí pha loãng chảy qua các lưu lượng kế tương ứng như trong phép thử thực.

d) Khí đánh dấu được cấp vào ống vận chuyển TT. Khí đánh dấu này có thể là một khí thành phần của khí thải như CO₂ hoặc NO_x. Sau khi pha loãng trong ống pha loãng, cần đo khí thành phần đánh dấu. Phép đo phải được thực hiện với năm tỷ số pha loãng từ 3 đến 50. Độ chính xác của lưu lượng mẫu thử được xác định từ tỷ số pha loãng r_dil:

q_mp = q_mdew / r_dil (65)

Phải tính đến độ chính xác của các máy phân tích khí để bảo đảm độ chính xác của q_mp.

12.3.2.2. Kiểm tra lưu lượng cacbon

Việc kiểm tra lưu lượng cacbon bằng cách sử dụng khí thải thực được dùng chủ yếu để phát hiện phép đo và các vấn đề về điều chỉnh cũng như để kiểm tra hoạt động đúng của hệ thống pha loãng một phần dòng. Nên kiểm tra lưu lượng cacbon ít nhất là mỗi lần khi lắp đặt động cơ mới hoặc có sự thay đổi quan trọng nào đó trong cấu hình của phòng thử.

Động cơ phải được vận hành ở momen tải và tốc độ lớn nhất hoặc ở bất cứ chế độ ổn định nào khác để tạo ra 5 % CO₂ hoặc lớn hơn. Hệ thống lấy mẫu một phần dòng phải được vận hành với tỷ số pha loãng khoảng 15/1.

Nếu tiến hành kiểm tra lưu lượng cacbon thì phải áp dụng quy trình được cho trong Phụ lục D. Lưu lượng cacbon phải được tính toán theo các công thức D – 1, D – 2 và D – 3. Tất cả các lưu lượng cacbon nên được chấp nhận trong giới hạn 6 %.

12.3.2.3. Kiểm tra trước khi thử

Phải thực hiện việc kiểm tra trước khi thử trong khoảng thời gian 2 h trước khi tiến hành thử theo cách sau:

Kiểm tra độ chính xác của các lưu lượng kế bằng cùng một phương pháp như đã được sử dụng để hiệu chuẩn (xem 12.3.2.1) đối với ít nhất là hai điểm, bao gồm cả các giá trị lưu lượng q_m_d_w tương ứng với tỷ số pha loãng từ 5 đến 15 đối với giá trị q_mdew được dùng trong quá trình thử.

Nếu có thể chứng minh được bằng hồ sơ của quy trình hiệu chuẩn trong 12.3.2.1 rằng việc hiệu chuẩn lưu lượng kế là ổn định trong thời gian dài hơn thì có thể bỏ qua việc kiểm tra trước khi thử.

12.3.3. Xác định thời gian biến đổi (chỉ dùng cho hệ thống pha loãng một phần dòng)

Việc chỉnh đặt hệ thống để đánh giá thời gian biến đổi phải được thực hiện chính xác như khi đo trong thử nghiệm. Thời gian biến đổi phải được xác định bằng phương pháp sau:

Một lưu lượng kế độc lập có dải đo thích hợp với lưu lượng đầu dò phải được lắp nối tiếp gần với đầu dò. Lưu lượng kế này phải có thời gian biến đổi nhỏ hơn 100 ms đối với bậc lưu lượng được dùng trong phép đo độ nhạy (thời gian phản ứng), với sự hạn chế lưu lượng đủ thấp để không ảnh hưởng đến đặc tính động lực học của hệ thống pha loãng một phần dòng và phù hợp với quy trình kỹ thuật thích hợp.

Phải tạo ra sự thay đổi theo từng bậc cho lưu lượng khí thải (hoặc lưu lượng không khí nếu tính toán lưu lượng khí thải) ở đường vào của hệ thống pha loãng một phần dòng, từ lưu lượng thấp đến ít nhất là 90 % giá trị toàn thang đo. Cơ cấu khởi động cho sự thay đổi theo từng bậc nên tương tự như cơ cấu khởi động dùng để khởi động sự điều khiển nghiên cứu trước trong thử nghiệm thực tế. Yếu tố kích thích bậc lưu lượng khí thải và sự phản ứng của lưu lượng kế phải được ghi lại ở tốc độ lấy mẫu tối thiểu là 10 Hz.

Từ các số liệu này, phải xác định thời gian biến đổi đối với hệ thống pha loãng một phần dòng, đó là thời gian từ lúc bắt đầu có sự kích thích bậc lưu lượng tới điểm 50 % phản ứng của lưu lượng kế. Theo cách tương tự, phải xác định các thời gian biến đổi của tín hiệu q_mp của hệ thống pha loãng một phần dòng và của tín hiệu q_mew,i của lưu lượng kế đo khí thải. Các tín hiệu này được sử dụng trong các phép kiểm hồi quy được thực hiện sau mỗi phép thử (xem 9.4.3).

Phải lặp lại tính toán cho ít nhất là năm lần kích thích tăng và giảm, và lấy giá trị trung bình của các kết quả. Thời gian biến đổi bên trong (< 100 ms) của lưu lượng kế chuẩn phải được trừ đi khỏi giá trị này. Đó là giá trị “nghiên cứu trước” của hệ thống pha loãng một phần dòng phải được áp dụng theo 9.4.3, nếu thời gian biến đổi lớn hơn 0,3 s.

12.3.4. Hiệu chuẩn hệ thống lấy mẫu thể tích không đổi (CVS) (chỉ dùng cho hệ thống lấy mẫu toàn dòng)

12.3.4.1. Yêu cầu chung

Phải hiệu chuẩn hệ thống lấy mẫu thể tích không đổi (CVS) bằng cách sử dụng một lưu lượng kế chính xác và cơ cấu hạn chế. Lưu lượng chảy qua hệ thống phải được đo tại các giá trị chỉnh đặt hạn chế khác nhau, và các thông số điều khiển của hệ thống phải được đo và có liên quan với lưu lượng.

Có thể sử dụng các loại lưu lượng kế khác nhau, ví dụ, venturi được hiệu chuẩn, lưu lượng kế phân tầng được hiệu chuẩn, lưu lượng kế kiểu tuabin được hiệu chuẩn.

Sự hiệu chuẩn lấy mẫu thể tích không đổi (CVS) được mô tả chi tiết trong TCVN 6852-1, Điều 9.

12.3.4.2. Kiểm tra toàn bộ hệ thống

12.3.4.2.1. Yêu cầu chung

Độ chính xác tổng của hệ thống lấy mẫu thể tích không đổi (CVS) và hệ thống phân tích phải được xác định bằng cách tạo ra một khối lượng đã biết của khí ô nhiễm trong hệ thống trong khi hệ thống đang vận hành bình thường. Chất gây ô nhiễm được phân tích và khối lượng được tính toán theo 10.3.4.1, trừ trường hợp propan, trong đó sử dụng hệ số 0,000472 thay cho 0,000479 đối với HC. Phải sử dụng một trong hai kỹ thuật sau.

12.3.4.2.2. Đo với lỗ đo lưu lượng tới hạn

Cung cấp một lượng khí tinh khiết đã biết (cacbon monoxit hoặc propan) vào hệ thống lấy mẫu thể tích không đổi (CVS) qua một lỗ đo lưu lượng tới hạn được hiệu chuẩn. Nếu áp suất đầu vào tương đối cao thì lưu lượng được điều chỉnh bằng lỗ đo lưu lượng tới hạn sẽ độc lập với áp suất đầu ra của lỗ (lưu lượng tới hạn). Hệ thống CVS phải được vận hành như trong phép thử phát thải bình thường trong khoảng 5 min đến 10 min. Mẫu thử khí thải phải được phân tích với thiết bị thường dùng (túi lấy mẫu hoặc phương pháp tích phân), và tính toán khối lượng của khí. Khối lượng được xác định phải ở trong giới hạn ± 3 % khối lượng đã biết của khí được cấp vào.

12.3.4.2.3. Đo bằng kỹ thuật trọng lực

Phải xác định trọng lượng của một xylanh nhỏ có chứa đầy cacbon monoxit hoặc propan với độ chính xác ± 0,001 G. Trong khoảng thời gian từ 5 min đến 10 min, hệ thống CVS phải được vận hành như trong phép thử phát thải bình thường, trong khi cacbon monoxit hoặc propan được phu vào hệ thống. Phải xác định lượng khí tinh khiết được xả ra bằng cách cân vi phân. Mẫu thử khí phải được phân tích với thiết bị thường dùng (túi lấy mẫu hoặc phương pháp tích phân) và tính toán khối lượng của khí. Khối lượng được xác định phải ở trong giới hạn ± 3 % khối lượng đã biết của khí được phun.

12.3.5. Khoảng thời gian hiệu chuẩn

Các dụng cụ đo phải được hiệu chuẩn theo yêu cầu của thủ tục kiểm tra hoặc nhà sản xuất dụng cụ đo.

Phụ lục A

(Quy định)

Đồ thị động lực học kế (băng thử) của động cơ NRTC

Thời gian s	Tốc độ danh nghĩa %	Momen danh nghĩa %	Thời gian s	Tốc độ danh nghĩa %	Momen danh nghĩa %	Thời gian s	Tốc độ danh nghĩa %	Momen danh nghĩa %
1	0	0	34	7	18	67	1	4
2	0	0	35	9	21	68	9	21
3	0	0	36	17	20	69	25	56
4	0	0	37	33	42	70	64	26
5	0	0	38	57	46	71	60	31
6	0	0	39	44	33	72	63	20
7	0	0	40	31	0	73	62	24
8	0	0	41	22	27	74	64	8
9	0	0	42	33	43	75	58	44
10	0	0	43	80	49	76	65	10
11	0	0	44	105	47	77	65	12
12	0	0	45	98	70	78	68	23
13	0	0	46	104	36	79	69	30
14	0	0	47	104	65	80	71	30
15	0	0	48	96	71	81	74	15
16	0	0	49	101	62	82	71	23
17	0	0	50	102	51	83	73	20
18	0	0	51	102	50	84	73	21
19	0	0	52	102	46	85	73	19
20	0	0	53	102	41	86	70	33
21	0	0	54	102	31	87	70	34
22	0	0	55	89	2	88	65	47
23	0	0	56	82	0	89	66	47
24	1	3	57	47	1	90	64	53
25	1	3	58	23	1	91	65	46
26	1	3	59	1	3	92	66	38
27	1	3	60	1	8	93	67	49
28	1	3	61	1	3	94	69	39
29	1	3	62	1	5	95	69	39
30	1	6	63	1	6	96	66	42
31	1	6	64	1	4	97	71	29
32	2	1	65	1	4	98	75	29
33	4	13	66	0	6	99	72	23

100	74	22	139	102	36	178	1	18
101	75	24	140	104	44	179	0	16
102	73	30	141	103	44	180	1	3
103	74	24	142	104	33	181	1	4
104	77	6	143	102	27	182	1	5
105	76	12	144	103	26	183	1	6
106	74	39	145	79	53	184	1	5
107	72	30	146	51	37	185	1	3
108	75	22	147	24	23	186	1	4
109	78	64	148	13	33	187	1	4
110	102	34	149	19	55	188	1	6
111	103	28	150	45	30	189	8	18
112	103	28	151	34	7	190	20	51
113	103	19	152	14	4	191	49	19
114	103	32	153	8	16	192	41	13
115	104	25	154	15	6	193	31	16
116	103	38	155	39	47	194	28	21
117	103	39	156	39	4	195	21	17
118	103	34	157	35	26	196	31	21
119	102	44	158	27	38	197	21	8
120	103	38	159	43	40	198	0	14
121	102	43	160	14	23	199	0	12
122	103	34	161	10	10	200	3	8
123	102	41	162	15	33	201	3	22
124	103	44	163	35	72	202	12	20
125	103	37	164	60	39	203	14	20
126	103	27	165	55	31	204	16	17
127	104	13	166	47	30	205	20	18
128	104	30	167	16	7	206	27	34
129	104	19	168	0	6	207	32	33
130	103	28	169	0	8	208	41	31
131	104	40	170	0	8	209	43	31
132	104	32	171	0	2	210	37	33
133	101	63	172	2	17	211	26	18
134	102	54	173	10	28	212	18	29
135	102	52	174	28	31	213	14	51
136	102	51	175	33	30	214	13	11
137	103	40	176	36	0	215	12	9
138	104	34	177	19	10	216	15	33

217	20	25	256	102	84	295	39	48
218	25	17	257	58	66	296	39	54
219	31	29	258	64	97	297	63	58
220	36	66	259	56	80	298	53	31
221	66	40	260	51	67	299	51	24
222	50	13	261	52	96	300	48	40
223	16	24	262	63	62	301	39	0
224	26	50	263	71	6	302	35	18
225	64	23	264	33	16	303	36	16
226	81	20	265	47	45	304	29	17
227	83	11	266	43	56	305	28	21
228	79	23	267	42	27	306	31	15
229	76	31	268	42	64	307	31	10
230	68	24	269	75	74	308	43	19
231	59	33	270	68	96	309	49	63
232	59	3	271	86	61	310	78	61
233	25	7	272	66	0	311	78	46
234	21	10	273	37	0	312	66	65
235	20	19	274	45	37	313	78	97
236	4	10	275	68	96	314	84	63
237	5	7	276	80	97	315	57	26
238	4	5	277	92	96	316	36	22
239	4	6	278	90	97	317	20	34
240	4	6	279	82	96	318	19	8
241	4	5	280	94	81	319	9	10
242	7	5	281	90	85	320	5	5
243	16	28	282	96	65	321	7	11
244	28	25	283	70	96	322	15	15
245	52	53	284	55	95	323	12	9
246	50	8	285	70	96	324	13	27
247	26	40	286	79	96	325	15	28
248	48	29	287	81	71	326	16	28
249	54	39	288	71	60	327	16	31
250	60	42	289	92	65	328	15	20
251	48	18	290	82	63	329	17	0
252	54	51	291	61	47	330	20	34
253	88	90	292	52	37	331	21	25
254	103	84	293	24	0	332	20	0
255	103	85	294	20	7	333	23	25

334	30	58	373	17	7	412	62	0
335	63	96	374	16	13	413	41	39
336	83	60	375	11	6	414	71	86
337	61	0	376	9	5	415	91	52
338	26	0	377	9	12	416	89	55
339	29	44	378	12	46	417	89	56
340	68	97	379	15	30	418	88	58
341	80	97	380	26	28	419	78	69
342	88	97	381	13	9	420	98	39
343	99	88	382	16	21	421	64	61
344	102	86	383	24	4	422	90	34
345	100	82	384	36	43	423	88	38
346	74	79	385	65	85	424	97	62
347	57	79	386	78	66	425	100	53
348	76	97	387	63	39	426	81	58
349	84	97	388	32	34	427	74	51
350	86	97	389	46	55	428	76	57
351	81	98	390	47	42	429	76	72
352	83	83	391	42	39	430	85	72
353	65	96	392	27	0	431	84	60
354	93	72	393	14	5	432	83	72
355	63	60	394	14	14	433	83	72
356	72	49	395	24	54	434	86	72
357	56	27	396	60	90	435	89	72
358	29	0	397	53	66	436	86	72
359	18	13	398	70	48	437	87	72
360	25	11	399	77	93	438	88	72
361	28	24	400	79	67	439	88	71
362	34	53	401	46	65	440	87	72
363	65	83	402	69	98	441	85	71
364	80	44	403	80	97	442	88	72
365	77	46	404	74	97	443	88	72
366	76	50	405	75	98	444	84	72
367	45	52	406	56	61	445	83	73
368	61	98	407	42	0	446	77	73
369	61	69	408	36	32	447	74	73
370	63	49	409	34	43	448	76	72
371	32	0	410	68	83	449	46	77
372	10	8	411	102	48	450	78	62

451	79	35	490	81	56	529	64	10
452	82	38	491	75	53	530	63	14
453	81	41	492	60	45	531	70	37
454	79	37	493	50	37	532	76	45
455	78	35	494	66	41	533	78	18
456	78	38	495	51	61	534	76	51
457	78	46	496	68	47	535	75	33
458	75	49	497	29	42	536	81	17
459	73	50	498	24	73	537	76	45
460	79	58	499	64	71	538	76	30
461	79	71	500	90	71	539	80	14
462	83	44	501	100	61	540	71	18
463	53	48	502	94	73	541	71	14
464	40	48	503	84	73	542	71	11
465	51	75	504	79	73	543	65	2
466	75	72	505	75	72	544	31	26
467	89	67	506	78	73	545	24	72
468	93	60	507	80	73	546	64	70
469	89	73	508	81	73	547	77	62
470	86	73	509	81	73	548	80	68
471	81	73	510	83	73	549	83	53
472	78	73	511	85	73	550	83	50
473	78	73	512	84	73	551	83	50
474	76	73	513	85	73	552	85	43
475	79	73	514	86	73	553	86	45
476	82	73	515	85	73	554	89	35
477	86	73	516	85	73	555	82	61
478	88	72	517	85	72	556	87	50
479	92	71	518	85	73	557	85	55
480	97	54	519	83	73	558	89	49
481	73	43	520	79	73	559	87	70
482	36	64	521	78	73	560	91	39
483	63	31	522	81	73	561	72	3
484	78	1	523	82	72	562	43	25
485	69	27	524	94	56	563	30	60
486	67	28	525	66	48	564	40	45
487	72	9	526	35	71	565	37	32
488	71	9	527	51	44	566	37	32
489	78	36	528	60	23	567	43	70

568	70	54	607	68	37	646	80	70
569	77	47	608	67	42	647	82	71
570	79	66	609	68	50	648	84	71
571	85	53	610	77	43	649	83	71
572	83	57	611	58	4	650	83	73
573	86	52	612	22	37	651	81	70
574	85	51	613	57	69	652	80	71
575	70	39	614	68	38	653	78	71
576	50	5	615	73	2	654	76	70
577	38	36	616	40	14	655	76	70
578	30	71	617	42	38	656	76	71
579	75	53	618	64	69	657	79	71
580	84	40	619	64	74	658	78	71
581	85	42	620	67	73	659	81	70
582	86	49	621	65	73	660	83	72
583	86	57	622	68	73	661	84	71
584	89	68	623	65	49	662	86	71
585	99	61	624	81	0	663	87	71
586	77	29	625	37	25	664	92	72
587	81	72	626	24	69	665	91	72
588	89	69	627	68	71	666	90	71
589	49	56	628	70	71	667	90	71
590	79	70	629	76	70	668	91	71
591	104	59	630	71	72	669	90	70
592	103	54	631	73	69	670	90	72
593	102	56	632	76	70	671	91	71
594	102	56	633	77	72	672	90	71
595	103	61	634	77	72	673	90	71
596	102	64	635	77	72	674	92	72
597	103	60	636	77	70	675	93	69
598	93	72	637	76	71	676	90	70
599	86	73	638	76	71	677	93	72
600	76	73	639	77	71	678	91	70
601	59	49	640	77	71	679	89	71
602	46	22	641	78	70	680	91	71
603	40	65	642	77	70	681	90	71
604	72	31	643	77	71	682	90	71
605	72	27	644	79	72	683	92	71
606	67	44	645	78	70	684	91	71

685	93	71	724	104	15	763	102	61
686	93	68	725	102	24	764	102	58
687	98	68	726	102	45	765	103	58
688	98	67	727	102	47	766	102	59
689	100	69	728	104	40	767	102	54
690	99	68	729	101	52	768	102	63
691	100	71	730	103	32	769	102	61
692	99	68	731	102	50	770	103	55
693	100	69	732	103	30	771	102	60
694	102	72	733	103	44	772	102	72
695	101	69	734	102	40	773	103	56
696	100	69	735	103	43	774	102	55
697	102	71	736	103	41	775	102	67
698	102	71	737	102	46	776	103	56
699	102	69	738	103	39	777	84	42
700	102	71	739	102	41	778	48	7
701	102	68	740	103	41	779	48	6
702	100	69	741	102	38	780	48	6
703	102	70	742	103	39	781	48	7
704	102	68	743	102	46	782	48	6
705	102	70	744	104	46	783	48	7
706	102	72	745	103	49	784	67	21
707	102	68	746	102	45	785	105	59
708	102	69	747	103	42	786	105	96
709	100	68	748	103	46	787	105	74
710	102	71	749	103	38	788	105	66
711	101	64	750	102	48	789	105	62
712	102	69	751	103	35	790	105	66
713	102	69	752	102	48	791	89	41
714	101	69	753	103	49	792	52	5
715	102	64	754	102	48	793	48	5
716	102	69	755	102	46	794	48	7
717	102	68	756	103	47	795	48	5
718	102	70	757	102	49	796	48	6
719	102	69	758	102	42	797	48	4
720	102	70	759	102	52	798	52	6
721	102	70	760	102	57	799	51	5
722	102	62	761	102	55	800	51	6
723	104	38	762	102	61	801	51	6

802	52	5	841	81	31	880	51	5
803	52	5	842	81	27	881	51	5
804	57	44	843	80	26	882	51	5
805	98	90	844	80	26	883	50	5
806	105	94	845	81	25	884	50	5
807	105	100	846	80	21	885	50	5
808	105	98	847	81	20	886	50	5
809	105	95	848	83	21	887	50	5
810	105	96	849	83	15	888	51	5
811	105	92	850	83	12	889	51	5
812	104	97	851	83	9	890	51	5
813	100	85	852	83	8	891	63	50
814	94	74	853	83	7	892	81	34
815	87	62	854	83	6	893	81	25
816	81	50	855	83	6	894	81	29
817	81	46	856	83	6	895	81	23
818	80	39	857	83	6	896	80	24
819	80	32	858	83	6	897	81	24
820	81	28	859	76	5	898	81	28
821	80	26	860	49	8	899	81	27
822	80	23	861	51	7	900	81	22
823	80	23	862	51	20	901	81	19
824	80	20	863	78	52	902	81	17
825	81	19	864	80	38	903	81	17
826	80	18	865	81	33	904	81	17
827	81	17	866	83	29	905	81	15
828	80	20	867	83	22	906	80	15
829	81	24	868	83	16	907	80	28
830	81	21	869	83	12	908	81	22
831	80	26	870	83	9	909	81	24
832	80	24	871	83	8	910	81	19
833	80	23	872	83	7	911	81	21
834	80	22	873	83	6	912	81	20
835	81	21	874	83	6	913	83	26
836	81	24	875	83	6	914	80	63
837	81	24	876	83	6	915	80	59
838	81	22	877	83	6	916	83	100
839	81	22	878	59	4	917	81	73
840	81	21	879	50	5	918	83	53

919	80	76	958	81	40	997	81	23
920	81	61	959	81	39	998	83	65
921	80	50	960	81	27	999	81	54
922	81	37	961	81	33	1000	81	50
923	82	49	962	80	28	1001	81	41
924	83	37	963	81	34	1002	81	35
925	83	25	964	83	72	1003	81	37
926	83	17	965	81	49	1004	81	29
927	83	13	966	81	51	1005	81	28
928	83	10	967	80	55	1006	81	24
929	83	8	968	81	48	1007	81	19
930	83	7	969	81	36	1008	81	16
931	83	7	970	81	39	1009	80	16
932	83	6	971	81	38	1010	83	23
933	83	6	972	80	41	1011	83	17
934	83	6	973	81	30	1012	83	13
935	71	5	974	81	23	1013	83	27
936	49	24	975	81	19	1014	81	58
937	69	64	976	81	25	1015	81	60
938	81	50	977	81	29	1016	81	46
939	81	43	978	83	47	1017	80	41
940	81	42	979	81	90	1018	80	36
941	81	31	980	81	75	1019	81	26
942	81	30	981	80	60	1020	86	18
943	81	35	982	81	48	1021	82	35
944	81	28	983	81	41	1022	79	53
945	81	27	984	81	30	1023	82	30
946	80	27	985	80	24	1024	83	29
947	81	31	986	81	20	1025	83	32
948	81	41	987	81	21	1026	83	28
949	81	41	988	81	29	1027	76	60
950	81	37	989	81	29	1028	79	51
951	81	43	990	81	27	1029	86	26
952	81	34	991	81	23	1030	82	34
953	81	31	992	81	25	1031	84	25
954	81	26	993	81	26	1032	86	23
955	81	23	994	81	22	1033	85	22
956	81	27	995	81	20	1034	83	26
957	81	38	996	81	17	1035	83	25

1036	83	37	1075	99	39	1114	102	18
1037	84	14	1076	103	11	1115	102	31
1038	83	39	1077	103	19	1116	101	24
1039	76	70	1078	103	7	1117	102	19
1040	78	81	1079	103	13	1118	103	10
1041	75	71	1080	103	10	1119	102	12
1042	86	47	1081	102	13	1120	99	56
1043	83	35	1082	101	29	1121	96	59
1044	81	43	1083	102	25	1122	74	28
1045	81	41	1084	102	20	1123	66	62
1046	79	46	1085	96	60	1124	74	29
1047	80	44	1086	99	38	1125	64	74
1048	84	20	1087	102	24	1126	69	40
1049	79	31	1088	100	31	1127	76	2
1050	87	29	1089	100	28	1128	72	29
1051	82	49	1090	98	3	1129	66	65
1052	84	21	1091	102	26	1130	54	69
1053	82	56	1092	95	64	1131	69	56
1054	81	30	1093	102	23	1132	69	40
1055	85	21	1094	102	25	1133	73	54
1056	86	16	1095	98	42	1134	63	92
1057	79	52	1096	93	68	1135	61	67
1058	78	60	1097	101	25	1136	72	42
1059	74	55	1098	95	64	1137	78	2
1060	78	84	1099	101	35	1138	76	34
1061	80	54	1100	94	59	1139	67	80
1062	80	35	1101	97	37	1140	70	67
1063	82	24	1102	97	60	1141	53	70
1064	83	43	1103	93	98	1142	72	65
1065	79	49	1104	98	53	1143	60	57
1066	83	50	1105	103	13	1144	74	29
1067	86	12	1106	103	11	1145	69	31
1068	64	14	1107	103	11	1146	76	1
1069	24	14	1108	103	13	1147	74	22
1070	49	21	1109	103	10	1148	72	52
1071	77	48	1110	103	10	1149	62	96
1072	103	11	1111	103	11	1150	54	72
1073	98	48	1112	103	10	1151	72	28
1074	101	34	1113	103	10	1152	72	35

1153	64	68	1192	73	19	1231	0	0
1154	74	27	1193	72	20	1232	0	0
1155	76	14	1194	64	60	1233	0	0
1156	69	38	1195	70	39	1234	0	0
1157	66	59	1196	66	56	1235	0	0
1158	64	99	1197	68	64	1236	0	0
1159	51	86	1198	30	68	1237	0	0
1160	70	53	1199	70	38	1238	0	0
1161	72	36	1200	66	47
1162	71	47	1201	76	14
1163	70	42	1202	74	18
1164	67	34	1203	69	46
1165	74	2	1204	68	62
1166	75	21	1205	68	62
1167	74	15	1206	68	62
1168	75	13	1207	68	62
1169	76	10	1208	68	62
1170	75	13	1209	68	62
1171	75	10	1210	54	50
1172	75	7	1211	41	37
1173	75	13	1212	27	25
1174	76	8	1213	14	12
1175	76	7	1214	0	0
1176	67	45	1215	0	0
1177	75	13	1216	0	0
1178	75	12	1217	0	0
1179	73	21	1218	0	0
1180	68	46	1219	0	0
1181	74	8	1220	0	0
1182	76	11	1221	0	0
1183	76	14	1222	0	0
1184	74	11	1223	0	0
1185	74	18	1224	0	0
1186	73	22	1225	0	0
1187	74	20	1226	0	0
1188	74	19	1227	0	0
1189	70	22	1228	0	0
1190	71	23	1229	0	0
1191	73	19	1230	0	0

Phụ lục B

(Quy định)

Xác định tính tương đương của hệ thống

Theo 8.2, các hệ thống hoặc máy phân tích khác (đề xuất) có thể được chấp nhận nếu chúng đưa ra các kết quả tương đương. Việc xác định tính tương đương của hệ thống phải dựa trên cơ sở nghiên cứu sự tương quan của bảy cặp mẫu thử (hoặc lớn hơn) giữa hệ thống được đề xuất và một trong các hệ thống chuẩn mà tiêu chuẩn này chấp nhận dùng cho chu trình thử thích hợp. Tiêu chí tương đương được áp dụng phải là cho thử nghiệm F – và thử nghiệm t -.

Phương pháp thống kê này kiểm tra giả thiết rằng mật độ giá trị trung bình đối với phát thải được đo bằng hệ thống được đề xuất này không khác với mật độ giá trị trung bình đối với phát thải đề xuất kia. Giả thiết phải được thử trên cơ sở 5 % mức độ giá trị (trị số có ý nghĩa) của các giá trị F và t.

Các giá trị tiêu chuẩn Fvà t cho bảy đến mười cặp mẫu thử được cho trong Bảng B.1. Nếu các giá trị F và t được tính theo công thức dưới đây lớn hơn các giá trị tiêu chuẩn F và t thì hệ thống đề xuất là không tương đương.

Quy trình sau đây phải được áp dụng các chỉ số R và C tham chiếu tương ứng cho hệ thống chuẩn và hệ thống đề xuất.

a) Điều khiển vận hành như nhau ít nhất bảy phép thử với hệ thống đề xuất và hệ thống chuẩn là tốt nhất. Số thứ tự phép thử được tham chiếu cho n_R và n_c.

b) Tính toán các giá trị trung bình và và các sai lệch chuẩn s_R và s_c.

c) Tính toán giá trị F như sau:

F = (B.1)

(Sai lệch tiêu chuẩn lớn hơn trong hai sai lệch tiêu chuẩn s_R và s_c phải ở tử số).

d) Tính toán giá trị t như sau:

e) So sánh các giá trị được tính toán F và t với các giá trị chuẩn F và t tương ứng với từng số hiệu của phép thử được chỉ dẫn trong Bảng B.1. Nếu số mẫu được chọn lớn hơn kết quả của Bảng thống kê đối với mức 5 % giá trị (95 % tin cậy).

f) Xác định mức độ tự do (df) như sau:

– đối với thử nghiệm – F: df = n_R – 1/n_c – 1;

– đối với thử nghiệm – t: df = n_c + n_R – 2.

g) Xác định tính tương đương như sau:

– Nếu F > F_crit và t < t_crit thì hệ thống đề xuất tương đương với hệ thống chuẩn của tiêu chuẩn này.

– Nếu F ≥ F_crit và t ≥ t_c_rit thì hệ thống đề xuất sai khác với hệ thống chuẩn của tiêu chuẩn này.

Bảng B.1 – Giá trị t và F đối với số lượng mẫu được chọn

Số lượng mẫu	Phép thử -F		Phép thử – t
	df	F_crit	df	t_crit
7	6/6	4,284	12	2,179
8	7/7	3,787	14	2,145
9	8/8	3,438	16	2,120
10	9/9	3,179	18	2,101

Phụ lục C

(Quy định)

Xác định lỗi của hệ thống lấy mẫu

Công thức thử nghiệm để đánh giá sai lỗi lấy mẫu hạt được Belyaev và Levin xây dựng (1974) và xuất bản ở Aerosol Mechanics, bởi W.Hinds.

Sự tham khảo này cho công thức sau đây đối với độ xuyên của hạt P khi được lấy mẫu từ dòng chảy lớn bằng đầu dò lấy mẫu đồng trục.

Trong đó

u_e là vận tốc khí trong ống xả, m/s;

u_p là vận tốc khí trong đầu dò lấy mẫu, m/s;

Stk là số lượng độ nhớt động học Stoke đối với các hạt.

Các thông số của công thức (C.1) phải được tính toán như sau:

Trong đó:

q_mew là lưu lượng khối lượng khí thải, tính bằng kg/s;

P_e là mật độ khí thải, tính bằng kg/m³;

d_e là đường kính ống xả, tính bằng m;

q_mp là lưu lượng mẫu, tính bằng kg/s;

d_p là đường kính đầu dò lấy mẫu, tính bằng m;

d_PM là mật độ hạt, tính bằng kg/m³;

C_c là hệ số trượt;

h là độ nhớt động lực học của khí thải, tính bằng Pa*s.

Các hằng số sau đây được áp dụng cho mục đích của tiêu chuẩn này:

– r_PM= 1000 kg/m³;

– d_PM= 1,7*10^–⁷m;

– C_c= 4,35.

Các thông tin khác về các thông số này được tìm trong các tài liệu tham khảo sau:

Belyaev, S, P, and Levin, L.M, “Kỹ thuật dùng cho chọn mẫu khí đại diện”, J. Khí Sci, 5, 325-338 (1974) W. C. Hinds, Khí công nghệ, Johe Wiley.

Phụ lục D

(Quy định)

Kiểm tra lưu lượng cácbon

D.1 Yêu cầu chung

Gần như phần tử hóa học của cácbon trong khí thải đến từ nhiên liệu và gần như một phần tối thiểu của cácbon là CO₂ trong khí thải. Đây là cơ sở cho hệ thống kiểm tra giám định dựa trên dụng cụ đo CO₂.

Lưu lượng cácbon hướng vào hệ thống đo khí thải được xác định từ lưu lượng nhiên liệu. Lưu lượng cácbon tại các điểm lấy mẫu khác nhau trong hệ thống lấy mẫu khí thải và hạt được xác định từ nồng độ CO₂ và lưu lượng khí tại các điểm đó.

Theo chiều này, động cơ cung cấp nguồn lưu lượng cácbon và quan sát lưu lượng cácbon trong đó ống xả và tại đầu ra của hệ thống lấy mẫu lưu lượng hạt PM, hệ thống này được kiểm tra tình trạng dò gỉ và độ chính xác đo lưu lượng. Việc kiểm tra này có thuận lợi là các bộ phận đang vận hành ở điều kiện nhiệt độ và lưu lượng khi đang thử động cơ.

Sơ đồ sau đây chỉ rõ các điểm lấy mẫu tại đó phải kiểm tra lưu lượng cácbon. Các công thức riêng đối với lưu lượng cácbon tại các điểm lấy mẫu được đưa ra dưới đây:

CHÚ DẪN

1 Khí	^a Vị trí 1
2 Nhiên liệu	^b Vị trí 2
3 Động cơ	^c Vị trí 3
4 Hệ thống lưu lượng một phần dòng (PFS

Hình D.1 – Các điểm đo đối với kiểm tra lưu lượng cácbon

D.2 Lưu lượng cácbon đi vào động cơ (vị trí 1)

Lưu lượng khối lượng cácbon đi vào động cơ đối với nhiên liệu C_bH_aO_s được tính bằng:

Trong đó q_mf là lưu lượng khối lượng nhiên liệu, tính bằng kg/s.

D.3 Lưu lượng cácbon trong khí thải thô (vị trí 2)

Lưu lượng khối lượng cácbon trong ống xả của động cơ phải được xác định từ nồng độ CO₂ thô và lưu lượng khối lượng khí thải:

Trong đó

c_CO2,r là nồng độ CO₂ ướt trong khí thải thô, tính bằng %;

c_CO2,a là nồng độ CO₂ ướt trong khí khí quyển, tính bằng % (khoảng 0,04 %);

q_mew là lưu lượng khối lượng khí thải trên nền ướt, tính bằng kg/s.

M_r,e là khối lượng phân tử của khí thải.

Nếu CO₂ được đo trên nền khô, nó phải được chuyển đổi đến nền ướt theo 9.3.5.

D.4 Lưu lượng cácbon trong hệ thống pha loãng lưu lượng một phần dòng (vị trí 3)

Đối với hệ thống pha loãng lưu lượng một phần dòng, tỷ lệ phân chia cũng cần được tính vào. Lưu lượng cácbon phải được xác định từ nồng độ CO₂ pha loãng, lưu lượng khối lượng khí thải và lưu lượng mẫu:

Trong đó

c_CO2,d là nồng độ CO₂ ướt trong khí thải pha loãng ở đầu ra của ống phân chia, tính bằng %;

c_CO2,a là nồng độ CO₂ trong không khí khí quyển, tính bằng % (khoảng 0,04 %);

q_mew là lưu lượng khối lượng khí thải trên nền ướt, tính bằng kg/s;

q_mp là lưu lượng mẫu của khí thải đi vào hệ thống pha loãng lưu lượng được phân chia, tính bằng kg/s;

M_r,_e là khối lượng phân tử của khí thải.

Nếu CO₂ được đo trên nền khô, nó phải được chuyển đổi đến nền ướt theo 9.3.5.

Phụ lục E

(Tham khảo)

Ví dụ quy trình tính toán (lưu lượng thô/một phần dòng)

E.1 Dữ liệu cơ sở để tính toán
Khối lượng nguyên tử của hydro	1,00794	g/atom
Khối lượng nguyên tử của cácbon	12,011
Khối lượng nguyên tử của sunfua	32,065
Khối lượng nguyên tử của nitơ	14,0067
Khối lượng nguyên tử của oxy	15,9994
Khối lượng phân tử của nước	18,01534	g/mol
Khối lượng phân tử của cácbon dioxit	44,01	g/mol
Khối lượng phân tử của cácbon monoxit	28,011	g/mol
Khối lượng phân tử của oxy	31,9988	g/mol
Khối lượng phân tử của nitơ	28,011	g/mol
Khối lượng phân tử của nitơ oxit	30,008	g/mol
Khối lượng phân tử của nitơ dioxit	46,01	g/mol
Khối lượng phân tử của sunfua dioxit	64,066	g/mol
Thể tích phân tử của nước	22,414	l/mol
Thể tích phân tử của cácbon dioxit	22,414	l/mol
Thể tích phân tử của oxy	22,414	l/mol
Thể tích phân tử của nitơ	22,414	l/mol
Thể tích phân tử của nitơ oxit	22,414	l/mol
Thể tích phân tử của nitơ dioxit	22,414	l/mol
Thể tích phân tử của sunfua dioxit	22,414	l/mol

CHÚ THÍCH: Nếu các giá trị cơ sở trên được dùng trong tính toán phát thải theo 9.3.4.3, các kết quả cuối cùng có thể hơi khác các kết quả được tính toán trên cơ sở cột các giá trị theo 9.3.4.2.

E.2 Khí phát thải (nhiên liệu diezen)

Việc đo dữ liệu của một điểm riêng biệt của chu trình thử (dữ liệu lưu lượng lấy mẫu 1 Hz) để tính toán khối lượng phát thải tức thời được chỉ dẫn dưới đây. Trong ví dụ này, CO và NO_x được đo trên nền khô, hoặc trên nền ướt. Nồng độ hoặc được cho trong propan tương đương (C3) và phải có nhiều (hoặc ba) kết quả tương đương trong C1. Quy trình tính toán là như nhau đối với các điểm khác của chu trình.

T_a,i	H_a,_i	W_act	q_mew,i	q_maw,i	q_mf,i	c_HC,i	c_HC,j	c_NOx,i
(K)	(g/kg)	kWh	(kg/s)	(kg/s)	(kg/s)	(ppm)	(ppm)	(ppm)
295	8,0	40	0,155	0,150	0,005	30	100	500

Thành phần nhiên liệu sau đây được cân nhắc:

Thành phần	Tỷ số mol	% khối lượng
H	a = 1,852 9	w_ALF = 13,45
C	b = 1,000 0	w_BED = 86,50
S	g = 0,000 2	w_GAM = 0,050
N	d = 0,000 0	w_DEL = 0,000
O	e = 0,000 0	w_FPS = 0,000

Bước 1: Hiệu chỉnh khô/ướt C (xem 9.3.5):

Công thức (17): k_f = 0,055 584 x 13,45 – 0,000 108 3 x 86,5 – 0,000 156 2 x 0,05 = 0,738 2

Công thức (20):

c_co_,_i(ướt) = 100 x 0,933 1 = 93,3 ppm

c_NOx_,i (ướt) = 500 x 0,933 1 = 466,6 ppm

Bước 2: Hiệu chỉnh NOx đối với nhiệt độ và độ ẩm (xem 9.3.5):

Công thức (25): k_h,D= = 0,965 4

Bước 3: Tính toán khối lượng phát thải tức thời

Dùng các giá trị n trong Bảng 6 (xem 9.3.4.2):

Công thức (11):

m_HC,i = 0,000 478 x 30 x 3 x 0,155 = 0,006 67 g/s;

m_CO,i = 0,000 966 x 93,3 x 0,155 = 0,013 97 g/s;

m_Nox,i = 0,001 587 x 466,6 x 0,965 4 x 0,155 = 0,110 8 g/s.

Bước 4: Phân tích khối lượng phát thải tức thời

Khi kết thúc chu trình (xem 9.3.4.2):

Công thức (11):

m_HC = 0,006 67 = 8,26 g/test;

m_CO = 0,013 97 = 17,29 g/test;

m_NOx = 0,110 8 = 137,17 g/test.

Bước 5: Tính toán phát thải riêng (xem 9.3.7):

Công thức (27):

HC = 8,26 / 40 = 0,207 g/kWh;

CO = 17,29 / 40 = 0,432 g/kWh;

NOx = 137,17 / 40 = 3,43 g/kWh;

E.3 Phát thải hạt (nhiên liệu diezen)

Đo hạt dựa trên nguyên lý lấy mẫu hạt khi kết thúc toàn bộ chu trình, nhưng việc xác định mẫu và lưu lượng (q_m_ew,i và q_m_edf,i) trong từng điểm riêng biệt của chu trình. Tính toán q_m_edf,i tùy thuộc vào hệ thống được dùng. Trong ví dụ sau đây, sử dụng hệ thống đo lưu lượng theo 9.4.5, phương pháp a).

Dữ liệu đo sau đây được thừa nhận trong ví dụ này.

W_act	q_mew,i	q_mf,i	q_mdw,i	q_mdew,i	m_f	m_sep
kWh	(kg/s)	(kg/s)	(kg/s)	(kg/s)	(mg)	(kg)
40	0,155	0,005	0,0015	0,002 0	2,500	1,515

Bước 1: Tính toán m_edf (xem 9.4.5):

Công thức (30): r_dil,I = = 4;

Công thức (29): q_medf,i = 0,155 x 4 = 0,62 kg/s;

Công thức (28): r_edf = 0,62 = 767,6 kg/test;

Bước 2: Tính toán khối lượng phát thải hạt (xem 9.4.5):

Công thức (27): m_PM = x = 1,267 g/test.

Bước 3: Tính toán phát thải riêng (xem 9.4.5):

Công thức (34): PM = 1,267 / 40 = 0,032 g/kWh.

Phụ lục F

(Tham khảo)

Chu trình kiểu tăng dần

Bảng F.1 – Chu trình kiểu tăng dần (RMC)

			Chu trình 30 min
Chế độ	Tốc độ	Momen (%)	Thời gian (s)
1	Chạy không tải	Không tải	126
2	Trung bình	100	159
3	Trung bình	50	160
4	Trung bình	75	162
5	Danh định	100	246
6	Danh định	10	164
7	Danh định	75	248
8	Danh định	50	247
9	Chạy không tải	Không tải	128

Phụ lục G

(Quy định)

Các công thức thống kê

Trong Phụ lục này nêu các công thức được sử dụng trong tiêu chuẩn này.

a) Trung bình số học: Tính toán trung bình số học như sau:

b) Sai lệch chuẩn: Tính toán sai lệch chuẩn s như sau:

c) Độ dốc: Tính toán bình phương tối thiểu của độ dốc hồi quy a₁, như sau:

d) Chắn: Tính toán bình phương tối thiểu của chắn hồi quy a₀, như sau:

a₀ = (G.4)

e) Lỗi chuẩn của đánh giá: Tính toán lỗi chuẩn của đánh giá S_y_._x, như sau:

f) Hiệu quả xác định: Tính toán hiệu quả xác định r², như sau:

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Thuật ngữ và định nghĩa

4. Ký hiệu và thuật ngữ viết tắt

4.1. Ký hiệu chung

4.2. Ký hiệu và chữ viết tắt của các thành phần nhiên liệu

4.3. Ký hiệu và chữ viết tắt cho các thành phần hóa học

4.4. Chữ viết tắt

5. Điều kiện thử

5.1. Điều kiện thử động cơ

5.2. Động cơ có làm mát không khí nạp

5.3. Công suất

5.4. Hệ thống nạp không khí của động cơ

5.5. Hệ thống xả của động cơ

5.6. Hệ thống làm mát

5.7. Dầu bôi trơn

5.8. Nhiên liệu

6. Chu trình thử

6.1. Yêu cầu chung

6.2. Trình tự thử chung

6.3. Quy trình vẽ đường đặc tính của động cơ

6.4. Xác lập chu trình thử chuẩn

6.5. Động lực học kế (băng thử)

6.6. Kiểm tra xác nhận chạy thử

7. Vận hành thử phát thải

7.1. Yêu cầu chung

7.2. Chuẩn bị bộ lọc lấy mẫu

7.3. Lắp đặt thiết bị đo

7.4. Khởi động và thuần hóa trước hệ thống pha loãng và động cơ

7.5. Khởi động hệ thống lấy mẫu hạt

7.6. Điều chỉnh hệ thống pha loãng

7.7. Kiểm tra các máy phân tích

7.8. Quy trình khởi động động cơ

7.9. Sự vận hành của chu trình

8. Nguyên tắc đo các chất phát thải

8.1. Yêu cầu chung

8.2. Sự tương đương

8.3. Độ chính xác

9. Xác định các khí thành phần trong khí thải thô và các chất thải hạt với hệ thống pha loãng một phần dòng

9.1. Yêu cầu chung

9.2. Xác định lưu lượng khối lượng của khí thải

9.3. Xác định các khí thành phần

9.4. Xác định chất thải hạt

10. Xác định các khí thành phần và các chất thải hạt với hệ thống pha loãng toàn dòng

10.1. Yêu cầu chung

10.2. Xác định lưu lượng khí thải pha loãng

10.3. Xác định các khí thành phần

10.4. Xác định các chất thải hạt

11. Thiết bị đo đối với các khí thành phần

11.1. Đặc tính kỹ thuật chung của máy phân tích

11.2. Máy phân tích

11.3. Hiệu chuẩn

11.4. Hệ thống phân tích

12. Thiết bị đo cho các chất thải hạt

12.1. Đặc tính kỹ thuật chung

12.2. Hệ thống pha loãng và lấy mẫu

12.3. Hiệu chuẩn

Phụ lục A (Quy định): Đồ thị động lực học kế (băng thử) của động cơ NRTC

Phụ lục B (Quy định): Xác định tính tương đương của hệ thống

Phụ lục C (Quy định): Xác định lỗi của hệ thống lấy mẫu

Phụ lục D (Quy định): Kiểm tra lưu lượng cácbon

Phụ lục E (Tham khảo): Ví dụ quy trình tính toán (lưu lượng thô/một phần dòng)

Phụ lục F (Tham khảo): Chu trình kiểu tăng dần

Phụ lục G (Quy định): Các công thức thống kê

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 6852-11:2009 (ISO 8178-11: 2006) VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG KIỂU PITTÔNG – ĐO CHẤT THẢI – PHẦN 11: ĐO TRÊN BĂNG THỬ CÁC CHẤT THẢI KHÍ VÀ HẠT TỪ ĐỘNG CƠ LẮP TRÊN MÁY DI ĐỘNG KHÔNG CHẠY TRÊN ĐƯỜNG BỘ Ở CHẾ ĐỘ THỬ CHUYỂN TIẾP
Số, ký hiệu văn bản	TCVN6852-11:2009	Ngày hiệu lực
Loại văn bản	Tiêu chuẩn Việt Nam	Ngày đăng công báo
Lĩnh vực	Công nghiệp nhẹ	Ngày ban hành
Cơ quan ban hành		Tình trạng	Còn hiệu lực

Các văn bản liên kết

Văn bản được hướng dẫn		Văn bản hướng dẫn
Văn bản được hợp nhất		Văn bản hợp nhất
Văn bản bị sửa đổi, bổ sung		Văn bản sửa đổi, bổ sung
Văn bản bị đính chính		Văn bản đính chính
Văn bản bị thay thế		Văn bản thay thế
Văn bản được dẫn chiếu		Văn bản căn cứ

Tải văn bản

Tải văn bản về Bản PDF/Bản gốc