c) požadavky na OBD stanovené v odstavci 5.4 (OBD stupeň II);
PŘÍKLAD 6 Motor na zkapalněný ropný plyn (LPG):
1. URČENÍ PLYNNÝCH EMISÍ
1.1. Úvod
Odstavec 1.2 a obrázky 7 a 8 obsahují podrobné popisy doporučených systémů pro odběr vzorků a doporučených analytických systémů. Protože různá uspořádání mohou poskytovat rovnocenné výsledky, nepožaduje se přesná shoda s obrázky 7 a 8. Ke získání dalších informací a ke koordinaci funkcí dílčích systémů mohou být použity další části, jako jsou přístroje, ventily, elektromagnety, čerpadla a spínače. Jiné části, které nejsou potřebné k udržování přesnosti některých systémů, mohou být vyloučeny, jestliže je jejich vyloučení založeno na osvědčeném odborném úsudku.
Obrázek 7
Schéma systému pro analýzu surových výfukových plynů pro CO, CO2, NOxa HC, platí jen pro zkoušku ESC
1.2. Popis analytického systému
Je zde popsán analytický systém pro určení plynných emisí v surových (obrázek 7, pouze zkouška ESC) nebo ve zředěných (obrázek 8, zkoušky ETC a ESC) výfukových plynech na základě použití:
a) analyzátoru HFID pro měření uhlovodíků;
b) analyzátorů NDIR pro měření oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého;
c) detektoru HCLD nebo rovnocenného analyzátoru pro měření oxidů dusíku.
Vzorek pro všechny složky se může odebírat jednou odběrnou sondou nebo dvěma odběrnými sondami umístěnými velmi blízko sebe, rozvedenými uvnitř do různých analyzátorů. Je nutné dbát na to, aby v žádném bodě analytického systému nedocházelo ke kondenzaci složek výfukových plynů (tedy ani vody nebo kyseliny sírové).
Obrázek 8
Schéma systému k analýze zředěných výfukových plynů pro CO, CO2, NOxa HC pro zkoušku ETC a volitelně pro zkoušku ESC
1.2.1. Popis částí na obrázcích 7 a 8:
EP výfuková trubka
SP1: odběrná sonda výfukových plynů (jen obrázek 7)
Doporučuje se sonda přímého tvaru, z nerezavějící oceli, s uzavřeným koncem a s více otvory. Vnitřní průměr nesmí být větší než vnitřní průměr odběrného potrubí. Tloušťka stěny sondy nesmí být větší než 1 mm. Musí mít nejméně tři otvory ve třech různých radiálních rovinách o takové velikosti, aby odebíraly přibližně stejný tok vzorku. Sonda musí pokrývat nejméně 80 % průměru výfukové trubky. Lze použít jednu nebo dvě odběrné sondy.
SP2: odběrná sonda vzorků HC ze zředěných výfukových plynů (jen obrázek 8)
Sonda musí:
a) být vymezena jako první část délky 254 mm až 762 mm vyhřívaného odběrného potrubí HSL1;
b) mít minimální vnitřní průměr 5 mm;
c) být namontována v ředicím tunelu DT (viz odstavec 2.3, obrázek 20) v bodě, kde jsou dobře promíchány ředicí vzduch a výfukové plyny (tj. ve vzdálenosti přibližně 10 průměrů tunelu ve směru proudění plynu od bodu, ve kterém vstupují výfukové plyny do ředicího tunelu);
d) být dostatečně vzdálena (radiálně) od ostatních sond a od stěny tunelu tak, aby nebyla ovlivňována vlněním nebo víry;
e) být vyhřívána tak, aby se teplota proudu plynů ve výstupu ze sondy zvýšila na 463 K ± 10 K (190oC ± 10oC).
SP3: odběrná sonda vzorků CO, CO2, NOxze zředěných výfukových plynů (jen obrázek 8)
Sonda musí:
a) být v téže rovině jako SP2;
b) být dostatečně vzdálena (radiálně) od ostatních sond a od stěny tunelu tak, aby nebyla ovlivňována vlněním nebo víry;
c) být vyhřívána a izolována po celé své délce tak, aby měla teplotu nejméně 328 K (55oC) za účelem zabránit kondenzaci vody.
HSL1: vyhřívané odběrné potrubí
Odběrné potrubí vede vzorek plynu z jediné sondy k dělicímu bodu/bodům a k analyzátoru HC.
Odběrné potrubí musí:
a) mít vnitřní průměr nejméně 5 mm a nejvýše 13,5 mm;
b) být vyrobeno z nerezavějící oceli nebo z polytetrafluoretylenu (PTFE);
c) udržovat teplotu stěn na 463 K ± 10 K (190oC ± 10oC), měřeno na každém odděleně regulovaném vyhřívaném úseku, jestliže výfukové plyny v odběrné sondě dosahují teploty 463 K (190oC) nebo méně;
d) udržovat teplotu stěn na hodnotě nad 453 K (180oC), jestliže je teplota výfukových plynů v odběrné sondě vyšší než 463 K (190oC);
e) udržovat teplotu plynu těsně před vyhřívaným filtrem F2 a před HFID na 463 K ± 10 K (190oC ± 10oC).
HSL2: vyhřívané odběrné potrubí pro NOx
Odběrné potrubí musí:
a) udržovat teplotu stěn od 328 K do 473 K (od 55oC do 200oC) až ke konvertoru C, jestliže se používá chladicí lázeň B, a až k analyzátoru jestliže se chladicí lázeň B nepoužívá;
b) být vyrobeno z nerezavějící oceli nebo z polytetrafluoretylenu (PTFE).
SL: odběrné potrubí pro CO a CO2
Potrubí musí být vyrobeno z PTFE nebo z nerezavějící oceli. Může být vyhřívané nebo nevyhřívané.
BK: vak k odběru pozadí (volitelný; jen obrázek 8)
Pro odběr vzorků koncentrace pozadí.
BG: vak k odběru vzorků (volitelný; jen obrázek 8, pro CO a CO2)
K odběru koncentrace vzorků.
F1: vyhřívaný předfiltr (volitelný)
Filtr musí mít stejnou teplotu jako HSL1.
F2: vyhřívaný filtr
Filtr musí ze vzorku plynu oddělit všechny pevné částice, než tento vzorek vstoupí do analyzátoru. Filtr musí mít stejnou teplotu jako HSL1. Filtr se musí měnit podle potřeby.
P: vyhřívané odběrné čerpadlo
Čerpadlo musí být vyhříváno na teplotu HSL1.
HC: Vyhřívaný plamenoionizační detektor (HFID) k určení uhlovodíků. Teplota se musí udržovat na hodnotě od 453 K do 473 K (od 180oC do 200oC).
CO, CO2: Analyzátory NDIR k určení oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého (volitelné k určení ředicího poměru pro měření PT).
NO: Detektor CLD nebo HCLD k určení oxidů dusíku. Jestliže se použije HCLD, musí se udržovat na teplotě od 328 K do 473 K (od 55oC do 200oC).
Konvertor C
Konvertor se použije ke katalytické redukci NO2na NO před analýzou v CLD nebo v HCLD.
Chladicí lázeň B (volitelná)
K ochlazení a ke kondenzaci vody ze vzorku výfukových plynů. Lázeň se musí udržovat na teplotě od 273 K do 277 K (od 0oC do 4oC) ledem nebo chladicím systémem. Je volitelná, jestliže na analyzátor nepůsobí rušivé vlivy vodní páry určené podle odstavců 1.9.1 a 1.9.2 dodatku 5 této přílohy. Jestliže se voda odstraňuje kondenzací, musí se monitorovat teplota vzorku plynu nebo rosný bod buď v odlučovači vody, nebo v toku za ním. Teplota vzorku plynu nebo rosného bodu nesmí přesáhnout 280 K (7oC). Pro odstranění vody ze vzorku nejsou přípustné chemické vysoušeče.
Čidlo teploty T1, T2, T3
K monitorování teploty proudu plynu.
Čidlo teploty T4
Pro monitorování teploty konvertoru NO2na NO.
Čidlo teploty T5
Pro monitorování teploty chladicí lázně.
G1, G2, G3: snímač tlaku
Pro měření tlaku v odběrných potrubích.
R1, R2: regulátor tlaku
Pro regulaci tlaku vzduchu a popřípadě paliva pro HFID.
R3, R4, R5: regulátor tlaku
Pro řízení tlaku v odběrných potrubích a toku k analyzátorům.
FL1, FL2, FL3: průtokoměr
K monitorování průtoku vzorku obtokem.
FL4 až FL6: průtokoměr (volitelný)
Pro monitorování průtoku analyzátory.
V1 až V5: vícecestný ventil
Ventily vhodné k volitelnému přepínání toku vzorku, kalibračního plynu rozpětí nebo nulovacího plynu do analyzátoru.
V6, V7: elektromagnetický ventil
Pro obtok konvertoru NO2na NO.
V8: jehlový ventil
Pro vyrovnání průtoku přes konvertor NO2na NO C a obtokem.
V9, V10: jehlový ventil
Pro regulaci průtoku do analyzátorů.
V11, V12: vypouštěcí ventil (volitelný)
Pro vypouštění kondenzátu z lázně B.
1.3. Analýza NMHC (jen pro plynové motory na NG)
1.3.1. Postup plynové chromatografie (GC, obrázek 9)
Při použití postupu GC se vpouští malý měřený objem vzorku na analytický sloupec, kterým se prožene inertní nosný plyn. Sloupec oddělí jednotlivé složky podle jejich bodu varu, takže unikají ze sloupce v různých časech. Pak procházejí detektorem, který vyšle elektrický signál, jenž závisí na jejich koncentraci. Protože to není kontinuální analytická technika, může se použít jen ve spojení s postupem odběru vzorku do vaku, jak je popsáno v odstavci 3.4.2 dodatku 4 této přílohy.
K analýze NMHC se použije automatizovaná GC s detektorem FID. Výfukové plyny se odebírají do vaku, odkud se oddělí jejich část a vpustí se do GC. Vzorek se na Porapakově sloupci rozdělí na dvě části (CH4/vzduch/CO a NMHC/
CO2/H2O). Sloupec s molekulárním sítem oddělí CH4od vzduchu a od CO, potom CH4projde do detektoru FID, kde se změří jeho koncentrace. Úplný cyklus od vpuštění jednoho vzorku do vpuštění druhého vzorku se může provést za 30 s. K určení NMHC se odečte koncentrace CH4od koncentrace celku HC (viz odstavec 4.3.1 dodatku 2 této přílohy).
Na obrázku 9 je znázorněna typická sestava GC k běžnému určení CH4. Na základě osvědčeného odborného úsudku je rovněž možné použít jiného postupu GC.
Obrázek 9
Schéma analýzy methanu (postup GC)
Popis částí na obrázku 9:
PC: Porapakův sloupec
Použije se Porapakův sloupec N, 180/300 μm (velikost ok 50/80), délka 610 mm × vnitřní průměr 2,16 mm, a stabilizuje se před prvním použitím po dobu nejméně 12 hodin při 423 K (150oC) s nosným plynem.
MSC: sloupec s molekulárním sítem
Použije se sloupec typu 13X, 250/350 μm (velikost ok 45/60), délka 1 220 mm × vnitřní průměr 2,16 mm, a stabilizuje se před prvním použitím po dobu nejméně 12 hodin při 423 K (150oC) s nosným plynem.
OV: pec
K udržení stabilní teploty sloupců a ventilů pro provoz analyzátoru a k stabilizaci sloupců na 423 K (150oC).
SLP: smyčka na vzorek
Trubka z nerezavějící oceli délky dostatečné k vytvoření objemu přibližně 1 cm3.
P: čerpadlo
Pro dopravu vzorku do plynového chromatografu.
D: vysoušeč
Pro odstranění vody a jiných znečišťujících látek, které mohou být v nosném plynu, se použije vysoušeč obsahující molekulární síto.
HC: Plamenoionizační detektor (FID) k měření koncentrace methanu.
V1: ventil ke vpouštění vzorku
Ke vpouštění vzorku odděleného z odběrného vaku vedeného potrubím SL podle obrázku 8. Musí mít malý mrtvý objem, být plynotěsný a musí jej být možné zahřát na teplotu 423 K (150oC).
V3: vícecestný ventil
K volbě kalibračního plynu rozpětí, vzorku nebo k uzavření.
V2, V4, V5, V6, V7, V8: jehlový ventil
Pro nastavení průtoku v systému.
R1, R2, R3: regulátor tlaku
Pro řízení průtoku paliva (= nosný plyn), vzorku a vzduchu.
FC: průtoková kapilára
Pro řízení průtoku vzduchu k detektoru FID.
G1, G2, G3: snímač tlaku
Pro řízení průtoku paliva (= nosný plyn), vzorku a vzduchu.
F1, F2, F3, F4, F5: filtr
Filtry ze sintrovaného kovu k zabránění vniknutí částic nečistot do čerpadla nebo do přístrojů.
FL1: průtokoměr
K měření průtoku vzorku v obtoku.
1.3.2. Postup separátoru uhlovodíků jiných než methan (NMC, obrázek 10)
Separátor oxiduje všechny uhlovodíky kromě CH4na CO2a H2O tak, aby při průchodu vzorku přístrojem NMC měřil detektor FID jen CH4. Jestliže se použije odběrný vak, musí se namontovat na SL (viz odstavec 1.2, obrázek 8) systém rozdělující tok, aby mohl procházet separátorem nebo jej obtékat, jak ukazuje horní části obrázku 10. Při měření NMHC se musí obě hodnoty (HC a CH4) sledovat na detektoru FID a zaznamenávat. Jestliže se použije postup integrace, musí se paralelně s normálním FID namontovat do HSL1 (viz odstavec 1.2, obrázek 8) separátor NMC zapojený do série s dalším FID podle dolní části obrázku 10. Při měření NMHC se musí sledovat a zaznamenávat hodnoty (HC a CH4) udávané oběma detektory FID.
Musí se určit katalytický účinek separátoru na CH4a C2H6při teplotě nejméně 600 K (327oC) před měřením a při hodnotách H2O, které jsou reprezentativní pro podmínky v proudu výfukových plynů. Musí být znám rosný bod a obsah O2v odebraném vzorku výfukových plynů. Musí se zaznamenat relativní odezva detektoru FID na CH4(viz odstavec 1.8.2 dodatku 5 této přílohy).
Obrázek 10
Schéma analýzy methanu separátorem uhlovodíků jiných než methan (NMC)
Popis částí na obrázku 10:
NMC: separátor uhlovodíků jiných než methan
Pro oxidování všech uhlovodíků kromě methanu.
HC: Vyhřívaný plamenoionizační detektor (HFID) k měření koncentrací HC a CH4. Teplota se musí udržovat na hodnotě od 453 K do 473 K (od 180oC do 200oC).
V1: vícecestný ventil
K volbě vzorku, nulovacího plynu a kalibračního plynu rozpětí. V1 je identický s V2 na obrázku 8.
V2, V3: elektromagnetický ventil
Pro zapojení obtoku NMC.
V4: jehlový ventil
Pro vyrovnání průtoku separátorem NMC a obtokem.
R1: regulátor tlaku
Pro řízení tlaku v odběrném potrubí a toku k HFID. R1 je identický s R3 na obrázku 8.
FM1: průtokoměr
K měření průtoku vzorku v obtoku. FL1 je identický s FL1 na obrázku 8.