ГОСТ Р 17.2.2.07-2000 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Охрана природы АТМОСФЕРА ПОРШНЕВЫЕ
ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО Нормы и методы
измерения выбросов вредных
ГОССТАНДАРТ РОССИИ
Предисловие 1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 56 «Дорожный транспорт» 2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 22 сентября 2000 г. № 229-ст 3 Настоящий стандарт соответствует ИСО 8178-4:1996 «Двигатели поршневые внутреннего сгорания. Измерение выхлопов отработавших газов. Часть 4. Испытательные циклы для различных режимов работы двигателей» в части режимов работы двигателей при проведении испытаний по определению удельных выбросов вредных веществ с отработавшими газами 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ 5 ИЗДАНИЕ (октябрь 2003 г.) с Изменением № 1, принятым в ноябре 2001 г. (ИУС 2-2002)
ГОСТ Р 17.2.2.07-2000 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Дата введения 2001-07-01 1 Область примененияНастоящий стандарт распространяется на вновь изготовленные и капитально отремонтированные на ремонтных предприятиях поршневые двигатели внутреннего сгорания (далее - двигатели): дизели мощностью менее 18 кВт и двигатели с искровым воспламенением мощностью менее 19 кВт, предназначенные для малогабаритных тракторов, включая мотоблоки, мотокультиваторов, мотопомп, средств малой механизации сельскохозяйственного, строительно-дорожного и коммунального применения. Стандарт устанавливает нормы и методы определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами двигателей, а также дымности отработавших газов дизелей. (Измененная редакция, Изм. № 1). 2 Нормативные ссылкиВ настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ 17.2.1.02-76 Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения выбросов двигателей автомобилей, тракторов, самоходных сельскохозяйственных и строительно-дорожных машин ГОСТ 14846-81 Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний ГОСТ 18509-88 Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний ГОСТ 28523-90 Мобильные средства малой механизации сельскохозяйственных работ. Тракторы малогабаритные. Типы и основные параметры. 3 ОпределенияВ настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями: 3.1 вредные вещества: Вещества, содержащиеся в отработавших газах двигателей, оказывающие токсичное воздействие на окружающую среду. Нормированию подлежит количество оксидов азота, оксида углерода и суммарных углеводородов. 3.2 удельный выброс: Показатель, характеризующий количество вредного вещества, поступившее в атмосферу в единицу времени из системы выпуска двигателя, отнесенное к единице мощности, развиваемой двигателем. 3.3 дымность: Показатель, характеризующий степень поглощения светового потока, просвечивающего столб отработавших газов определенной длины. 3.4 коэффициент ослабления светового потока: Степень ослабления светового потока вследствие поглощения и (или) рассеивания света отработавшими газами при прохождении ими рабочей трубы дымомера. 3.5 натуральный показатель ослабления светового потока: Величина, обратная толщине слоя отработавших газов, проходя который поток излучения от источника света дымомера ослабляется в е раз. 3.6 коэффициент весомости режима: Показатель, характеризующий долю работы двигателя на каждом режиме. 3.7 эффективная база дымомера: Длина оптически однородного слоя отработавших газов, эквивалентного по ослаблению светового потока столбу тех же отработавших газов, заполняющих рабочую трубу дымомера в условиях измерения. 3.8 газоанализатор: Средство измерения объемной концентрации вредных веществ. 3.9 дымомер: Средство измерения дымности отработавших газов. 3.10 регуляторная (скоростная) характеристика по ГОСТ 18509: Зависимость изменения мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала двигателя при положении органов управления регулятором частоты вращения, соответствующем полной подаче топлива (при полностью открытых дроссельной и воздушной заслонках). 3.11 номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя: По ГОСТ 18509. 3.12 номинальная мощность: По ГОСТ 18509. 3.13 эксплуатационная мощность: По ГОСТ 18509. 3.14 максимальная мощность: По ГОСТ 18509. 3.15 максимальный крутящий момент: Наибольшее значение крутящего момента, зафиксированное при снятии регуляторной характеристики двигателя в комплектации, соответствующей определению эксплуатационной мощности. 4 Обозначения и сокращенияQв - условный объемный расход воздуха через цилиндры двигателя, дм3/с; i - число цилиндров; Vh - рабочий объем цилиндра, дм3; п - частота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1; t - тактность двигателя (2 или 4); gCO - удельный выброс оксида углерода, г/(кВт · ч); gCH - удельный выброс суммарных углеводородов, г/(кВт · ч); gNOx- удельный выброс оксидов азота, г/(кВт · ч); K - показатель ослабления светового потока по основной шкале, м-1; N - коэффициент ослабления светового потока по вспомогательной шкале, %; F - показатель состояния окружающей среды; Тв.и - температура воздуха на входе в устройство для измерения расхода воздуха (при испытаниях по определению выбросов вредных веществ с отработавшими газами) или на расстоянии не более 0,15 м от входного отверстия впускного коллектора (при испытаниях по определению дымности отработавших газов), K; Рокр - атмосферное давление, кПа; ps - парциальное давление насыщенного водяного пара при температуре воздуха на входе в устройство для измерения расхода воздуха или на входе во впускной коллектор; tокр - температура окружающего воздуха, °С; NO2 - диоксид азота; C1H1,85 - условный состав топлива; С - углерод; GNOx - массовый выброс оксидов азота, г/ч; GCO - массовый выброс оксида углерода, г/ч; GCH - массовый выброс суммарных углеводородов, г/ч; WNOx - объемная концентрация оксидов азота в отработавших газах, млн-1; WCO - объемная концентрация оксида углерода в отработавших газах, млн-1; WCH - объемные концентрации суммарных углеводородов, млн-1; FNOx - поправочный коэффициент на влажность для оксидов азота; FCH - коэффициент, равный 0,000479 для дизелей и 0,000485 для двигателей с искровым воспламенением; Kx - коэффициент, учитывающий метод химического анализа (Kх = 1 при пламенно-ионизационном методе и Kх = 2 при инфракрасном методе); Gо.г - расход отработавших газов, кг/ч; Gт - расход топлива, кг/ч; Gв - расход воздуха, кг/ч; jабс - абсолютная влажность воздуха на входе в устройство для измерения расхода воздуха, г Н2О/кг воздуха; jокр - относительная влажность воздуха на входе в устройство для измерения расхода воздуха, %; KBi - коэффициент весомости каждого из режимов; Nei - эффективная мощность на каждом из режимов, кВт; nxxmin - минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала двигателя при работе на холостом ходу, мин-1; nном - номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1; Mkmax - наибольшее значение крутящего момента на заданном скоростном режиме, Н · м; nmax - частота вращения, соответствующая максимальному значению крутящего момента, мин-1; L - эффективная база дымомера, м. (Измененная редакция, Изм. № 1). 5 Нормы выбросов и дымности5.1 Выбросы вредных веществ с отработавшими газами 5.1.1 Двигатели с искровым воспламенением Удельные выбросы вредных веществ с отработавшими газами двигателей с искровым воспламенением при испытаниях не должны превышать норм, указанных в таблице 1. Таблица 1
Нормы удельных выбросов суммарных углеводородов установлены в пересчете на углерод, а оксидов азота - в пересчете на диоксид азота. 5.1.2 Дизели Удельные выбросы вредных веществ с отработавшими газами дизелей при испытаниях не должны превышать норм, указанных в таблице 2. Таблица 2
Нормы удельных выбросов оксидов азота установлены в пересчете на диоксид азота, суммарных углеводородов - в пересчете на условный состав топлива. 5.2 Дымность отработавших газов дизелей Дымность отработавших газов дизелей не должна превышать норм, указанных в таблице 3. Таблица 3
Условный объемный расход воздуха Qв вычисляют по формуле 6 Методы испытаний6.1 Средства испытаний 6.1.1 Выбросы вредных веществ с отработавшими газами и дымность отработавших газов двигателей определяют при работе двигателя, установленного на испытательном стенде. 6.1.2 Требования к испытательному стенду и к погрешности средств измерений - по ГОСТ 18509 (для дизелей) и ГОСТ 14846 (для двигателей с искровым воспламенением). 6.1.3 Требования к средствам измерений выбросов вредных веществ с отработавшими газами и дымности отработавших газов - по приложению А. 6.2 Порядок подготовки к проведению испытаний 6.2.1 Испытаниям подвергают двигатели, прошедшие технологическую обкатку в течение 55 моточасов. 6.2.2 Двигатели испытывают в комплектации, соответствующей эксплуатационной мощности согласно техническим условиям (ТУ). Сопротивления воздуха на впуске в двигатель и отработавших газов на выпуске из двигателя при испытаниях должны соответствовать максимальным значениям, оговоренным в ТУ на двигатель. 6.2.3 При испытаниях следует применять топлива и масла марок согласно ТУ на испытуемый двигатель. Топливо и масло должны соответствовать требованиям стандартов и (или) ТУ на них. 6.2.4 Температурные режимы двигателя - по ТУ. 6.2.5 Испытание следует проводить при показателе состояния окружающей среды 0,96 £ F £ 1,06, который вычисляют по формуле F = (99/(Рокр - ps))(Тв.и/293)0,7; (2) где ps определяется по таблице 4. Таблица 4
6.3 Порядок проведения испытаний 6.3.1 Перед началом испытаний по определению выбросов вредных веществ с отработавшими газами и дымности отработавших газов снимают скоростную (регуляторную) характеристику двигателя. Эксплуатационная и максимальная мощности, максимальный крутящий момент, а также соответствующие им частоты вращения коленчатого вала и удельные расходы топлива должны соответствовать ТУ на двигатель. При несоответствии мощностных и экономических показателей двигателя установленным требованиям испытания должны быть прекращены. 6.3.2 При испытаниях следует регистрировать: - расход воздуха, кг/ч; - расход топлива, кг/ч; - частоту вращения коленчатого вала, мин-1; - крутящий момент, Н · м; - температуру, °С: под свечой (для двигателя с искровым воспламенением); воздуха на входе в измерительное устройство или во впускной коллектор; отработавших газов; топлива; - атмосферное давление, кПа; - относительную влажность воздуха в точке измерения температуры воздуха, %. 6.3.3 Режимы работы двигателей при проведении испытаний по определению выбросов вредных веществ двигателей с искровым воспламенением приведены в приложении Б, дизелей - в приложении В. 6.3.4 При проведении испытаний по определению выбросов вредных веществ и дымности на каждом режиме двигатель должен проработать не менее 5 мин., после чего проводят измерения. 6.3.5 Показатели содержания вредных веществ в отработавших газах фиксируют посредством непрерывной записи в течение 1 мин. либо дискретно - пятикратным записыванием показателей каждого газоанализатора. За результат на каждом режиме принимают среднеарифметическое результатов пяти измерений (при дискретной записи) либо значение, полученное в результате осреднения графика (при непрерывной записи). 6.3.6 Дымность отработавших газов дизелей определяют на режимах регуляторной характеристики в диапазоне частот вращений коленчатого вала, соответствующих максимальной мощности и максимальному крутящему моменту. Количество режимов должно быть не менее шести и по возможности расположенных равномерно в указанном диапазоне. 6.3.7 Показатели дымности отработавших газов определяют при трехкратной дискретной фиксации показаний дымомера. За результат принимают среднеарифметическое результатов трех измерений. 6.3.8 Испытания следует проводить в один день без перерыва. 6.4 Порядок обработки результатов испытаний 6.4.1 Массовые выбросы вредных веществ рассчитывают для каждого режима (приложения Б и В) по формулам (методика дана из условия проведения расчета для влажного состояния отработавших газов): GNOx = 0,001587 · WNOx · FNOx · (Gт + Gв); (3) GСО = 0,000966 · WСО · (Gт + Gв); (4) GCH = Kх · FCH · WCH · (Gт + Gв); (5) (6) (7) (Измененная редакция, Изм. № 1). 6.4.2 Удельные выбросы вредных веществ вычисляют по формуле g(NOx, CO, CH) = Σ(G(NOx, CO, CH)KВi)/Σ(NeiKВi). (9*) * Формула (8) (Исключена, Изм. № 1). 6.5 Правила оформления результатов контроля Результаты испытаний оформляют в виде протокола по форме, приведенной в приложении Г; к протоколу должны быть приложены все промежуточные данные испытаний, необходимые для расчета удельных выбросов оксидов азота, оксида углерода и суммарных углеводородов с отработавшими газами, а также для определения дымности отработавших газов. При необходимости проведения идентификации двигателя протокол оформляют в соответствии с приложениями Г и Д. (Измененная редакция, Изм. № 1). 7 Требования безопасности7.1 Требования безопасности при проведении испытаний - по ГОСТ 18509 и ГОСТ 14846. ПРИЛОЖЕНИЕ А(обязательное) Средства измеренийА.1 Требования к газоанализатору А.1.1 Концентрацию вредных веществ в отработавших газах измеряют с помощью быстродействующих газоанализаторов непрерывного действия. Измерение концентрации оксидов азота следует производить анализатором хемилюминесцентного типа с преобразователем диоксида азота в оксид азота; оксида углерода - анализатором недисперсного типа с поглощением в инфракрасной части спектра; суммарных углеводородов - анализатором пламенно-ионизационного или инфракрасного типа. Можно использовать анализаторы других типов при условии получения эквивалентных результатов. А.1.2 Пробоотборная магистраль суммарных углеводородов и регистрирующее устройство анализатора должны быть с подогревом, обеспечивающим их температуру 150 - 200 °С. Пробоотборная линия оксидов азота должна обеспечивать температуру пробы не менее 70 °С. При испытаниях дизеля все нагреваемые пробоотборные линии должны быть снабжены противосажевым нагреваемым фильтром. А.1.3 Относительная погрешность газоанализаторов, определенная без учета погрешности поверочных газовых смесей, не должна быть более ± 3 % относительно предельных показаний приборов для используемых диапазонов измерений. Относительная погрешность поверочных газовых смесей не должна превышать ± 2 % номинального значения их концентраций. А.1.4 Система выпуска отработавших газов, пробоотборные зонды, пробоотборная линия и их соединения не должны давать утечку отработавших газов и подсос воздуха. Материалы, контактирующие с отработавшими газами, не должны поглощать оксиды азота, оксид углерода и углеводороды. Подсоединение газоанализаторов к системе выпуска двигателей - согласно инструкциям на газоанализаторы. А.1.5 По окончании испытаний пробоотборные магистрали газоанализаторов должны быть продуты инертным газом (согласно инструкции на приборы). После продувки следует проверить тарировку газоанализаторов. Результаты измерений в ходе испытаний считаются достоверными, если показания анализаторов до и после испытаний отличаются не более чем на ±3 %. А.2 Требования к дымомеру А.2.1 Дымомер должен работать по методу просвечивания столба отработавших газов определенной длины. Эффективная база дымомера должна составлять 0,43 м. А.2.2 В качестве источника света в измерительной схеме дымомера следует использовать электрическую лампу накаливания с цветовой температурой нити 2800 - 3250 К. А.2.3 В качестве датчика в фотоизмерительной схеме дымомера следует использовать фотоприемник со спектральной характеристикой, близкой к спектральной характеристике глаза человека: максимальная чувствительность - при длине волны 550 - 570 нм; менее 4 % максимума - при длинах волн ниже 430 нм и выше 680 нм. А.2.4 Дымомер должен быть снабжен индикатором дымности с двумя измерительными шкалами: основной и вспомогательной. А.2.5 Основная измерительная шкала индикатора дымности должна быть градуирована в единицах натурального показателя ослабления светового потока K, м-1. Диапазон шкалы изменений натурального показателя ослабления светового потока должен быть от 0 (абсолютно прозрачная среда) до ∞ (абсолютно светонепроницаемая среда). А.2.6 Вспомогательная измерительная шкала индикатора дымности должна быть линейной и градуирована в относительных единицах коэффициента ослабления светового потока N, %. На шкале должно быть 100 делений в диапазоне изменения коэффициента ослабления светового потока от 0 (абсолютно прозрачная среда) до 100 % (абсолютно непрозрачная среда). А.2.7 Связь между основной и вспомогательной шкалами индикатора дымомера выражается формулой K = -L-1Ln(1 - N/100) (A.1) или N = (1 - e-KL)100, (A.2) А.2.8 Если эффективная база дымомера, используемого при испытаниях, не равна 0,43 м, то показания, снятые по линейной шкале, должны быть приведены к показаниям линейной шкалы прибора с эффективной базой 0,43 м по формуле N = 100[1 - (1 - NL/100)a], (А.3) где а - показатель степени а = 0,43/L, NL - коэффициент ослабления при измерении дымомером с эффективной базой L (м), %. А.2.9 Дымомер должен быть оборудован устройствами контроля температуры и давления столба отработавших газов, находящихся в измерительной камере. Во время испытаний температура отработавших газов в измерительной камере дымомера должна поддерживаться в пределах 70 - 150 °С, а избыточное давление - 400 - 750 Па. ПРИЛОЖЕНИЕ Б(обязательное) Режимы работы двигателей при проведении испытаний по определению выбросов вредных веществ двигателей с искровым воспламенением
ПРИЛОЖЕНИЕ В(обязательное) Режимы работы двигателей при проведении испытаний по определению удельных выбросов вредных веществ с отработавшими газами
ПРИЛОЖЕНИЕ Г(обязательное) Формы протоколов испытаний
ПРИЛОЖЕНИЯ В, Г (Измененная редакция, Изм. № 1). ПРИЛОЖЕНИЕ Д(обязательное) Основные характеристики двигателя и сведения относительно проведения испытаний1 Марка двигателя 1.1 Наименование и адрес предприятия-изготовителя 1.2 Заводской номер двигателя 1.3 Тактность 1.4 Диаметр цилиндра 1.5 Ход поршня 1.6 Количество и расположение цилиндров и порядок работы 1.7 Рабочий объем цилиндров 1.8 Номинальная частота вращения коленчатого вала 1.9 Максимальный крутящий момент 1.10 Степень сжатия 1.11 Тип рабочего процесса 1.12 Чертеж (чертежи) камеры сгорания и поршня с поршневыми кольцами (при необходимости чертеж прикладывается к заявке заказчиком) 1.13 Система охлаждения (жидкостная/воздушная) 1.14 Максимальная температура, разреженная предприятием-изготовителем 1.15 Максимальная температура отработавших газов на выходе из двигателя 1.16 Температура топлива: min: max: 1.17 Температура масла: min: max: 1.18 Наличие наддува двигателя 1.19 Марка турбокомпрессора 1.20 Наличие охладителя наддувочного воздуха (ОНВ) 1.20.1 Температура воздушного заряда на выходе из ОНВ при номинальной скорости двигателя и 100 %-ной нагрузке 1.20.2 Падение давления воздушного заряда в ОНВ при номинальной скорости двигателя и 100 %-ной нагрузке 1.21 Максимально допустимое разрежение во впускном коллекторе при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя и 100 %-ной нагрузке 1.22 Максимально допустимое противодавление в выпускном коллекторе при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя и 100 %-ной нагрузке 2 Дополнительные устройства очистки отработавших газов (при необходимости чертеж прикладывается к заявке заказчиком) 3 Вид топлива 3.1 Система подачи топлива (топливный насос) высокого давления, карбюратор, система впрыскивания бензина, система подачи газообразного топлива и т.д. (при необходимости чертеж прикладывается к заявке заказчиком) 3.2 Марка (марки) топливоподающего агрегата 3.3 Наличие устройства изменения угла опережения впрыскивания (зажигания) топлива (при необходимости чертеж прикладывается к заявке заказчиком) 3.4 Значение установочного угла опережения впрыскивания (зажигания) топлива (при необходимости характеристика прикладывается к заявке заказчиком) 3.5 Топливопроводы системы подачи топлива: 3.5.1 Длина 3.5.2 Внутренний диаметр 3.6 Форсунка (свечи зажигания): 3.6.1 Марка (марки) 3.6.2 Тип (типы) 3.6.3 Давление топлива в момент открытия форсунки 3.7 Регулятор: 3.7.1 Марка (марки) 3.7.2 Тип (типы) 3.8 Система запуска непрогретого двигателя: 3.8.1 Марка (марки) 3.8.2 Описание 4 Клапанное распределение: 4.1 Максимальный ход клапанов и углы открытия и закрытия, определяемые по отношению к мертвым точкам Впускной клапан: открытие закрытие Выпускной клапан: открытие закрытие 4.2 Исходные регулировочные зазоры на холодном двигателе 5 Характеристики двигателя 5.1 Максимальные обороты холостого хода 5.2 Минимальные обороты холостого хода 5.3 Затраты мощности на привод вентилятора, при частоте вращения коленчатого вала: - номинальной - соответствующей максимальному крутящему моменту 6. Приложения: чертежи, схемы. ПРИЛОЖЕНИЕ Д (Введено дополнительно, Изм. № 1).
Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания, отработавшие газы, выбросы вредных веществ, дымность, испытания, нормы, оборудование
СОДЕРЖАНИЕ
|