LegalizeDecreto-Lei n.º 236/2005 — Transpõe para a ordem jurídica nacional a Directiva n.º 2004/26/CE, do Parlamento Europeu e do Conselho, de 21 de…
Transpõe para a ordem jurídica nacional a Directiva n.º 2004/26/CE, do Parlamento Europeu e do Conselho, de 21 de Abril, que altera a Directiva n.º 97/68/CE, relativa à aproximação das legislações dos Estados membros respeitantes a medidas contra a emissão de poluentes gasosos e de partículas pelos motores de combustão interna a instalar em máquinas móveis não rodoviárias
O motor em ensaio deve ser equipado com um sistema de admissão de ar que apresente uma restrição à entrada de ar a (mais ou menos)300 Pa do valor especificado pelo fabricante para um filtro de ar limpo às condições de funcionamento do motor especificadas pelo fabricante de modo a obter-se um caudal máximo de ar. As restrições devem ser reguladas à velocidade e carga completa. Pode-se utilizar um sistema existente na sala de ensaios, desde que reproduza as condições reais de funcionamento do motor.
2.4 - Sistema de escape do motor
O motor em ensaio deve ser equipado com um sistema de escape que apresente uma contrapressão no escape a (mais ou menos)650 Pa do valor especificado pelo fabricante para as condições normais de funcionamento de modo a obter-se a potência máxima declarada do motor.
Se o motor estiver equipado com um dispositivo de pós-tratamento dos gases de escape, o tubo de escape deve ter o mesmo diâmetro que o existente em uso ao longo de um comprimento de pelo menos quatro diâmetros de tubo a montante da entrada do início da secção alargada que contém o dispositivo de pós-tratamento. A distância entre a flange do coletor de escape ou da saída do turbocompressor e o dispositivo de pós-tratamento dos gases de escape deve ser o mesmo que na configuração na máquina ou dentro das especificações de distância do fabricante. A contrapressão com restrição de escape deve seguir os mesmos critérios acima e pode ser regulada com uma válvula. O recipiente de pós-tratamento pode ser removido durante os ensaios em banco e durante o mapeamento do motor e substituído por um recipiente equivalente que tenha um suporte catalisador inativo.
2.5 - Sistema de arrefecimento
O sistema de arrefecimento do motor deve ter capacidade suficiente para manter o motor às temperaturas normais de funcionamento prescritas pelo fabricante.
2.6 - Lubrificante
As especificações do lubrificante utilizado para o ensaio devem ser registadas e apresentadas com os resultados do ensaio.
2.7 - Combustível de ensaio
O combustível deve ser o combustível de referência especificado no anexo IV
O índice de cetano e o teor de enxofre do combustível de referência utilizado para o ensaio devem ser registados respetivamente nos n.os 1.1.1 e 1.1.2 do apêndice 1 do anexo VI.
A temperatura do combustível à entrada da bomba de injeção deve estar compreendida entre 306 K e 316 K [(33-43) ºC].
3 - Condução do ensaio NRSC
3.1 - Determinação das regulações do dinamómetro
A base da medição das emissões específicas é a potência ao freio não corrigida de acordo com a norma ISO 14396.
Os dispositivos auxiliares que apenas sejam necessários para o funcionamento da máquina e que possam estar montados no motor, devem ser retirados para a realização dos ensaios. Dá-se como exemplo a seguinte lista incompleta:
Compressor de ar para os travões;
Compressor da direção assistida;
Compressor do sistema de ar condicionado;
Bombas para os atuadores hidráulicos.
Nos casos em que os dispositivos auxiliares não tenham sido retirados, determina-se a potência por eles absorvida, a fim de determinar as regulações do dinamómetro, exceto no que diz respeito a motores em que esses dispositivos auxiliares fazem parte integrante do motor, como por exemplo ventoinhas de arrefecimento em motores arrefecidos a ar.
A restrição à admissão e a contrapressão no tubo de escape devem ser ajustadas de acordo com os limites superiores especificados pelo fabricante, em conformidade com o indicado nos n.os 2.3 e 2.4.
Os valores do binário máximo às velocidades de ensaio especificadas devem ser determinadas experimentalmente a fim de se calcularem os valores do binário para os modos de ensaio especificados. No caso dos motores que não sejam concebidos para funcionar ao longo de uma gama de velocidades em uma curva do binário a plena carga, o binário máximo às velocidades de ensaio deve ser declarado pelo fabricante.
A regulação do motor para cada modo de ensaio deve ser calculada utilizando a seguinte fórmula:
Se a relação
O valor de P(índice AE) pode ser verificado pela autoridade de homologação.
3.2 - Preparação de filtros de recolha de amostras
Pelo menos uma hora antes do ensaio, cada filtro (par) deve ser colocado numa placa de Petri, fechada mas não selada numa câmara de pesagem, para efeitos de estabilização. No final do período de estabilização, cada filtro (par) deve ser pesado, sendo registada a tara. O filtro (par) deve então ser armazenado numa placa de Petri fechada ou num suporte de filtro até ser necessário para o ensaio. Se o filtro (par) não for utilizado no prazo de oito horas a seguir à sua renovação da câmara de pesagem deve ser pesado novamente antes da utilização.
3.3 - Instalação do equipamento de medida
Os instrumentos e as sondas de recolha de amostras devem ser instalados conforme necessário. Quando se utilizar um sistema de diluição total do fluxo para a diluição dos gases de escape, o tubo de escape deve ser ligado ao sistema.
3.4 - Arranque do sistema de diluição e do motor
O sistema de diluição e o motor devem começar a funcionar e aquecer até que todas as temperaturas e pressões tenham estabilizado a plena carga e a velocidade nominal, nos termos do n.º 3.7.2.
3.5 - Ajustamento da razão de diluição
O sistema de recolha de amostras de partículas deve começar a funcionar em derivação, por bypass, para o método do filtro único, sendo facultativo para o método dos filtros múltiplos. A concentração de fundo de partículas no ar de diluição pode ser determinada passando o ar de diluição através dos filtros de partículas. Se for utilizado ar de diluição filtrado, pode ser feita uma única medição em qualquer altura antes, durante ou após o ensaio. Se o ar de diluição não for filtrado, a medição deve ser feita numa amostra retirada durante o ensaio.
O ar de diluição deve ser regulado de modo a obter uma temperatura da face do filtro compreendida entre 315 K (42 ºC) e 325 K (52 ºC) em cada modo. A razão total de diluição não deve ser inferior a quatro.
Nota. - Para o procedimento em estado estacionário, a temperatura do filtro deve ser mantida à temperatura máxima de 325 K (52 ºC) ou abaixo desta, em vez de respeitar a gama de temperaturas de 42 ºC a 52 ºC.
Para ambos os métodos do filtro único ou dos filtros múltiplos, o caudal mássico da amostra através do filtro deve ser mantido a uma proporção constante do caudal mássico dos gases de escape diluídos no que diz respeito aos sistemas de escoamento total em todos os modos. Esta razão de massas deve ter uma tolerância de (mais ou menos) 5 % no que diz respeito ao valor médio do modo, exceto nos primeiros 10 segundos de cada modo no caso dos sistemas que não tenham a possibilidade de derivação. Para os sistemas de diluição parcial do fluxo com o método do filtro único, o caudal mássico através do filtro deve ser constante com uma tolerância de (mais ou menos) 5 % no que diz respeito ao valor médio do modo durante cada modo, exceto nos primeiros 10 segundos de cada modo para os sistemas que não tenham a possibilidade de derivação.
Para os sistemas controlados pela concentração de CO(índice 2) ou NO(índice x), o teor de CO(índice 2) ou NO(índice x) do ar de diluição deve ser medido no início e no fim de cada ensaio. As medições das concentrações de fundo de CO(índice 2) ou NO(índice x) do ar de diluição antes e após o ensaio devem ficar compreendidas, respetivamente, dentro de um intervalo de 100 ppm ou 5 ppm.
Quando se utilizar um sistema de análise dos gases de escape diluídos, as concentrações de fundo relevantes devem ser determinadas pela recolha de ar de diluição num saco de recolha de amostras ao longo de toda a sequência do ensaio.
A concentração de fundo contínua, sem saco, pode ser tomada no mínimo em três pontos, no início, no fim e num ponto próximo do meio do ciclo, calculando-se a respetiva média. A pedido do fabricante, as medições de fundo podem ser omitidas.
3.6 - Verificação dos analisadores
Os analisadores das emissões devem ser colocados em zero e calibrados.
3.7 - Ciclo do ensaio
3.7.1 - Especificações do equipamento em conformidade com o n.º 1 do artigo 2.º
3.7.1.1 - Especificação A
No que diz respeito aos motores abrangidos pelas alíneas a) e c) do n.º 1 do artigo 2.º, utiliza-se o seguinte ciclo de oito modos (1) no funcionamento do dinamómetro com o motor a ensaiar:
3.7.1.2 - Especificação B
No que diz respeito aos motores abrangidos pela alínea b) do n.º 1 do artigo 2.º, utiliza-se o seguinte ciclo de cinco modos (3) no funcionamento do dinamómetro com o motor a ensaiar:
Os valores de carga são valores percentuais do binário correspondente à potência primária definida como a potência máxima disponível durante uma sequência de potência variável, que pode ocorrer durante um número ilimitado de horas por ano, entre manutenções nos intervalos declarados e nas condições ambientais declaradas, sendo a manutenção efetuada de acordo com o prescrito pelo fabricante.
3.7.1.3 - Especificação C
No que diz respeito aos motores de propulsão (4) destinados a utilização em embarcações de navegação interior, utiliza-se o método de ensaio especificado na Norma ISO 8178-4 e no anexo VI (código NO(índice x) da Convenção Marpol 73/78 da OMI.
Os motores de propulsão que funcionam com curva de hélice de passo fixo são testados num dinamómetro utilizando o seguinte ciclo de quatro modos em estado estacionário(5), desenvolvido para representar o funcionamento de motores diesel marítimos comerciais em condições normais.
Os motores de propulsão de velocidade fixa destinados às embarcações de navegação interior com hélices de passo variável ou acopladas electricamente são ensaiados num dinamómetro utilizando o seguinte ciclo de quatro modos em estado estacionário (6), que se caracteriza pela mesma carga e pelos mesmos factores de ponderação que o ciclo supra, mas funcionando o motor à velocidade nominal em cada ciclo.
3.7.1.4 - Especificação D
No que diz respeito aos motores abrangidos pela alínea d) do n.º 1 do artigo 2.º, utiliza-se o seguinte ciclo de três modos (7) no funcionamento do dinamómetro com o motor a ensaiar:
Notas
(1) Idêntico ao ciclo C1 descrito no n.º 8.3.1.1 da norma ISO 8178-4 .
(2) A velocidade de referência é definida no n.º 4.3.1 do anexo III.
(3) Idêntico ao ciclo D2 descrito no n.º 8.4.1 da norma ISO 8178-4 (E).
(4) Os motores auxiliares de velocidade constante devem ser certificados de acordo com o ciclo de funcionamento ISO D2, ou seja, o ciclo de 5 modos em estado estacionário especificado no n.º 3.7.1.2, enquanto os motores auxiliares de velocidade variável devem ser certificados de acordo com o ciclo de funcionamento ISO C1, ou seja, o ciclo de 8 modos em estado estacionário especificado no n.º 3.7.1.1
(5) Idêntico ao ciclo E3 descrito nos n.os 8.5.1, 8.5.2 e 8.5.3 da norma ISO 8178-4 (E). Os quatro modos assentam numa curva de hélice média baseada em medidas em uso.
(6) Idêntico ao ciclo E2 descrito nos n.os 8.5.1, 8.5.2 e 8.5.3 da norma ISO 8178-4 (E).
(7) Idêntico ao ciclo F da norma ISO 8178 -4(E);
3.7.2 - Condicionamento do motor
O aquecimento do motor e do sistema deve ser efetuado à velocidade e binário máximos a fim de estabilizar os parâmetros do motor de acordo com as recomendações do fabricante.
Nota: O período de condicionamento deve também impedir a influência de depósitos provenientes de um ensaio anterior no sistema de escape. Exige-se também um período de estabilização entre os pontos de ensaio, para minimizar as influências de passagem de um ponto para outro.
3.7.3 - Sequência do ensaio
Dá-se início à sequência de ensaio. O ensaio deve ser realizado pela ordem dos números dos modos conforme acima indicado para os ciclos de ensaio.
Durante cada modo do ciclo de ensaio em questão após o período inicial de transição, mantém-se a velocidade especificada a (mais ou menos) 1 % da velocidade nominal ou (mais ou menos) 3 min(elevado a -1), conforme o que for maior, exceto para a marcha lenta sem carga, que deve estar dentro das tolerâncias declaradas pelo fabricante. O binário especificado deve ser mantido de modo a que a média durante o período em que as medições estiverem a ser efetuadas não divirja mais do que (mais ou menos) 2 % do binário máximo à velocidade de ensaio.
Para cada ponto de medição é necessário um tempo mínimo de 10 minutos. Se para o ensaio de um motor forem necessários tempos de recolha de amostras maiores para se poder obter uma massa de partículas suficiente no filtro de medição, a duração dos modos de ensaio pode ser alargado conforme necessário.
A duração do modo deve ser registada e incluída num relatório.
Os valores das concentrações das emissões gasosas pelo escape devem ser medidos e registados durante os últimos três minutos do modo.
A recolha de amostras de partículas e a medição das emissões gasosas não devem ter início antes de terminada a estabilização do motor, conforme definido pelo fabricante, e os finais respetivos devem coincidir.
A temperatura do combustível deve ser medida à entrada da bomba de injeção de combustível, ou conforme especificado pelo fabricante, registando-se o local de medição.
3.7.4 - Resposta do analisador
Os resultados fornecidos pelos analisadores devem ser registados por um registador de agulhas ou medidos com um sistema equivalente de aquisição de dados; os gases de escape devem passar através dos analisadores pelo menos durante os últimos três minutos de cada modo. Se for aplicada a recolha de amostras em sacos para a medição do CO e do CO(índice 2) diluídos, conforme o n.º 1.4.4 do apêndice 1, deve ser recolhida uma amostra num saco durante os últimos três minutos de cada modo, sendo a amostra analisada e os respetivos resultados registados.
3.7.5 - Recolha de amostras de partículas
A recolha de amostras de partículas pode ser feita quer com o método do filtro único quer pelo método dos filtros múltiplos, conforme o n.º 1.5 do apêndice 1. Dado que os resultados dos métodos podem diferir ligeiramente, o método utilizado deve ser declarado com os resultados.
Para o método do filtro único, os factores de ponderação de cada modo especificados no procedimento do ciclo de ensaio devem ser tidos em consideração durante a recolha de amostras através do ajustamento do caudal e ou tempo de recolha.
A recolha de amostras deve ser conduzida o mais tarde possível dentro de cada modo. O tempo de recolha por modo deve ser de pelo menos 20 segundos para o método do filtro único e pelo menos 60 segundos para o método dos filtros múltiplos. Para os sistemas sem a possibilidade de derivação, o tempo de recolha por modo deve ser de pelo menos 60 segundos para os métodos do filtro único e dos filtros múltiplos.
3.7.6 - Parâmetros do motor
A velocidade e a carga, a temperatura do ar de admissão, o caudal de combustível e o caudal do ar ou dos gases de escape do motor devem ser medidos para cada modo logo que o motor se tenha estabilizado.
Se a medição do caudal dos gases de escape ou medição do ar de combustão e do consumo de combustível não forem possíveis, esses valores podem ser calculados utilizando o método do balanço do carbono e do oxigénio conforme o n.º 1.2.3 do apêndice 1.
Quaisquer outros dados necessários para os cálculos devem ser registados nos termos dos n.os 1.1 e 1.2 do apêndice 3.
3.8 - Reverificação dos analisadores
Após o ensaio das emissões, deve-se utilizar um gás de colocação no zero e o mesmo gás de calibração para a reverificação. O ensaio é considerado aceitável se a diferença entre as duas medições for inferior a 2 %.
4 - Condução do ensaio NRTC
4.1 - Introdução
O ciclo em condições transientes não rodoviário (NRTC) consta do apêndice 4 do anexo III, como uma sequência segundo a segundo de valores normalizados da velocidade e binário aplicáveis a todos os motores diesel abrangidos pelo presente diploma. Para realizar o ensaio num banco de ensaios de motores, os valores normalizados são convertidos em valores reais para o motor em ensaio, com base na curva de mapeamento do motor. Essa conversão é referida como desnormalização, e o ciclo de ensaios desenvolvido é referido como o ciclo de referência do motor a ensaiar. Utilizando esses valores de velocidade e do binário de referência, realiza-se o ciclo no banco de ensaios, registando-se os valores da velocidade e do binário de retroação. Para validar o ensaio e ao completá-lo, realiza-se uma análise de regressão entre os valores de velocidade e do binário de referência e de retroação.
4.1.1 - É proibida a utilização de dispositivos manipuladores ou de estratégias irracionais de controlo de emissões.
4.2 - Procedimento de mapeamento do motor
Ao gerar o NRTC no banco de ensaios, o motor deve ser mapeado antes de realizar o ciclo de ensaios para determinar a curva velocidade-binário.
4.2.1 - Determinação da gama de velocidades de mapeamento
As velocidades mínima e máxima de mapeamento são definidas como segue:
Velocidade mínima de mapeamento = velocidade de marcha lenta sem carga
Velocidade máxima de mapeamento = n(índice hi) x 1,02 ou a velocidade em que o binário a plena carga cai para zero, conforme a que for inferior em que n(índice hi) é a velocidade elevada definida como a velocidade mais elevada do motor quando é fornecida 70 % da potência nominal.
4.2.2 - Curva de mapeamento do motor
O aquecimento do motor deve ser efetuado à velocidade máxima a fim de estabilizar os parâmetros do motor de acordo com as recomendações do fabricante e a boa prática da engenharia. Quando o motor estiver estabilizado, realiza-se o mapeamento do motor de acordo com os seguintes passos.
4.2.2.1 - Mapa em condições transientes
Retira-se a carga do motor que é operado à velocidade de marcha lenta sem carga;
O motor é operado a plena carga com a bomba de injeção à velocidade mínima de mapeamento;
Aumenta-se a velocidade do motor a uma taxa média de 8 (mais ou menos) 1 min(elevado a -1)/s desde a velocidade mínima à velocidade máxima de mapeamento. Registam-se os pontos de velocidade e do binário do motor a uma taxa de amostragem de pelo menos um ponto por segundo.
4.2.2.2 - Mapa passo a passo
Retira-se a carga do motor sendo operado à velocidade de marcha lenta sem carga;
O motor é operado à regulação de plena carga da bomba de injeção à velocidade mínima de mapeamento;
Mantendo-se a plena carga, mantém-se a velocidade mínima de mapeamento durante pelo menos 15 s e regista-se o binário médio durante os últimos 5 s. Determina-se a curva do binário máximo desde a velocidade mínima à velocidade máxima de mapeamento com incrementos de velocidade não superiores a 100 (mais ou menos) 20 /min. Cada ponto de ensaio é mantido durante pelo menos 15 s, e regista-se o binário médio durante os últimos 5 s.
4.2.3 - Geração da curva de mapeamento
Ligam-se todos os pontos de dados registados no n.º 4.2.2 utilizando uma interpolação linear entre os pontos. A curva resultante do binário é a curva de mapeamento que é utilizada para converter os valores normalizados do binário do programa do dinamómetro do motor do apêndice 4 em valores reais de binário para o ciclo de ensaios, conforme descrito no n.º 4.3.3.
4.2.4 - Mapeamento alternativo
Se um fabricante pensar que as técnicas de mapeamento acima indicadas não são seguras ou não são representativas para um dado motor, podem-se utilizar técnicas de mapeamento alternativas. Estas técnicas devem satisfazer a intenção dos procedimentos de mapeamento especificados para determinar o binário máximo disponível a todas as velocidades do motor atingidas durante os ciclos de ensaio. Os desvios das técnicas de mapeamento, especificadas neste ponto, por razões de segurança ou representatividade são aprovadas pelas partes envolvidas juntamente com a justificação da respetiva utilização. Todavia, em caso algum pode a curva de binário ser traçada através de velocidades de motor descendentes para os motores governados ou turbocomprimidos.
4.2.5 - Repetições de ensaios
Os motores não precisam de ser mapeados antes de cada ciclo de ensaios. Um motor deve ser remapeado antes de um ciclo de ensaios se:
Decorreu um período de tempo não razoável entre o último mapeamento, conforme determinado pelo sentimento de engenharia, ou
Foram efetuadas mudanças físicas ou recalibrações ao motor, que podem potencialmente afectar o comportamento funcional do motor.
4.3 - Geração do ciclo de ensaios de referência
4.3.1 - Velocidade de referência
A velocidade de referência (n(índice ref)) corresponde aos valores da velocidade normalizados a 100 % especificados no programa do dinamómetro no apêndice 4 do anexo III. O ciclo efetivo do motor resultante da desnormalização para a velocidade de referência depende, em larga medida, da seleção da velocidade de referência adequada. Determina-se a velocidade de referência pela seguinte fórmula:
n(índice ref) = velocidade baixa + 0,95 x (velocidade elevada - velocidade baixa)
(a velocidade elevada é a velocidade mais elevada do motor à qual se fornece 70 % da potência nominal, ao passo que a velocidade baixa é a velocidade mais baixa do motor à qual se fornece 50 % da potência nominal).
Se a velocidade de referência medida se situar no intervalo de (mais ou menos) 3 % da velocidade de referência declarada pelo fabricante, a velocidade de referência declarada pode ser utilizada para o ensaio de medição das emissões. Se a tolerância for excedida, utiliza-se a velocidade de referência medida para o ensaio de medição das emissões (1).
(1) Estes valores estão em conformidade com a ISO 8178-11.
4.3.2 - Desnormalização da velocidade do motor
Desnormaliza-se a velocidade utilizando a seguinte equação:
4.3.3 - Desnormalização do binário do motor
Os valores do binário no programa do dinamómetro do motor do apêndice 4 do anexo III são normalizados para o binário máximo à velocidade respetiva. Desnormalizam-se os valores de binário do ciclo de referência através da curva de mapeamento determinada de acordo com o n.º 4.2.2, do seguinte modo:
Para a velocidade real respetiva determinada no n.º 4.3.2.
4.3.4 - Exemplo de procedimento de desnormalização
Como exemplo, desnormaliza-se o seguinte ponto de ensaio:
% velocidade = 43 %
% binário = 82 %
Dados os seguintes valores:
Velocidade de referência = 2 200 min(elevado a -1)
Velocidade de marcha lenta sem carga = 600 min(elevado a -1)
Obtém-se velocidade real
Com o binário máximo de 700 N m observado na curva de mapeamento a 1288 min(elevado a -1)
4.4 - Dinamómetro
4.4.1 - Ao utilizar uma célula de carga, transfere-se o sinal do binário para o eixo do motor e considera-se a inércia do dinamómetro. O binário real do motor é o binário lido na célula de carga adicionado do momento de inércia do freio multiplicado pela aceleração angular. O sistema de controlo tem de realizar este cálculo em tempo real.
4.4.2 - Se o motor for ensaiado com um dinamómetro de correntes de Foucault, recomenda-se que o número de pontos, em que a diferença T(índice sp) - 2 x (Pi) x n(índice sp)x (Teta)(índice D) é inferior a -5 % do binário de pico, não exceda 30, em que T(índice sp) é o binário exigido, n(índice sp) é a derivada da velocidade do motor e (Teta)(índice D) é a inércia de rotação do dinamómetro de correntes de Foucault.
4.5 - Ensaio de medição das emissões
O fluxograma a seguir descreve a sequência do ensaio:
Pode realizar-se um ou mais ciclos preliminares, conforme for necessário, para verificar o motor, a célula de ensaio e os sistemas de emissão antes do ciclo de medição.
4.5.1 - Preparação dos filtros de recolha de amostras
Pelo menos uma hora antes do ensaio, coloca-se cada filtro numa placa de Petri, protegida contra a contaminação por pó mas que permita a troca de ar, que é, por sua vez, colocada numa câmara de pesagem, para efeitos de estabilização. No final do período de estabilização, pesa-se cada filtro, sendo registada a sua massa. Armazena-se então o filtro numa placa de Petri fechada ou num porta-filtros selado até ser necessário para o ensaio. Utiliza-se o filtro nas 8 horas que se seguem à sua remoção da câmara de pesagem. Regista-se a tara.
4.5.2 - Instalação do equipamento de medição
Instalam-se os instrumentos e as sondas de recolha conforme necessário. Liga-se o tubo de escape ao sistema de diluição em circuito total, se utilizado.
4.5.3 - Arranque do sistema de diluição
O sistema de diluição é colocado em funcionamento. Regula-se o caudal total dos gases de escape diluídos de um sistema de diluição em circuito total ou o caudal diluído dos gases de escape através de um sistema de diluição em circuito parcial para eliminar a condensação de água do sistema e obter uma temperatura à face do filtro compreendida entre 315 K (42 ºC) e 325 K (52 ºC).
4.5.4 - Arranque do sistema de recolha de amostras de partículas
Coloca-se em funcionamento o sistema de recolha de amostras de partículas funcionando em derivação. A concentração de fundo de partículas no ar de diluição pode ser determinada pela recolha de amostras do ar de diluição antes da entrada dos gases de escape no túnel de diluição. É preferível que a amostra de partículas de fundo seja recolhida durante o ciclo em condições transientes se houver outro sistema de recolha de amostras de partículas. Caso contrário, pode-se utilizar o sistema de recolha de amostras de partículas utilizado para recolher as partículas do ciclo em condições transientes. Se for utilizado ar de diluição filtrado, pode-se efetuar uma medição antes ou depois do ensaio. Se o ar de diluição não for filtrado, as medições devem ser feitas antes do início e após o fim do ciclo, tomando-se a média dos valores.
4.5.5 - Verificação dos analisadores
Os analisadores das emissões devem ser colocados a zero e calibrados. Se forem utilizados sacos de recolha de amostras, é necessário esvaziá-los.
4.5.6 - Prescrições para o arrefecimento
Pode ser aplicado um procedimento de arrefecimento natural ou forçado. Para um arrefecimento forçado, utilizam-se técnicas reconhecidas para criar sistemas de circulação de ar de arrefecimento no motor, bem como de óleo frio no sistema de lubrificação do motor, de extração do calor do líquido de arrefecimento através do sistema de arrefecimento do motor, e de extração do calor de um sistema de pós-tratamento dos gases de escape. No caso de arrefecimento forçado do sistema de pós-tratamento de gases de escape, o ar de arrefecimento não deve ser aplicado antes de a temperatura do sistema de pós-tratamento ter descido abaixo da temperatura de ativação catalítica. Não são autorizados procedimentos de arrefecimento que conduzam a emissões não representativas.
O ensaio de medição das emissões de escape do ciclo de arranque a frio pode começar após um arrefecimento apenas quando as temperaturas do óleo do motor, do líquido de arrefecimento e do sistema de pós-tratamento tenham estabilizado entre 20 ºC e 30 ºC durante um intervalo mínimo de 15 minutos.
4.5.7 - Realização do ciclo
4.5.7.1 - Ciclo de arranque a frio
A sequência de ensaio começa com o ciclo de arranque a frio uma vez terminado o arrefecimento e quando todos os requisitos definidos no n.º 4.5.6 estiverem preenchidos.
Faz-se arrancar o motor de acordo com o procedimento de arranque recomendado pelo fabricante no manual de utilização, utilizando quer um motor de arranque de série quer o dinamómetro.
Logo que o motor tenha arrancado, ligar um contador de marcha lenta sem carga. Deixar o motor rodar livremente em marcha lenta sem carga durante 23 (mais ou menos) 1 s. Iniciar o ciclo transiente do motor de modo a que o primeiro registo sem marcha lenta sem carga do ciclo ocorra aos 23 (mais ou menos) 1 s. O período de marcha lenta sem carga está incluído nos 23 (mais ou menos) 1 s.
Realiza-se o ensaio de acordo com o ciclo de referência indicado no apêndice 4 do anexo III. Determinam-se os pontos de controlo da velocidade e do binário do motor com uma frequência de 5 Hz ou superior (recomenda-se 10 Hz). Calculam-se os pontos de controlo através de interpolação linear entre os pontos de controlo a 1 Hz do ciclo de referência. Registam-se a velocidade e o binário efetivos do motor pelo menos uma vez por segundo durante o ciclo de ensaios, podendo os sinais ser electronicamente filtrados.
4.5.7.2 - Resposta dos analisadores
O equipamento de medição deve ser colocado em funcionamento simultaneamente com o arranque do motor para:
Começar a recolher ou analisar o ar de diluição, se for utilizado um sistema de diluição em circuito total;
Começar a recolher ou analisar os gases de escape brutos ou diluídos, dependendo do método utilizado;
Começar a medição da quantidade dos gases de escape diluídos e as temperaturas e pressões requeridas;
Começar o registo do caudal mássico dos gases de escape, se for utilizada a análise dos gases de escape brutos;
Começar o registo dos dados da velocidade e do binário provenientes do dinamómetro.
Se se utilizar a medição dos gases de escape brutos, medem-se em contínuo as concentrações das emissões (HC, CO e NO(índice x) e o caudal mássico dos gases de escape, sendo registados com uma frequência mínima de 2 Hz num sistema informático. Todos os outros dados podem ser registados com uma frequência mínima de 1 Hz. No que diz respeito aos analisadores analógicos, regista-se a resposta, podendo os dados de calibração ser aplicados em linha ou fora de linha durante a avaliação dos dados.
Se for utilizado um sistema de diluição em circuito total, medem-se em contínuo as emissões de HC e de NO(índice x) no túnel de diluição com uma frequência mínima de 2 Hz.
Determinam-se as concentrações médias integrando os sinais do analisador ao longo do ciclo de ensaio. O tempo de resposta do sistema não deve ser superior a 20 s, e deve ser coordenado com as flutuações do caudal do CVS e os desvios do tempo de recolha de amostras/ciclo de ensaio, se necessário. Determinam-se as emissões de CO e CO(índice 2) por integração ou por análise das concentrações no saco de recolha de amostras, recolhidas ao longo do ciclo. Determinam-se as concentrações dos poluentes gasosos no ar de diluição pela integração ou por recolha no saco de recolha. Registam-se todos os outros parâmetros que precisam de ser medidos com um mínimo de uma medição por segundo (1 Hz).
4.5.7.3 - Recolha de partículas
Aquando do arranque do motor, o sistema de recolha de partículas deve ser comutado do modo de derivação para o modo de recolha.
Se se utilizar um sistema de diluição em circuito parcial, a(s) bomba(s) de recolha deve(m) ser ajustada(s) de modo a que o caudal que atravessa a sonda de recolha de partículas ou o tubo de transferência se mantenha proporcional ao caudal mássico dos gases de escape.
Se se utilizar um sistema de diluição em circuito total, a(s) bomba(s) de recolha deve(m) ser regulada(s) de modo a que o caudal que atravessa a sonda de recolha de partículas ou o tubo de transferência se mantenha num valor a (mais ou menos) 5 % do caudal fixado. Se se utilizar compensação do caudal (isto é, controlo proporcional do caudal da amostra), deve-se demonstrar que a relação entre o caudal no túnel principal e o caudal da amostra de partículas não varia em mais de (mais ou menos) 5 % do seu valor fixado (exceto no que diz respeito aos primeiros 10 segundos de recolha).
Nota. - No caso de uma operação de dupla diluição, o caudal da amostra é a diferença líquida entre o caudal que atravessa os filtros de recolha e o caudal de ar de diluição secundária.
Registam-se a temperatura e a pressão médias à entrada do(s) aparelho(s) de medição dos gases ou dos instrumentos de medição do caudal. Caso não se possa manter o caudal fixado durante o ciclo completo (com uma tolerância de (mais ou menos) 5 %) devido à elevada carga de partículas no filtro, o ensaio é anulado. Repete-se o ensaio utilizando um caudal inferior e ou um filtro de diâmetro maior.
4.5.7.4 - Paragem do motor durante o ciclo de arranque a frio
Se o motor parar em qualquer momento do ciclo de ensaio de arranque a frio, pré-condiciona-se o motor, repetindo-se o procedimento de arrefecimento; volta-se, em seguida, a arrancar o motor e repete-se o ensaio. Se ocorrer uma avaria em qualquer um dos equipamentos de ensaio requeridos durante o ciclo de ensaio, o ensaio é anulado.
4.5.7.5 - Operações após o ciclo de arranque a frio
Uma vez terminado o ciclo de arranque a frio do ensaio, deve parar-se a medição do caudal dos gases de escape, do volume dos gases de escape diluídos, do caudal de gases para os sacos de recolha e a bomba de recolha de partículas. No caso de um sistema analisador por integração, continua-se com a recolha até ao fim dos tempos de resposta do sistema.
Se forem utilizados sacos de recolha, as respetivas concentrações devem ser analisadas logo que possível e, em qualquer caso, no intervalo máximo de 20 minutos após o fim do ciclo de ensaio.
Após o ensaio de medição das emissões, deve-se utilizar um gás de colocação no zero e o mesmo gás de calibração para a reverificação dos analisadores. O ensaio é considerado aceitável se a diferença entre os resultados antes do ensaio e após o ensaio for inferior a 2 % do valor do gás de calibração.
Os filtros de partículas devem voltar à câmara de pesagem o mais tardar uma hora após o fim do ensaio. Devem ser condicionados numa placa de Petri, protegida contra a contaminação por pó mas que permita a troca de ar, durante uma hora pelo menos, e depois pesados. Regista-se o peso bruto dos filtros.
4.5.7.6 - Estabilização a quente
Imediatamente após o motor ter sido desligado, desligar a(s) ventoinha(s) de arrefecimento do motor, se utilizada(s), bem como o insuflador do CVS (ou desligar o sistema de escape do CVS), se utilizado.
Deixar o motor estabilizar a temperatura durante 20 (mais ou menos) 1 minutos. Preparar o motor e o dinamómetro para o ensaio de arranque a quente. Ligar os sacos de recolha esvaziados aos sistemas de recolha de amostras de gases de escape diluídos e de ar de diluição. Ligar o sistema CVS (se utilizado ou ainda não estiver ligado) ou ligar o sistema de escape ao CVS (se estiver desligado). Ligar as bombas de recolha de amostras (exceto a(s) bomba(s) de recolha de partículas), a(s) ventoinha(s) de arrefecimento do motor e o sistema de recolha de dados.
Antes de dar início ao ensaio, o permutador de calor do CVS (se utilizado) e os componentes aquecidos de quaisquer sistemas de amostragem contínuos (se aplicável) devem ser pré-aquecidos às temperaturas de funcionamento prescritas.
Regular o caudal da amostra para o valor desejado e colocar a zero os aparelhos de medição do caudal dos gases do CVS. Instalar cuidadosamente um filtro de partículas limpo em cada um dos porta-filtros e colocar os porta-filtros com os filtros na linha do caudal da amostra.
4.5.7.7 - Ciclo de arranque a quente
Logo que o motor tenha arrancado, ligar um contador de marcha lenta sem carga. Deixar o motor rodar livremente em marcha lenta sem carga durante 23 (mais ou menos) 1 s. Iniciar o ciclo transiente do motor de modo a que o primeiro registo sem marcha lenta sem carga do ciclo ocorra aos 23 (mais ou menos) 1 s. O período de marcha lenta sem carga está incluído nos 23 (mais ou menos) 1 s.
Realiza-se o ensaio de acordo com o ciclo de referência indicado no apêndice 4 do anexo III. Determinam-se os pontos de controlo da velocidade e do binário do motor com uma frequência de 5 Hz ou superior (recomenda-se 10 Hz). Calculam-se os pontos de controlo através de interpolação linear entre os pontos de controlo a 1 Hz do ciclo de referência. Registam-se a velocidade e o binário efetivos do motor pelo menos uma vez por segundo durante o ciclo de ensaio, podendo os sinais ser electronicamente filtrados.
Repetir em seguida o procedimento descrito nos n.º 4.5.7.2 e 4.5.7.3.
4.5.7.8 - Paragem do motor durante o ciclo de arranque a quente
Se o motor parar em qualquer momento do ciclo de arranque a quente, pode ser desligado e reestabilizado durante 20 minutos. O ciclo de arranque a quente pode então ser repetido. Apenas se admite uma reestabilização e uma repetição do ciclo de arranque a quente.
4.5.7.9 - Operações após o ciclo de arranque a quente
Uma vez terminado o ciclo de arranque a quente, deve parar-se a medição do caudal dos gases de escape, do volume dos gases de escape diluídos, do caudal de gases para os sacos de recolha e a bomba de recolha de partículas. No caso de um sistema analisador por integração, continua-se com a recolha até ao fim dos tempos de resposta do sistema.
Se forem utilizados sacos de recolha, as respetivas concentrações devem ser analisadas logo que possível e, em qualquer caso, no intervalo máximo de 20 minutos após o fim do ciclo de ensaio.
Após o ensaio de medição das emissões, deve-se utilizar um gás de colocação no zero e o mesmo gás de calibração para a reverificação dos analisadores. O ensaio é considerado aceitável se a diferença entre os resultados antes do ensaio e após o ensaio for inferior a 2 % do valor do gás de calibração.
Os filtros de partículas devem voltar à câmara de pesagem o mais tardar uma hora após o fim do ensaio. Devem ser condicionados numa placa de Petri, protegida contra a contaminação por pó mas que permita a troca de ar, durante uma hora pelo menos, e depois pesados. Regista-se o peso bruto dos filtros.
4.6 - Verificação do ensaio
4.6.1 - Deslocação dos dados
Para minimizar a influência da diferença de tempo entre os valores de retroação e do ciclo de referência toda a sequência dos sinais de retroação da velocidade e do binário do motor pode ser avançada ou atrasada no tempo em relação à sequência de referência da velocidade e do binário. Se os sinais de retroação forem deslocados, tanto a velocidade como o binário devem ser deslocados pela mesma quantidade no mesmo sentido.
4.6.2 - Cálculo do trabalho do ciclo
Calcula-se o trabalho real do ciclo W(índice act) (kWh) utilizando cada um dos pares dos valores registados de velocidade e binário da retroação do motor. O trabalho real do ciclo é utilizado para comparação com o trabalho do ciclo de referência W(índice ref) e para calcular as emissões específicas do freio utiliza-se a mesma metodologia para integrar a potência de referência e a potência real do motor. Se os valores tiverem sido determinados entre valores adjacentes de referência ou valores adjacentes medidos, utiliza-se a interpolação linear.
Ao integrar o trabalho do ciclo de referência e do ciclo real, todos os valores do binário negativos são igualados a zero e incluídos no cálculo. Se a integração for feita a uma frequência inferior a 5 Hz e se, durante um dado intervalo de tempo, o valor do binário varia de positivo para negativo ou de negativo para positivo, calcula-se a porção negativa que é igualada a zero. A parte positiva é incluída no valor integrado.
O valor de W(índice act) deve estar compreendido entre - 15 % e + 5 % de W(índice ref.)
4.6.3 - Estatísticas de validação do ciclo de ensaio
Realizam-se regressões lineares dos valores de retroação em relação aos valores de referência no que diz respeito à velocidade, binário e potência. Depois de ter ocorrido qualquer deslocação dos dados de retroação, pode-se selecionar esta opção. Utiliza-se o método dos mínimos quadrados, tendo a equação do melhor ajustamento a forma:
y = mx + b
em que:
y = Valor de retroação, real, da velocidade (min(elevado a -1)), binário (N.m) ou potência (kW)
m = Declive da reta de regressão
x = Valor de referência da velocidade (min(elevado a -1)), binário (N.m) ou potência (kW)
b = ordenada na origem da reta de regressão
Calcula-se para cada reta de regressão o erro padrão da estimativa (SE) de y em relação a x e o coeficiente de determinação (r(elevado a 2)).
Recomenda-se que esta análise seja efetuada em intervalos de 1 Hz. Para que um ensaio seja considerado válido, os critérios do quadro 1 devem ser satisfeitos.
QUADRO 1
Tolerâncias da reta de regressão
Apenas para efeito da regressão, são admitidas eliminações de pontos onde indicado no quadro 2 antes de fazer o cálculo de regressão. Todavia, esses pontos não devem ser eliminados para o cálculo do trabalho do ciclo e das emissões. Um ponto de repouso é definido como um ponto que tenha um binário de referência normalizado de 0 % e uma velocidade de referência normalizada de 0 %. A eliminação de pontos pode ser aplicada à totalidade ou a qualquer parte do ciclo.
QUADRO 2
Eliminações de análise de regressão admitidas; os pontos a que se aplica a eliminação de pontos têm de ser especificados
APÊNDICE 1
Métodos de medição e de recolha de amostras
1 - Métodos de medição e de recolha de amostras no ensaio NRSC
Os componentes gasosos e as partículas emitidos pelo motor submetido a ensaio devem ser medidos pelos métodos descritos no anexo V. Os métodos desse anexo descrevem os sistemas de análise recomendados para as emissões gasosas, definidas no n.º 1.1 e os sistemas de diluição e de recolha de amostras de partículas recomendados no n.º 1.2.
1.1 - Especificação do dinamómetro
Deve utilizar-se um dinamómetro para motores com características adequadas para realizar o ciclo de ensaio descrito no n.º 3.7.1 do anexo III. A instrumentação para a medição do binário e da velocidade deve permitir a medição da potência dentro dos limites dados. Podem ser necessários cálculos adicionais. A precisão do equipamento de medição deve ser tal que não sejam excedidas as tolerâncias máximas dos valores dadas no n.º 1.3.
1.2 - Escoamento dos gases de escape
O escoamento dos gases de escape deve ser determinado através de um dos métodos mencionados nos n.os 1.2.1 a 1.2.4.
1.2.1 - Método de medição direta
Trata-se da medição direta do escoamento dos gases de escape através de uma tubeira de escoamento ou sistema de medição equivalente, cujos pormenores constam da série de normas ISO 5167.
Nota. - A medição direta de um escoamento de gás é uma tarefa difícil. Devem ser tomadas precauções para evitar erros de medição que teriam influência no erro dos valores das emissões.
1.2.2 - Método de medição do ar e do combustível
Trata-se da medição do escoamento de ar e do escoamento de combustível.
Utilizam-se medidores de escoamentos de ar e de combustível com a precisão definida no n.º 1.3.
O cálculo do escoamento dos gases de escape faz-se do seguinte modo:
G(índice EXHW) = G(índice AIRW) + G(índice FUEL,) para a massa de gases de escape em base húmida.
1.2.3 - Método do balanço do carbono
Trata-se do cálculo da massa dos gases de escape a partir do consumo de combustível e das concentrações de gases de escape utilizando o método do balanço do carbono, conforme apêndice 3 do anexo III.
1.2.4 - Método de medição do gás traçador
O método envolve a medição da concentração de um gás traçador nos gases de escape. Injeta-se uma quantidade conhecida de um gás inerte, por exemplo hélio puro, como traçador no escoamento dos gases de escape. O gás é misturado e diluído com os gases de escape, mas não deve reagir no tubo de escape. Mede-se então a concentração do gás na amostra de gases de escape.
Para assegurar a mistura completa do gás traçador, a sonda de recolha de amostras dos gases de escape deve estar localizada a pelo menos 1 m ou 30 vezes o diâmetro do tubo de escape, conforme o valor mais elevado, a jusante do ponto de injeção do gás traçador. A sonda de amostragem deve estar localizada mais próxima do ponto de injeção se se verificar uma mistura completa através da comparação da concentração do gás traçador com a concentração de referência quando o gás traçador for injetado a montante do motor.
O caudal do gás traçador deve ser regulado de modo a que a concentração do gás traçador à velocidade de marcha lenta sem carga do motor depois da mistura se torne inferior à escala completa do analisador do gás traçador.
O cálculo do caudal dos gases de escape faz-se do seguinte modo:
A concentração de fundo do gás traçador (conc(índice a)) pode ser determinada calculando a média das concentrações de fundo medidas imediatamente antes do ensaio e após o ensaio.
Quando a concentração de fundo for inferior a 1 % da concentração do gás traçador após mistura (conc(índice mix)) a um escoamento máximo de gases de escape, a concentração de fundo pode ser desprezada.
O sistema completo deve satisfazer as especificações de precisão para o escoamento de gases e deve ser calibrado de acordo com o n.º 1.11.2 do apêndice 2.
1.2.5 - Método de medição do caudal de ar da relação ar/combustível
Esta medição envolve o cálculo do caudal mássico dos gases de escape a partir do caudal de ar e da relação ar/combustível. O cálculo do caudal mássico instantâneo dos gases de escape faz-se do seguinte modo:
O caudalímetro de ar deve satisfazer as especificações de precisão contidas no quadro 3, o analisador de CO(índice 2) utilizadas as especificações do n.º 1.4.1 e o sistema total, as especificações de precisão para o escoamento dos gases de escape.
Facultativamente, o equipamento de medição da relação ar/combustível, tal como um sensor do tipo Zirconia, pode ser utilizado para a medição da relação ar/combustível de acordo com as especificações do n.º 1.4.4.
1.2.6 - Caudal total dos gases de escape diluídos
Ao utilizar um sistema de diluição do escoamento total, deve-se medir o caudal total dos gases de escape diluídos (G(índice TOTW)) com um PDP ou CFV ou SSV, conforme o n.º 1.2.1.2 do anexo V. A precisão deve estar em conformidade com as disposições do n.º 2.2 do apêndice 2 do anexo III.
1.3 - Precisão dos instrumentos de medida
A calibração de todos os instrumentos de medida deve ser feita com base em normas nacionais ou internacionais e satisfazer os requisitos estabelecidos no quadro 3.
QUADRO 3
Precisão dos instrumentos de medida
1.4 - Determinação dos componentes gasosos
1.4.1 - Especificações gerais dos analisadores
Os analisadores devem ter uma gama de medida adequada à precisão necessária para medir as concentrações dos componentes dos gases de escape, conforme o n.º 1.4.1.1. Recomenda-se que os analisadores funcionem de modo tal que as concentrações medidas fiquem compreendidas entre 15 % e 100 % da escala completa.
Se o valor da escala completa for igual ou inferior a 155 ppm, ou ppm C, ou se forem utilizados sistemas de visualização, como computadores ou dispositivos de registo de dados, que forneçam uma precisão e uma resolução suficientes abaixo de 15 % da escala completa, são também aceitáveis concentrações abaixo de 15 % da escala completa. Neste caso, devem ser feitas calibrações adicionais para assegurar a precisão das curvas de calibração, conforme o n.º 1.5.5.2 do apêndice 2 do anexo III.
A compatibilidade eletromagnética (CEM) do equipamento deve ser tal que minimize erros adicionais.
1.4.1.1 - Erros de medição
O desvio do analisador relativamente ao ponto de calibração nominal não pode ser superior a (mais ou menos) 2 % da leitura em toda a gama de medição com exceção do zero, ou a (mais ou menos) 0,3 % da escala completa no zero, conforme o maior.
Nota. - Para efeitos deste ponto, «precisão» é definida como o desvio da leitura do analisador em relação aos valores de calibração nominais utilizando um gás de calibração (= valor verdadeiro).
1.4.1.2 - Repetibilidade
A repetibilidade, definida como 2,5 vezes o desvio-padrão de 10 respostas consecutivas a um determinado gás de calibração, não deve ser superior a (mais ou menos) 1 % da concentração máxima para cada gama utilizada acima de 155 ppm, ou ppm C, ou (mais ou menos) 2 % de cada gama utilizada abaixo de 155 ppm ou ppm C.
1.4.1.3 - Ruído
A resposta pico a pico do analisador a gases de colocação no zero ou gases de calibração durante qualquer período de 10 segundos não deve exceder 2 % da escala completa em todas as gamas utilizadas.
1.4.1.4 - Desvio do zero
O desvio do zero durante um período de uma hora deve ser inferior a 2 % da escala completa na gama mais baixa utilizada. A resposta ao zero é definida como a resposta média, incluindo o ruído, a um gás de colocação no zero durante um intervalo de tempo de 30 segundos.
1.4.1.5 - Desvio de calibração
O desvio da calibração durante um período de uma hora deve ser inferior a 2 % da escala completa na gama mais baixa utilizada. A calibração é definida como a diferença entre a resposta à calibração e a resposta ao zero. A resposta à calibração é definida como a resposta média, incluindo o ruído, a um gás de calibração durante um intervalo de tempo de 30 segundos.
1.4.2 - Secagem do gás
O dispositivo facultativo de secagem do gás deve ter um efeito mínimo na concentração dos gases medidos. Os secadores químicos não constituem um método aceitável de remoção da água da amostra.
1.4.3 - Analisadores
Os n.os 1.4.3.1 a 1.4.3.5 do presente apêndice descrevem os princípios de medida a utilizar. O anexo V contém uma descrição pormenorizada dos sistemas de medida.
Os gases a medir devem ser analisados com os instrumentos a seguir indicados. Para os analisadores não lineares é admitida a utilização de circuitos de linearização.
1.4.3.1 - Análise do monóxido de carbono (CO)
O analisador de monóxido de carbono deve ser do tipo infravermelho não dispersivo (NDIR).
1.4.3.2 - Análise do dióxido de carbono (CO(índice 2))
O analisador de dióxido de carbono deve ser do tipo infravermelho não dispersivo (NDIR).
1.4.3.3 - Análise dos hidrocarbonetos (HC)
O analisador de hidrocarbonetos deve ser do tipo aquecido de ionização por chama (HFID) com detetor, válvulas, tubagens, etc., aquecido de modo a manter a temperatura do gás em 463 K (190 ºC) (mais ou menos) 10 K.
1.4.3.4 - Análise dos óxidos de azoto (NO(índice x))
O analisador de óxidos de azoto deve ser do tipo de quimioluminescência (CLD) ou do tipo de quimioluminescência aquecido (HCLD) com conversor NO(índice 2)/NO, se a medição for feita em base seca. Se a medição for feita em base húmida, deve ser utilizado um analisador HCLD com conversor mantido acima de 328 K (55 ºC) desde que a verificação do efeito de atenuação da água, conforme o n.º 1.9.2.2 do apêndice 2 do anexo III, tenha sido satisfatória.
Tanto para o CLD como para o HCLD, o percurso do gás é mantido a uma temperatura das paredes de 328 K a 473 K (55 ºC a 200 ºC) até ao conversor, nas medições em base seca, e até ao analisador, nas medições em base húmida.
1.4.4 - Medição da relação ar/combustível
O equipamento de medida da relação ar/combustível utilizado para determinar o escoamento dos gases de escape conforme especificado no n.º 1.2.5 é um sensor da relação ar/combustível de gama larga ou um sensor lambda do tipo Zircónia.
O sensor é montado diretamente no tubo de escape num local em que a temperatura dos gases de escape seja suficientemente elevada para eliminar a condensação da água.
A precisão do sensor com a parte eletrónica incorporada deve ter as seguintes tolerâncias:
(mais ou menos) 3 % da leitura (lambda) (menor que)2
(mais ou menos) 5 % da leitura 2 (igual ou menor que) (lambda) (menor que)5
(mais ou menos) 10 % da leitura 5 (igual ou menor que) (lambda)
Para se obter a precisão acima especificada, o sensor deve ser calibrado conforme especificado pelo fabricante do instrumento.
1.4.5 - Recolha de amostras das emissões gasosas
As sondas de recolha de amostras das emissões gasosas devem ser instaladas pelo menos 0,5 metros ou três vezes o diâmetro do tubo de escape, conforme o valor mais elevado, a montante da saída do sistema de gases de escape, tanto quanto possível, e suficientemente próximo do motor de modo a assegurar uma temperatura dos gases de escape de pelo menos 343 K (70 ºC) na sonda.
No caso de um motor multicilindros com um coletor de escape ramificado, a entrada da sonda deve estar localizada suficientemente longe, a jusante, de modo a assegurar que a amostra seja representativa das emissões médias de escape de todos os cilindros. Nos motores multicilindros com grupos distintos de coletores, por exemplo nos motores em «V», é admissível obter uma amostra para cada grupo individualmente e calcular uma emissão média de escape. Podem ser utilizados outros métodos em relação aos quais se tenha podido demonstrar haver uma correlação com os métodos acima. Para o cálculo das emissões de escape, deve ser utilizado o escoamento mássico total dos gases de escape do motor.
Se a composição dos gases de escape for influenciada por qualquer sistema pós-tratamento do escape, a amostra de gases de escape deve ser retirada a montante desse dispositivo nos ensaios da fase I e a jusante desse dispositivo nos ensaios da fase II. Quando se utilizar um sistema de diluição do escoamento total para a determinação das partículas, as emissões gasosas podem também ser determinadas nos gases de escape diluídos. As sondas de recolha de amostras devem estar próximas da sonda de recolha de partículas no túnel de diluição, de acordo com o n.º 1.2.1.2 (DT) e o n.º 1.2.2 (PSP) do anexo V. O CO e o CO(índice 2) podem ser facultativamente determinados através da recolha de amostras para um saco e subsequente medição da concentração no saco de amostras.
1.5 - Determinação das partículas
A determinação das partículas exige um sistema de diluição. A diluição pode ser obtida por um sistema de diluição parcial do escoamento ou um sistema de diluição total do escoamento. A capacidade de escoamento do sistema de diluição deve ser suficientemente grande para eliminar completamente a condensação de água nos sistemas de diluição e de recolha de amostras, e manter a temperatura dos gases de escape diluídos à temperatura entre 315 K (42 ºC) e 325 K (52 ºC) ou menos, imediatamente a montante dos suportes dos filtros. Se a humidade do ar for elevada, é permitida a desumidificação do ar de diluição antes de entrar no sistema de diluição. Se a temperatura ambiente for inferior a 293 K (20 ºC), recomenda-se o pré-aquecimento do ar de diluição acima do limite de temperatura de 303 K (30 ºC). Todavia, a temperatura do ar diluído não deve exceder 325 K (52 ºC) antes da introdução dos gases de escape no túnel de diluição.
Nota. - Em relação ao método em condições estacionárias, a temperatura do filtro pode ser mantida à temperatura máxima de 325 K (52 ºC) ou menos, em vez de respeitar a gama de temperaturas 315 K - 325 K (42 ºC - 52 ºC).
Num sistema de diluição do escoamento parcial do fluxo, a sonda de recolha de amostras de partículas deve ser instalada próximo e a montante da sonda de gases, conforme definido no n.º 4.4. e de acordo como o n.º 1.2.1.1, figuras 4 - 12, EP e SP, do anexo V.
O sistema de diluição do escoamento parcial do fluxo tem de ser concebido para separar a corrente de escape em duas partes, sendo a mais pequena diluída com ar e subsequentemente utilizada para a medição das partículas. É essencial que a razão de diluição seja determinada com muita precisão. Podem ser aplicados diferentes métodos de separação, mas o tipo de separação utilizado dita, em grau significativo, os equipamentos e os processos de recolha de amostras a utilizar, descritos no n.º 1.2.1.1 do anexo V.
Para determinar a massa das partículas, são necessários um sistema de recolha de amostras de partículas, filtros de recolha de amostras de partículas, uma balança capaz da pesar microgramas e uma câmara de pesagem controlada em termos de temperatura e de humidade.
Podem ser aplicados dois métodos à recolha de amostras de partículas:
O método do filtro único utiliza um par de filtros, mencionado no n.º 1.5.1.3, para todos os modos do ciclo de ensaio. Deve-se prestar uma atenção considerável aos tempos e escoamentos da recolha de amostras durante a fase de recolha do ensaio. Todavia, apenas é necessário um par de filtros para o ciclo do ensaio;
O método dos filtros múltiplos exige que seja utilizado um par de filtros, mencionado no n.º 1.5.1.3, para cada um dos modos individuais do ciclo de ensaio. Este método permite processos de recolha de amostras mais fáceis, mas utiliza mais filtros.
1.5.1 - Filtros de recolha de amostras de partículas
1.5.1.1 - Especificação dos filtros
São necessários filtros de fibra de vidro revestidos de fluorocarbono ou filtros de membrana com base em fluorocarbono para os ensaios de certificação. Para aplicações especiais, podem ser utilizados diferentes materiais de filtragem. Todos os tipos de filtro devem ter um rendimento de recolha de 0,3 (mi)m DOP (ftalato de dioctilo) de pelo menos 99 % a uma velocidade nominal do gás compreendida entre 35 e 100 cm/s. Ao realizar ensaios de correlação entre laboratórios ou entre um fabricante e a autoridade de homologação, devem-se utilizar filtros de qualidade idêntica.
1.5.1.2 - Dimensão dos filtros
Os filtros de partículas devem ter um diâmetro mínimo de 47 mm, com um diâmetro da mancha de 37 mm. São aceitáveis filtros de maiores diâmetros conforme o n.º 1.5.1.5.
1.5.1.3 - Filtros primário e secundário
Durante a sequência de ensaios, os gases de escape diluídos devem ser recolhidos por meio de um par de filtros colocados em série, um filtro primário e um secundário. O filtro secundário não deve ser localizado a mais de 100 mm a jusante do filtro primário, nem estar em contacto com este. Os filtros podem ser pesados separadamente ou em conjunto, sendo colocados mancha contra mancha.
1.5.1.4 - Velocidade nominal no filtro
Deve-se obter uma velocidade nominal do gás através do filtro compreendida entre 35 cm/s e 100 cm/s. O aumento da perda de carga entre o início e o fim do ensaio não deve ser superior a 25 kPa.
1.5.1.5 - Carga do filtro
As cargas mínimas recomendadas para as dimensões de filtros mais comuns estão indicadas no quadro a seguir. Para as dimensões maiores, a carga mínima é de 0,065 mg/1000 mm2 de área de filtragem.
Para o método dos filtros múltiplos, a carga mínima recomendada para o conjunto dos filtros é igual ao produto do valor correspondente acima indicado pela raiz quadrada do número total de modos.
1.5.2 - Especificações da câmara de pesagem e da balança analítica
1.5.2.1 - Condições na câmara de pesagem
A temperatura da câmara ou da sala em que os filtros de partículas são condicionados e pesados deve ser mantida a 295 K (22 ºC) (mais ou menos) 3 K durante todo o período de condicionamento e pesagem. A humidade deve ser mantida a um ponto de orvalho de 282,5 K (9,5 ºC) (mais ou menos) 3 K, e a humidade relativa a 45 % (mais ou menos) 8 %.
1.5.2.2 - Pesagem dos filtros de referência
O ambiente da câmara ou da sala deve estar isento de quaisquer contaminantes ambientais, tais como pó, que possam cair nos filtros de partículas durante a sua fase de estabilização. São admitidas perturbações das condições da câmara de pesagem especificadas no número anterior se a sua duração não exceder 30 minutos. A câmara de pesagem deve satisfazer as especificações exigidas antes da entrada do pessoal. Devem ser pesados pelo menos dois filtros de referência ou dois pares de filtros de referência não utilizados no prazo de quatro horas, mas de preferência ao mesmo tempo que o filtro, ou par de filtros, de recolha de amostras. Esses filtros devem ter as mesmas dimensões e ser do mesmo material que os filtros de recolha de amostras.
Se o peso médio dos filtros de referência ou pares de filtros de referência, variar entre pesagens dos filtros de recolha de amostras em mais de 10 (mi)g, todos os filtros de recolha devem ser deitados fora, repetindo-se o ensaio de emissões.
Se não forem satisfeitos os critérios de estabilidade da câmara de pesagem indicados no número anterior, mas a pesagem dos filtros, ou pares de filtros, de referência satisfizer esses critérios, o fabricante dos motores tem a faculdade de aceitar as massas dos filtros de recolha ou de anular os ensaios, arranjar o sistema de controlo da câmara de pesagem e voltar a realizar os ensaios.
1.5.2.3 - Balança analítica
A balança analítica utilizada para determinar as massas de todos os filtros deve ter uma precisão com um desvio-padrão de 2 (mi)g e uma resolução de 1(mi)g, com 1 dígito = 1 (mi)g, especificadas pelo fabricante da balança.
1.5.2.4 - Eliminação dos efeitos da eletricidade estática
Para eliminar os efeitos da eletricidade estática, os filtros devem ser neutralizados antes da pesagem, por exemplo por um neutralizador de polónio ou dispositivo de efeito semelhante.
1.5.3 - Especificações adicionais para a medição de partículas
Todas as peças do sistema de diluição e do sistema de recolha de amostras, desde o tubo de escape até ao suporte dos filtros, que estejam em contacto com gases de escape brutos ou diluídos, devem ser concebidas para minimizar a deposição ou alteração das partículas. Todas as peças devem ser feitas de materiais condutores de eletricidade que não reajam a componentes dos gases de escape, e devem ser ligadas à terra para impedir efeitos eletrostáticos.
2 - Métodos de medição e de recolha de amostras no ensaio NRTC
2.1 - Introdução
Os componentes gasosos e as partículas emitidos pelo motor submetido a ensaio devem ser medidos pelos métodos descritos no anexo V. Os métodos desse anexo descrevem os sistemas de análise recomendados para as emissões gasosas, conforme o n.º 1.1 e os sistemas de diluição e de recolha de amostras de partículas recomendados no n.º 1.2.
2.2 - Dinamómetro e equipamentos da célula de ensaio
Utilizam-se os seguintes equipamentos para os ensaios de emissões dos motores nos dinamómetros.
2.2.1 - Dinamómetro para motores
Deve utilizar-se um dinamómetro para motores com características adequadas para realizar o ciclo de ensaio descrito no apêndice 4. A instrumentação para a medição do binário e da velocidade deve permitir a medição da potência dentro dos limites dados. Podem ser necessários cálculos adicionais. A precisão do equipamento de medida deve ser de modo a que não sejam excedidas as tolerâncias máximas dos valores dados no quadro 3.
2.2.2 - Outros instrumentos
Utilizam-se conforme necessário, instrumentos de medida para o consumo de combustível, o consumo de ar, a temperatura do líquido de arrefecimento e do lubrificante, a pressão dos gases de escape e a depressão no coletor de admissão, a temperatura dos gases de escape, a temperatura da entrada de ar, a pressão atmosférica, a humidade e a temperatura do combustível. Estes instrumentos devem satisfazer os requisitos do seguinte quadro:
QUADRO 3
Precisão dos instrumentos de medida
2.2.3 - Caudal dos gases de escape brutos
Para calcular as emissões contidas nos gases de escape brutos e para controlar um sistema de diluição do escoamento parcial, é necessário conhecer o caudal mássico dos gases de escape. Para determinar este caudal, pode-se utilizar qualquer um dos métodos adiante descritos.
Para fins do cálculo das emissões, o tempo de resposta de qualquer método descrito a seguir deve ser igual ou inferior ao valor exigido para o tempo de resposta do analisador, conforme definido no n.º 1.11.1 do apêndice 2 do anexo III.
Para efeitos do controlo de um sistema de diluição do escoamento parcial, é necessária uma resposta mais rápida. Para os sistemas de diluição do escoamento parcial com controlo em linha, é necessário um tempo de resposta (igual ou menor que) 0,3 s. Para os sistemas de diluição do escoamento parcial com controlo baseado num ensaio pré-registado, é necessário um tempo de resposta no sistema de medida do caudal dos gases de escape (igual ou menor que) 5 s com o tempo de (igual ou menor que) 1 s. O tempo de resposta do sistema deve ser especificado pelo fabricante do instrumento. Os requisitos relativos ao tempo de resposta para os sistemas de medida do caudal dos gases de escape e de diluição do escoamento parcial estão indicados no n.º 2.4.
Método de medição direta
A medição direta do escoamento instantâneo dos gases de escape pode ser efetuada por sistema tais como:
Dispositivos de diferencial de pressão, tal como tubeiras de escoamento, conforme série de normas ISO 5167;
Medidor de escoamento ultrassónico;
Medidor de escoamento por vórtices.
Devem ser tomadas precauções para evitar erros de medição que teriam influência no erro dos valores de emissões. Tais precauções incluem a instalação cuidadosa do dispositivo do sistema de escape do motor de acordo com as recomendações do fabricante do instrumento e com a boa prática da engenharia. Em especial, o comportamento funcional do motor e as emissões não devem ser afetados pela instalação do dispositivo.
Os medidores de escoamento devem satisfazer as especificações de precisão do quadro 3, mencionado no número anterior.
Método de medição do ar e do combustível
Trata-se de medir o escoamento de ar e o escoamento de combustível com medidores adequados.
O cálculo de escoamento dos gases de escape faz-se do seguinte modo:
G(índice EXHW) = G(índice AIRW) + G(índice FUEL), para a massa dos gases de escape em húmido.
Os medidores de escoamento devem satisfazer as especificações de precisão do mesmo quadro 3, mas devem também ser suficientemente precisos para satisfazer as especificações de precisão relativas ao escoamento dos gases de escape.
Método de medição do gás traçador
Este método envolve a medição da concentração de um gás traçador nos gases de escape.
Injeta-se uma quantidade conhecida de um gás inerte, como por exemplo hélio puro, no escoamento dos gases de escape como traçador. O gás é misturado e diluído com os gases de escape, mas não deve reagir no tubo de escape. A concentração do gás deve ser então medida na amostra de gases de escape.
Para assegurar a mistura completa do gás traçador, a sonda de recolha de amostras dos gases de escape deve estar localizada pelo menos a 1 metro ou 30 vezes o diâmetro do tubo de escape, conforme o maior, a jusante do ponto de injeção do gás traçador. A sonda de recolha de amostras pode estar localizada mais próxima do ponto de injeção se se verificar a mistura completa por comparação da concentração do gás traçador com a concentração de referência quando o gás traçador for injetado a montante do motor.
O caudal do gás traçador deve ser regulado de modo a que a concentração desse gás em marcha lenta sem carga do motor depois da mistura se torne inferior à escala completa do analisador do gás traçador.
O cálculo do caudal dos gases de escape faz-se do seguinte modo:
A concentração de fundo do gás traçador (conc(índice a)) pode ser determinada tomando a média da concentração de fundo medida imediatamente antes do ensaio e após o ensaio.
Quando a concentração de fundo for inferior a 1 % da concentração do gás traçador após mistura (conc(índice mix)) ao escoamento máximo de escape, a concentração de fundo pode ser desprezada.
O sistema completo deve satisfazer as especificações de precisão para o escoamento dos gases de escape e deve ser calibrado de acordo com o n.º 1.11.2 do apêndice 2 do anexo III.
Método de medida do caudal de ar e relação ar/combustível
Este método envolve o cálculo do caudal mássico dos gases de escape a partir do caudal de ar e da relação ar/combustível. O cálculo do caudal mássico instantâneo dos gases de escape faz-se do seguinte modo:
O caudalímetro de ar deve satisfazer as especificações de precisão do quadro 3, e o analisador de CO(índice 2) deve satisfazer as especificações do n.º 2.3.1. e o sistema completo deve satisfazer as especificações relativas ao cálculo do caudal dos gases de escape.
Facultativamente, pode-se utilizar um equipamento de medida da relação ar/combustível tal como um sensor do tipo Zircónia para a medição do ar em excesso de acordo com as especificações do n.º 2.3.4.
2.2.4 - Caudal dos gases de escape diluídos
Para o cálculo das emissões contidas nos gases de escape diluídos é necessário conhecer o caudal mássico dos gases de escape diluídos. O escoamento total dos gases de escape diluídos durante o ciclo (kg/ensaio) a partir dos valores medidos durante o ensaio e dos dados de calibração correspondentes do dispositivo de medida do escoamento, V0 para o PDP, K(índice v) para o CFV e C(índice d) para o SSV, por qualquer um dos métodos descritos no n.º 2.2.1 do apêndice 3 do anexo III. Se a massa total da amostra de partículas e poluentes gasosos exceder 0,5 % do escoamento total através do CVS, este deve ser corrigido ou então o escoamento das amostras de partículas deve voltar ao CVS antes do dispositivo de medida do caudal.
2.3 - Determinação dos componentes gasosos
2.3.1 - Especificações gerais dos analisadores
Os analisadores devem ter uma gama de medida adequada à precisão necessária para medir as concentrações dos componentes dos gases de escape, definidas no n.º 1.4.1.1. Recomenda-se que os analisadores funcionem de modo tal que as concentrações medidas fiquem compreendidas entre 15 % e 100 % da escala completa.
Se o valor da escala completa for igual ou inferior a 155 ppm, ou ppm C, ou se forem utilizados sistemas de visualização, como computadores ou dispositivos de registo de dados, que forneçam uma precisão e uma resolução suficientes abaixo de 15 % da escala completa, são também aceitáveis concentrações abaixo de 15 % da escala completa. Neste caso, devem ser feitas calibrações adicionais para assegurar a precisão das curvas de calibração, conforme o n.º 1.5.5.2 do apêndice 2 do anexo III.
A compatibilidade eletromagnética (CEM) do equipamento deve ser tal que minimize erros adicionais.
2.3.1.1 - Erros de medida
O desvio do analisador relativamente ao ponto de calibração nominal não pode ser superior a (mais ou menos) 2 % da leitura, ou a (mais ou menos) 0,3 % da escala completa, conforme o valor maior.
Nota. - Para este fim, a precisão é definida como desvio de leitura do analisador em relação aos valores nominais de calibração utilizando um gás de calibração (= valor verdadeiro).
2.3.1.2 - Repetibilidade
A repetibilidade, definida como 2,5 vezes o desvio-padrão de 10 respostas consecutivas a um determinado gás de calibração, não deve ser superior a (mais ou menos) 1 % da concentração máxima para cada gama utilizada acima de 155 ppm, ou ppm C, ou (mais ou menos) 2 % para cada gama utilizada abaixo de 155 ppm, ou ppm C.
2.3.1.3 - Ruído
A resposta pico a pico do analisador a gases de colocação no zero e de calibração durante qualquer período de 10 segundos não deve exceder 2 % da escala completa em todas as gamas utilizadas.
2.3.1.4 - Desvio do zero
O desvio do zero durante um período de uma hora deve ser inferior a 2 % da escala completa na gama mais baixa utilizada. A resposta ao zero é definida como a resposta média, incluindo o ruído, a um gás de colocação no zero durante um intervalo de tempo de 30 segundos.
2.3.1.5 - Desvio de calibração
O desvio da calibração durante um período de uma hora deve ser inferior a 2 % da escala completa na gama mais baixa utilizada. A calibração é definida como a diferença entre a resposta à calibração e a resposta ao zero. A resposta à calibração é definida como a resposta média, incluindo o ruído, a um gás de calibração durante um intervalo de tempo de 30 segundos.
2.3.1.6 - Tempo de subida
Para a análise dos gases de escape brutos, o tempo de subida do analisador instalado no sistema de medida não deve exceder 2,5 s.
Nota. - Avaliar apenas o tempo de resposta do analisador não define com clareza a adequação do sistema total ao ensaio em condições transientes. Os volumes e especialmente os volumes mortos através do sistema, não só afetam o tempo de transporte da sonda até ao analisador, mas também o tempo de subida. Do mesmo modo, os tempos de transporte dentro de um analisador seriam definidos como tempo de resposta do analisador, tal como o conversor ou os coletores de água dentro dos analisadores de NO(índice x). A determinação do tempo total de resposta do sistema está descrita no n.º 1.11.1 do apêndice 2 do anexo III.
2.3.2 - Secagem do gás
Aplicam-se as mesmas especificações para o ciclo de ensaios NRSC, de acordo com o n.º 1.4.2.
O dispositivo facultativo de secagem do gás deve ter um efeito mínimo na concentração dos gases medidos. Os secadores químicos não constituem um método aceitável de remoção da água da amostra.
2.3.3 - Analisadores
Aplicam-se as mesmas especificações para o ciclo de ensaios NRSC, de acordo com o n.º 1.4.3.
Os gases a medir devem ser analisados com os instrumentos a seguir indicados. Para os analisadores não lineares, é admitida a utilização de circuitos de linearização.
2.3.3.1 - Análise do monóxido de carbono (CO)
O analisador de monóxido de carbono deve ser do tipo infravermelho não dispersivo (NDIR).
2.3.3.2 - Dióxido de carbono (CO(índice 2))
O analisador de dióxido de carbono deve ser do tipo infravermelho não dispersivo (NDIR).
2.3.3.3 - Análise dos hidrocarbonetos (HC)
O analisador de hidrocarbonetos deve ser do tipo aquecido de ionização por chama (HFID) com detetor, válvulas, tubagens, etc., aquecido de modo a manter a temperatura do gás em 463 K (190 ºC) (mais ou menos) 10 K.
2.3.3.4 - Análise dos óxidos de azoto (NO(índice x))
O analisador de óxidos de azoto deve ser do tipo de quimioluminescência (CLD) ou do tipo de quimioluminescência aquecido (HCLD) com conversor NO(índice 2)/NO, se a medição for feita em base seca. Se a medição for feita em base húmida, deve ser utilizado um analisador HCLD com conversor mantido acima de 328 K (55 ºC), desde que a verificação do efeito de atenuação da água, descrita no n.º 1.9.2.2 do apêndice 2 do anexo III tenha sido satisfatória.
Tanto para o CLD como para o HCLD, o percurso do gás é mantido a uma temperatura das paredes de 328 K a 473 K (55 ºC a 200 ºC) até ao conversor nas medições em base seca e até ao analisador nas medições em base húmida.
2.3.4 - Medição da relação ar/combustível
O equipamento de medida da relação ar/combustível utilizado para determinar o escoamento dos gases de escape, conforme especificado no n.º 1.2.5, é um sensor da relação ar/combustível de gama larga ou um sensor lambda do tipo Zircónia.
O sensor é montado diretamente no tubo de escape num local em que a temperatura dos gases de escape seja suficientemente elevada para eliminar a condensação da água.
A precisão do sensor com a parte eletrónica incorporada deve ter as seguintes tolerâncias:
(mais ou menos) 3 % da leitura (lambda) (menor que)2
(mais ou menos) 5 % da leitura 2 (igual ou menor que) (lambda) (menor que)5
(mais ou menos) 10 % da leitura 5 (igual ou menor que) (lambda)
Para se obter a precisão acima especificada, o sensor deve ser calibrado conforme especificado pelo fabricante do instrumento.
2.3.5 - Recolha de amostras das emissões gasosas
2.3.5.1 - Escoamento dos gases de escape
Para o cálculo das emissões nos gases de escape brutos, aplicam-se as mesmas especificações que para o ciclo de ensaios NRSC, de acordo com o n.º 1.4.4.
As sondas de recolha de amostras das emissões gasosas devem ser instaladas pelo menos 0,5 metros ou três vezes o diâmetro do tubo de escape, conforme o valor mais elevado, a montante da saída do sistema de gases de escape, tanto quanto possível, e suficientemente próximo do motor de modo a assegurar uma temperatura dos gases de escape de pelo menos 343 K (70 ºC) na sonda.
No caso de um motor multicilindros com um coletor de escape ramificado, a entrada da sonda deve estar localizada suficientemente longe, a jusante, de modo a assegurar que a amostra seja representativa das emissões médias de escape de todos os cilindros. Nos motores multicilindros com grupos distintos de coletores, por exemplo nos motores em «V», é admissível obter uma amostra para cada grupo individualmente e calcular uma emissão média de escape. Podem ser utilizados outros métodos em relação aos quais se tenha podido demonstrar haver uma correlação com os métodos acima. Para o cálculo das emissões de escape, deve ser utilizado o escoamento mássico total dos gases de escape do motor.
Se a composição dos gases de escape for influenciada por qualquer sistema pós-tratamento do escape, a amostra de gases de escape deve ser retirada a montante desse dispositivo nos ensaios da fase I e a jusante desse dispositivo nos ensaios da fase II.
2.3.5.2 - Escoamento dos gases de escape diluídos
Se for utilizado um sistema de diluição do escoamento total, aplicam-se as especificações a seguir.
O tubo de escape entre o motor e o sistema de diluição do escoamento total deve satisfazer os requisitos do anexo V.
Instalam-se as sondas de recolha de amostras das emissões gasosas no túnel de diluição num ponto em que o ar de diluição e os gases de escape sejam bem misturados, e na estreita proximidade da sonda de recolha de amostras de partículas.
A recolha de amostras pode ser executada de um modo geral de duas formas:
Recolhem-se amostras dos poluentes num saco de recolha de amostras durante o ciclo, que são medidas depois do ensaio ter terminado;
São recolhidas continuamente amostras dos poluentes que são integradas durante o ciclo; este método é obrigatório para os HC e os NO(índice x).
Recolhem-se amostras das concentrações de fundo a montante do túnel de diluição num saco de amostras, sendo subtraídas da concentração das emissões, de acordo com o n.º 2.2.3 do apêndice 3 do anexo III.
2.4 - Determinação das partículas
A determinação das partículas exige um sistema de diluição. A diluição pode ser obtida por um sistema de diluição do escoamento parcial ou um sistema de diluição do escoamento total. A capacidade de escoamento do sistema de diluição deve ser suficientemente grande para eliminar completamente a condensação de água nos sistemas de diluição e de recolha de amostras, e manter a temperatura dos gases de escape diluídos entre 315 K (42 ºC) e 325 K (52 ºC) imediatamente a montante dos suportes dos filtros. Se a humidade do ar for elevada, é permitida a desumidificação do ar de diluição antes de entrar no sistema de diluição. Se a temperatura ambiente for inferior a 293 K (20 ºC), recomenda-se o pré-aquecimento do ar de diluição acima do limite de temperatura de 303 K (30 ºC). Todavia, a temperatura do ar diluído não deve exceder 325 K (52 ºC) antes da introdução dos gases de escape no túnel de diluição.
A sonda de recolha de amostras de partículas deve ser instalada na vizinhança próxima da sonda de recolha de amostras das emissões gasosas, e a instalação deve satisfazer as disposições do n.º 2.3.5.
Para determinar a massa das partículas, são necessários um sistema de recolha de amostras de partículas, filtros de recolha de amostras de partículas, uma balança capaz da pesar microgramas e uma câmara de pesagem controlada em termos de temperatura e de humidade.
Especificações do sistema de diluição parcial
O sistema de diluição parcial do escoamento deve ser concebido para separar a corrente de escape em duas partes, sendo a mais pequena diluída com ar e subsequentemente utilizada para a medição das partículas. É essencial que a razão da diluição seja determinada com muita precisão. Podem ser aplicados diferentes métodos de separação; o tipo de separação utilizado dita, em grau significativo, os equipamentos e os processos de recolha de amostras a utilizar conforme o n.º 1.2.1.1 do anexo V.
Para o controlo de um sistema de diluição do escoamento parcial é necessário uma resposta rápida do sistema. Determina-se o tempo de transformação pelo sistema através do processo descrito no n.º 1.11.1 do apêndice 2 do anexo III.
Se o tempo de transformação combinado da medição do escoamento de escape, nos termos do número anterior, e do sistema de diluição do escoamento parcial for inferior a 0,3 s, pode-se utilizar controlo em linha. Se o tempo de transformação exceder 0,3 s deve-se utilizar controlo avançado baseado num ensaio pré-registado. Neste caso, o tempo de subida deve ser (igual ou menor que) 1 s e o tempo de atraso da combinação (igual ou menor que) 10 s.
A resposta total do sistema deve ser concebida para assegurar uma amostra representativa das partículas G(índice SE), proporcional ao caudal mássico do escape. Para determinar a proporcionalidade, efetua-se uma análise de regressão linear de G(índice SE) em relação a G(índice EXHW) a uma taxa de aquisição de dados mínima de 5 Hz e satisfazendo os seguintes critérios:
O coeficiente de correlação r da regressão linear entre G(índice SE) e G(índice EXHW) não deve ser inferior a 0,95;
O erro padrão da estimativa de G(índice SE), em G(índice EXHW) não deve exceder 5 % do máximo de G(índice SE);
A ordenada na origem de G(índice SE) na reta de regressão não deve exceder (mais ou menos) 2 % do máximo de G(índice SE.)
Facultativamente, pode-se efetuar um pré-ensaio e utilizar o sinal do caudal mássico de escape desse pré-ensaio para controlar o escoamento das amostras para dentro do sistema de partículas, através do controlo prévio. Tal método é exigido se o tempo de transformação do sistema de partículas t(índice 50,p) ou o tempo de transformação do caudal mássico de escape forem, t(índice 50,f) (maior que) 0,3 s. Obtêm-se um controlo correto do sistema de diluição parcial se o traço do tempo de G(índice EXHW, pre) do pré-ensaio, que controla G(índice SE,) for desviado por um tempo prévio de t(índice 50,p) + t(índice 50,f.)
Para estabelecer a correlação entre G(índice SE) e G(índice EXHW), utilizam-se os dados obtidos durante o ensaio real, com o G(índice EXHW) alinhado em função do tempo por t(índice 50,f) relativo a G(índice SE,) não havendo contribuição de t(índice 50),(índice p) para o alinhamento de tempo. Quer dizer, o desvio de tempo entre G(índice EXHW) e G(índice SE) é a diferença dos seus tempos de transformação que foi determinada no n.º 2.6 do apêndice 2 do anexo III.
No que diz respeito aos sistemas de diluição do escoamento parcial, a precisão do caudal recolhido G(índice SE) é de especial importância, se não for medido diretamente mas determinado por medição diferencial do caudal:
G(índice SE)= G(índice TOTW) - G(índice DILW)
Neste caso, não é suficiente uma precisão de (mais ou menos) 2 % para o G(índice TOTW) e G(índice DILW) para garantir precisões aceitáveis para o G(índice SE). Se o caudal de gás for determinado por medição diferencial do escoamento, o erro máximo da diferença deve ser tal que a exatidão de G(índice SE) seja de (mais ou menos) 5 % quando a razão de diluição for inferior a 15. O cálculo pode ser feito extraindo a raiz quadrada da média dos quadrados dos erros de cada instrumento.
Podem ser obtidas precisões aceitáveis para o G(índice SE) através de qualquer um dos seguintes métodos:
As precisões absolutas de G(índice TOTW) e G(índice DILW) são (mais ou menos) 0,2 % o que garante uma precisão de G(índice SE) (igual ou menor que) 5 % a uma razão de diluição de 15. Todavia, ocorrem erros maiores a maiores razões de diluição;
A calibração de G(índice DILW) relativamente a G(índice TOTW) é efetuada de modo tal que se obtenham as mesmas precisões para G(índice SE) que as obtidas na alínea anterior. Para os pormenores de tal calibração, ver n.º 2.6 do apêndice 2 do anexo III;
Determina-se indiretamente a precisão de G(índice SE) a partir da precisão da razão de diluição conforme determinada por um gás traçador, por exemplo CO(índice 2). Aqui também são necessárias precisões para o G(índice SE) equivalentes às obtidas pelo método da alínea a);
As precisões absolutas de G(índice TOTW) e G(índice DILW) estão dentro de (mais ou menos) 0,2 % da escala completa, o erro máximo da diferença entre G(índice TOTW) e G(índice DILW) está a 0,2 %, e o erro de linearidade está a (mais ou menos) 0,2 % do valor mais elevado de G(índice TOTW) durante o ensaio.
2.4.1 - Filtros de recolha de amostras de partículas
2.4.1.1 - Especificação dos filtros
São necessários filtros de fibra de vidro revestidos de fluorocarbono ou filtros de membrana com base em fluorocarbono para os ensaios de certificação. Para aplicações especiais podem ser utilizados diferentes materiais de filtragem. Todos os tipos de filtro devem ter um rendimento de recolha de 0,3 (mi)m DOP (ftalato de dioctilo) de pelo menos 99 % a uma velocidade nominal do gás compreendida entre 35 e 100 cm/s. Ao efetuar ensaios de correlação entre laboratórios ou entre um fabricante e a autoridade de homologação, devem-se utilizar filtros de qualidade idêntica.
2.4.1.2 - Dimensão dos filtros
Os filtros de partículas devem ter um diâmetro mínimo de 47 mm, com um diâmetro da mancha de 37 mm. São aceitáveis filtros de maiores diâmetros, definidos no n.º 2.4.1.5.
2.4.1.3 - Filtros primário e secundário
Durante a sequência de ensaios, os gases de escape diluídos devem ser recolhidos por meio de um par de filtros colocados em série, um filtro primário e um secundário. O filtro secundário não deve ser localizado a mais de 100 mm a jusante do filtro primário, nem estar em contacto com este. Os filtros podem ser pesados separadamente ou em conjunto, sendo colocados mancha contra mancha.
2.4.1.4 - Velocidade nominal no filtro
Deve-se obter uma velocidade nominal do gás através do filtro compreendida entre 35 e 100 cm/s. O aumento da perda de carga entre o início e o fim do ensaio não deve ser superior a 25 kPa.
2.4.1.5 - Carga do filtro
As cargas mínimas recomendadas para as dimensões de filtros mais comuns estão indicadas no quadro a seguir. Para dimensões maiores, a carga mínima é de 0,065 mg/1000 mm2 de área de filtragem.
2.4.2 - Especificações da câmara de pesagem e da balança analítica
2.4.2.1 - Condições na câmara de pesagem
A temperatura da câmara ou da sala em que os filtros de partículas são condicionados e pesados deve ser mantida a 295 K (22 ºC) (mais ou menos) 3 K durante todo o período de condicionamento e pesagem. A humidade deve ser mantida a um ponto de orvalho de 282,5 K (9,5 ºC) (mais ou menos) 3 K, e a humidade relativa, a 45 % (mais ou menos) 8 %.
2.4.2.2 - Pesagem dos filtros de referência
O ambiente da câmara ou da sala deve estar isento de quaisquer contaminantes ambiente tais como pó, que possam cair nos filtros de partículas durante a sua fase de estabilização. São admitidas perturbações das condições da câmara de pesagem especificadas no número anterior se a sua duração não exceder 30 minutos. A câmara de pesagem deve satisfazer as especificações exigidas antes da entrada do pessoal. Devem ser pesados pelo menos dois filtros de referência ou dois pares de filtros de referência não utilizados no prazo de quatro horas, mas de preferência ao mesmo tempo que o filtro, ou par de filtros, de recolha de amostras. Esses filtros devem ter as mesmas dimensões e ser do mesmo material que os filtros de recolha de amostras.
Se o peso médio dos filtros de referência, ou pares de filtros de referência, variar entre pesagens dos filtros de recolha de amostras em mais de 10 (mi)g, todos os filtros de recolha devem ser deitados fora, repetindo-se o ensaio de emissões.
Se não forem satisfeitos os critérios de estabilidade da câmara de pesagem indicados no número anterior, mas a pesagem dos filtros, ou pares de filtros, de referência satisfizer esses critérios, o fabricante dos motores tem a faculdade de aceitar os pesos dos filtros de recolha ou de anular os ensaios, arranjar o sistema de controlo da câmara de pesagem e voltar a realizar os ensaios.
2.4.2.3 - Balança analítica
A balança analítica utilizada para determinar os pesos de todos os filtros deve ter uma precisão, desvio-padrão de 2 (mi)g, e uma resolução de 1 (mi)g, com 1 dígito = 1 (mi)g, especificadas pelo fabricante da balança.
2.4.2.4 - Eliminação dos efeitos da eletricidade estática
Para eliminar os efeitos da eletricidade estática, os filtros devem ser neutralizados antes da pesagem, por exemplo por um neutralizador de polónio ou dispositivo de efeito semelhante.
2.4.3 - Especificações adicionais para a medição de partículas
Todas as peças do sistema de diluição e do sistema de recolha de amostras, desde o tubo de escape até ao suporte dos filtros, que estejam em contacto com gases de escape brutos ou diluídos, devem ser concebidas para minimizar a deposição ou alteração das partículas. Todas as peças devem ser feitas de materiais condutores de eletricidade que não reajam com os gases de escape, e devem ser ligadas à terra para impedir efeitos eletrostáticos.
APÊNDICE 2
Método de calibração para os ensaios NRSC e NRTC (1)
(1) O método de calibração é comum para os ensaios NRSC e NRTC, com exceção dos requisitos dos n.os 1.11 e 2.6
1 - Calibração dos instrumentos de análise
1.1 - Introdução
Cada analisador deve ser calibrado tantas vezes quantas as necessárias para satisfazer os requisitos de precisão da presente norma. O método de calibração a utilizar para os analisadores indicados no n.º 1.4.3 do apêndice 1 do anexo III está descrito no presente número.
1.2 - Gases de calibração
O prazo de validade de todos os gases de calibração deve ser respeitado.
A data de término desse prazo, indicada pelo fabricante dos gases, deve ser registada.
1.2.1 - Gases puros
A pureza exigida para os gases é definida pelos limites de contaminação abaixo indicados. Deve-se dispor dos seguintes gases:
Azoto purificado
(contaminação (igual ou menor que) 1 ppm de C; (igual ou menor que) 1 ppm de CO; (igual ou menor que) 400 ppm de CO(índice 2); (igual ou menor que) 0,1 ppm de NO)
Oxigénio purificado
(pureza (maior que) 99, 5% vol O(índice 2))
Mistura hidrogénio-hélio
(40 % (mais ou menos) 2 % de hidrogénio, restante hélio)
(contaminação (igual ou menor que) 1 ppm de C; (igual ou menor que) 400 ppm de CO(índice 2))
Ar de síntese purificado
(contaminação (igual ou menor que) 1 ppm de C; (igual ou menor que) 1 ppm de CO; (igual ou menor que) 400 ppm de CO(índice 2;) (igual ou menor que) 0,1 ppm de NO)
(teor de oxigénio compreendido entre 18 % e 21 % em vol).
1.2.2 - Gases de calibração
Devem estar disponíveis misturas de gases com as seguintes composições químicas:
C(índice 3)H(índice 8) e ar de síntese purificado, conforme o n.º 1.2.1;
CO e azoto purificado;
NO e azoto purificado, sendo que a quantidade de NO(índice 2) contida neste gás de calibração não deve exceder 5% do teor de NO;
O(índice 2) e azoto purificado;
CO(índice 2) e azoto purificado;
CH(índice 4) e ar de síntese purificado;
C(índice 2)H(índice 6) e ar de síntese purificado.
Nota. - São admitidas outras combinações de gases desde que estes não reajam entre si.
A concentração real de um gás de calibração deve ser o valor nominal com uma tolerância de (mais ou menos) 2%. Todas as concentrações dos gases de calibração devem ser indicadas em volume, percentagem ou ppm em volume.
A consulta deste documento não substitui a leitura do Diário da República correspondente. Não nos responsabilizamos por eventuais incorreções resultantes da transcrição do original para este formato.
Este texto é publicado ao abrigo das condições de reutilização do próprio DRE, não ao abrigo de uma licença Legalize nem de domínio público.
DRE
Acesso universal e gratuito ao Diário da República, nos termos do artigo 3.º do Decreto-Lei n.º 83/2016, de 16 de dezembro, que abrange a impressão, o arquivo, a pesquisa e o livre acesso ao conteúdo dos atos publicados, em formatos eletrónicos de acesso aberto; e do regime de dados abertos da Lei n.º 68/2021, de 26 de agosto. A edição eletrónica é a que faz fé (eli:legal_value = official).