5. Защита атмосферы от загрязнения стационарными объектами АПК

Л.В. Мисун, И.Н. Мисун, В.М. Грищук
Инженерная экология в АПК
пособие / под ред. проф. Л.В. Мисуна. – Мн.: БГАТУ, 2007. – 302с.

5. Защита атмосферы от загрязнения стационарными объектами АПК

5.4. Расчет выбросов ЗВ от производственных участков ремонтно-обслуживающих предприятий

5.4.7. Участок ремонта и испытания двигателей

В состав участка входят рабочие места текущего ремонта двигателей и испытательная станция. Испытательная станция оборудуется специальными стендами, на которые устанавливается двигатель для проведения этих работ. При работе двигателя выделяются токсичные вещества: оксид углерода – СО, оксиды азота – NO_x, углеводороды – СН, соединения серы – SO₂, сажа – С (у дизелей), соединения свинца – Рb.

Обкатка двигателей производится как без нагрузки (холостой ход), так и под нагрузкой. На режиме холостого хода выброс загрязняющих веществ определяется в зависимости от рабочего объема испытываемого двигателя. При обкатке под нагрузкой выброс загрязняющих веществ зависит от средней мощности, развиваемой двигателем при обкатке.

Валовый выброс i-го загрязняющего вещества в тоннах в год (М_i) определяется по формуле:

где М_iхх – валовый выброс i-го загрязняющего вещества при обкатке на холостом ходу, т/год;

М_iн – валовый выброс i-го загрязняющего вещества при обкатке под нагрузкой, т/год.

Валовый выброс i-го загрязняющего вещества при обкатке на холостом ходу:

М_iхх = Р_ixxn t_xxn n_n 60 10 -6 , (5.73)

где Р_ixxn – выброс i-го загрязняющего вещества при обкатке двигателя n-й модели на холостом ходу, г/с;

t_xxn – время обкатки двигателя n-й модели на холостом ходу, мин;

n_n – количество обкатанных двигателей n-й модели в год.

где g_xxБ, g_xxД – удельный выброс i-го загрязняющего вещества соответственно бензиновым или дизельным двигателем n-й модели на единицу рабочего объема, г/л.с.;

V_hn – рабочий объем двигателя n-й модели, л.

Валовый выброс i-го загрязняющего вещества в тоннах в год при обкатке двигателя под нагрузкой (М_iН) определяется по формуле:

М_iН = Р_iНП t_НП n_n 60·10 -6 , (5.74)

где Р_iНП – выброс i-го загрязняющего вещества при обкатке двигателя n-й модели под нагрузкой, г/с;

t_НП – время обкатки двигателя n-й модели под нагрузкой, мин.

где g_iнБ, g_iнД – удельный выброс i-го загрязняющего вещества соответственно бензиновым и дизельным двигателями на единицу мощности, г/л.с.

N_срn – средняя мощность, развиваемая при обкатке под нагрузкой двигателем n-й модели, л.с.

Расчет выбросов загрязняющих веществ ведется отдельно для бензиновых и дизельных двигателей.

Максимальный разовый выброс загрязняющих веществ (G_i) определяется только на нагрузочном режиме, так как при этом происходит наибольшее выделение загрязняющих веществ. Расчет производится по формуле:

где g_iнБ, g_iнД – удельный выброс i-го загрязняющего вещества соответственно бензиновым или дизельным двигателем на единицу мощности, г/л.с.·с;

N_срБ, N_срД – средняя мощность, развиваемая при обкатке наиболее мощного бензинового или дизельного двигателя, л.с.;

А_Б, А_Д – количество одновременно работающих испытательных стендов для обкатки бензиновых или дизельных двигателей.

Если на предприятии имеется только один стенд, на котором обкатывают бензиновые или дизельные двигатели, то в качестве максимально разовых выбросов G_i принимаются значения для двигателей, имеющих наибольшие выбросы по i-му компоненту.

При холодной обработке двигателя расчет выбросов загрязняющих веществ не проводится.

Выбросы при ремонте двигателей

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Двигатели внутреннего сгорания поршневые

ВЫБРОСЫ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ

Нормы и методы определения

Internal combustion reciprocating engines. Emissions of harmful substances with the exhaust gases. Limit values and test methods

47.020.20
ОКП 31 2000

Дата введения 2000-01-01

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом ТК 235 «Дизели судовые, тепловозные и промышленные»

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 3 марта 1999 г. N 56

3 Стандарт соответствует ИСО 8178 «Двигатели внутреннего сгорания. Измерение выбросов вредных веществ». Части 1, 2, 4 и 5 — в части испытательных процедур и методов испытаний

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ИЗДАНИЕ (март 2005 г.) с Изменением N 1, утвержденным в марте 2004 г. (ИУС 6-2004), Поправкой (ИУС 6-2001)

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 8, 2004 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на судовые, тепловозные и промышленные двигатели внутреннего сгорания (далее — двигатели) и устанавливает нормы и методы определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами (далее — ОГ) при проведении стендовых испытаний новых и капитально отремонтированных двигателей.

Допускается применение настоящего стандарта в условиях эксплуатации при проведении испытаний силовых установок и агрегатов на базе судовых, тепловозных и промышленных двигателей.

Стандарт не распространяется на автомобильные, тракторные и авиационные двигатели.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.012-90* Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 12.1.012-2004, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 10150-88 Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Общие технические условия

ГОСТ 10448-80 Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Приемка. Методы испытаний

ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия

ГОСТ 30574-98 Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Измерение выбросов вредных веществ с отработавшими газами. Циклы испытаний

ГОСТ Р 12.4.213-99 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органа слуха. Противошумы. Упрощенный метод измерения акустической эффективности противошумных наушников для оценки качества

ГОСТ Р ИСО 8178-7-99 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Часть 7. Определение семейства двигателей

ГОСТ Р ИСО 8178-8-99 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Часть 8. Определение группы двигателей

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3 Определения

В настоящем стандарте использованы следующие термины с соответствующими определениями:

отработавшие газы (ОГ): Смесь газообразных продуктов полного сгорания, избыточного воздуха и различных микропримесей (газообразных, жидких и твердых частиц), поступающая из цилиндров двигателя в его выпускную систему.

сухие ОГ: ОГ, влагосодержание которых меньше или равно равновесному при температуре 298 К и атмосферном давлении 101,3 кПа.

влажные ОГ: ОГ, влагосодержание которых соответствует полному составу продуктов сгорания топлива.

вредные вещества: Вещества, содержащиеся в небольших количествах в ОГ и придающие им неблагоприятные либо вредные для человека и окружающей среды свойства. В рамках настоящего стандарта учитываются следующие вредные вещества: оксид углерода, оксиды азота и углеводороды.

оксид углерода: Газообразный продукт неполного окисления углерода, входящего в состав углеводородного топлива, обозначаемый символом СО.

оксиды азота: Смесь различных оксидов азота, образовавшихся в процессе горения топлива в цилиндре дизеля, обозначаемая символом NO .

углеводороды: Смесь паров всех несгоревших и частично окисленных углеводородов топлива и масла, образующихся в процессах горения топлива и выпуска продуктов сгорания из цилиндра, обозначаемая символом СН.

концентрация оксида углерода: Объемная доля в ОГ оксида углерода в объемных процентах (далее — об. %).

концентрация оксидов азота, приведенных к NO : Объемная доля в ОГ оксидов азота, которую они занимали бы при трансформации в эквивалентный объем двуокиси азота NO в об. %.

концентрация углеводородов, приведенных к СН : Объемная доля в ОГ суммы углеводородов, которую они занимали бы при условной трансформации в эквивалентный объем идеального газа с молекулярной массой 13,85 и энергией ионизации молекул, равной энергии ионизации пропана в об. %.

выброс вредных веществ: Количество вредного вещества, поступающего в атмосферу с ОГ в единицу времени.

испытательный цикл (режимы испытаний): Совокупность фиксированных по частоте вращения и мощности режимов работы двигателя, устанавливаемая в соответствии с его назначением и реализуемая в процессе испытаний.

весовой коэффициент режима испытаний ( ): Условная величина, отражающая статистическую долю времени работы двигателей данного назначения в эксплуатации в окрестностях данного режима.

удельный средневзвешенный выброс вредного вещества: Количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу с ОГ, приходящееся на 1 кВт·ч эффективной работы двигателя при совершении им полного испытательного цикла.

предельно допустимый удельный средневзвешенный выброс вредного вещества: Значение удельного средневзвешенного выброса вредного вещества, при превышении которого двигатель не допускается к эксплуатации.

газоанализатор: Прибор для непосредственного измерения концентрации вредного вещества в пробе ОГ.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4 Предельно допустимые значения удельных средневзвешенных выбросов вредных веществ с отработавшими газами двигателя

4.1 Нормируемые параметры

Нормируемым параметром является удельный средневзвешенный выброс -го вредного вещества с ОГ двигателя , выражающий количество этого вредного вещества в граммах, приходящееся на 1 кВт·ч эффективной работы двигателя, совершенной им при выполнении полного испытательного цикла, имитирующего типовые условия эксплуатации.

Устанавливают следующую номенклатуру нормируемых параметров:

— удельный средневзвешенный выброс оксида углерода ;

— удельный средневзвешенный выброс оксидов азота ;

— удельный средневзвешенный выброс суммы углеводородов .

По согласованию между изготовителем двигателя, его потребителем и разработчиком стандарта номенклатура нормируемых параметров может быть расширена.

4.2 Предельно допустимые значения нормируемых параметров

4.2.1 Для новых двигателей

Предельно допустимые значения удельных средневзвешенных выбросов вредных веществ для вновь изготовленных двигателей судовых, промышленных и тепловозных при их стендовых испытаниях должны соответствовать приведенным в таблице 1.

Наименование нормируемого параметра

Норма удельных
средневзвешенных выбросов

Выбросы при ремонте двигателей

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПОРШНЕВЫЕ

ВЫБРОСЫ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ

Измерения в условиях эксплуатации

Reciprocating internal combustion engines. Exhaust emission and visible pollutants. Measurement of exhaust emission at site

ОКС 27.020
ОКП 31 2000

Дата введения 2015-05-01

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (ОАО «ВНИКТИ») и обществом с ограниченной ответственностью «Центральный научно-исследовательский дизельный институт» (ООО «ЦНИДИ»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 45 «Железнодорожный транспорт»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 декабря 2014 г. N 2144-ст

4 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных и межгосударственных стандартов:

ИСО 8178-2:2008* «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 2. Измерение выбросов газов и частиц на месте» ISO 8178-2:2008 «Reciprocating internal combustion engines. Exhaust emission measurement Part 2. Measurement of gaseous and particulate exhaust emissions under field conditions» (NEQ);
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

ИСО 8178-3:1994 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 3. Определение и методы измерения дымности отработавших газов в стационарных условиях» ISO 8178-3:1994 «Reciprocating internal combustion engines. Exhaust emission measurement Part 3. Definitions and methods of measurement of exhaust gas smoke under steady-state conditions» (NEQ)

ИСО 8178-4:2007 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 4. Испытательные циклы для различных режимов работы двигателей» ISO 8178-4:2007 Reciprocating internal combustion engines. Exhaust emission measurement Part 4. Steady-state test cycles for different engine applications () (NEQ)

ИСО 8178-5:2008 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 5. Топливо для испытаний» ISO 8178-5:2008 «Reciprocating internal combustion engines. Exhaust emission measurement Part 5.Test fuels» (NEQ)

5 ВЗАМЕН ГОСТ Р 52408-2005 (ИСО 8178-2:1996)

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт разработан в целях исполнения государственного законодательства в области охраны окружающей среды от вредного воздействия поршневых двигателей внутреннего сгорания, установленных на объектах применения и находящихся в эксплуатации. Введение стандарта обеспечивает реализацию Постановления Правительства Российской Федерации от 06.02.2002 N 83 «О проведении регулярных проверок транспортных и иных передвижных средств на соответствие техническим нормативам выбросов вредных веществ в атмосферный воздух» в части, относящейся к контролю выбросов водного, железнодорожного и промышленного транспорта.

Периодичность контроля соответствия двигателей техническим нормативам дымности и выбросов вредных веществ с отработавшими газами устанавливают не чаще чем один раз в год, если иное не предусмотрено правилами безопасности в особых условиях эксплуатации двигателей или другими специальными требованиями.

Испытания в условиях эксплуатации двигателей проводят с целью проверки фактических значений выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов на соответствие их нормам, установленным в ГОСТ 31967-2012 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения» и ГОСТ 24028-2013 «Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Дымность отработавших газов. Нормы и методы определения» с учетом корректирующих коэффициентов, и техническом паспорте выбросов.

Стандарт устанавливает требования и ограничения, которыми следует руководствоваться при проведении экологического контроля двигателей, установленных на объектах применения.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на поршневые двигатели внутреннего сгорания судового, тепловозного и промышленного назначения (далее — двигатели), находящиеся на объектах применения, и устанавливает процедуры контроля соответствия двигателей в условиях эксплуатации нормам выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов (далее — ОГ).

Стандарт не распространяется на автомобильные и авиационные двигатели.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 24028-2013 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Дымность отработавших газов. Нормы и методы определения

ГОСТ 31967-2012 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения

ГОСТ Р ИСО 8178-4-2013* Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания. Часть 4. Испытательные циклы для двигателей различного применения на установившихся режимах
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ ISO 8178-4-2013, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ Р ИСО 8178-7-99 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Часть 7. Определение семейства двигателей

ГОСТ Р ИСО 8178-8-99 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Часть 8. Определение группы двигателей (ISO 8178-8:1996, IDT)

ГОСТ Р 53638-2009 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Общие технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24028 и ГОСТ 31967.

4 Обозначения

В настоящем стандарте применяются обозначения и сокращения в соответствии с ГОСТ 24028 и ГОСТ 31967.

5 Предельно допустимые значения нормируемых параметров выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов

5.1 Нормируемые параметры

5.1.1 Для газообразных вредных веществ настоящий стандарт устанавливает следующую номенклатуру нормируемых параметров:

— удельный средневзвешенный выброс оксидов азота;

— удельный средневзвешенный выброс оксида углерода;

— удельный средневзвешенный выброс суммы углеводородов.

5.1.2 Для дымности ОГ стандарт устанавливает один из двух нормируемых параметров выбросов в зависимости от выбранного изготовителем метода его измерения:

— коэффициент ослабления светового потока или его расчетный эквивалент — натуральный показатель ослабления потока;

— дымовое число фильтра FSN, условные единицы.

5.2 Предельно допустимые значения норм выбросов вредных веществ и дымности

5.2.1 Предельно допустимые значения удельных средневзвешенных выбросов вредных веществ при испытаниях двигателей в условиях эксплуатации должны соответствовать ГОСТ 31967* с учетом корректирующих коэффициентов.
_______________
* Для тепловозных двигателей постановки на производство до 2000 г. предельно допустимые значения удельных средневзвешенных выбросов вредных веществ устанавливают в соответствии с ГОСТ (проект) «Выбросы вредных веществ и дымность отработавших газов автономного тягового и мотор-вагонного подвижного состава. Нормы и методы определения»

5.2.2 При измерении дымности оптическим дымомером предельно допустимые значения натурального показателя ослабления светового потока и соответствующие им значения коэффициента ослабления светового потока, приведенные к шкале дымомера с базой 0,43 м, при испытаниях двигателей в условиях эксплуатации должны соответствовать ГОСТ 24028 с учетом корректирующих коэффициентов.

При измерении дымности фильтрационным дымомером с длиной колонки 0,405 м предельно допустимые значения дымового числа фильтра FSN при испытаниях двигателей в условиях эксплуатации должны соответствовать ГОСТ 24028 с учетом корректирующих коэффициентов.

Значения корректирующих коэффициентов нормируемых параметров выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов в зависимости от наработки двигателей всех назначений, кроме тепловозных двигателей, устанавливают по таблице 1.

Таблица 1

Наработка двигателя до капитального ремонта

Значения корректирующих коэффициентов нормируемых параметров выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов в зависимости от наработки тепловозных двигателей устанавливают по таблице 2.

Таблица 2

Пробег магистрального тепловоза, тыс.км
Время работы маневрового тепловоза, мес

более 100 тыс.км более 7,5 месяцев

более 200 тыс.км более 15 месяцев

более 500 тыс.км более 37,5 месяцев

6 Условия проведения измерений

6.1 Режимы испытаний и объем измерений

При проведении испытаний в условиях эксплуатации двигателя измерения выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов проводят на установившихся режимах по циклам испытаний по ГОСТ ISO 8178-4-2013.

Испытания в условиях эксплуатации могут быть выполнены упрощенными методами в соответствии с разделом 9, если на двигатель имеется технический паспорт выбросов двигателя, а в процессе эксплуатации двигатель не был подвергнут существенным конструктивным изменениям.

6.2 Атмосферные условия

6.2.1 Объемные расходы воздуха и отработавших газов должны быть приведены к температуре 273 К и давлению 101,3 кПа.

6.2.2 На месте проведения испытаний должны быть измерены температура, полное атмосферное давление воздуха на впуске в двигатель, а также относительная и абсолютная влажность воздуха, по которым вычисляют давление сухого атмосферного воздуха.

По результатам измерений рассчитывают атмосферных фактор по формулам:

— для двигателей без наддува, с наддувом от приводного нагнетателя или с комбинированным наддувом

— для двигателя с наддувом от свободного турбокомпрессора

где — парциальное давление водяных паров при , кПа.

Результаты испытаний считают достоверными, если в течение испытаний параметр остается в пределах 0,93 1,07.

6.3 Впускная система двигателя

Впускная система двигателя должна обеспечивать сопротивление на впуске и расход воздуха в соответствии с требованиями изготовителя как для номинального, так и для промежуточных режимов работы двигателя. Выполнение этого требования позволяет использовать результаты стендовых испытаний при определении нормируемых параметров выбросов при проведении контрольных проверок двигателя в условиях эксплуатации.

6.4 Выпускная система двигателя

Выпускная система двигателя должна обеспечивать противодавление на выпуске в пределах, установленных изготовителем для номинального и промежуточных режимов работы двигателя. Выполнение этого требования необходимо для поддержания условий газообмена, соответствующего результатам стендовых испытаний. Наличие оборудования для снижения выбросов вредных веществ обязательно, если это оборудование было использовано при испытаниях двигателя на стенде.

6.5 Система охлаждения

Система охлаждения двигателя должна обеспечивать поддержание установленных изготовителем рабочих температур охлаждающих жидкостей во всем диапазоне возможных изменений атмосферных условий на месте установки.

6.6 Топливо и смазочные масла

При испытаниях двигатель должен работать на топливах и смазочных маслах, указанных в технических условиях на двигатель конкретного типа.

Технические характеристики топлива и смазочных масел, используемых при проведении испытаний, должны быть зарегистрированы в протоколе испытаний.

6.7 Установка пробоотборных зондов и газоаналитического оборудования

Установка пробоотборных зондов и газоаналитического оборудования должна соответствовать требованиям ГОСТ 31967 и ГОСТ 24028. В случаях, когда это невозможно, внесение изменений допускается только по согласованию между всеми заинтересованными сторонами. Пространство для размещения необходимой контрольно-измерительной аппаратуры должно быть достаточным для того, чтобы обеспечить требования безопасности персонала, проводящего испытания в условиях эксплуатации.

7 Измеряемые параметры и средства измерений

7.1 Измеряемые параметры

7.1.1 При испытаниях двигателя на объекте применения на каждом режиме испытательного цикла измерению подлежат следующие показатели:

— мощность;

— частота вращения коленчатого вала;

— расход топлива;

— расход воздуха, приведенный к нормальным атмосферным условиям;

— расход отработавших газов, приведенный к нормальным атмосферным условиям;

— температура воздуха на впуске;

— полное атмосферное давление;

— относительная влажность воздуха или абсолютная влажность воздуха;

— температуры воды и масла;

— другие рабочие параметры, предусмотренные техническим паспортом выбросов двигателя.

7.1.3 Нормы дымности ОГ определяют по следующим показателям

При измерении дымности оптическим методом:

— основным нормируемым параметром дымности ОГ является натуральный показатель ослабления светового потока, вычисляемый по формуле:

— вспомогательным нормируемым параметром дымности ОГ является коэффициент ослабления светового потока, приведенный к эффективной измерительной базе 0,43 м;

Если эффективная измерительная база дымомера отличается от 0,43 м, то вспомогательный нормируемый параметр дымности ОГ рассчитывается по формуле:

При измерении дымности фильтрационным методом:

— дымовое число фильтра FSN, отсчитываемое по шкале рефлектометра при условии установки на 0 его показаний при отражении от чистого фильтра. Если эффективная длина дымовой колонки отличается от 0,405 м, то измеренное значение FSN приводят к указанной длине по формуле:

7.1.4 Тормозная мощность

Значения мощности (крутящего момента) и частоты вращения двигателя для каждого режима испытаний в условиях эксплуатации могут отличаться от значений, которые были установлены на испытательном стенде. Если условия на месте установки не позволяют установить и поддерживать с требуемой точностью значения крутящего момента и частоты вращения для режимов проведения испытаний по циклу, то приоритет отдают установке и поддержанию крутящего момента, соответствующего заданному режиму. При этом все отклонения от стандартного испытательного цикла допускается вносить по согласованию с контролирующей организацией.

В случаях, когда непосредственное измерение крутящего момента невозможно, эффективную мощность допускается рассчитывать на основании других имеющихся в наличии данных. Метод расчета должен быть согласован с контролирующей организацией.

7.1.5 Расход топлива

Расход топлива измеряют для каждого режима проведения испытаний по циклам согласно ГОСТ ISO 8178-4-2013. В случаях, когда невозможно измерить расход топлива при испытаниях на месте установки двигателя, допускается применение расчетных методов с использованием данных, заимствованных из протокола стендовых испытаний двигателя. При использовании расчетных методов, в особенности в тех случаях, когда применяют тяжелое топливо, должна быть проведена оценка возможной погрешности расчета.

7.1.6 Расход отработавших газов

Объемный расход отработавших газов измеряют любым прямым способом с последующим приведением к стандартным атмосферным условиям, либо рассчитывают по измеренным значениям расхода воздуха и топлива для каждого режима испытаний по ГОСТ 31967.

Для расчета объемного расхода отработавших газов допускаются другие стандартные методы, например метод баланса углерода и кислорода по ГОСТ 31967.

7.1.8 Методы измерения вредных газообразных компонентов и дымности отработавших газов

Методы измерения концентрации нормируемых вредных газообразных компонентов ОГ должны соответствовать ГОСТ 31967. Дымность ОГ измеряют оптическим или фильтрационным методами по ГОСТ 24028.

При периодических контрольных проверках двигателя на месте установки допускается по согласованию с разработчиком стандарта применять другие методы измерения концентраций вредных веществ, обеспечивающие эквивалентность и точность измерения не ниже указанных в таблице 3.

Эквивалентность и точность альтернативных методов измерения должна быть подтверждена протоколом сравнительных испытаний, выполненных независимой испытательной лабораторией.

7.1.9 Все измеренные в процессе испытаний двигателя параметры и результаты его испытаний включают в протокол испытаний, форма которого приведена в приложении А.

7.2 Средства измерений

7.2.1 Концентрацию нормируемых вредных газообразных компонентов ОГ измеряют газоанализаторами. Газоанализаторы должны соответствовать требованиям ГОСТ 31967.

Дымность ОГ измеряют дымомерами оптического или фильтрационного типов. Дымомеры должны соответствовать требованиям ГОСТ 24028.

Средства измерений выбросов вредных веществ и дымности ОГ должны иметь действующие свидетельства о государственной поверке и обеспечивать погрешность измерений не более указанной в таблице 3.

Таблица 3

Наименование измеряемого параметра отработавших газов

Предельно допустимая погрешность измерения, %

Концентрация оксида углерода

Натуральный показатель ослабления светового потока

Коэффициент ослабления светового потока

Дымовое число фильтра

7.2.2 Средства измерений показателей работы двигателя, необходимых для расчета нормируемых параметров выбросов вредных веществ, должны иметь действующие свидетельства о государственной поверке и обеспечивать погрешность измерений не более указанной в таблице 4.

Таблица 4

Предельно допустимая погрешность измерения, %

Частота вращения двигателя

Расход отработавших газов

7.2.3 Все использованные в процессе испытаний оборудование и средства измерений указывают в протоколе испытаний.

8 Проведение измерений

8.1 Измерение выбросов вредных веществ с отработавшими газами

8.1.1 Рекомендуется начинать измерения с режима номинальной или полной мощности и далее последовательно снижать нагрузку до минимальной. За время измерений значения тормозной мощности и частоты вращения коленчатого вала для каждого режима испытаний не должны отклоняться более чем на ±5% от заданного значения.

8.1.2 Перед началом измерений газоанализаторы прогревают и калибруют по поверочным газовым смесям класса государственных стандартных образцов по руководству по эксплуатации предприятия-изготовителя.

8.1.3 Отсчет показаний газоанализаторов проводят для каждого режима трижды с интервалом не менее 1 мин, причем первый отсчет выполняют не ранее чем через 2 мин после установления температурного состояния двигателя на режиме испытаний. Результаты трех последовательных отсчетов не должны различаться более чем на ±3,5%. За результат измерений принимают среднеарифметическое значение трех отсчетов. При наличии регистрирующего самописца за результат измерений принимают среднее значение непрерывной записи, проведенной в течение 1 мин, если за время записи отклонения от начального значения составляют не более ±3,5%.

Одновременно регистрируют значения показателей работы двигателя, необходимые для определения нормируемых параметров.

Результаты измерений и расчетов включают в отчет о результатах испытаний.

8.2 Измерение дымности отработавших газов оптическим методом

8.2.1 Измерение дымности отработавших газов проводят на тех же режимах работы двигателя, что и измерение вредных веществ отработавших газов по ГОСТ ISO 8178-4-2013.

8.2.2 Перед началом измерений дымомер прогревают и калибруют в соответствии с руководством по эксплуатации предприятия-изготовителя по эталонному светофильтру, входящему в комплект прибора.

8.2.3 Измерение параметров дымности для каждого режима работы двигателя проводят не менее трех раз с промежутком между двумя последующими измерениями не менее 1 мин. После каждого измерения проверяют нулевое положение стрелки индикатора дымности и при необходимости приводят ее в нулевое положение. Измерения считают действительными, если расхождения между двумя последними показаниями по шкале не превышают ±2%, а результаты трех измерений не образуют монотонно убывающей или возрастающей последовательности. Если эти условия не выполняются, то серию измерений продолжают до получения трех последовательных показаний, удовлетворяющих поставленным условиям. За результат измерения принимают среднеарифметическое значение трех показаний.

Результаты измерений включают в отчет о результатах испытаний.

8.3 Измерение дымности отработавших газов фильтрационным методом

8.3.1 Перед началом измерений дымомер прогревают и калибруют в соответствии с руководством по эксплуатации предприятия-изготовителя по эталону отражения, входящему в комплект прибора. В комплект поставки дымомера должен входить один калибровочный экран, соответствующий дымовому числу фильтра 3 FSN или 5 FSN с точностью в пределах ±0,1 FSN.

8.3.2 Отбор пробы проводят в соответствии с руководством по эксплуатации, разработанной изготовителем дымомера. Пробу пропускают через фильтр, который затем удаляют из дымомера и заменяют новым, через который пропускают новую пробу для перепроверки результата и получения его среднего значения. Увлажненные или нестандартные фильтры применять не следует.

8.3.3 Измерение дымности для каждого режима работы двигателя проводят не менее трех раз с интервалом между двумя последующими измерениями не менее 1 мин. После каждого измерения проверяют нулевое положение стрелки индикатора дымности и при необходимости приводят ее в нулевое положение. Измерения считают действительными, если расхождения между двумя последними показаниями по шкале FSN не превышают ±0,2 FSN, а результаты трех измерений не образуют монотонно убывающей или возрастающей последовательности. Если эти условия не выполняются, то серию измерений продолжают до получения трех последовательных показаний, удовлетворяющих поставленным условиям. За результат измерения принимают среднеарифметическое значение трех показаний.

8.3.4 Результаты измерений и расчетов включают в отчет о результатах испытаний.

9 Упрощенный контроль соответствия двигателя нормируемым параметрам выбросов вредных веществ и дымности ОГ

9.1 Методы упрощенного контроля

9.1.1 Для двигателей в условиях эксплуатации допускается упрощенный контроль их соответствия нормам выбросов вредных веществ и дымности ОГ. Метод упрощенного контроля, который разрабатывает изготовитель двигателя, включают в технический паспорт выбросов двигателя как его обязательную составную часть.

При проведении упрощенного контроля двигателей в условиях эксплуатации допускается применение концепций семейства и группы двигателей по ГОСТ Р ИСО 8178-7 и ГОСТ Р ИСО 8178-8.

9.1.2 Настоящий стандарт устанавливает применение следующих методов упрощенного контроля в условиях эксплуатации двигателя:

— метод сверки параметров;

— метод упрощенных измерений;

— метод непосредственных измерений или мониторинга.

9.1.3 Упрощенный контроль на месте установки двигателя может быть применен при выполнении следующих условий:

— двигатель снабжен действующим сертификатом соответствия;

— разработан и согласован в установленном порядке технический паспорт выбросов двигателя;

— двигатель после установки на объекте применения и в процессе эксплуатации не был подвергнут существенным конструктивным изменениям.

Для двигателей, соответствующих этим требованиям, допускают регулировки, не выходящие за пределы допусков, установленных техническим паспортом выбросов двигателя.

9.2 Метод сверки параметров

9.2.1 Применение метода

Контроль соответствия двигателей нормам выбросов методом сверки параметров рекомендуется совмещать с периодическим техническим обслуживанием, предусмотренным руководством по эксплуатации установок с двигателями.

Если изготовитель двигателя предполагает использование в эксплуатации метода сверки параметров, то конструкция двигателя должна предусматривать доступность компонентов, регулируемых элементов, которые внесены в технический паспорт выбросов двигателя. Применение метода сверки параметров предполагает наличие на объекте применения доступных средств и приспособлений для контроля регулировок и рабочих параметров, влияющих на выбросы вредных веществ и дымность отработавших газов.

9.2.2 Процедуры метода сверки параметров двигателя

Метод сверки параметров двигателя базируется на следующих процедурах:

— документальной проверке параметров двигателя по эксплуатационной документации и формуляру или журналу регистрации конструктивных изменений;

— фактической проверке соответствия комплектации и регулируемых элементов двигателя их первоначальным значениям, полученным на испытательном стенде;

— проверке соответствия рабочих параметров, влияющих на выбросы вредных веществ и дымность отработавших газов, их первоначальным значениям, полученным на моторном стенде при проведении испытаний.

Полный перечень проверок по методу сверки параметров двигателя приводят в техническом паспорте выбросов двигателя, разрабатываемом изготовителем двигателя после получения положительного результата стендовых испытаний.

Рекомендуемый минимальный перечень проверок по методу сверки параметров двигателя включает в себя следующие позиции:

— объявленную мощность и частоту вращения коленчатого вала;

— степень сжатия;

— тип, идентификацию компонентов и регулировку форсунки и распылителя;

— тип, идентификацию компонентов и регулировку топливного насоса высокого давления, влияющих на количество, момент и закон подачи топлива;

— тип, идентификацию камеры сгорания;

— тип, конструкцию и рабочие параметры турбокомпрессора;

— тип, конструкцию и рабочие параметры охладителя (нагревателя) наддувочного воздуха;

— фазы газораспределения;

— профиль кулака вала привода впускных и выпускных клапанов, их число и размеры;

— типы и конструктивные особенности оборудования для снижения выбросов;

— другие рабочие параметры и регулировки.

9.2.3 Техническая документация

При проведении контрольных проверок (освидетельствовании) методом сверки параметров кроме технического паспорта выбросов двигателя, разрабатываемого изготовителем, необходимо наличие следующей эксплуатационной документации, относящейся к процедурам проверки и средствам контроля:

— формуляра или журнала регистрации конструктивных изменений двигателя для записи всех конструктивных изменений, комплектации и регулировок, если они имели место в процессе эксплуатации, в том числе технической документации на конструктивные изменения компонентов двигателя, если такие изменения были проведены;

— журнала регистрации рабочих параметров двигателя, влияющих на выбросы вредных веществ и дымность отработавших газов, полученных при периодическом технологическом контроле или настройке двигателя или его компонентов, предусмотренной техническими условиями изготовителя.

Проверка соответствия двигателя техническим нормативам выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов в условиях эксплуатации методом сверки параметров может быть ограничена проведением документального контроля при наличии перечисленной технической документации.

9.3 Метод упрощенных измерений

Упрощенные измерения на двигателе в условиях эксплуатации могут быть выполнены как составная часть метода сверки параметров после завершения процедуры документального контроля.

9.3.1 Процедуры метода упрощенных измерений

Метод упрощенных измерений базируется на следующих процедурах:

— документальной проверке комплектации двигателя по формуляру или журналу регистрации конструктивных изменений в объеме требований технического паспорта выбросов двигателя;

— фактической проверке соответствия комплектации и регулируемых элементов двигателя, находящихся на объекте применения, их первоначальным значениям, полученным на испытательном стенде в объеме требований технического паспорта выбросов двигателя;

— упрощенных измерениях выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов для одного из режимов испытательного цикла, выбранного по согласованию заинтересованных сторон.

Результаты упрощенных измерений выбросов вредных веществ и дымности ОГ должны соответствовать требованиям технического паспорта выбросов данного двигателя.

9.3.2 Техническая документация

При проведении контрольных проверок (освидетельствований) двигателей методом упрощенных измерений кроме технического паспорта выбросов двигателя, разрабатываемого изготовителем, в состав эксплуатационной документации должен входить формуляр или журнал регистрации конструктивных изменений двигателя для записи всех конструктивных изменений, комплектации и регулировок, если они имели место в процессе эксплуатации.

9.4 Метод мониторинга

9.4.1 Условия применения

Проверка соответствия двигателя нормам выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов в условиях эксплуатации методом непосредственных измерений или мониторинга может быть применена в случаях, когда конструкция силовой установки с двигателем или транспортное средство оборудованы средствами измерений состава отработавших газов.

Под мониторингом в данном случае понимают процесс регистрации в полном объеме всех показателей, характеризующих выбросы вредных веществ и дымность отработавших газов на работающем двигателе, установленном на объекте применения, в тот момент, когда при выполнении операции технологического цикла двигатель находится на режиме работы, соответствующем одному из режимов стандартного цикла испытаний.

9.4.2 Процедуры и документация

Процедура проверки соответствия двигателя нормам выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов в условиях эксплуатации методом мониторинга по объему и методам измерений полностью соответствует процедуре испытаний на месте установки двигателя.

9.4.3 Результаты измерений показателей выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов включают в отчет о результатах испытаний (протокол испытаний). Рекомендуемая форма протокола испытаний приведена в приложении А.