Abgasuntersuchung - Auto, Motorrad, Caravan | TÜV NORD

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Abgasuntersuchung - Auto, Motorrad, Caravan | TÜV NORD
Auf dem Weg zu Euro VI und Stufe IIIb / IV
Zukünftige Grenzwertstufen für Motoren zum Antrieb von schweren
Nutzfahrzeugen und mobilen Maschinen und Geräten.
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
1
Inhalt
Euro VI – Nutzfahrzeugmotoren
- Anwendungsbereich
- Split Level Ansatz
- Änderungen, Neuerungen und Ergänzungen zu
den bestehenden Vorgaben 2005/78/EG – 2008/74/EG
- Verordnung (EG) Nr. 595 / 2009 (18. Juni 2009)
Stufe IIIb und IV – Mobile Maschinen und Geräte
- Motivation
- Änderungen und Ergänzungen zu 97/68/EG - 2004/26/EG
- Comitology Verfahren
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
2
Euro VI – Nutzfahrzeugmotoren
Anwendungsbereich / Einsatztermin
Anwendungsbereich analog Euro IV / V und zu Verordnung (EG) Nr.
715/2007 (Euro 5&6):
Anwendbar für alle Motoren zum Einbau in Fahrzeuge der
Kategorien M1, M2, M3, N1, N2 und N3 mit einer Referenzmasse
größer 2610 kg.
=> Ausnahme
Für Motoren zum Einbau in Fahrzeuge der Kategorien M1, M2, N1
und N2 mit einer Referenzmasse kleiner 2840kg, wenn hierzu eine
Genehmigung nach Verordnung (EG) Nr. 715/2007 vorliegt.
Einsatztermine: 31. Dezember 2013 für neue Typen
31. Dezember 2014 für alle Typen
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
3
Euro VI – Nutzfahrzeugmotoren
SPLIT LEVEL APPROACH
Wie bereits bei den zuvor anwendbaren Dokumenten erfolgt
die Richtlinienentwicklung im „split-level“.
Der „politische“ Teil (Anwendungsbereich, Grenzwerte, Zeitplan)
wird über co-decission (Mitentscheid) zwischen Europäischem
Parlament und dem Europäischen Rat entschieden.
Der „technische“ Teil (Anhänge) wird über die Kommission
entwickelt (MVEG und sub-groups) und über TCMV Technical
Committee - Motor Vehicles im Komitologie-Verfahren eingeführt.
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
4
Euro VI – Nutzfahrzeugmotoren
2007/0295 (COD), 10. Nov. 2008 / Verordnung (EG) Nr. 595 / 2009, 18. Juni 2009
Einführung neuer Typprüfverfahren basierend auf den WHDC Vorgaben
bzw. GTR Nr. 04.
- WHSC und WHTC Zyklen.
- WHSC ramped gefahren, d.h. ohne WF, A-Z sampling.
- keine Berücksichtigung der Lüfterleistung, et cetera.
Korrelationsfaktoren zur Limitierung der WHDC Zyklen.
- TNO, TU Graz und TÜV Nord Daten von Euro V (V+) Motoren.
- Industrieunterstützung von ACEA (Euro VI Prototypen).
- Korrelationsfaktoren: 1,00 für alle Komponenten
Ausnahme NOx 1,10 WHTC zu ETC.
Einführung und Nutzung der WWH-OBD bzw. GTR Nr. 05.
- Weltweit harmonisierte OBD Vorgaben.
- Fehlerhierarchien et cetera.
Einführung von OCE (off-cycle emission) Vorgaben.
- GTR Vorschlag verabschiedet.
- OCE Vorgaben für ISC und Typprüfung (EG) anwendbar.
- Multi-Mapping (wieder) möglich.
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
5
Euro VI – Nutzfahrzeugmotoren
2007/0295 (COD), 10. Nov. 2008 / Verordnung (EG) Nr. 595 / 2009, 18. Juni 2009
Einführung von Partikelanzahlmessungen (PMP) zusätzlich zur Gravimetrie.
- Abschluss der PMP HD Arbeiten notwendig (?).
- Messverfahren Anhang liegt im (groben) Entwurf vor (R.49).
- Grenzwerttabelle ergänzt, Limit z. Zt. nicht formuliert,
Diskussion läuft aktuell (x*10^11 n/kWh).
Einführung von Verfahren zur Bestimmung des Kraftstoffverbrauches und der CO2 Emission.
- Bislang bei Nutzfahrzeugen nicht limitiert / spezifiziert.
- Verfahrensentwicklung notwendig (nat. / int. F+E Vorhaben).
Einführung PEMS (Portable Emission Measurement System) für ISC (IUC) Vorgaben.
- Straßenmessungen vs. Prüfstand.
- Einführung schon für Euro V (neu) geplant.
- ISC In-Service Conformity / IUC In-Use Compliance.
Festlegung des Zugangs zu Wartungs- und Reparatur-Informationen
- Analog zu Euro 5 und 6 light-duty.
Verschärfung der Dauerhaltbarkeitskriterien
- Leichte Fz. 160.000km, mittlere Fz. 300.000km, schwere Fz. 700.000km.
Test
IFM
Weiterentwicklung und Anpassung der Anforderungen an SCR-Systeme
- Anlehnung an U.S.-EPA Guidance für HHDE.
- NH3 Messung et cetera.
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
6
Euro VI – Nutzfahrzeugmotoren
Limitierungen
Limit values
CO
THC
NMHC
(mg/kWh)
(mg/kWh)
(mg/kWh)
ESC
(CI)
1500
ETC
(CI)
4000
ETC
(PI)
4000
CH4
NH3
PM
PN (1)
(#/kWh)
(mg/kWh)
(ppm)
(mg/kWh)
130
400
10
10
160
400
10
10
400
10
10
160
(mg/kWh)
NOX (3)
500
WHSC (2)
WHTC (2)
PI = Positive Ignition (Otto), CI = Compression Ignition (Diesel)
(1) A number standard is to be defined at a later stage / Grenzwertentwicklung später nicht später als April 2010
(2) The limit values relating to WHSC and WHTC will be introduced, at a later stage, once correlation factors with respect to the
current cycles (ESC and ETC) have been established / Korrelationsfaktoren aus TNO Studie nicht später als April 2010.
(3) Admissible level of NO comp. in the NOx limit may be defined later. / Eventuell später NO Limitierung.
2
2
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
7
Euro VI – Nutzfahrzeugmotoren
Durchführungsverordnung
=> Verordnung (EG) Nr. 595 / 2009 veröffentlicht am 18. Juni 2009.
=> Erstellung der technischen Anhänge läuft.
=> Nächste Termine für Euro VI Workshops geplant für den
9. und 10. September.
=> MVEG geplant für September.
=> TCMV geplant für Oktober.
=> Verabschiedung bis zum 01. April 2010.
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
8
Inhalt
Euro VI – Nutzfahrzeugmotoren
- Anwendungsbereich
- Split Level Ansatz
- Änderungen, Neuerungen und Ergänzungen zu
den bestehenden Vorgaben 2005/78/EG – 2008/74/EG
- Durchführungsverordnung
Stufe IIIb und IV – Mobile Maschinen und Geräte
- Motivation
- Änderungen und Ergänzungen zu 97/68/EG - 2004/26/EG
- Comitology Verfahren
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
9
Stufe IIIb und IV – Mobile Maschinen und Geräte
Motivation 97/67/EG, 2001/63/EG, 2002/88/EG, 2004/26/EG
2004/26/EG – Artikel 2. Die Kommission wird bis spätestens zum 31. Dezember 2007
a) ihre Schätzungen bezüglich der Emissionsbilanz von mobilen Maschinen und Geräten neu bewerten und
insbesondere die Möglichkeit von Gegenkontrollen und Korrekturfaktoren prüfen,
b) die verfügbaren Technologien, einschließlich des Kosten-Nutzen-Verhältnisses, im Hinblick auf die
Bestätigung der Grenzwerte der Stufen IIIB und IV daraufhin überprüfen, ob für bestimmte Geräte- oder
Motortypen mehr Flexibilität, Ausnahmen oder spätere Umsetzungstermine vorgesehen werden sollten, wobei
der Fall von Motoren zu berücksichtigen ist, die in mobile Maschinen und Geräte in saisonspezifischen
Einsatzbereichen eingebaut sind,
c) die Anwendung von Prüfzyklen für Triebwagen- und Lokomotivmotoren und, bezogen auf Lokomotivmotoren, die Kosten und Nutzen einer weiteren Senkung der Emissionsgrenzwerte angesichts des Einsatzes
der NOx- Nachbehandlungstechnologie prüfen,
d) prüfen, ob eine weitere Reihe von Grenzwerten für Motoren zur Verwendung in Binnenschiffen eingeführt
werden sollte, und dabei insbesondere die technische und wirtschaftliche Durchführbarkeit sekundärer
Emissionsminderungsoptionen in diesem Einsatzbereich berücksichtigen,
e) prüfen, ob Emissionsgrenzwerte für Motoren unter 19 kW und über 560 kW eingeführt werden sollten,
f) prüfen, ob die Kraftstoffe verfügbar sind, die für die zur Erfüllung der Standardwerte der Stufen IIIB und IV
eingesetzten Technologien erforderlich sind,
g) prüfen, bei welchem Betriebszustand des Motors die höchstzulässigen Prozentsätze, um die die in Anhang I
Abschnitte 4.1.2.5 und 4.1.2.6 festgelegten Emissionsgrenzwerte überschritten werden dürfen, überschritten
werden können, und gegebenenfalls Vorschläge zur technischen Anpassung der Richtlinie nach dem in Artikel
15 der Richtlinie 97/68/EG genannten Verfahren vorlegen,
h) prüfen, ob ein System zur Überprüfung der Übereinstimmung während des Betriebs eingeführt werden
sollte, und mögliche Optionen für seine Durchführung untersuchen,
i) detaillierte Regelungen zur Verhinderung von Manipulation und Umgehung von Prüfzyklen in Erwägung
ziehen und dem Europäischen Parlament und dem Rat gegebenenfalls entsprechende Vorschläge vorlegen.
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
10
Stufe IIIb und IV – Mobile Maschinen und Geräte
Comitology Amendment - Vorschläge
GEME AD-HOC WORKING GROUP
Beschränkung auf Arbeiten, die innerhalb des Komitologieverfahrens zur Änderung kommen können.
- Verlängerung der Ausnahmen nach Artikel 14a (Derogation)
- Klarstellung der Anwendung Typprüfzyklen - NRSC / NRTC
- Klarstellung der Anwendung Typprüfzyklen – Kalt / Warm / Wichtung
- “NOx-Control”
- Definition Referenzdrehzahl zur Entnormierung des NRTC und NRSC
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
11
Stufe IIIb und IV – Mobile Maschinen und Geräte
Comitology Amendment - Vorschläge
Verlängerung der Ausnahmen nach Artikel 14a (Derogation)
=> für spezielle handgehaltene, nah am Körper eingesetzte
Anwendungen nach wie vor notwendig:
Member States shall not grant type-approval for an engine type or engine family and
to issue the documents as described in Annex VII, and shall not grant any other typeapproval for non-road mobile machinery in which an engine is installed:
after 1 August 2014 for the following engines
Hand held tree service chain saw: a hand held saw in
top handle configuration, to cut wood, constructed
according to ISO 11681-2
Hand held hedge trimmer: a hand held device designed
for trimming hedges and bushes by means of one or more
reciprocating cutter blades, according to EN 774 or ISO 10517
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
12
Stufe IIIb und IV – Mobile Maschinen und Geräte
Comitology Amendment - Vorschläge
Klarstellung der Anwendung Typprüfzyklen - NRSC / NRTC
=> bisher war der NRTC nur zur Partikelmessung heranzuziehen;
eine transienete NOx-Messung war nicht vorgesehen.
The NRSC (non-road steady cycle) which shall be used for the measurement
of the emissions of carbon monoxide, hydrocarbons, oxides of nitrogen and
particulates for stages I, II, IIIA, IIIB and IV of engines described in Annex I,
Section 1, indents A(i) and A(ii),
and
The NRTC (non-road transient cycle) which shall be used for the measurement
of the emissions of carbon monoxide, hydrocarbons, oxides of nitrogen and
particulates for stages IIIB and IV of engines described in Annex I, Section 1,
indent A(i).
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
13
Stufe IIIb und IV – Mobile Maschinen und Geräte
NRTC – Non Road Transient Cycle
Last (%) / Drehzahl (%)
120
speed %
torque %
100
80
60
40
20
0
0
200
400
600
800
1000
1200
Zeit (sec)
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
14
Stufe IIIb und IV – Mobile Maschinen und Geräte
Comitology Amendment - Vorschläge
Klarstellung d. Anwendung Typprüfzyklen – Kalt / Warm / Wichtung
=> bisher war kein Verfahren zu Berechnung und Wichtung in der Richtlinie
enthalten; lediglich Verweis auf Notwendigkeit der Festlegung wie jetzt
vorgeschlagen (für Genehmigung nach IIIb notwendig).
1. Cool-down Verfahren (Annex III, section 4.5.7)
2. Kalttest (Annex III, section 4.5.8.1)
3. 20 Min. Hot soak (Annex III, section 4.5.8.6)
4. Warmtest (Annex III, section 4.5.8.7)
5. Wichtung der spezifischen Emissionen
(1/10)M gas, cold + (9 /10) M gas ,hot
Individual gas =
(1/ 10)Wact ,cold + (9 / 10)Wact ,hot
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
15
Stufe IIIb und IV – Mobile Maschinen und Geräte
Comitology Amendment - Vorschläge
NOx-Control
=> bisher ungeregelt; durch zu erwartende NOx-Abgasnachbehandlung
Notwendigkeit ab Stufe IIIb, spätestens Stufe IV gegeben.
- zweistufiger Ansatz Stufe IIIb und IV geplant
a) Stufe IIIb:
Emission Control System => ECS, BECS, AECS + Reagent Control,
kein “torque limiter” o.ä.
b) Stufe IV:
Emission Control System => ECS, BECS, AECS + NOx-Control,
weitere Schritte noch nicht geklärt.
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
16
Stufe IIIb und IV – Mobile Maschinen und Geräte
Comitology Amendment - Vorschläge
Definition Referenzdrehzahl, Entnormierung des NRTC und NRSC
=> zwecks Anpassung an ISO, GTR und U.S.-EPA Part 1039 / 1065
Harmonisierung der Drehzahlvorgaben
Mode
No
1
2
3
4
5
6
7
8
(1)
(2)
Test
IFM
Engine Speed
Load
(2)
Rated or Reference
(2)
Rated or Reference
(2)
Rated or Reference
(2)
Rated or Reference
Intermediate
Intermediate
Intermediate
Idle
100
75
50
10
100
75
50
-
Weighting
Factor
0,15
0,15
0,15
0,10
0,10
0,10
0,10
0,15
Identical with C1 cycle as described in paragraph 8.3.1.1. of the
ISO 8178-4:2007(E) standard (corrected version 2008-07-01).
Reference speed is defined in Annex III section 4.3.1
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
17
Stufe IIIb und IV – Mobile Maschinen und Geräte
Comitology Amendment - Vorschläge
Definition Referenzdrehzahl, Entnormierung des NRTC und NRSC
a) n_ref = low speed + 0,95 x (high speed — low speed)
(the high speed is the highest engine speed where 70 % of the rated power is
delivered, while the low speed is the lowest engine speed where 50 % of the
rated power is delivered).
If the measured reference speed is within +/-3% of the reference speed as declared
by the manufacturer, the declared reference speed shall be used for the emissions test.
If the tolerance is exceeded, the measured reference speed shall be used for the
emissions test.
b) rated speed shall mean the maximum full load speed allowed by the governor as
specified by the manufacturer;
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
18
Stufe IIIb und IV – Mobile Maschinen und Geräte
Comitology Amendment - Vorschläge
=> Schriftliche Abfrage CATP Mitglieder für Mitte / Ende August
erwartet (keine Rücklauf = positive Stimme). Keine Sitzung!
- Verlängerung der Ausnahmen nach Artikel 14a (Derogation),
- Klarstellung der Anwendung Typprüfzyklen - NRSC / NRTC,
- Klarstellung der Anwendung Typprüfzyklen - Kalt / Warm / Wichtung,
- NOx-Control,
- Definition Referenzdrehzahl zur Entnormierung des NRTC und NRSC.
=> ausstehende Punkte, Weiterführung der “ad-hoc” Arbeitsgruppe
(Chair: Sweden)
- Control Area (NTE),
- Nachbehandlung useful-life period,
- Einstufung Motorleistungskategorie (Familie),
- Referenzkraftstoffe,
- PEMS,
- et cetera.
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
19
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit!
Test
IFM
Leif-Erik Schulte
Motoren / Nutzfahrzeuge
21/08/2009
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