Принят и введен в действие

Постановлением Госстандарта России

от 22 сентября 2000 г. N 229-ст

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОХРАНА ПРИРОДЫ

АТМОСФЕРА

ПОРШНЕВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

ДЛЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ ТРАКТОРОВ И СРЕДСТВ МАЛОЙ МЕХАНИЗАЦИИ

НОРМЫ И МЕТОДЫ

ИЗМЕРЕНИЯ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ С ОТРАБОТАВШИМИ

ГАЗАМИ И ДЫМНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Protection of the environment. Atmosphere. Engines

minitractors and minimechanical objects. Rates and testing

methods of exhaust emission and smoke

ГОСТ Р 17.2.2.07-2000

Группа Т58

ОКС 13.020

27.020

ОКСТУ 0017

ОКП 47 5131

47 5151

47 5161

Дата введения

1 июля 2001 года

Предисловие

1. Разработан и внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 56 "Дорожный транспорт".

2. Принят и введен в действие Постановлением Госстандарта России от 22 сентября 2000 г. N 229-ст.

3. Настоящий стандарт соответствует ИСО 8178-4:1996 "Двигатели поршневые внутреннего сгорания. Измерение выхлопов отработавших газов. Часть 4. Испытательные циклы для различных режимов работы двигателей" в части режимов работы двигателей при проведении испытаний по определению удельных выбросов вредных веществ с отработавшими газами.

4. Введен впервые.

5. Издание (октябрь 2003 г.) с Изменением N 1, принятым в ноябре 2001 г. (ИУС 2-2002).

1. Область применения

Настоящий стандарт распространяется на вновь изготовленные и капитально отремонтированные на ремонтных предприятиях поршневые двигатели внутреннего сгорания (далее - двигатели): дизели мощностью менее 18 кВт и двигатели с искровым воспламенением мощностью менее 19 кВт, предназначенные для малогабаритных тракторов, включая мотоблоки, мотокультиваторов, мотопомп, средств малой механизации сельскохозяйственного, строительно-дорожного и коммунального применения.

Стандарт устанавливает нормы и методы определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами двигателей, а также дымности отработавших газов дизелей.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 17.2.1.02-76 Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения выбросов двигателей автомобилей, тракторов, самоходных сельскохозяйственных и строительно-дорожных машин

ГОСТ 14846-81 Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний

ГОСТ 18509-88 Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний

ГОСТ 28523-90 Мобильные средства малой механизации сельскохозяйственных работ. Тракторы малогабаритные. Типы и основные параметры.

3. Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

3.1. Вредные вещества: вещества, содержащиеся в отработавших газах двигателей, оказывающие токсичное воздействие на окружающую среду. Нормированию подлежит количество оксидов азота, оксида углерода и суммарных углеводородов.

3.2. Удельный выброс: показатель, характеризующий количество вредного вещества, поступившее в атмосферу в единицу времени из системы выпуска двигателя, отнесенное к единице мощности, развиваемой двигателем.

3.3. Дымность: показатель, характеризующий степень поглощения светового потока, просвечивающего столб отработавших газов определенной длины.

3.4. Коэффициент ослабления светового потока: степень ослабления светового потока вследствие поглощения и (или) рассеивания света отработавшими газами при прохождении ими рабочей трубы дымомера.

3.5. Натуральный показатель ослабления светового потока: величина, обратная толщине слоя отработавших газов, проходя который поток излучения от источника света дымомера ослабляется в e раз.

3.6. Коэффициент весомости режима: показатель, характеризующий долю работы двигателя на каждом режиме.

3.7. Эффективная база дымомера: длина оптически однородного слоя отработавших газов, эквивалентного по ослаблению светового потока столбу тех же отработавших газов, заполняющих рабочую трубу дымомера в условиях измерения.

3.8. Газоанализатор: средство измерения объемной концентрации вредных веществ.

3.9. Дымомер: средство измерения дымности отработавших газов.

3.10. Регуляторная (скоростная) характеристика по ГОСТ 18509: зависимость изменения мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала двигателя при положении органов управления регулятором частоты вращения, соответствующем полной подаче топлива (при полностью открытых дроссельной и воздушной заслонках).

3.11. Номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя: по ГОСТ 18509.

3.12. Номинальная мощность: по ГОСТ 18509.

3.13. Эксплуатационная мощность: по ГОСТ 18509.

3.14. Максимальная мощность: по ГОСТ 18509.

3.15. Максимальный крутящий момент: наибольшее значение крутящего момента, зафиксированное при снятии регуляторной характеристики двигателя в комплектации, соответствующей определению эксплуатационной мощности.

4. Обозначения и сокращения

- условный объемный расход воздуха через цилиндры двигателя, дм3/с;

i - число цилиндров;

- рабочий объем цилиндра, дм3;

n - частота вращения коленчатого вала двигателя, ;

- тактность двигателя (2 или 4);

- удельный выброс оксида углерода, г/(кВт x ч);

- удельный выброс суммарных углеводородов, г/(кВт x ч);

- удельный выброс оксидов азота, г/(кВт x ч);

K - показатель ослабления светового потока по основной шкале, ;

N - коэффициент ослабления светового потока по вспомогательной шкале, %;

F - показатель состояния окружающей среды;

- температура воздуха на входе в устройство для измерения расхода воздуха (при испытаниях по определению выбросов вредных веществ с отработавшими газами) или на расстоянии не более 0,15 м от входного отверстия впускного коллектора (при испытаниях по определению дымности отработавших газов), K;

- атмосферное давление, кПа;

- парциальное давление насыщенного водяного пара при температуре воздуха на входе в устройство для измерения расхода воздуха или на входе во впускной коллектор;

- температура окружающего воздуха, °C;

- диоксид азота;

- условный состав топлива;

C - углерод;

- массовый выброс оксидов азота, г/ч;

- массовый выброс оксида углерода, г/ч;

- массовый выброс суммарных углеводородов, г/ч;

- объемная концентрация оксидов азота в отработавших газах, ;

- объемная концентрация оксида углерода в отработавших газах, ;

- объемные концентрации суммарных углеводородов, ;

- поправочный коэффициент на влажность для оксидов азота;

- коэффициент, равный 0,000479 для дизелей и 0,000485 для двигателей с искровым воспламенением;

- коэффициент, учитывающий метод химического анализа ( при пламенно-ионизационном методе и при инфракрасном методе);

- расход отработавших газов, кг/ч;

- расход топлива, кг/ч;

- расход воздуха, кг/ч;

- абсолютная влажность воздуха на входе в устройство для измерения расхода воздуха, ;

- относительная влажность воздуха на входе в устройство для измерения расхода воздуха, %;

- коэффициент весомости каждого из режимов;

- эффективная мощность на каждом из режимов, кВт;

- минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала двигателя при работе на холостом ходу, ;

- номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, ;

- наибольшее значение крутящего момента на заданном скоростном режиме, Н x м;

- частота вращения, соответствующая максимальному значению крутящего момента, ;

L - эффективная база дымомера, м.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5. Нормы выбросов и дымности

5.1. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами

5.1.1. Двигатели с искровым воспламенением

Удельные выбросы вредных веществ с отработавшими газами двигателей с искровым воспламенением при испытаниях не должны превышать норм, указанных в таблице 1.

Таблица 1

Нормы удельных выбросов суммарных углеводородов установлены в пересчете на углерод, а оксидов азота - в пересчете на диоксид азота.

5.1.2. Дизели

Удельные выбросы вредных веществ с отработавшими газами дизелей при испытаниях не должны превышать норм, указанных в таблице 2.

Таблица 2

Нормы удельных выбросов оксидов азота установлены в пересчете на диоксид азота, суммарных углеводородов - в пересчете на условный состав топлива.

5.2. Дымность отработавших газов дизелей

Дымность отработавших газов дизелей не должна превышать норм, указанных в таблице 3.

Таблица 3

Условный объемный расход воздуха вычисляют по формуле

. (1)

6. Методы испытаний

6.1. Средства испытаний

6.1.1. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами и дымность отработавших газов двигателей определяют при работе двигателя, установленного на испытательном стенде.

6.1.2. Требования к испытательному стенду и к погрешности средств измерений - по ГОСТ 18509 (для дизелей) и ГОСТ 14846 (для двигателей с искровым воспламенением).

6.1.3. Требования к средствам измерений выбросов вредных веществ с отработавшими газами и дымности отработавших газов - по Приложению А.

6.2. Порядок подготовки к проведению испытаний

6.2.1. Испытаниям подвергают двигатели, прошедшие технологическую обкатку в течение 55 моточасов.

6.2.2. Двигатели испытывают в комплектации, соответствующей эксплуатационной мощности согласно техническим условиям (ТУ).

Сопротивления воздуха на впуске в двигатель и отработавших газов на выпуске из двигателя при испытаниях должны соответствовать максимальным значениям, оговоренным в ТУ на двигатель.

6.2.3. При испытаниях следует применять топлива и масла марок согласно ТУ на испытуемый двигатель.

Топливо и масло должны соответствовать требованиям стандартов и (или) ТУ на них.

6.2.4. Температурные режимы двигателя - по ТУ.

6.2.5. Испытание следует проводить при показателе состояния окружающей среды

0,96 <= F <= 1,06,

который вычисляют по формуле

; (2)

где определяется по таблице 4.

Таблица 4

6.3. Порядок проведения испытаний

6.3.1. Перед началом испытаний по определению выбросов вредных веществ с отработавшими газами и дымности отработавших газов снимают скоростную (регуляторную) характеристику двигателя.

Эксплуатационная и максимальная мощности, максимальный крутящий момент, а также соответствующие им частоты вращения коленчатого вала и удельные расходы топлива должны соответствовать ТУ на двигатель.

При несоответствии мощностных и экономических показателей двигателя установленным требованиям испытания должны быть прекращены.

6.3.2. При испытаниях следует регистрировать:

- расход воздуха, кг/ч;

- расход топлива, кг/ч;

- частоту вращения коленчатого вала, ;

- крутящий момент, Н x м;

- температуру, °C:

под свечой (для двигателя с искровым воспламенением);

воздуха на входе в измерительное устройство или во впускной коллектор;

отработавших газов;

топлива;

- атмосферное давление, кПа;

- относительную влажность воздуха в точке измерения температуры воздуха, %.

6.3.3. Режимы работы двигателей при проведении испытаний по определению выбросов вредных веществ двигателей с искровым воспламенением приведены в Приложении Б, дизелей - в Приложении В.

6.3.4. При проведении испытаний по определению выбросов вредных веществ и дымности на каждом режиме двигатель должен проработать не менее 5 мин, после чего проводят измерения.

6.3.5. Показатели содержания вредных веществ в отработавших газах фиксируют посредством непрерывной записи в течение 1 мин либо дискретно - пятикратным записыванием показателей каждого газоанализатора. За результат на каждом режиме принимают среднеарифметическое результатов пяти измерений (при дискретной записи) либо значение, полученное в результате осреднения графика (при непрерывной записи).

6.3.6. Дымность отработавших газов дизелей определяют на режимах регуляторной характеристики в диапазоне частот вращений коленчатого вала, соответствующих максимальной мощности и максимальному крутящему моменту. Количество режимов должно быть не менее шести и по возможности расположенных равномерно в указанном диапазоне.

6.3.7. Показатели дымности отработавших газов определяют при трехкратной дискретной фиксации показаний дымомера. За результат принимают среднеарифметическое результатов трех измерений.

6.3.8. Испытания следует проводить в один день без перерыва.

6.4. Порядок обработки результатов испытаний

6.4.1. Массовые выбросы вредных веществ рассчитывают для каждого режима (Приложения Б и В) по формулам (методика дана из условия проведения расчета для влажного состояния отработавших газов):

; (3)

; (4)

; (5)

; (6)

. (7)

(Измененная редакция, Изм. N 1).

6.4.2. Удельные выбросы вредных веществ вычисляют по формуле

. (9 <*>)

--------------------------------

<*> Формула (8) (Исключена, Изм. N 1).

6.5. Правила оформления результатов контроля

Результаты испытаний оформляют в виде протокола по форме, приведенной в Приложении Г; к протоколу должны быть приложены все промежуточные данные испытаний, необходимые для расчета удельных выбросов оксидов азота, оксида углерода и суммарных углеводородов с отработавшими газами, а также для определения дымности отработавших газов.

При необходимости проведения идентификации двигателя протокол оформляют в соответствии с Приложениями Г и Д.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

7. Требования безопасности

7.1. Требования безопасности при проведении испытаний - по ГОСТ 18509 и ГОСТ 14846.

Приложение А

(обязательное)

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

А.1. Требования к газоанализатору

А.1.1. Концентрацию вредных веществ в отработавших газах измеряют с помощью быстродействующих газоанализаторов непрерывного действия. Измерение концентрации оксидов азота следует производить анализатором хемилюминесцентного типа с преобразователем диоксида азота в оксид азота; оксида углерода - анализатором недисперсного типа с поглощением в инфракрасной части спектра; суммарных углеводородов - анализатором пламенно-ионизационного или инфракрасного типа.

Можно использовать анализаторы других типов при условии получения эквивалентных результатов.

А.1.2. Пробоотборная магистраль суммарных углеводородов и регистрирующее устройство анализатора должны быть с подогревом, обеспечивающим их температуру 150 - 200 °C. Пробоотборная линия оксидов азота должна обеспечивать температуру пробы не менее 70 °C. При испытаниях дизеля все нагреваемые пробоотборные линии должны быть снабжены противосажевым нагреваемым фильтром.

А.1.3. Относительная погрешность газоанализаторов, определенная без учета погрешности поверочных газовых смесей, не должна быть более +/- 3% относительно предельных показаний приборов для используемых диапазонов измерений. Относительная погрешность поверочных газовых смесей не должна превышать +/- 2% номинального значения их концентраций.

А.1.4. Система выпуска отработавших газов, пробоотборные зонды, пробоотборная линия и их соединения не должны давать утечку отработавших газов и подсос воздуха.

Материалы, контактирующие с отработавшими газами, не должны поглощать оксиды азота, оксид углерода и углеводороды.

Подсоединение газоанализаторов к системе выпуска двигателей - согласно инструкциям на газоанализаторы.

А.1.5. По окончании испытаний пробоотборные магистрали газоанализаторов должны быть продуты инертным газом (согласно инструкции на приборы). После продувки следует проверить тарировку газоанализаторов. Результаты измерений в ходе испытаний считаются достоверными, если показания анализаторов до и после испытаний отличаются не более чем на +/- 3%.

А.2. Требования к дымомеру

А.2.1. Дымомер должен работать по методу просвечивания столба отработавших газов определенной длины. Эффективная база дымомера должна составлять 0,43 м.

А.2.2. В качестве источника света в измерительной схеме дымомера следует использовать электрическую лампу накаливания с цветовой температурой нити 2800 - 3250 К.

А.2.3. В качестве датчика в фотоизмерительной схеме дымомера следует использовать фотоприемник со спектральной характеристикой, близкой к спектральной характеристике глаза человека: максимальная чувствительность - при длине волны 550 - 570 нм; менее 4% максимума - при длинах волн ниже 430 нм и выше 680 нм.

А.2.4. Дымомер должен быть снабжен индикатором дымности с двумя измерительными шкалами: основной и вспомогательной.

А.2.5. Основная измерительная шкала индикатора дымности должна быть градуирована в единицах натурального показателя ослабления светового потока K, . Диапазон шкалы изменений натурального показателя ослабления светового потока должен быть от 0 (абсолютно прозрачная среда) до (абсолютно светонепроницаемая среда).

А.2.6. Вспомогательная измерительная шкала индикатора дымности должна быть линейной и градуирована в относительных единицах коэффициента ослабления светового потока N, %. На шкале должно быть 100 делений в диапазоне изменения коэффициента ослабления светового потока от 0 (абсолютно прозрачная среда) до 100% (абсолютно непрозрачная среда).

А.2.7. Связь между основной и вспомогательной шкалами индикатора дымомера выражается формулой

(А.1)

или

. (А.2)

А.2.8. Если эффективная база дымомера, используемого при испытаниях, не равна 0,43 м, то показания, снятые по линейной шкале, должны быть приведены к показаниям линейной шкалы прибора с эффективной базой 0,43 м по формуле

, (А.3)

где a - показатель степени

a = 0,43/L,

- коэффициент ослабления при измерении дымомером с эффективной базой L (м), %.

А.2.9. Дымомер должен быть оборудован устройствами контроля температуры и давления столба отработавших газов, находящихся в измерительной камере.

Во время испытаний температура отработавших газов в измерительной камере дымомера должна поддерживаться в пределах 70 - 150 °C, а избыточное давление - 400 - 750 Па.

Приложение Б

(обязательное)

РЕЖИМЫ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ

ИСПЫТАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

ДВИГАТЕЛЕЙ С ИСКРОВЫМ ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ

Приложение В

(обязательное)

РЕЖИМЫ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ

ИСПЫТАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ УДЕЛЬНЫХ ВЫБРОСОВ

ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ

Приложение Г

(обязательное)

ФОРМЫ ПРОТОКОЛОВ ИСПЫТАНИЙ

Г.1. Форма протокола испытаний двигателей по определению

удельных выбросов вредных веществ с отработавшими газами

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Испытательная организация, дата, место проведения и вид испытаний

1. Марка двигателя, его заводской номер и наработка

___________________________________________________________________________

2. Предприятие-изготовитель двигателя и его адрес _________________________

___________________________________________________________________________

3. Марка топлива, на котором проводили испытания __________________________

___________________________________________________________________________

4. Значения удельных выбросов двигателя, г/(кВт x ч), полученные во время

испытаний, и установленные настоящим стандартом нормы удельных выбросов:

- оксиды азота _____________

- оксид углерода ___________

- углеводороды _____________

5. Тип, марка и изготовитель газоанализатора ______________________________

___________________________________________________________________________

6. Решение о соответствии или несоответствии двигателя требованиям

настоящего стандарта

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Ответственный за испытания (должность, фамилия, имя, отчество)

___________________________________________________________________________

Подпись Место печати

Г.2. Форма протокола испытаний дизелей

по определению дымности отработавших газов

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Испытательная организация, дата, место проведения и вид испытаний

1. Марка дизеля, его заводской номер

___________________________________________________________________________

2. Предприятие-изготовитель дизеля и его адрес ____________________________

___________________________________________________________________________

3. Марка дизельного топлива, на котором проводили испытания

___________________________________________________________________________

4. Дымность отработавших газов дизеля, % или , нормы и значения,

полученные во время испытаний:

на установившихся режимах:

на режиме свободного ускорения:

Норма дымности ___________________________________________ % или 

Результат определения дымности ___________________________ % или 

5. Тип, марка дымомера и его изготовитель _________________________________

___________________________________________________________________________

6. Решение о соответствии или несоответствии дизеля требованиям настоящего

стандарта _________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

Ответственный за испытания (должность, фамилия, имя, отчество)

___________________________________________________________________________

Подпись Место печати

Приложения В, Г (Измененная редакция, Изм. N 1).

Приложение Д

(обязательное)

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ И СВЕДЕНИЯ

ОТНОСИТЕЛЬНО ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Приложение Д (Введено дополнительно, Изм. N 1).