Не превышать - Not-To-Exceed

В Не превышать (NTE) стандарт обнародован[когда? ] посредством Агентство по охране окружающей среды США (EPA) гарантирует, что большегрузный грузовик двигатель выбросы контролируются во всем диапазоне комбинаций скорости и нагрузки, обычно встречающихся при использовании. NTE устанавливает зону («зону NTE») под кривой крутящего момента двигателя, где выбросы не должны превышать заданное значение для любого из регулируемых загрязняющих веществ. Процедура испытания NTE не включает в себя конкретный ездовой цикл какой-либо определенной длины (пробег или время). Скорее, это связано с вождением любого типа, которое может происходить в пределах контрольной зоны NTE, включая работу в установившихся или переходных условиях и при различных условиях окружающей среды. Выбросы усредняются за минимальное время в тридцать секунд, а затем сравниваются с применимыми пределами выбросов NTE.[1]

Создание NTE

Стандарты NTE были созданы EPA в результате указ о согласии между EPA и несколькими крупными производителями дизельных двигателей. Эти производители включали Гусеница, Cummins, Детройт Дизель, Мак, Материнская компания Mack Renault Транспортные средства Industriels и Вольво Truck Corp. Этих производителей обвинили в нарушении Закон о чистом воздухе путем установки устройств, которые нарушают ограничения выбросов.[2] В рамках окончательного урегулирования постановления о согласии с EPA на этих производителей были наложены большие штрафы и были наложены новые стандарты выбросов который включал NTE.

Текущие требования для достижения работы двигателя в «зоне NTE»

Когда все следующие условия одновременно выполняются в течение как минимум 30 секунд, и двигатель считается работающим в зоне NTE.[3]

  1. Двигатель скорость должна быть более чем на 15% выше скорости холостого хода
  2. Двигатель крутящий момент должен быть больше или равен 30% максимального крутящего момента.
  3. Мощность двигателя должна быть не менее 30% от максимальной. мощность.
  4. Средство передвижения высота должен быть меньше или равен 5 500 футов (1700 м).
  5. Температура окружающей среды должна быть ниже или равной 100 ° F (38 ° C) на уровне моря до 86 ° F на высоте 5 500 футов (1700 м).
  6. Удельный расход топлива на тормоз (BSFC) должно быть меньше или равно 105% от минимального BSFC, если двигатель не соединен с многоскоростной механической коробкой передач или автоматическая коробка передач.
  7. Двигатель должен работать за пределами запретной зоны, заявленной производителем.
  8. Двигатель должен работать за пределами любого региона NTE, в котором, по заявлению производителя, будет затрачено менее 5% времени использования.
  9. За Рециркуляция выхлопных газов (EGR) двигатели, впускной коллектор температура должна быть больше или равна 86-100 градусов Фаренгейт, в зависимости от давления во впускном коллекторе.
  10. Для двигателей, оснащенных системой рециркуляции отработавших газов, температура охлаждающей жидкости двигателя должна быть больше или равна 125–140 градусов по Фаренгейту, в зависимости от давления во впускном коллекторе.
  11. Температура систем последующей обработки двигателя должна быть не менее 250 градусов. Цельсия.

Визуальные представления зоны NTE

Пример зоны управления NTE для дизельного двигателя для тяжелых условий эксплуатации со 100% рабочей частотой вращения двигателя менее 2400 об / мин
Пример зоны управления NTE для дизельного двигателя для тяжелых условий эксплуатации со 100% рабочей частотой вращения двигателя более 2400 об / мин

Описание

Тест NTE, как определено в CFR 86.1370-2007, устанавливает область (контрольная зона NTE) под кривой крутящего момента двигателя, где выбросы не должны превышать установленный предел выбросов для данного загрязнителя. Предел NTE установлен в 1,25 раза превышающем предел выбросов FTP, как описано в подразделе выше. Для двигателей большой мощности 2005 модельного года предел выбросов NTE для NMHC плюс NOx составляет 1,25 раза по 2,5 грамма на тормозную мощность в час, или 3,125 грамма на тормозная мощность -час. Основная область управления NTE для дизельных двигателей имеет три основные границы на карте крутящего момента и скорости двигателя. Первая - это верхняя граница, которая представлена ​​максимальным крутящим моментом двигателя при заданной скорости. Вторая граница - 30 процентов от максимального крутящего момента. В область управления NTE включается только операция выше этой границы. Третья граница определяется на основе самой низкой частоты вращения двигателя при 50 процентах максимальной мощности и максимальной частоты вращения двигателя при 70 процентах максимальной мощности. Эта частота вращения двигателя считается «15-процентной рабочей частотой вращения двигателя». Четвертая граница - 30% максимальной мощности. [4]

Споры и недостатки относительно стандартов NTE

Полемика

Спорный вопрос - применимость пределов NTE к реальному вождению. Для применения стандартов NTE двигатель должен оставаться в зоне NTE (ограничения включают работу при минимальной 30% номинальной мощности) не менее 30 секунд. Возникли опасения, что выполнение этого действия может оказаться затруднительным, поскольку каждый раз, когда водитель снимает ногу с ускоритель педали или переключает передачи на автомобилях с механическая коробка передач, двигатель покидает зону NTE.

При вождении в городе или пригороде это происходит относительно часто, до такой степени, что стандарты NTE применимы только к очень небольшой части работы. [5]или, в некоторых случаях, совсем нет. Вероятность нахождения двигателя в зоне NTE более 30 секунд также уменьшается с появлением двигателей большой мощности. Например, если мощность, необходимая для поддержания крейсерской скорости автобуса или грузового автомобиля по бездорожью, составляет где-то около 150 л.с. (110 кВт), вероятность того, что двигатель мощностью 475 л.с. (354 кВт) будет постоянно работать при нагрузках выше 30%, без «провалов» на более низкие уровни мощности, может быть относительно небольшим.

Эти опасения были подтверждены исследованиями, проведенными Университет Западной Вирджинии (WVU) под Указы о согласии. WVU обнаружил, что «оставаться в течение 30 секунд в зоне NTE может быть довольно сложно. В результате низкая доступность NTE создает проблему, так как многие измерения в зоне NTE должны быть отклонены вместе с измерениями за пределами зоны NTE. Возникает вопрос, если в таким образом, все реальные выбросы достаточно хорошо «отражены» в результатах испытаний NTE »[6]

Вторая проблема, вызывающая беспокойство в том же ключе, - это случай, когда двигатель соответствует требованиям в зоне NTE, но демонстрирует повышенные NOx на уровнях мощности сразу за пределами зоны NTE или на холостом ходу. По таким причинам, как эта, Рабочая группа по выбросам вне цикла изучает, является ли расширение зоны NTE рациональным, поскольку они размышляют, есть ли на карте двигателя (за пределами зоны NTE) пятна, которые имеют значительный вклад в реальные выбросы. . Их предварительные результаты перекликаются с результатами WVU, поскольку они обнаружили, что время работы двигателя в зоне NTE довольно мало.[7]

EPA признало недостатки

Согласно US EPA, существуют технические ограничения NTE при ограниченных условиях эксплуатации, которые заставили EPA «вырезать» (см. Графики выше) определенные части зоны NTE, чтобы учесть эти недостатки. Выдержки следующие:

Зона NTE была определена желанием иметь однородный лимит выбросов. Вырезки в этой зоне исключают определенные области эксплуатации из рассмотрения NTE или ограничивают объем выбросов в результате этой операции, которые могут способствовать результату NTE, недостатки допускают временное превышение стандартов NTE из-за технических ограничений в ограниченных условиях эксплуатации. Идея состоит не в том, чтобы возлагать на производителя ответственность за соблюдение NTE в режимах, в которых двигатель не может работать или где технически невозможно соответствовать стандартам NTE. [5]

Относительно "выноса" твердых частиц

ВЕЧЕРА -специфический регион "вырезан" из контрольной зоны NTE. Специфическая область исключения PM обычно находится в области под кривой крутящего момента, где обороты двигателя высокие, а крутящий момент двигателя низкий, и может варьироваться по форме в зависимости от нескольких критериев, связанных со скоростью, и расчетов, подробно описанных в правилах. Управление PM в этом диапазоне операций представляет собой фундаментальные технические проблемы, которые, как мы считаем, не могут быть преодолены в период 2004 года. В частности, давление в цилиндре, создаваемое при этих условиях высокой скорости и низкой нагрузки, часто оказывается недостаточным для предотвращения попадания смазочного масла в камеру сгорания. Результатом являются высокие уровни выбросов ТЧ. Кроме того, мы не считаем, что эти двигатели проводят значительную часть своего рабочего времени в этом ограниченном диапазоне скорости и крутящего момента. [8]

Судебные иски и урегулирование

Иски

В 2001 году Ассоциация производителей двигателей (EMA) и несколько отдельных предприятий автотранспортной отрасли (например, Международная грузовая и моторная корпорация ). В каждом из этих судебных исков оспаривалась законность и технологическая осуществимость определенных стандартов контроля выбросов двигателей в правилах EPA, которые теперь называются требованиями NTE. В своей задаче EMA заявила, что для определения того, соответствует ли двигатель первичному стандарту выбросов, двигатели испытываются и оцениваются с использованием стандартизированного 20-минутного лабораторного испытания на выбросы, известного как Федеральная процедура испытаний. NTE, напротив, не имеет определенной процедуры тестирования и потенциально может применяться в почти бесконечном количестве условий тестирования. Это, по мнению производителей, сделало практически невозможным обеспечить полное соответствие NTE - поскольку не существует реального или практического способа проверить двигатель во всех мыслимых условиях - и, таким образом, сделало NTE незаконным (CAA разрешает EPA принять стандарты двигателя И соответствующие процедуры испытаний) и технически неосуществимо.[9]

Урегулирование

3 июня 2003 года стороны завершили урегулирование своих споров по стандартам NTE. Стороны согласовали подробный план будущих правил, которые потребуют проведения производителем программы испытаний NTE в тяжелых условиях эксплуатации (HDIUT) для дизельных двигателей и транспортных средств. В одном разделе схемы говорилось:

Пороговое значение NTE будет стандартом NTE, включая поля, встроенные в существующие правила, плюс дополнительный запас для учета точности измерений при использовании. Эта дополнительная маржа должна определяться процессами и методиками измерения, которые должны быть разработаны и утверждены EPA / CARB / EMA. Эта маржа будет структурирована, чтобы побудить производителей инструментов разрабатывать все более и более точные инструменты в будущем.[10]

HDIUT и портативные системы измерения выбросов (PEMS)

Конечная цель новой программы HDIUT состоит в том, чтобы существенно упростить сертификацию двигателей, если действительно надежная программа испытаний на выбросы при эксплуатации окажется осуществимой и рентабельной. После этого трудоемкие и дорогостоящие лабораторные оценки двигателей могут уступить место реальным оценкам выбросов в реальном времени, которые позволяют эффективно получать более актуальные данные.

По сути, HDIUT - это промышленная программа, согласованная с производителем для проведения в эксплуатации и дорожных испытаний. Он основан на оригинальном стандарте NTE. Он разработан, чтобы сосредоточиться на соблюдении требований в реальном мире, и основан на испытаниях на выбросы с использованием Портативные системы измерения выбросов (PEMS) с NOx, HC, CO и ВЕЧЕРА будучи загрязняющие вещества быть измеренным.[11] Пределы точности измерений устанавливаются для учета изменчивости измерений выбросов, связанной с использованием ПЕМС.[12]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Dieselnet, «Применимость и испытательные циклы», Стандарты выбросов »США Тяжелый грузовик и http://www.dieselnet.com/standards/us/hd.html
  2. ^ Майк Осенга, «Дизельная промышленность сталкивается с проблемой урегулирования выбросов парниковых газов. Принуждение EPA к Закону о чистом воздухе затрагивает всю отрасль дизельных двигателей (Обзор отрасли)», Дизель Прогресс Североамериканское издание(Опубликовано 12 января 1998 г.) http://www.encyclopedia.com/doc/1G1-53919838.html
  3. ^ Управление транспорта и качества воздуха Агентства по охране окружающей среды США, «Программа испытаний дизельных двигателей и транспортных средств для тяжелых условий эксплуатации, документ технической поддержки» Документ EPA420-R-05-006. (Опубликовано в июне 2005 г.) http://epa.gov/otaq/regs/hd-hwy/inuse/420r05006.pdf
  4. ^ СОВЕТ ПО ВОЗДУШНЫМ РЕСУРСАМ штата Калифорния, "ОБЩЕСТВЕННЫЕ СЛУШАНИЯ ПОПРАВКИ ДЛЯ ПРИНЯТИЯ НЕПРЕВЫШЕННЫХ И ЕВРО-III ЕВРОПЕЙСКИХ СТАЦИОНАРНЫХ ЦИКЛОВ ИСПЫТАНИЙ НА ВЫБРОСЫ ДЛЯ ТЯЖЕЛЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МОДЕЛЬНОГО ГОДА 2005 И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ГОДА", ОТЧЕТ ПЕРСОНАЛА: ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ПРИЧИН (Дата выпуска: 20 октября 2000 г.) http://www.arb.ca.gov/regact/ntetest/isor.doc
  5. ^ а б Рабочая группа по выбросам вне цикла работы, «Ответы Агентства по охране окружающей среды на вопросы презентации NTE от 22 марта 2004 года». http://www.oica.net/htdocs/WWH/Off%20cycle/7th%20meeting/Informal%20Doc%20No%2014%20-%20EPA%20answers%20to%20NTE%20Questions%20from%206th%E2%80 % A6.pdf[постоянная мертвая ссылка ]
  6. ^ Исследование технологии контроля выбросов для тяжелых транспортных средств, "Испытания на соответствие устройствам контроля выбросов в процессе эксплуатации", исследование, подготовленное для Европейской комиссии - DG ENTR (Enterprise), (май 2002 г.) http://ec.europa.eu/enterprise/automotive/pagesbackground/emission_control/vol_5-in-use_conformity_testing.pdf[постоянная мертвая ссылка ]
  7. ^ Римерсма, Иддо. «Оценка зоны контроля WNTE в отношении реальных условий эксплуатации двигателя», подготовлено для 13-го заседания Рабочей группы по выбросам вне цикла работы (Представлено 5–7 апреля 2006 г.). http://www.oica.net/htdocs/WWH/Off%20cycle/13th%20meeting/Informal%20Doc%20No%20%2042%20-%20Presentatie%20OCE-NTE%20meeting%20final.pdf В архиве 2006-10-09 на Wayback Machine
  8. ^ Агентство по охране окружающей среды США, "Контроль выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от двигателей и транспортных средств для тяжелых условий эксплуатации 2004 и более поздних моделей; пересмотр определения грузовых автомобилей малой грузоподъемности", 40 CFR, части 85 и 86 (1999) http://www.epa.gov/otaq/regs/hd-hwy/1999nprm/nprm-4c.pdf
  9. ^ Ассоциация производителей двигателей, «Вопросы и ответы по соглашению EMA-EPA о тяжелых условиях эксплуатации NTE» (11 июня 2003 г.)http://www.enginemanufacturers.org/admin/library/upload/371.pdf В архиве 2007-09-28 на Wayback Machine
  10. ^ Агентство по охране окружающей среды США, «План испытаний для определения допустимых значений измерения PEMS для газообразных выбросов, регулируемых в ходе заводских испытаний дизельных двигателей большой мощности», Документ № OAR-2004-0072-0069, (20 мая 2005 г. ) Программа http://www.epa.gov/otaq/highway-diesel/regs/testplan.pdf
  11. ^ Спирс, Мэтт (Агентство по охране окружающей среды США), «Программа допустимых измерений PEMS Агентства по охране окружающей среды США», презентация на конференции JRC 2007 19 марта 2007 г. http://transportenv07.jrc.it/pdf/C/C_2_20_Spears_M_US%20Measurement%20Allowance%20Program.pdf В архиве 2007-07-21 на Wayback Machine
  12. ^ Шимпи, Шириш А. (из Cummins) «Взгляды производителей двигателей в США на испытания в процессе эксплуатации», презентация на конференции JRC 2007 19 марта 2007 г. http://transportenv07.jrc.it/pdf/C/C_1_19_Shimpi_S_US%20Manufacturer%20Views%20on%20In-Use%20Emissions.pdf В архиве 2007-07-21 на Wayback Machine