ГОСТ Р 17.2.2.07-2000

Группа Т58

     
     
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

     
     
     ОКС 13.020
     ОКСТУ 0017
     ОКП 47 5131; 47 5151; 47 5161

Дата введения 2001-07-01

     
     
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 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
          

     1 Область применения

     
     
     Настоящий стандарт распространяется на вновь изготовленные и капитально отремонтированные на ремонтных предприятиях поршневые двигатели внутреннего сгорания: дизели и двигатели с искровым воспламенением (далее - двигатели) мощностью до 16 кВт включительно, 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.
          

     2 Нормативные ссылки

     
     
     В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
     
     ГОСТ 17.2.1.02-76 Выброс вредных веществ автомобилями, тракторами и двигателями. Термины и определения
     
     ГОСТ 14846-81 Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний
     
     ГОСТ 18509-88 Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний
     
     ГОСТ 28523-90 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 е 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, дм/с;
     
      - число цилиндров;
     
      - рабочий объем цилиндра, дм;
     
      - частота вращения коленчатого вала двигателя, мин;
     
      - тактность двигателя (2 или 4);
     
      - удельный выброс оксида углерода, г/(кВт·ч);
     
      - удельный выброс суммарных углеводородов, г/(кВт·ч);
     
      - удельный выброс оксидов азота, г/(кВт·ч);
     
     - показатель ослабления светового потока по основной шкале, м;
     
      - коэффициент ослабления светового потока по вспомогательной шкале, %;
     
     - 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), К;
     
      - 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, °С;
     
      - диоксид азота;
     
      - условный состав топлива;
     
      - 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, млн;
     
      - объемная концентрация оксида углерода в отработавших газах, млн;
     
      - объемные концентрации суммарных углеводородов, млн;
     
      - поправочный коэффициент на влажность для оксидов азота;
     
      - поправочный коэффициент на влажность для оксида углерода;
     
      - коэффициент, равный 0,000478 для дизелей и 0,000485 для двигателей с искровым воспламенением;
     
      - коэффициент, учитывающий метод химического анализа (=1 при пламенно-ионизационном методе и =2 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, г /кг 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, мин;
     
      - номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, мин;
     
      - наибольшее значение крутящего момента на заданном скоростном режиме, Н·м;
     
      - частота вращения, соответствующая максимальному значению крутящего момента, мин;
     
      - эффективная база дымомера, м.
          

     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
     

                                               ,

     
     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, мин;
     
     - крутящий момент, Н·м;
     
     - температуру, °С:
     
     - 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 среднее арифметическое 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 среднее арифметическое 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 расчета дана из условия проведения расчета для влажного состояния отработавших газов):
     

;                                                      (3)

     
;                                                          (4)

     
;                                                                       (5)

 ;                (6)

;                                                                                  (7)

     
                                                              (8)

     
     6.4.2 Удельные выбросы вредных веществ вычисляют по формуле
     

.                                                     (9)

     6.5 Правила оформления результатов контроля
     
     Результаты испытаний оформляют в виде протокола. В протоколе должны быть отражены все промежуточные данные испытаний, необходимые для расчета удельных выбросов оксидов азота, оксида углерода и суммарных углеводородов.
     
     Содержание протокола дано в приложении Г.
          

     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 типа 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 °С. Пробоотборная линия оксидов азота должна обеспечивать температуру пробы не менее 70 °С. 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 , м. 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 , %. 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  - показатель степени
     

,

     - коэффициент ослабления при измерении дымомером с эффективной базой  (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 °С, а избыточное давление - 400-750 Па.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(обязательное)

Режимы работы при проведении испытаний
по определению выбросов вредных веществ двигателей
с искровым воспламенением

ПРИЛОЖЕНИЕ В
(обязательное)

Режимы работы при проведении испытаний
по определению выбросов вредных веществ дизелей

ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(обязательное)

Содержание протокола

     
     
     Каждый протокол испытаний должен содержать следующие основные сведения:
     
     - наименование, адрес испытательной лаборатории;
     
     - обозначение протокола (например порядковый номер) и нумерацию каждой страницы, а также общее количество страниц;
     
     - марку двигателя, его заводской номер и наработку;
     
     - завод - изготовитель двигателя и его адрес;
     
     - марку топлива, на котором проводили испытания, и масла;
     
     - значения полученных результатов;
     
     - перечень примененного оборудования и средств измерений и данные об их аттестации и поверке соответственно;
     
     - подпись и должность лица, ответственного за подготовку протокола испытаний, и дату его составления.
     
     
     
     Текст документа сверен по:
     официальное издание
     Госстандарт России -  
     М.: ИПК Издательство стандартов, 2000