Tiêu chuẩn TCVN 6852-1:2008 Đo trên băng thử động cơ đốt trong chất thải khí và hạt

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 6852-1:2008

ISO 8178-1:2006

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG KIỂU PÍT TÔNG - ĐO CHẤT THẢI - PHẦN 1: ĐO TRÊN BĂNG THỬ CÁC CHẤT THẢI KHÍ VÀ HẠT

Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 1: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions

Lời nói đầu

TCVN 6852-1:2008 thay thế TCVN 6852-1:2001.

TCVN 6852-1:2008 hoàn toàn tương đương ISO 8178-1:2006.

TCVN 6852-1:2008 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 70 "Động cơ đốt trong" biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ tiêu chuẩn TCVN 6852 (ISO 8178), Động cơ đốt trong kiểu pít tông - Đo chất thải, gồm các phần sau:

- TCVN 6852-1:2008 (ISO 8178-1:2006), Phần 1: Đo trên băng thử các chất thải khí và hạt.

- TCVN 6852-2:2001 (ISO 8178-2:1996), Phần 2: Đo khí và bụi thải tại hiện trường.

- TCVN 6852-3:2002 (ISO 8178-3:1994), Phần 3: Định nghĩa và phương pháp đo khói khí thải ở chế độ ổn định.

- TCVN 6852-4: 2001 (ISO 8178-4:1996), Phần 4: Chu trình thử cho các ứng dụng khác nhau của động cơ.

- TCVN 6852-5:2001 (ISO 8178-5:1997), Phần 5: Nhiên liệu thử.

- TCVN 6852-6:2002 (ISO 8178-6:2000), Phần 6: Báo cáo kết quả đo và thử.

- TCVN 6852-7:2001 (ISO 8178-7:1996), Phần 7: Xác định họ động cơ.

- TCVN 6852-8:2002 (ISO 8178-8:1996), Phần 8: Xác định nhóm động cơ.

- TCVN 6852-9:2008 (ISO 8178-9:2000/Amendment 1:2004), Phần 9: Chu trình thử và quy trình thử để đo trên băng thử khói khí thải từ động cơ cháy do nén hoạt động ở chế độ chuyển tiếp.

Bộ tiêu chuẩn ISO 8178 Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement còn các phần sau:

- Part 10: Test cycles and test procedures for field measurement of exhaust gas smoke emissions from compression ignition engines operating under transient conditions.

- Part 11: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions from engines used in nonroad mobile machinery under transient test conditions.

 

 ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG KIỂU PÍT TÔNG - ĐO CHẤT THẢI - PHẦN 1: ĐO TRÊN BĂNG THỬ CÁC CHẤT THẢI KHÍ VÀ HẠT

Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 1: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp đo và đánh giá sự phát thải khí và hạt từ các động cơ đốt trong kiểu pittông (động cơ RIC) ở các chế độ ổn định trên băng thử để xác định giá trị khối lượng của từng chất khí thải gây ô nhiễm. Các sự kết hợp khác nhau của tốc độ và tải của động cơ phản ánh những ứng dụng khác nhau của động cơ (xem TCVN 6852-4:2001).

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các động cơ RIC lắp trên các thiết bị di động, vận chuyển được và cố định, trừ các động cơ lắp trên ô tô được thiết kế chủ yếu để chạy trên đường bộ. Tiêu chuẩn này cũng có thể áp dụng cho các động cơ được dùng cho các máy san, ủi đất, các cụm phát điện và các ứng dụng khác.

Trong một số trường hợp hạn chế, các động cơ có thể được thử trên băng thử phù hợp với tiêu chuẩn thử tại hiện trường TCVN 6852-2:2001. Điều này chỉ diễn ra khi có sự thỏa thuận của các bên có liên quan. Các dữ liệu thu được trong các trường hợp này có thể không phù hợp hoàn toàn với các dữ liệu trước đây hoặc sau này thu được theo các phép đo của tiêu chuẩn này. Do đó cách lựa chọn này chỉ nên thực hiện đối với các động cơ được chế tạo với số lượng rất hạn chế như các động cơ rất lớn của tàu thủy hoặc cụm phát điện.

Đối với các động cơ dùng trong các máy có các yêu cầu bổ sung (ví dụ các quy định về sức khỏe và an toàn nghề nghiệp, các quy định cho các nhà máy điện), có thể áp dụng các điều kiện thử bổ sung và các phương pháp đánh giá đặc biệt.

Khi không thể dùng được băng thử hoặc cần các thông tin về sự phát thải thực tế của động cơ đang làm việc thì các quy trình thử tại hiện trường và các phương pháp tính toán được quy định trong TCVN 6852-2:2001 là thích hợp.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).

TCVN 6852-2 (ISO 8178-2), Động cơ đốt trong kiểu pittông - Đo chất phát thải - Đo khí và bụi thải ra tại hiện trường.

TCVN 6852-4 (ISO 8178-4), Động cơ đốt trong kiểu pittông - Đo chất phát thải - Phần 4: Chu trình thử cho các ứng dụng khác nhau của động cơ.

TCVN 6852-5 (ISO 8718-5), Động cơ đốt trong kiểu pittông - Đo chất phát thải - Phần 5: Nhiên liệu thử.

TCVN 6852-6 (ISO 8178-6), Động cơ đốt trong kiểu pittông - Đo chất phát thải - Phần 6: Báo cáo kết quả đo và thử.

TCVN 6910-1 (ISO 5725-1), Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phương pháp đo và kết quả đo - Phần 1: Nguyên tắc và định nghĩa chung.

TCVN 6910-2 (ISO 5725-2), Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phương pháp đo và kết quả đo - Phần 2: Phương pháp cơ bản xác định độ lặp lại và độ tái lập của phương pháp đo chuẩn.

TCVN 7144-1 (ISO 3046-1), Động cơ đốt trong kiểu pittông - Đặc tính - Phần 1: Công suất, tiêu hao nhiên liệu và dầu nhờn, và phương pháp thử - Yêu cầu chung về động cơ.

TCVN 9000 (ISO 9000), Hệ thống quản lý chất lượng - Cơ sở và từ vựng.

ISO 31-0, Quantities and units - Part 0 (Số lượng và đơn vị - Phần 0: Nguyên lý chung).

ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 1: General principles and requirements (Đo lưu lượng dòng chất lỏng bằng thiết bị vi sai áp suất được lắp vào ống dẫn có mặt cắt tròn với dòng chảy đầy ống - Phần 1: Nguyên lý và yêu cầu chung).

ISO 9096, Stationary source emissions - Manual determination of mass concentration of particulate matter (Phát thải của nguồn cố định - Xác định khối lượng của chất thải hạt).

ISO 14396, Reciprocating internal combustion engines - Determination and method for the measurement of engine power - Additional requirements for exhaust emission tests in accordance with ISO 8178 (Động cơ đốt trong kiểu pittông - Định nghĩa và phương pháp đo công suất của động cơ - Yêu cầu bổ sung về thử phát thải theo ISO 8178).

ISO 15550, Internal combustion engines - Determination and method for the measurement of engine power - General requirements (Động cơ đốt trong kiểu pittông - Định nghĩa và phương pháp đo công suất của động cơ - Yêu cầu chung).

ISO 16183-2, Heavy duty engines - Measurement of gasseous emissions from raw exhaust gas and of particulate emissioins using partial flow dilution systems under transient test conditions (Động cơ hạng nặng - Đo khí thải trước khi pha loãng và đo chất thải hạt bằng hệ thống pha loãng một phần dòng trong điều kiện thử chuyển tiếp).

SAE J 1088, Test procedure for the measurement of gaseous exhaust emissions from small utility engines (Quy trình thử nghiệm dùng để đo chất phát thải khí của các động cơ chuyên dụng).

SAE J1151 Methane measurement using gas chromatography (Đo metan bằng phương pháp sắc ký khí).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1. Hạt (Particulates)

Vật chất đọng lại trên vật liệu lọc quy định sau khi pha loãng khí thải với không khí được lọc sạch ở nhiệt độ lớn hơn 315 K (42 ^oC) và không vượt quá 325 K (52 ^oC) được đo tại một điểm ngay ở đầu dòng của bộ lọc chính.

CHÚ THÍCH 1: Hạt bao gồm phần lớn là cacbon, các hyđro cacbon ngưng tụ và sunfat và nước kết hợp.

CHÚ THÍCH 2: Hạt được định nghĩa trong tiêu chuẩn này có sự khác nhau chủ yếu về thành phần và trọng lượng so với hạt hoặc hạt thô được lấy mẫu trực tiếp từ khí thải không pha loãng khi dùng phương pháp lọc nóng (ví dụ ISO 9096). Phép đo hạt như đã quy định trong tiêu chuẩn này tỏ ra có hiệu quả đối với các mức lưu huỳnh trong nhiên liệu đến 0,8 %.

CHÚ THÍCH 3: Nhiệt độ yêu cầu của bộ lọc đã được thay đổi so với TCVN 6852-1 (ISO 8178-1). Các hệ thống hiện có được xây dựng theo các yêu cầu của ISO 8178-1:1996 vẫn có thể được sử dụng.

3.2. Phương pháp pha loãng một phần dòng (Partial flow dilutioin method)

Quá trình tách một phần dòng khí thải thô ra khỏi tổng dòng khí thải, sau đó trộn một lượng không khí pha loãng thích hợp với mẫu thử này trước khi đưa mẫu khí thải đã pha loãng qua bộ lọc lấy mẫu hạt.

CHÚ THÍCH: Xem 17.2.1, các Hình 10 đến 18.

3.3. Phương pháp pha loãng toàn dòng (Full flow dilution method)

Quá trình trộn không khí pha loãng với tổng dòng khí thải trước khi tách một phần khí đã được pha loãng để phân tích.

CHÚ THÍCH: Trong nhiều hệ thống pha loãng toàn dòng người ta thường pha loãng lần thứ hai phần dòng khí thải đã được pha loãng trước đó để đạt được nhiệt độ của mẫu thử thích hợp tại bộ lọc hạt (xem 17.2.2, Hình 19).

3.4. Lấy mẫu đẳng động học (Isokinetic sampling)

Quá trình điều khiển dòng mẫu khí thải bằng cách duy trì vận tốc trung bình của mẫu tại đầu lấy mẫu bằng vận tốc trung bình của dòng khí thải.

3.5. Lấy mẫu không đẳng động học (Non-isokinetic sampling)

Quá trình điều khiển dòng mẫu khí thải độc lập đối với vận tốc của dòng khí thải.

3.6. Phương pháp lọc nhiều cấp (Multiple filter method)

Quá trình sử dụng một cặp bộ lọc mỗi chế độ của chu trình thử.

CHÚ THÍCH: Các trọng số được tính toán sau quá trình lấy mẫu trong pha đánh giá dữ liệu của thử nghiệm.

3.7. Phương pháp lọc đơn (Single filter method)

Quá trình sử dụng một cặp bộ lọc cho tất cả các chế độ của chu trình thử.

CHÚ THÍCH: Các trọng số phải được tính toán trong pha lấy mẫu bụi của chu trình thử bằng cách điều chỉnh lưu lượng dòng lấy mẫu và/hoặc thời gian lấy mẫu. Phương pháp này yêu cầu cần có sự chú ý đặc biệt đến thời gian lấy mẫu và lưu lượng mẫu.

3.8. Sự phát thải riêng (Specific emission)

Khối lượng phát thải khối được thể hiện bằng đơn vị gam trên kilôwat-giờ.

CHÚ THÍCH: Đối với nhiều kiểu động cơ thuộc phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn này, các thiết bị phụ được lắp vào động cơ khi làm việc không được biết trước tại thời điểm chế tạo hoặc chứng nhận.

Khi không thích hợp cho việc thử động cơ trong các điều kiện được xác định trong ISO 14396 (ví dụ nếu động cơ và truyền động tạo thành một thiết bị tổ hợp), động cơ chỉ có thể được thử cùng với các thiết bị phụ khác đã được lắp. Trong trường hợp này, các giá trị chỉnh đặt của động lực kế cần được xác định phù hợp với 5.3 và 12.5. Các tổn thất phụ không được vượt quá 5 % công suất lớn nhất quan sát được. Các tổn thất vượt quá 5 % phải được các bên có liên quan công nhận trước khi thử.

3.9. Công suất phanh (Brake power)

Công suất được đo tại trục khuỷu hoặc bộ phận tương đương với trục khuỷu, động cơ chỉ được trang bị các thiết bị phụ tiêu chuẩn cần thiết cho hoạt động của động cơ trên băng thử.

CHÚ THÍCH: Xem 5.3 và ISO 14396.

3.10. Thiết bị phụ (Auxiliaries)

Các thiết bị và dụng cụ được liệt kê trong ISO 14396.

4. Ký hiệu và chữ viết tắt

4.1. Ký hiệu chung

Ký hiệu	Thuật ngữ	Đơn vị
A/Fst	Tỷ lệ không khí - nhiên liệu khi cháy hoàn toàn	-
AP	Diện tích mặt cắt ngang của đầu lấy mẫu đẳng động học	m2
Ar	Khối lượng nguyên tử	g
AX	Diện tích mặt cắt ngang của ống xả	m2
cc	Nồng độ hiệu chỉnh nền	ppm%(v/v)
cd	Nồng độ không khí pha loãng	ppm%(v/v)
cX	Nồng độ khí thải (với tiếp vĩ ngữ chỉ thành phần cần gọi tên)	ppm%(v/v)
D	Hệ số pha loãng	-
ECO2	Hàm lượng CO2 làm mát của bộ phân tích NOx	%
EE	Hệ số êtan	%
EH2O	Hàm lượng nước làm mát của bộ phân tích NOx	%
EM	Hiệu suất mêtan	%
ENox	Hiệu suất bộ chuyển đổi NOx	%
ePT	Chất thải hạt	g/kW.h
ex	Chất thải khí (với chỉ số dưới dòng dùng để chỉ thành phần)	g/kW.h
l	Hệ số dư thừa không khí ([kg không khí khô]/[kg nhiên liệu]*[A/Fst]))	-
lRef	Hệ số dư thừa không khí ở điều kiện chuẩn	-
fa	Hệ số khí quyển phòng thí nghiệm	-
fc	Hệ số cacbon	-
ftd	Hệ số nhiên liệu riêng cho tính toán lưu lượng khí thải trên nền khô	-
fth	Hệ số nhiên liệu riêng dùng cho tính toán các nồng độ ướt từ các nồng độ khô	-
fw	Hệ số nhiên liệu riêng cho tính toán lưu lượng khí thải trên nền ướt	-
Ha	Độ ẩm tuyệt đối của không khí nạp (g nước/kg không khí khô)	g/kg
Hd	Độ ẩm tuyệt đối của không khí pha loãng (g nước/kg không khí khô)	g/kg
i	Chỉ số dưới dòng biểu thị một chế độ riêng	-
kf	Hệ số nhiên liệu riêng dùng cho tính toán cân bằng cácbon	-
khd	Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm cho NOx đối với động cơ Điêzen	-
khp	Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm cho NOx đối với động cơ xăng	-
kp	Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm cho hạt	-
kwa	Hệ số hiệu chỉnh khô đến ướt cho không khí nạp	-
kwd	Hệ số hiệu chỉnh khô đến ướt cho không khí pha loãng	-
kwe	Hệ số hiệu chỉnh khô đến ướt cho khí thải pha loãng	-
kwr	Hệ số hiệu chỉnh khô đến ướt cho khí thải chưa pha loãng	-
M	Mômen tính bằng phần trăm mômen lớn nhất đối với tốc độ động cơ thử	%
Mr	Khối lượng phân tử	G
md	Khối lượng mẫu thử không khí pha loãng đi qua bộ lọc lấy mẫu bụi	kg
mf,d	Khối lượng mẫu thử bụi của không khí pha loãng được thu gom	mg
mf	Khối lượng mẫu thử bụi được thu gom	mg
msep	Khối lượng mẫu thử khí thải pha loãng đi qua bộ lọc lấy mẫu bụi	kg
pA	Áp suất tuyệt đối tại cửa ra của bơm	kPa
pa	Áp suất hơi bão hòa của không khí nạp vào động cơ	kPa
pb	Áp suất toàn phần	kPa
pd	Áp suất hơi bão hòa của không khí pha loãng	kPa
pr	Áp suất hơi nước sau bộ phận làm mát	kPa
ps	Áp suất khí quyển khô	kPa
P	Công suất phanh không hiệu chỉnh	kW
Paux	Công suất hấp thụ tổng công bố do các thiết bị phụ được lắp cho thử nghiệm và không được yêu cầu trong ISO 14396	kW
Pm	Công suất lớn nhất đo được hay công suất công bố tại tốc độ thử nghiệm của động cơ trong điều kiện thử nghiệm (xem 12.5)	kW
qmad	Lưu lượng khối lượng không khí nạp ở trạng thái khô	Kg/h
qmaw	Lưu lượng khối lượng không khí nạp ở trạng thái ướt	Kg/h
qmdw	Lưu lượng khối lượng không khí pha loãng ở trạng thái ướt	Kg/h
qmedf	Lưu lượng khối lượng tương đương của khí thải pha loãng ở trạng thái ướt	Kg/h
qmew	Lưu lượng khối lượng khí thải ở trạng thái ướt	Kg/h
qmf	Lưu lượng khối lượng của nhiên liệu	Kg/h
qmdew	Lưu lượng khối lượng khí thải pha loãng ở trạng thái ướt	Kg/h
qmgas	Lưu lượng khối lượng chất thải của từng khí	g/h
qmPT	Lưu lượng khối lượng hạt	g/h
rd	Tỷ số pha loãng	-
ra	Tỷ số của diện tích mặt cắt ngang của đầu lấy mẫu đẳng động học và ống xả	-
Ra	Độ ẩm tương đối của không khí nạp	%
Rd	Độ ẩm tương đối của không khí pha loãng	%
rh	Hệ số đáp ứng FID	-
rm	Hệ số đáp ứng FID cho metanol	-
rx	Tỷ số của áp suất họng SSV với áp suất tĩnh tuyệt đối, tại cửa nạp	-
ry	Tỷ số của đường kính họng SSV, d, với đường kính trong của ống nạp	-
r	Khối lượng riêng	kg/m3
S	Giá trị chỉnh đặt của động lực kế	kW
Ta	Nhiệt độ tuyệt đối của không khí nạp	K
Td	Nhiệt độ tuyệt đối điểm sương	K
Tref	Nhiệt độ chuẩn tuyệt đối (của không khí cháy 298 K)	K
Tc	Nhiệt độ tuyệt đối của không khí làm mát trung gian	K
Tcref	Nhiệt độ chuẩn tuyệt đối của không khí làm mát trung gian	K
Vm	Thể tích phân tử	L
Wf	Hệ số trọng lượng (trọng số)	-
Wfe	Hệ số trọng lượng hiệu dụng	-

4.2. Ký hiệu của các thành phần nhiên liệu

WALF	Hàm lượng H của nhiên liệu, % khối lượng
WBET	Hàm lượng C của nhiên liệu, % khối lượng
WGAM	Hàm lượng S của nhiên liệu, % khối lượng
WDEL	Hàm lượng N của nhiên liệu, % khối lượng
WEPS	Hàm lượng O của nhiên liệu, % khối lượng
a	Tỷ số mol (H/C)
b	Tỷ số mol (C/C)
g	Tỷ số mol (S/C)
d	Tỷ số mol (N/C)
e	Tỷ số mol (O/C)

CHÚ THÍCH: Sự chuyển đổi giữa hàm lượng khối lượng và tỷ số mol được cho trong các phương trình A.3 đến A.12 của Phụ lục A.

4.3. Ký hiệu và chữ viết tắt cho các thành phần hóa học

ACN	Axetonitrin
C1	Cacbon 1 tương đương hyđro cacbon
CH4	Metan
C2H6	Etan
C3H8	Propan
CH3OH	Metanol
CO	Cacbon monoxit
CO2	Cacbon đioxit
DNPH	Đinitrophenyl hyđrazin
DOP	Đioctyl phtalat
HC	Hyđro cacbon
HCHO	Focmanđehit
H­2O	Nước
NH3	Amoniac
NMHC	Hyđrocacbon không mêtan
NO	Nitơ oxit
NO2	Nitơ đioxit
NOx	Các nitơ oxit
N2O	Đinitơ oxit
O2	Oxy
RME	Dầu metyl ête của hạt cải dầu
SO2	Lưu huỳnh đioxit
SO3	Lưu huỳnh trioxit

4.4. Chữ viết tắt

CFV	Venturi lưu lượng tới hạn
CLD	Máy đo kiểu quang hóa
CVS	Lấy mẫu thể tích không đổi
ECS	Cảm biến điện hóa
FID	Máy đo kiểu ion hóa ngọn lửa
FTIR	Máy phân tích hồng ngoại biến đổi Fourier
GC	Sắc ký khí
HCLD	Máy đo kiểu quang hóa nung nóng
HFLD	Máy đo kiểu ion hóa ngọn lửa nung nóng
HPLC	Sắc ký chất lỏng áp suất cao
NDIR	Máy phân tích hồng ngoại không tán xạ
NMC	Dao cắt không mêtan
PDP	Bơm pit tông
PMD	Máy dò thuận từ
PT	Hạt
UVD	Máy đo dùng tia cực tím
ZRDO	Cảm biến zicroni đioxit

5. Điều kiện thử

5.1. Điều kiện thử động cơ

5.1.1. Thông số của điều kiện thử

Nhiệt độ tuyệt đối T_a của không khí nạp vào động cơ được biểu thị bằng Kelvin và áp suất khí quyển khô p_s được biểu thị bằng kilopascal phải được đo và thông số f_a  phải được xác định như sau:

a) Động cơ cháy do nén

Đông cơ không tăng áp và tăng áp cơ khí:

(1)

Động cơ tăng áp tuabin, có làm mát hoặc không làm mát không khí nạp:

(2)

b) Các động cơ đánh lửa cưỡng bức

(3)

CHÚ THÍCH: Các công thức (1) đến (3) đều giống quy định trong luật phát thải ECE, EEC và EPA, nhưng khác so với các công thức hiệu chỉnh công suất của ISO.

5.1.2. Tính đúng đắn của phép thử

Phép thử được công nhận là đúng khi:

0,93 ≤ fa ≤ 1,07

(4)

Các phép thử nên được tiến hành với thông số f_a­ nằm trong khoảng 0,96 và 1,06.

5.2. Động cơ có làm mát không khí nạp

Nhiệt độ của khí nạp phải được ghi lại, và phải nằm trong giới hạn ± 5 K của nhiệt độ khí nạp cực đại do nhà sản xuất quy định khi động cơ vận hành ở tốc độ đạt công suất định mức đã công bố và đầy tải. Nhiệt độ của môi chất làm mát phải ít nhất là 293 K (20 ^oC).

Nếu sử dụng hệ thống điều hòa hoặc quạt ngoài thì nhiệt độ khí tăng áp phải được đặt sao cho nhiệt độ khí nạp chênh lệch trong giới hạn ± 5 K của nhiệt độ khí nạp cực đại do nhà sản xuất quy định ở tốc độ đạt công suất định mức đã công bố và đầy tải. Nhiệt độ môi chất làm mát và lưu lượng môi chất làm mát của bộ phận làm mát tại điểm đặt ở trên sẽ không được thay đổi trong suốt quá trình thử. Thể tích của bộ phận làm mát khí nạp phải được căn cứ vào thực tế kỹ thuật và ứng dụng đặc trưng của phương tiện/máy móc.

5.3. Công suất

Cơ sở của phép đo sự phát thải riêng là công suất phanh không hiệu chỉnh như đã định nghĩa trong ISO 14396. Động cơ được nộp để thử có các thiết bị phụ cần thiết cho hoạt động của nó (ví dụ quạt gió, bơm). Nếu không thể hoặc không thích hợp để lắp đặt các thiết bị phụ lên băng thử thì công suất do các thiết bị phụ hấp thụ phải được xác định và trừ đi khỏi công suất đo được của động cơ.

Một số thiết bị phụ chỉ cần khi vận hành máy và được lắp trên động cơ, phải được tháo ra trước khi thử. Danh sách không đầy đủ sau đây là một ví dụ:

- Máy nén khí cho phanh;

- Máy nén của cơ cấu lái có trợ lực;

- Máy nén điều hòa không khí;

- Bơm cho các cơ cấu dẫn động thủy lực.

Các chi tiết khác được xem trong 3.9 và ISO 14396.

Khi các thiết bị phụ không được tháo ra thì công suất hấp thụ bởi các thiết bị này ở các tốc độ thử phải được biết trước để tính toán các giá trị chỉnh đặt của động lực kế phù hợp với 12.5, trừ trường hợp các thiết bị phụ này tạo thành một bộ phận gắn liền với động cơ (ví dụ quạt làm mát của động cơ có làm mát khí nạp).

5.4. Điều kiện thử nghiệm riêng

5.4.1. Hệ thống nạp không khí của động cơ

Hệ thống nạp hoặc hệ thống điều hòa khí nạp của động cơ được sử dụng phải đảm bảo sức cản đường nạp trong giới hạn ± 300 Pa của giá trị cực đại do nhà sản xuất quy định cho bộ lọc khí nạp ở tốc độ của công suất định mức và đầy tải.

Nếu động cơ được trang bị một hệ thống nạp khí gắn liền với động cơ thì hệ thống này phải được dùng cho thử nghiệm.

CHÚ THÍCH: Sức cản đường nạp sẽ được chỉnh đặt ở tốc độ định mức và đầy tải.

5.4.2. Hệ thống xả của động cơ

Hệ thống xả hoặc hệ thống điều hòa khí nạp của động cơ được sử dụng phải đảm bảo áp suất ngược đường xả trong giới hạn ± 650 Pa của giá trị cực đại do nhà sản xuất quy định ở tốc độ của công suất định mức và đầy tải. Hệ thống xả phải phù hợp với các yêu cầu lấy mẫu khí thải, như được quy định ở 7.5.5, 17.2.1, EP và 17.2.2, EP.

Nếu động cơ được trang bị hệ thống xả gắn liền với động cơ thì hệ thống này phải được dùng cho thử nghiệm.

Nếu động cơ được trang bị thiết bị xử lý khí thải, đường ống xả phải có đường kính tương tự như đường kính sử dụng đối với ít nhất là bốn đường kính ống phía trước đầu vào của đoạn bắt đầu mở rộng có chứa thiết bị xử lý tiếp khí thải. Khoảng cách từ mặt bích đường ống xả hoặc cửa ra của tua bin tăng áp đến thiết bị xử lý tiếp khí xả phải giống như kết cấu bố trí trên phương tiện hoặc khoảng cách chỉ định của nhà sản xuất. Áp suất ngược khi xả hoặc sức cản phải tuân theo quy định ở trên và có thể được chỉnh đặt bằng một van. Có thể tháo hộp chứa thiết bị xử lý tiếp khí thải trong khi thử mô hình và trong khi sắp đặt động cơ, và thay thế bằng một hộp tương đương nhưng bộ xúc tác không hoạt động.

CHÚ THÍCH: Sức cản được chỉnh đặt ở tốc độ định mức và đầy tải.

5.4.3. Hệ thống làm mát

Phải sử dụng một hệ thống làm mát động cơ có đủ khả năng duy trì nhiệt độ làm việc bình thường của động cơ do cơ sở chế tạo quy định.

5.4.4. Dầu bôi trơn

Các thông số kỹ thuật của dầu bôi trơn dùng cho thử nghiệm phải được ghi lại và trình bày cùng với các kết quả thử.

5.4.5. Bộ chế hòa khí điều chỉnh được

Đối với động cơ có bộ chế hòa khí điều chỉnh có giới hạn thì khi thử nghiệm động cơ phải được thực hiện ở cả hai giá trị cực hạn của sự điều chỉnh.

5.4.6. Thông gió hộp trục khuỷu

Khi có yêu cầu đo các chất phát thải của hộp trục khuỷu của hệ thống hộp trục khuỷu mở như là một phần của tổng các chất phát thải của động cơ, thì chúng phải được dẫn vào phía sau hệ thống xả của bất cứ hệ thống xử lý tiếp khí xả nào nếu được sử dụng, và vào phía trước điểm lấy mẫu khí xả. Phải có khoảng cách đủ để đảm bảo sự hòa trộn giữa các chất phát thải hộp trục khuỷu với khí xả.

6. Nhiên liệu thử

Các đặc tính của nhiên liệu ảnh hưởng tới sự phát thải khí của động cơ. Do đó, các đặc tính của nhiên liệu dùng cho thử nghiệm cần được xác định, ghi lại và trình bày cùng với các kết quả thử. Khi nhiên liệu được sử dụng là nhiên liệu chuẩn trong TCVN 6852-5 (ISO 8178-5), phải cung cấp quy tắc chuẩn và sự phân tích của nhiên liệu. Đối với tất cả các nhiên liệu khác, các đặc tính được ghi lại là các đặc tính được liệt kê trong các tờ dữ liệu chung thích hợp trong TCVN 6852-5:5 (ISO 8178-5).

Nhiệt độ nhiên liệu phải phù hợp với kiến nghị của cơ sở chế tạo. Nhiệt độ nhiên liệu phải được đo tại cửa vào của bơm phun nhiên liệu hoặc do nhà sản xuất quy định và ghi lại vị trí đo.

Việc chọn nhiên liệu cho thử nghiệm phụ thuộc vào mục đích của phép thử. Nếu không có sự thỏa thuận nào khác của các bên có liên quan, phải chọn nhiên liệu theo Bảng 1. Khi không có nhiên liệu đối chứng, có thể sử dụng nhiên liệu có thuộc tính rất gần với nhiên liệu đối chứng. Đặc tính của nhiên liệu phải được công bố.

Bảng 1 - Chọn nhiên liệu

Mục đích thử	Các bên có liên quan	Chọn nhiên liệu
Phê duyệt kiểu (chứng nhận)	1. Cơ quan chứng nhận 2. Nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp	Nhiên liệu chuẩn nếu được xác định Nhiên liệu thương mại nếu không xác định nhiên liệu chuẩn
Thử nghiệm thu	1. Nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp 2. Khách hàng hoặc người kiểm tra	Nhiên liệu thương mại được cơ sở chế tạo quy địnha
Nghiên cứu/ triển khai	Một hoặc nhiều: nhà sản xuất, tổ chức nghiên cứu, nhà cung cấp nhiên liệu và chất bôi trơn	Thích hợp với mục đích thử
a) Khách hàng và người kiểm tra cần chú ý rằng các phép thử phát thải được thực hiện khi dùng nhiên liệu thương mại sẽ không tuân theo các giới hạn được quy định khi dùng các nhiên liệu chuẩn.

7. Thiết bị đo và các dữ liệu được đo

7.1. Yêu cầu chung

Sự phát thải các thành phần khí và bụi từ động cơ được thử phải được đo bằng các phương pháp được quy định trong các Điều 16 và 17. Nên dùng các điều này mô tả các hệ thống phân tích cho các chất phát thải khí (Điều 16), các hệ thống lấy mẫu và pha loãng bụi (Điều 17).

Có thể sử dụng các hệ thống hoặc máy phân tích khác nếu chúng cho các kết quả tương đương. Xác định tính tương đương của hệ thống phải dựa trên nghiên cứu tương quan của một cặp bảy mẫu thử (hoặc lớn hơn) giữa hệ thống được xem xét và một trong các hệ thống được chấp nhận của tiêu chuẩn này. "Các kết quả" có liên quan đến giá trị phát thải được xác định cho chu trình thử. Các phép thử được thực hiện đồng thời. Chu trình thử được sử dụng phải là chu trình thích hợp được nêu trong TCVN 6852-4 (ISO 8178-4) hoặc chu trình C1 của TCVN 6852-4 (ISO 8178-4). Sự tương đồng của các giá trị trung bình của cặp mẫu thử được phải được xác định bằng phép thống kê F-test và t-test (xem Phụ lục D), không kể những ngoại lệ, nhận được tại phòng thử nghiệm và điều kiện của động cơ được mô tả ở trên. Các hệ thống được sử dụng cho việc thử nghiệm tương quan phải được công bố trước khi thử và phải được sự đồng ý của các bên liên quan.

Để giới thiệu một hệ thống mới thì việc xác định tính tương đương phải dựa trên cơ sở tính toán lặp lại và tái tạo được như đã mô tả trong TCVN 6910-1 và TCVN 6910-2.

Phải dùng thiết bị sau đây cho các phép thử các chất phát thải của động cơ trên động lực kế đo công suất động cơ. Tiêu chuẩn này không bao gồm những nội dung tỉ mỉ của các thiết bị đo lưu lượng, áp suất và nhiệt độ mà chỉ quy định các yêu cầu về độ chính xác của các thiết bị này, cần cho phép thử các chất phát thải, trong 7.4.

7.2. Đặc tính kỹ thuật của động lực kế

Phải dùng một động lực kế đo công suất động cơ có đủ các đặc tính để thực hiện chu trình thử thích hợp được quy định trong TCVN 6852-4.

Các dụng cụ đo mômen và tốc độ phải đạt được độ chính xác quy định khi đo công suất của trục trong các giới hạn đã cho. Có thể cần đến các tính toán bổ sung. Độ chính xác của thiết bị đo phải bảo đảm sao cho các dung sai lớn nhất không vượt quá các giá trị được cho trong 7.4.

7.3. Lưu lượng khí thải

7.3.1. Yêu cầu chung

Lưu lượng khí thải phải được xác định bằng một trong các phương pháp được nêu trong 7.3.2 đến 7.3.6.

7.3.2. Phương pháp đo trực tiếp

Đo trực tiếp lưu lượng khí thải bằng các hệ thống sau đây:

- Thiết bị đo chênh áp, giống như vòi phun lưu lượng (xem ISO 5167);

- Lưu lượng kế siêu âm;

- Lưu lượng kế xoáy.

Phải chú ý để tránh sai số phép đo dẫn tới sai số về giá trị phát thải. Sự chú ý này bao gồm việc lắp đặt cẩn thận thiết bị trên hệ thống thải của động cơ dựa theo kiến nghị của nhà sản xuất các thiết bị và trình độ thực tế của người kỹ sư. Đặc biệt, việc lắp đặt thiết bị không được ảnh hưởng tới đặc tính và phát thải của động cơ.

Lưu lượng kế phải đáp ứng đặc tính chính xác theo 7.4.

7.3.3. Phương pháp đo không khí và nhiên liệu

Đây là phương pháp đo lưu lượng không khí và lưu lượng nhiên liệu. Phải sử dụng lưu lượng kế không khí và lưu lượng kế nhiên liệu với độ chính xác được xác định trong 7.4. Tính toán lưu lượng khí thải như sau:

qmew = qmaw + qmf

(5)

7.3.4. Phương pháp cân bằng cacbon và lưu lượng nhiên liệu

Ở đây tính toán khối lượng khí xả từ lượng nhiên liệu tiêu thụ, thành phần nhiên liệu và nồng độ khí thải bằng phương pháp cân bằng cacbon theo công thức sau đây (xem A.3.2.3.1):

(6)

trong đó

f_td được tính theo phương trình A.20 đến A.30;

H_a là gam nước trên kg không khí khô;

f_c được tính theo phương trình A.64:

¦c = (cCO2d  cCO2ad) x 0,5441

(7)

trong đó

c_CO2d nồng độ CO₂ khô trong khí thải khô [%];

c_CO2ad nồng độ CO₂ khô trong không khí [%];

c_COd nồng độ CO khô trong khí thải khô [ppm];

c_HCw nồng độ HC khô trong khí thải thô [ppm].

CHÚ THÍCH: Phương pháp cân bằng ôxy cũng có thể lựa chọn. Xem A.3.3.

7.3.5. Phương pháp đo dùng khí đánh dấu

Đây là phương pháp đo nồng độ của khí đánh dấu trong khí thải.

Một lượng khí trơ biết trước (ví dụ như khí hêli nguyên chất) được phun vào dòng khí thải để làm khí đánh dấu. Khí này sẽ được hòa trộn và làm loãng bởi khí thải nhưng không phản ứng trong đường ống xả. Nồng độ của khí trơ sẽ được đo trong mầu khí thải.

Nhằm đảm bảo việc hòa trộn đồng đều của khí đánh dấu, đầu lấy mẫu khí thải phải được đặt cách ít 1 m hoặc 30 lần đường kính của ống xả - lấy giá trị lớn hơn - phía sau vị trí phun khí đánh dấu. Đầu lấy mẫu có thể đặt gần vị trí phun khí đánh dấu hơn nếu đảm bảo sự hòa trộn hoàn hảo bằng cách so sánh nồng độ khí đánh dấu với nồng độ chuẩn khi khí đánh dấu được phun ở phía trước động cơ.

Lưu lượng khí đánh dấu được chỉnh đặt sao cho nồng độ khí đánh dấu sau khi hòa trộn trở nên thấp hơn so với toàn thang đo của bộ phận phân tích khí đánh dấu.

Tính toán lưu lượng khí xả như sau:

(8)

trong đó

qmew qrt cmix rew ca

lưu lượng khối lượng khí thải [kg/s]; lưu lượng khối lượng khí đánh dấu [cm3/min]; nồng độ của khí đánh dấu sau khi hòa trộn [ppm]; khối lượng riêng của khí thải [kg/m3]; nồng độ nền của khí đánh dấu trong khí nạp [ppm].

Nồng độ nền của khí đánh dấu (c_a) có thể xác định bằng cách lấy trung bình nồng độ nền ngay trước và sau khi chạy thử nghiệm.

Khi nồng độ nền của khí đánh dấu nhỏ hơn 1 % của nồng độ khí đánh dấu sau hòa trộn (c_mix) ở lưu lượng khí thải cực đại thì có thể bỏ qua nồng độ nền của khí đánh dấu.

Toàn bộ hệ thống phải đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác đối với lưu lượng khí thải và phải được hiệu chuẩn theo 8.6.

7.3.6. Phương pháp đo lưu lượng không khí và tỷ số không khí - nhiên liệu

Ở đây việc tính toán khối lượng khí thải từ lưu lượng khí nạp và tỷ số không khí - nhiên liệu. Việc tính toán lưu lượng khối lượng tức thời của khí thải như sau:

(9)

trong đó

	(10)
	(11)

trong đó

A/Fst l cCO2 cCO cHC

tỷ số không khí nhiên liệu ở điều kiện cháy hoàn toàn [kg/kg]; hệ số dư thừa không khí; nồng độ CO2 khô [%]; nồng độ CO khô [%]; nồng độ HC khô [%].

CHÚ THÍCH: Không được sử dụng thành phần nhiên liệu C_bH_aS_gN_dO_e với b = 1. Đối với nhiên liệu không chứa thành phần cácbon (ví dụ nhiên liệu hyđrô) các phương trình (10) và (11).

Lưu lượng kế không khí phải đảm bảo độ chính xác yêu cầu trong 7.4, bộ phân tích CO₂ sử dụng phải đáp ứng yêu cầu của 7.5.4.2, và toàn bộ hệ thống phải đảm bảo yêu cầu về độ chính xác đối với dòng khí xả.

Ngoài ra, thiết bị đo tỷ số không khí nhiên liệu như cảm biến kiểu ziriconi đáp ứng yêu cầu của 7.5.4.12 có thể được sử dụng để đo hệ số dư thừa không khí.

7.3.7. Lưu lượng khí thải pha loãng tổng

Khi dùng hệ thống pha loãng toàn lưu lượng, lưu lượng tổng của khí thải (q_mdew) phải được đo với PDP hoặc CFV (xem 17.2.2). Độ chính xác phải phù hợp với 9.2.

7.4. Độ chính xác

Sự hiệu chuẩn các dụng cụ đo phải tuân theo các yêu cầu của các tiêu chuẩn quốc gia (quốc tế) và các yêu cầu của Bảng 2 và Bảng 3.

CHÚ THÍCH: Các yêu cầu hiệu chuẩn đối với các bộ phân tích được trình bày trong 8.5.

Các thiết bị đo phải do nhà sản xuất thiết bị đo hiệu chuẩn theo yêu cầu của quy trình kiểm tra nội bộ hoặc theo yêu cầu của TCVN 9000 (ISO 9000). Sai lệch cho trong các Bảng 2 và Bảng 3 được tham khảo từ giá trị thu được cuối cùng, bao gồm cả hệ thống thu nhận dữ liệu.

Bảng 2- Sai lệch cho phép của thiết bị đo đối với thông số có liên quan của động cơ

No	Thiết bị đo	Sai lệch cho phép
1	Tốc độ động cơ	± 2 % của giá trị đọc hoặc ± 1 % giá trị cực đại của động cơ, lấy giá trị lớn hơn
2	Momen (xoắn)	± 2 % của giá trị đọc hoặc ± 1 % giá trị cực đại của động cơ, lấy giá trị lớn hơn
3	Tiêu thụ nhiên liệu a	± 2 % của giá trị cực đại của động cơ
4	Tiêu thụ không khí a	± 2 % của giá trị đọc hoặc ± 1 % giá trị cực đại của động cơ, lấy giá trị lớn hơn
5	Lưu lượng khí thải a	± 2,5 % của giá trị đọc hoặc ± 1,5 % giá trị cực đại của động cơ, lấy giá trị lớn hơn
a Việc tính toán các chất phát thải được trình bày trong tiêu chuẩn này trong một số trường hợp dựa trên các phương pháp đo hoặc/và tính toán khác nhau. Do dung sai tổng được giới hạn cho tính toán phát thải, các giá trị cho phép của một số thông số sử dụng chính xác trong các phương trình phải nhỏ hơn so với dung sai cho phép trong ISO 15550:2002, Bảng 4.

Bảng 3 - Sai lệch cho phép của thiết bị đo đối với các thông số chủ yếu khác

No	Thông số	Sai lệch cho phép
1	Nhiệt độ ≤ 600 K	± 2 K, tuyệt đối
2	Nhiệt độ > 600 K	± 1 % giá trị đọc
3	Áp suất khí thải	± 0,2 kPa tuyệt đối
4	Độ giảm áp của khí nạp	± 0,05 kPa tuyệt đối
7	Áp suất khí quyển	± 0,1 kPa tuyệt đối
5	Áp suất khác	± 0,1 kPa tuyệt đối
6	Độ ẩm tương đối	± 3 % tuyệt đối
8	Độ ẩm tuyệt đối	± 5 % giá trị đọc
9	Lưu lượng khí pha loãng	± 2 % giá trị đọc
10	Lưu lượng khí thải được pha loãng	± 2 % giá trị đọc

7.5. Xác định các thành phần của khí

7.5.1. Đặc tính kỹ thuật chung của máy phân tích

7.5.1.1. Đặc tính chung

Máy phân tích phải có phạm vi đo thích hợp với độ chính xác yêu cầu để đo nồng độ của các thành phần khí thải (7.5.1.2). Các máy phân tích được hoạt động sao cho nồng độ được đo ở trong khoảng từ 15 % đến 100 % của toàn thang đo.

Nếu giá trị của toàn thang đo là 155 ppm (hoặc ppmC) hoặc nhỏ hơn, hoặc nếu sử dụng các hệ thống chỉ thị kết quả (máy vi tính, các bộ ghi chép số liệu tự động) có đủ độ chính xác và độ phân giải dưới 15 % của thang đo, thì cho phép đo các nồng độ dưới 15 % của thang đo. Trong trường hợp này cần có sự hiệu chuẩn bổ sung để đảm bảo độ chính xác của đường cong hiệu chuẩn.

Tính tương thích điện từ (EMC) của thiết bị phải ở mức có thể giảm tối đa các sai số phụ.

7.5.1.2. Độ chính xác máy đo

Máy phân tích không được sai lệch so với điểm hiệu chuẩn trên ± 2 % của giá trị đọc trên toàn bộ thang đo (trừ giá trị 0) hoặc ± 0,3 % của giá trị thang đo, lấy trị nào lớn hơn. Sự chính xác được xác định theo các yêu cầu hiệu chuẩn nằm trong 8.5.5.

CHÚ THÍCH: Theo mục đích của tiêu chuẩn này, sự chính xác được định nghĩa là sai lệch của giá trị đọc của máy phân tích với các giá trị hiệu chuẩn khi sử dụng khí hiệu chuẩn (= giá trị thực).

7.5.1.3. Độ lặp lại

Độ lặp lại được xác định là 2,5 lần sai lệch chuẩn của 10 giá trị độ nhạy lặp lại cho một hiệu chuẩn hoặc khí span không được lớn hơn ± 1 % giá trị thang đo nồng độ đối với từng phạm vi đo trên 100 ppm (hoặc ppmC) được sử dụng hoặc ± 2 % cho từng phạm vi đo dưới 100 ppm (hoặc ppmC) được sử dụng.

7.5.1.4. Độ nhiễu

Độ nhạy đỉnh tới đỉnh của máy phân tích cho các khí chuẩn zero (zero gas) và khí hiệu chuẩn Span trong khoảng thời gian 10 s bất kỳ không được vượt quá 2 % giá trị toàn thang đo trên tất cả các phạm vi được sử dụng.

7.5.1.5. Sự trôi điểm không (zero)

Độ nhạy điểm không (zero) được xác định là độ nhạy trung bình, bao gồm độ nhiễu cho khí zero trong khoảng thời gian 30 s. Sự trôi của độ nhạy điểm không (zero) trong khoảng thời gian 1h phải nhỏ hơn 2 % của giá trị toàn thang đo đối với phạm vi đo nhỏ nhất được dùng.

7.5.1.6. Sự trôi điểm span

Độ nhạy span được xác định là độ nhạy trung bình, bao gồm cả độ nhiễu cho khí hiệu chuẩn trong khoảng thời gian 30 s. Sự trôi của độ nhạy span trong khoảng thời gian 1 h phải nhỏ hơn 2 % giá trị toàn thang đo đối với phạm vi đo nhỏ nhất được dùng.

7.5.2. Làm khô khí

Khí thải có thể được đo ở thể khô hoặc ướt. Một thiết bị làm khô khí nếu được sử dụng phải có ảnh hưởng ít nhất đến thành phần của khí. Thiết bị sấy hóa học không phải là phương pháp được chấp nhận để tách nước khỏi mẫu thử.

7.5.3. Máy phân tích

7.5.3.1. Yêu cầu chung

7.5.3.2 đến 7.5.3.12 quy định các nguyên lý đo được sử dụng. Sự mô tả chi tiết các hệ thống đo được nêu trong Điều 16. Các khí cần đo phải được phân tích khi dùng các dụng cụ cho dưới đây. Đối với các máy phân tích phi tuyến cho phép dùng các mạch tuyến tính.

7.5.3.2. Phân tích cacbon monoxit (CO)

Máy phân tích cacbon monoxit phải là loại hấp thụ hồng ngoại không khuếch tán xạ (NDIR).

7.5.3.3. Phân tích cacbon đioxit (CO₂)

Máy phân tích cacbon đioxit phải là loại hấp thụ hồng ngoại không khuếch tán xạ (NDIR).

7.5.3.4. Phân tích oxy (O₂)

Máy phân tích oxy phải là máy dò thuận từ (PMD), cảm biến zirconi đioxit (ZRDO) hoặc cảm biến điện hóa (ECS).

Không nên dùng cảm biến zirconi đioxit khi các nồng độ HC và CO cao như các động cơ đốt cháy cưỡng bức, hỗn hợp nhạt.

Các cảm biến điện hóa phải bù trừ cho sự ảnh hưởng của CO₂ và NOx.

7.5.3.5. Phân tích cacbon hyđro (HC)

Máy phân tích Hyđro cacbon phải là loại máy đo ion hóa ngọn lửa nung nóng (HFID) có đầu đo, van, đường ống … được nung nóng để duy trì nhiệt độ của khí 463 K ± 10 K (190 ^oC ± 10 ^oC). Đối với các động cơ chạy bằng nhiên liệu metanol, áp dụng các yêu cầu về nhiệt độ trong 7.5.3.12.3. Ngoài ra, đối với động cơ chạy bằng nhiên liệu khí và đối với thử nghiệm pha loãng của động cơ đốt cháy cưỡng bức, máy phân tích hydro cacbon có thể là loại máy đo kiểu ion hóa ngọn lửa không nung nóng.

7.5.3.6. Phân tích cacbon hyđro không có metan (NMHC)

7.5.3.6.1. Yêu cầu chung

Tùy thuộc vào nồng độ metan (CH₄), phương pháp này thích hợp cho các nhiên liệu khí hơn là các nhiên liệu lỏng.

7.5.3.6.2. Phương pháp sắc ký khí (GC)

Hydro cacbon không có metan phải được xác định bằng cách trừ đi khí metan được phân tích với một sắc ký khí (GC) được thử ở 432 K (150 ^oC) khỏi các hydro cacbon được đo theo 7.5.3.5.

7.5.3.6.3. Phương pháp dao cắt không metan (NMC)

Việc xác định phần không metan phải được thực hiện với một dao cắt không có metan (NMC) nung nóng cùng với máy đo kiểu ion hóa ngọn lửa FID như trong 7.5.3.5 bằng cách trừ đi thành phần metan khỏi thành phần hydro cacbon.

7.5.3.7. Phân tích nitơ oxit (NO_x)

Máy phân tích nitơ oxit phải là máy đo quang hóa (CLD) hoặc máy đo kiểu quang hóa nung nóng (HCLD) với một bộ chuyển đổi NO₂/NO nếu được đo trên nền khô. Nếu được đo trên nền ẩm ướt, phải dùng máy HCLD với bộ chuyển đổi được duy trì trên 328 K (55 ^oC) miễn là việc kiểm tra nước dập tắt được đáp ứng. Cả CLD và HCLD đều có đường lấy mẫu về bộ chuyển đổi đối với phép đo khô và về máy phân tích đối với phép đo ướt được duy trì ở nhiệt độ thành từ 328 K đến 473 K (55 ^oC đến 200 ^oC).

7.5.3.8. Phân tích lưu huỳnh đioxit (SO₂)

Chất phát thải SO₂ phải được tính toán từ hàm lượng lưu huỳnh của nhiên liệu được sử dụng bởi vì kinh nghiệm cho thấy việc sử dụng phương pháp đo trực tiếp đối với SO₂ không cho kết quả chính xác hơn.

qmSO2 = qmf x WGAM x 20

(12)

CHÚ THÍCH: Việc áp dụng phương pháp tính toán đối với SO₂ đảm bảo 100 % lưu huỳnh được chuyển đổi và được giới hạn cho các động cơ không có các hệ thống xử lý tiếp khí thải. Trong trường hợp này có thể đo SO₂ phù hợp với hướng dẫn của nhà cung cấp thiết bị đo. Vì đo SO₂ là một nhiệm vụ khó khăn và chưa được chứng minh đầy đủ đối với các phép đo khí thải nên cần có sự thỏa thuận trước của các bên có liên quan trước khi thử nghiệm.

7.5.3.9. Phân tích amoniac (NH₃)

Amoniac phải được xác định với một máy đo quang hóa (CLD) như đã quy định trong 7.5.3.7 bằng cách sử dụng hai bộ chuyển đổi khác nhau. Đối với lượng NO_x và NH₃ tổng, phải sử dụng bộ chuyển đổi nhiệt độ cao 973 K (700 ^oC).

Riêng với NO_x phải sử dụng bộ chuyển đổi nhiệt độ thấp 573 K (300 ^oC). Hiệu của các số đo này là nồng độ amoniac. Phương pháp này có thời gian đáp ứng dài (xấp xỉ 10 phút). Cũng có thể sử dụng máy phân tích hồng ngoại biến đổi Fourier (FITR) hoặc máy cộng hưởng tia cực tím không hấp thụ (NDUVR) theo hướng dẫn của nhà cung cấp thiết bị đo. Vì công nghệ đo chưa được chứng minh đầy đủ đối với các phép đo khí thải nên cần có sự thỏa thuận của các bên có liên quan. Thời gian đáp ứng của phương pháp này được xem là ngắn hơn so với phương pháp bộ chuyển đổi kép.

7.5.3.10. Phân tích đinitơ oxit (N₂O)

Có thể sử dụng máy đo FTIR hoặc NDIR (máy đo hồng ngoại không hấp thụ) theo hướng dẫn của nhà cung cấp thiết bị đo. Vì công nghệ đo chưa được chứng minh đầy đủ đối với các phép đo khí thải nên cần có sự thỏa thuận của các bên có liên quan.

7.5.3.11. Phân tích focmanđehit (HCHO)

Focmanđehit phải được xác định bằng cách đưa một mẫu thử khí thải, thường là khí thải pha loãng đi qua một bộ lọc va chạm có chứa dung dịch axetonitrin (ACN) của thuốc thử đinitrophenyl hyđrazin (DNPH) hoặc qua một hộp được phủ silic oxit với 2,4 DNPH. Mẫu thử tương tự được gom phải được phân tích bằng sắc ký chất lỏng áp suất cao (HPLC) khi sử dụng phương pháp dò UV (tia cực tím) ở 365 nm.

Tùy chọn, có thể sử dụng một máy phân tích FTIR theo hướng dẫn của nhà cung cấp thiết bị đo.

7.5.3.12. Phân tích metanol (CH₃OH)

7.5.3.12.1. Yêu cầu chung

Có thể sử dụng một máy phân tích FTIR theo hướng dẫn của nhà cung cấp thiết bị đo. Vì công nghệ đo chưa được chứng minh đầy đủ đối với các phép đo khí thải nên cần có sự thỏa thuận trước của các bên có liên quan.

7.5.3.12.2. Phương pháp sắc ký khí (GC)

Metanol phải được xác định bằng cách đưa một mẫu thử khí thải đi qua một bộ lọc va chạm có chứa nước được khử ion hóa. Mẫu thử phải được phân tích bằng một sắc ký khí (GC) với máy đo ion hóa ngọn lửa (FID).

7.5.3.12.3. Phương pháp HFID

Máy đo ion hóa ngọn lửa nung nóng (HFID) hiệu chuẩn với propan phải được vận hành ở 385 K ± 10 K) (112 ^oC ± 10 ^oC). Hệ số đáp ứng metanol phải được xác định ở một vài nồng độ trong phạm vi các nồng độ trong mẫu thử theo 8.8.5.

7.5.3.13. Đo tỷ số không khí - nhiên liệu

Thiết bị đo tỷ số không khí - nhiên liệu được dùng để xác định lưu lượng khí thải như đã chỉ ra trong 7.3.6 phải là cảm biến tỷ số không khí - nhiên liệu kiểu dải rộng hoặc cảm biến lambda loại ziriconi.

Cảm biến phải được lắp đặt trực tiếp vào đường thải nơi nhiệt độ khí xả đủ cao nhằm hạn chế ngưng tụ nước.

Độ chính xác của cảm biến kết hợp với hệ thống điện tử phải đảm bảo như sau:

± 3 % của giá trị đọc khi l < 2

± 5 % của giá trị đọc khi 2 ≤ l < 5

± 10 % của giá trị đọc khi 5 ≤ l.

Để đạt được độ chính xác quy định trên, cảm biến phải được hiệu chuẩn theo quy định của nhà sản xuất.

7.5.4. Lấy mẫu các khí thải

Các đầu dò lấy mẫu các chất khí thải phải được lắp ở đầu dòng cách cửa ra của hệ thống khí thải tối thiểu là 0,5 m hoặc 3 lần đường kính ống xả - lấy trị số lớn hơn, nhưng đủ gần động cơ để bảo đảm nhiệt độ khí thải ít nhất là 343 K (70 ^oC) tại đầu dò lấy mẫu.

Trong trường hợp động cơ có nhiều xi lanh với một ống xả phân nhánh, cửa vào của đầu dò phải được bố trí đủ xa ở phía cuối dòng để đảm bảo cho mẫu thử đại diện cho các phát thải trung bình từ tất cả các xilanh. Trong các động cơ nhiều xilanh có các nhóm ống xả khác nhau, như động cơ có các xi lanh được bố trí theo hình chữ V, cho phép thu một mẫu thử từ mỗi nhóm ống xả và tính toán sự phát thải trung bình. Có thể dùng các phương pháp khác tương quan với các phương pháp trên. Để tính toán phát thải phải sử dụng lưu lượng khối lượng tổng của khí thải.

Nếu thành phần của khí thải bị ảnh hưởng của hệ thống xử lý khí thải thì mẫu thử khí thải phải được lấy ở phía cuối dòng của thiết bị này.

Đối với các động cơ đốt cháy cưỡng bức, đầu dò lấy mẫu khí thải nên ở phía áp suất cao của bộ tiêu âm (giảm thanh) nhưng càng xa cửa xả tới mức có thể càng tốt. Để đảm bảo sự hòa trộn hoàn toàn của khí thải động cơ trước khi lấy mẫu thử, có thể lắp tùy ý một buồng trộn giữa cửa ra của bộ tiêu âm và đầu dò lấy mẫu. Thể tích bên trong của buồng trộn không được nhỏ hơn 10 lần dung tích làm việc của xilanh động cơ thử và các kích thước chiều cao, chiều rộng và chiều sâu của buồng trộn gần bằng nhau. Kích thước của buồng trộn nên giữ ở mức nhỏ nhất cho phép và được lắp càng gần với động cơ tới mức có thể càng tốt. Đường ống xả rời khỏi buồng trộn nên kéo dài cách vị trí đầu dò lấy mẫu tối thiểu là 610 mm và đủ kích thước để giảm áp suất ngược tới mức nhỏ nhất. Nhiệt độ bề mặt bên trong của buồng trộn phải được duy trì trên điểm sương của các khí thải và nhiệt độ nhỏ nhất nên là 65 ^oC.

Đối với các động cơ tàu thủy, đầu dò lấy mẫu thử phải được bố trí để tránh được sự xâm nhập của nước được phun vào hệ thống xả nhằm mục đích làm mát, điều chỉnh hoặc giảm tiếng ồn.

Khi dùng hệ thống pha loãng toàn đòng để xác định lượng hạt, cũng có thể xác định được các chất phát thải khí trong khí thải pha loãng. Các đầu dò lấy mẫu thử phải đặt gần với đầu dò lấy mẫu hạt trong ống pha loãng (xem 17.2.2, Hình 19, DT và PSP).

Đối với động cơ cháy do nén, phải đo HC và NOx bằng cách lấy mẫu trực tiếp từ ống pha loãng. Có thể tùy ý xác định CO và CO₂ bằng cách lấy mẫu trực tiếp hoặc lấy mẫu vào một túi và sau đó đo nồng độ trong túi lấy mẫu.

Đối với động cơ đốt cháy cưỡng bức và các động cơ dùng nhiên liệu khí, tất cả các thành phần có thể được đo trực tiếp từ ống pha loãng, hoặc bằng cách lấy mẫu vào túi và sau đó đo nồng độ trong túi lấy mẫu.

7.6. Xác định hạt

7.6.1. Yêu cầu chung

Việc xác định hạt cần đến một hệ thống pha loãng. Có thể thực hiện pha loãng bằng một hệ thống pha loãng một phần lưu lượng hoặc một hệ thống pha loãng toàn lưu lượng. Dung lượng của hệ thống pha loãng phải đủ lớn để loại trừ hoàn toàn hiện tượng đọng nước trong các hệ thống pha loãng và lấy mẫu thử, và duy trì nhiệt độ của khí thải pha loãng ở nhiệt độ nằm trong khoảng từ 315 K (42 ^oC) đến 325 K (52 ^oC) ở ngay đầu dòng của bộ lọc. Cho phép tách ẩm khỏi không khí pha loãng trước khi đi vào hệ thống pha loãng và đặc biệt là sự tách ẩm này rất có ích nếu không khí pha loãng có độ ẩm cao. Nhiệt độ của không khí pha loãng phải lớn hơn 288 K (15 ^oC) ở gần cửa vào của ống pha loãng.

Các hệ thống đang tồn tại được xây dựng theo ISO 8178-1:1996 không phải tuân theo các yêu cầu về nhiệt độ tấm lọc nêu trên.

Đối với hệ thống pha loãng một phần lưu lượng, đầu dò lấy mẫu thử hạt phải được lắp gần và ở phía trước của đầu lấy mẫu khí như đã chỉ ra trong 7.5.4 và phù hợp với 17.2.1, các Hình 10 đến 18, EP và SP.

Hệ thống lấy mẫu một phần lưu lượng phải được thiết kế để chia tách một phần mẫu khí thải chưa pha loãng từ dòng khí thải động cơ dẫn không khí pha loãng vào hòa trộn với mẫu này và cuối cùng đo hàm lượng hạt trong mẫu đã pha loãng. Từ đó cho thấy rằng điều quan trọng là tỷ số pha loãng phải chính xác. Có thể áp dụng phương pháp lấy mẫu khác nhau và phương pháp được dùng đòi hỏi sử dụng phần cứng và quy trình (xem 17.2.1).

Để xác định khối lượng của hạt đòi hỏi phải có một hệ thống lấy mẫu hạt, các bộ lọc lấy mẫu hạt, một cân tiểu ly và một buồng cân điều chỉnh được nhiệt độ và độ ẩm. Để lấy mẫu thử hạt, có thể áp dụng hai phương pháp sau đây:

Phương pháp lọc nhiều cấp với một cặp bộ lọc (xem 7.6.2.3) được dùng cho mỗi chế độ trong chu trình thử. Phương pháp này cho phép quy trình lấy mẫu dễ dàng hơn nhưng phải dùng nhiều bộ lọc hơn.

Phương pháp lọc đơn sử dụng một cặp bộ lọc (xem 7.6.2.3) cho tất cả các chế độ của chu trình thử. Cần quan tâm đến thời gian lấy mẫu và lưu lượng trong pha lấy mẫu thử. Tuy nhiên chỉ cần một cặp bộ lọc cho chu trình thử.

7.6.2. Các bộ lọc lấy mẫu hạt

7.6.2.1. Đặc tính kỹ thuật của bộ lọc

Cần sử dụng các bộ lọc sợi thủy tinh phủ floruacacbon hoặc các bộ lọc màng floruacacbon. Tất cả các kiểu bộ lọc phải có hiệu suất thu gom 0,3 mm DOP (đioctyl phthalat) tối thiểu là 95 % ở tốc độ bề mặt của khí trong khoảng 35 cm/s và ít nhất là 99 % ở 100 cm/s. Khi thực hiện các phép thử tương quan giữa các phòng thí nghiệm hoặc giữa một cơ sở chế tạo với phòng công nhận, các bộ lọc phải có chất lượng giống nhau.

7.6.2.2. Kích thước bộ lọc

Các bộ lọc hạt phải có đường kính nhỏ nhất 47 mm (đường kính nhuộm màu 37 mm). Có thể dùng các bộ lọc có đường kính lớn hơn (xem 7.6.2.5).

7.6.2.3. Các bộ lọc sơ cấp và bộ lọc lần cuối

Khí thải pha loãng được lấy mẫu trong quá trình thử bằng một lọc nếu hiệu suất thu gom là > 99 % (xem 7.6.2.1) hoặc bằng một cặp các bộ lọc được đặt theo dãy nối tiếp nhau (một bộ lọc sơ cấp và một bộ lọc lần cuối) nếu hiệu suất thu gom nằm trong khoảng 95 % và 99 %. Bộ lọc lần cuối phải được bố trí không lớn hơn 100 mm ở phía cuối dòng so với bộ lọc sơ cấp và không được tiếp xúc với bộ lọc sơ cấp. Các bộ lọc được cân riêng hoặc cân theo cặp với các bộ lọc được đặt các mặt nhuộm màu đối tiếp nhau.

7.6.2.4. Tốc độ bề mặt bộ lọc

Tốc độ bề mặt của khí đi qua bộ lọc phải đạt được từ 35 cm/s đến 100 cm/s. Độ giảm áp suất tăng lên từ lúc bắt đầu đến lúc kết thúc phép thử không được lớn hơn 25 kPa.

7.6.2.5. Chất tải bộ lọc

Lượng chất tải cho bộ lọc phải là 0,338 mg/mm² diện tích nhuộm màu đối với phương pháp lọc đơn. Mức chất tải thấp nhất yêu cầu phải là 0,065 mg/mm² diện tích lọc. Đối với các cỡ kích thước bộ lọc thông dụng nhất, các giá trị được cho trong Bảng 4.

Đối với phương pháp lọc đa cấp, sự chất tải đối với tổng của tất cả các lọc là tích số của giá trị gần đúng ở trên và căn bậc hai của tổng số các chế độ của chu trình thử.

Bảng 4 - Lượng chất tải tối thiểu cho bộ lọc

Đường kính bộ lọc mm	Lượng chất tải nên dùng Mg	Lượng chất tải tối thiểu mg
47	0,6	0,11
70	1,3	0,25
90	2,1	0,41
110	3,2	0,62

7.6.3. Đặc tính kỹ thuật của buồng cân và cân phân tích

7.6.3.1. Điều kiện của buồng cân

Nhiệt độ của buồng (hoặc phòng) trong đó tiến hành kiểm tra và cân các bộ lọc hạt phải được duy trì ở 295 K ± 3 K (22 ^oC ± 3 ^oC) trong quá trình kiểm tra và cân tất cả các bộ lọc. Độ ẩm phải được duy trì ở điểm sương 282,5 K ± 3 K (9,5 ^oC ± 3 ^oC) và độ ẩm tương đối 45 % ± 8 %.

7.6.3.2. Cân bộ lọc chuẩn

Môi trường buồng (phòng) cân không được có các chất gây ô nhiễm môi trường (như bụi bẩn) có thể đọng lại trên các bộ lọc trong quá trình làm ổn định các bộ lọc. Cho phép có các nhiễu đối với đặc tính kỹ thuật của buồng cân như đã nêu trong 7.6.3.1, nếu thời gian xuất hiện các nhiễu không vượt quá 30 phút. Buồng cân cần đáp ứng các đặc tính kỹ thuật yêu cầu trước khi có người vào buồng cân. Tối thiểu phải cân hai bộ lọc chuẩn không sử dụng hoặc các cặp bộ lọc chuẩn trong 4 h lấy mẫu (nhưng nên cân cùng một lúc) của việc cân bộ lọc (cặp bộ lọc). Các bộ lọc chuẩn phải có cùng kích thước và vật liệu như các bộ lọc lấy mẫu.

Nếu khối lượng trung bình của các bộ lọc chuẩn (các cặp bộ lọc chuẩn) thay đổi giữa các lần cân bộ lọc lấy mẫu lớn hơn 10 mg + 5 % trọng lượng của lọc hạt của thử nghiệm thực tế với giới hạn trên tuyệt đối là 40 mg thì tất cả các lọc phải loại bỏ và thử nghiệm khí thải phải được lặp lại. Ngoài ra, chu trình thử có thể được lặp lại với lọc tương tự để nhận được lượng bụi lớn hơn với dung sai lọc chuẩn cao hơn tương ứng.

Nếu các tiêu chuẩn ổn định buồng cân đã nêu trong 7.6.3.1 không được đáp ứng, nhưng các lần cân bộ lọc chuẩn (hoặc cặp bộ lọc) vẫn đáp ứng các tiêu chuẩn trên thì cơ sở chế tạo động cơ có quyền lựa chọn sự chấp nhận các khối lượng bộ lọc lấy mẫu hoặc, nếu không, loại bỏ các phép thử, giữ cố định hệ thống kiểm soát buồng cân và tiến hành lại phép thử.

7.6.3.3. Cân phân tích

Cân phân tích được dùng để xác định khối lượng của tất cả các bộ lọc phải có độ chính xác (độ sai lệch chuẩn) 20 mg và độ phân giải 10 mg (một chữ số = 10 mg). Đối với các bộ lọc có đường kính nhỏ hơn 70 mm, độ chính xác và độ phân giải phải tương ứng là 2 mg và 1 mg.

7.6.3.4. Loại trừ các ảnh hưởng tĩnh điện

Để loại trừ các ảnh hưởng tĩnh điện, các bộ lọc phải được trung hòa trước khi cân, ví dụ bằng chất trung hòa poloni hoặc một thiết bị có tác dụng tương tự.

7.6.4. Các đặc tính kỹ thuật bổ sung cho đo bụi

Tất cả các chi tiết của hệ thống pha loãng và hệ thống lấy mẫu từ ống xả đến giá bộ lọc có tiếp xúc với khí thải chưa pha loãng phải được thiết kế để giảm tới mức tối thiểu sự kết tủa hoặc biến đổi của hạt. Tất cả các chi tiết phải được chế tạo bằng các vật liệu dẫn điện để không gây phản ứng với các thành phần của khí thải và phải được tiếp đất để phòng ngừa các hiệu ứng tĩnh điện.

8. Hiệu chuẩn các thiết bị phân tích

8.1. Yêu cầu chung

Mỗi máy phân tích phải được hiệu chuẩn thường xuyên để đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác của tiêu chuẩn này. Phương pháp hiệu chuẩn sử dụng được mô tả dưới đây áp dụng cho các máy phân tích đã giới thiệu trong 7.5.3.

8.2. Khí hiệu chuẩn

8.2.1. Yêu cầu chung

Tuổi thọ của tất cả các bình khí hiệu chuẩn phải được chú ý. Ngày hết hạn sử dụng của các khí hiệu chuẩn do cơ sở chế tạo quy định phải được ghi lại.

8.2.2. Khí tinh khiết

Độ tinh khiết yêu cầu của các khí được xác định bởi các giới hạn nhiễm bẩn được cho dưới đây. Các khí sau phải sẵn có khi hiệu chuẩn.

- Nitơ tinh khiết: (độ nhiễm bẩn ≤ 1 ppm C, ≤ 1 ppm CO, ≤ 400 ppm CO₂, ≤ 0,1 ppm NO);

- Oxy tinh khiết: (độ tinh khiết > 99,5 % thể tích O₂);

- Hỗn hợp Hyđro - heli: (40 % ± 2 % hyđro, heli cân bằng) (độ nhiễm bẩn ≤ 1 ppm C, ≤ 400 ppm CO);

- Không khí tổng hợp tinh khiết: (độ nhiễm bẩn ≤ 1 ppm C, ≤ 1 ppm CO, ≤ 400 ppm CO₂, ≤ 1 ppm NO) (hàm lượng oxy 18 % - 21 % thể tích).

8.2.3. Khí hiệu chuẩn và khí span

Các hỗn hợp của các khí có thành phần hóa học sau đây phải sẵn có:

- C₃H₈ và không khí tổng hợp tinh khiết (xem 8.2.2);

- CO và nitơ tinh khiết;

- NO_x và nitơ tinh khiết (lượng NO₂ chứa trong khí hiệu chuẩn này không được vượt quá 5 % hàm lượng NO);

- O₂ và nitơ tinh khiết;

- CO₂ và nitơ tinh khiết;

- CH₄ và không khí tổng hợp tinh khiết;

- C₂H₆ và không khí tổng hợp tinh khiết;

CHÚ THÍCH: Cho phép có các sự liên hợp khác với khí chuẩn với điều kiện là các khí không phản ứng lẫn nhau.

Nồng độ thực của khí hiệu chuẩn và khí span phải ở trong phạm vi ± 2 % giá trị danh nghĩa. Tất cả các nồng độ của khí hiệu chuẩn phải được cho trên cơ sở thể tích (phần trăm thể tích hoặc ppm thể tích).

8.2.4. Sử dụng bộ chia khí

Các khí dùng cho hiệu chuẩn và khí hiệu chuẩn cũng có thể đạt được bằng một bộ phận chia khí, pha loãng với nitơ tinh khiết hoặc với không khí tổng hợp tinh khiết. Độ chính xác của thiết bị trộn phải sao cho nồng độ của các khí hiệu chuẩn pha loãng có thể được xác định tới phạm vi ± 2 %. Độ chính xác này cho thấy rằng các khí nguyên thủy được dùng để pha trộn phải có độ chính xác ít nhất là ± 1 % theo tiêu chuẩn khí quốc gia hoặc quốc tế. Sự kiểm tra phải được thực hiện giữa 15 % và 50 % của giá trị toàn giải đo đối với mỗi lần hiệu chuẩn liên quan đến thiết bị trộn.

Ngoài ra, thiết bị trộn có thể được kiểm tra với một thiết bị tuyến tính, ví dụ sử dụng khí NO và máy phân tích CLD. Giá trị chuẩn của thiết bị sẽ được điều chỉnh với khí hiệu chuẩn dẫn trực tiếp tới thiết bị. Thiết bị trộn phải kiểm tra tại các giá trị đặt và giá trị định mức phải được so sánh với nồng độ đo của thiết bị. Sự khác nhau này ở mỗi điểm phải nằm trong giới hạn ± 1 % của giá trị định mức. Nhưng việc kiểm tra tính uyến tính của bộ chia khí không được thực hiện cùng với các máy phân tích trước đó đã tuyến tính hóa với bộ phân chia khí.

8.2.5. Các khí kiểm tra sự nhiễu ôxy

Các khí kiểm tra nhiễu ôxy phải bao gồm propan với 350 ppmC ± 75 ppmC hyđrocacbon. Giá trị nồng độ phải được xác định để hiệu chuẩn dung sai khí bằng phân tích sắc ký của hyđrocacbon tổng và các tạp chất hoặc bằng cách trộn động học. Nitơ phải là chất pha loãng chính với ôxy cân bằng. Các hỗn hợp pha trộn cần thiết khi thử nghiệm động cơ sử dụng nhiên liệu xăng và diêzen được liệt kê trong Bảng 5.

Bảng 5 - Các khí kiểm tra sự nhiễu ôxy

Lĩnh vực áp dụng	Nồng độ O2	Cân bằng
Diêzen	21 (20 ÷ 22)	Nitơ
Diêzen và xăng	10 (9 ÷ 11)	Nitơ
Diêzen và xăng	5 (4 ÷ 6)	Nitơ
Xăng	0 (0 ÷ 1)	Nitơ

8.3. Quy trình vận hành đối với các máy phân tích và hệ thống lấy mẫu

Quy trình vận hành đối với các máy phân tích phải theo hướng dẫn khởi động và vận hành của cơ sở chế tạo thiết bị đo. Quy trình vận hành phải bao gồm các yêu cầu tối thiểu được cho trong 8.4 đến 8.9. Đối với các thiết bị đo trong phòng thử nghiệm như GC và HPLC, chỉ áp dụng 8.5.4.

8.4. Thử rò rỉ

Phải thực hiện phép thử rò rỉ của hệ thống. Tháo đầu dò lấy mẫu khỏi hệ thống xả và bít đầu cuối lại. Bơm của máy phân tích phải được bật. Sau một thời gian ổn định ban đầu, tất cả các lưu lượng kế cần phải chỉ vị trí không (zero). Nếu không, thì kiểm tra các đường lấy mẫu và sửa chữa sai sót.

Mức rò rỉ lớn nhất cho phép ở phía chân không phải là 0,5 % lưu lượng sử dụng đối với phần hệ thống được kiểm tra. Các lưu lượng của máy phân tích và của đường dẫn vòng (bypass) có thể được dùng để đánh giá các lưu lượng sử dụng.

Phương pháp khác là sự thay đổi bậc nồng độ tại đoạn đầu của đường lấy mẫu bằng cách chuyển từ khí zero sang khí span. Nếu sau một khoảng thời gian đáng kể, số đọc chỉ một nồng độ thấp hơn so với nồng độ được đưa ra thì phải hiệu chuẩn hoặc kiểm tra rò rỉ tại các điểm này.

8.5. Quy trình hiệu chuẩn

8.5.1. Lắp ráp thiết bị đo

Phải hiệu chuẩn thiết bị đo được lắp ráp và kiểm tra các đường cong hiệu chuẩn bằng các khí chuẩn. Phải sử dụng cùng các lưu lượng khí như khi lấy mẫu khí thải.

8.5.2. Thời gian làm nóng (Thời gian sấy)

Thời gian làm nóng (máy phân tích) phải theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Nếu không có quy định, thời gian tối thiểu nên dùng để làm nóng các máy phân tích phải là 2 h.

8.5.3. Máy phân tích NDIR và HFID

Bật máy phân tích khi cần và tối ưu hóa ngọn lửa cháy của máy phân tích HFID (8.8.1).

8.5.4. GC và HPLC

Hiệu chuẩn cả hai thiết bị theo quy trình kỹ thuật của phòng thử nghiệm và theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

8.5.5. Thiết lập đường cong hiệu chuẩn

a) Mỗi phạm vi làm việc thông thường đều phải hiệu chuẩn.

b) Sử dụng khí tổng hợp tinh khiết (hoặc khí nitơ), các máy phân tích CO, CO₂, NO_x và HC phải được đưa về không (zero).

c) Các khí hiệu chuẩn quy định phải được đưa vào máy phân tích, ghi lại giá trị và thiết lập đường cong hiệu chuẩn.

d) Đường cong hiệu chuẩn được xây dựng từ ít nhất là sáu điểm hiệu chuẩn (không kể điểm zero) rải đều trên thang đo. Nồng độ cao nhất phải bằng hoặc cao hơn 90 % giá trị toàn thang đo.

e) Đường cong hiệu chuẩn phải được tính toán theo phương pháp bình phương tối thiểu. Có thể sử dụng phương trình đường gần đúng tuyến tính hoặc không tuyến tính.

f) Các điểm hiệu chuẩn không được khác biệt so với đường gần đúng bình phương tối thiểu quá ± 2 % của giá trị đọc hoặc ± 0,3 % của giá trị toàn thang đo. Chọn giá trị lớn hơn.

g) Việc chỉnh đặt điểm không (zero) phải được kiểm tra lại và quy trình hiệu chuẩn phải lặp lại nếu cần.

8.5.6. Các phương pháp hiệu chuẩn khác

Nếu các công nghệ khác (máy vi tính, công tắc chuyển thang đo được điều khiển bằng điện tử…) có thể đo độ chính xác tương đương thì có thể sử dụng các công nghệ thay đổi này.

8.5.7. Kiểm tra lại sự hiệu chuẩn

Mỗi ngưỡng hoạt động thường dùng phải được kiểm tra trước mỗi lần phân tích theo quy trình sau:

Kiểm tra sự hiệu chuẩn bằng một khí zero và một khí span có giá trị danh nghĩa lớn hơn 80 % giá trị toàn thang đo của phạm vi đo.

Nếu đối với hai điểm được xem xét, các giá trị xác định được không khác biệt quá ± 4 % giá trị thang đo so với giá trị chuẩn được công bố thì có thể điều chỉnh các thông số điều chỉnh. Nếu không xảy ra trường hợp trên thì khí span phải được kiểm định hoặc phải xác lập một đường hiệu chuẩn mới phải được thiết lập theo 8.5.5.

8.6. Hiệu chuẩn bộ phân tích khí đánh dấu nhằm đo lưu lượng khí xả

Máy phân tích dùng để đo nồng độ khí đánh dấu phải được hiệu chuẩn khi dùng khí chuẩn.

Đường hiệu chuẩn phải được thiết lập bởi ít nhất 6 điểm hiệu chuẩn (không kể điểm zero) rải đều thang đo. Nồng độ danh nghĩa cao nhất phải bằng hoặc cao hơn 90 % giá trị toàn thang đo. Đường cong hiệu chuẩn phải được tính toán theo phương pháp bình phương tối thiểu.

Các điểm hiệu chuẩn không được khác biệt so với đường gần đúng bình phương tối thiểu quá ± 2 % của giá trị đọc hoặc ± 0,3 % của giá trị toàn thang đo. Chọn giá trị lớn hơn.

Máy phân tích phải được đặt điểm zero và span trước khi thử nghiệm bằng cách sử dụng khí zero và span có giá trị danh định lớn hơn 80 % giá trị toàn dải đo của máy phân tích.

8.7. Thử hiệu suất của bộ chuyển đổi NO_x

8.7.1. Giới thiệu

Hiệu suất của bộ chuyển đổi dùng để chuyển đổi NO₂ thành NO được thử như đã cho trong 8.7.2 đến 8.7.9 (xem Hình 1).

8.7.2. Thiết lập sơ đồ thử

Khi dùng sơ đồ thử được giới thiệu trên Hình 1 (cũng có thể xem 7.5.3.7) và quy trình dưới đây, hiệu suất của các bộ chuyển đổi có thể được thử bằng một thiết bị phát ozon.

1 Van điện từ

2 Variac

3 Thiết bị phát ozon

a Dòng xoay chiều

b Tới máy phân tích

Hình 1 - Sơ đồ của thiết bị thử hiệu suất của bộ chuyển đổi NO₂

8.7.3. Hiệu chuẩn

CLD và HCLD phải được hiệu chuẩn trong phạm vi hoạt động chung nhất theo đặc tính kỹ thuật của cơ sở chế tạo khi dùng khí Zero và khí span (hàm lượng khí NO của khí span có thể lên tới 80 % phạm vi hoạt động và nồng độ NO₂ của hỗn hợp khí lên tới nhỏ hơn 5 % nồng độ NO). Máy phân tích NOx phải được đặt ở chế độ NO sao cho khí span không đi qua bộ chuyển đổi. Phải ghi lại nồng độ được chỉ thị.

8.7.4. Tính toán

Hiệu suất của bộ chuyển đổi NO_x được tính toán như sau:

(13)

trong đó

a là nồng độ NO_x theo 8.7.7;

b là nồng độ NO­_x theo 8.7.8;

c là nồng độ NO theo 8.7.5;

d là nồng độ NO theo 8.7.6.

8.7.5. Bổ sung oxy

Thông qua khớp nối ống chữ T, ôxy hoặc không khí zero được bổ sung liên tục vào dòng khí tới khi nồng độ được chỉ thị nhỏ hơn 20 % so với nồng độ hiệu chuẩn được chỉ thị cho trong 8.7.3 (máy phân tích được đặt ở chế độ NO)

Nồng độ được chỉ thị (c) phải được ghi lại. Máy phát ozon không hoạt động trong suốt quá trình bổ sung oxy.

8.7.6. Kích hoạt máy phát ozon

Máy phát ozon được hoạt động để sinh ra đủ ozon đưa nồng độ NO xuống khoảng 20 % (nhỏ nhất là 10 %) nồng độ hiệu chuẩn cho trong 8.7.3. Nồng độ chỉ thị (d) phải được ghi lại (máy phân tích phải được đặt ở chế độ NO).

8.7.7. Chế độ NO_x

Máy phân tích NO được chuyển mạch sang chế độ NO_x sao cho hỗn hợp khí (gồm NO, NO₂, O₂ và N₂) đi qua bộ chuyển đổi. Nồng độ chỉ thị (a) phải được ghi lại (máy phân tích được đặt ở chế độ NO_x).

8.7.8. Ngừng kích hoạt máy phát ozon

Máy phát ozon được ngừng hoạt động. Hỗn hợp khí được mô tả trong 8.7.7 đi qua bộ chuyển đổi vào máy báo nồng độ. Nồng độ chỉ thị (b) phải được ghi lại (Máy phân tích được đặt ở chế độ NO_x).

8.7.9. Chế độ NO

Chuyển mạch sang chế độ NO với máy phát ozon đã ngừng hoạt động, dòng oxy hoặc không khí tổng hợp được ngắt. Số đọc NO_x của máy phân tích không được sai lệch quá ± 5 % so với giá trị đo được theo 8.7.3 (Máy phân tích được đặt ở chế độ NO).

8.7.10. Khoảng thời gian thử

Hiệu suất của bộ chuyển đổi phải được thử trước mỗi lần hiệu chuẩn máy phân tích NO_x.

8.7.11. Yêu cầu về hiệu suất

Hiệu suất của bộ chuyển đổi không được nhỏ hơn 90 % nhưng nên dùng loại đạt hiệu suất cao hơn 95 %.

Nếu trong phạm vi đo thông dụng nhất của máy phân tích, bộ chuyển đổi NO_x không thể giảm từ 80 % đến 20 % theo 8.7.3 thì phải dùng phạm vi đo cao nhất để tạo ra độ giảm này.

8.8. Điều chỉnh FID

8.8.1. Tối ưu hóa độ nhạy của máy đo

FID phải được chiều chỉnh theo quy định của nhà sản xuất thiết bị đo. Phải sử dụng một khí span là propan trong không khí để tối ưu hóa độ nhạy trong dải hoạt động chung nhất.

Với lưu lượng nhiên liệu và không khí được chỉnh đặt theo hướng dẫn của nhà sản xuất, phải đưa khí span 350 ± 75 ppmC vào máy phân tích. Độ nhạy tại một lưu lượng nhiên liệu đã cho phải được xác định từ sự chênh lệch giữa độ nhạy khí hiệu chỉnh và độ nhạy khí zero. Lưu lượng nhiên liệu phải được điều chỉnh gia tăng lớn hơn và thấp hơn thông số kỹ thuật của nhà sản xuất quy định. Độ nhạy của khí span và khí zero ở ở các lưu lượng nhiên liệu này phải được ghi lại. Sự khác nhau giữa độ nhạy khí span và độ nhạy khí zero phải được vẽ thành đồ thị và lưu lượng nhiên liệu được điều chỉnh về phía giàu lên của đường cong. Đây là sự chỉnh đặt lưu lượng ban đầu và có thể cần phải tiếp tục tối ưu hóa tùy thuộc vào kết quả của các hệ số nhạy hydrôcacbon và kiểm tra sự can thiệp ôxy theo 8.8.2 và 8.8.3.

Nếu sự can thiệp của oxy hoặc các hệ số độ nhạy hydrocacbon không đáp ứng yêu cầu sau thì lưu lượng kkhông khí phải được điều chỉnh gia tăng lớn hơn và thấp hơn các thông số kỹ thuật do nhà sản xuất quy định theo 8.8.2 và 8.8.3 cho mỗi lưu lượng.

Việc tối ưu có thể tiến hành từng phần từng phần lựa chọn theo quy trình thể hiện trong báo cáo kỹ thuật của SAE 770141 (xem phần Thư mục tài liệu tham khảo).

8.8.2. Hệ số độ nhạy hyđrocacbon

Máy phân tích phải được hiệu chuẩn bằng cách dùng propan trong không khí và không khí tổng hợp tinh khiết theo 8.5

Hệ số độ nhạy phải được xác định khi cho máy phân tích hoạt động và sau các khoảng thời gian hoạt động. Hệ số độ nhạy (r_h) đối với các loại hyđrocacbon cụ thể là tỷ số của số đọc C1 của FID và nồng độ khí trong xilanh được biểu thị bằng ppmC1.

Nồng độ của khí thử phải ở mức đủ để đạt một đáp ứng xấp xỉ 80 % giá trị toàn thang đo. Nồng độ phải có độ chính xác ± 2 % so với một chuẩn phân tích trọng lượng được biểu thị theo thể tích. Ngoài ra xi lanh khí phải được chuẩn bị trước trong 24 h ở nhiệt độ 298 K ± 5 K (25 ^oC ± 5 ^oC).

Các khí được dùng và các phạm vi hệ số độ nhạy tương đối như sau:

- Mê tan và không khí tổng hợp tinh khiết 1,00 ≤ r_h ≤ 1,15.

- Propylen và không khí tổng hợp tinh khiết 0,90 ≤ r_h ≤ 1,1.

- Toluen và không khí tổng hợp tinh kiết 0,90 ≤ r_h ≤ 1,1.

Các giá trị này là tương đối so với r_h = 1 đối với propan và không khí tổng hợp tinh khiết.

8.8.3. Kiểm tra sự nhiễu ôxy

Kiểm tra sự nhiễu ôxy phải được thực hiện khi đưa một máy phân tích vào hoạt động và sau các chu kỳ bảo dưỡng chính.

Phải chọn một phạm vi đo đảm bảo các khí kiểm tra nhiễu ôxy sẽ giảm nồng độ xuống cao nhất là 50 %. Thử nghiệm phải được thực hiện với nhiệt độ lò được chỉnh đặt theo yêu cầu. Các khí can thiệp ôxy được quy định trong 8.2.5.

a) Đưa máy phân tích về chuẩn không.

b) Máy phân tích phải được chuẩn bằng khí span với hỗn hợp 0 % ôxy đối với các động cơ dùng nhiên liệu xăng. Các thiết bị dùng cho động cơ diesel phải được chuẩn bằng khí span với hỗn hợp 21 % ôxy.

c) Độ nhạy "không" (zero) phải được kiểm tra lại. Nếu thay đổi quá 0,5 % giá trị toàn thang đo thì phải lặp lại các bước a) và b).

d) Phải dẫn khí kiểm tra sự can thiệp ôxy 5 % và 10 % vào máy phân tích.

e) Phải kiểm tra lại độ nhạy zero. Nếu nó bị thay đổi trên ± 1% của giá trị toàn thang đo, thử nghiệm phải được lặp lại.

f) Sự can thiệp ôxy (% O₂int) phải được tính toán cho mỗi hỗn hợp theo bước d) như sau:

(% O2int) =	(B - độ nhạy máy phân tích)	x 100	(14)
	B

trong đó

độ nhạy máy phân tích là:	A	x % FS ở B
	(% FS ở A)

trong đó

A nồng độ hyđrocacbon theo phần triệu C (micrô lít/ lít) của khí span dùng trong bước b)

B nồng độ hyđrocacbon (ppmC) của các khí kiểm tra sự nhiễu ôxy sử dụng trong bước d).

(15)

trong đó

D là tỷ lệ phần trăm của độ nhạy của máy phân tích trên toàn thang đo do A.

g) Phần trăm nhiễu ôxy (% O₂ int) phải nhỏ hơn ± 3,0 % đối với tất cả các khí kiểm tra sự can thiệp ôxy yêu cầu trước khi thử nghiệm.

h) Nếu sự nhiễu ôxy vượt quá ± 3,0 % thì lưu lượng không khí trên và dưới thông số kỹ thuật của nhà sản xuất phải được điều chỉnh gia tăng khi lặp lại 8.8.1 cho mỗi lưu lượng.

l) Nếu sự nhiễu ôxy vượt quá ± 3,0 % sau khi điều chỉnh lưu lượng không khí thì lưu lượng nhiên liệu và sau đó lưu lượng lấy mẫu phải thay đổi khi lặp lại 8.8.1 cho mỗi lần chỉnh đặt mới.

j) Nếu sự nhiễu ôxy vẫn vượt quá ± 3,0 %, máy phân tích, nhiên liệu FID hoặc khí cháy phải được sửa chữa hoặc thay thế trước khi thử nghiệm. Các bước a) đến i) phải được lặp lại cùng với sự sửa chữa hoặc thay đổi thiết bị hay khí.

8.8.4. Hiệu suất bộ cắt hyđrocacbon không có metan (NMC)

8.8.4.1. Yêu cầu chung

NMC được dùng để loại bỏ các hyđrocacbon không có metan từ khí mẫu bằng cách ôxy hóa tất cả hyđrocacbon ngoại trừ metan. Một cách lý tưởng, sự chuyển đổi metan là 0 % còn đối với các hyđrocacbon khác như etan là 100 %. Đối với phép đo chính xác của NMHC, phải được xác định hai hiệu suất và sử dụng các hiệu suất này cho tính toán lưu lượng khối lượng của NMHC (xem 14.4).

8.8.4.2. Hiệu suất metan

Khí hiệu chuẩn metan phải được đưa qua FID, đi qua hoặc không đi qua đường dẫn vòng của NMC và ghi lại hai nồng độ. Hiệu suất được xác định như sau:

EM = 1 -	Cw bộ cắt		(16)
	Cw/o bộ cắt

trong đó

Cwbộ cắt	nồng độ HC khi CH4 đi qua NMC,
Cw/obộ cắt	nồng độ HC khi CH4 đi qua đường dẫn vòng của NMC.

8.8.4.3. Hiệu suất etan

Khí hiệu chuẩn etan phải được đưa qua FID, đi qua hoặc không đi qua đường dẫn vòng của NMC và ghi lại hai nồng độ. Hiệu suất được xác định như sau:

EM = 1 -	Cw bộ cắt		(17)
	Cw/o bộ cắt

trong đó

Cwbộ cắt	nồng độ HC khi C2H6 đi qua NMC,
Cw/obộ cắt	nồng độ HC khi C2H6 đi qua đường dẫn vòng của NMC.

8.8.5. Hệ số độ nhạy metanol

Khi dùng máy phân tích FID để phân tích các hydrocacbon chứa metanol thì phải thiết lập hệ số độ nhạy metanol (r_m) của máy phân tích.

Dùng một bơm tiêm microlit phun một thể tích metanol cho trước (a, theo mililít) vào vùng trộn được nung nóng [395 K (122 ^oC)] của một vòi phun có vách ngăn. Metanol được bốc hơi và chạy vào một túi Tedlar chứa một thể tích đã biết của không khí cấp zero (b, theo m³). Thể tích không khí phải sao cho nồng độ metanol trong túi đại diện cho dải nồng độ được xác định trong mẫu thử khí thải.

Dùng FID để phân tích mẫu túi và hệ số độ nhạy được tính toán như sau:

rm = xFID/cSAM

(18)

trong đó

x_FID là hệ số đọc theo FID theo ppmC (micro lít/ lít C);

c_SAM là nồng độ metanol trong túi lấy mẫu theo ppmC, như được tính toán từ a và b; c_SAM = 594 x a/b.

8.9. Hiệu ứng nhiễu đối với các máy phân tích CO, CO₂, NO_x, O₂, NH₃ và N₂O

8.9.1. Yêu cầu chung

Khác với khí được phân tích, các khí có mặt trong khí thải có thể gây nhiễu cho số đọc theo một số cách. Nhiễu dương xuất hiện trong các dụng cụ NDIR và PMD nơi khí gây nhiễu mang đến ảnh hưởng tương tự như khí được đo nhưng ở mức độ nhỏ hơn. Nhiễu âm xuất hiện trong các dụng cụ NDIR do khí gây nhiễu mở rộng dải hấp thụ của khí được đo, và trong các dụng cụ CLD do khí gây nhiễu dập tắt sự bức xạ. Phải thực hiện các kiểm tra nhiễu trong 8.9.2 và 8.9.3 trước khi bắt đầu sử dụng máy phân tích và sau các khoảng thời gian hoạt động dài, nhưng ít nhất là một lần trên năm.

8.9.2. Kiểm tra nhiễu của máy phân tích CO

Nước và CO₂ có thể gây nhiễu đối với hoạt động của máy phân tích CO. Do đó, một khí span CO₂ có nồng độ 80 % đến 100 % giá trị toàn thang đo của phạm vi đo lớn nhất được dùng trong thử nghiệm phải được nổi bọt qua nước ở nhiệt độ trong phòng và độ nhạy của máy phân tích được ghi lại. Độ nhạy của máy phân tích không được lớn hơn 1 % của giá trị toàn thang đo đối với các phạm vi đo bằng hoặc lớn hơn 300 ppm hoặc lớn hơn 3 ppm đối với các phạm vi đo nhỏ hơn 300 ppm.

8.9.3. Kiểm tra sự dập tắt các khí trong máy phân tích NO_x

Hai khí dùng cho các máy phân tích CLD (và HCLD) là CO₂ và hơi nước. Độ nhạy dập tắt cho các khí này tỷ lệ với nồng độ của chúng và do đó cần đến các kỹ thuật kiểm tra để xác định sự dập tắt ở các nồng độ cao nhất theo kinh nghiệm trong quá trình kiểm tra.

8.9.3.1. Kiểm tra sự dập tắt CO₂

Đưa khí span CO₂ có nồng độ 80 % đến 100 % của giá trị toàn thang đo của phạm vi đo lớn nhất qua máy phân tích NDIR và ghi lại giá trị CO₂ là A. Sau đó phải pha loãng khí này xấp xỉ 50 % với khí span NO và cho đi qua NDIR và (H) CLD, với các giá trị CO₂ và NO được ghi tương ứng là B và C. Ngắt khí span CO₂ và chỉ cho khí NO đi qua (H) CLD và giá trị NO ghi được là D.

Sự dập tắt phải được tính toán như sau:

(19)

trong đó

A nồng độ CO₂ không pha loãng được đo với NDIR, [%];

B nồng độ CO₂ pha loãng được đo với NDIR, [%];

C nồng độ NO pha loãng được đo với (H) CLD, [ppm];

D nồng độ NO không pha loãng được đo với (H) CLD, [ppm].

Có thể dùng các phương pháp pha loãng và xác định lượng các giá trị khí span CO₂ và CO như trộn/ phối liệu động lực.

8.9.3.2. Kiểm tra sự dập tắt bằng nước

Phép kiểm tra này chỉ áp dụng cho đo nồng độ của khí ẩm. Tính toán sự dập tắt bằng nước phải xem xét sự pha loãng khí hiệu chuẩn NO với hơi nước và xác định tỷ lệ của nồng độ hơi nước của hỗn hợp tới mức yêu cầu trong quá trình kiểm tra.

Một khí hiệu chuẩn NO có nồng độ 80 % đến 100 % của giá trị toàn dải đo của dải hoạt động thông thường phải được đưa tới (H) CLD và ghi lại giá trị NO là D. Sau đó làm nổi bọt khí span NO trong nước ở nhiệt độ 298 ± 5 K (25 ± 5 ^oC), đưa qua (H) CLD và ghi giá trị NO là C. Nhiệt độ nước phải được xác định và ghi lại. Áp suất hơi bão hòa của hỗn hợp tương ứng với nhiệt độ bọt nước (F) phải được xác định và ghi lại là G. Nồng độ hơi nước (H, theo %) của hỗn hợp phải được tính theo công thức sau:

H = 100 x (G/pb)

(20)

Nồng độ khí span NO được pha loãng (trong hơi nước) mong muốn (D_e) được tính như sau:

De = D x (1 - H/100)

(21)

Đối với khí thải điêzen, nồng độ nước lớn nhất trong khí thải (theo %) trong thử nghiệm phải được đánh giá với sự thừa nhận tỷ số nguyên tử nhiên liệu H : C là 1,8 : 1, từ nồng độ khí span CO₂ cực đại A trong dòng khí thải:

Hm = 0,9 x A

(22)

Ghi lại H, D_e và H_m.

Sự dập tắt bằng nước phải được tính toán như sau:

EH2O = 100 x [(De - C)/De] x (Hm/H)

(23)

trong đó

D_e nồng độ mong muốn của NO pha loãng, [ppm];

C nồng độ của NO pha loãng, [ppm];

H_m nồng độ hơi nước lớn nhất, [%];

H nồng độ thực của hơi nước, [%].

CHÚ THÍCH: Điều quan trọng là đối với kiểm tra này khí span NO chứa nồng độ NO₂ nhỏ nhất, vì sự hấp thụ NO₂ trong nước không được tính đến trong tính toán sự dập tắt.

8.9.3.3. Sự dập tắt cực đại cho phép

Sự dập tắt cực đại cho phép phải tuân theo các bước sau:

- Đối với tất cả các máy phân tích CLD khô, phải được chứng minh rằng đối với nồng độ hơi nước cao nhất (ví dụ, "% H₂Oexp" như được tính toán trong phần tiếp theo), kỹ thuật tách nước đảm bảo độ ẩm của CLD thấp hơn hoặc bằng 5 g nước trên 1 kg không khí khô (hoặc khoảng 0,008 % H₂O), tức là 100 % RH ở 3,9 ^oC và 101,3 kPa. Đặc tính độ ẩm này cũng tương đương với 25 % RH ở 25 ^oC và 101,3 kPa. Điều này có thể được chứng minh bằng cách đo nhiệt độ tại đầu ra của thiết bị hút ẩm nhiệt, hoặc bằng cách đo độ ẩm tại điểm ngay trước dòng vào CLD. Độ ẩm của khí thải CLD cũng có thể được đo khi dòng vào CLD chính là dòng của thiết bị hút ẩm.

- Đối với đo dập tắt bằng CO₂ không pha loãng theo 8.9.3.1: 2 % giá trị toàn thang đo.

- Dập tắt bằng nước theo 8.9.3.2: 3 % giá trị toàn thang đo.

- Đối với phép đo có pha loãng: 2 % tổng cộng của dập tắt bằng nước và bằng CO₂.

8.9.4. Sự nhiễu máy phân tích O₂

Độ nhạy của máy phân tích PMD do các khí khác với oxy gây ra là tương đối nhẹ. Các đương lượng oxy của các thành phần khí thải chung được nêu trong Bảng 6.

Bảng 6 - Các đương lượng oxy

Khí	Đương lượng oxy %
Cacbon dioxit, (CO2)	- 0,623
Cacbon monoxit, (CO)	- 0,354
Nitơ oxit, (NO)	+ 44,4
Nitơ dioxit, (NO2)	+ 28,7
Nước, (H2O)	- 0,381

Nồng độ oxy quan sát được phải được hiệu chỉnh bằng công thức sau nếu thực hiện các phép đo chính xác cao.

Nhiễu =	(lượng oxy tương đương % O2 x Nồng độ oxy quan sát được)	(24)
	100

Đối với các máy phân tích ZRDO và ECS, nhiễu của máy đo các khí khác oxy gây ra phải được bù theo hướng dẫn của nhà cung cấp máy và quy trình kỹ thuật tin cậy.

8.9.5. Hiệu chỉnh sự kiểm tra nhiễu chéo cho các kênh đo NH₃ và N₂O khi sử dụng kỹ thuật đo IR (hồng ngoại) và UV (tử ngoại)

8.9.5.1. Quy trình thiết lập sự hiệu chỉnh nhiễu chéo cho các máy phân tích NH₃ (phương pháp NDUVR)

Tồn tại nhiễu chéo đối với nitơ oxit (NO) và nitơ dioxit (NO₂). Cả hai thành phần phải được đo bằng thiết bị đo và phải áp dụng sự bù trừ đối với giá trị đọc của máy phân tích, nếu nhiễu chéo vượt quá 2 % giá trị toàn thang đo.

8.9.5.2. Kiểm tra nhiễu chéo

Các khí hiệu chuẩn NO và NO₂ được cấp vào máy phân tích khi việc bù nhiễu chéo được kích hoạt. Đối với mỗi thành phần phải sử dụng, ít nhất là 5 nồng độ khí hiệu chuẩn khác nhau được phân đều trong dải từ zero đến nồng độ cực đại của khí gây nhiễu để kiểm tra sự bù trừ. Độ lệch cực đại của giá trị đọc NH₃ so với giá trị đọc zero phải bé hơn ± 2 % của giá trị toàn dải của dải đo thông dụng. Nếu độ lệch lớn hơn, phải xác lập một đường hiệu chuẩn mới đối với thành phần nhiễu tương ứng và áp dụng cho các giá trị đọc của máy phân tích. Có thể sử dụng các khí đơn cũng như hỗn hợp có chứa 2 hoặc nhiều khí gây nhiễu.

8.9.5.3. Quy trình thiết lập đường hiệu chuẩn nhiễu chéo

8.9.5.3.1. Nhiễu chéo NO

Các khí hiệu chuẩn có ít nhất năm nồng độ NO khác nhau được dàn đều trong dải đo được sử dụng của máy phân tích NO được dẫn vào máy phân tích NH₃.

Giá trị danh định của nồng độ NO đưa vào và nồng độ NH₃ phải được ghi lại. Sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu để thiết lập một hàm tương ứng (ví dụ hàm đa thức), tính toán một đường hiệu chỉnh nhằm bù cho nhiễu chéo NO. Số điểm trên đường hiệu chỉnh này phải cao hơn ít nhất là hai điểm so với số thông số của hàm đa thức (ví dụ, đường đa thức bậc 4 cần ít nhất bảy điểm). Giá trị hiệu chỉnh NH_{3_được bù trừ} = NH_{3_không được bù trừ} - f(NO) cần nằm trong khoảng ± 1 % giá trị toàn thang đo của giá trị đọc khi máy phân tích đọc zero.

8.9.5.3.2. Nhiễu chéo NO₂

Quy trình đánh giá nhiễu chéo NO₂ cũng tương đương với quy trình cho khí span NO₂. Kết quả là đường hiệu chỉnh f(NO₂).

Khí hiệu chuẩn dùng để thiết lập các đường cong bù trừ nhiễu chéo phải là hỗn hợp khí đơn. Không cho phép sử dụng hỗn hợp khí có hai hoặc nhiều khí gây nhiễu khi thiết lập các đường cong bù trừ nhiễu chéo.

Tính toán bù trừ cần được thực hiện bằng hệ thống đo:

NH_{3_được bù trừ} = NH_{3_không được bù trừ} - f(N=) - f(NO₂)

Sau khi thiết lập xong đường bù trừ, việc bù trừ nhiễu chéo phải được kiểm tra theo quy trình đưa ra trong 8.9.5.2.

8.9.5.4. Quy trình thiết lập sự hiệu chỉnh nhiễu chéo cho máy phân tích N₂O (phương pháp NDIR)

Tồn tại các nhiễu chéo đối với CO_­2, CO và NO và các nhiễu nhỏ đối với một số hyđrocacbon.

8.9.5.5. Kiểm tra các nhiễu chéo

Các khí hiệu chuẩn đối với CO, CO₂, NO và C₃H₈ được đưa vào bộ phân tích khi bù trừ nhiễu chéo được kích hoạt. Đối với mỗi thành phần phải sử dụng, ít nhất là 5 nồng độ khí hiệu chuẩn khác nhau được phân đều trong dải từ zero đến nồng độ cực đại của khí gây nhiễu để kiểm tra sự bù trừ. Độ lệch cực đại của giá trị đọc NO₂ so với giá trị đọc zero phải bé hơn ± 2 % của giá trị toàn thang đo của dải đo thông dụng. Nếu độ lệch lớn hơn phải thiết lập một đường hiệu chuẩn mới đối với thành phần nhiễu tương ứng và áp dụng cho các giá trị đọc của máy phân tích. Có thể sử dụng các khí đơn cũng như hỗn hợp có chứa 2 hoặc nhiều khí gây nhiễu.

8.9.5.6. Quy trình thiết lập các đường hiệu chỉnh nhiễu chéo

8.9.5.6.1. Nhiễu chéo CO

Các khí hiệu chuẩn có ít nhất 5 nồng độ CO khác nhau được dàn đều trong phạm vi đo được sử dụng của máy phân tích CO được dẫn vào máy phân tích N₂O.

Giá trị danh định của nồng độ CO đưa vào và nồng độ N₂O đo được phải được ghi lại. Sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu để thiết lập một hàm tương ứng (ví dụ hàm đa thức) f(CO), tính toán một đường hiệu chuẩn nhằm bù trừ cho nhiễu chéo CO. Số điểm trên đường hiệu chỉnh này phải cao hơn ít nhất là hai điểm so với số thông số của hàm đa thức (ví dụ, đường đa thức bậc 4 cần ít nhất 7 điểm).

Giá trị hiệu chỉnh N₂O_{_được bù trừ} = N₂O_{_không được bù trừ} - f(CO) cần nằm trong khoảng ± 1 % giá trị toàn thang đo của giá trị đọc khi máy phân tích đọc zero.

8.9.5.6.2. Nhiễu chéo CO₂, NO và C₃H₈

Quy trình tương tự được dùng để đánh giá nhiễu chéo đối với CO₂, NO và C₃H₈. Kết quả lần lượt là các đường hiệu chỉnh f(CO₂), f(NO) và f(C₃H₈).

Khí hiệu chuẩn dùng để thiết lập các đường cong bù trừ nhiễu chéo phải là hỗn hợp khí đơn. Không cho phép sử dụng hỗn hợp khí có hai hoặc nhiều khí gây nhiễu khi thiết lập các đường cong bù trừ nhiễu chéo.

Tính toán bù trừ cần được thực hiện bằng hệ thống đo:

N₂O_{được bù trừ} = N₂O_{không được bù trừ} - f(CO₂) = - f(CO) - f(NO) - f(C₃H₈)

Sau khi thiết lập xong đường bù trừ, phải kiểm tra việc bù trừ nhiễu chéo theo quy trình đưa ra trong 8.9.5.5.

8.10. Khoảng thời gian hiệu chuẩn

Các máy phân tích phải được hiệu chuẩn theo 8.5 tối thiểu là ba tháng một lần hoặc khi thực hiện sự sửa chữa hoặc thay đổi có hệ thống có thể ảnh hưởng tới sự hiệu chuẩn.

9. Hiệu chuẩn hệ thống đo hạt

9.1. Quy định chung

Mỗi thành phần của hệ thống phải được hiệu chuẩn thường xuyên để đạt được các yêu cầu về độ chính xác của tiêu chuẩn này. Phương pháp hiệu chuẩn sử dụng được mô tả dưới đây cho các thành phần được quy định trong 7.6 và Điều 17.

9.2. Quy trình hiệu chuẩn

9.2.1. Đo lưu lượng

Sự hiệu chuẩn dụng cụ đo lưu lượng khí hoặc dụng cụ đo dòng phải theo các tiêu chuẩn quốc tế hoặc/và tiêu chuẩn quốc gia.

Nếu lưu lượng khí được xác định bằng đo dòng chênh lệch thì sai số lớn nhất của độ chênh lệch phải sao cho độ chính xác của q_medf­ ­trong phạm vi ± 4 % (cũng có thể xem 17.2.1, các giải thích về máy phân tích khí thải được cho trong các Hình 10 đến Hình 18 dưới đây). Độ chính xác này có thể được tính toán bằng cách lấy căn quân phương của các sai số của mỗi dụng cụ.

9.2.2. Máy phân tích khí thải

Nếu nồng độ CO₂ hoặc NO_x được dùng để xác định tỷ số pha loãng, các máy phân tích khí thải phải được hiệu chuẩn theo 8.5.5.

9.2.3. Kiểm tra bằng dòng cacbon

Việc kiểm tra bằng dòng cacbon khi sử dụng khí thải thực tế rất được đề cao để phát hiện các vấn đề về đo và điều khiển và đảm bảo sự vận hành chính xác của hệ thống pha loãng một phần. Kiểm tra bằng dòng cacbon cần được thực hiện ít nhất một lần khi lắp một động cơ mới, hoặc thỉnh thoảng có sự thay đổi lớn trong cấu hình của phòng thử.

Động cơ phải được vận hành ở tải trọng và tốc độ cao nhất hoặc bất kỳ chế độ chạy ổn định nào tạo ra 5 % CO₂ hoặc lớn hơn. Hệ thống lấy mẫu một phần (không toàn dòng) phải được vận hành với hệ số pha loãng khoảng 15 đến 1.

Nếu thực hiện kiểm tra bằng dòng cácbon, quy trình vận hành phải tuân theo Phụ lục F. Lưu lượng dòng cacbon phải được tính toán theo các phương trình F.1, F.2 và F.3. Tất cả các lưu lượng cacbon phải đảm bảo nằm trong giới hạn 6 %.

9.3. Điều kiện không toàn dòng

Phạm vi của tốc độ khí thải và sự dao động áp suất phải được kiểm tra và điều chỉnh theo yêu cầu của 17.2.1, giải thích về đường ống xả được cho trong các Hình 10 đến 18, nếu thích hợp.

9.4. Khoảng thời gian hiệu chuẩn

Các dụng cụ đo lưu lượng phải được hiệu chuẩn tối thiểu là một năm một lần hoặc khi thực hiện sự sửa chữa hoặc thay đổi có hệ thống có thể ảnh hưởng tới sự hiệu chuẩn.

10. Hiệu chuẩn hệ thống lấy mẫu pha loãng toàn dòng kiểu thể tích không đổi CVS

10.1. Quy định chung

Hệ thống CVS phải được hiệu chuẩn bằng cách sử dụng lưu lượng kế chính xác và thiết bị cản dòng. Dòng chảy đi qua hệ thống phải được đo ở các giá trị đặt cản dòng khác nhau và các thông số điều khiển của hệ thống cũng được đo và liên hệ với dòng chảy.

Có thể sử dụng các kiểu lưu lượng kế khác nhau, ví dụ ống ventury hiệu chuẩn, lưu lượng kế dòng chảy tầng hiệu chuẩn, lưu lượng kế tuabin hiệu chuẩn.

10.2. Hiệu chuẩn bơm thể tích kiểu piston (PDP)

10.2.1. Quy định chung

Tất cả các thông số liên quan đến bơm phải được đo liên tục đồng thời với các thông số liên quan tới venturi hiệu chuẩn nối tiếp với bơm. Lưu lượng hiệu chuẩn (tính theo m³/min tại đầu vào của bơm, áp suất tuyệt đối và nhiệt độ) phải được biểu diễn trên đồ thị với hàm tương quan là giá trị của một tổ hợp các thông số của bơm. Phương trình tuyến tính thể hiện mối quan hệ giữa lưu lượng bơm và hàm tương quan phải được xác định. Nếu một hệ thống CVS có dẫn động nhiều tốc độ thì phải thực hiện sự hiệu chuẩn cho mỗi phạm vi tốc độ được sử dụng.

Độ ổn định nhiệt độ phải được duy trì trong quá trình hiệu chuẩn.

Rò rỉ trong tất cả các đầu nối và đường ống nối giữa venturi hiệu chuẩn và bơm CVS phải được duy trì dưới 0,3 % của điểm lưu lượng thấp nhất (cản dòng cao nhất và điểm tốc độ của PDP thấp nhất).

10.2.2. Phân tích dữ liệu

Lưu lượng không khí (Q_s) tại mỗi điểm đặt cản dòng (ít nhất là sáu điểm đặt) phải được tính toán theo tiêu chuẩn m³/min từ dữ liệu lưu lượng kế khi dùng phương pháp do nhà sản xuất đưa ra. Lưu lượng không khí phải được chuyển đổi về lưu lượng bơm (V_0­) tính theo m³/r ở áp suất và nhiệt độ tuyệt đối tại cửa vào của bơm như sau:

(25)

trong đó

Q_s lưu lượng không khí ở điều kiện chuẩn (101,3 kPa, 273 K), [m³/s];

T nhiệt độ tại cửa vào của bơm [K];

P_A áp suất tuyệt đối tại cửa vào [kPa];

n tốc độ quay của bơm [r/s].

Để tính đến sự tương tác của các biến thiên áp suất tại bơm và mức độ trượt của bơm, hàm tương quan (X₀) giữa tốc độ bơm, chênh lệch áp suất giữa đầu ra và đầu vào bơm và áp suất tuyệt đối đầu ra của bơm phải được tính toán như sau:

(26)

trong đó

Dp_p là sự chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra của bơm [kPa];

p_A áp suất tuyệt đối tại cửa ra của bơm [kPa].

Thực hiện phương pháp bình phương tối thiểu tuyến tính để tạo ra phương trình hiệu chuẩn như sau:

V0 = D0 - m x (X0)

(27)

D₀ và m lần lượt là hằng số và hằng số góc của các đường hồi qui.

Đối với hệ thống CVS có nhiều tốc độ, các đường hiệu chuẩn được tạo ra đối với các phạm vi lưu lượng bơm khác nhau phải gần như song song với nhau, và hằng số D₀ phải tăng khi phạm vi lưu lượng bơm giảm.

Các giá trị tính toán được từ phương trình phải nằm trong giới hạn ± 0,5 % của giá trị đo của V₀. Các giá trị m phải khác nhau đối với mỗi loại bơm. Dòng hạt vào theo thời gian sẽ dẫn tới độ trượt của bơm giảm, được phản ánh bởi các giá trị m thấp hơn. Do đó, phải thực hiện việc hiệu chuẩn khi bơm mới hoạt động sau một khoảng thời gian bảo dưỡng chính và nếu việc kiểm tra toàn hệ thống chỉ ra sự thay đổi của mức độ trượt.

(Mời xem tiếp trong file tải về)