The European Commission has developed a Real-Driving Emissions (RDE) test procedure to verify pollutant emissions during real-world vehicle operation using the Portable Emissions Measurement Systems (PEMS). This paper presents the experimental procedures required by the newly-adopted RDE test.
Vehicles are tested in controlled and relatively narrow laboratory conditions to determine their official emission values and reference fuel consumption. However, on the road, ambient and driving conditions can vary over a wide range, sometimes causing emissions to be higher than those measured in the laboratory. For this reason, the European Commission has developed a complementary Real-Driving Emissions (RDE) test procedure using the Portable Emissions Measurement Systems (PEMS) to verify gaseous pollutant and particle number emissions during a wide range of normal operating conditions on the road. This paper presents the newly-adopted RDE test procedure, differentiating six steps: 1) vehicle selection, 2) vehicle preparation, 3) trip design, 4) trip execution, 5) trip verification, and 6) calculation of emissions. Of these steps, vehicle preparation and trip execution are described in greater detail. Examples of trip verification and the calculations of emissions are given.
Los vehículos se prueban en condiciones controladas de laboratorio para determinar sus valores de emisión oficiales y el consumo de combustible (por ejemplo, Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa (CEPE) Reglamento 83) 1. Para los vehículos ligeros, el Reglamento 715/2007 2 define los límites Euro 5 y 6 de emisión, a las que los vehículos de las categorías M1, M2 (turismos), N1, N2 y (vehículos para el transporte de mercancías) deben cumplir. El cumplimiento se verifica por la prueba denominada "tipo I" que mide las emisiones de escape tras un arranque en frío durante un examen estandarizado en el laboratorio 1. A pesar de que las pruebas de laboratorio asegura la reproducibilidad y la comparabilidad de los resultados, que cubre sólo una pequeña gama de las condiciones ambientales, de manejo y de funcionamiento del motor que ocurren típicamente en la carretera. Como cuestión de hecho, los resultados oficiales de ensayo de laboratorio reflejan menos y menos el consumo de combustible real experimentado por los conductores en la carretera 3. Además, on-road emisiones de los vehículos, específicamente las emisiones de NO X de los vehículos diésel, son también superiores a la homologación valores de 4-5. Reglamento 715/2007 2 contiene disposiciones para asegurar que los límites de emisión se respetan durante el funcionamiento normal del vehículo y el uso. Varios nuevos componentes reguladores están en la tubería con el fin de reducir las discrepancias observadas, como el Procedimiento Mundial Armonizado de carga ligera (WLTP), principalmente para el CO2 y el consumo de combustible y las emisiones-conducción real (RDE) procedimiento de prueba, principalmente para contaminantes.
Es cierto que el componente más importante del nuevo conjunto de medidas reguladoras de los contaminantes convencionales es que el cumplimiento de los límites de emisión debe ser demostrado a través de la operación del vehículo en el mundo real, siguiendo el procedimiento RDE. El nuevo procedimiento complementará la medición de las emisiones en los bancos de prueba, por lo que se consigue un control exhaustivo de los contaminantes regulados tanto en el laboratorY como en la carretera. La RDE se basa en las emisiones de prueba en carretera con las emisiones de los sistemas de medición portátiles (PEMS). PEMS no son nuevos, especialmente para la inspección de vehículos de servicio pesado. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (US-EPA) ha añadido a las pruebas de certificación de laboratorio requisitos de emisiones adicionales con el concepto no deben excederse (NTE) sobre la base de pruebas de vehículos con PEMS. En Europa, PEMS basada en la conformidad en circulación (ISC) provisiones por las normas Euro VI son aplicables para motores EURO V 6,7. Medir las emisiones PEMS en el escape del motor con un rendimiento de medición (por ejemplo, linealidad, exactitud) que es comparable a la de los equipos de laboratorio de grado 8. La nueva generación de los MDI pesan 30 kg, son compactos, y puede ser fácilmente instalado en los turismos pequeños, lo que tiene un impacto menor en el vehículo.
Para hacer frente a la variabilidad en el mundo real de las condiciones de prueba, una prueba específica y favorable evaluación de datosprocedimientos deben ser implementados. Las pruebas pueden producirse en una amplia gama de condiciones de altitud, la temperatura, y la conducción. Sin embargo, los requisitos relativos a (i) la composición viaje (por ejemplo, más o menos a partes iguales de, y la conducción por autopista urbana rural) y (ii) la dinámica de conducción (por ejemplo, el rango permisible de aceleraciones) tienen por objeto garantizar que los vehículos se prueban en una feria, representante, y de forma fiable. Sin embargo, debido a una serie de factores (por ejemplo, el tráfico, conductor, y el viento), cualquier prueba en carretera sigue siendo, en cierta medida, al azar y no reproducible. Por lo tanto, el reto principal fue el desarrollo de un método de evaluación de datos que evalúa a posteriori la normalidad de las condiciones de prueba para permitir una evaluación fiable de las emisiones de los vehículos. Con este fin, dos métodos se adoptaron dentro del RDE: el movimiento promedio de ventanas (MAW) y el método de intervalos de energía. El método a MAW divide la prueba en sub-secciones (ventanas) y utiliza el dióxido de carbono media-distancia específica (CO 2 </sub>) las emisiones de cada ventana para evaluar la normalidad de las condiciones de funcionamiento. El método de intervalos de energía clasifica las emisiones instantáneas de carretera en contenedores de energía basadas en la habilitación correspondiente en las ruedas. La normalidad de la distribución de potencia resultante se establece a través de una comparación con una distribución normalizada de frecuencia de rueda de alimentación. Ambos métodos incluyen criterios para asegurar que una prueba realizada cubre el rango de conducción dinamicidad permitida por el procedimiento de prueba RDE 9-10. Los dos métodos suelen dar resultados dentro de 10%; sin embargo, las diferencias en el orden de 50% se han reportado 11,12. Una evaluación a fondo de los dos métodos de evaluación de datos sigue desaparecido. La Comisión Europea reconoce esta deficiencia en el considerando 14 del Reglamento RDE 13,14 y prevé una revisión de estos dos métodos en un futuro próximo con el fin de retenerlos o el desarrollo de un método unificado para la evaluación de los contaminantes gaseosos y partilas emisiones del número cle.
Hasta ahora, los dos paquetes RDE han sido adoptadas por el Comité Técnico de Vehículos de Motor (CTVM) de los Estados miembros de la UE y se convirtió en ley después de su publicación en el Diario Oficial de la Unión Europea 13-15. El primer paquete RDE cubrió las condiciones de contorno, el procedimiento de ensayo, las especificaciones PEMS, y los métodos de evaluación de datos (MAW y / o de agrupación de potencia), pero no los límites de emisión (el paquete fue votado por el CTVM el día 18 de de mayo de 2015). El segundo paquete RDE añadió los límites de emisión no deben excederse (NTE) aplicables a los controles RDE. Además, se introdujeron condiciones de contorno complementarios para comprobar el exceso o la falta de dinámica de conducción. Las emisiones de cada prueba válida RDE individuo debe estar por debajo del límite de emisión respectiva NTE, se hace referencia en la regulación como factores de conformidad. Actualmente, sólo las emisiones de NOx están cubiertos. Se introducirán unión a factores de conformidaden dos etapas: a factor de 2,1 de la Euro 6 NOx límite (80 mg / km) serán aplicables a partir desde 2017 hasta 2019 para las nuevas homologaciones y todas las matriculaciones de automóviles nuevos. El Factor de conformidad posteriormente se redujo a 1,5 en 2020-2021. El final de la Euro 6 Factor de conformidad del 1.5 proporciona una asignación de 0,5 (es decir, 50%) de la incertidumbre de medida adicional de los MDI en comparación con el equipo de laboratorio y la variabilidad de las emisiones de los ensayos para poner a prueba dentro de los rangos posibles de condiciones de prueba (por ejemplo, temperatura , la dinámica y la altitud). En cuanto a CO, aunque en la actualidad no se discuten factores de conformidad vinculantes, en carretera las emisiones de CO tienen que medirse y registrarse para obtener la homologación. El segundo paquete fue votado por el CTVM en los 28 de octubre de 2015.
La reunión de lanzamiento de dos paquetes adicionales se llevó a cabo el día 25 de enero de 2016. El tercer paquete RDE abordará el número de partículas Pems pruebas, arranque en frío emisiones, y las pruebas de vehículos híbridos. La medición de las emisiones de número de partículas a bordo de los vehículos es un reto, ya que todavía no se ha establecido ninguna técnica verificada. Nuevos conceptos y enfoques fueron desarrollados en el período entre 2013 y 2014, incluyendo la detección eléctrica de aerosol en tiempo real combinado con un muestreo de flujo constante 16. Este paquete es para ser votado en la segunda mitad de 2016. El cuarto paquete RDE se ocupará de la definición de los requisitos para la conformidad en servicio y pruebas de vigilancia del mercado. La realización de este paquete está previsto para principios de 2017. El Reglamento RDE 2016/427 2016/646 13 y 14 están actualmente integrados junto con el procedimiento de prueba armonizado a nivel mundial los vehículos ligeros (WLTP) en un reglamento de homologación de tipo más grande de la UE que completar el Reglamento 715/2007 2.
El objetivo de este trabajo es presentar los procedimientos experimentales requeridas por el regu RDE recién adoptadamento. El procedimiento de ensayo RDE define los límites de las condiciones de prueba admisibles, el protocolo de pruebas para vehículos, los requisitos para los instrumentos y los métodos de evaluación que se aplicarán para analizar el funcionamiento del vehículo y las emisiones contaminantes derivadas de ellos (Tabla 1). El procedimiento se puede resumir en seis pasos: 1) verificación viaje de la selección del vehículo, 2) preparación del vehículo, 3) Diseño de viaje, 4) la ejecución de viaje, 5) y 6) de cálculo de las emisiones. Si alguno de los requisitos de alguna de estas seis pasos no se cumple, la prueba se considerará que ha fallado. Para una descripción más detallada del procedimiento de ensayo RDE, el lector puede referirse a la propia norma 13-14.
Anexo IIIA del Reglamento CE 692/2008 |
1. Introducción, definiciones y abreviaturas |
2. Los requisitos generales sobre factores de conformidad |
3. Prueba de RDE a realizar |
4. Requisitos generales |
5. Las condiciones de contorno |
6. Requisitos del viaje en coche |
7. Requisitos de funcionamiento |
8. El aceite lubricante, combustible y el reactivo |
9. Las emisiones y Evaluación viaje |
Apéndices |
Apéndice 1: Procedimiento de prueba para las pruebas de emisiones de vehículos con un PEMS |
Apéndice 2: Especificaciones y calibración de componentes y señales PEMS |
Apéndice 3: Validación de los MDI y caudal másico de escape no rastreable |
Apéndice 4: Determinación de emisiones |
Apéndice 5: Verificación de las condiciones dinámicas viaje con el método 1 (Moving ventana de promedio) |
Apéndice 6: Verificación de las condiciones dinámicas viaje con el método 2 (Power Binning) |
Apéndice 7: Selección de vehículos para las pruebas de PEMS en la homologación inicial |
7a Apéndice: Verificación de la dinámica general de disparo |
7b Apéndice: Procedimiento para determinar el desnivel positivo acumulado de un viaje |
Apéndice 8: Intercambio de datos y presentación de informes |
Apéndice 9: certificado de conformidad del fabricante |
Tabla 1:. Estructura de la regulación RDE La regulación se considera que es el anexo III bis del Reglamento 692/2008 de la Comisión, de 10. Todas las partes y apéndices se describen en el Reglamento de la Comisión 2016/427 (el primer paquete) 8. Apéndices 7a y 7b, así como los factores de conformidad, se describe en el Reglamento de la Comisión 2016/646 (el segundo paquete) 9.
En este documento, se describe el procedimiento RDE. Varios puntos merecen una atención especial y se discutirán con más detalle aquí.
Para los fines de homologación, es obligatorio para determinar el flujo de gases de escape utilizando equipos tales como un funcionamiento EFM sin ninguna conexión con la ECU del vehículo. En cuanto a la preparación del vehículo, la conexión entre el EFM y el tubo de escape es importante. Los materiales deben ser de la temperatura y del gas de escape composición resistente. Aunque esto no es tan crítico para el NO x, será importante para el muestreo del número de partículas, donde la desorción de material depositado puede conducir a artificialmente altas emisiones. Además, los puntos que se pueden acumular condensados deben ser evitados. Los condensados formados durante las aceleraciones pueden entrar en los sistemas de medición y dañar o bloquearlos. Los puntos de muestreo de los analizadores están conectados aguas abajo de la EFM a fin de garantizar que todo el flflujo pasa a través de la EFM. En caso de que esto no es posible y que están conectados aguas arriba de la EFM, una corrección para el flujo extraído se tiene que hacer. Los analizadores deben estar conectados aguas abajo de la EFM, sin ninguna modificación en la longitud de las líneas de muestreo. Si esto no es posible, el tiempo de residencia en la tubería adicional tiene que ser tomada en cuenta en el software con el fin de garantizar que los cálculos de emisión correctos. Los analizadores pueden ser instalados dentro o fuera del vehículo, siempre que se cumplen los requisitos de seguridad. Por otra parte, la calibración de los analizadores requiere atención. Tiene que hacerse dentro del rango esperado de las emisiones del vehículo. De lo contrario, el requisito de cobertura de 90% de 99% de las mediciones de las partes válidas de la prueba de emisiones pueden no cumplirse.
La verificación viaje y el cálculo de las emisiones se realizan normalmente por el software de PEMS. Para la conducción normal, todas las condiciones pueden ser fácilmente alcanzado 17 </ Sup>. Por ejemplo, sobre la base de nuestras mediciones, un viaje que normalmente es impulsado dentro de los límites de contorno dinámico (Figura 4). Sin embargo, la conducción agresiva puede estar dentro de la zona de paso, especialmente durante las porciones urbanas o autopistas. Por otra parte, los datos en ciudades holandesas muestran que la conducción normal también puede exceder estos límites 18. En el futuro, la experiencia con el tiempo, las pruebas realizadas más cerca de las condiciones de contorno, y métodos de evaluación que muestran diferencias de> 50% se evaluará la aplicabilidad del procedimiento 11,19.
Una fuente de incertidumbre se origina a partir de la determinación de las cargas de carretera para la medición de las emisiones de CO 2 con la WLTC; Estas mediciones se utilizan para evaluar la normalidad de las condiciones de conducción con la evaluación de los datos RDE. Idealmente, las cargas de carretera elegidos parecen a las del vehículo descargado probado con los PEMS en la carretera. Las flexibilidades otorgadas en el WLTP (por ejemplo, para determine la carga de la carretera sobre la base de parámetros genéricos conservadoras o el vehículo con la masa de ensayo más alta dentro de una familia) pueden causar desviaciones sustanciales en las emisiones de CO 2 que determine la WLTC y medidos más adelante en el camino. En consecuencia, los métodos pueden producir una evaluación parcial de la gravedad de conducción real. Las disposiciones WLTP para ajustar la carga de la carretera potencialmente pueden necesitar ser especificado para los propósitos RDE.
Cabe señalar que, en comparación con el trabajo pesado Europea en la regulación del servicio de conformidad, hay algunas diferencias (por ejemplo, se permite la corrección de la deriva, conexión OBD es necesario con el fin de calcular las emisiones en g / kWh), debido a los diferentes tipos procedimiento de homologación de los vehículos de carga pesada (motores) 6. Las diferencias están fuera del alcance de este documento. Con la regulación en el uso de cumplimiento de Estados Unidos, existen más diferencias en el método de evaluación.
A nivel mundial, el RDE marcareguladora primera prueba en carretera de los vehículos ligeros. Las disposiciones RDE definidos en el Reglamento 2016/427 marcan la primera instancia relevante para la homologación de los vehículos ligeros en Europa, donde RDE complementa la inspección técnica estándar bajo condiciones controladas en el laboratorio. El procedimiento de ensayo RDE permite el ensayo, y por lo tanto el control, las emisiones contaminantes del vehículo, a una amplia gama de condiciones de funcionamiento y de una manera más sólida y completa de las pruebas de laboratorio que se aplican actualmente, con un ciclo de conducción predefinida.
Sin embargo, RDE también está sujeta a limitaciones. En primer lugar, las mediciones de emisiones modales en la carretera durante períodos de tiempo largos conlleva el riesgo de desviación del analizador (por ejemplo, debido a la variabilidad de la temperatura ambiente). En carretera medición de las emisiones están sujetas a márgenes de incertidumbre más grandes (estimado en un máximo de 20-30% en el límite de las emisiones de NOx aplicables a) 21 que la medición de emisioness en el laboratorio, incluso si analizadores PEMS cumplen requisitos similares con respecto a la exactitud y precisión como analizadores de laboratorio. En segundo lugar, el manejo de equipos PEMS requiere entrenamiento; la realización de las pruebas de emisión en la carretera no es todavía plug-and-play, y requiere de un experto. Como las pruebas en carretera con PEMS es todavía bastante novedosa, la formación que permite a los fabricantes de automóviles y servicios técnicos para adquirir y compartir las mejores prácticas que se necesita. El presente artículo es un intento de difundir el conocimiento sobre el manejo de los MDI y la prueba de emisiones de los vehículos en la carretera. la experiencia de mayor escala con las disposiciones RDE, como puede ser obtenido por medio de ejercicios entre laboratorios o mediante la evaluación comparativa contra la legislación internacional existente, se siguen desaparecidos. Como RDE constituye el primer procedimiento de prueba en carretera para los vehículos ligeros en todo el mundo, la Comisión Europea prevé un examen anual de los factores de conformidad y una revisión más exhaustiva de todo el procedimiento RDE en el mediano plazo.
<p class="Jove_content"> Hay dos áreas principales de aplicación en el futuro. En primer lugar, RDE puede ser adoptado por otros países. China, India, Japón y Corea del Sur están interesados en adoptar RDE, o elementos de los mismos, a efectos de regulación. Como tal, el procedimiento descrito aquí puede llegar a ser el modelo para las pruebas reglamentarias en carretera las emisiones de los vehículos ligeros en todo el mundo. En segundo lugar, RDE presenta una guía de buenas prácticas para cualquier prueba de emisiones independientes realizados por instituciones de investigación y servicios técnicos. Las disposiciones ayudan a garantizar la medición de las emisiones en carretera precisas y robustas.The authors have nothing to disclose.
The authors would like to thank Sensors Inc. for providing a PEMS for conducting an inter-laboratory exercise.
PEMS analyzer | Sensors Inc. | SEMTECH ECOSTAR | |
PEMS analyzer | AVL | MOVE | Figure 2 |
PEMS analyzer | Horiba | OBS | Figure 2 |
PEMS analyzer | MAHA | PEMS-GAS | Figure 2 |
Exhaust Flow meter | Sensors Inc. | SEMTECH EFM-HS | EFM-HS specifications of Table 4 |
GPS | Garmin | Drive 50 | |
Weather station | Waisala | AWS310 | |
Zero gas | Air Liquide | AL089 | Alphagaz 1 (N2) |
Span gas | Air Liquide | SM190022710IT | 1800 ppm NO in N2 |
Span gas | Air Liquide | SM190022710IT | 13% CO2 in N2 |
Batteries | Discover | EV12A-A | |
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