background image

Komputerowe systemy wspomagania nauki, przemysłu i transportu

TRANSCOMP, Zakopane 1-4.12.2008

POMIARY EMISJI SPALIN Z POJAZDÓW 

W WARUNKACH RZECZYWISTYCH

ON-ROAD VEHICLE EMISSION MEASUREMENT

Jerzy Merkisz

Jacek Pielecha

Politechnika Poznańska

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Badania związków toksycznych spalin 

Badania homologacyjne  
(hamownia podwoziowa, 
hamownia silnikowa) 

Badania okresowe na stacjach 
kontroli pojazdów 

Badania drogowe (w eksploatacji) 

background image

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Samochody osobowe

(do 3500 kg)

Samochody ciężarowe

(powyżej 3500 kg)

Hamownia podwoziowa

(całe pojazdy)

Hamownia silnikowa

(tylko silniki)

Testy toksyczności spalin

Wyniki pomiaru emisji:

g/km

0

20

40

60

80

100

120

0

200

400

600

800

1000

1200 t [s]

Pr

ę

dk

o

ść

 [km

/h

]

Elementarny test 

ECE R15

(ECE R15)

I część

(EUDC)
II część

Testy V = f(t)

EU: NEDC
USA: FTP-75

Testy

statyczne 

i dynamiczne

EU: ESC, ETC
USA: HDTTC

Wyniki pomiaru emisji: 

g/kWh

0

25

50

75

100

Bieg luzem

50

75

100

Prędkość obrotowa  [%]

Obci

ąż

en

ie

 [

%

]

9%

15%

5%

5%

10%

5%

5%

5%

8%

8%

5%

2

8

10

4

12

6

10%

5

13

3

7

9

11

1

10%

A

B

C

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Badania na stacji kontroli pojazdów 

Unia Europejska

Polska

CO

– bieg  jałowy

3,5%

do 1995

3,5%

0,5%

po 1995

0,5%

CO 

– podwyższona 

prędkość obrotowa

0,3%

0,3%

HC

– bieg jałowy

100 ppm

HC

– podwyższona 

prędkość obrotowa

100 ppm

brak przepisów

brak przepisów

background image

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Badania drogowe samochodów osobowych 

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Badania drogowe samochodów ciężarowych 

background image

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Pomiar emisji związków spalin 

samochodu osobowego 

zasilanego benzyną oraz LPG 

w rzeczywistych warunkach ruchu

oraz jego weryfikacja w stosunku 

normy emisji związków toksycznych

obowiązującej dla danego pojazdu

Cel badań

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Metodyka badań

 ZI 

LPG 

NEDC 

Czas testu [s] 

1329 

1335 

1180 

Prędkość max. [km/h] 

70,8 

69,2 

120 

Prędkość śr. [km/h] 

32,4 

29,06 

33,6 

Dlugość [m] 

11 941 

11 810 

11 007 

background image

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Obiekt badań

Charakterystyka pojazdu:

• Dodge Grand Caravan
• Silnik: ZI (benzynowy, 

LPG)

• Przekładnia automatyczna
• Liczba cylindrów: 6
• Pojemność silnika: 3,3 dm

3

• Reaktor katalityczny: tak
• Przebieg: 140 000 km
• Protokół OBD II: ISO-

9141-2

• Norma: Euro 2 

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Analizator do badań drogowych SEMTECH DS

background image

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

191°C

chłodnica

4°C

NDUV

NO

x

= NO + NO

2

NDIR

CO, CO

2

O

2

MNT

GPS

Wireless LAN

Filtr

FID

THC

Pobór próbki

ECU

Analizator SEMTECH DS

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Pomiary stężenia 
składników spalin

Najważniejsze dane  
z sieci pojazdu

Parametry pracy
analizatorów spalin

Pełen podgląd danych
diagnostycznych (ODB, CAN)

Parametry spalin

Parametry otoczenia

Dane GPS

Wizualizacja 
trasy 
przejazdu

Parametry systemu

Autodiagnostyka

Menu pomiarowe

Analizator do badań drogowych SEMTECH DS

background image

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Analizator do pomiaru liczby 

oraz rozkładu średnicowego cząstek stałych

3

6

10

18

32

56

100

178

316

562

1000

11

33

,0

11

39,

0

11

45

,0

11

51

,0

11

57,

0

0,0E+00

1,0E+06

2,0E+06

3,0E+06

4,0E+06

5,0E+06

6,0E+06

7,0E+06

8,0E+06

9,0E+06

1,0E+07

dN/dlogDp /cc

Particle Diameter (nm)

(s)

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

– benzyna

– LPG 

Stężenie 

tlenku węgla

w spalinach 

podczas badań drogowych

background image

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Stężenie 

węglowodorów

w spalinach 

podczas badań drogowych

– benzyna

– LPG 

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Stężenie 

tlenków azotu

w spalinach 

podczas badań drogowych

– benzyna

– LPG 

background image

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Zmiany 

prędkości obrotowej

silnika 

podczas badań drogowych

– benzyna

– LPG 

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

u

i

 [-]

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20

-2.0

-1.6

-1.2

-0.8

-0.4

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

V [m/s]

a [m/s

2

]

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

u

i

 [-]

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20

-2.0

-1.6

-1.2

-0.8

-0.4

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

V [m/s]

a [m/s

2

]

Udział czasu pracy silnika we współrzędnych 

V–a podczas badań drogowych

Benzyna

LPG

background image

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

0

5

10

15

20

25

30

35

CO

 [

m

g

/s]

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20

-2.0

-1.6

-1.2

-0.8

-0.4

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

V [m/s]

a [m/s

2

]

0

50

100

150

200

CO [

m

g/s]

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20

-2.0

-1.6

-1.2

-0.8

-0.4

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

V [m/s]

a [m/s

2

]

Emisja CO w spalinach we współrzędnych 

V–a podczas badań drogowych

Benzyna

LPG

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Emisja HC w spalinach we współrzędnych 

V–a podczas badań drogowych

Benzyna

LPG

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

HC

 [

m

g

/s]

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20

-2.0

-1.6

-1.2

-0.8

-0.4

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

V [m/s]

a [m/s

2

]

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

HC [

m

g/

s

]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

-2,0

-1,6

-1,2

-0,8

-0,4

0,0

0,4

0,8

1,2

1,6

V [m/s]

a [m/s

2

]

background image

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Emisja NOx w spalinach we współrzędnych 

V–a podczas badań drogowych

Benzyna

LPG

0

5

10

15

20

25

NO

x

 [m

g/

s

]

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20

-2.0

-1.6

-1.2

-0.8

-0.4

0.0

0.4

0.8

1.2

V [m/s]

a [m/s

2

]

0

10

20

30

40

50

NO

x

 [m

g

/s

]

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20

-2.0

-1.6

-1.2

-0.8

-0.4

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

V [m/s]

a [m/s

2

]

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

11,1

0,4

61,1

0,9

11,3

7,1

0

10

20

30

40

50

60

70

CO

HC

NOx

CO, 

HC, NOx [

g

]

Benzyna

LPG

Masa związków toksycznych

uzyskana podczas badań drogowych

background image

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

0,6

0,73

1,07

4,0

0

1

2

3

4

5

CO

HC+NOx

C

O

, HC

+N

O

x

 [

g

/km]

Benzyna

Euro 2

Emisja drogowa związków toksycznych

uzyskana podczas badań drogowych

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

x 1,4

x 1,8

x 4,8

0

1

2

3

4

5

6

CO

HC

NOx

CO

, H

C

, NO

x

Benzyna

LPG

Porównanie emisji drogowa związków 

toksycznych podczas badań drogowych

background image

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

0,3

1,3

1,2

1,7

1

1

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

Benzyna

LPG

Wsk

a

źnik emis

yjno

ś

ci

 CO, HC+NOx [-]

CO

HC + NOx

Euro 2

Wskaźnik emisyjności związków toksycznych 

podczas badań drogowych

Merkisz J., Pielecha J., Pomiary emisji z pojazdów w warunkach rzeczywistych, TRANSCOMP 2008

Wnioski

1. Występują różnice w emisji związków toksycznych dla 

silnika zasilanego benzyną oraz LPG (LPG/benzyna: 
CO – 5 razy, HC – 2 razy, NOx – 1,5 raza)

2. Wskaźnik emisyjności dla silnika zasilanego benzyną

wynosi: dla CO – 0,3, HC+NOx – 1,3

3. Wskaźnik emisyjności dla silnika zasilanego LPG wynosi: 

dla CO – 1,3, HC+NOx – 1,7

4. Zdefiniowany wskaźnik emisyjności pojazdu można 

wykorzystać do klasyfikacji flot pojazdów pod względem 
emisji związków toksycznych, różniących się m.in. datą
produkcji (spełnianymi limitami toksyczności spalin), 
przebiegiem pojazdów lub warunkami eksploatacji.

background image

Komputerowe systemy wspomagania nauki, przemysłu i transportu

TRANSCOMP,Zakopane 1-4.12.2008

POMIARY EMISJI SPALIN Z POJAZDÓW 

W WARUNKACH RZECZYWISTYCH

ON-ROAD VEHICLE EMISSION MEASUREMENT

Jerzy Merkisz

Jacek Pielecha

Politechnika Poznańska