Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 3: Test procedures for measurement of exhaust gas smoke emissions from compression ignition engines using a filter type smoke meter

This document specifies a method for the measurement of smoke from exhaust gas of reciprocating internal combustion (RIC) engines at a steady state condition. The method evaluates the soot content by measurement of the blackening of a filter and derivation of black carbon mass concentration (mg/m3) from FSN. Where necessary, individual requirements may be specified for particular engine applications. This document is applicable to RIC engines for mobile, transportable and stationary use, excluding engines for on-road transport of passengers and goods. It can be applied to engines for non-road use, e.g. for earth-moving machines, generating sets and for other applications. For engines used in machinery covered by additional requirements (e.g. occupational health and safety regulations, regulations for power plants) additional test conditions and special evaluation methods can apply.

Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz d'échappement — Partie 3: Définitions et méthodes de mesure de la fumée des gaz d'échappement dans des conditions stabilisées

La présente partie de I'ISO 8178 prescrit une méthode de mesure de la fumée des gaz d'échappement des moteurs alternatifs à combustion interne fonctionnant dans des conditions de régime permanent. Cette méthode évalue la teneur en suie par la mesure du noircissement d'un filtre et la dérivation de la concentration en masse de carbone noir (mg/m3) à partir du FSN. Les applications particulières des moteurs peuvent, si nécessaire, faire l'objet d'exigences distinctes. Le présent document s'applique aux moteurs alternatifs à combustion interne à usage mobile, transportable et stationnaire, à l'exclusion des moteurs pour le transport routier de passagers et de marchandises. Il peut être appliqué aux moteurs à usage non routier, par exemple pour les engins de terrassement, les groupes électrogènes et d'autres applications. Pour les moteurs utilisés dans des machines couvertes par des prescriptions supplémentaires (par exemple les réglementations relatives à l'hygiène et à la sécurité du travail, les réglementations relatives aux centrales), des conditions d'essai supplémentaires et des méthodes d'évaluation spéciales peuvent s'appliquer.

General Information

Status
Published
Publication Date
29-Jan-2019
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
30-Jan-2019
Completion Date
30-Jan-2019
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ISO 8178-3:2019 - Reciprocating internal combustion engines -- Exhaust emission measurement
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ISO 8178-3:2019 - Moteurs alternatifs a combustion interne -- Mesurage des émissions de gaz d'échappement
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8178-3
Second edition
2019-01
Reciprocating internal combustion
engines — Exhaust emission
measurement —
Part 3:
Test procedures for measurement of
exhaust gas smoke emissions from
compression ignition engines using a
filter type smoke meter
Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions
de gaz d'échappement —
Partie 3: Définitions et méthodes de mesure de la fumée des gaz
d'échappement dans des conditions stabilisées
Reference number
ISO 8178-3:2019(E)
ISO 2019
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ISO 8178-3:2019(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2019

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

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Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 8178-3:2019(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Smoke measurement by a filter-type smoke meter (FSN) ........................................................................................ 3

4.1 Application ................................................................................................................................................................................................. 3

4.2 Principle ........................................................................................................................................................................................................ 3

4.3 Measurement with a filter-type smoke meter ............................................................................................................. 3

4.3.1 Installation of a filter-type smoke meter .................................................................................................... 3

4.3.2 Engine operating conditions .................................................................................................................................. 3

4.3.3 Sensitivity to fuel oil ..................................................................................................................................................... 3

4.3.4 Measurement procedure ........................................................................................................................................... 4

4.4 General requirements ....................................................................................................................................................................... 4

4.5 Gas temperature and pressure .................................................................................................................................................. 4

5 Test report ................................................................................................................................................................................................................... 4

Annex A (normative) Emission test report — Smoke test data ................................................................................................ 5

Annex B (informative) Overview particulate and soot measurement methods ......................................................6

Annex C (informative) Correlation formulae ............................................................................................................................................... 8

Annex D (informative) Comparison of black carbon mass concentration results obtained by

different measurement instruments ............................................................................................................................................10

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................11

© ISO 2019 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 8178-3:2019(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to

the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see

www .iso .org/iso/foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 70, Internal combustion engines,

Subcommittee SC 8, Exhaust gas emission measurement.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 8178-3:1994), which has been technically

revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:

— smoke measurement by an opacimeter has been removed; this will be handled in ISO 8178-9;

— definitions of exhaust gas components related to exhaust gas smoke has been added.

This document is intended to be used in conjunction with ISO 10054.
A list of all parts in the ISO 8178 series can be found on the ISO website.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 8178-3:2019(E)
Introduction

There exist several measurement methods to determine the components of smoke emissions. Each

method is measuring special properties of smoke. Therefore, the results obtained with different

methods are typically not comparable among each other.

The objective of this document is to give a guidance for measurement of soot with a filter type smoke

meter, knowing about the different components of the smoke of compression ignition engines and their

particular properties.

An overview of the measurement methods specified by ISO 8178-1, ISO 8178-3, ISO 8178-9 and ISO 9096

is given in Annex B.

Correlation formulae to calculate the mass concentration of black carbon out of the filter smoke number

(FSN) are given in Annex C.

The characteristics required for filter-type-smoke meters are defined in ISO 10054.

© ISO 2019 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8178-3:2019(E)
Reciprocating internal combustion engines — Exhaust
emission measurement —
Part 3:
Test procedures for measurement of exhaust gas smoke
emissions from compression ignition engines using a filter
type smoke meter
1 Scope

This document specifies a method for the measurement of smoke from exhaust gas of reciprocating

internal combustion (RIC) engines at a steady state condition. The method evaluates the soot content

by measurement of the blackening of a filter and derivation of black carbon mass concentration (mg/

m ) from FSN. Where necessary, individual requirements may be specified for particular engine

applications.

This document is applicable to RIC engines for mobile, transportable and stationary use, excluding

engines for on-road transport of passengers and goods. It can be applied to engines for non-road use, e.g.

for earth-moving machines, generating sets and for other applications. For engines used in machinery

covered by additional requirements (e.g. occupational health and safety regulations, regulations for

power plants) additional test conditions and special evaluation methods can apply.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 10054, Internal combustion compression-ignition engines — Measurement apparatus for smoke from

engines operating under steady-state conditions — Filter-type smokemeter
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
filter-type smoke meter

instrument in which a given exhaust gas volume is passed through a clean filter of a certain area and

the blackness condition of this filter is subsequently used to define the filter smoke number (3.3)

© ISO 2019 – All rights reserved 1
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ISO 8178-3:2019(E)
3.2
effective filtered column length

length of the gas column actually passing through the filter, taking into account dead volume and

leakage in the sampling system
Note 1 to entry: Effective filtered column length is expressed in mm.
3.3
filter smoke number
FSN

standardized unit conforming to ISO 10054, expressing the smoke characteristics of an exhaust gas,

represented by the degree of blackening of a clean filter caused by the soot (3.6) in a given column of

exhaust gas passing through this filter
3.4
Bosch smoke number

measuring unit expressing the smoke characteristic of the exhaust gas, obtained with a Bosch smoke

meter, represented by the degree of blackening of a filter, caused by the soot (3.6) in a given column of

exhaust gas passing through this filter

Note 1 to entry: The Bosch smoke number corresponds to an effective filtered column length (3.2) of 405 mm, but

it does not have a defined pressure and temperature as the basis.
3.5
exhaust gas smoke

visible suspension of solid and/or liquid particles in gases resulting from combustion or pyrolysis

Note 1 to entry: The exhaust gas smoke, may be black smoke, blue smoke, brown smoke or white smoke

depending on the components present in the exhaust gas after the combustion or pyrolysis process. Black smoke

[also referred to as “soot” (3.6)] is mainly due to the presence of carbon particles. Blue smoke is usually due to

droplets resulting from the incomplete combustion of fuel or lubricating oil. Brown smoke is due to the presen

...

NORME ISO
INTERNATIONALE 8178-3
Deuxième édition
2019-01
Moteurs alternatifs à combustion
interne — Mesurage des émissions de
gaz d'échappement —
Partie 3:
Définitions et méthodes de mesure de
la fumée des gaz d'échappement dans
des conditions stabilisées
Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission
measurement —
Part 3: Test procedures for measurement of exhaust gas smoke
emissions from compression ignition engines using a filter type
smoke meter
Numéro de référence
ISO 8178-3:2019(F)
ISO 2019
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ISO 8178-3:2019(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Fax: +41 22 749 09 47
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Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
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ISO 8178-3:2019(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Mesurage de la fumée à l’aide d’un fumimètre à filtre (FSN) ................................................................................. 3

4.1 Application ................................................................................................................................................................................................. 3

4.2 Principe ......................................................................................................................................................................................................... 3

4.3 Mesurage avec un fumimètre à filtre ................................................................................................................................... 3

4.3.1 Installation d'un fumimètre à filtre ................................................................................................................. 3

4.3.2 Conditions de fonctionnement du moteur ................................................................................................ 4

4.3.3 Sensibilité aux carburants lourds ...................................................................................................................... 4

4.3.4 Modes opératoires de mesurage ........................................................................................................................ 4

4.4 Exigences générales ............................................................................................................................................................................ 4

4.5 Température et pression du gaz............................................................................................................................................... 4

5 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................... 4

Annexe A (normative) Rapport d’essai d’émissions — Données d’essai de fumées ...........................................5

Annexe B (informative) Aperçu des méthodes de mesure des particules et de la suie ...................................6

Annexe C (informative) Formules de corrélation .................................................................................................................................... 8

Annexe D (informative) Comparaison des résultats des concentrations massiques de

carbone noir obtenus par différents instruments de mesure ............................................................................10

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................11

© ISO 2019 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 8178-3:2019(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 70, Moteurs à combustion interne,

sous-comité SC 8,Mesurage des émissions de gaz d'échappement.

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 8178-3:1994), qui a fait l’objet d’une

révision technique.

Les principales modifications par rapport à l'édition précédente sont les suivantes :

— la mesure des fumées par opacimètre a été supprimée ; elle sera traitée dans l’ISO 8178-9 ;

— des définitions des composants des gaz d'échappement liés à la fumée des gaz d'échappement ont

été ajoutées.
Le présent document est destiné à être utilisé conjointement avec l’ISO 10054.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 8178 est disponible sur le site Web de l'ISO.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 8178-3:2019(F)
Introduction

Il existe plusieurs méthodes de mesure pour déterminer les composantes des émissions de fumée.

Chaque méthode mesure les propriétés spécifiques de la fumée. Par conséquent, les résultats obtenus

avec différentes méthodes ne sont généralement pas comparables entre eux.

L'objectif du présent document est de donner des lignes directrices pour la mesure de la suie à l'aide

d'un fumimètre à filtre, en connaissant les différents composants de la fumée des moteurs à allumage

par compression et leurs propriétés spécifiques.

L'Annexe B donne un aperçu des méthodes de mesure spécifiées dans les ISO 8178-1, ISO 8178-3,

ISO 8178-9 et ISO 9096.

Des formules de corrélation pour calculer la concentration massique de carbone noir à partir des

émissions de fumées de filtre (indice de fumée du filtre- FSN) sont données à l'Annexe C.

Les caractéristiques requises pour les compteurs de fumée à filtre sont définies dans la norme ISO 10054.

© ISO 2019 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 8178-3:2019(F)
Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des
émissions de gaz d'échappement —
Partie 3:
Définitions et méthodes de mesure de la fumée des gaz
d'échappement dans des conditions stabilisées
1 Domaine d'application

La présente partie de I'ISO 8178 prescrit une méthode de mesure de la fumée des gaz d'échappement

des moteurs alternatifs à combustion interne fonctionnant dans des conditions de régime permanent.

Cette méthode évalue la teneur en suie par la mesure du noircissement d'un filtre et la dérivation de la

concentration en masse de carbone noir (mg/m ) à partir du FSN. Les applications particulières des

moteurs peuvent, si nécessaire, faire l'objet d’exigences distinctes.

Le présent document s'applique aux moteurs alternatifs à combustion interne à usage mobile,

transportable et stationnaire, à l'exclusion des moteurs pour le transport routier de passagers et de

marchandises. Il peut être appliqué aux moteurs à usage non routier, par exemple pour les engins de

terrassement, les groupes électrogènes et d'autres applications. Pour les moteurs utilisés dans des

machines couvertes par des prescriptions supplémentaires (par exemple les réglementations relatives

à l’hygiène et à la sécurité du travail, les réglementations relatives aux centrales), des conditions d’essai

supplémentaires et des méthodes d’évaluation spéciales peuvent s’appliquer.
2 Références normatives

Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des

exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les

références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels

amendements).

ISO 10054, Moteurs à combustion interne à allumage par compression — Appareillage de mesure de la

fumée des moteurs dans les conditions stabilisées — Fumimètres à filtre
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:/ /www. iso. org/obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:/ /www.e lectropedia. org/
3.1
fumimètre à filtre

instrument dans lequel un volume donné de gaz d'échappement traverse un filtre propre d'une certaine

zone et l'état de noirceur de ce filtre est ensuite utilisé pour définir l’indice de fumée du filtre (3.3)

© ISO 2019 – Tous droits réservés 1
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ISO 8178-3:2019(F)
3.2
longueur effective de la colonne filtrée

longueur, exprimée en millimètres, de la colonne de gaz passant réellement à travers le filtre, en tenant

compte des volumes morts et des fuites du système d'échantillonnage

Note 1 à l'article: La longueur effective de la colonne filtrée est exprimée en mm.

3.3
indice de fumées du filtre
FSN

unité normalisée conforme à l’ISO 10054, exprimant les caractéristiques de fumée d'un gaz

d'échappement, représentées par le degré de noircissement d'un filtre propre causé par la suie (3.6)

dans une colonne donnée de gaz d'échappement passant par ce filtre
3.4
indice de fumée Bosch

unité de mesure exprimant la caractéristique de fumée des gaz d'échappement, obtenue avec un

fumimètre Bosch, représentée par le degré de noircissement d'un filtre, provoqué par la suie (3.6) dans

une colonne donnée de gaz d'échappement passant par ce filtre

Note 1 à l'article: L’indice de fumées Bosch correspond à une longueur effective de colonne filtrée (3.2) de 405

mm, mais il n'a pas pour base une pression et une température définies.
3.5
fumée des gaz d’échappement

suspension visible de particules solides et/ou liquides dans les gaz résultant de la combustion ou de la

pyrolyse

Note 1 à l'article: La fumée des gaz d'échappement peut être de la fumée noire, de la fumée bleue, de la fumée

brune ou de la fumée blanche selon les composants présents dans les gaz d'échappement après la combustion ou

le processus de pyrolyse. La fumée noire (également appelée "suie" (3.6)) est principalement due à la présence

de particules de carbone. La fumée bleue est généralement due à des gouttelettes résultant de la combustion

incomplète du carburant ou de l'huile de lubrification. La fumée brune est due à la présence de NO dans les gaz

d'échappement. La fumée blanche est généralement due à la condensation de l'eau et/ou du carburant liquide.

3.6
suie
tous les composants contenus dans le gaz d'échappement et noircissant un fil
...

Questions, Comments and Discussion

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