ISO 8178-1:1996
(Main)Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 1: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions
Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 1: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions
Specifies the measurement and evaluation methods for gaseous and particulate exhaust emission from reciprocating internal combustion engines under steady-state conditions on a test bed. Applies to engines for mobile, transportable and stationary use, excluding engines for motor vehicles primarily designed for road traffic.
Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz d'échappement — Partie 1: Mesurage des émissions de gaz et de particules au banc d'essai
La présente partie de l'ISO 8178 prescrit les méthodes de mesure et d'évaluation au banc d'essai des émissions de gaz et de particules des gaz d'échappement des moteurs alternatifs à combustion interne en régime permanent, nécessaires pour déterminer une valeur pondérée pour chaque polluant des gaz d'échappement. Différentes combinaisons de charge et de vitesse du moteur reflètent différentes applications du moteur (voir l'ISO 8178-4). La présente partie de l'ISO 8178 est applicable aux moteurs alternatifs à combustion interne pour installations mobiles, transportables ou fixes, à l'exclusion des moteurs de véhicules conçus originellement pour une utilisation sur route. La présente partie de l'ISO 8178 peut être appliquée aux moteurs utilisés, par exemple, pour les engins de terrassement, pour les groupes électrogènes et pour d'autres applications. Dans des cas limités, le moteur peut être essayé au banc d'essai conformément à l'ISO 8178-2, qui est le document traitant des essais sur site. Cela ne peut se produire qu'avec l'accord des parties concernées. Il faut reconnaître que les données obtenues dans ces conditions peuvent ne pas concorder complètement avec les données précédentes ou ultérieures obtenues conformément à la présente partie de l'ISO 8178. Par conséquent, il est recommandé que cette option ne soit appliquée que pour les moteurs construits en quantités très limitées comme les très gros moteurs marins ou les moteurs pour groupes électrogènes. P 1786our les moteurs utilisés dans des machines couvertes par des exigences supplémentaires (par exemple les réglementations relatives à l'hygiène et à la sécurité du travail ou celles relatives aux installations de production d'énergie), des conditions d'essai supplémentaires et des méthodes d'évaluation spéciales peuvent s'appliquer. Lorsqu'il n'est pas possible d'utiliser un banc d'essai, ou lorsque des informations relatives aux émissions réelles du moteur en service sont requises, les méthode
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL IS0
STANDARD
8178-I
First edition
1996-08-I 5
Reciprocating internal combustion
engines - Exhaust emission
measurement -
Part 1:
Test-bed measurement of gaseous and
particulate exhaust emissions
Moteurs alternatifs 2 combustion interne - Mesurage des 6missions de
gaz d’khappement -
Partie 7: Mesurage des km&ions de gaz et de particules au bane d’essai
Reference number
IS0 8178-I :1996(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
Page
Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.........................
................ ............................
2 Normative references
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~~.~.~.
3 Definitions . . . .
.........
..............................................
4 Symbols and abbreviations
Symbols and subscripts . . . . .~.~.~.~.
.*.
2 Symbols and abbreviations for the chemical components
7
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Abbreviations
.............................
......... ....................................
5 Test conditions
....... ......................................................
5.% General requirements
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~.
5.2 Engine test conditions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~.
5.3 Power . . . . . . . . . . . . .-.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 . Engine air inlet system
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-.
5.5 Engine exhaust system
Cooling system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e . . . . . a . . . . . s . . . . . . . . . . . . . . - . . . . . . . . . . . -.O . . . . .
Lubricating oil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-. -.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~.~.~.
Test fuels
. . . . . . . . . . . . -.
Measurement equipment and data to be measured
7
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m . . . . -.- . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dynamometer specification
Exhaust gas flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -.- . . . . . -- . . . . .
7.2
. . . . . . . . . . .~.~.~.~.~.~.“.
7.3 Accuracy
..~.....~m....~....**...
7.4 Determination of the gaseous components
7.5 Particulate determination . . . .-. . . . . . . . . . . . s . . . . . . . . . . . . - . . . . . . s . . . . . . . . . . . .
Calibration of the analytical instruments
7
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~.~.“.~.~.~.~.~.
Introduction
1
. . . . . . . . . . . . . . . . .~.~~.~.~.~.~.~.”
.2 Calibration gases
0 IS0 1996
All rights reserved. Unless otherwlse specified, no part of this publication may be reproduced
in&ding photocopyng and
or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical,
microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 @ CH-1211 Gengve 20 @ Switzerland
Printed in Switzerland
II
---------------------- Page: 2 ----------------------
0 IS0 IS0 81784:1996(E)
8.3 Operating procedure for analysers and sampling system . . . 18
8.4 Leakage test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
8.5 Calibration procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
8.6 Verification of the calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
8.7 Efficiency test of the NO, converter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*. 19
8.8 Adjustment of the FID .*. 21
8.9 Interference effects with CO, CO,, NO, and 0, analysers . 23
\
8.10 Calibration intervals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9 Calibration of the particulate measuring system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9.2 Flow measurement . . . 25
9.3 Checking the dilution ratio . . 25
....................................
9.4 Checking the partial flow conditions 25
9.5 Calibration intervals . . 25
IO Running conditions (test cycles) . 25
11 Test run . 26
11.1 Preparation of the sampling filters . 26
11.2 Installation of the measuring equipment . 26
11.3 Starting the dilution system and the engine . 26
11.4 Adjustment of the dilution ratio . 26
11.5 Determination of test points . . 26
11.6 Checking of the analysers . 27
11.7 Test cycles . 27
.................................................. 28
11.8 Re-checking the analysers
11.9 Test report . 28
12 Data evaluation for gaseous and particulate emissions . 28
12.1 Gaseous emissions . 28
12.2 Particulate emissions . 28
13 Calculation of the gaseous emissions . 28
13.1 Determination of the exhaust gas flow . 28
13.2 Dry/wet correction . 29
0.
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
0 IS0
IS0 8178=1:1996(E)
30
13.3 NO, correction for humidity and temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13.4 Calculation of the emission mass flow rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Calculation of the specific emissions
13.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
14 Calculation of the particulate emission . . . . . . . .*. 33
14.1 Particulate correction factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
14.2 Partial flow dilution system . . 34
14.3 Full flow dilution system
.................................................... 36
14.4 Calculation of the particulate mass flow rate . 36
14.5 Calculation of the specific emissions
................................. 37
14.6 Effective weighting factor . 38
15 Determination of the gaseous emissions . . . . . . . .*.
38
15.1 Main exhaust components CO, CO2, HC, NO,, 02 . 38
15.2 Ammonia analysis . . 44
15.3 Methane analysis . 45
15.4 Methanol analysis . 49
15.5 Formaldehyde analysis . . 49
16 Determination of the particulates . 52
16.1 Dilution system . 52
16.2 Particulate sampling system . 67
Annexes
A Calculation of the exhaust gas mass flow and/or of the combustion
air consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Equipment and auxiliaries to be installed for the test to determine
B
engine power (see also 5.3 and 11.5) . . .*.*. 83
C Efficiency calculation and corrections for the non-methane
hydrocarbon cutter measuring method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*.
86
D Formulae for the calculation of the coefficients U, V, w in 13.4 87
D.l For ideal gases at 273,15 K (0 “C) and lOI, kPa . . . . . . . . . . . . . . 87
D.2 For real gases at 0 “C and 101,3 kPa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
0.3 General formulae for the calculation of concentrations at
temperature T and pressure g .*. . . . . . . . . . 87
E Heat calculation (transfer tube) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
---------------------- Page: 4 ----------------------
0 IS0
IS0 8178=1:1996(E)
E.l Transfer tube heating example . 89
E.2 Heat transfer calculation . 90
F Bibliography . 93
---------------------- Page: 5 ----------------------
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (ISG member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through ISQ
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 ISG, also take part in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(I EC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard IS0 8178-1 was prepared by Technical Committee
lSG/TC 70, Internal combustion engines, Subcommittee SC 8, f~haust
gas emission measurement.
ISG 8178 consists of the following parts, under the general title
Reciproca tlng in ter-nal combustion engines - Exhaust emission meas-
uremen t:
- Part 1: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust
emissions
- Part 2: Measurement of gaseous and particulate exhaust emissions
at site
- Part 3: Definitions and methods of measurement of exhaust
gas
smoke under steady-state conditions
- Part 4: Test cycles for different engine applications
- Part 5: Test fuels
- Part 6: Test report
- Part 7: Engine family determination
- Part 8: Engine group determination
- Part 9: Test bed measurement of exhaust gas smoke emissions
from engines used in non-road mobile machinery
Annexes A, B, C and D form an integral part of this part of BSG 8178. An-
nexes E and F are for information only.
vi
---------------------- Page: 6 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD 0 IS0 IS0 8178=1:1996(E)
- Exhaust
Reciprocating internal combustion engines
emission measurement -
Part 1:
Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust
emissions
1 Scope
This part of IS0 8178 specifies the measurement and evaluation methods for gaseous and particulate exhaust
emission from reciprocating internal combustion engines (RIG engines) under steady-state conditions on a test
bed, necessary for determining one weighted value for each exhaust gas polluant. Various combinations of engine
load and speed reflect different engine applications (see IS0 8178-4).
This part of IS0 8178 is applicable to RIC engines for mobile, transportable and stationary use, excluding engines
for motor vehicles primarily designed for road use. This part of IS0 8178 may be applied to engines used e.g. in
earth-moving machines, generating sets and for other applications.
In limited instances, the engine can be tested on the test bed in accordance with IS0 8178-2, the field test
document. This can only occur with the agreement of the parties involved. It should be recognized that data ob-
tained under these circumstances may not agree completely with previous or future data obtained under the
auspices of this part of IS0 8178. Therefore, it is recommended that this option be exercised only with engines
built in very limited quantities such as very large marine or generating set engines.
For engines used in machinery covered by additional requirements (e.g. occupational health and safety regulations,
regulations for powerplants) additional test conditions and special evaluation methods may apply.
Where it is not possible to use a test bed or where information is required on the actual emissions produced by
an in-service engine, the site test procedures and calibration methods specified in IS0 8178-2 are appropriate.
This part of IS0 8178 is intended for use as a measurement procedure to determine the gaseous and particulate
NOTE 1
emission levels of RIC engines for non-automotive use. Its purpose is to provide a map of an engine’s emission characteristics
which, through use of the proper weighting factors, can be used as an indication of that engine’s emission levels under various
applications. The emission results are expressed in units of grams per kilowatt hour and represent the mass rate of emissions
per unit of work accomplished.
Although this part of IS0 8178 is designed for non-automotive engines, it shares many principles with particulate
and gaseous emission measurements that have been in use for many years for on-road engines. One test pro-
cedure that shares many of these principles is the full dilution method currently specified for certification of 1985
1
---------------------- Page: 7 ----------------------
and later heavy duty truck engines in the USA. Another is the procedure for direct measurement of the gaseous
emissions in the undiluted exhaust gas, as currently specified for the certification of heavy duty truck engines in
Japan and Europe.
Many of the procedures described below are detailed accounts of faboratov methods, since determining an
emissions value requires performing a complex set of individual measurements, rather than obtaining a single
measured value. Thus, the results obtained depend as much on the process of performing the measurements as
they depend on the engine and test method.
Evaluating emissions from off-road engines is more complicated than the same task for on-road engines due to
the diversity of off-road applications. For example, on-road applications primarily consist of moving a load from one
point to another on a paved roadway. The constraints of the paved roadways maximum acceptable pavement
loads and maximum allowable grades of fuel, narrow the scope of on-road vehicle and engine sizes. Gff-road en-
gines and vehicles include a wider range of size, including the engines that power the equipment. Many of the
engines are large enough to preclude the application of test equipment and methods that were acceptable for
on-road purposes. In cases where the application of dynamometers is not possible the tests shall be made at site
or under appropriate conditions.
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this part
of ISG 8178. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to revision, and
parties to agreements based on this part of IS8 8178 are encouraged to investigate the possibility of applying the
most recent editions of the standards indicated below. i’vlembers of IEC and IS8 maintain registers of currently
valid International Standards.
ISO 3046-3: 1989, Reciprocating internal combustion engines - Performance - Part 3: Test measurements.
IS0 5167-I : 1991, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices - Part 7 ,* orifice plates,
nozzles and Venturi tubes inserted in circular cross-section conduits running full.
IS8 5725-2:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 2: Basic
method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method.
, Exhaust emission measurement - Part 2: Meas-
IS0 8178-2: -.I Reciprocating in ternal combustion engines -
urement of gaseous and particulate exhaust emissions at site.
IS0 8178-4: --I), Reciprocating in ternal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 4: Test
cycles for different engine applications.
-l) , Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 5: Test
IS0 8178-5:
fuels.
IS0 8178-6: .--I) , Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 6: Test
report.
SAE J 1151 :I 988, Methane measurement using gas chromatography.
SAE J 1936:1989, Chemical methods for the measurement of nonregulated diesel emissions.
1) To be published.
2
---------------------- Page: 8 ----------------------
0 IS0
IS0 8178=1:1996(E)
3 Definitions
For the purposes of this part of IS0 8178, the following definitions apply.
3.1 particulates: Any material collected on a specified filter medium after diluting exhaust gases with clean, fil-
tered air at a temperature of less than or equal to 325 K (52 “C), as measured at a point immediately upstream
of the primary filter; this is primarily carbon, condensed hydrocarbons and sulfates, and associated water.
NOTE 2 Particulates defined in this part of IS0 8178 are substantially different in composition and weight from particulates
or dust sampled directly from the undiluted exhaust gas using a hot filter method (e.g. IS0 9096). Particulates measurement
as described in this part of IS0 8178 is conclusively proven to be effective for fuel sulfur levels up to 0,8 %.
3.2 partial flow dilution method: The process of separating a part of the raw exhaust gases from the total
exhaust flow, then mixing with an appropriate amount of dilution air prior to passing through the particu ate sam-
pling filter (see 16.1 .I, figures 10 to 18).
3.3 full flow dilution method: The process of mixing dilution air with the total exhaust flow prior to s ?parating
a fraction of the diluted exhaust stream for analysis.
NOTE 3 It is common in many full-flow dilution systems to dilute this fraction of pre-diluted exhaust
gases a second time
to obtain lpriate sample temperatures 19).
at the particulate filter (see 16.1.2, figure
appro
3.4 isokinetic sampling: The process of controlling the flow of the exhaust sample by maintaining the mean
sample velocity at the probe equal to the exhaust stream mean velocity.
3.5 non-isokinetic sampling: The process of controlling the flow of the exhaust sample independent of the
exhaust stream velocity.
36 . multiple filter method: The process of using one pair of filters for each of the individual test cycle mode
s;
the modal weighting factors are accounted for after sampling during the data evaluation phase of the test
3.7 single filter method: The process of using one pair of filters for all test cycle modes. Modal weighting fac-
tors must be accounted for during the particulate sampling phase of the test cycle by adjusting sample flow rate
and/or sampling time.
NOTE 4 This method dictates that particular attention be given to sampling duration and flow rates.
3.8 specific emissions: Emissions expressed on the basis of brake power as defined in 3.9.
NOTE 5 For many engine types within the scope of this part of IS0 8178 the auxiliaries which will be fitted to the engine
in service are not known at the time of manufacture or certification.
When it is not appropriate to test the engine in the conditions as defined in annex B, e.g., if the engine and
transmission form a single integral unit, the engine can only be tested with other auxiliaries fitted. In this case the
dynamometer settings should be determined in accordance with 5.3 and 11.5. The auxiliary losses should not
exceed 5 % of the maximum observed power. Losses exceeding 5 % must be approved, prior to the test, by the
parties involved.
39 brake power: The observed power measured at the crankshaft or its equivalent, the engine being equipped
only with the standard auxiliaries necessary for its operation on the test bed (see 5.3 and annex B).
3.10 auxiliaries: The equipment and devices listed in annex B.
---------------------- Page: 9 ----------------------
IS0 8178=1:1996(E).
4 Symbols and abbreviations
4.1 Symbols and subscripts
Symbols
According
Term
Unit
to EEC SI’)
regulations
Cross sectional area of the isokinetic sampling probe
m2
AP
A,
Cross sectional area of the exhaust pipe m2
AT Ax
cone, C Background corrected concentration
corr ppm % (v/v)
coned Concentration of the dilution air
cdil ppm % (v/v)
cone, Concentration (with suffix of the component nominating)
Cx ppm % WA4
DF D Dilution factor
1
EAF E Excess air factor (kg dry air per kg fuel)
E Excess air factor (kg dry air per kg fuel) at reference conditions
EAFRef ref
Laboratory atmospheric factor
.a f . f a
F Fuel specific factor for the carbon balance calculation
FFCB
cb
Fuel specific factor for exhaust flow calculation on dry basis
FFD Fd
Fuel specific factor used for the calculations of wet concentrations from dry
FFH Fh
concentrations
Fuel specific factor for exhaust flow calculation on wet basis
1
FFW Fw
Intake air mass flow rate on dry basis
GAIRD qmad kg/h
Intake air mass flow rate on wet basis
4
GAIRW maw kg/h
G Dilution air mass flow rate on wet basis
DILW qmdw kg/h
Equivalent diluted exhaust gas mass flow rate on wet basis
GEDFW ‘?:dx kg/h
Exhaust gas mass flow rate on wet basis
9
GEXHW mxw kg/h
Fuel mass flow rate
GFUEL 4mf kg/h
Diluted exhaust gas mass flow rate on wet basis
GTOTW qmdx
kg/h
GAS, Gas emission (with subscript denoting compound)
kg/kWmh
eX
Absolute humidity of the intake air
Ha Ha
g/kg
Absolute humlidiity of the dilution air
Hd Hd
mil
H
Reference value of absolute humidityz)
HREF ref
s/kg
HTCRAT HC Hydrogen-to-carbon ratio
mol/mol
i i
Subscript denoting an individual mode
Humidity correction factor for NO, for diesel engines
KHDIES Khd
K Humidity correction factor for NO, for gasoline (petrol) engines
HPET
Khp
Humidity correction factor for particulates
1
KP
KP
K Dry to wet correction factor for the intake air
KWa wa
K Dry to wet correction factor for the dilution air
KWd wd
K Dry to wet correction factor for the diluted exhaust gas
KW, we
K K Dry to wet correction factor for the raw exhaust gas
Wr wr
---------------------- Page: 10 ----------------------
0 IS0
IS0 8178=1:1996(E)
Symbols
According
Term
Unit
to EEC SI’)
regulations
M Percent torque related to the maximum torque for the test engine speed
L
%
mass Emissions mass flow rate
qmPT
g/h
Particulate sample mass of the dilution air collected
Md md
w
Mass of the dilution air sample passed through the particulate sampling filters
MDIL mdil
kg
Particulate sample mass collected
Mf mf
w
M Mass of individual gas
GASi mgasi
kg
m Mass of the diluted exhaust sample passed through the particulate sampling filters
MSAM sam
kg
Saturation vapour pressure of the engine intake airs)
Pa Pa kPa
Total barometric pressure4)
PB Pb kPa
Saturation vapour pressure of the dilution air
pd kPa
Pd
Dry atmospheric pressure
kPa
PS Ps
P P Uncorrected brake power
kW
P Declared total power absorbed by auxiliaries fitted for the test and not required by
kW
‘AUX aux
annex B
Maximum measured or declared power at the test engine speed under test condi-
pm pm kW
tions (see 11.5)
PT Particulate emission
g/kW-h
ePT
Particle mass flow rate
pTmass qmPT
kg/h
Dilution ratio
1
4 rdil
r Ratio of cross sectional areas of isokinetic probe and exhaust pipe
1
ra
Relative humidity of the intake air
Ra Ra %
Relative humidity of the dilution air
Rd Rd %
FI D response factor
Rf rf 1
FID response factor for methanol
RfM rm 1
s s Dynamometer setting
kW
Absolute temperature of the intake air
K
Ta Ta
Absolute dewpoint temperature
K
TDd Td
T T
Absolute reference temperature (of combustion air: 298 K)
K
ref ref
Absolute temperature of the intercooled air
K
Tsc Tc
T Absolute intercooled air reference temperature
K
TSCRef cref
Intake air volume flow rate on dry basis
m3/h
‘AIRD %ad
Intake air volume flow rate on wet basis
m3/h
VAIRW QVaw
Volume of the dilution air sample passed through the particulate sampling filters
m3
vDIL vdil
Dilution air volume flow rate on wet basis
‘Dl LW %fdw m3/h
Equivalent diluted exhaust gas volume flow rate on wet basis
VEDFW 6dx m3/h
Exhaust gas volume flow rate on dry basis
VEXHD qVxd m3/h
Exhaust gas volume flow rate on wet basis
qVxwi m3/h
VEXHW
5
---------------------- Page: 11 ----------------------
Diluted exhaust gas volume flow rate on wet basis
Weighting factor
1) According to IS0 31 on Quantities and units.
2) IQ71 g/kg; for calculation of NO, and particulate humidity correction factors.
3) Correspond to psy or PSY (test ambient conditions) as defined in KS0 3046-I.
4) Corresponds to px or PX (site total pressure in ambient conditions); pv or PY (test total pressure in ambient conditions)
as defined in IS0 3046-I.
4.2 Symbols and abbreviations for the chemicalI corn
ACN Acetonitrile
Cl Carbon ‘l equivalent hydrocarbon
CH Methane
4
Ethane
w,
Propane
C3H8
CH,OH Methanol
co Carbon monoxide
co Carbon dioxide
2
DNPH Dinitrophenyl hydrazine
DOP Dioctyl phthalate
HC Hydrocarbons
HCHO Formaldehyde
Water
H,O
NH Ammonia
3
Non-methane hydrocarbons
NMHC
NO Nitric oxide
NO Nitrogen dioxide
2
NO Oxides of nitrogen
X
Dinitrogen oxide
N,O
0 Oxygen
2
RME Rapeseed oil methylester
so Sulfur dioxide
2
so Sulfur trioxide
3
6
---------------------- Page: 12 ----------------------
IS0 8178=1:1996(E)
0 IS0
4.3 Abbreviations
CFV Critical flow venturi
CLD Chemiluminescent detector
cvs Constant volume sampling
Electrochemical sensor
ECS
Flame ionization detector
FID
Fourier transform infrared analyser
FTIR
GC Gas chromatograph
HCLD Heated chemiluminescent detector
HFID Heated flame ionization detector
High pressure liquid chromatograph
HPLC
Non-dispersive infrared analyser
NDIR
NMC Non-methane cutter
PDP Positive displacement pump
PMD Paramagnetic detector
PT Particulates
Ultraviolet detector
UVD
Zirconium dioxide sensor
ZRDO
5 Test conditions
5.1 General requirements
All volumes and volumetric flow rates shall be related to 273 K (0” C) and 101,3 kPa.
5.2 Engine test conditions
5.2.1 Test condition parameter
The absolute temperature Ta of the engine intake air expressed in Kelvin, and the dry atmospheric pressure pS,
expressed in kPa, shall be measured, and the parameter fa shall be determined according to the following pro-
visions:
Naturally aspirated and mechanically pressure charged compression ignition engines:
. . .
(1)
Ll= (z) x (&)“‘7
Turbocharged compression ignition engines with or without cooling of the intake air:
99
),I7 x ( g5
. . .
(2)
a=
Ps
f (
egis lation from ECE, EEC and EPA.
Formulae (1) and (2) are identical with the exhaust emission
For naturally aspirated and pressure charged spark ignition engines the parameter aa shall be determined according
to the following:
aa = (z)“’ x (&)o’6 . . .
m
---------------------- Page: 13 ----------------------
IS0 8178=1:1996(E)
and shall be between 0,93 and 1,07.
5.2.2 Test validity
For a test to be recognized as valid, the parameter& should be such that
. . .
0,98< f,< I,02
(3)
If, for evident technical reasons, it is not possible to comply with this requirement, fa shall be between 0,93 and
1,07. In this case the particulate emission, PT, shall be corrected according to 14.1.2; fa correction of the gaseous
emissions shall not be applied.
5.2.3 Engines with charge air cooling
The temperature of the cooling medium and the temperature of the charge air shall be recorded.
The cooling system shall be set with the engine operating at the reference speed and load. The charge air tem-
perature and cooler pressure drop shall be set to within + 4 K and + 2 kPa respectively, of the manufacturer’s
- -
specification.
5.3 Power
The basis of specific emissions measurement is uncorrected brake power.
Certain auxiliaries necessary only for the operation of the machine and which may be mounted on the engine
should be removed for the test. The following incomplete list is given as an example:
- air compressor for brakes;
- power steering compressor;
- air conditioning compressor;
- pumps for hydraulic actuators.
For further details see 3.8 and annex B.
Where auxiliaries have not been removed, the power absorbed by them at
...
ISO
NORME
8178-l
INTERNATIONALE
Première édition
1996-08-15
Moteurs alternatifs à combustion
interne - Mesurage des émissions de gaz
d’échappement -
Partie 1:
Mesurage des émissi’ons de gaz et de
particules au banc d’essai
Reciprocating interna1 combustion engines - Exhaust emission
measuremen t -
Part 7: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust
emissions
Numéro de référence
ISO 8178-I : 1996(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 8178-1:1996(F)
Sommaire
Page
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*.
1 Domaine d’application
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 Références normatives
3
3 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 Symboles et abréviations
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
4.1 Symboles et indices
. . . . . . 6
4.2 Symboles et abréviations pour les composés chimiques
. . . . . . . .*. 7
4.3 Abréviations
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5 Conditions d’essai
7
5.1 Prescriptions générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Conditions d’essai des moteurs
8
5.3 Puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5.4 Système d’admission d’air du moteur
8
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5 Système d’échappement du moteur
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.6 Système de refroidissement
9
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.7 Huile de lubrification
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
6 Carburants d’essai
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
7 Équipement de mesure et données à mesurer
7.1 Spécifications du dynamomètre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
7.2 Débit des gaz d’échappement
11
7.3 Exactitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II
7.4 Détermination des composants gazeux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
7.5 Détermination des particules
18
8 Étalonnage des instruments analytiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
8.1 Introduction
0 60 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Version française tirée en 1997
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
0 ISO ISO 8178-1:1996(F)
18
..................................................................
8.2 Gaz d’étalonnage
8.3 Mode opératoire des analyseurs et du système
19
..................................................................
d’échantillonnage
........................................................................ 19
8.4 Essai de fuite
19
...................................................................
8.5 Mode opératoire
21
..................................................
8.6 Vérification de l’étalonnage
..................... 21
8.7 Essai de rendement du convertisseur de NO,
............ 23
8.8 Réglage du détecteur à ionisation de flamme (FI Dl
8.9 Effets des interférences avec les analyseurs de CO, CO,,
........................ 24
NO, et 0, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...................................................... 26
8.10 Intervalles d’étalonnage
................ 26
9 Étalonnage du système de mesure des particules
26
............................................................................
9.1 Généralités
26
...............................................................
9.2 Mesurage du débit
............................................ 27
9.3 Contrôle du rapport de dilution
.............................. 27
9.4 Contrôle des conditions de débit partiel
............................ 27
9.5 Intervalles d’étalonnage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.................... 27
10 Conditions de fonctionnement (cycles d’essai)
27
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11 Mode opératoire d’essai
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
11.1 Préparation des filtres d’étalonnage
............................. 27
11.2 Installation de l’équipement de mesure
.............. 27
11.3 Démarrage du système de dilution et du moteur
27
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11.4 Réglage du rapport de dilution
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
11.5 Détermination des points d’essai
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
11.6 Contrôle des analyseurs
28
11.7 Cycles d’essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
11.8 Nouveau contrôle des analyseurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
11.9 Rapport d’essai
12 Évaluation des données relatives aux émissions gazeuses et de
29
particules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
12.1 Émissions gazeuses .
12.2 Émissions de particules . 30
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
13 Calcul des émissions gazeuses
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
0 ISO
ISO 8178-1:1996(F)
................. 30
13.1 Détermination du débit de gaz d’échappement
13.2 Correction sec/humide . 30
13.3 Correction du NO, en fonction de l’humidité et de la
température . 32
13.4 Calcul des débits-masses des émissions . 33
............................... ........................... 34
13.5 Calcul des émissions
....................................... 34
14 Calcul des émissions de particules
14.1 Facteur de correction pour les particules . 34
.................................... 35
14.2 Système de dilution à débit partiel
14.3 Système de dilution à débit complet . 38
................................. 38
14.4 Calcul du débit-masse des particules
14.5 Calcul des émissions spécifiques . 39
.......................................... 40
14.6 Facteur de pondération effectif
...............................
15 Détermination des émissions gazeuses 40
15.1 Composants principaux des gaz d’échappement (CO,
............................................... ........................ 40
CO2, HC, NO,, 02)
......................................................
15.2 Analyse de l’ammoniac 46
15.3 Ana lyse du méthane . . 48
15.4 Ana lyse du méthanol . 51
15.5 Ana lyse du formaldéhyde . 52
16 Détermination des particules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
16.1 Système de dilution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
16.2 Système d’échantillonnage des particules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Annexes
A Calcul du débit-masse des gaz d’échappement et/ou de la
consommation d’air comburant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
B Équipements et auxiliaires devant être installés pour déterminer la
puissance du moteur (voir également 5.3 et 1 1 .5) . . . . . . . . . . . . . . . 88
C Calcul du rendement et corrections pour la méthode de mesure par
séparateur de méthane (voir 7.4.3.5 et 13.4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
D Formules de calcul de U, V, w de 13.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
. . . . . . . . . . 92
D.1 Pour les gaz parfaits à 273,15 K (0 “C) et 101,3 kPa
D.2 Pour les gaz réels à 0 “C et 101,3 kPa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
Q ISO
ISO 8178-1:1996(F)
0.3 Formules générales pour le calcul des concentrations à la
température T et à la pression p . 92
E Calcul thermique (tube de transfert) . 94
E.l Exemple de chauffage du tube de transfert . 94
E.2 Calcul du transfert de chaleur .
95
F Bibliographie .
98
---------------------- Page: 5 ----------------------
0 ISO
ISO 8178-1:1996(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 8178-1 a été élaborée par le comité techni-
que lSO/TC 70, Moteurs à combustion interne, sous-comité SC 8, Me-
surage des émissions de gaz d’échappement.
L’ISO 8178 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Moteurs alternatifs à combustion interne - Mesurage des émis-
sions de gaz d’échappement:
- Partie 7: Mesurage des émissions de gaz et de particules au banc
d’essai (Publiée actuellement en anglais seulement)
- Partie 2: Mesurage des émissions de gaz et de particules sur site
- Partie 3: Définitions et méthodes de mesure de la fumée des gaz
d’échappement dans des conditions stabilisées
- Partie 4: Cycles d’essai pour différentes applications des moteurs
- Partie 5: Carburants d’essai
- Partie 6: Rapport d’essai
- Partie 7: Détermina tien des familles de moteurs
- Partie 8: Détermination des groupes de moteurs
- Partie 9: Mesurage au banc de la fumée des gaz d’échappement
des moteurs diesels des engins de génie civil
Les annexes A, B, C et D font partie intégrante de la présente partie de
I’ISO 8178. Les annexes E et F sont données uniquement à titre d’infor-
mation.
VI
---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE 0 GO ISO 8178-1:1996(F)
Moteurs alternatifs à combustion interne - Mesurage
des émissions de gaz d’échappement -
Partie 1:
Mesurage des émissions de gaz et de particules au banc
d’essai
1 Domaine d’application
La présente partie de I’ISO 8178 prescrit les méthodes de mesure et d’évaluation au banc d’essai des émissions
de gaz et de particules des gaz d’échappement des moteurs alternatifs à combustion interne en régime perma-
nent, nécessaires pour déterminer une valeur pondérée pour chaque polluant des gaz d’échappement. Différentes
combinaisons de charge et de vitesse du moteur reflètent différentes applications du moteur (voir I’ISO 8178-4).
La présente partie de I’ISO 8178 est applicable aux moteurs alternatifs à combustion interne pour installations
mobiles, transportables ou fixes, à l’exclusion des moteurs de véhicules conçus originellement pour une utilisation
sur route. La présente partie de I’ISO 8178 peut être appliquée aux moteurs utilisés, par exemple, pour les engins
de terrassement, pour les groupes électrogènes et pour d’autres applications.
Dans des cas limités, le moteur peut être essayé au banc d’essai conformément à I’ISO 8178-2, qui est le docu-
ment traitant des essais sur site. Cela ne peut se produire qu’avec l’accord des parties concernées. II faut recon-
naître que les données obtenues dans ces conditions peuvent ne pas concorder complètement avec les données
précédentes ou ultérieures obtenues conformément à la présente partie de I’ISO 8178. Par conséquent, il est re-
commandé que cette option ne soit appliquée que pour les moteurs construits en quantités très limitées comme
les très gros moteurs marins ou les moteurs pour groupes électrogènes.
Pour les moteurs utilisés dans des machines couvertes par des exigences supplémentaires (par exemple les ré-
glementations relatives à l’hygiène et à la sécurité du travail ou celles relatives aux installations de production
d’énergie), des conditions d’essai supplémentaires et des méthodes d’évaluation spéciales peuvent s’appliquer.
Lorsqu’il n’est pas possible d’utiliser un banc d’essai, ou lorsque des informations relatives aux émissions réelles
du moteur en service sont requises, les méthodes d’essai sur site et d’étalonnage prescrites dans I’ISO 8178-2
sont appropriées.
La présente partie de I’ISO 8178 est prévue pour être utilisée comme méthode de mesure pour déterminer les ni-
NOTE 1
veaux d’émissions gazeuses et de particules des moteurs alternatifs à combustion interne pour toute utilisation autre que sur
les automobiles. Son but est de fournir un dossier des caractéristiques des émissions des moteurs qui, par l’application de
coefficients de pondération appropriés, peuvent être utilisées comme indication des niveaux d’émission des moteurs dans
différentes applications. Ces résultats d’émission sont exprimés en grammes par kilowatt heure et représentent le débit-masse
des émissions par unité de travail accompli.
Bien que la présente partie de I’ISO 8178 soit conçue pour les moteurs non destinés aux automobiles, elle partage
de nombreux principes avec les méthodes de mesure des émissions de gaz et de particules qui ont été utilisées
1
---------------------- Page: 7 ----------------------
0 ISO ’
ISO 81784:1996(F)
pendant de nombreuses années pour les moteurs des véhicules routiers. L’une des méthodes d’essai qui parta-
gent nombre de ces principes est la méthode de dilution complète, telle qu’elle est présentement spécifiée pour
l’homologation des moteurs de camions aux USA depuis 1985. Une autre est la méthode de mesure directe des
émissions gazeuses dans les gaz d’échappement non dilués, selon la spécification actuelle pour l’homologation
des moteurs de camions au Japon et en Europe.
Nombre des méthodes décrites ci-dessous sont les rapports détaillés de méthodes de laboratoire, puisque la dé-
termination d’une valeur des émissions nécessite l’exécution d’un ensemble complexe de mesurages individuels,
plutôt que l’obtention d’une unique valeur mesurée. Ainsi, les résultats obtenus dépendent aussi bien de I’exécu-
tion des mesurages que du moteur et de la méthode d’essai.
L’évaluation des émissions des moteurs pour applications non routières est plus compliquée que celle pour les
moteurs utilisés sur route, du fait de la diversité des applications. Par exemple, les applications routières consistent
essentiellement à déplacer une charge d’un point à un autre, sur une chaussée pavée. Les contraintes des
chaussées pavées, les charges maximales acceptables par le revêtement et les qualités maximales admissibles
du carburant réduisent l’étendue des applications des véhicules routiers et la taille des moteurs. Les moteurs et
véhicules non routiers comprennent une plage plus étendue de dimensions, comprenant les moteurs qui action-
nent l’équipement. De nombreux moteurs sont suffisamment gros pour empêcher l’application des méthodes et
l’utilisation de l’équipement d’essai acceptables pour les moteurs à utilisation routière. Dans les cas où l’utilisation
de dynamomètres n’est pas possible, les essais doivent être faits sur site ou dans des conditions appropriées.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente partie de I’ISO 8178. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente
partie de I’ISO 8178 sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
ISO 3046-I : 1995, Moteurs alternatifs à combustion interne - Performances - Partie 7: Conditions normales de
référence, déclaration de la puissance et de la consommation de carburant et d’huile de lubrification, méthodes
d’essai.
ISO 3046-3:1989, Moteurs alternatifs à combustion interne - Performances - Partie 3: Mesures pour les
essais.
ISO 5167-I :1991, Mesure de débit des fluides au moyen d’appareils déprimogènes - Partie 1: Diaphragmes,
tuyères et tubes de Venturi insérés dans des conduites en charge de section circulaire.
ISO 5725-2:1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 2: Méthode de
base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d’une méthode de mesure normalisée.
ISO 8178-2: 1996, Moteurs alternatifs à combustion interne
- Mesurage des émissions de gaz d’échappement
- Partie 2: Mesurage des émissions de gaz et de particules sur site.
I SO 8 178-4: 1996, Moteurs alterna tifs à combustion in terne
- Mesurage des émissions de gaz d’échappement
- Partie 4: Cycles d’essai pour différentes applications des moteurs.
ISO 8178-5:- l) , Moteurs alternatifs à combustion interne - Mesurage des émissions de gaz d‘échappement -
Partie 5: Carburants d’essai.
ISO 8178-6:- l) , Moteurs alterna tifs à combustion in terne - Mesurage des émissions de gaz d’échappement -
Partie 6: Rapport d’essai.
SAE Jll51 :1988, Methane measurement using gas chromatography.
1) À publier.
2
---------------------- Page: 8 ----------------------
0 ISO ISO 8178=1:1996(F)
SAE J 1936: 1989, Chemical methods for the measurement of non regulated diesel emissions.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 8178, les définitions suivantes s’appliquent.
3.1 particules: Toute matière collectée sur un milieu filtrant spécifié après dilution des gaz d’échappement avec
un air filtré propre à une température inférieure ou égale à 325 K (52 “C), mesurée à un point immédiatement en
amont du filtre primaire (il s’agit essentiellement de carbone, d’hydrocarbures et de sulfates condensés, et d’eau
associée).
NOTE 2 Les particules définies dans la présente partie de I’ISO 8178 sont considérablement différentes, en composition et
en poids, des particules ou poussières prélevées directement sur des gaz d’échappement non dilués, en utilisant la méthode
du filtre chaud (voir par exemple I’ISO 9096). II est définitivement prouvé que le mesurage tel que décrit dans la présente partie
de I’ISO 8178 est efficace pour les carburants dont la teneur en soufre est inférieure ou égale à 0,8 %.
3.2 dilution à débit partiel: Procédé de séparation d’une partie des gaz d’échappement bruts de la totalité des
gaz d’échappement, puis de son mélange avec une quantité appropriée d’air de dilution en amont du filtre
d’échantillonnage (voir 16.1 .l et figures 10 à 18).
3.3 dilution à débit complet: Procédé de mélange de l’air de dilution avec la totalité des gaz d’échappement
avant la séparation d’une fraction des gaz d’échappement dilués pour analyse.
NOTE 3 II est habituel, dans de nombreux systèmes de dilution à débit complet, de diluer une seconde fois cette fraction
des gaz d’échappement prédilués, pour obtenir des températures d’échantillon appropriées au niveau du filtre de particules (voir
16.1.2 et figure 19).
3.4 échantillonnage isocinétique: Procédé de contrôle du débit de l’échantillon de gaz d’échappement, en
maintenant la vitesse moyenne de l’échantillon au niveau de la sonde égale à la vitesse moyenne d’écoulement
des gaz d’échappement.
3.5 échantillonnage non isocinétique: Procédé de contrôle du débit de l’échantillon de gaz d’échappement,
indépendant de la vitesse d’écoulement des gaz d’échappement.
3.6 méthode à filtres multiples: Procédé consistant à utiliser une paire de filtres pour chacun des modes du
cycle d’essai, les coefficients de pondération modaux des modes du cycle d’essai étant pris en compte après
échantillonnage, pendant la phase d’évaluation des données de l’essai.
3.7 méthode à filtre unique: Procédé consistant à utiliser une paire de filtres pour l’ensemble des modes du
cycle d’essai, les coefficients de pondération modaux étant pris en compte pendant la phase d’échantillonnage
des particules du cycle d’essai, par réglage du débit et/ou de la durée d’échantillonnage.
NOTE 4 Cette méthode impose une attention particulière sur la durée d’échantillonnage et sur les débits.
38 . émissions spécifiques: Émissions exprimées sur la base de la puissance au frein telle que définie en 3.9.
NOTE 5 Pour de nombreux types de moteurs du domaine d’application de la présente partie de I’ISO 8178, les auxiliaires
qui seront montés sur le moteur en service ne sont pas connus au moment de la fabrication ou de la certification.
Quand il n’est pas approprié d’essayer le moteur dans les conditions définies dans l’annexe B (par exemple si le moteur et la
transmission constituent un ensemble complet), le moteur peut seulement être essayé équipé d’autres auxiliaires. Dans ce cas,
il convient de déterminer les réglages du dynamomètre conformément à 5.3 et à 11.5 et que les pertes dues aux auxiliaires
ne dépassent pas 5 % de la puissance maximale observée. Les pertes dépassant 5 % doivent être approuvées par les parties
concernées avant l’essai.
3.9 puissance au frein: Puissance mesurée au vilebrequin ou son équivalent, le moteur étant équipé seulement
des auxiliaires de série nécessaires pour son fonctionnement sur le banc d’essai. (Voir 5.3 et l’annexe B).
3.10 auxiliaires: Équipements et dispositifs dont la liste est donnée dans l’annexe B.
---------------------- Page: 9 ----------------------
0 ISO ’
ISO 81784:1996(F)
4 Symboles et abréviations
4.1 Symboles et indices
Symboles
Conformément
Définition Unité
aux
SI’)
règlements
CEE-ONU
Aire de la section transversale de la sonde d’échantillonnage isocinétique
m*
AP
AP
Aire de la section transversale de la tubulure d’échappement
m*
AT 4
Concentration corrigée du bruit de fond
conc, C
ppm % 0
cor-t-
Concentration de l’air de dilution
concd
ppm, 5% WM
cdil
Concentration (avec suffixe de dénomination du composant)
conc,
ppm, % 0
Cx
DF D Facteur de dilution 1
Facteur d’excès d’air (en kilogrammes dl’air sec par kilogramme de carburant)
EAF E
Wkg
Facteur d’excès d’air (en kilogrammes d’air sec par kilogramme de carburant)
E
Wkg
EAFRef ref
dans les conditions de référence
.
Facteur atmosphérique du laboratoire
1
f . f a
. a
F Facteur spécifique du carburant pour le calcul du bilan carbone 1
FFCB cb
Facteur spécifique du carburant pour le calcul de débit des gaz d’échappement
1
Fd
FFD
secs
Facteur spécifique du carburant pour le calcul des concentrations en gaz humides 1
FFH Fh
à partir des concentrations en gaz secs
Facteur spécifique du carburant pour le calcul du débit des gaz d’échappement
1
Fw
FF,
humides
Débit-masse de l’air d’admission sec
GAIRD qmad km
Débit-masse de l’air d’admission humide
GAIRW 4 maw kglh
G Débit-masse de l’air de dilution humide
DILW qmdw kglh
Débit-masse équivalent des gaz d’échappement dilués humides
GEDFW q:dx kglh
Débit-masse des gaz d’échappement humides
GEXHW 4 mxw kglh
Débit-masse du carburant
GFUEL 4mf kglh
Débit-masse des gaz d’échappement dilués humides
GTOTW qmdx
kglh
GAZ, Émissions de gaz (avec suffixe de dénomination du composant)
kg/kWh
ex
Humidité absolue de l’air d’admission
Ha Ha
g/kg
Humidité absolue de l’air de dilution
Hd Hd
g/kg
H Valeur de référence de l’humidité absolue*)
HREF ref
ml
HTCRAT HC Rapport hydrogène/carbone
mol/mol
i i
Indice indiquant un mode particulier
1
Facteur de correction d’humidité pour le NO, pour les moteurs diesels
Khd 1
KHDIES
K
Facteur de correction d’humidité pour le NO, pour les moteurs à essence
1
HPET
KhP
Facteur de correction d’humidité pour les particules 1
KP
KP
K
Facteur de correction de l’état sec à l’état humide pour l’air d’admission
wa 1
KWa
K
Facteur de correction de l’état sec à l’état humide pour l’air de dilution
1
KWd wd
---------------------- Page: 10 ----------------------
0 ISO
ISO 8178=1:1996(F)
Symboles
Conformément
Définition Unité
aux
SI’)
règlements
CEE-ONU
Facteur de correction de l’état sec a l’état humide pour les gaz d’échappement
K 1
KWe we
dilués
K K Facteur de correction de l’état sec a l’état humide pour les gaz d’échappement
1
Wf wr
bruts
Valeur du couple exprimée en pourcentage du couple maximal pour la vitesse
L M %
moteur d’essai
mass Débit-masse des émissions
%nPT
glh
Masse des échantillons de particules de l’air de dilution collecté
Md md mg
Masse de l’échantillon d’air de dilution passant à travers les filtres d’échantillon-
MDlL mdil
kg
nage des particules
Masse de l’échantillon de particules collectées
Mf mf mg
Masse d’un gaz particulier
MGAZi mgazi
kg
m Masse de l’échantillon des gaz d’échappement dilués passant a travers les filtres
MSAM sam kg
d’échantillonage des particules
Pression de vapeur saturante de l’air d’admission du moteurs)
kPa
Pa Pa
Pression atmosphérique totale”)
kPa
PB
Pb
Pression de vapeur saturante de l’air de dilution
kPa
Pd Pd
Pression atmosphérique de l’air sec
kPa
PS PS
P
P Puissance au frein non corrigée kW
Puissance totale déclarée absorbée par les auxiliaires montés pour l’essai et non
P kW
pAUX aux
prescrits dans l’annexe B
Puissance maximale mesurée ou déclarée à la vitesse d’essai du moteur dans les
kW
pm pm
conditions d’essai (voir II .5)
PT Émissions de particules
g/kW=h
ePT
Débit-masse des émissions de particules
pTmass %nPT kglh
Rapport de dilution
1
4 rdil
Y Rapport des aires des sections transversales de la sonde isocinétique et de la
1
ra
tubulure d’échappement
Humidité relative de l’air d’admission
%
Ra Ra
0
Humidité relative de l’air de dilution
/ 0
Rd Rd
Coefficient de réponse du détecteur à ionisation de flamme
1
Rf rf
Coefficient de réponse du détecteur à ionisation de flamme pour le méthanol
1
RfM rm
s s Réglage du dynamomètre
kW
Température absolue de l’air d’admission
K
T, Ta
Température absolue du point de rosée
K
TDd Td
T T Température absolue de référence (air de combustion: 298 K)
K
ref. ref
Température absolue de l’air refroidi
K
Tsc Tc
T Température absolue de référence de l’air refroidi
K
TSCRef cref
Débit-volume de l’air d’admission sec
m3/h
VAIRD %fad
Débit-volume de l’air d’admission humide
m3/h
VAIRW 4Vaw
5
---------------------- Page: 11 ----------------------
l
0 ISO
ISO 8178=1:1996(F)
Symboles
Conformément
Définition Unité
aux
SI’)
règlements
CEE-ONU
V Volume de l’échantillon d’air de dilution pa
...
NORME IS0
I N T E R NAT I O NA L E 8178-1
Premiere édition
1996-08-1 5
Moteurs alternatifs à combustion
interne - Mesurage des émissions de gaz
d'échappement -
Partie 1:
Mesurage des émissions de gaz et de
particules au banc d'essai
Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission
measurement -
Part I: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust
emissions
Numéro de référence
IS0 81 78-1 11 996(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 8178-1:1996(F)
Sommaire
Page
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 2
3 Définitions . 3
4 Svmboles et abréviations . 4
4.1 Symboles et indices . 4
4.2 Symboles et abréviations pour les composés chimiques . 6
4.3 Abréviations . 7
5 Conditions d'essai . 7
Prescriptions générales . 7
5.1
5.2 Conditions d'essai des moteurs . 7
5.3 Puissance . 8
5.4 Système d'admission d'air du moteur . 8
5.5 Système d'échappement du moteur . 8
5.6 Svstème de refroidissement . 9
5.7 Huile de lubrification . 9
6 Carburants d'essai . 9
7 Équipement de mesure et données à mesurer . 9
7.1 Spécifications du dynamomètre . 10
7.2 Débit des gaz d'échappement . 10
7.3 Exactitude . 11
7.4 Détermination des composants gazeux . 11
7.5 Détermination des particules . 15
8 Étalonnage des instruments analytiques . 18
8.1 Introduction . 18
O IS0 1996
Droits de reproduction réservés . Sauf prescription différente. aucune partie de cette publi-
cation ne peut etre reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé. électronique ou mécanique. y compris la photocopie et les microfilms. sans l'accord
écrit de I'éditeur .
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 CH-1 21 1 Genève 20 Suisse
Version française tirée en 1997
ImDrimé en Suisse
II
---------------------- Page: 2 ----------------------
0 IS0 IS0 8178-1:1996(F)
18
8.2 Gaz d'étalonnage .
8.3 Mode opératoire des analyseurs et du système
d'échantillonnage . 19
8.4 Essai de fuite . 19
8.5 Mode opératoire . 19
8.6 Vérification de I'étalonnage . 21
8.7 Essai de rendement du convertisseur de NO, .
21
8.8 Réglage du détecteur à ionisation de flamme (FID) . 23
8.9 Effets des interférences avec les analyseurs de CO. CO,.
NO, et O, . 24
...................................................... 26
8.1 O I n terva I les d 'éta Ion nage
26
9 Étalonnage du système de mesure des particules .
9.1 Généralités . 26
9.2 Mesurage du débit . 26
9.3 Contrôle du rapport de dilution . 27
9.4 Contrôle des conditions de débit partiel . 27
9.5 Intervalles d'étalonnage . 27
10 Conditions de fonctionnement (cycles d'essai) . 27
11 Mode opératoire d'essai . 27
11.1 Préparation des filtres d'étalonnage . 27
11.2 Installation de I'équipement de mesure . 27
11.3 Démarrage du système de dilution et du moteur . 27
11.4 Réglage du rapport de dilution . 27
11.5 Détermination des points d'essai . 28
11.6 Contrôle des analyseurs . 28
11.7 Cycles d'essai . 28
11.8 Nouveau contrôle des analyseurs . 29
11.9 Rapport d'essai . 29
12 Évaluation des données relatives aux émissions gazeuses et de
particules . 29
12.1 Émissions gazeuses . 29
12.2 Émissions de particules . 30
13 Calcul des émissions gazeuses . 30
...
111
---------------------- Page: 3 ----------------------
0 IS0
IS0 8178-1 : 1996(F)
13.1 Détermination du débit de gaz d'échappement . 30
13.2 Correction seclhumide . 30
13.3 Correction du NO. en fonction de l'humidité et de la
température . 32
13.4 Calcul des débits-masses des émissions . 33
13.5 Calcul des émissions . 34
14 Calcul des émissions de Darticules . 34
14.1 Facteur de correction pour les particules . 34
14.2 Système de dilution à débit partiel . 35
14.3 Système de dilution à débit complet . 38
14.4 Calcul du débit-masse des particules . 38
14.5 Calcul des émissions spécifiques . 39
14.6 Facteur de pondération effectif . 40
15 Détermination des émissions gazeuses . 40
15.1 Composants principaux des gaz d'échappement (CO.
CO2. HC. NO,. 02) . 40
15.2 Analyse de l'ammoniac . 46
15.3 Analyse du méthane . 48
15.4 Analyse du méthanol . 51
15.5 Analyse du formaldehyde . 52
16 Détermination des particules . 55
16.1 Système de dilution . 55
16.2 Système d'échantillonnage des particules . 72
Annexes
Calcul du débit-masse des gaz d'échappement et/ou de la
A
consommation d'air comburant . 76
B Équipements et auxiliaires devant être installés pour déterminer la
puissance du moteur (voir également 5.3 et 11.5) . 88
Calcul du rendement et corrections pour la méthode de mesure par
C
séparateur de méthane (voir 7.4.3.5 et 13.4) . 91
D Formules de calcul de U. v. w de 13.4 . 92
Pour les gaz parfaits a 273. 15 K (O OC) et 101. 3 kPa . 92
D.l
D.2 Pour les gaz réels à O "C et 101. 3 kPa . 92
IV
---------------------- Page: 4 ----------------------
0 IS0 IS0 8178-1:1996(F)
D.3 Formules générales pour le calcul des concentrations à la
température T et à la pression p . 92
E Calcul thermique (tube de transfert) . 94
E.l Exemple de chauffage du tube de transfert . 94
E.2 Calcul du transfert de chaleur . 95
F Bibliographie . 98
V
---------------------- Page: 5 ----------------------
0 IS0
IS0 8178-1 : 1996( F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I'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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I'ISO participent également aux travaux. L'ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l'approbation de 75 YO au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale IS0 8178-1 a été élaborée par le comité techni-
que ISO/lC 70, Moteurs à combustion interne, sous-comité SC 8, Me-
surage des émissions de gaz d'échappement.
L'ISO 8178 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Moteurs alternatifs à combustion interne - Mesurage des émis-
sions de gaz d'échappement:
- Partie I: Mesurage des émissions de gaz et de particules au banc
d'essai (Publiée actuellement en anglais seulement)
- Partie 2: Mesurage des émissions de gaz et de particules sur site
- Partie 3: Définitions et méthodes de mesure de la fumée des gaz
d'échappement dans des conditions stabilisées
- Partie 4: Cycles d'essai pour différentes applications des moteurs
- Partie 5: Carburants d'essai
- Partie 6: Rapport d'essai
- Partie 7: Détermination des familles de moteurs
- Partie 8: Détermination des groupes de moteurs
- Partie 9: Mesurage au banc de la fumée des gaz d'échappement
des moteurs diesels des engins de génie civil
Les annexes A, B, C et D font partie intégrante de la présente partie de
I'ISO 8178. Les annexes E et F sont données uniquement à titre d'infor-
mation.
vi
---------------------- Page: 6 ----------------------
IS0 8178-1:1996(F)
NORME INTERNATIONALE 0 IS0
Moteurs alternatifs à combustion interne - Mesurage
des émissions de gaz d'échappement -
Partie 1:
Mesurage des émissions de gaz et de particules au banc
d'essai
1 Domaine d'application
La présente partie de I'ISO 8178 prescrit les méthodes de mesure et d'évaluation au banc d'essai des émissions
de gaz et de particules des gaz d'échappement des moteurs alternatifs à combustion interne en régime perma-
nent, nécessaires pour déterminer une valeur pondérée pour chaque polluant des gaz d'échappement. Différentes
combinaisons de charge et de vitesse du moteur reflètent différentes applications du moteur (voir I'ISO 8178-4).
La présente partie de I'ISO 8178 est applicable aux moteurs alternatifs à combustion interne pour installations
mobiles, transportables ou fixes, à l'exclusion des moteurs de véhicules conçus originellement pour une utilisation
sur route. La présente partie de I'ISO 8178 peut &re appliquée aux moteurs utilisés, par exemple, pour les engins
de terrassement, pour les groupes électrogènes et pour d'autres applications.
Dans des cas limités, le moteur peut &re essayé au banc d'essai conformément à I'ISO 8178-2, qui est le docu-
ment traitant des essais sur site. Cela ne peut se produire qu'avec l'accord des parties concernées. II faut recon-
naître que les données obtenues dans ces conditions peuvent ne pas concorder complètement avec les données
précédentes ou ultérieures obtenues conformément à la présente partie de I'ISO 8178. Par conséquent, il est re-
commandé que cette option ne soit appliquée que pour les moteurs construits en quantités très limitées comme
les très gros moteurs marins ou les moteurs pour groupes électrogènes.
Pour les moteurs utilisés dans des machines couvertes par des exigences supplémentaires (par exemple les ré-
glementations relatives à l'hygiène et à la sécurité du travail ou celles relatives aux installations de production
d'énergie), des conditions d'essai supplémentaires et des méthodes d'évaluation spéciales peuvent s'appliquer.
Lorsqu'il n'est pas possible d'utiliser un banc d'essai, ou lorsque des informations relatives aux émissions réelles
du moteur en service sont requises, les méthodes d'essai sur site et d'étalonnage prescrites dans I'ISO 8178-2
sont appropriées.
NOTE 1 La présente partie de I'ISO 81 78 est prévue pour être utilisée comme méthode de mesure pour déterminer les ni-
veaux d'émissions gazeuses et de particules des moteurs alternatifs à combustion interne pour toute utilisation autre que sur
les automobiles. Son but est de fournir un dossier des caractéristiques des émissions des moteurs qui, par l'application de
coefficients de pondération appropriés, peuvent être utilisées comme indication des niveaux d'émission des moteurs dans
différentes applications. Ces résultats d'émission sont exprimés en grammes par kilowatt heure et représentent le débit-masse
des émissions par unité de travail accompli.
Bien que la présente partie de I'ISO 81 78 soit conçue pour les moteurs non destinés aux automobiles, elle partage
de nombreux principes avec les méthodes de mesure des émissions de gaz et de particules qui ont été utilisées
1
---------------------- Page: 7 ----------------------
IS0 8178-1:1996(F) 0 IS0
pendant de nombreuses années pour les moteurs des véhicules routiers. L'une des méthodes d'essai qui parta-
gent nombre de ces principes est la méthode de dilution complète, telle qu'elle est présentement spécifiée pour
l'homologation des moteurs de camions aux USA depuis 1985. Une autre est la méthode de mesure directe des
émissions gazeuses dans les gaz d'échappement non dilués, selon la spécification actuelle pour l'homologation
des moteurs de camions au Japon et en Europe.
Nombre des méthodes décrites ci-dessous sont les rapports détaillés de méthodes de laboratoire, puisque la dé-
termination d'une valeur des émissions nécessite l'exécution d'un ensemble complexe de mesurages individuels,
plut& que l'obtention d'une unique valeur mesurée. Ainsi, les résultats obtenus dépendent aussi bien de I'exécu-
tion des mesurages que du moteur et de la méthode d'essai.
L'évaluation des émissions des moteurs pour applications non routières est plus compliquée que celle pour les
moteurs utilisés sur route, du fait de la diversité des applications. Par exemple, les applications routières cons!stent
essentiellement à déplacer une charge d'un point à un autre, sur une chaussée pavée. Les contraintes cies
chaussées pavées, les charges maximales acceptables par le revêtement et les qualités maximales admissibles
du carburant réduisent l'étendue des applications des véhicules routiers et la taille des moteurs. Les moteurs et
véhicules non routiers comprennent une plage plus étendue de dimensions, comprenant les moteurs qui action-
nent I'équipement. De nombreux moteurs sont suffisamment gros pour empêcher l'application des méthodes et
l'utilisation de I'équipement d'essai acceptables pour les moteurs à utilisation routière. Dans les cas où l'utilisation
de dynamomètres n'est pas possible, les essais doivent être faits sur site ou dans des conditions appropriées,
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente partie de I'ISO 8178. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la prksente
partie de I'lSO 81 78 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CE1 et de I'lSO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
IS0 3046-1 : 1995, Moteurs alternatifs à combustion interne - Performances - Partie I: Conditions normales de
référence, déclaration de la puissance et de la consommation de carburant et d'huile de lubrification, mbthodes
d'essai.
IS0 3046-3: 1989, Moteurs alternatifs à combustion interne - Performances - Partie 3: Mesures pour /es
essais.
IS0 5167-1 :1991, Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes - Partie I; Diaphragmes,
tuyères et tubes de Venturi insérés dans des conduites en charge de section circulaire.
IS0 5725-2: 1994, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure - Partie 2: Méthode de
base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d'une méthode de mesure normalisée.
IS0 81 78-2:1996, Moteurs alternatifs à combustion interne - Mesurage des émissions de gaz d'échappement
- Partie 2: Mesurage des émissions de gaz et de particules sur site.
IS0 81 78-4: 1996, Moteurs alternatifs à combustion interne - Mesurage des émissions de gaz d'échappement
- Partie 4: Cycles d'essai pour différentes applications des moteurs.
IS0 81 78-5:-'1, Moteurs alternatifs 9 combustion interne - Mesurage des émissions de gaz d'échappement -
Partie 5: Carburants d'essai.
IS0 81 78-6:--", Moteurs alternatifs à combustion interne - Mesurage des émissions de gaz d'échappement -
Partie 6: Rapport d'essai.
SAE JI 151 :I 988, Methane measurement using gas chromatography.
1) À publier.
2
---------------------- Page: 8 ----------------------
0 IS0 IS0 81 78-1 : 1996( F)
SAE J1936:I 989, Chemical methods for the measurement of non regulated diesel emissions.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de I'ISO 8178, les définitions suivantes s'appliquent.
3.1 particules: Toute rnatière collectée sur un milieu filtrant spécifié après dilution des gaz d'échappement avec
un air filtré propre à une température inférieure ou égale à 325 K (52 OC), mesurée à un point immédiatement en
arnont du filtre primaire (il s'agit essentiellement de carbone, d'hydrocarbures et de sulfates condensés, et d'eau
associée).
NOTE 2 Les particules définies dans la présente partie de I'ISO 8178 sont considérablement différentes, en composition et
en poids, des particules ou poussi6res prélevées directement sur des gaz d'échappement non dilués, en utilisant la méthode
du filtre chaud (voir par exemple I'ISO 9096). II est définitivement prouvé que le mesurage tel que décrit dans la présente partie
de I'ISO 81 78 est efficace pour les carburants dont la teneur en soufre est inférieure ou égale à 0,8 %.
3.2 dilution à débit partiel: Procédé de séparation d'une partie des gaz d'échappement bruts de la totalité des
gaz d'échappement, puis de son mélange avec une quantité appropriée d'air de dilution en amont du filtre
d'échantillonnage (voir 16.1.1 et figures 10 à 18).
3.3 dilution à débit complet: Procédé de mélange de l'air de dilution avec la'totalité des gaz d'échappement
avant la séparation d'une fraction des gaz d'échappement dilués pour analyse.
NOTE 3 Il est habituel, dans de nombreux systèmes de dilution à débit complet, de diluer une seconde fois cette fraction
des gaz d'échappement prédilués, pour obtenir des températures d'échantillon appropriées au niveau du filtre de particules (voir
16.1.2 et figure19).
3.4 échantillonnage isocinétique: Procédé de contrôle du débit de I'échantillon de gaz d'échappement, en
maintenant la vitesse moyenne de l'échantillon au niveau de la sonde égale à la vitesse moyenne d'écoulement
des gaz d'échappement.
3.5 échantillonnage non isocinétique: Procédé de contrôle du débit de I'échantillon de gaz d'échappement,
indépendant de la vitesse d'écoulement des gaz d'échappement.
3.6 méthode à filtres multiples: Procédé consistant à utiliser une paire de filtres pour chacun des modes du
cycle d'essai, les coefficients de pondération modaux des modes du cycle d'essai étant pris en compte après
échantillonnage, pendant la phase d'évaluation des données de l'essai.
3.7 méthode à filtre unique: Procédé consistant à utiliser une paire de filtres pour l'ensemble des modes du
cycle d'essai, les coefficients de pondération modaux étant pris en compte pendant la phase d'échantillonnage
des particules du cycle d'essai, par réglage du débit et/ou de la durée d'échantillonnage.
NOTE 4 Cette méthode impose une attention particulière sur la durée d'échantillonnage et sur les débits
3.8 émissions spécifiques: Émissions exprimées sur la base de la puissance au frein telle que définie en 3.9.
NOTE 5 Pour de nombreux types de moteurs du domaine d'application de la présente partie de I'ISO 8178, les auxiliaires
qui seront montés sur le moteur en service ne sont pas connus au moment de la fabrication ou de la certification.
Quand il n'est pas approprié d'essayer le moteur dans les conditions définies dans l'annexe B (par exemple si le moteur et la
transmission constituent un ensemble complet), le moteur peut seulement être essayé équipé d'autres auxiliaires. Dans ce cas,
il convient de déterminer les réglages du dynamomètre conformement à 5.3 et à 11.5 et que les pertes dues aux auxiliaires
ne dépassent pas 5 % de la puissance maximale observée. Les pertes dépassant 5 % doivent être approuvées par les parties
concernées avant l'essai.
3.9 puissance au frein: Puissance mesurée au vilebrequin ou son équivalent, le moteur étant équipé seulement
des auxiliaires de série nécessaires pour son fonctionnement sur le banc d'essai. (Voir 5.3 et l'annexe B).
3.10 auxiliaires: Équipements et dispositifs dont la liste est donnée dans l'annexe B.
3
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4 Symboles et abréviations
4.1 Symboles et indices
Symboles
Conformément
Définition Unité
aux
SI')
règlements
CE E-ON U
Aire de la section transversale de la sonde d'échantillonnage isocinétique
AP
A,
Aire de la section transversale de la tubulure d'échappement
AT AX
concc Concentration corrigée du bruit de fond
Ccorr
concd Concentration de l'air de dilution
cdil
conc, Concentration (avec suffixe de dénomination du composant)
CX
DF D Facteur de dilution
EAF E Facteur d'excès d'air (en kilogrammes d'air sec par kilogramme de carburant)
Facteur d'excès d'air (en kilogrammes d'air sec par kilogramme de'carburanti
EAFRef Eref
dans les conditions de référence
Facteur atmosphérique du laboratoire
fa .fa
Facteur spécifique du carburant pour le calcul du bilan carbone
FFCB Fcb
Facteur spécifique du carburant pour le calcul de débit des gaz d'échappement
FF D Fd
secs
1
Facteur spécifique du carburant pour le calcul des concentrations en gaz humides
FF H Fh
à partir des concentrations en gaz secs
1
Facteur spécifique du carburant pour le calcul du débit des gaz d'échappement
FFW FW
humides
Débit-masse de l'air d'admission sec
GAIRD qmad
Débit-masse de l'air d'admission humide
GAIRW qmaw
Débit-masse de l'air de dilution humide
qmdw
GDILW
*
Débit-masse équivalent des gaz d'échappement dilués humides
qmdx
GEDFW
Débit-masse des gaz d'échappement humides
9mxw
GEXHW
Débit-masse du carburant
4mf
GFUEL
Débit-masse des gaz d'échappement dilués humides
GTOTW qmdx
GA 2, Émissions de gaz (avec suffixe de dénomination du composant)
ex
Humidité absolue de l'air d'admission
Ha
Ha
Humidité absolue de l'air de dilution
Hd
Hd
Valeur de référence de l'humidité absoluen)
HREF Href
HTCRAT HC Rapport hydrogène/carbone
i i Indice indiquant un mode particulier
NO, pour les moteurs diesels
Facteur de correction d'humidité pour le
&DIES Khd
NO, pour les moteurs à essence
Facteur de correction d'humidité pour le
KHPET
Kh P
Facteur de correction d'humidité pour les particules
KP
KP
Facteur de correction de I'état sec à I'état humide pour l'air d'admission
Kwa Kwa
Facteur de correction de I'état sec à I'état humide pour l'air de dilution
KWd Kwd
4
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8 IS0
IS0 8 178- 1 : 1996( F)
~
Symboles
Conformément
Définition Unité
aux
SI')
règlements
CEE-ONU
-
Facteur de correction de I'état sec à I'état humide pour les gaz d'kchappement 1
be Kwe
dilués
Facteur de correction de I'état sec à I'état humide pour les gaz d'échappement
1
Kwr Kwr
bruts
L M Valeur du couple exprimée en pourcentage du couple maximal pour la vitesse %
moteur d'essai
Débit-masse des émissions
mass
9mPT
g/h
Masse des échantillons de particules de l'air de dilution collecté
Md md mg
Masse de I'échantillon d'air de dilution passant à travers les filtres d'échantillon-
mdil
MDIL kg
nage des particules
Masse de I'échantillon de particules collectées
Mf m, mg
Masse d'un gaz particulier
MG,,, mgsr,
kg
Masse de I'échantillon des gaz d'échappement dilués passant à'travers les filtres
MSAM %am kg
d'échantillonage des particules
Pression de vapeur saturante de l'air d'admission du moteur3)
kPa
Pa Pa
Pression atmosphérique totaled) kPa
PB Pb
Pression de vapeur saturante de l'air de dilution
kPa
pd pd
Pression atmosphérique de l'air sec
kPa
Ps Ps
P P
Puissance au frein non corrigée kW
Puissance totale déclarée absorbée par les auxiliaires montés pour l'essai et non kW
Paw
prescrits dans l'annexe B
Puissance maximale mesurée ou déclarée à la vitesse d'essai du moteur dans les
kW
"m prr
conditions d'essai (voir 11.5)
PT Émissions de particules g/kW*h
ePT
Débit-masse des émissions de particules
PTmass 9mPT ks/h
Rapport de dilution
1
9
r
Rapport des aires des sections transversales de la sonde isocinétique et de la 1
'a
tubulure d'échappement
Humidité relative de l'air d'admission
%
Ra Ra
Humidité relative de l'air de dilution
%
Rd Rd
Coefficient de rbponse du dktecteur à ionisation de flamme
1
Rf rf
Coefficient de réponse du détecteur à ionisation de flamme pour le méthanol
1
RfM rm
S S Réglage du dynamomètre
kW
Température absolue de l'air d'admission
K
Ta Ta
Température absolue du point de rosée
K
TDd Td
Température absolue de référence (air de combustion: 298 K)
K
Tref Tref
Température absolue de l'air refroidi
K
Tsc TC
Température absolue de référence de l'air refroidi
K
TSCRef Tcref
Débit-volume de l'air d'admission sec
m3/h
VAIR, 9Vad
Débit-volume de l'air d'admission humide
m3/h
VAIR, qvaw
5
',,I
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0 IS0
IS0 8178-1:1996(F)
Syrn boles
:on formément
Unité
Définition
aux
SI')
règlements
CEE-ON U
Volume de I'échantillon d'air de dilution passant à travers les filtres d'échan- m3
VDIL
tillonnage des particules
m3/h
Débit-volume de l'air de dilution humide
VDILW
m3/h
Débit-volume équivalent des gaz d'échappement dilués humides
VEDFW
m3/h
Débit-volume des gaz d'échappement secs
VEXHD
m3/h
Débit-volume des gaz d'échappement humides
VEXHW
m3
Volume de I'échantillon des gaz d'échappement dilués passant à travers les filtres
VSAM
d'échantillonnage des particules
Débit-volume des gaz d'échappement dilues humides m3/h
VTOTW
1
Coefficient de pondération
WF
Coefficient de pondération effectif 1
WF E
1) Conformément à I'ISO 31 traitant des grandeurs et unités.
2) Une valeur de 10,71 g/kg est utilisée pour le calcul du NO, et des facteurs de correction de l'humidité des particules.
3) Correspond à px ou PX (pression totale dans les conditions ambiantes du site) ou à fy ou PY (pression totale dans les
conditions ambiantes de l'essai), telles que définies dans I'ISO 3046-1.
4) Correspond à Ty ou llY (température absolue de l'air ambiant dans les conditions de l'essai), telle que définie dans
I'ISO 3046-1.
4.2 Symboles et abréviations pour les composés chimiques
ACN Acetonitrile
Hydrocarbures exprimés en équivalent C,
Cl
Méthane
CH4
Éthane
C2H6
Propane
C3H8
CH,OH Méthanol
Monoxyde de carbone
CO
Dioxyde de carbone
CO2
Dinitrophényl hydrazine
DNPH
Dioctylphtalate
DOP
HC Hydrocarbures
HCHO Formaldé hyde
Eau
H2O
Ammoniac
NH3
NMHC Hydrocarbures non méthane
NO Monoxyde d'azote
Dioxyde d'azote
NO2
Oxydes d'azote
N 0,
Protoxyde d'azote
NZO
Oxygène
O2
6
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0 IS0 IS0 8178-1:1996(F)
RME Ester méthylique de colza
so2 Dioxyde de soufre
so3 Trioxyde de soufre
4.3 Abréviations
C FV Venturi à débit critique
CLD Détecteur à chimiluminescence
Échantillonnage à volume constant
cvs
ECS Détecteur électrochimique
FID Détecteur à ionisation de flamme
R Analyseur à infrarouges à transformée de Fourier
FTI
Chromatographe en phase gazeuse
GC
Détecteur à chimiluminescence chauffé
HCLD
à ionisation de flamme chauffé
HFlD Détecteur
HPLC Chromatographe en phase liquide à haute pression
NDlR Analyseur à infrarouges non dispersif
NMC Séparateur de méthane
PD P Pompe volumétrique
PMD Dét
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.