ISO 8178-1:1996

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

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 07-Aug-1996
• Withdrawal Date: 07-Aug-1996
• ICS: 13.040.50 - Transport exhaust emissions
• ICS: 27.020 - Internal combustion engines
• Technical Committee: ISO/TC 70/SC 8 - Exhaust gas emission measurement
• Drafting Committee: ISO/TC 70/SC 8 - Exhaust gas emission measurement
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 14-Sep-2006
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Revised: ISO 8178-1:2006 - Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 1: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions
• Effective Date: 15-Apr-2008

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
Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.........................
................ ............................
2 Normative references
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~~.~.~.
3 Definitions . . . .
.........
..............................................
4 Symbols and abbreviations
Symbols and subscripts . . . . .~.~.~.~.
.*.
2 Symbols and abbreviations for the chemical components
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~.~.“.~.~.~.~.~.
Introduction
. . . . . . . . . . . . . . . . .~.~~.~.~.~.~.~.”
.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
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
0 IS0
IS0 8178=1:1996(E)
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 . . . . . . . .*.
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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*.
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

0 IS0
IS0 8178=1:1996(E)
E.l Transfer tube heating example . 89
E.2 Heat transfer calculation . 90
F Bibliography . 93

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
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
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.
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.

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
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
FFW Fw
Intake air mass flow rate on dry basis
GAIRD qmad kg/h
Intake air mass flow rate on wet basis
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
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
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
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
4 rdil
r Ratio of cross sectional areas of isokinetic probe and exhaust pipe
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
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
Ethane
w,
Propane
C3H8
CH,OH Methanol
co Carbon monoxide
co Carbon dioxide
DNPH Dinitrophenyl hydrazine
DOP Dioctyl phthalate
HC Hydrocarbons
HCHO Formaldehyde
Water
H,O
NH Ammonia
Non-methane hydrocarbons
NMHC
NO Nitric oxide
NO Nitrogen dioxide
NO Oxides of nitrogen
X
Dinitrogen oxide
N,O
0 Oxygen
RME Rapeseed oil methylester
so Sulfur dioxide
so Sulfur trioxide
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:
),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
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 the test speeds shall be determined
in order to calculate the dynamometer settings in accordance with 11.5.
54 . Engine air inlet system
The test engine shall be equipped with an air inlet system presenting an air inlet restriction within + 10 % of the
-
upper limit specified by the manufacturer for a clean air filter for the engine operating conditions giving maximum
air flow for respective engine applications.
For 2-stroke spark ignition engines, a system representative of the installed engine shall be used.
55 . Engine exhaust system
The test engine shall be equipped with an exhaust system presenting an exhaust back pressure within &- 10 %
of the upper limit specified by the manufacturer for the engine operating conditions giving maximum declared
power for respective engine applications.
For 2-stroke spark ignition engines, a system representative of the installed engine shall be used.
0 IS0 IS0 8178=1:1996(E)
5.6 Cooling system
operating temperatures pre-
An engine cooling system with sufficient capacity to maintain the engine at normal
scribed by the manufacturer shall be used.
5.7 Lubricating oil
presented
Specifications of the lubricating oil used for the test shall be recorded and I with the results of the test.
6 Test fuels
Fuel characteristics influence engine exhaust gas emission. Therefore, the characteristics of the fuel used for the
test should be determined, recorded and presented with the results of the test. Where fuels designated as ref-
erence fuels in IS0 8178-5 are used, the reference code and the analysis of the fuel shall be provided. For all other
fuels the characteristics to be recorded are those listed in the appropriate universal data sheets in IS0 8178-5.
The fuel temperature shall be in accordance with the manufacturer’s recommendations. The fuel temperature shall
be measured at the inlet to the fuel injection pump or as specified by the manufacturer, and the location of
measurement recorded.
The selection of the fuel for the test depends on the purpose of the test. Unless otherwise agreed by the parties
the fuel shall be selected in accordance with table 1.
Table 1 - Selection of fuel
Test purpose Pnterested parties Fuel selection
1. Certification body Reference fuel, if one is defined
Type approval
(Certification)
2. Manufacturer or supplier
Commercial fuel if no reference fuel is
defined
Acceptance test 1. Manufacturer or supplier Commercial fuel as specified by the
manufacturer’)
2. Customer or inspector
One or more of:
Research/development To suit the purpose of the test
manufacturer, research organization,
fuel and lubricant supplier, etc.
1) Customers and inspectors should note that the emission tests carried out using commercial fuel will not necessarily
comply with limits specified when using reference fuels.
When a suitable reference fuel is not available, a fuel with properties very close to the reference fuel may be used. The
characteristics of the fuel shall be declared.
7 Measurement equipment and data to be measured
The emission of gaseous and particulate components by the engine submitted for testing shall be measured by
the methods described in clauses 15 and 16. These clauses describe the recommended analytical systems for the
gaseous emissions (clause 15) and the recommended particulate dilution and sampling systems (clause 16).
Other systems or analysers may be accepted if they yield equivalent results. The determination of system equiv-
alency shall be based on a 7-sample pair (or larger) correlation study between the system under consideration and
one of the accepted systems of this part of IS0 8178. “Results” refers to the specific cycle weighted emissions
value. The correlation testing is to be performed at the same laboratory and test cell, and on the same engine. The
tests should be run concurrently. The test cycle to be used shall be the appropriate cycle as found in IS0 8178-4,
or the Cl cycle as found in IS0 8178-4. The equivalency criterion is defined as a + 5 % agreement of the sample
pair average with outliers excluded from the database as described in IS0 5725-2 obtained under the laboratory
0 IS0
IS0 8178=1:1996(E)
cell and the engine conditions described above. The systems to be used for correlation testing shall be red
parties involved.
prior to the test and shall be agreed upon by the
For introduction of a new system, the determination of equivalency shall be based upon the calculation of re-
peatability and reproducibility, as described in lSO.5725-1 and IS0 5725-2.
The following equipment shall be used for emissions tests of engines on engine dynamometers. This part of
IS0 8178 does not contain details of flow, pressure and temperature measuring equipment. Instead, only the ac-
curacy requirements of such equipment necessary for conducting an emissions test are given in 7.3.
7.1 Dynamometer specification
An engine dynamometer with adequate characteristics to perform the appropriate test cycle described in
IS0 8178-4 shall be used.
The instrumentation for torque and speed measurement shall allow the measurement accuracy of the shaft power
within the given limits. Additional calculations may be necessary. The accuracy of the measuring equipment must
be such that the maximum tolerances of the figures given in 7.3 are not exceeded.
7.2 Exhaust gas flow
The exhaust gas flow shall be determined by one of the methods mentioned in 7.2.1 to 7.2.4.
7.2.1 Direct measurement method
Direct measurement of the exhaust flow is by flow nozzle or equivalent metering system. (Details are given in
IS0 5167-I .)
ment is a difficult task. Precautions must be taken to avoid measurement errors
NOTE 6 Direct exhaust gas flow measure
which lead to emission value errors.
may
7.2.2 Air and fuel measurement method
This involves measurement of the air flow and the fuel flow.
Air flowmeters and fuel flowmeters with an accuracy as defined in 7.3 shall be used.
The calculation of the exhaust gas flow is as follows:
+ GFuEL (for wet exhaust mass) . . .
GEXHW = GAIRW (4)
or
VEXHD = VAlRD + I$-, x GFuEL (for dry exhaust volume) . . .
(5)
or
(for wet exhaust volume) . . .
(6)
VEXHW = VAIRW + FFW ’ GFUEL
Values for FFn and FFW vary with the fuel type (see annex A and IS0 8178-5).
7.2.3 Carbon balance method
This involves exhaust mass calculation from fuel consumption and exhaust gas concentrations using the carbon
and oxygen balance method (see annex A).
7.2.4 Total dilute exhaust gas flow
When using a full flow dilution system, the total flow of the exhaust (G VTorw) shall be measured with a PDP
Tom,
or CFV (see 16.1.2). The accuracy shall conform to the provisions of 9.2.
0 IS0 IS0 8178=1:1996(E)
7.3 Accuracy
The calibration of all measuring instruments shall be traceable to national and international standards and comply
with the requirements given in tables 2 and 3.
Table 2 - Permissible deviations of instruments for engine related parameters
Permissible deviation
Calibration intervals
No. Item
based on an engine’s based on an engine’s
months
maximum valuesl)
maximum values
1 1 Engine speed + 2 % + 2 % 3
-
I
I I
2 Torque
+ 2 % - + 2 % 3
I
I I I
3 Power + 2 % 2) + 3 % not applicable
-
I I I I
4 Fuel consumption + 2 % 2) + 3 % 6
-
I I I
I
5 Specific fuel consumption
not applicable + 3 % not applicable
-
I
I I I
6 Air consumption + 2 % 2) + 5 % 6
-
I I I I
7 Exhaust gas flow &- 4 % 2) not applicable 6
1) According to IS0 3046-3.
2) The calculations of the exhaust emissions as described in this part of IS0 8178 are, in some cases, based on different
measurement and/or calculation methods. Because of limited total tolerances for the exhaust emission calculation, the al-
lowable values for some items, used in the appropriate equations, must be smaller than the allowed tolerances given in
IS0 3046-3.
Table 3 - Permissible deviations of instruments for other essential parameters
Permissible deviation
Calibration intervals
No. Item
1)
absolute months
1 Coolant temperature &2K +2K 3
2 Lubricating oil temperature f2K +2K 3
3 Exhaust gas pressure + 5 % of max. + 5 % 3
-
Inlet manifold depressions * 5 % of max. + 5 % 3
-
5 Exhaust gas temperature +15K +15K 3
- -
6 Air inlet temperature (com- f2K f2K 3
bustion air)
7 Atmospheric pressure + 0,5 % of reading + 0,5 % 3
-
8 Intake air humidity (relative) + 3 % not applicable 1
-
9 Fuel temperature +2K +5K 3
-
10 Dilution tunnel temperatures + I,5 K not applicable 3
11 Dilution air humidity (relative) not applicable 1
+ - 3 %
12 Diluted exhaust gas flow I~I 2 % of reading not applicable 24 (partial flow)
(full flow)*)
1) According to IS0 3046-3.
2) Full flow systems: the CVS positive displacement pump or CFV shall be calibrated following initial installation, major
maintenance or as necessary when indicated by the CVS system verification described in 11.4.
IS0 8178=1:1996(E)
7.4 Determination of the gaseous components
7.4.1 General analyser specifications
The analysers shall have a measuring range appropriate for the accuracy required to measure the concentrations
of the exhaust gas components (7.4.1 .I). It is recommended that the analysers be operated such that the meas-
ured concentration falls between 15 % and 100 % of full scale.
If the full scale value is 115 ppm (or ppmC) or less or if read-out systems (computers, data loggers) that provide
sufficient accuracy and resolution below 15 % of full scale are used, concentrations below 15 % of full scale are
also acceptable. In this case, additional calibrations are to be made to ensure the accuracy of the calibration curves
(8.5.6.2).
The electromagnetic compatibility (EMC) of the equipment shall be at such a level as to minimize additional errors.
7.4-l .I easurement error
The total measurement error, including the cross sensitivity to other gases (see 8.9), shall not exceed + 5 % of
-
the reading or + 3,5 % of full scale, whichever is smaller. For concentrations of less than 100 ppm the measure-
-
ment error shall not exceed + 4 ppm.
7.4.1.2 Repeatability
The repeatability, defined as 2,5 times the standard deviation of 10 repetitive responses to a given calibration or
span gas, must be no greater than + 1 % of full scale concentration for each range used above 155 ppm (or ppmC)
or $- 2 % of each range used below 155 ppm (or ppmC).
7.4.1.3 Noise
The analyser peak-to-peak response to zero and span gases over any IO-second period shall not exceed 2 % of
full scale on all ranges used.
7.4.1.4 Zero drift
The zero drift during a on e-hou r period shall be less than 2 % of ful I sea le on the lowest range used. The zero re-
sponse is defi ned as the mean response, In eluding noise, to a zero during a 30-second time interval.
gas
7.4.1.5 Span drift
The span drift during a one-hour period shall be less than 2 % of full scale on the lowest range used. Span is de-
fined as the difference between the span response and the zero response. The span response is defined as the
mean response, including noise, to a span gas during a 30-second time interval.
7.42 Gas drying
The optional gas drying device must have a minimal effect on the concentration of the measured gases. Chemical
dryers are not an acceptable method of removing water from the sample.
7 A.3 Anaiysers
7.4.3.1 to 7.4.3.11 describe the measurement principles to be used. A detailed description of the measurement
systems is given in clause 15. The gases to be measured shall be analysed using the instruments given below.
For non-linear analysers, the use of linearizing circuits is permitted.
7.4.3.1 Carbon monoxide (CO) analysis
The carbon monoxide analyser shall be of the non-dispersive infrared (NDIR) absorption type.
63 IS0 IS0 8178=1:1996(E)
7.4.3.2 Carbon dioxide (CO,) analysis
The carbon dioxide analyser shall be of the non-dispersive infrared (NDIR) absorption type.
7.4.3.3 Oxygen (0,) analysis
Oxygen analysers shall be of the paramagnetic detector (PMD), zirconium dioxide (ZRDO) or electrochemical
sensor (ECS) type.
NOTE 7 Zirco nium dioxide sensors are not recommended when HC and CO concentrations are high such as for lean burn
rnes. Elect rochem ical sensors shall CO, and NO, interference.
ignited eng be compensated for
7.4.3.4 Hydrocarbon (HC) analysis
The hydrocarbon analyser shall be of the heated flame ionization detector (HFID) type with detector, valves,
pipework, etc. heated so as to maintain a gas temperature of 463 K + 10 K (190 “C _+ 10 “C). For methanol fueled
-
engines the temperature requirements of 7.4.3.11.2 apply.
7.4.3.5 Non-methane hydrocarbon (NMHC) analysis
Depending on the methane (CH,) concentration this method is more relevant for gaseous than for liquid fuels.
7.4.3.5.1 Gas chromatographic (GC) method
Non-methane hydrocarbons shall be determined by subtraction of the methane analysed with a gas chromatograph
(GC) conditioned at 423 K (I 50 “C) from the hydrocarbons measured according to 7.4.3.4.
7.4.3.5.2 Non-methane cutter (NMC) method
The determination of the non-methane fraction shall be performed with a heated NMC operated in line with a
heated HFID as per 7.4.3.4. The calculation formulae are given in annex C.
7.4.3.6 Oxides of nitrogen (NO,) analysis
The oxides of nitrogen analyser shall be of the chemiluminescent detector (CLD) or heated chemiluminescent
detector (HCLD) type with a NO,/NO converter, if measured on a dry basis. If measured on a wet basis, a HCLD
with converter maintained above 333 K (60 “C) shall be used, provided the water quench check (see 8.9.2.2 ) is
satisfied.
7.4.3.7 Sulfur dioxide (SO,) analysis
SO, concentration shal I be cal
The culated f rom the sulfur content of the fuel used, since experience has shown
does not give more precise results.
that using the direct measu rement method for SO,
NOTE 8 The application of the calculation method for SO, is limited to engines without aftertreatment systems. In this case
SO, may be measured in accordance with the instrument supplier’s instructions. Since SO, measurement is a difficult task and
has not been fully demonstrated for exhaust measurements, prior agreement of the parties involved is required.
7.4.3.8 Ammonia (NH,) analysis
Ammonia shall be determined with a CLD, as described in 7.4.3.6, by using two different converters. For the total
amount of NO, and NH,, a high-temperature converter of 973 K (700 “C) shall be used.
For the NO, only, a low-temperature converter of 573 K (300 “C) shall be used. The difference between these
measurements is the ammonia concentration. This metho
...

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)
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
0 IS0 IS0 8178-1:1996(F)
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, .
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
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
...
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
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
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
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
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.
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.
IS0 8178-1:1996(F)
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
Facteur spécifique du carburant pour le calcul des concentrations en gaz humides
FF H Fh
à partir des concentrations en gaz secs
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
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
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
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
Rf rf
Coefficient de réponse du détecteur à ionisation de flamme pour le méthanol
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
',,I
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
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
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 Détecteur paramagnétique
PT Particules
UVD Détecteur à ultraviolets
Détecteur à dioxyde de zirconium
ZRDO
5 Conditions d'essai
5.1 Prescriptions generales
Tous les volumes et débits-volumes doivent être rapportés à 273 K (O" C) et 1 01,3 kPa.
5.2 Conditions d'essai des moteurs
5.2.1 Paramètres des conditions d'essai
La température absolue de l'air d'admission du moteur, Ta, exprimée en kelvins, et la pression atmoshérique de
l'air sec, ps, exprimée en kilopascals, doivent être mesurées et le paramètre f, doit être déterminé comme suit.
Moteurs atmosphériques et moteurs à allumage par compression suralimentés:
. . . (1)
Moteurs à allumage par compression turbocompressés avec ou sans refroidissement de l'air d'admission:
Les formules (1) et (2) sont identiques à la législation des émissions de gaz d'échappement de I'ECE, de la CEE
et de I'EPA.
IS0 8178-1:1996(F) 0 IS0
Pour les moteurs à allumage par étincelle suralimentés 8 alimentation naturelle, le facteur E, doit être déterminé
comme suit:
et doit être compris entre 0,93 et 1,07.
5.2.2 Validité des essais
Pour qu'un essai soit reconnu valable, il convient que
0,98 (3)
Si pour des raisons techniques évidentes, il n'est pas possible de satisfaire à cette prescription,& doit être compris
entre 0,93 et 1,07. Dans ce cas, les émissions de particules, PT, doivent être corrigées conformément à 14.1.2.
La correction def, pour les émissions gazeuses ne doit pas s'expliquer.
5.2.3 Moteurs avec refroidissement de l'air d'alimentation
La température du fluide de refroidissement et la température de l'air d'alimentation. doivent être consignées.
Le système de refroidissement doit être réglé avec le moteur fonctionnant à la vitesse de référence sous la charge
de référence. La température de l'air d'alimentation et la chute de pression dans le refroidisseur doivent être ré-
glées respectivement à i- 4 K et * 2 kPa des valeurs spécifiées par le constructeur.
5.3 Puissance
La base de mesurage des émissions spécifiques est la puissance au frein non corrigée. II convient que certains
auxiliaires nécessaires uniquement pour le fonctionnement de la machine et pouvant être montés sur le moteur
soient retirés pour l'essai. La liste non exhaustive suivante est donnée à titre d'exemple:
- compresseur d'air pour les freins;
- compresseur pour direction assistée;
- compresseur d'air conditionné;
- pompes pour les commandes hydrauliques.
Pour plus de détails, voir 3.8 et l'annexe B
Quand les auxiliaires n'ont pas été retirés, la puissance qu'ils absorbent à la vitesse d'essai doit être déterminée
pour calculer les réglages du dynamomètre, conformément à 11.5.
5.4 Système d'admission d'air du moteur
Le moteur en essai doit être équipé d'un système d'admission d'air dont un étranglement à l'admission d'air, réglé
à f 10 % de la limite supérieure spécifiée par le constructeur pour un filtre à air propre dans les conditions de
fonctionnement du moteur, engendre le débit maximal d'air pour l'application du moteur.
Pour les moteurs deux temps à allumage par étincelle, un système représentatif du moteur installé doit être utilisé.
5.5 Système d'échappement du moteur
Le moteur doit &re équipé d'un système d'échappement dont la contre-pression à I'échappement, réglée à
f 10 % de la limite supérieure spécifiée par le constructeur pour les conditions de fonctionnement du moteur,
provoque la puissance maximale déclarée pour l'application du moteur.
Q IS0 IS0 8178-1:1996(F)
Pour les moteurs deux temps à allumage par étincelle, un système représentatif du moteur installé doit être utilisé.
5.6 Système de refroidissement
Un système de refroidissement du moteur d'une capacité suffisante pour maintenir le moteur aux températures
de fonctionnement normal prescrites par le constructeur doit être utilisé.
5.7 Huile de lubrification
Les spécifications de l'huile de lubrification utilisée pour l'essai doivent être consignées et jointes aux résultats
d'essai.
6 Carburants d'essai
Les caractéristiques du carburant influencent l'émission des gaz d'échappement du moteur. Par conséquent, il
convient que les caractéristiques du carburant utilisé pour l'essai soient déterminées et présentées avec les ré-
sultats de l'essai. Lorsque les carburants désignés comme ((carburants de référence)) dans I'ISO 81 78-5 sont uti-
lisés, le code de référence et l'analyse du carburant doivent être fournis. Pour tous les autres carburants, les
caractéristiques à enregistrer sont celles figurant dans les feuilles données appropriées de I'ISO 81 78-5.
La température du carburant doit être conforme aux recommandations du constructeur. Elle doit &re mesurée à
l'entrée de la pompe d'injection de carburant ou comme spécifié par le constructeur et l'emplacement de mesure
doit être consigné.
La sélection du carburant pour l'essai dépend du but de l'essai. Sauf accord particulier entre les parties, le carbu-
rant doit être sélectionné conformément au tableau 1.
7 Équipement de mesure et données à mesurer
L'émission de composants gazeux et de particules par le moteur soumis à l'essai doit &re mesurée par les mé-
thodes décrites aux articles 15 et 16. Ces articles décrivent les systèmes analytiques recommandés pour les
émissions gazeuses (article 15) et les systèmes de dilution et d'échantillonnage de particules recommandés (ar-
ticle 16).
Tableau 1 - Sélection du carburant
Objet de l'essai Parties intéressées Sélection du carburant
Essai de type 1. Organisme de certification Carburant de référence s'il est défini.
(Certification)
1 2. Constructeur ou fournisseur I Carburant commercial si aucun carbu-
I
rant de référence n'est défini.
Essai de réception 1. Constructeur ou fournisseur Carburant commercial spécifié par le
I constructeurl).
1 2. Client ou contrôleur
Rec herc he/dévelo p pement Au moins l'un parmi Carburant permettant de remplir le but
de l'essai.
constructeur, organisme de recherche,
fournisseur de carburant et d'huile de
lubrification, etc.
1) Les clients et les inspecteurs doivent prendre note du fait que les essais d'émission réalisés avec des carburants
commerciaux ne sont pas forcément en accord avec les limites spécifiées à partir de carburant de référence.
Lorsque aucun carburant de référence approprié n'est disponible, un carburant présentant des caractéristiques très proches
de celles du carburant de référence peut être utilisé. Les caractéristiques du carburant doivent être déclarées.

IS0 8178-1:1996(F)
Écart toléré Intervalle
N" Paramètre d'étalonnage
absolu 1) mois
1 Température du fluide de re- +2K k2K 3
froidissement
Température de l'huile de +2K k2K 3
lubrification
I I I
3 Pression des gaz d'Bchap- k5% k5% 3
pement
DBpression dans le collec- k 5 % de la valeur à pleine k5% 3
teur d'admission échelle
Température des gaz ~15K t 15 K 3
d'échappement
I I l
6 Température de l'air d'ad- +2K *2K 3
mission (air de combustion)
7 Pression atmosDhériQue + 0,5 % de la valeur lue +05% 3
Humidité (relative) de l'air +3% non applicable 1
d'admission
I l I
9 Température du carburant k2K k5K 3
Température du tunnel de + 1,5 K non applicable 3
dilution
Humidité (relative) de l'air de k3% non applicable 1
dilution
12 Débit des gaz d'échap- + 2 % de la valeur lue non applicable débit partiel: 24
pement dilués
débit total:*)
7.4.1.1 Erreur de mesure
L'erreur totale de mesure, sensibilité aux autres gaz inclue (voir 8.91, ne doit pas dépasser f 5 % de la lecture ou
f 3,5 % de la pleine échelle si cette dernière valeur est inférieure. Pour des concentrations inférieures à
100 ppm, l'erreur de mesure ne doit pas dépasser f 4 ppm.
7.4.1.2 Répétabilité
La répétabilité, définie comme étant deux fois et demi I'écart type de 10 réponses répétitives à un gaz pour éta-
lonnage ou à un gaz étalon ne doit pas dépasser f l % à pleine échelle de chaque étendue utilisée au-dessus de
155 ppm (ou ppm de carbone) ou f 2 % de chaque étendue utilisée en dessous de 155 ppm (ou ppm de carbone).
7.4.1.3 Bruit
La réponse de crête à crête de l'analyseur au gaz ((de zéro)) et au gaz étalon sur toute période de 10 s ne doit pas
dépasser 2 % de la pleine échelle sur toutes les étendues de mesure utilisées.
Q IS0
IS0 8178-1:1996(F)
7.4.1.4 Dérive du zéro
La dérive du zéro pendant 1 h doit être inférieure à 2 % de la pleine échelle sur l'étendue de mesure la plus basse
utilisée. La réponse cczéron est définie comme étant la réponse moyenne, bruit inclus, à un gaz ((de zéro)) pendant
un intervalle d'une durée de 30 s.
7.4.1.5 Dérive de l'indication
La dérive de l'indication pendant 1 h doit être inférieure à 2 % de la pleine échelle sur l'étendue de mesure la plus
basse utilisée. L'indication est définie comme étant la différence entre la réponse à l'intervalle de mesure et la
réponse ((zéro)). La réponse au gaz étalon est définie comme la réponse moyenne, bruit inclus, à un gaz étalon
pendant un intervalle d'une durée de 30 s.
7.4.2 Séchage des gaz
Le dispositif de séchage des gaz optionnel doit avoir un effet minimal sur la concentration des gaz mesurés. Les
sécheurs chimiques ne sont pas une méthode acceptable d'élimination de l'eau de I'échantillon.
7.4.3 Analyseurs
Les paragraphes 7.4.3.1 à 7.4.3.1 1 décrivent les principes de mesure à utiliser. Une description détaillée des sys-
tèmes de mesure est donnée à l'article 15. Les gaz à mesurer doivent être analysés avec les instruments indiqués
ci-dessous. Pour les analyseurs non linéaires, l'utilisation des circuits de linéarisation est autorisée.
7.4.3.1 Analyse du monoxyde de carbone (CO)
L'analyseur de monoxyde de carbone doit être du type à absorption infrarouge non dispersif (NDIR).
7.4.3.2 Analyse du dioxyde de carbone (CO,)
L'analyseur de dioxyde de carbone doit être du type à absorption infrarouge non dispersif (NDIR).
7.4.3.3 Analyse de l'oxygène (O,)
Les analyseurs d'oxygène doivent &re du type à détecteur paramagnétique (PMD), à dioxyde de zirconium (ZRDO)
ou à détecteur électrochimique (ECS).
NOTE 7 Les détecteurs à dioxyde de zirconium ne sont pas recommandés lorsque les concentrations en HC et CO sont
élevées, comme pour les moteurs à allumage par étincelle à faible combustion. Les détecteurs électrochimiques doivent être
compensés pour l'interférence du CO, et des NO,.
7.4.3.4 Analyse des hydrocarbures (HC)
L'analyseur d'hydrocarbures doit être du type à détecteur à ionisation de flamme chauffé (HFID) avec détecteur,
soupapes, tuyauterie, etc. chauffés de façon à maintenir une température du gaz de 463 K 10 K
(190 "C f 10 OC). Pour les moteurs utilisant le méthanol comme carburant, les prescriptions de température de
7.4.3.1 1.2 s'appliquent.
7.4.3.5 Analyse des hydrocarbures non méthane (NMHC)
Selon la concentration en méthane (CH,), cette méthode correspond mieux aux carburants gazeux qu'aux carbu-
rants liquides.
7.4.3.5.1 Méthode de chromatographique en phase gazeuse (GC)
Les hydrocarbures non méthane doivent être déterminés par soustraction du méthane analysé avec un chro-
matographe en phase gazeuse (GC) conditionné à 423 K (150 OC) des hydrocarbures mesurés conformément à
7.4.3.4.
8 IS0
IS0 8178-1 :1996( F)
7.4.3.5.2 Méthode du séparateur de méthane (NMC)
La détermination de la fraction autre que le méthane doit être réalisée avec un séparateur de méthane chauffé
fonctionnant en ligne avec un détecteur à ionisation de flamme chauffé conformément à 7.4.3.4 .
Les formules de calcul sont données à l'annexe C.
7.4.3.6 Analyse des oxydes d'azote (NO,)
L'analyseur d'oxyde d'azote doit être du type à détecteur à chimiluminescence (CLD) ou à détecteur à
chimiluminescence chauffé (HCLD) avec un convertisseur NO,/NO, si le mesurage se fait sur gaz sec. Si le me-
surage se fait sur gaz humide, on doit utiliser un HCLD avec un convertisseur maintenu à une température supé-
rieure à 333 K (60 OC), sous réserve que le contrôle de l'eau de condensation (voir 8.9.2.2) soit effectué.
7.4.3.7 Analyse du dioxyde de soufre (SO,)
La concentration en SO, doit être calculée à partir de la teneur en soufre du carburant utilisé, puisque l'expérience
a montré que l'utilisation de la méthode de mesure directe pour le SO, ne donne pas de résultats plus précis.
NOTE 8 L'application de la méthode de calcul pour le SO, est limitée aux moteurs sans systèmes de post-traitement. Dans
ce cas, la teneur en SO, peut être mesurée conformément aux instructions du fournisseur de l'instrument. Puisque le mesu-
rage du SO, est difficile et qu'il n'a pas été completement expérimenté pour les mesurages des gaz d'échappement, un accord
préalable entre les parties concernées est nécessaire.
7.4.3.8 Analyse de l'ammoniac (NH3)
L'ammoniac doit être déterminé avec un détecteur à chimiluminescence (CLD), comme indiqué en 7.4.3.6, en
utilisant deux convertisseurs différents. Pour la valeur totale des NO, et du NH,, un convertisseur à haute tem-
pérature de 973 K (700 "Cl doit être utilisé.
Pour les NO, seulement, un convertisseur à basse température de 573 K (300 "C) doit être utilisé. La différence
entre ces mesurages est la concentration en ammoniac. Cette méthode comporte un temps de réponse élevé
(10 min environ).
En variante, un analyseur à infrarouges à transformée de Fourier (FTIR) peut être utilisé conformément aux ins-
tructions du fournisseur de l'instrument. Puisque cette méthode n'a pas été complètement expérimentée pour le
mesurage des gaz d'échappement, un accord préalable entre les parties concernées est nécessaire. Le temps de
réponse de cette méthode est beaucoup plus faible que celui de la méthode du double convertisseur.
7.4.3.9 Analyse du protoxyde d'azote (N,O)
Un analyseur à infrarouges à transformée de Fourier (FTIR) peut être utilisé conformément aux instructions du
fournisseur de l'instrument. Puisque cette méthode n'a pas été complètement expérimentée pour le mesurage
des gaz d'échappement, un accord préalable entre les parties concernées est nécessaire.
7.4.3.10 Analyse du formaldehyde (HCHO)
La teneur en formaldehyde doit être déterminée en faisant passer un échantillon des gaz d'échappement à travers
un impacteur contenant une solution de dinitrophénylhydrazine (DNHP) dans de I'acétonitrile (ACN) ou à travers
une cartouche de silice revêtue de 2,4-DNPH. L'échantillon recueilli doit être analysé par un chromatographe en
phase liquide à haute pression (HPLC) utilisant un détecteur à ultraviolets à 365 nm.
7.4.3.1 1 Analyse du méthanol (CH,OH)
Un analyseur à infrarouges à transformée de Fourier (FTIR) peut être utilisé conformément aux instructions du
fournisseur de l'instrument. Puisque
...

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)
Sommaire
Page
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*.
1 Domaine d’application
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 Références normatives
3 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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
5.1 Prescriptions générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Conditions d’essai des moteurs
5.3 Puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
5.4 Système d’admission d’air du moteur
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5 Système d’échappement du moteur
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
5.6 Système de refroidissement
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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
7.3 Exactitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II
7.4 Détermination des composants gazeux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
7.5 Détermination des particules
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
0 ISO ISO 8178-1:1996(F)
..................................................................
8.2 Gaz d’étalonnage
8.3 Mode opératoire des analyseurs et du système
..................................................................
d’échantillonnage
........................................................................ 19
8.4 Essai de fuite
...................................................................
8.5 Mode opératoire
..................................................
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
............................................................................
9.1 Généralités
...............................................................
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)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11.4 Réglage du rapport de dilution
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
11.5 Détermination des points d’essai
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
11.6 Contrôle des analyseurs
11.7 Cycles d’essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11.8 Nouveau contrôle des analyseurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
11.9 Rapport d’essai
12 Évaluation des données relatives aux émissions gazeuses et de
particules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.1 Émissions gazeuses .
12.2 Émissions de particules . 30
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
13 Calcul des émissions gazeuses
. . .
III
0 ISO
................. 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
Q ISO
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 .
F Bibliographie .
0 ISO
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
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
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.
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.

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
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
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
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
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
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
KWd wd
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
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
4 rdil
Y Rapport des aires des sections transversales de la sonde isocinétique et de la
ra
tubulure d’échappement
Humidité relative de l’air d’admission
%
Ra Ra
Humidité relative de l’air de dilution
/ 0
Rd Rd
Coefficient de réponse du détecteur à ionisation de flamme
Rf rf
Coefficient de réponse du détecteur à ionisation de flamme pour le méthanol
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
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 passant à travers les filtres d’échan- m3
vDIL dil
tillonnage des particules
Débit-volume de l’air de dilution humide m3/h
VolLW qvdw
Débit-volume équivalent des gaz d’échappement dilués humides m3/h
VEDFW &dx
m3/h
Débit-volume des gaz d’échappement secs
vEXHD qVxwi
Débit-volume des gaz d’échappement humides m3/h
VEXHW 4Vwi
V Volume de l’échantillon des gaz d’échappement dilués passant à travers les filtres m3
VSAM sam
d’échantillonnage des particules
Débit-volume des gaz d’échappement dilués humides m3/h
VTOTW qvdx
Coefficient de pondération 1
WF Wf
Coefficient de pondération effectif 1
WFE Wfe
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 PV ou PY (pression totale dans les
conditions ambiantes de l’essai), telles que définies dans I’ISO 3046-I.
4) Correspond à TV ou TlY (température absolue de l’air ambiant dans les conditions de l’essai), telle que définie dans
I’ISO 3046-I.
4.2 Symboles et abréviations pour les composés chimiques
ACN Acétonitrile
C Hydrocarbures exprimés en équivalent C,
CH Méthane
Éthane
CZH6
Propane
C3H8
Méthanol
CH,OH
Monoxyde de carbone
CO
CO Dioxyde de carbone
DNPH Dinitrophénylhydrazine
DOP Dioctylphtalate
HC Hydrocarbures
HCHO Formaldéhyde
Eau
H2O
Ammoniac
NH
Hydrocarbures non méthane
NMHC
Monoxyde d’azote
NO
NO Dioxyde d’azote
NO Oxydes d’azote
X
Protoxyde d’azote
N2O
0 Oxygène
ISO 8178=1:1996(F)
0 ISO
RME Ester méthylique de colza
Dioxyde de soufre
SO
Trioxyde de soufre
SO
4.3 Abréviations
Venturi à débit critique
CFV
Détecteur à chimiluminescence
CLD
Échantillonnage à volume constant
cvs
ECS Détecteur électrochimique
FID Détecteur à ionisation de flamme
FTIR Analyseur à infrarouges à transformée de Fourier
Chromatographe en phase gazeuse
GC
Détecteur à chimiluminescence chauffé
HCLD
HFID Détecteur à ionisation de flamme chauffé
HPLC Chromatographe en phase liquide à haute pression
NDIR Analyseur à infrarouges non dispersif
NMC Séparateur de méthane
Pompe volumétrique
PDP
PMD Détecteur paramagnétique
PT Particules
Détecteur à ultraviolets
UVD
Détecteur à dioxyde de zirconium
ZRDO
5 Conditions d’essai
5.1 Prescriptions générales
Tous les volumes et débits-volumes doivent être rapportés à 273 K (0” C) et 101,3 kPa.
.
5.2 Conditions d’essai des moteurs
5.2.1 Paramètres des conditions d’essai
La température absolue de l’air d’admission du moteur, 7& exprimée en kelvins, et la pression atmoshérique de
l’air sec, ps, exprimée en kilopascals, doivent être mesurées et le paramètre& doit être déterminé comme suit.
Moteurs atmosphériques et moteurs à allumage par compression suralimentés:
. . .
(1)
fa= (g) x (&)O’l
Moteurs à allumage par compression turbocompressés avec ou sans refroidissement de l’air d’admission:
fa= (E)or7x (&)li . . .
(2)
Les formules (1) et (2) sont identiques à la législation des émissions de gaz d’échappement de I’ECE, de la CEE
et de I’EPA.
0 ISO
ISO 8178=1:1996(F)
Pour les moteurs à allumage par étincelle suralimentés à alimentation naturelle, le facteur a, doit être déterminé
comme suit:
a,= (g” x ( &)“‘6 . . .
w
et doit être compris entre 0,93 et 1,07.
5.2.2 Validité des essais
Pour qu’un essai soit reconnu valable, il convient que
. . .
0,98< f,< 1,02
(3)
Si pour des raisons techniques évidentes, il n’est pas possible de satisfaire à cette prescription,& doit être compris
entre 0,93 et 1,07. Dans ce cas, les émissions de particules, PT, doivent être corrigées conformément à 14.1.2.
La correction de& pour les émissions gazeuses ne doit pas s’expliquer.
5.2.3 Moteurs avec refroidissement de l’air d’alimentation
La température du fluide de refroidissement et la température de l’air d’alimentation doivent être consignées.
Le système de refroidissement doit être réglé avec le moteur fonctionnant à la vitesse de référence sous la charge
de référence. La température de l’air d’alimentation et la chute de pression dans le refroidisseur doivent être ré-
glées respectivement à + 4 K et + 2 kPa des valeurs spécifiées par le constructeur.
-
5.3 Puissance
La base de mesurage des émissions spécifiques est la puissance au frein non corrigée. II convient que certains
auxiliaires nécessaires uniquement pour le fonctionnement de la machine et pouvant être montés sur le moteur
soient retirés pour l’essai. La liste non exhaustive suivante est donnée à titre d’exemple:
sseur d’air pour les freins;
compre
- compresseur pour direction assistée;
- compresseur d’air conditionné;
- pompes pour les commandes hydrauliques.
Pour plus de détails, voir 3.8 et l’annexe B.
Quand les auxiliaires n’ont pas été retirés, la puissance qu’ils absorbent à la vitesse d’essai doit être déterminée
pour calculer les réglages du dynamomètre, conformément à II .5.
5.4 Système d’admission d’air du moteur
Le moteur en essai doit être équipé d’un système d’admission d’air dont un étranglement à l’admission d’air, réglé
à + 10 % de la limite supérieure spécifiée par le constructeur pour un filtre à air propre dans les conditions de
fonctionnement du moteur, engendre le débit maximal d’air pour l’application du moteur.
Pour les moteurs deux temps à allumage par étincelle, un système représentatif du moteur installé doit être utilisé.
5.5 Système d’échappement du moteur
Le moteur doit être équipé d’un système d’échappement dont la contre-pression à l’échappement, réglée à
+ 10 % de la limite supérieure spécifiée par le constructeur pour les conditions de fonctionnement du moteur,
-
provoque la puissance maximale déclarée pour l’application du moteur.

0 ISO ISO 8178=1:1996(F)
Pour les moteurs deux temps à allumage par étincelle, un système représentatif du moteur installé doit être utilisé.
5.6 Système de refroidissement
Un système de refroidissement du moteur d’une capacité suffisante pour maintenir le moteur aux températures
de fonctionnement normal prescrites par le constructeur doit être utilisé.
5.7 Huile de lubrification
Les spécifications de I’huile de lubrification utilisée pour l’essai doivent être consignées et jointes aux résultats
d’essai.
6 Carburants d’essai
Les caractéristiques du carburant influencent l’émission des gaz d’échappement du moteur. Par conséquent, il
convient que les caractéristiques du carburant utilisé pour l’essai soient déterminées et présentées avec les ré-
sultats de l’essai. Lorsque les carburants désignés comme «carburants de référence)) dans I’ISO 8178-5 sont uti-
lisés, le code de référence et l’analyse du carburant doivent être fournis. Pour tous les autres carburants, les
caractéristiques à enregistrer sont celles figurant dans les feuilles données appropriées de I’ISO 8178-5.
La température du carburant doit être conforme aux recommandations du constructeur. Elle doit être mesurée à
l’entrée de la pompe d’injection de carburant ou comme spécifié par le constructeur et l’emplacement de mesure
doit être consigné.
La sélection du carburant pour l’essai dépend du but de l’essai. Sauf accord particulier entre les parties, le carbu-
rant doit être sélectionné conformément au tableau 1.
7 Équipement de mesure et données à mesurer
L’émission de composants gazeux et de particules par le moteur soumis à l’essai doit être mesurée par les mé-
thodes décrites aux articles 15 et 16. Ces articles décrivent les systèmes analytiques recommandés pour les
émissions gazeuses (article 15) et les systèmes de dilution et d’échantillonnage de particules recommandés (ar-
ticle 16).
1 ‘ableau 1 - Sélection du carburant
Objet de l’essai Parties intéressées Sélection du carburant
Essai de type 1. Organisme de certification Carburant de référence s’il est défini.
(Certification)
2. Constructeur ou fournisseur Carburant commercial si aucun carbu-
rant de référence n’est défini.
Essai de réception 1. Constructeur ou fournisseur Carburant commercial spécifié par le
constructeur?
2. Client ou contrôleur
Recherche/développement Au moins l’un parmi Carburant permettant de remplir le but
de l’essai.
constructeur, organisme de recherche,
fournisseur de carburant et d’huile de
lubrification, etc.
1) Les clients et les inspecteurs doivt !nt prendre note du fait que les essais d’émission réalisés avec des carburants
commerciaux ne sont pas forcément en accord avec les limites spécifiées à partir de carburant de référence.
Lorsque aucun carburant de référence ai jproprié n’est disponible, un carburant présentant des caractéristiques très proches
de celles du carburant de référence peu t être utilisé. Les caractéristiques du carburant doivent être déclarées.
0 ISO
ISO 8178=1:1996(F)
D’autres systèmes ou détecteurs peuvent être acceptés s’ils donnent des résultats équivalents. La détermination
de l’équivalence des systèmes doit être basée sur une étude de corrélation de deux groupes de sept échantillons
(ou davantage) entre le système considéré et l’un des systèmes prescrit dans la présente partie de I’ISO 8178.
Les résultats se rapportent à la valeur pondérée des émissions du cycle spécifique. L’essai de corrélation doit être
exécuté dans le même laboratoire, la même cellule d’essai et sur le même moteur, de préférence simultanément.
Le cycle d’essai à utiliser doit être le cycle approprié de I’ISO 8178-4 ou le cycle Cl de I’ISO 8178-4. L’équivalence
est effective si les moyennes des deux groupes d’échantillons obtenues pour les cellules de laboratoire et les
conditions du moteur décrites ci-dessus sont à + 5 %, les témoins étant exclus de la base de données comme
décrit dans I’ISO 5725-2. Les systèmes devant être utilisés pour l’essai de corrélation doivent être déclarés avant
l’essai et faire l’objet d’un accord entre les parties concernées.
Pour l’introduction d’un nouveau système, la détermination de l’équivalence doit être basée sur le calcul de
répétabilité et de reproductibilité, comme spécifié dans I’ISO 5725-l et dans I’ISO 5725-2.
L’équipement suivant doit être utilisé pour les essais d’émission des moteurs sur dynamomètres de moteurs. La
présente partie de I’ISO 8178 ne contient pas de détails sur l’équipement de mesure du débit, de la pression et
de la température. Au lieu de cela, seules sont données en 7.3 les exigences d’exactitude relatives à cet équi-
pement nécessaires pour les essais de mesure des émissions.
7.1 Spécifications du dynamomètre
Un dynamomètre de moteur avec les caractéristiques adéquates pour exécuter le cycle d’essai approprié décrit
dans I’ISO 8178-4 doit être utilisé.
L’instrumentation pour le mesurage du couple et de la vitesse doit permettre l’exactitude de mesure de la puis-
sance sur l’arbre dans les limites indiquées. Des calculs supplémentaires peuvent être nécessaires. L’exactitude
de l’équipement de mesure doit être telle que les tolérances maximales sur les paramètres indiqués en 7.3 ne
soient pas dépassées.
7.2 Débit des gaz d’échappement
Le débit des gaz d’échappement doit être déterminé par l’une des méthodes mentionnées en 7.2.1 à 7.2.4.
7.2.1 Méthode de mesure directe
Cette méthode implique le mesurage direct du débit de l’échappement par tuyère ou système de mesure équi-
valent. (Les détails sont donnés dans I’ISO 5167-I .)
Le mesurage direct du débit des gaz d’échappement est une tâche difficile. Des précautions doivent être prises pour
NOTE 6
rreurs de mesure qui peuvent conduire à des erreurs su r les valeurs des émissions.
éviter les e
Méthode de mesure de l’air et du carburant
7.2.2
Cette méthode implique le mesurage du débit d’air et du débit de carburant.
Les débitmètres pour l’air et le carburant présentant les exactitudes prescrites en 7.3 doivent être utilisées.
Le calcul du débit de gaz d’échappement se fait comme suit:
+ GF”E, (pour la masse d’échappement humide)
. . .
(4)
GEXHW = GAIRW
ou
+ FrD x GruEL (pour le volume d’échappement sec)
. . .
(5)
VEXHD = VAIRD
ou
x GFuEL (pour le volume d’échappement humide)
. . .
(6)
VEXHW = VAIRW + FFW
Les valeurs FF, et FFW varient avec le type de carburant (voir l’annexe A et I’ISO 8178-5).
0 ISO ISO 8178=1:1996(F)
7.2.3 Méthode du bilan carbone
Cette méthode implique le calcul de la masse d’échappement à partir de la consommation de carburant et des
concentrations de gaz d’échappement en utilisant la méthode du bilan carbone et oxygène (voir l’annexe A).
7.2.4 Débit total des gaz d’échappement dilués
Quand on utilise un système de dilution à débit complet, le débit total de l’échappement (GTOTW, VTo,,,,,) doit être
mesuré avec une pompe volumétrique ou un venturi à débit critique (voir 16.12). L’exactitude doit être conforme
aux exigences de 9.2.
7.3 Exactitude
L’étalonnage de tous les instruments de mesure doit être raccordé aux étalons nationaux ou internationaux et se
conformer aux exigences des tableaux 2 et 3.
7.4 Détermination des composants gazeux
7.4.1 Spécifications générales de l’analyseur
Les analyseurs doivent avoir une étendue de mesure appropriée à l’exactitude requise pour mesurer les concen-
trations des composants des gaz d’échappement (voir 7.4.1 .l). II est recommandé que les analyseurs fonctionnent
de façon à ce que la concentration mesurée tombe entre 15 % et 100 % de la pleine échelle.
Si la pleine échelle est inférieure ou égale à 155 ppm (ou ppm de carbone) ou si des systèmes de lecture (ordi-
nateurs, enregistreurs de données) assurant une exactitude et une résolution suffisantes en dessous de 15 % de
la pleine échelle sont utilisés, des concentrations inférieures à 15 % de la pleine échelle sont également accep-
tables. Dans ce cas, des étalonnages supplémentaires doivent être effectués pour garantir l’exactitude des cour-
bes d’étalonnage (voir 8.5.6.2).
La comptabilité électromagnétique (CEM) de l’équipement doit se situer à un niveau permettant de réduire au
maximum les erreurs supplémentaires.
Écarts tolérés des instruments de mesure pour les paramètres liés au moteur
Tableau 2 -
Écart toléré Intervalle
d’étalonnage
No Paramètre
sur la base des valeurs sur la base des valeurs
mois
maximales du moteur maximales du moteur’)
+ 2 % 3
1 Vitesse moteur + - 2 % -
2 Couple + 2 % + 2 % 3
- -
Puissance + 2 % 2) + 3 % non applicable
3 -
+ 2 % 2) 6
4 Consommation de carburant + 3 %
-
Consommation spécifique
non applicable + 3 % non applicable
5 -
de carburant
Consommation d’air + 2 % 2) + 5 % 6
6 -
+ 4 % 2) non applicable 6
7 Débit de gaz d’échappement
I
1) Conformément
...