ISO 8178-9:2000

NORME ISO
INTERNATIONALE 8178-9
Première édition
2000-10-15
Moteurs alternatifs à combustion interne —
Mesurage des émissions de gaz
d'échappement —
Partie 9:
Cycles et procédures d'essai pour le
mesurage au banc d'essai des émissions
de fumées de gaz d'échappement des
moteurs alternatifs à combustion interne à
allumage par compression fonctionnant en
régime transitoire
Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission
measurement —
Part 9: Test cycles and test procedures for test bed measurement of
exhaust gas smoke emissions from compression ignition engines operating
under transient conditions
Numéro de référence
©
ISO 2000
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier peut
être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifiéà moins que l'ordinateur employéà cet effet ne bénéficie d'une licence autorisant
l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées acceptent de fait la
responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute responsabilité en la
matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la créationduprésent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info du
fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir l'exploitation de
ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation, veuillez en informer le
Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l’ISO à
l’adresse ci-aprèsouducomité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 � CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Imprimé en Suisse
ii © ISO 2000 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos.iv
Introduction.v
1 Domaine d’application .1
2Références normatives .1
3Termesetdéfinitions.2
4 Symboles et unités .5
5 Conditions d’essai.6
6 Carburants d’essai.7
7 Équipement de mesure et exactitude .8
8 Étalonnage de l’opacimètre.10
9 Essai.11
10 Évaluation des données et calcul .12
11 Détermination des fumées.16
Annexe A (normative) Cycle d’essai pour les moteurs à vitesse variable pour applications non
routières.22
Annexe B (normative) Cycle d’essai pour les moteurs non routiers à vitesse constante .29
Annexe C (informative) Remarques sur les cycles d’essai .34
Annexe D (informative) Exemple d’une procédure de calcul .35
Bibliographie .45
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiéeaux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
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 comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments delaprésente partie de l’ISO 8178 peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 8178-9 a étéélaboréepar le comité technique ISO/TC 70, Moteurs à combustion
interne, sous-comité SC 8, Mesurage des émissions de gaz d’échappement.
L’ISO 8178 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général 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
� 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 de mesure et d’essai
� Partie 7: Détermination des familles de moteurs
� Partie 8: Détermination des groupes de moteurs
� Partie 9: Cycles et procédures d’essai pour le mesurage au banc d’essai des émissions de fumées de gaz
d’échappement des moteurs alternatifs à combustion interne à allumage par compression fonctionnant en
régime transitoire
� Partie 10: Cycles et procédures d’essai pour le mesurage sur site des émissions de fumées de gaz
d'échappement des moteurs alternatifs à combustion interne à allumage par compression fonctionnant en
régime transitoire
Les annexes A et B constituent des éléments normatifs de la présente partie de l’ISO 8178. Les annexes C et D
sont données uniquement à titre d’information.
iv © ISO 2000 – Tous droits réservés

Introduction
Il existe actuellement à l’échelle mondiale de nombreuses méthodes de mesure des fumées sous diverses formes.
Certaines de ces méthodes sont conçues pour des mesures au banc d’essai et peuvent être utilisées auxfinsde
certification ou d’essai de type. D’autres sont conçues pour des essais sur site et peuvent être utilisées dans les
programmes de contrôle et de maintenance. Il existe différentes méthodes de mesure des fumées qui satisfont les
besoins des différentes autorités et industrie. Les deux méthodes types sont la méthode du fumimètre à filtre et
l’opacimètre.
Le but de l’ISO 8178 est de combiner dans la mesure du possible les caractéristiques fondamentales de plusieurs
méthodes existantes de mesurage des fumées d’un point de vue technique. L’ISO 8178-4 spécifie un nombre de
cycles d’essai différents à utiliser pour caractériser les émissions de gaz et de particules des moteurs pour
applications non routières. Les cycles d’essai décrits dans l’ISO 8178-4 ont été développésgrâce à la
reconnaissance des différentes caractéristiques de fonctionnement de différentes catégories d’équipements non
routiers. De même, différentscyclesd’essai des fumées peuvent convenir à différentes catégories de moteurs et
d’équipements non routiers. Dans le cadre de l’ISO 8178-4, il a été possible de caractériser et de contrôler les
émissions de gaz et de particules des moteurs non routiers utilisant un grand nombre de points de fonctionnement
en régime permanent. Un cycle d’essai des fumées en régime transitoire est nécessaire pour caractériser et
contrôler correctement les émissions de fumées de nombreuses applications des moteurs.
La présente partie de l’ISO 8178 est destinée àêtre utilisée pour le mesurage des émissions de fumées des
moteurs à combustion interne à allumage par compression. Elle s’applique aux moteurs fonctionnant en régime
transitoire, lorsque la vitesse ou la charge du moteur, ou les deux à la fois, varient avec le temps. Il convient de
noter que les émissions de fumées des moteurs à aspiration naturelle bien entretenus en régime transitoire, sont
généralement identiques aux émissions de fumées en régime permanent.
Seuls les fumimètres du type opacimètre peuvent être utilisés pour réaliser les mesurages des fumées décrits dans
la présente partie de l’ISO 8178. La présente partie de l’ISO 8178 autorise l’utilisation d’opacimètres à débit total
ou à débit partiel et corrige les relevés pour les différences de temps de réponse entre les deux types
d’opacimètres, mais ne rend pas compte de toutes les différences dues aux différences de température de la zone
d’échantillonnage.
NORME INTERNATIONALE ISO 8178-9:2000(F)
Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des
émissions de gaz d'échappement —
Partie 9:
Cycles et procédures d'essai pour le mesurage au banc d'essai
des émissionsdefumées de gaz d'échappement des moteurs
alternatifs à combustion interne à allumage par compression
fonctionnant en régime transitoire
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 8178 spécifie les méthodes de mesure et les cycles d’essai pour l’évaluation des
émissions de fumées des moteurs à allumage par compression au banc d’essai.
Pour les cycles d’essai des fumées en régime transitoire, l’essai des fumées doit être réalisé en utilisant des
appareils de mesure de la fumée qui fonctionnent selon le principe de l’opacimétrie. Le but de la présente partie de
l’ISO 8178 est de définir les cycles d’essai des fumées et les méthodes utilisées pour mesurer et analyser les
fumées. Les spécifications relatives au mesurage des émissions de fumées utilisant le principe de l’opacimétrie
figurent dans l'ISO 11614. Les méthodes d’essai et les techniques de mesurage décrites dans les articles 1 à 11
de la présente partie de l’ISO 8178 s’appliquent aux moteurs alternatifs à combustion interne en général.
Cependant, une application d’un moteur ne peut être évaluée, au moyendelaprésente partie de l’ISO 8178,
qu’une fois que le cycle d’essai approprié a été développé. Les annexes A et B de la présentepartiede l’ISO 8178
comprennent chacune un cycle d’essai correspondant uniquement aux applications spécifiques énumérées dans
son domaine d’application particulier. Dans la mesure du possible, le cycle d’essai des fumées décrit dans les
annexes A et B utilise les catégories de moteurs et d’équipements développées dans l’ISO 8178-4.
Pour certaines catégories de moteurs pour applications non routières, des méthodes d’essai des fumées «sur site»
plutôtqu'«au banc d’essai» peuvent s’avérer nécessaires. Pour les moteurs utilisés dans des machines couvertes
par des prescriptions supplémentaires (par exemple les réglementations relatives à l’hygiène et à la sécurité du
travail), des conditions d’essai supplémentaires et des méthodes d’évaluation spéciales peuvent s’appliquer.
2Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 8178. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présentepartiedel'ISO8178sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 3046-3, Moteurs alternatifs à combustion interne — Performances — Partie 3: Mesures pour les essais.
ISO 8178-1, 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.
ISO 8178-4, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz d’échappement —
Partie 4: Cycles d’essai pour différentes applications des moteurs.
ISO 8178-5, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz d’échappement —
Partie 5: Carburants d’essai.
ISO 8178-6, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz d’échappement —
Partie 6: Rapport d’essai.
ISO 8178-7, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz d’échappement —
Partie 7: Détermination des familles de moteurs.
ISO 8528-5, Groupes électrogènes à courant alternatif entraînés par moteurs alternatifs à combustion interne —
Partie 5: Groupes électrogènes.
ISO 11614:1999, Moteurs alternatifs à combustion interne à allumage par compression — Appareillage de mesure
de l’opacité et du coefficient d’absorption de la lumière des gaz d’échappement.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 8178, termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
fuméedesgaz d’échappement
suspension visible de particules solides et/ou liquides dans les gaz résultant de la combustion ou de la pyrolyse
NOTE La fumée noire (suie) se compose principalement de particules de carbone. La fumée bleue résulte habituellement
des gouttelettes dues à la combustion incomplète du carburant ou de l’huile de lubrification. La fumée blanche résulte
habituellement de l’eau de condensation et/ou du combustible liquide. La fumée jaune résultedelaprésencedeNO .
3.2
transmittance
�
fraction de lumière, exprimée en pourcentage, transmise par une source à travers un faisceau opacifié par la
fumée, qui atteint l’observateur ou le récepteur de mesure
3.3
opacité
N
fraction de lumière, exprimée en pourcentage, émise par une source à travers un faisceau opacifié par la fumée,
qui n’atteint pas l’observateur ou le récepteur de mesure
NOTE N = 100� �
3.4 Longueur du trajet optique
3.4.1
longueur effective du trajet optique
L
A
longueur du trajet optique/opacifié par la fumée entre la source lumineuse de l’opacimètre et le récepteur, exprimée
en mètres et corrigée, si nécessaire, pour sa non-uniformité due au gradient de densité et à l’effet de bord
NOTE Les parties du trajet optique total entre la source lumineuse et le récepteur non opacifiées par la fuméene
contribuent pas à la longueur effective du trajet optique.
2 © ISO 2000 – Tous droits réservés

3.4.2
longueur effective normale du trajet optique
L
AS
valeur étalon de la longueur effective du trajet optique choisie pour permettre des comparaisons significatives entre
les valeurs d'opacité
NOTE Les valeurs de L sont définies en 10.1.4.
AS
3.5
coefficient d’absorption de la lumière
k
moyen fondamental permettant de déterminer la capacité d’un panache de fuméeoud’une fumée contenant un
échantillon de gaz à opacifier la lumière
�1
NOTE Par convention, le coefficient d’absorption de la lumière s’exprime en mètres moins un (m ). Il est fonction du
nombre de particules de fumée par unité de volume de gaz, de la distribution granulométrique des particules de fumée, de
l’absorption de la lumière et des propriétés de dispersion des particules. En l’absence de fumée bleue, blanche ou jaune ou de
cendres, la distribution granulométrique et les propriétésd’absorption de dispersion de la lumière sont semblables pour tous les
échantillons de gaz d’échappement de moteurs diesels et le coefficient d’absorption de la lumière est principalement fonction de
la densité des particules de fumée.
3.6
loi de Beer-Lambert
équation mathématique décrivant les relations physiques entre le coefficient d’absorption de la lumière (k), les
paramètres de la fumée, la transmittance (�) et la longueur effective du trajet optique (L )
A
NOTE Dans la mesure où le coefficient d’absorption de la lumière (k)nepeut être mesuré directement, la loi de Beer-
Lambert est utiliséepourcalculer k,lorsque l’opacité (N) oulatransmittance (�), ainsi que la longueur effective du trajet optique
(L ) sont connus:
A
�1 �
��
k � ln (1)
��
L ��100
A
�1 N
��
k��ln 1 (2)
��
L ��100
A
3.7
opacimètre
instrument de mesure des caractéristiques de la fuméeutilisantlaméthode optique de la transmittance
3.7.1
opacimètre à débit total
instrument avec lequel la totalité des gaz d’échappement transite par la chambre de mesurage des émissions de
fumées
3.7.1.1
opacimètre d’extrémitéà débit total
instrument de mesure de l’opacité de la totalité du panache de fuméeaumoment où il sort du tuyau
d’échappement.
NOTE La source lumineuse et le récepteur applicables à ce type d’opacimètre sont situés des deux côtés opposésdu
panache de fuméeet sont à proximité de la sortie libre du tuyau d’échappement. Lorsqu’on utilisecetyped’opacimètre, la
longueur effective du trajet optique dépend de la conception du tuyau d’échappement.
3.7.1.2
opacimètre en ligne à débit total
instrument de mesure de l’opacité de la totalité du panache de fumée dans le tuyau d’échappement
NOTE La source lumineuse et le récepteur applicables à ce type d’opacimètre sont situés des deux côtés opposésau
panache de fuméeet à proximité de la paroi extérieure du tuyau d’échappement. Avec ce type d’opacimètre, la longueur
effective du trajet optique dépenddel’instrument.
3.7.2
opacimètre à débit partiel
instrument qui prélève une partie représentative de la totalité des gaz d’échappement et qui fait transiter
l’échantillon par la chambre de mesurage.
NOTE Avec ce type d’opacimètre, la longueur effective du trajet optique dépend de la conception de l’opacimètre.
3.7.3 Temps de réponse de l’opacimètre
3.7.3.1
tempsderéponse physique de l’opacimètre
t
p
différence entre les instants où le signal k brut atteint 10 % et 90 % de la pleine échelle lorsque le coefficient
d’absorption de la lumière du gaz mesuré se modifie en moins de 0,01 s
NOTE Le temps de réponse physique de l’opacitmètre à débit partiel est défini avec la sonde d’échantillonnage et le tube
de transfert. Des informations supplémentaires relatives au temps de réponse physique sont données dans l’ISO 11614:1999,
8.2.1 et 11.7.2.
3.7.3.2
tempsderéponse électrique de l’opacimètre
t
e
différence entre les instants où le signaldesortieoul’affichage de l’appareil d’enregistrement atteint 10 % et 90 %
de la pleine échelle lorsque la source lumineuse est interrompue ou complètement éteinte en moins de 0,01 s
NOTE Des informations supplémentaires relatives au temps de réponse électrique sont données dans l’ISO 11614:1999,
6.2.6.2.
4 © ISO 2000 – Tous droits réservés

4 Symboles et unités
Voir le Tableau 1.
Tableau 1 — Symboles et unitésutilisésdans laprésente partie de l'ISO 8178
Symbole Grandeur Unité
B constante de la fonction de Bessel 1
C
constante de la fonction de Bessel 1
D
constante de la fonction de Bessel 1
E constante de Bessel 1
f facteur atmosphérique 1
a
�1
f fréquence de coupure du filtre de Bessel
s
c
�1
k coefficient d’absorption de la lumière m
�1
k coefficient d’absorption de la lumière corrigé dans les conditions ambiantes m
corr
�1
k
coefficient d’absorption de la lumière observée m
obs
K constante de Bessel 1
K
facteur de correction des fumées dans les conditions ambiantes 1
s
L longueur effective du trajet optique m
A
L longueur effective normale du trajet optique m
AS
N opacité %
N opacité avec une longueur effective du trajet optique %
A
N opacité avec une longueur effective normale du trajet optique %
AS
p pression moyenne effective au frein kPa
me
p pression atmosphérique sèche kPa
s
P puissance du moteur kW
�1
S valeur de fumée instantanée
m ou %
i
t temps de réponse total s
Aver
t
temps de réponse électrique de l’opacimètre s
e
t temps de réponse du filtre pour la fonction de Bessel s
F
t temps de réponse physique de l’opacimètre s
p
temps entre des données successives de fumée s
�t
(� 1/vitesse d’échantillonnage)
T température de l’air d’admission du moteur K
a
X temps de réponse total souhaité s
�1
Y valeur de la fuméedeBesselmoyennée
m ou %
i
transmittance de la fumée%
�
densité ambiante sèche
� kg/m
constante de Bessel 1
�
5 Conditions d’essai
5.1 Conditions d’essai ambiantes
5.1.1 Paramètres des conditions d’essai
La température absolue, T ,del’air d’admission du moteur, exprimée en Kelvins, et la pression atmosphérique
a
sèche, p ,exprimée en kilopascals, doivent être mesurées et le paramètre, f ,doit être déterminé au moyen des
s a
équations (3) à (5).
Pour les moteurs à aspiration naturelle, les moteurs à allumage par compression à suralimentation mécanique et
les moteurs à allumage par compression à soupape d’écrêtage, on a:
0,7
��99 T
��
a
f = � (3)
a
��
��
��
��p 298
s
NOTE Cette formule s’applique également lorsque la soupape d’écrêtage ne fonctionne que pendant une partie du cycle
d’essai. Si la soupape d’écrêtage ne fonctionne pas du tout pendant une partie du cycle d’essai, la formule (4) ou la formule (5)
sera utilisée,selonletypederefroidisseur,s’il y en a un.
Pour les moteurs à allumage par compression turbocompressés avec ou sans refroidissement de l’air d’admission
par l’intermédiaire d’un refroidisseur à air, on a:
0,7
1,2
��
99 ��T
a
f = � (4)
a ��
��
p ��298
��
s
Pour les moteurs à allumage par compression turbocompressés avec refroidissement de l’air d’admission par un
fluide de refroidissement, on a:
0,7
0,7
��
99 ��T
a
f = � (5)
a ��
��
��
p 298
��
s
5.1.2 Critères de validation des essais — conditions d’essai
Pour qu’un essai soit reconnu valable, il convient que le paramètre f soit tel que:
a
0,93u f u 1,07 (6)
a
NOTE Il est recommandé de choisir pour les essais un paramètre, f , compris entre 0,96 et 1,06.
a
D’autres critères de validation sont donnés en 7.3.2.3 et en A.3.2.2.
5.2 Puissance
Il 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 de conditionnement d’air;
� pompes pour les commandes hydrauliques.
Pour plus de détails, voir l’ISO 8178-1:1996, 3.8 et Tableau B.1.
6 © ISO 2000 – Tous droits réservés

5.3 Système d’admission d’air du moteur
Le moteur en essai doit être équipé d’un système d’admission d’air présentant un étranglement à l’admission d’air
régléà �10% delalimite supérieure spécifiée par le constructeur pour un filtre à air propre. La limite supérieure
doit être celle correspondant aux conditions de fonctionnement du moteur, telles que définies par le constructeur,
qui engendrent le débit d’air maximal pour l’application du moteur.
5.4 Système d’échappement du moteur
Le moteur en essai 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. La limite supérieure doit être dans les conditions de
fonctionnement du moteur telles que définies par le constructeur, celle qui provoque la puissance maximale
déclarée pour l’application du moteur. Les essais peuvent être réalisés avec un silencieux, ce qui conduira à
réduire les pulsations à l’échappement susceptibles d’interférer sur le mesurage des émissions de fumées,etil
convient que l’utilisation de ce silencieux fournisse une meilleure corrélation entre le mesurage des émissions de
fumées au banc d’essai et les essais de mesurage des émissions de fumées sur site susceptibles d’être réalisées.
Il convient que la conception du silencieux (c’est-à-dire le volume) soit typique de celle utilisée pour les applications
réelles sur site du moteur soumis à l’essai.
5.5 Système de refroidissement
Un système de refroidissement du moteur d’une capacité suffisante pour maintenir le moteur aux températures de
fonctionnement normales spécifiées par le constructeur doit être utilisé.
5.6 Huile de lubrification
Les spécifications de l’huile de lubrification utilisée pour l’essai doivent être consignées et jointes aux résultats
d’essai.
5.7 Moteurs avec refroidissement de l’air d’admission
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 et à la charge spécifiées par
le constructeur. La température de l’air d’alimentation et la chute de pression dans le refroidisseur doivent être
réglées, respectivement à �4Kprèset à �2kPaprès, sur les valeurs spécifiées par le constructeur.
5.8 Température du carburant d’essai
La température du carburant doit être conforme aux recommandations du constructeur. Lorsque le constructeur ne
précise pas la température, elle doit être de 311 K �5K. À l’exception des cas où on utilise du carburant «lourd»,
la température spécifiée par le constructeur ne doit pas être supérieure à 316 K. La température du carburant doit
être mesurée à l’entréedela pompe d’injection de carburant sauf spécification contraire du constructeur, et
l’emplacement de mesure doit être consigné.
6 Carburants d’essai
Les caractéristiques du carburant influencent l’émission de fumées du moteur. Par conséquent, il convient que les
caractéristiques du carburant utilisé pour l’essai soient déterminées, consignées et présentées avec les résultats
de l’essai. Lorsque les carburants désignéscomme «carburants de référence» dans l’ISO 8178-5 sont utilisés, le
code de référence et l’analyse du carburant doivent être fournis. Pour tous les autres carburants, les
caractéristiques à enregistrer doivent être celles figurant dans les fiches techniques universelles appropriées de
l’ISO 8178-5.
La sélection du carburant pour l’essai dépend du but de l’essai. Sauf accord particulier entre les parties, le
carburant doit être sélectionné conformément au Tableau 2. Lorsqu'un carburant de référence approprié n’est pas
disponible, un carburant présentant des caractéristiques très proches de celles du carburant de référence peut être
utilisé. Les caractéristiques du carburant doivent être déclarées.
Tableau 2 — Sélection du carburant
Objet de l’essai Parties intéressées Sélection du carburant
Essai de type (certification) Organisme de certification Carburant de référence, s’il est défini
Constructeur ou fournisseur Carburant commercial si aucun
carburant de référence n’est défini
Essai de réception Constructeur ou fournisseur Carburant commercial spécifié par le
a
constructeur
Client ou contrôleur
Recherche/développement Au moins l’une parmi les suivantes: Carburant permettant de satisfaire
l’essai
� constructeur;
� organisme de recherche;
� fournisseur de carburant et
d’huile de lubrification; etc.
a
Il convient que les clients et les contrôleurs prennent note du fait que les essais d’émission réalisésavec des
carburants commerciaux ne sont pas nécessairement conformes aux limites spécifiées lorsque des carburants de
référence sont utilisés. II convient que les spécifications du carburant utilisé pour les essais de réception soient à
l’intérieur de la gamme des spécifications de carburant permises par le constructeur du moteur et spécifiées dans la
documentation technique du constructeur du moteur.
7 Équipement de mesure et exactitude
7.1 Généralités
L’équipement suivant doit être utilisé pour les essais d’émission de fumées des moteurs sur dynamomètres. La
présente partie de l’ISO 8178 ne contient pas de détails sur l’équipement de mesure de la température et de la
pression. Au lieu de cela, seules sont données en 7.4 les exigences d’exactitude relatives à cet équipement
nécessaires pour l’essai de mesure des émissions de fumées.
7.2 Spécifications du dynamomètre
Un dynamomètre de moteur avec les caractéristiques adéquates pour exécuter le cycle d’essai décrit dans les
annexes A et B doit être utilisé. Les exigences de linéarité du cycle d’essai s’appliquent uniquement lorsque les
essais ont été réalisés avec un dynamomètre électrique. L’instrumentation pour le mesurage du couple et de la
vitesse doit permettre l’exactitude de mesure requise pour exécuter le cycle d’essai dans les limites données dans
les annexes A et B. La vitesse et le couple doivent être échantillonnés à une fréquence d’au moins 1 Hz.
L’exactitude de l’équipement de mesure doit êtretelle queles tolérances maximales sur les paramètres donnés
dans le Tableau 3 ne soient pas dépassées. Les équipements entraînés par un moteur qui sont conformes à ces
exigences peuvent être utilisésenplacedesdynamomètres.
8 © ISO 2000 – Tous droits réservés

Tableau 3—Écarts tolérés des instruments de mesure pour les paramètres liésau moteur
Écart toléré
Intervalles d’étalonnage
Paramètre (par rapport aux valeurs maximales du
mois
moteur) conformément à l’ISO 3046-3
�2%
Vitesse du moteur 3
a
Couple 3
�2%ou � 5Nm
�3%
Puissance non applicable
a
La plus grande des deux valeurs.
7.3 Détermination des fumées
7.3.1 Généralités
Les essais des émissions de fumées en régime transitoire doivent être réalisés en utilisant des appareils de
mesure des émissions de fumées de type opacimètre. Trois types différents d’opacimètres sont autorisés:
l’opacimètre à débit complet en ligne, l’opacimètre à débit complet d’extrémité et l’opacimètre à débit partiel. Les
spécifications relatives aux trois types d’opacimètres sont données à l’article11de laprésentepartiede l’ISO 8178
et dans l’ISO 11614:1999, articles 6 et 7. La correction en fonction de la température n’a pas été validée pour les
essais en régime transitoire. Par conséquent, la correction des résultats des émissions de fumées en fonction de la
température n’apas été intégrée à la présente partie de l’ISO 8178.
7.3.2 Spécifications générales — opacimètres
7.3.2.1 Généralités
Les essais de mesure des émissions de fumées nécessitent l’utilisation d’un système de mesure des émissions de
fumées et de traitement des données qui comprend trois unités fonctionnelles. Ces unités peuvent être intégrées
dans un seul composant ou fournies sous forme d’un système de composants interconnectés. Les trois unités
fonctionnelles sont les suivantes:
� un opacimètre à débit total ou partiel conforme aux spécifications du présent article. Les spécifications
détaillées relatives aux opacimètres sont données dans l’article 11 et dans l’ISO 11614;
� une unité de traitement des données capable d’exécuter les fonctions décrites en 10.2 et 10.3 ainsi que dans
l’annexe D;
� une imprimante et/ou un support à mémorisation électronique permettant de consigner et de produire les
valeurs d’émissions de fumées requises spécifiées dans les annexes A et B.
7.3.2.2 Linéarité
La linéarité est la différence entre la valeur mesurée par l’opacimètre et la valeur de référence du dispositif
d’étalonnage. La linéarité ne doit pas dépasser 2 % de l’opacité.
7.3.2.3 Dérive du zéro
La dérive du zéro pendant une période d'une heure, ou une période égale à la duréede l’essai si celui-ci dure
moins d'une heure, ne doit pas dépasser 1 % de l’opacité.
7.3.2.4 Affichage et étendue d’indication de l’opacimètre
Pour l’affichage de l’opacité et du coefficient d’absorption de la lumière, l’opacimètre doit avoir une étendue de
mesure appropriée permettant de mesurer avec exactitude la fumée du moteur soumis à l’essai. La résolution doit
être d’au moins 0,1 % de la pleine échelle.
La longueur du trajet optique sélectionnée pour l’instrument de mesure des émissions de fumées doit convenir aux
niveaux d’émission de fumées mesurés, afin de réduire les erreurs d’étalonnage, de mesurage et de calcul.
7.3.2.5 Temps de réponse de l’instrument
Le temps de réponsephysiquedel’opacimètre ne doit pas dépasser 0,2 s et le temps de réponse électrique de
l’opacimètre ne doit pas dépasser 0,05 s.
7.3.2.6 Exigences d’échantillonnage relatives aux opacimètres à débit partiel
Les conditions d’échantillonnage doivent être conformes aux exigences données en 11.3.
7.3.2.7 Source lumineuse
La source lumineuse doit être conforme aux exigences données en 11.2 et 11.3.
7.3.2.8 Filtres à densité neutre
L’exactitude de l’opacité des filtres à densité neutre utilisés pour l’étalonnage et la vérification des opacimètres doit
être de � 1% et l’exactitude de la valeur nominale du filtre doit être vérifiéeaumoins une fois par anenutilisant
une valeur de référence raccordée à une norme nationale ou à une Norme internationale.
NOTE Les filtres à densité neutre sont des dispositifs de précision et peuvent être facilement endommagés lors de leur
utilisation. Il convient de réduire leur manipulation et, si nécessaire, de l’effectuer avec la plus grande attention pour éviter de
rayer ou d’encrasser le filtre.
7.4 Exactitude
L’étalonnage de tous les instruments de mesure doit être raccordé aux Normes internationales (ou nationales si
aucune Norme internationale n’existe) et doit être conforme aux exigences données dans le Tableau 3.
8 Étalonnage de l’opacimètre
8.1 Généralités
L’opacimètre doit être étalonné aussi souvent que nécessaire pour satisfaire aux exigences d’exactitude de la
présente partie de l’ISO 8178. La méthode d’étalonnage à utiliser est décrite en 8.2.
8.2 Mode opératoire d’étalonnage
8.2.1 Duréedemiseen température
L’opacimètre doit être mis en température et stabilisé conformément aux recommandations du constructeur.
Lorsqu’il est équipé d’un système de purification de l’air pour éviter tout encrassement de l’optique des
équipements, il convient que ce système soit également actionné et réglé conformément aux recommandations du
constructeur.
10 © ISO 2000 – Tous droits réservés

8.2.2 Détermination de la linéarité de la réponse
Lorsque l’opacimètre est en mode lecture et que son faisceau lumineux n’est pas bloqué,lalecture doit être réglée
à une opacité de 0 % � 1%.
Lorsque l’opacimètre est en mode lecture et que tout faisceau lumineux ne peut atteindre le récepteur, la lecture
doit être réglée à une opacité de 100 % �1%.
La linéarité de l’opacimètre, lorsqu’il est utilisé en mode opacité,doit être vérifiée de manière périodique selon les
recommandations du constructeur. Un filtre de densité neutre ayant une opacité comprise entre 30 % et 60 %,
conforme aux exigences données en 7.3.2.8 doit être intégréà l’opacimètre et la valeur doit être consignée. La
lecturedel’instrument ne doit pas différer de plus de 2 % par rapport à la valeur nominale du filtre à densité neutre.
Toute non-linéarité dépassant la valeur mentionnée ci-dessus doit être corrigée avant de réaliser l’essai.
9 Essai
9.1 Installation de l’équipement de mesure
L’opacimètre et les sondes d’échantillonnage, le cas échéant, doivent être installés en aval du silencieux ou de tout
dispositif de traitement ultérieur, lorsqu’il est prévu, conformément aux procédures d’installation spécifiées par le
constructeur. De plus, les exigences de l’ISO 11614:1999, article 10, doivent être observées, selon le cas.
9.2 Vérification de l’opacimètre
Avant de procéder à toute vérification du zéro et de la pleine échelle, l’opacimètre doit être mis en température et
stabilisé conformément aux recommandations du fabricant de l’instrument. Lorsque l’opacimètre est équipé d’un
système de purification de l’air pour éviter tout encrassement de l’optique des instruments, ce système doit
également être actionné et réglé conformément aux recommandations du constructeur.
Les vérifications du zéro et de la pleine échelle doivent être réalisées en mode lecture de l’opacité, dans la mesure
où l’échelle d’opacité offre deux points d’étalonnage clairement définissables, à savoir une opacité de 0 % et une
opacité de 100 %. Le coefficient d’absorption de la lumière est alors calculé correctement sur la base de l’opacité
mesurée et de la longueur effective du trajet optique L , telle que fournie par le fabricant de l’opacimètre, lorsque
A
l’instrument retourne en mode de lecture k pour réaliser les essais.
En l’absence de blocage du faisceau lumineux de l’opacimètre, la lecture doit être réglée à une opacité de
0% � 1 %. Lorsque le faisceau ne peut atteindre le récepteur, la lecture doit être réglée à une opacité de
100 % �1%.
9.3 Cycle d’essai
Le moteur doit tourner selon le cycle d’essai décrit dans les annexes A et B, compte tenu des considérations
indiquées dans l’annexe C.
9.4 Détermination de la longueur effective du trajet optique (L )
A
Les parties du trajet entre la source lumineuse et le récepteur qui ne sont pas opacifiées par la fumée ne font pas
partie de la longueur effective du trajet optique. Si le faisceau lumineux du fumimètre est placé suffisamment près
de la sortie de l’échappement (moins de 0,07 m), la section transversale du panache de fumée à l’endroit où il
traverse le fumimètre est essentiellement identique à la sortie du tuyau d’échappement le long de la ligne
d’orientation du faisceau lumineux du fumimètre. Il convient généralement de déterminer cette distance par
mesurage direct de la sortie du tuyau d’échappement. Afin d’obtenir des résultats de fuméecorrigés avec une
exactitude de � 2% de l’opacité, il convient de déterminer L avec une tolérance de �6%. (L’erreur la plus
A
importante d’opacité est observée avec une opacité d’environ 60 %, avec des valeurs d’opacité plus faibles ou plus
fortes, une détermination de L moins exacte peut être tolérée.) Pour la plus petite longueur effective normale du
A
trajet optique (0,038 m), une tolérance de � 6 % correspond àuneexactitudede0,002m.
Il est souvent difficile, notamment lors d’essais sur site, d’accéder aux sorties de tuyaux d’échappement sur les
machines pour y réaliser des mesurages directs. Il convient par conséquent d’envisager de prolonger les tuyaux
d’échappement de trois fois à au plus trente fois le diamètredutuyau d’échappement lorsque le constructeur du
moteur n’yvoit pas d’objections. Cet assemblage doit être étanchéifié correctement pour éviter toute dilution des
échappements avec l’air.
Pour de nombreuses conceptions courantes de tuyaux d’échappement, L peut être déterminéeavec une
A
exactitude suffisante sur la base des dimensions extérieures du système d’échappement qui sont plus faciles à
mesurer.
10 Évaluation des données et calcul
10.1 Évaluation des données
10.1.1 Exigences générales — opacimètres
La fumée doit être prélevée à une fréquence minimale de 20 Hz. Les valeurs d’émission de fumées doivent être
rapportées en unitésd’opacité (N) ou de coefficient d’absorption de la lumière (k). Les valeurs d’émission de
fumées mesurées (transmittance) doivent être converties dans les unitésd’émission de fumées correspondantes,
corrigées en fonction de la longueur du trajet optique de l’opacimètre si nécessaire (voir 10.1.2, 10.1.3 et 10.1.4).
La correction relative aux conditions d’essai ambiantes ne s’applique, si nécessaire, qu’au coefficient d’absorption
de la lumière. Les données d’émission des fumées doivent ensuite être soumises à l’algorithme de Bessel, comme
décrit en 10.2 et dans l'annexe A.
La longueur de la ligne d’échantillonnage ne doit pas affecter la trace de la fumée (voir 11.3). Cependant, bien que
la longueur de la ligne d’échantillonnage n’affectepas la formedelatrace de la fumée, elle peut entraîner un
certain retard entre le moment où la fumée est produite et le moment où elle est mesurée. L’analyse des traces de
fumée doit tenir compte de tout retard associé au transport de la fumée dans le système d’échappement.
Les valeurs des émissions de fumées doivent alors être calculées comme décrit dans l’annexe applicable.
10.1.2 Relations de la loi Beer-Lambert
La loi de Beer-Lambert définit la relation entre la transmittance, le coefficient d’absorption de la lumière et la
longueur effective du trajet optique comme suit:
�
� kL
A
� e (7)
À partir des définitions de la transmittance et de l’opacité, la relation entre ces paramètres peut être définie comme
suit:
N = 100 �� (8)
Les relations suivantes sont dérivées des équations (7) et (8):
L
��AS
N
���� L
A A
N ��100 1� 1� (9)
AS
��
��
��
��
��
1 N
��
A
k �� � ln 1� (10)
��
��
L 100
A
12 © ISO 2000 – Tous droits réservés

10.1.3 Conversion des données
La conversion des valeurs d’émission de fumées mesurées en unités effectives appropriées constitue un procédé
en deux étapes. Dans la mesure où l’unité de mesure de base de tous les opacimètres est la transmittance, la
première étape consiste dans tous les cas à convertir la transmittance (�) en opacitéà la longueur effective
mesuréedutrajetoptique (N ) en utilisant l’équation (8). Pour la plupart des opacimètres, cette étape est effectuée
A
de manière interne et en toute transparence pour l’utilisateur.
La deuxième étape du procédé consiste à convertir la valeur N en unités effectives souhaitées de la manière
A
suivante:
Lorsque les résultats d’essai sont indiquésen unitésd’opacité,l’équation (9) doit être utilisée pour convertir les
valeurs d’opacitéà la longueur effective mesurée du trajet optique (N ) en valeurs d’opacitéà la longueur effective
A
normale du trajet optique (N ).
AS
NOTE Lorsque les longueurs effectives mesurée et normale du trajet optique sont identiques, N est égale à N et cette
AS A
deuxième étape de conversion n’est pas nécessaire.
Lorsque les résultats d’essai sont indiquésen unités de coefficient d’absorption de la lumière, l’équation (10) doit
alors être appliquée.
10.1.4 Valeurs d’entrée de la longueur effective du trajet optique
Pour pouvoir appliquer l’équation (10), il est nécessaire d’introduire la longueur effective mesurée du trajet optique
(L ). Pour utiliser l’équation (9), les valeurs de L et de L , la longueur effective normale du trajet optique, doivent
A A AS
être intégrées.
Pour les opacimètres d’extrémitéà débit total, L est fonction de la conception du tuya
...