ISO 8178-5:2008
(Main)Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 5: Test fuels
Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 5: Test fuels
ISO 8178-5:2008 specifies fuels whose use is recommended for performing the exhaust emission test cycles given in ISO 8178-4 and ISO 8178-11. It is applicable to reciprocating internal combustion engines for mobile, transportable and stationary installations excluding engines for motor vehicles primarily designed for road use. It may be applied to engines used, e.g. earth-moving machines and generating sets, and for other applications.
Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz d'échappement — Partie 5: Carburants d'essai
L'ISO 8178-5:2008 spécifie les carburants dont l'utilisation est recommandée pour effectuer les cycles d'essai des émissions de gaz d´échappement donnés dans l'ISO 8178-4 et l'ISO 8178-11. Elle est applicable aux moteurs alternatifs à combustion interne pour installations mobiles, transportables et fixes, à l'exclusion des moteurs de véhicules conçus originellement pour des applications routières. 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.
General Information
Relations
Frequently Asked Questions
ISO 8178-5:2008 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 5: Test fuels". This standard covers: ISO 8178-5:2008 specifies fuels whose use is recommended for performing the exhaust emission test cycles given in ISO 8178-4 and ISO 8178-11. It is applicable to reciprocating internal combustion engines for mobile, transportable and stationary installations excluding engines for motor vehicles primarily designed for road use. It may be applied to engines used, e.g. earth-moving machines and generating sets, and for other applications.
ISO 8178-5:2008 specifies fuels whose use is recommended for performing the exhaust emission test cycles given in ISO 8178-4 and ISO 8178-11. It is applicable to reciprocating internal combustion engines for mobile, transportable and stationary installations excluding engines for motor vehicles primarily designed for road use. It may be applied to engines used, e.g. earth-moving machines and generating sets, and for other applications.
ISO 8178-5:2008 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 13.040.50 - Transport exhaust emissions; 27.020 - Internal combustion engines. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 8178-5:2008 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 10322-2:2016, ISO 8178-5:2015, ISO 8178-5:1997. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
You can purchase ISO 8178-5:2008 directly from iTeh Standards. The document is available in PDF format and is delivered instantly after payment. Add the standard to your cart and complete the secure checkout process. iTeh Standards is an authorized distributor of ISO standards.
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8178-5
Second edition
2008-10-15
Reciprocating internal combustion
engines — Exhaust emission
measurement —
Part 5:
Test fuels
Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de
gaz d'échappement —
Partie 5: Carburants d'essai
Reference number
©
ISO 2008
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
© ISO 2008
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
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.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2008 – All rights reserved
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 3
4 Symbols and abbreviations . 4
5 Choice of fuel . 5
5.1 General. 5
5.2 Influence of fuel properties on emissions from compression ignition engines . 6
5.3 Influence of fuel properties on emissions from spark ignition engines. 8
6 Overview of fuels . 9
6.1 Natural gas . 9
6.2 Liquefied petroleum gas . 9
6.3 Motor gasolines . 10
6.4 Diesel fuels . 10
6.5 Distillate fuel oils . 10
6.6 Residual fuel oils . 11
6.7 Crude oil . 11
6.8 Alternative fuels . 11
6.9 Requirements and additional information. 11
Annex A (informative) Calculation of the fuel specific factors. 24
Annex B (informative) Equivalent non-ISO test methods . 29
Annex C (informative) Organizations capable of providing specifications for commercial fuels . 31
Bibliography . 32
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. 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.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 8178-5 was prepared by Technical Committee ISO/TC 70, Internal combustion engines, Subcommittee
SC 8, Exhaust gas emission measurement.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 8178-5:1997), which has been technically
revised.
ISO 8178 consists of the following parts, under the general title Reciprocating internal combustion engines —
Exhaust emission measurement:
⎯ Part 1: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions
⎯ Part 2: Measurement of gaseous and particulate exhaust emissions under field conditions
⎯ Part 3: Definitions and methods of measurement of exhaust gas smoke under steady-state conditions
⎯ Part 4: Steady-state test cycles for different engine applications
⎯ Part 5: Test fuels
⎯ Part 6: Report of measuring results and test
⎯ Part 7: Engine family determination
⎯ Part 8: Engine group determination
⎯ Part 9: Test cycles and test procedures for test bed measurement of exhaust gas smoke emissions from
compression ignition engines operating under transient conditions
⎯ Part 10: Test cycles and test procedures for field measurement of exhaust gas smoke emissions from
compression ignition engines operating under transient conditions
⎯ Part 11: Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions from engines used in
nonroad mobile machinery under transient test conditions
iv © ISO 2008 – All rights reserved
Introduction
In comparison with engines for on-road applications, engines for off-road use are made in a much wider range
of power output and configuration and are used in a great number of different applications.
Since fuel properties vary widely from country to country a broad range of different fuels is listed in this part of
ISO 8178 — both reference fuels and commercial fuels.
Reference fuels are usually representative of specific commercial fuels but with considerably tighter
specifications. Their use is primarily recommended for test bed measurements described in ISO 8178-1 and
ISO 8178-11.
For measurements typically at site where emissions with commercial fuels, whether listed or not in this part of
ISO 8178 are to be determined, uniform analytical data sheets (see Clause 5) are recommended for the
determination of the fuel properties to be declared with the exhaust emission results.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 8178-5:2008(E)
Reciprocating internal combustion engines — Exhaust
emission measurement —
Part 5:
Test fuels
1 Scope
This part of ISO 8178 specifies fuels whose use is recommended for performing the exhaust emission test
cycles given in ISO 8178-4 and ISO 8178-11.
It is applicable to reciprocating internal combustion engines for mobile, transportable and stationary
installations excluding engines for motor vehicles primarily designed for road use. This part of ISO 8178 may
be applied to engines used, e.g. earth-moving machines and generating sets, and for other applications.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 2160:1998, Petroleum products — Corrosiveness to copper — Copper strip test
ISO 2719:2002, Determination of flash point — Pensky-Martens closed cup method
ISO 3007:1999, Petroleum products and crude petroleum — Determination of vapour pressure — Reid
method
ISO 3015:1992, Petroleum products — Determination of cloud point
ISO 3016:1994, Petroleum products — Determination of pour point
ISO 3104:1994, Petroleum products — Transparent and opaque liquids — Determination of kinematic
viscosity and calculation of dynamic viscosity
ISO 3105:1994, Glass capillary kinematic viscometers — Specifications and operating instructions
ISO 3405:2000, Petroleum products — Determination of distillation characteristics at atmospheric pressure
ISO 3675:1998, Crude petroleum and liquid petroleum products — Laboratory determination of density or
relative density — Hydrometer method
ISO 3733:1999, Petroleum products and bituminous materials — Determination of water — Distillation method
ISO 3735:1999, Crude petroleum and fuel oils — Determination of sediment — Extraction method
ISO 3830:1993, Petroleum products — Determination of lead content of gasoline — Iodine monochloride
method
ISO 3837:1993, Liquid petroleum products — Determination of hydrocarbon types — Fluorescent indicator
absorption method
ISO 3993:1984, Liquefied petroleum gas and light hydrocarbons — Determination of density or relative
density — Pressure hydrometer method
ISO 4256:1996, Liquefied petroleum gases — Determination of gauge vapour pressure — LPG method
ISO 4260:1987, Petroleum products and hydrocarbons — Determination of sulfur content — Wickbold
combustion method
ISO 4262:1993, Petroleum products — Determination of carbon residue — Ramsbottom method
ISO 4264:2007, Petroleum products — Calculation of cetane index of middle-distillate fuels by the
four-variable equation
ISO 5163:2005, Petroleum products — Determination of knock characteristics of motor and aviation fuels —
Motor method
ISO 5164:2005, Petroleum products — Determination of knock characteristics of motor fuels — Research
method
ISO 5165:1998, Petroleum products — Determination of the ignition quality of diesel fuels — Cetane engine
method
ISO 6245:2001, Petroleum products — Determination of ash
ISO 6246:1995, Petroleum products — Gum content of light and middle distillate fuels — Jet evaporation
method
ISO 6326-5:1989, Natural gas — Determination of sulfur compounds — Part 5: Lingener combustion method
ISO 6615:1993, Petroleum products — Determination of carbon residue — Conradson method
ISO 6974 (all parts), Natural gas — Determination of composition with defined uncertainty by gas
chromatography
ISO 7536:1994, Petroleum products — Determination of oxidation stability of gasoline — Induction period
method
ISO 7941:1988, Commercial proprane and butane — Analysis by gas chromatography
ISO 8178-1:2006, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 1:
Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions
ISO 8216-1:2005, Petroleum products — Fuels (class F) — Classification — Part 1: Categories of marine
fuels
ISO 8217:2005, Petroleum products — Fuels (class F) — Specifications of marine fuels
ISO 8691:1994, Petroleum products — Low levels of vanadium in liquid fuels — Determination by flameless
atomic absorption spectrometry after ashing
ISO 8754:2003, Petroleum products — Determination of sulfur content — Energy-dispersive X-ray
fluorescence spectrometry
ISO 8973:1997, Liquefied petroleum gases — Calculation for density and vapour pressure
2 © ISO 2008 – All rights reserved
ISO 10307-1, Petroleum products — Total sediment in residual fuel oils — Part 1: Determination by hot
filtration
ISO 10307-2, Petroleum products — Total sediment in residual fuel oils — Part 2: Determination using
standard procedures for ageing
ISO 10370, Petroleum products — Determination of carbon residue — Micro method
ISO 10478:1994, Petroleum products — Determination of aluminium and silicon in fuel oils — Inductively
coupled plasma emission and atomic absorption spectroscopy methods
ISO 13757:1996, Liquefied petroleum gases — Determination of oily residues — High-temperature method
ISO 14597:1997, Petroleum products — Determination of vanadium and nickel content — Wavelength-
dispersive X-ray fluorescence spectrometry
EN 116:1997, Diesel and domestic heating fuels — Determination of cold filter plugging point
EN 238:1996, Liquid petroleum products — Determination of the benzene content by infrared spectrometry
3 Terms and definitions
For the purposes of document, the following terms and definitions apply.
NOTE Also see any applicable definitions contained in the standards listed in the tables in Annex B.
3.1
carbon residue
residue remaining after controlled thermal decomposition of a product under a restricted supply of oxygen (air)
NOTE The historical methods of Conradson and Ramsbottom have largely been replaced by the carbon residue
(micro) method.
[ISO 1998-2:1998, 2.50.001]
3.2
cetane index
number, calculated to represent the approximate cetane number of a product from its density and distillation
characteristics
NOTE The formula used for calculation is reproduced from statistical analysis of a very large representative sample
of world-wide diesel fuels, on which cetane number and distillation data are known, and thus is subject to change at 5 to
10 year intervals. The current formula is given in ISO 4264. It is not applicable to fuels containing an ignition-improving
additive.
[ISO 1998-2:1998, 2.30.111]
3.3
cetane number
number on a conventional scale, indicating the ignition quality of a diesel fuel under standardized conditions
NOTE It is expressed as the percentage by volume of hexadecane (cetane) in a reference mixture having the same
ignition delay as the fuel for analysis. The higher the cetane number, the shorter the delay.
[ISO 1998-2:1998, 2.30.110]
3.4
crude oil
naturally occurring form of petroleum, mainly occurring in a porous underground formation such as sandstone
[ISO 1998-1:1998, 1.05.005]
NOTE Hydrocarbon mixture, generally in a liquid state, which may also include compounds of sulfur, nitrogen,
oxygen, metals and other elements.
3.5
diesel fuel
gas-oil that has been specially formulated for use in medium and high-speed diesel engines, mostly used in
the transportation market
NOTE It is often referred to as “automotive diesel fuel”.
[ISO 1998-1:1998, 1.20.131]
3.6
diesel index
number which characterizes the ignition performance of diesel fuel and residual oils, calculated from the
density and the aniline point
NOTE No longer widely used for distillate fuels due to inaccuracy of this method, but applicable to some blended
distillate residual fuel oils. See also 3.2, cetane index.
3.7
liquefied petroleum gas
LPG
mixture of light hydrocarbons, consisting predominantly of propane, propene, butanes and butenes, that may
be stored and handled in the liquid phase under moderate conditions of pressure and at ambient temperature
[ISO 1998-1:1998, 1.15.080]
3.8
octane number
number on a conventional scale expressing the knock-resistance of a fuel for spark-ignition engines
NOTE It is determined in test engines by comparison with reference fuels. There are several methods of test;
consequently the octane number should be accompanied by reference to the method used.
[ISO 1998-2:1998, 2.30.100]
3.9
oxygenate
oxygen containing organic compound which may be used as a fuel or fuel supplement, such as various
alcohols and ethers
4 Symbols and abbreviations
The symbols and abbreviations used in this part of ISO 8178 are identical with those given in
ISO 8178-1:2006 (Clause 4 and Annex A). Those which are essential for this part of ISO 8178 are repeated
below in order to facilitate comprehension.
4 © ISO 2008 – All rights reserved
Symbol Definition Unit
SI
λ Excess air factor (in kilograms dry air per kilogram of fuel) kg/kg
k Fuel specific factor for exhaust flow calculation on wet basis —
f
k Fuel specific factor for the carbon balance calculation —
CB
a
q Intake air mass flow rate on wet basis kg/h
maw
a
q Exhaust gas mass flow rate on wet basis kg/h
mew
q Fuel mass flow rate kg/h
mf
w Mass fraction of hydrogen in the fuel %
ALF
w Mass fraction of carbon in the fuel %
BET
w Mass fraction of sulfur in the fuel %
GAM
w Mass fraction of nitrogen in the fuel %
DEL
w Mass fraction of oxygen in the fuel %
EPS
z Fuel factor for calculation of w —
ALF
a
At reference conditions (T = 273,15 K and p = 101,3 kPa).
5 Choice of fuel
5.1 General
As far as possible, reference fuels should be used for certification of engines.
Reference fuels reflect the characteristics of commercially available fuels in different countries and are
therefore different in their properties. Since fuel composition influences exhaust emissions, emission results
with different reference fuels are not usually comparable. For lab-to-lab comparison of emissions even the
properties of the specified reference fuel are recommended to be as near as possible to identical. This can
theoretically best be accomplished by using fuels from the same batch.
For all fuels (reference fuels and others), the analytical data shall be determined and reported with the results
of the exhaust measurement.
For non-reference fuels, the data to be determined are listed in the following tables:
⎯ Table 4 (Universal analytical data sheet — Natural gas);
⎯ Table 8 (Universal analytical data sheet — Liquefied petroleum gas);
⎯ Table 12 (Universal analytical data sheet — Motor gasolines);
⎯ Table 17 (Universal analytical data sheet — Diesel fuels);
⎯ Table 19 (Universal analytical data sheet — Distillate fuel oils);
⎯ Table 21 (Universal analytical data sheet — Residual fuel oils);
⎯ Table 22 (Universal analytical data sheet — Crude oil).
An elemental analysis of the fuel shall be carried out when the possibility of an exhaust mass flow
measurement or combustion air flow measurement, in combination with the fuel consumption, is not possible.
In such cases, the exhaust mass flow can be calculated using the concentration measurement results of the
exhaust emission, and using the calculation methods given in ISO 8178-1:2006, Annex A. In cases where the
fuel analysis is not available, hydrogen and carbon mass fractions can be obtained by calculation. The
recommended methods are given in A.2.1, A.2.2 and A.2.3.
Emissions and exhaust gas flow calculations depend on the fuel composition. The calculation of the fuel
specific factors, if applicable, shall be done in accordance with ISO 8178-1:2006, Annex A.
NOTE For non-ISO test methods equivalent to those of ISO International Standards mentioned in this part of
ISO 8178, see Annex B.
5.2 Influence of fuel properties on emissions from compression ignition engines
Fuel quality has a significant effect on engine emissions. Certain fuel parameters have a more or less
pronounced influence on the emissions level. A short overview on the most influencing parameters is given in
5.2.1 to 5.2.3.
5.2.1 Fuel sulfur
Sulfur naturally occurs in crude oil. The sulfur still contained in the fuel after the refining process is oxidized
during the combustion process in the engine to SO , which is the primary source of sulfur emission from the
engine. Part of the SO is further oxidized to sulfate (SO ) in the engine exhaust system, the dilution tunnel, or
2 4
by an exhaust aftertreatment system. Sulfate will react with the water present in the exhaust to form sulfuric
acid with associated water that will condense and finally be measured as part of the particulate emission (PM).
Consequently, fuel sulfur has a significant influence on the PM emission.
The mass of sulfates emitted from an engine depends on the following parameters:
⎯ the fuel consumption of the engine (BSFC);
⎯ the fuel sulfur content (FSC);
⎯ the S ⇒ SO conversion rate (CR);
⎯ the weight increase by water absorption standardized to H SO ·7H O.
2 4 2
Fuel consumption and fuel sulfur content are measurable parameters, whereas the conversion rate can only
be predicted, since it may vary from engine to engine. Typically, the conversion rate is approximately 2 % for
engines without aftertreatment systems. The following formula has been applied for estimating the sulfur
impact on PM, as presented below:
FSC CR
Sulfur=×BSFC × × 6,937 5 (1)
PM
100 100
where
BSFC is the brake specific fuel consumption, expressed in grams per kilowatt-hour (g/kW⋅h);
FSC is the fuel sulfur content, expressed in milligrams per kilogram (mg/kg);
CR is the S ⇒ SO conversion rate, expressed in percent (%);
6,937 5 is the S ⇒ H SO⋅7H O conversion factor.
2 4 2
The relationship between fuel sulfur content and sulfate emission is shown in Figure 1 for an engine without
aftertreatment and a S ⇒ SO conversion rate of 2 %.
Many aftertreatment systems contain an oxidation catalyst as integral part of the overall aftertreatment system.
The major purpose of the oxidation catalyst is to enhance specific chemical reactions necessary for the proper
function of the aftertreatment system. Since the oxidation catalyst will also oxidize a considerable amount of
SO to SO , the aftertreatment system is likely to produce a high amount of additional particulates in the
2 4
presence of fuel sulfur. When using such aftertreatment systems, the conversion rate can drastically increase
to about 30 % to 70 % depending on the efficiency of the catalytic converter. This will have a major impact on
the PM emission, as shown in Figure 2 for sulfur levels below 0,05 % (500 ppm).
6 © ISO 2008 – All rights reserved
Key
X sulfur content, in mg/kg
Y sulfur PM, in g/kW⋅h
Figure 1 — Relationship between fuel sulfur and sulfate emission for engines without aftertreatment
Key
X sulfur content, in mg/kg
Y sulfur particulate emission (PM), in g/kW⋅h
a
70 % conversion.
b
30 % conversion.
Figure 2 — Relationship between fuel sulfur and sulfate emission for engines with aftertreatment
5.2.2 Specific considerations for marine fuels
For marine fuels (distillate and residual fuel oils), sulfur and nitrogen have a significant impact on PM and NO
x
emissions, respectively.
Typically, the sulfur content is higher than for onroad or nonroad diesel fuels by a factor of approximately 10,
as shown in Table 20. Even without any aftertreatment system, the PM sulfur level will be approximately
0,4 g/kW⋅h for a 2 % sulfur fuel. In addition, the high ash, vanadium and sediment fractions will significantly
contribute to the total PM emission. As a consequence, the inherent engine PM emission, which is mainly soot,
is only a very small fraction of the total PM emission. In the application of aftertreatment systems, 5.2.1 should
be carefully considered.
The average nitrogen content of residual fuel oil is currently around 0,4 %, but steadily increasing. In some
cases, nitrogen contents between 0,8 % and 1,0 % have been reported. Assuming a 55 % conversion rate at
a nitrogen level of 0,8 % will increase the NO emission of the engine by more than 2 g/kW⋅h. This is a
x
significant portion of the total NO emission, and has therefore to be carefully taken into account.
x
5.2.3 Other fuel properties
There are a couple of other fuel parameters that have a significant influence on emissions and fuel
consumption of an engine. Contrary to the sulfur influence, their magnitude is less predictable and
unambiguous, but there is always a general trend that is valid for all engines. The most important of these
parameters are the cetane number, density, poly-aromatic content, total aromatics content and distillation
characteristics. Their influence is briefly summarized, below.
For NO , total aromatics is the predominant parameter whereas the effect of poly-aromatics and density is
x
less significant. This can be explained by an increase of the flame temperature with higher aromatics content
during combustion, which results in increased NO emission. For PM, density and poly-aromatics are the most
x
significant fuel parameters. In general, NO will be reduced by 4 % if aromatics are reduced from 30 % to
x
10 %. A similar reduction is possible for PM when reducing poly-aromatics from 9 % to 1 %.
Increasing the cetane number (CN) will improve engine cold start and therefore white smoke emission. It has
also a favorable influence on NO emission particularly at low loads, where reductions of up to 9 % can be
x
achieved if CN is increased from 50 to 58, and fuel consumption with improvements of up to 3 % for the same
CN range.
5.3 Influence of fuel properties on emissions from spark ignition engines
Fuel parameters that have a significant influence on emissions and fuel consumption of an SI engine include
octane number, sulfur level, metal-containing additives, oxygenates, olefins and benzene.
Engines are designed and calibrated for a certain octane value. When a customer uses gasoline with an
octane level lower than that required, knocking may result which could lead to severe engine damage.
Engines equipped with knock sensors can handle lower octane levels by retarding the spark timing.
As mentioned above, sulfur naturally occurs in crude oil. If the sulfur is not removed during the refining
process, it will contaminate the fuel. Sulfur has a significant impact on engine emissions by reducing the
efficiency of catalysts. Sulfur also adversely affects heated exhaust gas oxygen sensors. Consequently, high
sulfur levels will significantly increase HC and NO emissions. Also, lean burn technologies, which require NO
x x
aftertreatment technologies, are extremely sensitive to sulfur.
Metal-containing additives usually form ash and can therefore adversely affect the operation of catalysts and
other components, such as oxygen sensors, in an irreversible way that increases emissions. For example,
MMT (methylcyclopentadienyl manganese tricarbonyl) is a manganese-based compound marketed as an
octane-enhancing fuel additive for gasoline. The combustion products of MMT coat internal engine
components such as spark plugs, potentially causing misfire which leads to increased emissions, increased
fuel consumption and poor engine performance. They also accumulate on and partly plug the catalyst causing
an increased fuel consumption in addition to reduced emission control.
8 © ISO 2008 – All rights reserved
Oxygenated organic compounds, such as MTBE and ethanol, are often added to gasoline to increase octane,
to extend gasoline supplies, or to induce a lean shift in engine stoichiometry to reduce carbon monoxide
emissions. The leaner operation reduces carbon monoxide emissions, especially with carbureted engines
without electronic feedback controlled fuel systems.
Olefins are unsaturated hydrocarbons and, in many cases, are also good octane components of gasoline.
However, olefins in gasoline can lead to gum and deposit formation and increased emissions of reactive (i.e.
ozone-forming) hydrocarbons and toxic compounds.
Benzene is a naturally occurring constituent of crude oil and is also a product of catalytic reforming that
produces high octane gasoline streams. It is also a known human carcinogen. The control of benzene levels
in gasoline is the most direct way to limit evaporative and exhaust emissions of benzene from SI engines.
Proper volatility of gasoline is critical to the operation of SI engines with respect to both performance and
emissions. Volatility is characterized by two measurements, vapour pressure and distillation.
6 Overview of fuels
6.1 Natural gas
6.1.1 Referenced natural gas
The referenced natural gases whose use is recommended for certification purposes are the following:
a) EU reference fuels: see Table 1;
b) USA certification test fuel: see Table 2;
c) Japanese certification test fuel: see Table 3.
6.1.2 Non-referenced natural gas
Often, referenced gaseous fuels cannot be used as their use depends on the availability of the gas at site.
Their properties, including the fuel(s) analysis, shall be known and reported with the results of the emissions
test.
A universal data sheet containing the analytical properties to be reported is given in Table 4.
6.2 Liquefied petroleum gas
6.2.1 Referenced liquefied petroleum gas
The referenced liquefied petroleum gas whose use is recommended for certification purposes is the following:
a) EU reference fuels: see Table 5;
b) USA certification test fuel: see Table 6;
c) Japanese certification test fuel: see Table 7.
6.2.2 Non-referenced liquefied petroleum gas
Often, referenced liquefied petroleum gas cannot be used as its use depends on the availability of the gas at
site. The properties, including the gas analysis, shall be known and reported with the results of the emissions
test.
A universal data sheet containing the analytical properties to be reported is given in Table 8.
6.3 Motor gasolines
6.3.1 Referenced motor gasolines
The referenced motor gasolines whose use is recommended for certification purposes are the following:
a) EU reference fuels: see Table 9;
b) USA certification test fuel: see Table 10;
c) Japanese certification test fuels: see Table 11.
6.3.2 Non-referenced motor gasolines
If it is necessary to use non-referenced motor gasolines, the properties of the individual fuel shall be reported
with the results of the test. Table 12 represents a universal analytical data sheet giving the properties which
shall be reported.
Standards or specification of commercial fuels may be obtained from the organizations listed in Annex C.
6.4 Diesel fuels
6.4.1 Diesel reference fuels
The referenced diesel fuels whose use is recommended for certification purposes are the following:
a) EU reference fuels: see Table 13;
b) USA certification test fuels: see Table 14;
c) Californian test fuel: see Table 15;
d) Japanese certification test fuel: see Table 16.
6.4.2 Non-referenced diesel fuels
If it is necessary to use non-referenced diesel fuels, the properties of the individual fuel shall be reported with
the results of the test. Table 17 represents a universal analytical data sheet giving the properties which shall
be reported.
Standards or specifications of commercial fuels may be obtained from the organizations listed in Annex C.
6.5 Distillate fuel oils
As there are no existent reference fuels, it is recommended that the fuel used be in accordance with ISO 8217.
See Table 18.
The fuel's properties, including the elemental analysis, shall be measured and reported with the results of the
emission measurement. Table 19 represents a universal analytical data sheet giving the properties which shall
be reported.
1)
ISO 8217 does not specify ignition quality for fuel ISO-F-DMC, which contains residues, as the CFR engine
measurement procedure is not applicable for fuels containing residues.
1) An engine standardized by the Co-operative Fuel Research Committee.
10 © ISO 2008 – All rights reserved
6.6 Residual fuel oils
As there are no existent reference fuels, it is recommended that the fuel used be in accordance with ISO 8217.
See Table 20.
In cases where it is necessary to run on heavy fuels, the properties of the fuel shall be according to
ISO 8216-1 and ISO 8217. The properties of the fuel, including the elementary analysis, shall be determined,
and reported with the results of the emission measurement. Table 21 represents a universal analytical data
sheet giving the properties which shall be reported.
ISO 8217 does not specify ignition quality, as the CFR engine measurement procedure is not applicable for
fuels containing residues.
The effect of the ignition quality on exhaust gas emissions, especially NO depends on the engine
x
characteristics and engine speed and load, and is in many cases not negligible. There is a generally
recognized need for a standard measurement procedure resulting in a characteristic fuel quality value
comparable to the cetane index for pure distillate fuels. A calculation based on the distillation characteristics is
not suitable. For the time being, the best approach is to calculate CCAI (calculated carbon aromaticity index)
or CII (calculated ignition index) figures for general indication. It is too early to specify a supplementary
maximum ignition quality level in the fuel specification during exhaust emission acceptance tests. Clause A.4
gives equations for CCAI and CII.
Another method, which is currently under investigation, is the fuel ignition analyzer (FIA). The ignition quality
of a fuel is determined as an ignition delay and time delay for start of main combustion (both in milliseconds).
By use of calibration fuels, the recorded ignition delay can be converted into an instrument-related cetane
number. In addition, the rate of heat release (ROHR) is determined, reflecting the actual heat release process
and thus the combustion characteristics of the fuel tested.
The test results appear to reflect the differences in ignition and combustion properties of marine fuels due to
variations in their chemical composition. At the present time, a large number of heavy fuels are being tested
for the purpose of relating the results obtained from the instruments to the fuel ignition performance as well as
correlating the results with engine performance. In co-operation with engine manufacturers, fuel testing
laboratories and users of marine heavy fuel, typical limits for satisfactory fuel ignition and combustion quality
at which operational disturbances are not encountered, are being established.
6.7 Crude oil
Crude oils are non-referenced.
In cases where it is necessary to run the engine with crude oil, the properties of the fuel, including the
elemental analysis, shall be measured and reported with the results of the emission measurement. Table 22 is
given as a recommendation for a data sheet, of the properties to be reported.
6.8 Alternative fuels
In those cases where alternative fuels are used, the analytical data specified by the producer of the fuel shall
be determined and reported together with the report on exhaust emissions.
NOTE Requirements for fatty acid methyl esters can be found in EN 14214.
6.9 Requirements and additional information
For the determination of fuel properties, ISO International Standards shall be used where they exist. Annex B
lists standards, established by the standardization organizations, in use in parallel to ISO International
Standards. It should be noted that non-ISO standards are not always identical in all details to the parallel ISO
International Standard.
If supplementary additives are used during the test, they shall be declared and noted in the test report.
If water addition to the engine intake air is used, it shall be declared and taken into account in the calculation
of the emission results.
Related organizations capable of providing specifications for commercial fuels are given in Annex C.
Table 1 — Natural gas — EU reference fuels
[Source: EU Directive 2005/78/EC]
G G G
23 R 25
Property Unit Test method
min. max. min. max. min. max.
Methane mol % ISO 6974 91,5 93,5 84 89 84 88
Ethane mol % ISO 6974 — — 11 15 — —
Inerts + C mol % ISO 6974 — — — 1 — —
2+
Inerts (except N ) + C + C mol % ISO 6974 — 1 — — — 1
2 2 2+
Nitrogen mol % ISO 6974 6,5 8,5 — — 12 16
Sulfur content mg/m ISO 6326-5 — 10 — 10 — 10
Table 2 — Natural gas — USA certification test fuel
[Source: Title 40, Code of Federal Regulations, § 1065.715]
Prior to 2008 as of 2008
Property Unit Test method
min. max. min. max.
Methane mol % ASTM D 1945 89 — 87 —
Ethane mol % ASTM D 1945 — 4,5 — 5,5
C and higher mol % ASTM D 1945 — 2,3 — 1,7
C and higher mol % ASTM D 1945 — 0,2 — 0,1
Inert gases, Σ CO and N mol % ASTM D 1945 — 4,0 — 5,1
2 2
Table 3 — Natural gas — Japanese certification test fuel
[Source: Details of Safety Regulations for Road Vehicles, Attachments 41 and 42]
Equivalent of 13A
Property Unit Test method
min. max.
Total calorific amount kcal/m JIS K 2301 10 410 11 050
1)
Wobbe index WI 13 260 13 730
1)
Combustion speed index MCP 36,8 37,5
Methane mol % JIS K 2301 85,0 —
Ethane mol % JIS K 2301 — 10,0
Propane mol % JIS K 2301 — 6,0
Butene mol % JIS K 2301 — 4,0
C + C mol % JIS K 2301 — 8,0
3 4
C and higher mol % JIS K 2301 — 0,1
Other gas (H + O + N + CO + CO ) mol % JIS K 2301 — 14,0
2 2 2 2
Sulfur mg/m JIS K 2301 — 10
1) Wobbe index and combustion speed index shall be calculated based on the gas composition.
12 © ISO 2008 – All rights reserved
Table 4 — Universal analytical data sheet — Natural gas
Property Unit Test method Result of measurements
Molar fraction of methane % ISO 6974
Molar fraction of C components % ISO 6974
Molar fraction of C components % ISO 6974
2+
Molar fraction of C components % ISO 6974
6+
Molar fraction of inerts, Σ CO and N % ISO 6974
2 2
Mass concentration of sulfur mg/m ISO 6326-5
Table 5 — Liquefied petroleum gas — EU reference fuel
[Source: EU Directive 2005/78/EC]
Property Unit Test method Fuel A Fuel B
C content % by volume ISO 7941 50 ± 2 85 ± 2
C content % by volume ISO 7941 Balance Balance
< C , > C % by volume ISO 7941 max. 2,0 max. 2,0
3 4
Olefins % by volume ISO 7941 max.12 max.14
Evaporation residue mg/kg ISO 13757 max. 50 max. 50
Water at 0 °C visual inspection free free
Total sulfur content mg/kg EN 24260 max. 50/10 max. 50/10
Hydrogen sulfide ISO 8819 none none
Copper strip corrosion rating ISO 6251 Class 1 Class 1
Odour characteristic characteristic
Motor octane number EN 589 Annex B min. 92,5 min. 92,5
Table 6 — Liquefied petroleum gas — USA certification test fuel
[Source: Title 40, Code of Federal Regulations, § 1065.720]
Property Unit Test method min. max.
Propane % by volume ASTM D 2163 85 —
Butane % by volume ASTM D 2163 — 5
Butenes % by volume ASTM D 2163 — 2
Pentenes and heavier % by volume ASTM D 2163 — 0,5
Propene % ASTM D 2163 — 10
Vapour pressure at 38 °C kPa ASTM D 1267 — 1 400
Volatility residue °C ASTM D 1837 — −38
Residual matter ml ASTM D 2158 — 0,05
Copper strip corrosion rating ASTM D 1838 — Class 1
Sulfur mg/kg ASTM D 2784 — 80
Moisture content rating ASTM D 2713 Pass —
Table 7 — Liquefied petroleum gas — Japanese reference fuel
Property Unit Test method min. max.
Propane and propylene mol % JIS K 2240 20 30
Butane and butylene mol % JIS K 2240 70 80
Density at 15 °C g/cm³ JIS K 2240 0,500 0,620
Vapour pressure at 40 °C MPa JIS K 2240 — 1,55
Sulfur % by mass JIS K 2240 — 0,02
Table 8 — Universal analytical data sheet — Liquefied petroleum gas
1)
Property Unit Test method Result of measurements
Molar fraction of each component % ISO 7941
Mass concentration of sulfur % ISO 4260
Vapour pressure at 40 °C kPa ISO 8973
ISO 4256
Density at 15 °C g/cm ISO 3993
ISO 8973
1) Indicate the method used.
Table 9 — Motor gasolines — EU reference fuels
[Source: CEC, Reference fuels manual]
[Source: EU Directive 2002/80/EC]
[Source: EU Directive 2004/26/EC]
[Source: ECE Regulation 83]
RF-02-99 RF-02-03
Unleaded Unleaded
Property Unit Test method
min. max. min. max.
Research octane number (RON) 1 ISO 5164 95 — 95 —
Motor octane number (MON) 1 ISO 5163 85 — 85 —
Density at 15 °C kg/m ISO 3675 748 762 740 754
Reid vapour pressure kPa ISO 3007 56 60 — —
Vapour pressure (DVPE) kPa EN 13016-1 — — 56 60
Distillation ISO 3405
Initial boiling point °C 24 40 24 40
Evaporated at 100 °C % by volume 49 57 50 58
Evaporated at 150 °C % by volume 81 87 83 89
Final boiling point °C 190 215 190 210
Residue % — 2 — 2
14 © ISO 2008 – All rights reserved
Table 9 (continued)
RF-02-99 RF-02-03
Unleaded Unleaded
Property Unit Test method
min. max. min. max.
Hydrocarbon analysis
Volume fraction of olefins % ASTM D 1319 — 10 — 10
Volume fraction of aromatics % ASTM D 1319 28 40 29 35
Volume fraction of benzene % EN 12177 — 1 — 1
Volume fraction of saturates % ASTM D 1319 balance balance
Mass fraction of sulfur mg/kg ISO 14596 — 100 — 10
Oxygen content % (by mass) EN 1601 — 2,3 — 1,0
Lead content mg/l EN 237 5 — 5
Phosphorus content mg/l ASTM D 3231 — 1,3 — 1,3
Oxidation stability
Induction period min ISO 7536 480 — 480 —
Mass of existent gum mg/ml ISO 6246 — 0,04 — 0,04
Copper corrosion at 50 °C — ISO 2160 — class 1 — class 1
Table 10 — Motor gasolines — USA certification test fuel
[Source: Code of Federal Regulations, Title 40, 86.1313-2004]
[Source: Code of Federal Regulations, Title 40, 1065.710]
Property Unit Test method min. max.
Research octane number (RON) 1 ASTM D 2699 93 —
Sensitivity (RON/MON) 1 ASTM D 2699 7,5 —
ASTM D 2700
Reid vapour pressure kPa ASTM D 323 60,0 63,4
Distillation ASTM D 86
Initial boiling point °C 24 35
10 % (by volume) °C 49 57
50 % (by volume) °C 93 110
90 % (by volume) °C 149 163
Final boiling point °C — 213
Hydrocarbon analysis ASTM D 1319
Volume fraction of ole
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8178-5
Deuxième édition
2008-10-15
Moteurs alternatifs à combustion
interne — Mesurage des émissions de
gaz d'échappement —
Partie 5:
Carburants d'essai
Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission
measurement —
Part 5: Test fuels
Numéro de référence
©
ISO 2008
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 modifié à moins que l'ordinateur employé à 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 création du présent 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.
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2008
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-après ou du comité 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.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2008 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 3
4 Symboles et abréviations . 5
5 Choix du carburant. 5
5.1 Généralités . 5
5.2 Influence des propriétés du carburant sur les émissions des moteurs à allumage
par compression. 6
5.3 Influence des propriétés du carburant sur les émissions des moteurs à allumage
par étincelle . 9
6 Vue d'ensemble des carburants. 10
6.1 Gaz naturels . 10
6.2 Gaz de pétrole liquéfiés . 10
6.3 Essences pour automobiles . 11
6.4 Carburants pour moteurs diesel . 11
6.5 Carburants de type distillat . 11
6.6 Carburants résiduels. 12
6.7 Pétrole brut. 12
6.8 Carburants de substitution. 12
6.9 Exigences et informations additionnelles.13
Annexe A (informative) Calcul des facteurs spécifiques du carburant . 28
Annexe B (informative) Méthodes d'essai non ISO équivalentes . 33
Annexe C (informative) Adresses des organismes pouvant fournir les spécifications
des carburants du commerce. 35
Bibliographie . 36
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. 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 du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 8178-5 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 70, Moteurs à combustion interne, sous-comité
SC 8, Mesurage des émissions de gaz d'échappement.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 8178-5:1997), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
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 en régime permanent 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 à allumage par compression fonctionnant en régime transitoire
⎯ Partie 11: Mesurage au banc d'essai des émissions de gaz et de particules des gaz d'échappement de
moteurs d'engins mobiles non routiers en régime transitoire
iv © ISO 2008 – Tous droits réservés
Introduction
Par comparaison avec les moteurs pour applications routières, les moteurs pour applications non routières
sont réalisés en une gamme beaucoup plus large de puissances de sortie et de configurations, et sont utilisés
dans un grand nombre d'applications différentes.
Comme les propriétés des carburants diffèrent de manière importante d'un pays à l'autre, une grande variété
de carburants différents est énumérée dans la présente partie de l'ISO 8178, aussi bien des carburants de
référence que des carburants du commerce.
Les carburants de référence sont généralement représentatifs des carburants du commerce spécifiques, mais
les prescriptions qui s'y rattachent sont beaucoup plus rigoureuses. Il est avant tout recommandé d'utiliser ces
carburants pour les mesurages au banc d'essai prescrits dans l'ISO 8178-1 et l'ISO 8178-11.
Pour les mesurages généraux sur site qui visent à déterminer les émissions avec des carburants du
commerce, que ces données soient incluses ou non dans la présente partie de l'ISO 8178, il est bon d'utiliser
des feuilles de données analytiques uniformes (voir Article 5) pour déterminer les propriétés des carburants à
déclarer en fonction des résultats d'émissions de gaz d'échappement.
NORME INTERNATIONALE ISO 8178-5:2008(F)
Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des
émissions de gaz d'échappement —
Partie 5:
Carburants d'essai
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 8178 spécifie les carburants dont l'utilisation est recommandée pour effectuer les
cycles d'essai des émissions de gaz d'échappement donnés dans l'ISO 8178-4 et l'ISO 8178-11.
Elle est applicable aux moteurs alternatifs à combustion interne pour installations mobiles, transportables et
fixes, à l'exclusion des moteurs de véhicules conçus originellement pour des applications routières. 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.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 2160:1998, Produits pétroliers — Action corrosive sur le cuivre — Essai à la lame de cuivre
ISO 2719:2002, Détermination du point d'éclair — Méthode Pensky-Martens en vase clos
ISO 3007:1999, Produits pétroliers et pétrole brut — Détermination de la pression de vapeur — Méthode Reid
ISO 3015:1992, Produits pétroliers — Détermination du point de trouble
ISO 3016:1994, Produits pétroliers — Détermination du point d'écoulement
ISO 3104:1994, Produits pétroliers — Liquides opaques et transparents — Détermination de la viscosité
cinématique et calcul de la viscosité dynamique
ISO 3105:1994, Viscosimètres à capillaires en verre pour viscosité cinématique — Spécifications et
instructions d'utilisation
ISO 3405:2000, Produits pétroliers — Détermination des caractéristiques de distillation à pression
atmosphérique
ISO 3675:1998, Pétrole brut et produits pétroliers liquides — Détermination en laboratoire de la masse
volumique — Méthode à l'aréomètre
ISO 3733:1999, Produits pétroliers et bitumineux — Dosage de l'eau — Méthode par distillation
ISO 3735:1999, Pétrole brut et fuel-oils — Détermination de la teneur en sédiments — Méthode par extraction
ISO 3830:1993, Produits pétroliers — Détermination de la teneur en plomb de l'essence — Méthode au
monochlorure d'iode
ISO 3837:1993, Produits pétroliers liquides — Détermination des groupes d'hydrocarbures — Méthode par
adsorption en présence d'indicateurs fluorescents
ISO 3993:1984, Gaz de pétrole liquéfiés et hydrocarbures légers — Détermination de la masse volumique ou
de la densité relative — Méthode de l'aréomètre sous pression
ISO 4256:1996, Gaz de pétrole liquéfiés — Détermination de la pression de vapeur relative — Méthode GPL
ISO 4260:1987, Produits pétroliers et hydrocarbures — Dosage du soufre — Méthode de combustion
Wickbold
ISO 4262:1993, Produits pétroliers — Détermination du résidu de carbone — Méthode Ramsbottom
ISO 4264:2007, Produits pétroliers — Calcul de l'indice de cétane des distillats moyens par équation à quatre
variables
ISO 5163:2005, Produits pétroliers — Détermination des caractéristiques antidétonantes des carburants pour
moteur automobile et aviation — Méthode moteur
ISO 5164:2005, Produits pétroliers — Détermination des caractéristiques antidétonantes des carburants pour
moteurs automobile — Méthode recherche
ISO 5165:1998, Produits pétroliers — Détermination de la qualité d'inflammabilité des carburants pour
moteurs diesel — Méthode cétane
ISO 6245:2001, Produits pétroliers — Détermination de la teneur en cendres
ISO 6246:1995, Produits pétroliers — Teneur en gommes des distillats légers et moyens — Méthode
d'évaporation au jet
ISO 6326-5:1989, Gaz naturel — Détermination des composés soufrés — Partie 5: Méthode de combustion
Lingener
ISO 6615:1993, Produits pétroliers — Détermination du résidu de carbone — Méthode Conradson
ISO 6974 (toutes les parties), Gaz naturel — Détermination de la composition avec une incertitude définie par
chromatographie en phase gazeuse
ISO 7536:1994, Produits pétroliers — Détermination de la stabilité à l'oxydation de l'essence — Méthode de la
période d'induction
ISO 7941:1988, Propanes et butanes commerciaux — Analyse par chromatographie en phase gazeuse
ISO 8178-1:2006, 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 8216-1:2005, Produits pétroliers — Classification des combustibles (classe F) — Partie 1: Catégories des
combustibles pour la marine
ISO 8217:2005, Produits pétroliers — Combustibles (classe F) — Spécifications des combustibles pour la
marine
ISO 8691:1994, Produits pétroliers — Détermination des basses teneurs en vanadium dans les combustibles
liquides — Méthode par spectrométrie d'absorption atomique sans flamme après calcination
2 © ISO 2008 – Tous droits réservés
ISO 8754:2003, Produits pétroliers — Détermination de la teneur en soufre — Spectrométrie de fluorescence
de rayons X dispersive en énergie
ISO 8973:1997, Gaz de pétrole liquéfiés — Méthode de calcul de la masse volumique et de la pression de
vapeur
ISO 10307-1, Produits pétroliers — Insolubles existants dans les fuel-oils résiduels — Partie 1: Détermination
par filtration à chaud
ISO 10307-2, Produits pétroliers — Sédiment total dans les fuel-oils résiduels — Partie 2: Détermination à
l'aide de méthodes de vieillissement de référence
ISO 10370, Produits pétroliers — Détermination du résidu de carbone — Méthode micro
ISO 10478:1994, Produits pétroliers — Détermination de l'aluminium et du silicium dans les combustibles —
Méthodes par spectroscopie d'émission à plasma induit et spectroscopie d'absorption atomique
ISO 13757:1996, Gaz de pétrole liquéfiés — Détermination des résidus huileux — Méthode à haute
température
ISO 14597:1997, Produits pétroliers — Dosage du vanadium et du nickel — Spectrométrie de fluorescence X
dispersive en longueur d'onde
EN 116:1997, Combustibles pour moteurs diesel et pour installations de chauffage domestique —
Détermination de la température limite de filtrabilité
EN 238:1996, Produits pétroliers liquides — Essence — Détermination de la teneur en benzène par
spectrométrie infrarouge
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
NOTE Voir aussi les définitions applicables figurant dans les normes citées dans les tableaux de l'Annexe B.
3.1
résidu de carbone
résidu restant après décomposition thermique contrôlée d'un produit sous une alimentation limitée en
oxygène (air)
NOTE Les méthodes historiques Conradson et Ramsbottom sont largement remplacées par la méthode micro de
résidu de carbone.
[ISO 1998-2:1998, 2.50.001]
3.2
indice de cétane calculé
nombre donnant approximativement l'indice de cétane d'un produit, calculé à partir de sa masse volumique et
de ses caractéristiques de distillation
NOTE La formule utilisée pour ce calcul est tirée de l'analyse statistique d'un très grand nombre de carburants diesel
représentatifs de la production mondiale, et pour lesquels les données d'indice de cétane et de distillation sont connues:
de ce fait, la formule peut nécessiter une révision tous les cinq ans à dix ans. La formule actuelle est donnée dans
l'ISO 4264. Elle n'est pas applicable aux carburants contenant un additif d'amélioration du cétane.
[ISO 1998-2:1998, 2.30.111]
3.3
indice de cétane
nombre d'une échelle conventionnelle, indiquant l'aptitude d'un combustible, pour moteur du type diesel, à
s'enflammer dans des conditions normalisées
NOTE Il est exprimé par le pourcentage en volume d'hexadécane (cétane) dans un mélange de référence présentant
le même délai d'inflammation que le combustible à analyser. L'indice de cétane est d'autant plus élevé que le délai
d'inflammation est court.
[ISO 1998-2:1998, 2.30.110]
3.4
pétrole brut
pétrole naturel se trouvant principalement dans des couches souterraines poreuses telles que les grès
[ISO 1998-1:1998, 1.05.005]
'
NOTE Mélange dhydrocarbures, généralement à l'état liquide, pouvant également contenir des composés de soufre,
d'azote, d'oxygène, de métaux ainsi que d'autres éléments.
3.5
carburant diesel
gas-oil qui a été spécialement formulé pour l'utilisation dans les moteurs diesel à vitesse moyenne ou rapide,
surtout pour le transport
REMARQUE La Note de la version anglaise ne concerne pas la version française.
[ISO 1998-1:1998, 1.20.131]
3.6
indice diesel
'
nombre caractérisant la qualité dallumage des carburants diesel et des carburants résiduels, calculé à partir de
'
la masse volumique et du point daniline
NOTE Du fait de son inexactitude, cet indice est généralement peu utilisé pour les carburants de type distillat, mais
s'applique à certains carburants issus de mélanges de résidus de raffinage. Voir également 3.2, indice de cétane calculé.
3.7
gaz de pétrole liquéfiés
GPL
mélange d'hydrocarbures légers, composé principalement de propane, de propène, de butanes et de butènes,
qui peut être stocké et manipulé en phase liquide sous pression modérée et à température ambiante
[ISO 1998-1:1998, 1.15.080]
3.8
indice d'octane
nombre d'une échelle conventionnelle, exprimant la résistance à la détonation des carburants pour moteurs à
allumage commandé
NOTE Il est déterminé dans des moteurs d'essai par comparaison avec des carburants de référence. Plusieurs
méthodes d'essai étant utilisées, l'indice d'octane est accompagné de la référence à la méthode utilisée.
[ISO 1998-2:1998, 2.30.100]
3.9
oxydant
composant organique contenant de l'oxygène et pouvant être utilisé comme carburant ou additif, comme divers
alcools et éthers
4 © ISO 2008 – Tous droits réservés
4 Symboles et abréviations
Les symboles et abréviations utilisés dans la présente partie de l'ISO 8178 sont identiques à ceux indiqués
dans l'ISO 8178-1:2006 (Article 4 et Annexe A). Ceux qui sont essentiels dans la présente partie de
l'ISO 8178 sont répétés ci-après pour faciliter la compréhension.
Symbole
Définition Unité
SI
λ Facteur d'excès d'air (en kilogrammes d'air sec par kilogramme de carburant) kg/kg
k Facteur spécifique du carburant pour le calcul du débit des gaz d'échappement humides —
f
k Facteur spécifique du carburant pour le calcul du bilan carbone —
CB
a
q Débit-masse de l'air d'admission humide kg/h
maw
a
q Débit-masse des gaz d'échappement humides kg/h
mew
q Débit-masse du carburant kg/h
mf
w Fraction massique d'hydrogène du carburant %
ALF
w Fraction massique de carbone du carburant %
BET
w Fraction massique de soufre du carburant %
GAM
w Fraction massique d'azote du carburant %
DEL
w Fraction massique d'oxygène du carburant %
EPS
z Facteur du carburant pour le calcul de w —
ALF
a
Aux conditions de référence (T = 273,15 K et p = 101,3 kPa).
5 Choix du carburant
5.1 Généralités
'
Lorsque cela s'avère possible, il convient dutiliser des carburants de référence pour la certification des
moteurs.
Les carburants de référence reflètent les caractéristiques des carburants disponibles dans le commerce dans
divers pays et qui ont donc des propriétés différentes. Étant donné que la composition du carburant a une
'
influence sur les émissions de gaz déchappement, les émissions correspondant à des carburants de
référence différents sont généralement incomparables. Pour les comparaisons des émissions entre
laboratoires, il est recommandé que les propriétés des carburants de référence spécifiés soient aussi proches
que possible. La meilleure manière d'y parvenir est d'utiliser des carburants de même lot.
Pour tous les carburants (carburants de référence ou autres), les données analytiques doivent être définies et
jointes au rapport de mesure des gaz d'échappement.
Pour les carburants qui ne sont pas de référence, les données à déterminer sont énumérées dans les
tableaux suivants:
⎯ Tableau 4 (Fiche de données analytiques générales — Gaz naturels);
⎯ Tableau 8 (Fiche de données analytiques générales — Gaz de pétrole liquéfiés);
⎯ Tableau 12 (Fiche de données analytiques générales — Essences pour automobiles);
⎯ Tableau 17 (Fiche de données analytiques générales — Carburants pour moteurs diesel);
⎯ Tableau 19 (Fiche de données analytiques générales — Carburants de type distillat);
⎯ Tableau 21 (Fiche de données analytiques générales — Carburants résiduels);
⎯ Tableau 22 (Fiche de données analytiques générales — Pétrole brut).
Une analyse élémentaire du carburant doit être effectuée quand il est impossible de procéder à des
'
mesurages du débit-masse des gaz déchappement ou du débit de l'air de combustion, en même temps que
la consommation de carburant. Dans ces cas, il est possible de calculer le débit-masse des gaz
' '
déchappement à l'aide des résultats des mesurages de la concentration des gaz déchappement et des
méthodes de calcul prescrites dans l'ISO 8178-1:2006, Annexe A. À défaut de disposer de l'analyse du
carburant, les fractions massiques d'hydrogène et de carbone peuvent être obtenues par calcul. Les
méthodes recommandées sont spécifiées en A.2.1, A.2.2 et A.2.3.
Les calculs des émissions et du débit des gaz d'échappement dépendent de la composition du carburant. Le
calcul des facteurs spécifiques du carburant, si nécessaire, doit être réalisé conformément à
l'ISO 8178-1:2006, Annexe A.
NOTE Pour les méthodes d'essai non ISO équivalentes à celles des Normes internationales ISO mentionnées dans
la présente partie de l'ISO 8178, se reporter à l'Annexe B.
5.2 Influence des propriétés du carburant sur les émissions des moteurs à allumage
par compression
La qualité du carburant a une influence significative sur les émissions des moteurs. Certains paramètres du
carburant ont une incidence plus ou moins marquée sur le niveau des émissions. Un bref aperçu des
paramètres les plus influents est donné en 5.2.1 à 5.2.3.
5.2.1 Teneur en soufre du carburant
Le soufre est généralement présent dans le pétrole brut. Le soufre résiduel présent dans le carburant après le
procédé de raffinage est oxydé au cours du procédé de combustion en SO , qui constitue la principale source
d'émission de soufre du moteur. Une partie du SO est ensuite oxydée en sulfate (SO ) dans le système
2 4
d'échappement du moteur, le tunnel de dilution ou par un système de traitement postcombustion des gaz
d'échappement. Le sulfate réagit avec l'eau présente dans les gaz d'échappement pour former, avec la
condensation de l'eau, de l'acide sulfurique, qui est finalement mesuré comme partie intégrante des émissions
de particules (PM). Par conséquent, la teneur en soufre du carburant a une influence significative sur les
émissions de particules.
La masse des sulfates émis par un moteur dépend des paramètres suivants:
⎯ la consommation de carburant du moteur (BSFC);
⎯ la teneur en soufre du carburant (FSC);
⎯ le taux de conversion (CR) de S en SO ;
⎯ l'augmentation de poids par absorption d'eau normalisée à H SO , 7H O.
2 4 2
La consommation de carburant et la teneur en soufre du carburant sont des paramètres mesurables; le taux
de conversion pour sa part ne peut qu'être estimé dans la mesure où il peut varier d'un moteur à l'autre. En
général, le taux de conversion est d'environ 2 % pour des moteurs sans système de traitement
postcombustion des gaz d'échappement. La Formule (1) est appliquée pour estimer l'effet du soufre sur les
émissions de particules (PM), comme présenté ci-dessous:
FSC CR
Soufre=×BSFC × × 6,9375 (1)
PM
100 100
6 © ISO 2008 – Tous droits réservés
où
BSFC est la consommation spécifique de carburant au frein, exprimée en grammes par kilowatt-heure
(g/kW⋅h);
FSC est la teneur en soufre du carburant, exprimée en milligrammes par kilogramme (mg/kg);
CR est le taux de conversion de S en SO , exprimé en pourcent (%);
6,937 5 est le facteur de conversion de S en H SO , 7H O.
2 4 2
La Figure 1 illustre la relation entre la teneur en soufre du carburant et l'émission de sulfate pour un moteur
sans traitement postcombustion des gaz d'échappement et pour un taux de conversion de S en SO de 2 %.
De nombreux systèmes de traitement postcombustion comportent un catalyseur d'oxydation faisant partie
intégrante du système. Le catalyseur d'oxydation a pour principal objet d'améliorer les réactions chimiques
spécifiques nécessaires au bon fonctionnement du système de traitement postcombustion. Dans la mesure
où le catalyseur d'oxydation convertit une quantité importante de SO en SO , le système de traitement
2 4
postcombustion est susceptible de produire une grande quantité de particules supplémentaires en présence
de soufre dans le carburant. L'utilisation de ces systèmes de traitement postcombustion risque d'augmenter
de manière conséquente le taux de conversion d'environ 30 % à 70 %, selon le rendement du pot catalytique.
Cela a un effet important sur les émissions de particules (PM), illustrées à la Figure 2, pour des teneurs en
soufre (fraction massique) inférieures à 0,05 % (500 ppm).
Légende
X teneur en soufre en mg/kg
Y PM du soufre en g/kW⋅h
Figure 1 — Relation entre la teneur en soufre et l'émission de sulfates pour des moteurs
sans traitement de postcombustion des gaz d'échappement
Légende
X teneur en soufre en mg/kg
Y PM du soufre en g/kW⋅h
a
Conversion à 70 %.
b
Conversion à 30 %.
Figure 2 — Relation entre la teneur en soufre et l'émission de sulfates pour des moteurs
avec traitement de postcombustion des gaz d'échappement
5.2.2 Considérations spécifiques aux carburants marins
Pour les carburants marins (carburants de type distillat et résiduels), le soufre et l'azote ont un impact
important sur les émissions de particules et de NO , respectivement.
x
En général, la teneur en soufre est plus élevée que pour les carburants diesel routiers ou non routiers, et cela
d'un facteur d'environ 10, tel qu'illustré au Tableau 20. Même sans système de traitement postcombustion des
gaz d'échappement, la teneur en soufre dans l'émission de particules est d'environ 0,4 g/kW⋅h pour un
carburant contenant 2 % de soufre. De plus, les fractions importantes de cendres, de vanadium et de
sédiments contribuent de manière significative à l'émission de particules totale. Par conséquent, l'émission de
particules propre au moteur, constituée principalement de suie, ne représente qu'une très petite fraction de
l'émission de particules totale. Lors de l'application d'un système de traitement postcombustion des gaz
d'échappement, il convient que 5.2.1 soit soigneusement considéré.
La teneur moyenne en azote des carburants résiduels est généralement d'environ 0,4 %, mais augmente de
façon constante. Dans certains cas, des teneurs en azote comprises entre 0,8 % et 1,0 % ont été rapportées.
En supposant un taux de conversion de 55 % pour une teneur en azote de 0,8 %, l'émission de NO du
x
moteur augmentera de plus de 2 g/kW⋅h. Cela représente une portion significative de l'émission totale de NO
x
et doit par conséquent être bien prise en compte.
5.2.3 Autres propriétés des carburants
Il existe un autre ensemble de paramètres relatifs aux carburants ayant une influence significative sur les
émissions et la consommation de carburant d'un moteur. Contrairement à l'influence du soufre, leur
importance est moins prévisible et non ambiguë, mais il existe toujours une tendance générale à les
8 © ISO 2008 – Tous droits réservés
considérer comme valables pour tous les moteurs. Les plus importants de ces paramètres sont l'indice de
cétane, la masse volumique, la teneur en aromatiques polycycliques, la teneur totale en aromatiques et les
caractéristiques de distillation. Leur influence est brièvement résumée ci-après.
Pour le NO , les aromatiques totaux constituent le paramètre prédominant alors que l'effet des aromatiques
x
polycycliques et de la masse volumique est moins significatif. Cela peut s'expliquer par une augmentation de
la température de flamme avec une teneur élevée en aromatiques au cours de la combustion qui accroît
l'émission de NO . En ce qui concerne les émissions de particules (PM), la masse volumique et les
x
aromatiques polycycliques constituent les paramètres du carburant les plus importants. En général, le NO est
x
réduit de 4 % si les aromatiques sont réduits de 30 % à 10 %. Une réduction similaire est possible pour les
émissions de particules en réduisant les aromatiques polycycliques de 9 % à 1 %.
L'augmentation de l'indice de cétane (CN) améliore le démarrage à froid du moteur et par conséquent les
émissions de fumées blanches. Cela a également une influence bénéfique sur les émissions de NO ,
x
notamment à faibles charges, lorsqu'une réduction jusqu'à 9 % peut être obtenue en augmentant l'indice de
cétane (CN) de 50 à 58, et sur la consommation de carburant affichant des améliorations jusqu'à 3 % pour la
même plage d'indice de cétane.
5.3 Influence des propriétés du carburant sur les émissions des moteurs à allumage
par étincelle
Les paramètres ayant une influence significative sur les émissions et la consommation de carburant d'un
moteur à allumage par étincelle comprennent l'indice d'octane, la teneur en soufre, les additifs contenant du
métal, les oxydants, les oléfines et le benzène.
Les moteurs sont conçus et étalonnés pour une certaine valeur d'octane. Lorsqu'un client utilise de l'essence
ayant un niveau d'octane inférieur à celui requis, une détonation risque de se produire qui pourrait entraîner
de graves dommages au moteur. Les moteurs équipés de détecteurs de détonation sont en mesure de gérer
des niveaux d'octane inférieurs en retardant le calage de l'allumage.
Comme cela est mentionné ci-dessus, le soufre est généralement présent dans le pétrole brut. Si le soufre
n'est pas éliminé au cours du procédé de raffinage, il risque de contaminer le carburant. Le soufre a un impact
significatif sur les émissions du moteur en réduisant le rendement des catalyseurs. Le soufre a également un
effet préjudiciable sur les détecteurs d'oxygène dans les gaz d'échappement chauds. Par conséquent, des
teneurs élevées en soufre augmenteront de manière significative les émissions d'hydrocarbures (HC) et de
NO . De plus, les techniques du mélange pauvre qui nécessitent d'appliquer un traitement postcombustion du
x
NO présentent une extrême sensibilité au soufre.
x
Les additifs contenant du métal forment en règle générale des cendres et peuvent par conséquent avoir un
effet préjudiciable sur le fonctionnement des catalyseurs et d'autres composants, tels que détecteurs
d'oxygène, donnant lieu à un phénomène irréversible qui augmentent les émissions. Par exemple, le MMT
(méthylcyclopentadiényle manganèse tricarbonyle) est un composé à base de manganèse commercialisé
comme un additif de carburant améliorant l'indice d'octane pour l'essence. Les produits de combustion des
composants de moteur à combustion interne à base de MMT, tels que bougies d'allumage, constituent des
sources potentielles de raté d'allumage donnant lieu à l'augmentation des émissions et de la consommation
de carburant, et à de mauvaises performances du moteur. Ils peuvent également s'accumuler et boucher en
partie le catalyseur, en provoquant une augmentation de la consommation de carburant associée à une
réduction du contrôle des émissions.
Les composés organiques oxygénés, tels que le MTBE (éther méthyltertiobutylique) et l'éthanol, sont souvent
ajoutés à l'essence pour augmenter l'indice d'octane, prolonger les équipements d'alimentation à essence ou
pour produire un mélange pauvre dans la stœchiométrie du moteur afin de réduire les émissions de
monoxyde de carbone. Le mélange pauvre réduit les émissions de monoxyde de carbone, notamment pour
les moteurs carburés sans système à carburateur à rétroaction électronique.
Les oléfines sont des hydrocarbures non saturés qui, dans nombre de cas, sont également des composants à
bon indice d'octane de l'essence. Cependant, la présence d'oléfines dans l'essence peut donner lieu à la
formation de gommes et de dépôts, et à l'augmentation des émissions d'hydrocarbures réactifs (c'est-à-dire
de composés ozogènes) et de composés toxiques.
Le benzène est un composant naturel du pétrole brut ainsi qu'un produit de reformage catalytique qui génère
des flux d'essence à indice d'octane élevé. Il s'agit également d'un agent cancérigène connu pour les humains.
Le contrôle des teneurs en benzène dans l'essence est la méthode la plus directe pour limiter les émissions
de vapeurs et de gaz d'échappement de benzène des moteurs à allumage par étincelle.
Une bonne volatilité de l'essence constitue l'élément essentiel au fonctionnement des moteurs à allumage par
étincelle, eu égard à la fois aux performances et aux émissions. La volatilité est caractérisée par deux
mesurages: la pression de vapeur et la distillation.
6 Vue d'ensemble des carburants
6.1 Gaz naturels
6.1.1 Gaz naturels de référence
Les gaz naturels de référence dont l'utilisation est recommandée pour les besoins de la certification sont les
suivants:
a) carburants de référence UE: voir Tableau 1;
b) carburant d'essai américain pour la certification: voir Tableau 2;
c) carburant d'essai japonais pour la certification: voir Tableau 3.
6.1.2 Gaz naturels qui ne sont pas de référence
Les carburants gazeux ne peuvent souvent pas être utilisés car leur utilisation dépend de la disponibilité de
ces gaz sur le site. Leurs propriétés, ainsi que l'analyse du (des) carburant(s), doivent être connues et
consignées avec les résultats d'essai d'émissions.
Une fiche de données analytiques générales contenant les propriétés analytiques est donnée dans le
Tableau 4.
6.2 Gaz de pétrole liquéfiés
6.2.1 Gaz de pétrole liquéfiés de référence
Les gaz de pétrole liquéfiés de référence dont l'utilisation est recommandée pour les besoins de la
certification sont les suivants:
a) carburants de référence UE: voir Tableau 5;
b) carburant d'essai américain pour la certification: voir Tableau 6;
c) carburant d'essai japonais pour la certification: voir Tableau 7.
6.2.2 Gaz de pétrole liquéfiés qui ne sont pas de référence
Les gaz de pétrole liquéfiés de référence ne peuvent souvent pas être utilisés, car leur utilisation dépend de la
disponibilité de ces gaz sur le site. Leurs propriétés, ainsi que l'analyse du gaz, doivent être connues et
consignées avec les résultats d'essai d'émissions.
Une fiche de données analytiques générales contenant les propriétés analytiques est donnée dans le
Tableau 8.
10 © ISO 2008 – Tous droits réservés
6.3 Essences pour automobiles
6.3.1 Essences de référence pour automobiles
'
Les essences de référence pour automobiles dont lutilisation est recommandée pour les besoins de la
certification sont les suivantes:
a) carburants de référence UE: voir Tableau 9;
b) carburant d'essai américain pour la certification: voir Tableau 10;
c) carburant d'essai japonais pour la certification: voir Tableau 11.
6.3.2 Essences pour automobiles qui ne sont pas de référence
Lorsqu'il s'avère nécessaire d'utiliser des essences pour automobiles qui ne sont pas de référence, les
'
propriétés de chacun de ces carburants doivent être jointes aux résultats dessai. Le Tableau 12 constitue une
fiche de données analytiques générales donnant les propriétés qui doivent être consignées.
Les normes ou les spécifications des carburants du commerce peuvent être obtenues auprès des organismes
énumérés à l'Annexe C.
6.4 Carburants pour moteurs diesel
6.4.1 Carburants de référence pour moteurs diesel
Les carburants de référence pour moteurs diesels dont l'utilisation est recommandée pour les besoins de la
certification sont les suivants:
a) carburants de référence UE: voir Tableau 13;
b) carburants d'essai américains pour la certification: voir Tableau 14;
c) carburant d'essai californien: voir Tableau 15;
d) carburant d'essai japonais pour la certification: voir Tableau 16.
6.4.2 Carburants pour moteurs diesel qui ne sont pas de référence
'
Lorsqu'il s'avère nécessaire dutiliser des carburants pour moteurs diesel qui ne sont pas de référence, les
propriétés de chacun de ces carburants doivent être jointes aux résultats d'essai. Le Tableau 17 constitue une
fiche de données analytiques générales donnant les propriétés qui doivent être consignées.
Les normes ou les spécifications des carburants du commerce peuvent être obtenues auprès des organismes
énumérés à l'Annexe C.
6.5 Carburants de type distillat
Comme il n'existe pas de carburant de référence, il est recommandé que le carburant utilisé soit conforme à
l'ISO 8217. Voir Tableau 18.
Les propriétés du carburant, y compris l'analyse élémentaire, doivent être déterminées et jointes aux résultats
de mesurages des émissions. Le Tableau 19 constitue une fiche de données analytiques générales donnant
les propriétés qui doivent être consignées.
L'ISO 8217 ne prescrit pas la qualité d'allumage des carburants ISO-F-DMC contenant des résidus, car les
1)
modes opératoires de mesure avec moteur CFR ne sont pas applicables aux carburants comprenant des
résidus.
6.6 Carburants résiduels
Comme il n'existe pas de carburant de référence, il est recommandé que le carburant utilisé soit conforme à
l'ISO 8217. Voir Tableau 20.
Lorsqu'il est nécessaire d'utiliser des carburants lourds, les propriétés du carburant doivent être conformes à
l'ISO 8216-1 et à l'ISO 8217. Ces propriétés, y compris l'analyse élémentaire du carburant, doivent être
déterminées et jointes aux résultats de mesurages des émissions. Le Tableau 21 constitue une fiche de
données analytiques générales donnant les propriétés qui doivent être consignées.
L'ISO 8217 ne donne pas de prescriptions concernant les qualités d'allumage car les modes opératoires de
mesure avec moteur CFR ne sont pas applicables aux carburants comprenant des résidus.
Les effets de la qualité d'allumage sur les émissions de gaz d'échappement, tout particulièrement en ce qui
concerne le NO , dépendent des caractéristiques, de la vitesse et de la charge du moteur et sont souvent non
x
négligeables. En vue d'obtenir une valeur caractéristique de la qualité du carburant, comparable à l'indice de
cétane pour les carburants de type distillat pur, la nécessité d'un mode opératoire de mesure normalisé est
généralement reconnue. Une méthode de calcul fondée sur les caractéristiques de distillation n'est pas
valable. Pour l'instant, la meilleure approche consiste à calculer, pour indication générale, l'indice
d'aromatisation du carbone CCAI ou l'indice d'allumage CII. Il est pour l'instant prématuré d'exiger un niveau
de qualité supplémentaire d'allumage maximale dans les prescriptions sur les carburants lors des essais de
validation de l'émission des gaz d'échappement. A.4 donne les équations permettant de calculer l'indice
d'aromatisation du carbone et l'indice d'allumage.
Une autre méthode, actuellement en cours d'élaboration, consiste à utiliser un analyseur d'allumage de
carburant (FIA). La qualité d'allumage d'un carburant est déterminée par un délai d'allumage et un retard au
démarrage de la combustion principale (les deux exprimés en millisecondes). L'utilisation de carburants
d'étalonnage permet de convertir le délai d'allumage enregistré en un indice de cétane de mesure. De plus, il
est possible de déterminer le débit calorifique (ROHR), reflétant le procédé réel de dégagement de chaleur
réel et, de ce fait, les caractéristiques de combustion du carburant soumis à essai.
Les résultats d'essai indiquent les différences constatées entre les propriétés d'allumage et de combustion
des carburants marins, dues aux variations de leur composition chimique. À l'heure actuelle, un grand nombre
de carburants lourds font l'objet d'essais permettant, d'une part, d'associer les résultats obtenus au moyen de
mesures à la qualité d'allumage des carburants et, d'autre part, de corréler les résultats aux performances du
moteur. Les fabricants de moteur, les laboratoires d'essai de carburant et les utilisateurs de carburant marin
lourd travaillent en collaboration afin d'établir des limites types applicables à une qualité satisfaisante
d'allumage et de combustion du carburant, auxquelles il ne se produit aucune perturbation de fonctionnement.
6.7 Pétrole brut
Aucun pétrole brut de référence n'existe.
Lorsqu'il est nécessaire d'utiliser du pétrole brut, les propriétés du carburant, y compris l'analyse élémentaire,
doivent être déterminées et jointes aux résultats de mesurages des émissions. Le Tableau 22 constitue une
recommandation pour une feuille de données des propriétés à consigner.
6.8 Carburants de substitution
Lorsque des carburants de substitution sont utilisés, les données analytiques indiquées par le producteur du
carburant doivent être mesurées et consignées avec le rapport sur les émissions de gaz d'échappement.
NOTE Les exigences relatives aux esters méthyliques d'acides gras peuvent être trouvées dans l'EN 14214.
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
Loading comments...