ISO 8178-2:2021
(Main)Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 2: Measurement of gaseous and particulate exhaust emissions under field conditions
Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 2: Measurement of gaseous and particulate exhaust emissions under field conditions
This document specifies the measurement and evaluation methods for gaseous and particulate exhaust emissions from reciprocating internal combustion engines (RIC engines) in the field. This document is applicable when the emissions from RIC engines used in non-road machinery, industrial equipment, marine installations, generating sets, diesel rail traction or similar machinery applications need to be measured in the field. Clause 4 applies for the conduct of discrete-mode steady-state gaseous or particulate emission measurements at a single operating point or conduct a weighted cycle-based test in the field. Clause 5 applies where it is necessary to assess gaseous emissions performance of engines during typical in-service operation under field conditions using portable emission measurement systems (PEMS).
Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz d'échappement — Partie 2: Mesurage des émissions de gaz et de particules sur site
Le présent document spécifie les méthodes de mesure et d'évaluation sur site des émissions de gaz et de particules des gaz d'échappement des moteurs alternatifs à combustion interne sur site. Le présent document est applicable lorsque les émissions des moteurs alternatifs à combustion interne utilisés dans des engins non routiers, des équipements industriels, des installations marines, des groupes électrogènes, des applications à la traction ferroviaire diesel ou similaires, font l'objet de mesurages sur site. L’Article 4 s’applique à la réalisation de mesures d’émissions de gaz ou de particules des gaz d'échappement en régime permanent de type discret en un point de fonctionnement unique ou à celle d’un essai basé sur un cycle pondéré sur site. L’Article 5 s’applique lorsqu'il est nécessaire d’évaluer les performances d’émissions de gaz des moteurs au cours du fonctionnement normal sur site en utilisant des systèmes de mesure des émissions de type portable (PEMS).
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8178-2
Third edition
2021-12
Reciprocating internal combustion
engines — Exhaust emission
measurement —
Part 2:
Measurement of gaseous and
particulate exhaust emissions under
field conditions
Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions
de gaz d'échappement —
Partie 2: Mesurage des émissions de gaz et de particules sur site
Reference number
© ISO 2021
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms . 2
3.1 Terms and definitions . 2
3.2 Symbols . 3
3.2.1 General symbols . 3
3.2.2 Symbols for measured chemical components . 3
3.3 Abbreviated terms . 4
4 Discrete-mode steady-state tests in the field when it is intended to either conduct
measurements at a single operating point or conduct a weighted cycle-based test .4
4.1 General . 4
4.2 Test conditions . 4
4.2.1 General requirements . 4
4.2.2 Engine test conditions . 4
4.2.3 Power . 5
4.2.4 Engine air intake system. 5
4.2.5 Charge air cooler . 5
4.2.6 Engine exhaust system . 5
4.2.7 Engines with exhaust after-treatment systems . 6
4.2.8 Crankcase emissions . . 6
4.2.9 Cooling system . 6
4.2.10 Lubricating oil . 6
4.2.11 Test fuels . 6
4.3 Installation of sampling probes and equipment . 6
4.4 Measurement equipment and data to be measured . 7
4.4.1 General . 7
4.4.2 Zirconium dioxide (ZRDO) NO analyser . 7
x
4.4.3 Alternative measurement procedures . 8
4.4.4 Torque and speed . 8
4.4.5 Exhaust gas flow . 8
4.4.6 Accuracy of the data to be measured . 9
4.4.7 Determination of the gaseous components . 9
4.4.8 Determination of the particulates . 9
4.5 Running conditions . 10
4.5.1 Test cycles . 10
4.5.2 Preparation of the engine . 10
4.6 Test run . 10
4.6.1 General . 10
4.6.2 PM measurement . 10
4.6.3 Dilution air for particulate measurement. 10
4.6.4 Test sequence. 11
4.6.5 Gas analyser drift validation and correction . 11
4.6.6 Emissions evaluation and calculation . 11
4.6.7 Test report . 11
5 Measurement of gaseous emissions performance of engines during typical in-
service operation under field conditions using portable emission measurement
systems (PEMS) .11
5.1 Test conditions . 11
5.1.1 General requirements . 11
5.1.2 Selection of engine for assessment of design performance .12
iii
5.1.3 Machinery operation.12
5.1.4 Ambient conditions . 13
5.1.5 Lubricating oil, fuel and reagent . 13
5.1.6 Operating sequence . 13
5.2 Data sampling methods .13
5.2.1 Continuous data sampling . 13
5.2.2 Combined data sampling . 13
5.2.3 Temporary signal loss . 14
5.3 ECU data stream . . 14
5.3.1 General . 14
5.3.2 Verification of availability and conformity of information .15
5.4 Test procedures . 15
5.5 Data pre-processing . 15
5.6 Determination of working events . 15
5.6.1 General .15
5.6.2 Combining operating sequences . 15
5.7 Test data availability .15
5.8 Calculations . 15
5.8.1 General .15
5.8.2 Engines without communication interface. 15
5.9 Test report . 16
5.10 Instantaneous measured data file and instantaneous calculated data file . 16
5.11 Overview of measurement and evaluation sequence . 16
Annex A (normative) Portable Emissions Measurement System (PEMS) .18
Annex B (normative) Test procedure for gaseous emission measurement with a PEMS .20
Annex C (normative) Determination of reference work and CO for engines for which the
applicable bench test cycle is solely NRSC .27
Annex D (normative) Data pre-processing for gaseous pollutant emissions calculations .29
Annex E (normative) Algorithm for the determination of working events during in-service
testing .34
Annex F (normative) Determination of the instantaneous proxy power from CO mass flow
rate .40
Annex G (normative) Gaseous pollutant emissions calculations .42
Annex H (normative) Conformity of the ECU torque signal .49
Annex I (normative) ECU data stream information requirements .50
Annex J (informative) Test report for in-service testing.52
Annex K (normative) Performance specifications, calibration and response factor for
Zirconium Dioxide (ZRDO) NO analyser . .59
x
Bibliography .61
iv
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 70, Internal combustion engines,
Subcommittee SC 8, Exhaust gas emission measurement.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 8178-2:2008), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— Clause 4 has been amended to update requirements applicable for discrete-mode steady-state tests
in the field when it is intended to either conduct measurements at a single operating point or conduct
a weighted cycle-based test, reflecting changes in other parts of the ISO 8178 series;
— Clause 5 has been expanded to set out requirements for measurement of gaseous emissions
performance of engines during typical in-service operation under field conditions using portable
emission measurement systems (PEMS) and moving average window data evaluation.
A list of all parts in the ISO 8178 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
Introduction
Evaluating emissions from non-road engines is more complicated than the same task for on-road
engines due to the diversity of non-road applications. For example, on-road applications primarily
consist of moving a load from one point to another on a paved roadway. The constraints of the paved
roadways, maximum acceptable pavement loads and maximum allowable grades of fuel, narrow the
scope of on-road vehicle and engine sizes.
Non-road engines and vehicles include a wider range of size, including size of the engines that power
the equipment. Many of the engines are large enough to preclude the application of test equipment
and methods that were acceptable for on-road purposes. In cases where a laboratory test using a
dynamometer is not possible, testing at site or under appropriate conditions can be a viable alternative.
Where it is not possible to use a test bed or where information is required on the actual emissions
produced by an in-service engine, the site test procedures and calculation methods specified in this
document are appropriate. It should be recognized that data obtained under these circumstances may
not agree completely with previous or future data, obtained in a laboratory or in the field, due to the
variability and uncontrolled nature of testing in the field.
vi
INTERNATIONAL STANDARD ISO 8178-2:2021(E)
Reciprocating internal combustion engines — Exhaust
emission measurement —
Part 2:
Measurement of gaseous and particulate exhaust
emissions under field conditions
1 Scope
This document specifies the measurement and evaluation methods for gaseous and particulate exhaust
emissions from reciprocating internal combustion engines (RIC engines) in the field.
This document is applicable when the emissions from RIC engines used in non-road machinery,
industrial equipment, marine installations, generating sets, diesel rail traction or similar machinery
applications need to be measured in the field. Clause 4 applies for the conduct of discrete-mode steady-
state gaseous or particulate emission measurements at a single operating point or conduct a weighted
cycle-based test in the field. Clause 5 applies where it is necessary to assess gaseous emissions
performance of engines during typical in-service operation under field conditions using portable
emission measurement systems (PEMS).
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 8178-1:2020, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 1:
Test-bed measurement systems of gaseous and particulate emissions
ISO 8178-4:2020, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 4:
Steady-state and transient test cycles for different engine applications
ISO 8178-5, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 5: Test
fuels
ISO 8178-6, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 6:
Report of measuring results and test
ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
ISO 27145-4, Road vehicles — Implementation of World-Wide Harmonized On-Board Diagnostics (WWH-
OBD) communication requirements — Part 4: Connection between vehicle and test equipment
ISO 15765-4, Road vehicles — Diagnostic communication over Controller Area Network (DoCAN) — Part 4:
Requirements for emissions-related systems
ISO 13400, Road vehicles — Diagnostic communication over Internet Protocol (DoIP)
ISO 15031-3, Road vehicles — Communication between vehicle and external equipment for emissions-
related diagnostics — Part 3: Diagnostic connector and related electrical circuits: Specification and use
SAE J1939-73, Application layer – diagnostics
ASTM E 29-06b, Standard Practice for Using Significant Digits in Test Data to Determine Conformance
with Specifications
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 8178-1, ISO 8178-4 and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1.1
event
data measured in an in-service test for the gaseous pollutant emissions calculations obtained in a time
increment Δt equal to the data sampling period
3.1.2
field conditions
conditions under which the engine under test is installed in, and coupled with, the actual equipment or
vehicle, which is driven by the engine, and conditions under which the equipment or vehicle is allowed
to function in normal use
3.1.3
moving average window
period, measured in cumulative amount of work or CO , over which each integration of gaseous
pollutant emissions is performed
3.1.4
operating sequence
elapsed time of uninterrupted machinery operation and continuous data sampling during an in-service
test
3.1.5
portable emission measurement system
PEMS
emission measurement system that is transportable and suitable for conducting in-service
measurements
3.1.6
proxy power
value obtained by simple linear interpolation based on certain assumptions for the sole purpose of
identifying non-working events when there is no torque signal from an Electronic Control Unit (ECU)
3.1.7
reference mass of CO
amount of cumulative CO measured during a prior bench-test of the engine type or, where applicable,
engine family, which is used to determine the size of the moving average CO window
3.1.8
reference work
amount of cumulative work measured during a prior bench-test of the engine type or, where applicable,
engine family, which is used to determine the size of the moving average work window
3.2 Symbols
3.2.1 General symbols
Symbol Term Unit
D Maximum averaging window duration s
max
e Brake specific gaseous pollutant emissions g/kWh
gas
f Laboratory atmospheric factor —
a
f Conformity factor —
CF
f Certification ratio —
CFC
f In-service ratio —
CFI
f Weighting factor —
WF
K Simplified engine-family-specific CO constant —
veline 2
L Limit value g/kWh
m Mass emission of gaseous pollutant g
m Mass of CO for the test cycle g
CO2 2
m Reference mass of CO g
CO2ref 2
N Number of mode in test cycle —
mode
p Total barometric pressure kPa
b
p Dry atmospheric pressure kPa
S
P Uncorrected brake power kW
Declared total power absorbed by auxiliaries fitted for the test and not required by Annex B
P kW
aux
of ISO 8178-4:2020
P Maximum measured or declared power kW
max
P Instantaneous proxy power (see Annex F) kW
proxy,i
P Measured power kW
m
q Mean CO mass flow rate g/h
mCO2 2
r NO response factor of zirconium dioxide analyser —
NOx x
r NO response factor of zirconium dioxide analyser —
NO2 2
r Maximum NO /NO concentration ratio —
NO2,max 2 x
t Time s
t Reference time s
ref
T Temperature °C
T Absolute temperature K
a
W Work kWh
W Actual work kWh
act
W Reference work kWh
ref
3.2.2 Symbols for measured chemical components
Symbol Component
CO Carbon monoxide
CO Carbon dioxide
HC Hydrocarbons
NH Ammonia
NMHC Non-methane hydrocarbons
NO Nitrogen Dioxide
Symbol Component
NO Oxides of nitrogen
x
PM Particulate matter
PN Particulate number
THC Total hydrocarbons
3.3 Abbreviated terms
ECU Electronic Control Unit
EFM Exhaust Flow Meter
LSI-NRTC Large Spark-Ignition Non-Road Transient Cycle
NRMM Non-Road Mobile Machinery
NRSC Non-Road Steady-State Cycle
NRTC Non-Road Transient Cycle
RMC NRSC Ramped Modal Non-Road Steady-State Cycle
ZRDO Zirconium dioxide (analyser)
4 Discrete-mode steady-state tests in the field when it is intended to either
conduct measurements at a single operating point or conduct a weighted cycle-
based test
4.1 General
Testing conducted according to Clause 4 shall in general follow the requirements set out in
ISO 8178-1:2020 and ISO 8178-4 for discrete-mode steady-state testing. Deviations from the
requirements of those parts are limited to those set-out in Clause 4. This clause shall not be used for
transient testing.
4.2 Test conditions
4.2.1 General requirements
Field measurements according to Clause 4 shall be conducted only when test-bed measurement is not
appropriate because the required measurement cannot be performed on the test-bed.
NOTE When testing under field conditions the test cycles specified in ISO 8178-4:2020 might not be fully
reproduceable, there might be differences in engine operating parameters from laboratory conditions and there
might be differences in the accuracy of emission measurement equipment. Consequently, it is not expected that
the emission results obtained when testing according to Clause 5 will be directly comparable to the values
obtained on the test bed.
4.2.2 Engine test conditions
4.2.2.1 Ambient conditions
The temperature of the engine intake air, expressed in °C and the dry atmospheric pressure, p ,
s
expressed in kilopascal (kPa), shall be measured and recorded, and the parameter, f , shall be
a
determined according to ISO 8178-4:2020, 5.1.1 and recorded. The calculation of f requires the absolute
a
temperature, T , of the intake air to be expressed in Kelvin (K).
a
With the agreement of the parties concerned, taking into consideration the purpose for which the test
is being conducted, the range of f and intake air temperature may be outside of the range given in
a
ISO 8178-4:2020, 5.1.2.
NOTE f is calculated using intake air temperature, not ambient air temperature.
a
The humidity of the engine intake air shall be measured and the absolute humidity determined.
4.2.2.2 Engines with charge air cooling
The temperature of the cooling medium and the temperature of the charge air shall be recorded.
4.2.2.3 Engine parameters
The engine parameters necessary to complete the emission calculations and ensure the validity of
the test in accordance with this document shall be determined from measured values and recorded in
appropriate units.
Where it is not practicable to measure a parameter using instrumentation in conformance with the
requirements of ISO 8178-1, alternative methods of measurement may be utilized with the agreement
of the parties concerned. This may include using signals from an engine control unit or the machinery
in which the engine is installed.
Other parameters may be measured and recorded according to the agreement of the parties concerned.
4.2.3 Power
Terms of power are defined in ISO 14396, as applied in ISO 8178-4:2020. The basis of specific emission
measurement, expressed in g/kWh, is uncorrected brake power. Power, engine speed and torque values
may differ at field compared to the test-bed conditions. Therefore, the emission values expressed in
g/kWh differ at field compared to those under test-bed conditions. If the 100 % load of the test-bed
measurement cannot be reached, the maximum power output to be measured is limited by maximum
allowed engine speed and maximum allowed torque.
In cases where a direct measurement of torque is not possible, the power output shall be calculated
based on other available data including signals from the engine ECU or fuel rack position. The method
of calculation and estimation shall be agreed between parties involved.
Subclause 5.2 of ISO 8178-4:2020 shall be used to account for auxiliaries, to the extent possible, taking
into consideration that it might not be practical to remove auxiliaries from an installed engine, nor
disconnect the engine from the driven machinery. Where there is a risk that the auxiliaries that would
normally be removed for testing according to ISO 8178-4 might absorb more than 5 % of the maximum
observed power, agreement between the parties concerned shall be sought prior to the test.
4.2.4 Engine air intake system
The engine shall be equipped with an air intake system presenting an air inlet restriction within the
limit specified by the manufacturer.
4.2.5 Charge air cooler
Where applicable, the engine shall be equipped with a charge air cooling system with sufficient capacity
to maintain the engine at the normal operating temperatures prescribed by the manufacturer.
4.2.6 Engine exhaust system
The engine shall be equipped with an exhaust system presenting an exhaust back pressure within the
limit specified by the manufacturer.
4.2.7 Engines with exhaust after-treatment systems
4.2.7.1 Use of reagent
In the case of an engine equipped with an exhaust after-treatment system that requires the
consumption of a reagent, the reagent used for all tests shall be within the specification prescribed by
the manufacturer, be recorded and presented with the results of the tests.
4.2.7.2 Regeneration
In the case of an engine equipped with an exhaust after-treatment system that regenerates on an
infrequent (periodic) basis, as described in ISO 8178-4:2020, 5.5.1.2.2, emission results shall be adjusted
to account for regeneration events. In this case, the average emission depends on the frequency of the
regeneration event in terms of fraction of tests during which the regeneration occurs, and the extent to
which the emissions increase during regeneration. The method for determination of emissions during
regeneration and the corresponding adjustment shall be agreed by the parties concerned.
4.2.8 Crankcase emissions
Where the parties involved require crankcase emissions that are normally discharged to ambient
atmosphere to be included, the emissions shall be added to the exhaust emissions during all emission
testing either physically or mathematically. Methods to achieve this are set out in ISO 8178-4:2020, 5.5.2.
4.2.9 Cooling system
The engine shall be equipped with a cooling system with sufficient capacity to maintain the engine at
normal operating temperatures prescribed by the manufacturer.
4.2.10 Lubricating oil
Specifications of the lubricating oil used for the test shall conform with the requirements of the
manufacturer, be recorded and presented with the results of the test.
4.2.11 Test fuels
Fuel characteristics influence the engine exhaust gas emission. Therefore, in all cases, the characteristics
of the fuel used for the test shall be verified as required, recorded and declared with the results of the
test. The characteristics to be recorded shall be those listed in the appropriate universal data sheet
in ISO 8178-5. A certificate of analysis of the fuel that includes these characteristics shall satisfy this
requirement.
Unless otherwise agreed, the test fuel shall be either the appropriate reference fuel given in ISO 8178-5
or the typical fuel for the engine in its field application.
The fuel temperature shall be in accordance with the manufacturer's recommendations.
4.3 Installation of sampling probes and equipment
Provisions that shall be taken for the proper installation of the sampling probes and measuring
equipment are described in ISO 8178-1:2020, 5.2 and 8.1.1. Modifications to suit field installation
conditions are permitted under the following conditions:
a) The space available for the necessary instrumentation shall be large enough to meet the
requirements for safety and working ambient conditions.
b) The engine exhaust shall be routed using short connectors, preferably flexible, at the end of the
engine's exhaust pipe downstream of any aftertreatment device, if used.
c) Flexible connectors that do not exceed a length of three times their largest inside diameter may be
used to enlarge or reduce the exhaust-pipe diameter to match that of the test equipment.
d) Rigid stainless steel raw exhaust tubing shall be used to connect between flexible connectors. The
tubing may be straight or bent to accommodate equipment geometry. “T” or “Y” stainless steel
fittings may be used to join exhaust from multiple tailpipes.
e) Connectors and tubing shall not increase back pressure so much that it exceeds the manufacturer's
maximum specified exhaust restriction.
f) Where there is a risk that the measurement might be distorted by condensation, action shall be
taken to avoid this. This may include additional heating or insulation.
4.4 Measurement equipment and data to be measured
4.4.1 General
The emission of gaseous and particulate pollutants by the engine submitted for testing shall be
measured using methods set out in ISO 8178-1:2020, Clause 5.
That clause describes the analytical systems for the gaseous pollutants and the particulate dilution and
sampling systems used in the test cell. The same principles shall also be applied to field measurement
systems. Field analytical systems shall be installed in a manner to minimize the impact of field ambient
conditions such as temperature, pressure, humidity, physical orientation, mechanical shock and
vibration, electromagnetic radiation, and background emissions.
The types of systems to be used for testing shall be declared prior to the test and shall be agreed upon
by the parties involved.
4.4.2 Zirconium dioxide (ZRDO) NO analyser
x
A zirconium dioxide (ZRDO) NO analyser used under conditions that provide a NO response factor
x x
not less than 0,9 may be used to perform measurements in the field for the purposes, and under the
conditions, set out in this clause:
a) As a monitoring device to confirm activation of a NO emission control system;
x
b) To perform a spot-check verification measurement at site where the parties concerned have agreed
that the use of an instrument set out in ISO 8178-1:2020, 7.3.6 is not necessary;
c) Where the analyser has been demonstrated to meet the requirements of 4.4.3 under operating
conditions similar to those of the intended test and the parties concerned have also agreed to use of
that analyser.
Prior to performing any measurement with a ZRDO NO analyser, the parties concerned shall evaluate
x
the uncertainties associated with the use of that analyser for the intended measurement. The following
points shall be included in that evaluation:
a) Location of sensor(s) within exhaust system;
b) Potential interference by NH that may increase measured result, and which may be dependent
upon various factors including, but not limited to:
1. Design of engine including after-treatment system, where installed;
2. Age and deterioration of after-treatment system, where installed;
3. Design characteristics of ZRDO NO analyser;
x
4. Exhaust gas temperature.
NOTE A ZRDO NO analyser generally has a positive response to NH . Consequently, where NH is present
x 3 3
in the exhaust (for example downstream of a selective catalytic reduction (SCR) NO after-treatment system), it
x
will create interference and the value measured by the ZRDO NO analyser will be a function of both NO and NH
x x 3
concentration in the exhaust gas.
When using a ZRDO NO analyser, the following requirements shall be met:
x
a) The sensor of the analyser shall be mounted directly in the exhaust gas flow for making
measurements on a wet basis;
b) Prior to conducting an emission test, the analyser shall be warmed-up and stabilized in accordance
with the specifications of the instrument manufacturer and a zero and span check performed as
specified in Clause K.1;
c) At the conclusion of the emission test, a post-test zero and span check shall be performed and drift
verified according to ISO 8178-4:2020, 8.7.4.
d) The NO response factor shall be calculated as specified in Clause K.2.
x
4.4.3 Alternative measurement procedures
Other systems or analysers may be accepted, if it is found that they yield equivalent results using the
general measurement principles and system equivalency set out in ISO 8178-1:2020, Clause 5, or if
parties involved agree to the use of such a system or analyser.
4.4.4 Torque and speed
When performing measurements at a single steady-state operating point, each combination of torque
and speed shall be agreed by the parties concerned and measurements reported on a point-by-point
basis.
When performing a steady-state discrete-mode weighted cycle-based test, the engine shall be
operated with the torque and speed sequence applied according to the relevant test cycles described in
ISO 8178-1:2020. In cases where the relevant test cycle is not possible, e.g. due to the characteristic of
the load or because of the torsional vibration of the plant, the required test point shall be replaced by a
point as close as possible, by agreement with all parties involved.
The instrumentation for torque and speed measurement shall enable the determination of the shaft
power to be within the given limits. Additional calculations and comparison with test-bed measurement
results might be necessary.
Signals from the engine's ECU may be used in place of values measured by individual instruments,
provided the signals are correctly filtered and in case of a signal that changes with time, time-aligned
with the emissions signals from the instruments in accordance with the principles set out in Clause D.3.
Any combination of ECU signals, with or without other measurements, may be used to estimate engine
speed and torque for use in brake-specific emission calculations, provided the overall performance of
any speed or torque estimator meets the performance specifications in ISO 8178-1:2020, Table 4.
Other available data including fuel rack position may be used for this purpose. In this case the method
of calculation and estimation shall be agreed between parties involved.
4.4.5 Exhaust gas flow
The principal methods applicable for determining the exhaust gas flow and the required accuracy and
linearity requirements are described in ISO 8178-1:2020, 6.4.3 and 6.4.4.
4.4.6 Accuracy of the data to be measured
4.4.6.1 Exhaust gas analyser
Measurement instruments shall meet the specifications set out in ISO 8178-1:2020, 5.3 and the
requirements on calibration and performance checks set out in ISO 8178-1:2020, 9.1.
Special attention shall be given to perform the following actions:
a) the vacuum-side leak verification as set out in ISO 8178-1:2020, 9.3;
b) the response and updating-recording verification of the gas analyser as set out in ISO 8178-1:2020,
9.1.5.
The minimum frequency for gas analyser linearity verification and NO -to-NO converter conversion
verification set out in ISO -8178 -1: 2020, Tables 6 and 7 may be increased to 3 months.
4.4.6.2 Other measuring equipment
The requirements set out in ISO 8178-1:2020, Clauses 6 and 9 shall be met. The calibration of all
measuring instruments shall be traceable to national (international) standards. The instruments shall
be calibrated as required by internal audit procedures, by the instrument manufacturer, according to
ISO/IEC 17025.
In practical cases it is often impossible to measure the fuel consumption at site. In such cases, especially
those concerning gas or heavy fuel, an estimation using a method other than chemical balance, with a
corresponding estimated error shall be made.
The consequences of such an error on the final emissions shall be calculated and reported with the
results of the emission measurement. The acceptance of test results established using such estimation
shall be determined by the parties concerned.
4.4.7 Determination of the gaseous components
The analytical measuring equipment and the methods are described in ISO 8178-1:2020, Clauses 5 and
7. For field measurements, the non-methane hydrocarbon analysis according to ISO 8178-1:2020, 7.3.5.2
(gas chromatography) is not applicable in most cases, as this method needs laboratory equipment.
For the measurement of non-methane
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8178-2
Troisième édition
2021-12
Moteurs alternatifs à combustion
interne — Mesurage des émissions de
gaz d'échappement —
Partie 2:
Mesurage des émissions de gaz et de
particules sur site
Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission
measurement —
Part 2: Measurement of gaseous and particulate exhaust emissions
under field conditions
Numéro de référence
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes, définitions, symboles et termes abrégés . 2
3.1 Termes et définitions . 2
3.2 Symboles . 3
3.2.1 Symboles généraux . 3
3.2.2 Symboles pour composés chimiques mesurés. 3
3.3 Termes abrégés . 4
4 Essais en régime permanent de type discret sur site lorsqu’ils sont destinés, soit
à réaliser des mesurages en un point de fonctionnement unique, soit à mener un
essai basé sur un cycle pondéré . 4
4.1 Généralités . 4
4.2 Conditions d’essai . . . 4
4.2.1 Exigences générales . 4
4.2.2 Conditions d'essai des moteurs . 5
4.2.3 Puissance. 5
4.2.4 Système d'admission d'air du moteur . 6
4.2.5 Refroidisseur d’admission . 6
4.2.6 Système d'échappement du moteur . 6
4.2.7 Moteurs avec systèmes de post-traitement des gaz d’échappement . 6
4.2.8 Émissions de gaz de carter . 6
4.2.9 Système de refroidissement . 6
4.2.10 Huile de lubrification . 6
4.2.11 Carburants d'essai. 6
4.3 Installation des sondes et de l'équipement d'échantillonnage . 7
4.4 Équipement de mesure et données à mesurer . 7
4.4.1 Généralités . 7
4.4.2 Analyseur de dioxyde de zirconium pour NO . 8
x
4.4.3 Autres procédures de mesurage . 8
4.4.4 Couple et régime . 9
4.4.5 Débit des gaz d'échappement . 9
4.4.6 Exactitude des données à mesurer . 9
4.4.7 Détermination des composants gazeux . 10
4.4.8 Détermination des particules . 10
4.5 Conditions de fonctionnement . . . 10
4.5.1 Cycles d'essai . 10
4.5.2 Préparation du moteur . 11
4.6 Mode opératoire d'essai. 11
4.6.1 Généralités . 11
4.6.2 Mesurage MP . . 11
4.6.3 Air de dilution pour mesurage des particules . 11
4.6.4 Séquence d’essai . 11
4.6.5 Validation et correction de la dérive des analyseurs de gaz . 11
4.6.6 Évaluation et calcul des émissions .12
4.6.7 Rapport d'essai.12
5 Mesurage des performances d’émissions de gaz des moteurs au cours du
fonctionnement normal sur site en utilisant des systèmes de mesure des émissions
de type portable (PEMS) .12
5.1 Conditions d’essai . . .12
5.1.1 Exigences générales .12
iii
5.1.2 Sélection de moteur pour évaluer les performances de conception .13
5.1.3 Fonctionnement des machines . 13
5.1.4 Conditions ambiantes . 13
5.1.5 Huile de lubrification, carburant et réactif . 14
5.1.6 Séquence de fonctionnement . 14
5.2 Méthodes d'échantillonnage des données . 14
5.2.1 Échantillonnage des données en continu . 14
5.2.2 Échantillonnage des données combinées . 14
5.2.3 Perte de signal temporaire . 15
5.3 Flux de données de l’UCE . 16
5.3.1 Généralités . 16
5.3.2 Vérification de la disponibilité et de la conformité des informations. 16
5.4 Mode opératoire d’essai . 16
5.5 Prétraitement des données . 16
5.6 Détermination d’événements opérationnels . 16
5.6.1 Généralités . 16
5.6.2 Combinaison de séquences de fonctionnement . 16
5.7 Disponibilité des données d’essai . 16
5.8 Calculs . 17
5.8.1 Généralités . 17
5.8.2 Moteurs sans interface de communication . 17
5.9 Rapport d'essai . 17
5.10 Fichier de données mesurées instantanées et fichier de données calculées
instantanées . 17
5.11 Présentation de la séquence d’évaluation et de mesure . 17
Annexe A (normative) Systèmes de mesure des émissions de type portable (PEMS) .19
Annexe B (normative) Mode opératoire d’essai pour la mesure des émissions de gaz avec
un PEMS .21
Annexe C (normative) Détermination du travail de référence et du CO des moteurs pour
lesquels le cycle d’essai au banc est uniquement NRSC .30
Annexe D (normative) Prétraitement des données pour les calculs des émissions de gaz
polluants .32
Annexe E (normative) Algorithme de détermination des évènements opérationnels au
cours des essais en service .37
Annexe F (normative) Détermination de la puissance proxy instantanée à partir du débit-
masse de CO .43
Annexe G (normative) Calcul des émissions de gaz polluants .45
Annexe H (normative) Conformité du signal de couple de l’UCE .52
Annexe I (normative) Exigences concernant les informations composant le flux de données
de l’UCE .53
Annexe J (informative) Rapport d’essai en service .55
Annexe K (normative) Spécifications de performance, étalonnage et coefficient de réponse
pour l’analyseur de dioxyde de zirconium (ZRDO) pour NO .62
x
Bibliographie .64
iv
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 70, Moteurs à combustion interne,
sous-comité SC 8, Mesurage des émissions de gaz d'échappement.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 8178-2:2008), qui a fait l'objet
d'une révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— l’Article 4 a été modifié pour mettre à jour les exigences applicables aux essais en régime permanent
de type discret sur site lorsqu’elle est destinée, soit à réaliser des mesurages en un point de
fonctionnement unique, soit à mener un essai basé sur un cycle pondéré, pour refléter les progrès
des dernières versions des autres parties de la série ISO 8178;
— l'Article 5 a été élargi pour définir les exigences relatives au mesurage des performances d’émissions
de gaz de moteurs au cours du fonctionnement normal sur site en utilisant des systèmes de mesure
des émissions de type portable (PEMS), et d’une évaluation des données de fenêtre mobile de calcul
de moyenne.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 8178 est disponible sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
L’évaluation des émissions des moteurs pour applications non routières est plus compliquée que celle
pour les moteurs utilisés sur route du fait de la diversité des applications. Par exemple, les applications
routières consistent essentiellement à déplacer une charge d’un point à un autre, sur une chaussée
pavée. Les contraintes des chaussées pavées, les charges maximales acceptables par le revêtement et
les qualités maximales admissibles du carburant réduisent l’étendue des applications des véhicules
routiers et la taille des moteurs.
Les moteurs et véhicules non routiers peuvent avoir des tailles plus variées, notamment les moteurs
qui fournissent de la puissance aux équipements. De nombreux moteurs sont suffisamment gros
pour empêcher l’application des méthodes d’essai et l’utilisation de l’équipement d’essai qui étaient
acceptables pour les moteurs à utilisation routière. Lorsque l’utilisation d’un dynamomètre n’est pas
possible dans un essai de laboratoire, il est envisageable de procéder aux essais sur site ou dans des
conditions appropriées.
Lorsqu’il n’est pas possible d’utiliser un banc d’essai ou lorsque des informations relatives aux
émissions réelles du moteur en service sont exigées, les méthodes d’essai sur site et de calcul prescrites
dans le présent document sont appropriées. Il convient de reconnaître que les données obtenues dans
ces conditions peuvent ne pas concorder complètement avec les données précédentes ou ultérieures,
obtenues dans un laboratoire ou sur site, en raison de la variabilité et de la nature incontrôlée des essais
sur site.
vi
NORME INTERNATIONALE ISO 8178-2:2021(F)
Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des
émissions de gaz d'échappement —
Partie 2:
Mesurage des émissions de gaz et de particules sur site
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie les méthodes de mesure et d'évaluation sur site des émissions de gaz et de
particules des gaz d'échappement des moteurs alternatifs à combustion interne sur site.
Le présent document est applicable lorsque les émissions des moteurs alternatifs à combustion
interne utilisés dans des engins non routiers, des équipements industriels, des installations marines,
des groupes électrogènes, des applications à la traction ferroviaire diesel ou similaires, font l'objet de
mesurages sur site. L’Article 4 s’applique à la réalisation de mesures d’émissions de gaz ou de particules
des gaz d'échappement en régime permanent de type discret en un point de fonctionnement unique
ou à celle d’un essai basé sur un cycle pondéré sur site. L’Article 5 s’applique lorsqu'il est nécessaire
d’évaluer les performances d’émissions de gaz des moteurs au cours du fonctionnement normal sur site
en utilisant des systèmes de mesure des émissions de type portable (PEMS).
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 8178-1:2020, 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 8178-4:2020, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz d'échappement
— Partie 4: Cycles d'essai à l'état stable et transitoires 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 de mesure et d'essai
ISO/IEC 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnages et d’essais
ISO 27145-4, Véhicules routiers — Mise en application des exigences de communication pour le diagnostic
embarqué harmonisé à l'échelle mondiale (WWH-OBD) — Partie 4: Connexion entre véhicule et équipement
d'essai
ISO 15765-4, Véhicules routiers — Diagnostic sur gestionnaire de réseau de communication (DoCAN) —
Partie 4: Exigences applicables aux systèmes associés aux émissions
ISO 13400, Véhicules routiers — Communication de diagnostic au travers du protocole internet (DoIP)
ISO 15031-3, Véhicules routiers — Communications entre un véhicule et un équipement externe pour le
diagnostic relatif aux émissions — Partie 3: Connecteur de diagnostic et circuits électriques associés:
spécifications et utilisation
SAEJ 1939-73, Couche d’application — diagnostics
ASTM E 29-06b, Pratique standard pour l’utilisation de chiffres significatifs dans les données d’essais pour
déterminer la conformité aux spécifications
3 Termes, définitions, symboles et termes abrégés
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l'ISO 8178-1, l'ISO 8178-4, ainsi
que les suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1.1
événement
données mesurées dans un essai en service pour les calculs des émissions de gaz polluants, obtenues
dans un incrément de temps Δt égal à la période d’échantillonnage de données
3.1.2
conditions du site
conditions dans lesquelles le moteur soumis à l’essai est installé et accouplé avec l'équipement ou le
véhicule réel qui l'entraîne, et permettant le fonctionnement normal de l'équipement ou du véhicule
dans les conditions normales de fonctionnement
3.1.3
fenêtre mobile de calcul de moyenne
période, mesurée en quantité cumulée de travail ou de CO , au cours de laquelle chaque intégration
d’émissions de gaz polluants est réalisée
3.1.4
séquence de fonctionnement
temps écoulé de fonctionnement non interrompu d’engins et d’échantillonnage continu de données
pendant un essai en service
3.1.5
système de mesure des émissions de type portable
PEMS
système de mesurage des émissions transportable et adapté à la réalisation de mesures en service
3.1.6
puissance proxy
valeur obtenue par simple interpolation linéaire basée sur certaines hypothèses dans le seul but
d’identifier des évènements non opérationnels en absence de signal de couple d’une UCE
3.1.7
masse de référence de CO
quantité de CO cumulée, mesurée au cours d’un essai sur banc préalable du type de moteur ou, le cas
échéant de la famille de moteurs, utilisée pour déterminer la taille de la fenêtre de CO à moyenne
mobile
3.1.8
travail de référence
quantité de travail cumulée, mesurée au cours d’un essai sur banc préalable du type de moteur ou, le
cas échéant de la famille de moteurs, utilisée pour déterminer la taille de la fenêtre de travail mobile de
calcul de moyenne
3.2 Symboles
3.2.1 Symboles généraux
Symbole Définition Unité
D Durée maximale de la fenêtre de calcul de moyenne s
max
e Émissions spécifiques de gaz polluants au frein g/kWh
gaz
f Facteur atmosphérique du laboratoire —
a
f Facteur de conformité —
CF
f Rapport de certification —
CFC
f Rapport en service —
CFI
f Coefficient de pondération —
WF
K Constante de CO simplifiée spécifique à une famille de moteurs —
veline 2
L Valeur limite g/kWh
m Émissions massiques de gaz polluants g
m Masse de CO sur le cycle d’essai g
CO2 2
m Masse de référence de CO g
CO2réf 2
N Numéro de mode dans le cycle d’essai —
mode
pb Pression atmosphérique barométrique kPa
p Pression atmosphérique sèche kPa
S
P Puissance au frein non corrigée kW
Puissance totale déclarée, absorbée par les auxiliaires montés pour l'essai et non spécifiée
P kW
aux
dans l’Annexe B de l’ISO 8178-4:2020
P Puissance maximale mesurée ou déclarée kW
max
P Puissance proxy instantanée (Voir Annexe F) kW
proxy,i
P Puissance mesurée kW
m
q Débit-masse moyen de CO g/h
mCO2 2
r Coefficient de réponse au NO de l'analyseur de dioxyde de zirconium —
NOx x
r Coefficient de réponse au NO de l'analyseur de dioxyde de zirconium —
NO2 2
r Rapport de concentration NO /NO maximal —
NO2,max 2 x
t Temps s
t Temps de référence s
réf
T Température °C
T Température absolue K
a
W Travail kWh
W Travail réel kWh
act
W Travail de référence kWh
réf
3.2.2 Symboles pour composés chimiques mesurés
Symbole Composant
CO Monoxyde de carbone
Symbole Composant
CO Dioxyde de carbone
HC Hydrocarbures
NH Ammoniac
NMHC Hydrocarbures non méthane
NO Dioxyde d'azote
NO Oxydes d'azote
x
MP Matières particulaires
NP Nombre de particules
THC Hydrocarbures totaux
3.3 Termes abrégés
UCE Unité de commande électronique
EFM Débitmètre de gaz d’échappement
Cycle en régime transitoire non routier pour
LSI-NRTC
les gros moteurs à allumage par étincelle
NRMM Engins mobiles non routiers
NRSC Cycle en régime permanent non routier
NRTC Cycle en régime transitoire non routier
Cycle d’essai modal en régime permanent avec
RMC NRSC
rampes de transition
ZRDO Dioxyde de zirconium (analyseur)
4 Essais en régime permanent de type discret sur site lorsqu’ils sont destinés,
soit à réaliser des mesurages en un point de fonctionnement unique, soit à mener
un essai basé sur un cycle pondéré
4.1 Généralités
Les essais réalisés selon l’Article 4 doivent généralement respecter les exigences établies dans
l’ISO 8178-1:2020 et ISO 8178-4 pour les essais en régime permanent de type discret. Les écarts par
rapport aux exigences de ces parties sont limités à ceux établis dans l’Article 4. Cette clause ne doit pas
être utilisée pour les essais en régime transitoire.
4.2 Conditions d’essai
4.2.1 Exigences générales
Les mesurages sur site conformes à l’Article 4 ne peuvent être réalisés que lorsque le mesurage au banc
d’essai n’est pas approprié, puisque le mesurage requis ne peut pas être réalisé sur le banc d’essai.
NOTE Lorsque les essais sont réalisés sur site, les cycles d’essai spécifiés dans l’ISO 8178-4:2020
pourraient ne pas être entièrement reproductibles, il pourrait exister des différences entre les paramètres
de fonctionnement des moteurs et les conditions en laboratoire, et des différences pourraient exister dans
l’exactitude de l’équipement de mesurage des émissions. En conséquence, il n’est pas prévu que les résultats des
émissions obtenus lors des essais, conformément à l’Article 5, puissent être directement comparables aux valeurs
obtenues sur le banc d’essai.
4.2.2 Conditions d'essai des moteurs
4.2.2.1 Conditions ambiantes
La température de l'air d'admission du moteur, exprimée en °C, et la pression atmosphérique sèche,
p , exprimée en kilopascals (kPa), doivent être mesurées et enregistrées, et le paramètre f doit être
s a
déterminé selon l’ISO 8178-4:2020, 5.1.1 et enregistré. Le calcul de f exige la température absolue, T ,
a a
de l’air d’admission à exprimer en Kelvin (K).
Avec l’accord des parties concernées, en tenant compte des fins pour lesquelles l’essai est réalisé, la
plage de f et la température de l’air d’admission peuvent se situer à l’extérieur de la plage donnée dans
a
l’ISO 8178-4:2020,5.1.2.
NOTE f est calculé en utilisant la température de l’air d’admission, et non celle de l’air ambiant.
a
L’humidité de l’air d’admission du moteur doit être mesurée, et l’humidité absolue déterminée.
4.2.2.2 Moteurs avec refroidissement d'air d'alimentation
La température du fluide de refroidissement et la température de l'air d'alimentation doivent être
consignées.
4.2.2.3 Paramètres du moteur
Les paramètres du moteur nécessaires pour calculer les émissions et garantir la validité de l’essai
conformément au présent document doivent être déterminés à partir des valeurs mesurées et
enregistrées dans les unités appropriées.
S’il n’est pas possible de mesurer un paramètre en utilisant une instrumentation satisfaisant aux
exigences de l’ISO 8178-1, d’autres méthodes de mesurage peuvent être utilisées avec l’accord des
parties concernées. Elles peuvent inclure l’utilisation de signaux provenant d’une unité de gestion de
moteur ou d’engins dans lesquels le moteur est installé.
D’autres paramètres peuvent être mesurés et enregistrés conformément à l’accord des parties
concernées.
4.2.3 Puissance
Les termes relatifs à la puissance sont définis dans l’ISO 14396, tels qu’appliqués dans l’ISO 8178-4:2020.
La base du mesurage des émissions spécifiques, exprimée en g/kWh, est la puissance au frein non
corrigée. Les valeurs de puissance, de régime du moteur et de couple, mesurées sur site peuvent
différer de celles mesurées dans les conditions du banc d'essai. Par conséquent, les valeurs d'émissions
exprimées en g/kWh diffèreront également. Si la pleine charge 100 % ne peut pas être obtenue pour
le mesurage au banc d'essai, la puissance maximale de sortie devant être mesurée est limitée par le
régime du moteur maximale admissible et le couple maximal admissible.
Dans les cas où un mesurage direct du couple n'est pas possible, la puissance délivrée doit être calculée
en se basant sur d'autres données disponibles, y compris les signaux venant des moteurs ECM ou de
la position de la crémaillère de carburant. La méthode de calcul et d'estimation doit faire l'objet d'un
accord entre les parties concernées.
L’ISO 8178-4:2020, 5.2 doit être utilisé pour tenir compte des auxiliaires, dans la mesure du possible, en
prenant en considération qu’il peut ne pas être pratique de les retirer d’un moteur installé, ni de séparer
le moteur du mécanisme entraîné. S’il existe un risque que les auxiliaires, qui devraient normalement
être retirés pour les essais conformément à l’ISO 8178-4, puissent absorber plus de 5 % de la puissance
maximale observée, un accord entre les parties concernées doit être recherché avant de procéder à
l’essai.
4.2.4 Système d'admission d'air du moteur
Le moteur doit être équipé d'un système d'admission d'air avec un étranglement à l'admission d'air,
situé dans les limites spécifiées par le constructeur.
4.2.5 Refroidisseur d’admission
Le cas échéant, le moteur doit être équipé d’un système de refroidissement d'air d'alimentation d'une
capacité suffisante pour maintenir le moteur aux températures de fonctionnement normal spécifiées
par le fabricant.
4.2.6 Système d'échappement du moteur
Le moteur doit être équipé d'un système d'échappement dont la contre-pression à l'échappement doit se
situer dans les limites spécifiées par le constructeur.
4.2.7 Moteurs avec systèmes de post-traitement des gaz d’échappement
4.2.7.1 Utilisation d’un réactif
Dans le cas d’un moteur équipé d’un système de post-traitement des gaz d’échappement nécessitant la
consommation d’un réactif, le réactif utilisé pour tous les essais doit respecter la spécification prescrite
par le constructeur, être enregistré et présenté avec les résultats des essais.
4.2.7.2 Régénération
Pour les moteurs équipés d’un système de post-traitement des gaz d’échappement, qui sont régénérés
sur une base périodique (ou peu fréquente), comme décrit dans l’ISO 8178-4:2020, 5.5.1.2.2, les
résultats d’émissions doivent être ajustés pour tenir compte des événements de régénération. Dans ce
cas, l’émission moyenne dépend de la fréquence de l’événement de régénération en fonction de la partie
des essais au cours de laquelle la régénération a lieu, et de l’importance de l’augmentation des émissions
pendant la régénération. La méthode de détermination des émissions pendant la régénération et
l’ajustement correspondant doit faire l’objet d’un accord entre les parties concernées.
4.2.8 Émissions de gaz de carter
Si les parties concernées exigent que soient incluses les émissions de gaz de carter qui sont normalement
libérées directement dans l’atmosphère ambiante, les émissions en question doivent être ajoutées aux
émissions d’échappement durant tous les essais d’émissions, soit physiquement soit mathématiquement.
Les méthodes pour y parvenir sont exposées dans l’ISO 8178-4:2020, 5.5.2.
4.2.9 Système de refroidissement
Le moteur doit être équipé d’un système de refroidissement d'une capacité suffisante pour maintenir le
moteur aux températures de fonctionnement normal spécifiées par le constructeur.
4.2.10 Huile de lubrification
Les spécifications de l'huile de lubrification utilisée doivent satisfaire aux exigences du constructeur,
être consignées et jointes aux résultats d'essai.
4.2.11 Carburants d'essai
Les caractéristiques du carburant influencent les émissions des gaz d'échappement du moteur. Par
conséquent, dans tous les cas, les caractéristiques du carburant utilisé pour l'essai doivent être vérifiées
comme requis et doivent être consignées et déclarées avec les résultats de l'essai. Les caractéristiques
à consigner doivent être celles énumérées dans la feuille de données appropriée figurant dans
l'ISO 8178-5. Un certificat d’analyse de carburant qui inclut ces caractéristiques doit satisfaire à cette
exigence.
Sauf spécification contraire, le carburant d'essai doit être le carburant de référence approprié donné
dans l'ISO 8178-5 ou le carburant type du moteur pour son application sur site.
La température du carburant doit être conforme aux recommandations du constructeur.
4.3 Installation des sondes et de l'équipement d'échantillonnage
Des dispositions doivent être prises pour la bonne installation des sondes d'échantillonnage et de
l'équipement de mesure, conformément à l'ISO 8178-1:2020, 5.2 et 8.1.1. Des modifications adaptées
aux conditions d'installation sur site sont autorisées dans les situations suivantes:
a) la place disponible pour l'instrumentation nécessaire doit être suffisamment grande pour répondre
aux exigences de sécurité et aux conditions ambiantes de travail;
b) le gaz d'échappement du moteur doit être acheminé à l'aide de raccords courts, de préférence
flexibles, montés à l'extrémité du tuyau d'échappement du moteur en aval de tout dispositif de
traitement secondaire, s'il y a lieu;
c) les raccords flexibles, ayant une longueur n'excédant pas trois fois leur plus grand diamètre
interne, peuvent être utilisés pour agrandir ou réduire le diamètre du tuyau d'échappement afin de
correspondre à celui de l'équipement d'essai;
d) des tuyaux d'échappement bruts en acier inoxydable rigide doivent être utilisés pour relier les
raccords flexibles. Les tuyaux peuvent être droits ou courbés pour s'adapter à la géométrie de
l'équipement. Des fixations en acier inoxydable en forme de «T» ou de «Y» peuvent être utilisées
pour relier le système d'échappement aux tuyaux d'échappement arrière;
e) les raccords et les tuyaux ne doivent pas augmenter la contre-pression pouvant entraîner le
dépassement de la restriction relative aux gaz d'échappement maximal spécifié par le constructeur;
f) si le mesurage risque d’être faussé par la condensation, une action doit être prise pour l’éviter. Cela
peut inclure un chauffage ou une isolation supplémentaire.
4.4 Équipement de mesure et données à mesurer
4.4.1 Généralités
L’émission de composants gazeux et de particules par le moteur soumis à l’essai doit être mesurée par
les méthodes décrites dans l’ISO 8178-1:2020, Article 5.
Cet article décrit, respectivement, les systèmes analytiques recommandés pour les gaz polluants et
les systèmes de dilution et d'échantillonnage des particules utilisés dans la cellule d'essai. Les mêmes
principes doivent également s’appliquer aux systèmes de mesurage sur site. Les systèmes d'analyse sur
site doivent être installés pour être affectés au minimum par les conditions ambiantes, telles que la
température, la pression, l'humidité, l'orientation physique, les chocs et les vibrations mécaniques, le
rayonnement électromagnétique et les émissions ambiantes.
Les types de systèmes devant être utilisés pour l'essai doivent être déclarés préalablement à l'essai et
faire l'objet d'un accord entre les parties concernées.
4.4.2 Analyseur de dioxyde de zirconium pour NO
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Un analyseur de dioxyde de zirconium pour NO , utilisé dans des conditions qui fournissent un
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coefficient de réponse au NO supérieur à 0,9, peut servir à réaliser des mesurages sur site aux fins et
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dans les conditions exposées dans le présent Article:
a) Comme dispositif de surveillance pour confirmer l’activation d’un système de contrôle d’émissions
de NO ;
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b) Pour réaliser un mesurage ponctuel sur site si les parties concernées ont convenu que l’utilisation
d’un instrument indiquée dans l’ISO 8178-1:2020, 7.3.6 n’est pas nécessaire;
c) S’il a été démontré que l’analyseur satisfaisait aux exigences du 4.4.3 dans des conditions de
fonctionnement similaires à celles de l’essai prévu, et si les parties concernées ont également
convenu d’utiliser cet analyseur.
Avant de réaliser des mesurages avec un analyseur pour NO (ZRDO), les parties concernées doivent
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évaluer les incertitudes associées à l’utilisation de cet analyseur pour le mesurage prévu. Les points
suivants doivent être inclus dans cette évaluation:
a) Emplacement du (des) capteur(s) dans le système d’échappement;
b) Interférence potentielle par NH qui peut augmenter le résultat du mesurage, et qui peut dépendre
de différents facteurs y compris, mais sans y être limité:
1. La conception du moteur, y compris du système de post-traitement, s'il est installé;
2. L’âge et la détérioration du système de post-traitement, s’il est installé;
3. Les caractéristiques de conception de l’analyseur pour NO (ZRDO);
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4. La température des gaz d'échappement.
NOTE Un analyseur pour NO (ZRDO) a généralement une réponse positive au NH . En conséquence, si du
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NH est présent dans l’échappement (par exemple, en aval d’un système de post-traitement des NO à réduction
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catalytique sélective (SCR), il créera une interférence, et la valeur mesurée par l’analyseur pour NO (ZRDO) sera
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fonction de la concentration de NO et de NH dans les gaz d’échappement.
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Lorsqu’un analyseur pour NO (ZRDO) est utilisé, les exigences suivantes doivent être satisfaites:
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a) Le capteur de l’analyseur doit être monté directement dans le débit des gaz d’échappement pour
réaliser les mesurages sur une base humide;
b) Avant de réaliser un essai d’émissions, l’analyseur doit être mis en température et stabilisé
conformément aux spécifications du fabricant de l’instrument, et un contrôle du zéro et de l’étendue
de mesure effectué, comme spécifié à l’Article K.1;
c) Après l’essai d’émissions, un contrôle du zéro et de l’étendue de mesure doit être réalisé et la dérive
vérifiée selon l’ISO 8178-4:2020, 8.7.4.
d) Le coefficient de réponse au NO doit être calculé tel que spécifié à l’Article K.2.
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4.4.3 Autres procédures de mesurage
D'autres systèmes ou analyseurs peuvent être acceptés, à condition qu'ils fournissent des résultats
équivalents en utilisant les principes généraux de mesurage et l’équivalence de système ind
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Questions, Comments and Discussion
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