ISO 8178-4:2007

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8178-4
Second edition
2007-12-15

Reciprocating internal combustion
engines — Exhaust emission
measurement —
Part 4:
Steady-state test cycles for different
engine applications
Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de
gaz d'échappement —
Partie 4: Cycles d'essai en régime permanent pour différentes
applications des moteurs





Reference number
ISO 8178-4:2007(E)
©
ISO 2007

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ISO 8178-4:2007(E)
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Published in Switzerland

ii © ISO 2007 – All rights reserved

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ISO 8178-4:2007(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Symbols and abbreviations . 3
5 Torque. 3
6 Test speeds . 4
6.1 Rated speed. 4
6.2 Intermediate speed . 5
7 Information regarding preparation of the test .6
8 Modes and weighting factors for test cycles.6
8.1 General remarks. 6
8.2 Requirements . 7
8.3 Test cycles type C "Off-road vehicles and industrial equipment" . 8
8.4 Test cycles type D "Constant speed". 9
8.5 Test cycles type E "Marine applications" .11
8.6 Test cycles type F "Rail traction". 12
8.7 Test cycles type G "Utility, lawn and garden"; typically < 20 kW . 13
8.8 Test cycle type H "Snowmobile". 16
9 Engine control area . 16
9.1 General remarks. 16
9.2 Multiple speed engines . 16
9.3 Constant speed engines . 18
9.4 Engines operated on a propeller curve . 18
Annex A (informative) Combined table of the weighting factors . 22
Annex B (normative) Universal test cycle . 23
Bibliography . 24

© ISO 2007 – All rights reserved iii

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ISO 8178-4:2007(E)
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 8178-4 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 8178-4:1996) 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
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ISO 8178-4:2007(E)
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.
The objective of this part of ISO 8178 is to rationalize the test procedures for off-road engines in order to
simplify and make more cost effective the drafting of legislation, the development of engine specifications and
the certification of engines to control gaseous and particulate emissions.
This part of ISO 8178 embraces three concepts in order to achieve the objectives.
The first principle is to group applications with similar engine operating characteristics in order to reduce the
number of test cycles to a minimum, but ensure that the test cycles are representative of actual engine
operation.
The second principle is to express the emissions results on the basis of brake power as defined in
ISO 8178-1:2006, 3.9. This ensures that alternative engine applications do not result in a multiplicity of tests.
The third principle is the incorporation of an engine family concept in which engines with similar emission
characteristics and of similar design may be represented by the highest emitting engine within the group.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8178-4:2007(E)

Reciprocating internal combustion engines — Exhaust
emission measurement —
Part 4:
Steady-state test cycles for different engine applications
1 Scope
This part of ISO 8178 specifies the test cycles for the measurement and the evaluation of gaseous and
particulate exhaust emissions from reciprocating internal combustion (RIC) engines coupled to a
dynamometer. With certain restrictions, this part of ISO 8178 can also be used for measurements at site. The
tests are carried out under steady-state operation using test cycles which are representative of given
applications.
This part of ISO 8178 is applicable to RIC engines for mobile, transportable and stationary use, excluding
engines for motor vehicles primarily designed for road use. It may be applied to engines used, e.g. for earth-
moving machines, generating sets and for other applications.
For engines used in machinery covered by additional requirements (e.g. occupational health and safety
regulations, regulations for powerplants) additional test conditions and special evaluation methods may apply.
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 8178-1:2006, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 1:
Test-bed measurement of gaseous and particulate exhaust emissions
ISO 8178-2:1996, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 2:
Measurement of gaseous and particulate exhaust emissions at site
ISO 8178-3:1994, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 3:
Definitions and methods of measurement of exhaust gas smoke under steady-state conditions
ISO 8178-5:1997, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 5:
Test fuels
ISO 8178-6:2000, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measuremen — Part 6:
Report of measuring results and test
ISO 8178-7:1996, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 7:
Engine family determination
ISO 8178-8:1996, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — Part 8:
Engine group determination
ISO 8528-1:2005, Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets —
Part 1: Application, ratings and performance
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ISO 8178-4:2007(E)
ISO 14396:2002, Reciprocating internal combustion engines — Determination and method for the measurement
of engine power — Additional requirements for exhaust emission tests in accordance with ISO 8178
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
test cycle
sequence of engine test modes each with defined speed, torque and weighting factor where the weighting
factors only apply if the test results are expressed in grams per kilowatt hour
3.2
preconditioning of the engine
warming up of the engine under load conditions higher than 80 %, to stabilize the engine parameters
according to the recommendations of the manufacturer
NOTE A preconditioning phase also protects the actual measurement against the influence of deposits in the exhaust
system from a former test. There is also a period of stabilization in the test modes which has been included to minimize
point-to-point influences.
3.3
mode
engine operating point characterized by a speed and a torque (or a power output)
3.4
mode length
time between leaving the speed and/or torque of the previous mode or the preconditioning phase and the
beginning of the following mode
NOTE It includes the time during which speed and/or torque is being changed and the stabilization at the beginning
of each mode.
3.5
rated speed
speed at which, according to the statement of the engine manufacturer, the rated power is delivered
NOTE For details see ISO 14396.
3.6
intermediate speed
speed declared by the manufacturer, taking into account the requirements governed by the torque curve
NOTE See 6.2.
3.7
low speed
lowest engine speed where 50 % of the rated or prime power is delivered
3.8
high speed
highest engine speed where 70 % of the rated or prime power is delivered
3.9
engine family
manufacturer's grouping of engines which, through their design, are expected to have similar exhaust
emission characteristics where members of the family must comply with the applicable emission limit values
[ISO 8178-7:1996, definition 2.1]
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ISO 8178-4:2007(E)
4 Symbols and abbreviations
For the use of this part of ISO 8178 the symbols and abbreviations defined in ISO 8178-1, ISO 8178-2,
ISO 8178-3, ISO 8178-5, ISO 8178-6, ISO 8178-7 and ISO 8178-8 shall be used.
In addition, see Table 1:
Table 1 — Essential units for this part of ISO 8178
Symbol Term Unit
n Engine speed r/min
.
M Torque
N m
P Power kW
W Weighting factor 1
F
5 Torque
5.1 The torque figures given in the test cycles are percentage values that represent, for a given test mode,
the ratio of the required torque to the maximum possible torque (C1, C2, E1, E2, F, G1, G2, G3 and H) or of
the torque corresponding to the continuous power or prime power rating as defined in ISO 8528-1 (D1, D2) at
this given speed (see ISO 8178-1:2006, 12.5). Figure 1 shows torque scales for engines operating on a non-
propeller curve.

Key
1 full-load torque curve
2 low idle
3 intermediate speed
4 rated speed
Figure 1 — Torque scales: percentage of full-load torque at each engine speed
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ISO 8178-4:2007(E)
5.2 For the test cycle E3 the power figures are percentage values of the maximum rated power at the rated
speed as this cycle is based on a theoretical propeller characteristic curve for vessels driven by heavy duty
engines without limitation of length.
For the test cycle E4 the torque figures are percentage values of the torque at rated power. This cycle is
based on the theoretical propeller characteristic curve representing typical pleasure craft spark ignition engine
operation.
For the test cycle E5 the power figures are percentage values of the maximum rated power at the rated speed
as this cycle is based on a theoretical propeller characteristic curve for vessels of less than 24 m in length
driven by diesel engines.
NOTE Other propeller characteristic curves exist.
Figure 2 shows the two representative curves chosen by ISO/TC 70/SC 8.

Key
1 torque E4
2 power E3
3 idling
NOTE The values of n, M and P are expressed in percent of rated speed, maximum torque and maximum power
respectively.
Figure 2 — Examples of torque and power scales for propeller curves
6 Test speeds
6.1 Rated speed
For the purposes of this part of ISO 8178, the rated speed is defined in 3.5. With the prior agreement of the
parties involved, the following reference speed may replace the rated speed for running the test cycles listed
in Clause 8.
Reference speed = low speed + 0,95 × (high speed − low speed)
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ISO 8178-4:2007(E)
where
low speed = lowest engine speed where 50 % of the rated or prime power is delivered;
high speed = highest engine speed where 70 % of the rated or prime power is delivered.
If the measured reference speed is within ± 3 % of the reference speed declared by the manufacturer, the
declared reference speed shall be used. If the tolerance is exceeded, the measured reference speed shall be
used.
6.2 Intermediate speed
6.2.1 For engines that are designed to operate over a speed range on a full-load torque curve, the
intermediate speed shall be the declared maximum torque speed if it occurs between 60 % and 75 % of the
rated speed, on condition that the torque observed on the test engine at the declared intermediate engine
speed is not less than 96 % of the maximum torque observed between 60 % and 75 % of the rated speed.
If the declared maximum torque speed is less than 60 % of the declared rated speed, then the declared
intermediate speed shall be 60 % of the rated speed.
If the declared maximum torque speed is greater than 75 % of the rated speed then the declared intermediate
speed shall be 75 % of the rated speed.
If the torque observed at the declared intermediate engine speed is less than 96 % of the maximum torque
observed between 60 % and 75 % of the rated speed then the observed maximum torque speed shall be the
intermediate speed.
6.2.2 For engines which are not designed to operate over a speed range on a full-load torque curve at steady
state conditions, the intermediate speed will typically be between 60 % and 70 % of the rated speed.
6.2.3 For marine application engines to be used to propel vessels with a fixed propeller, as specified in 8.5,
the intermediate speeds are defined in Clause 8.
6.2.4 For engines to be tested on cycle G1, the intermediate speed shall be 85 % of the rated speed.
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ISO 8178-4:2007(E)
7 Information regarding preparation of the test
See Table 2.
Table 2 — Parameters
ISO 8178-1:2006, ISO 8178-2:1996,
No. Parameter
clause/subclause clause/subclause
7.1 Test conditions 5 5.2
7.2 Power; brake power 3.9, 5.3 3.9, 5.3
7.3 Engine air inlet system 5.4.1 5.4
7.4 Engine exhaust system 5.4.2 5.5
7.5 Test fuels; reference fuels (ISO 8178-5) 6 6
7.6 Measurement equipment and data to be measured 7 7
7.7 Accuracy of the measuring instruments 7.4 7.3
7.8 Determination of exhaust gas flow 7.3 7.2
a
7.9 Determination of the gaseous components 7.5, 12.4
7.4, 15
a
7.10 Determination of the particulates 7.6, 17 7.5, 16

a
7.11 Calibration of the analytical instruments 8 8

a
7.11.1 Calibration procedure 8.5
8

a
7.11.2 Verification of the calibration 8.5.7
8
a
Efficiency test of the NO converter
7.12 8.7
8
x

a
7.13 Checking of HFID hydrocarbon response 8.8.2
8

a
7.14 Calibration intervals 8.10, 9.4
8

a
7.15 Calibration of the particulate measuring system 9 9

a
7.17 Test run 12 11

a
7.18 Data evaluation for gaseous and particulate emissions 13
12

a
7.19 Calculation of the gaseous emissions 14
13

a
7.20 Calculation of particulate emissions 15 14

a
7.21 Analytical and sampling systems 16 15
a
For parameters 7.9 to 7.21 the operative clause of ISO 8178-2 contains references to the applicable clause(s) of
ISO 8178-1. In some cases the necessary differences for the site conditions are described in ISO 8178-2.
8 Modes and weighting factors for test cycles
8.1 General remarks
The exhaust emission measurement and evaluation shall be carried out using the appropriate test cycle for
the application as described in general in 8.3 to 8.8. With the prior agreement of the parties involved, the
universal test cycle described in Annex B may be used and the emissions values for the respective application
calculated using the appropriate weighting factors. For special cases not shown, an adequate choice shall be
made and agreed upon by the parties concerned. Most of the following test cycles have been derived from
[17]
and follow the same principles as the UN-ECE R49 13-mode steady-state test cycle.
6 © ISO 2007 – All rights reserved

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ISO 8178-4:2007(E)
The particulate emission may be measured by either the multiple filter or the single filter method according to
13.3 of ISO 8178-1:2006. To evaluate the particulate emission by the multiple filter method, it is necessary to
measure the particulate concentration and the particulate mass emission of each test mode at stabilized
engine operation. The time needed for stabilization of the engine depends on engine size and ambient
conditions.
The test equipment and test cycles of ISO 8178-1 and this part of ISO 8178 may also be used for the
measurement of particulate emissions from spark ignition engines.
8.2 Requirements
Each test shall be performed in the given sequence of the test modes for a particular test cycle. The minimum
test mode length is 10 min which is the standard, except for cycles “G” (see 8.7.3). If necessary the mode
length may be extended e.g. to collect sufficient particulate sample mass or to achieve stabilization with large
engines.
The mode length shall be recorded and reported.
Except for test cycles “G” (see 8.7.3), the gaseous exhaust emission concentration values shall be measured
and recorded for at least 3 min anywhere in the mode if the engine is stabilized and meets the speed and
torque requirements of the respective mode. Only the last 60 s of the 3 min period shall be used for emission
calculation in accordance with 13.2 of ISO 8178-1:2006.
Particulate sampling shall not commence before engine stabilization, as defined by the manufacturer, has
been achieved, and shall preferably be conducted at the same time as gaseous emissions are measured. For
the single filter method, the completion of particulate sampling shall be within ± 5 s of the completion of the
gaseous emission measurement.
For the multiple filter method only, particulate sampling and gaseous emissions measurement may be
repeated during the mode until a valid sample is obtained as long as the speed and torque requirements are
met.
Test modes may be repeated, as long as the engine is preconditioned by running the previous mode. In case
of the first mode of any cycle, the engine shall be preconditioned according to 12.3 of ISO 8178-1:2006. If a
delay of more than 20 min, but less than 4 h, occurs between the end of one mode and the beginning of
another mode, the engine shall be preconditioned by running the previous mode. If the delay exceeds 4 h, the
engine shall be preconditioned according to 12.3 of ISO 8178-1:2006.
If at any time during a test mode, the test equipment malfunctions or the engine speed and load do not meet
the requirements of 12.7.1 of ISO 8178-1:2006, the test mode is void and may be aborted. The test mode may
be restarted by preconditioning with the previous mode.
© ISO 2007 – All rights reserved 7

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ISO 8178-4:2007(E)
8.3 Test cycles type C “Off-road vehicles and industrial equipment”
8.3.1 Cycle type C1 “Off-road vehicles, diesel-powered off-road industrial equipment”
8.3.1.1 Test modes and weighting factors
See Table 3.
Table 3 — Cycle C1 test modes and weighting factors
Mode number 1 2 3 4 5 6 7 8
Low-idle
a
Speed Rated speed Intermediate speed
speed
a
Torque , % 100 75 50 10 100 75 50 0
Weighting factor 0,15 0,15 0,15 0,1 0,1 0,1 0,1 0,15
a
See ISO 8178-1:2006, 12.5 and 3.5, 3.6, 5 and 6 of this part of ISO 8178.
8.3.1.2 Performing the test
The test shall be performed in ascending order of mode numbers of cycle C1.
The provisions of 8.2 shall be taken into account.
8.3.1.3 Criteria for the application of this test
Typical examples are:
⎯ industrial drilling rigs, compressors etc.;
⎯ construction equipment including wheel loaders, bulldozers, crawler tractors, crawler loaders, truck-type
loaders, dumpers, hydraulic excavators etc.;
⎯ agricultural equipment, rotary tillers;
⎯ forestry equipment;
⎯ self-propelled agricultural vehicles (including tractors);
⎯ material handling equipment;
⎯ fork-lift trucks;
⎯ road maintenance equipment (graders, road rollers, asphalt finishers);
⎯ snow plough equipment;
⎯ snow tractors;
⎯ airport supporting equipment;
⎯ aerial lifts;
⎯ mobile cranes.
This list is not exhaustive.
8 © ISO 2007 – All rights reserved

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ISO 8178-4:2007(E)
NOTE 1 Diesel engines with rated power typically below 20 kW intended for applications listed under 8.7.4 (test
cycles G), can be tested according to the test cycles given in 8.3 (test cycles C).
NOTE 2 Diesel engines with hydrostatic or hydraulic transmission which operate within ± 15 % of the rated speed and
spend less than 15 % of their time at low idle speed can be tested according to test cycle D2 (see 8.4).
8.3.2 Cycle C2 “Off-road vehicles, spark ignition powered off-road industrial equipment”, > 20 kW
8.3.2.1 Test modes and weighting factors
See Table 4.
Table 4 — Cycle C2 test modes and weighting factors
Mode number 1 2 3 4 5 6 7
Rated Low-idle
a
Speed Intermediate speed
speed speed
a
Torque , % 25 100 75 50 25 10 0
Weighting factor 0,06 0,02 0,05 0,32 0,30 0,10 0,15
a
See ISO 8178-1:2006, 11.5 and 3.5, 3.6, 5 and 6 of this part of ISO 8178.
8.3.2.2 Performing the test
The test shall be performed in ascending order of mode numbers of cycle C2.
The provisions of 8.2 shall be taken into account.
8.3.2.3 Criteria for the application of this test
Typical examples are:
⎯ fork-lift trucks;
⎯ airport supporting equipment;
⎯ material handling equipment;
⎯ road maintenance equipment;
⎯ agricultural equipment.
This list is not exhaustive.
8.4 Test cycles type D “Constant speed”
8.4.1 Applications
⎯ cycle D1: power plants;
⎯ cycle D2: generating sets with intermittent load.
© ISO 2007 – All rights reserved 9

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ISO 8178-4:2007(E)
8.4.2 Test modes and weighting factors
See Table 5.
Table 5 — Cycles type D test modes and weighting factors
Mode
number 1 2 3
(cycle D1)
Low-idle
a
Speed Rated speed Intermediate speed
speed
a
Torque, % 100 75 50
Weighting
0,3 0,5 0,2
factor
Mode
number 1 2 3 4 5
(cycle D2)
Low-idle
a
Speed Rated speed Intermediate speed
speed
a
Torque, % 100 75 50 25 10
Weighting
0,05 0,25 0,3 0,3 0,1
factor
a
See ISO 8178-1:2006, 12.5 and 3.5, 3.6, 5 and 6 of this part of ISO 8178
8.4.3 Performing the test
Test cycles D1 and D2 shall be performed in ascending order of mode numbers of cycle D1 and of cycle D2.
The provisions of 8.2 shall be taken into account.
For test cycle D1 the torque figures are percentage values of the torque corresponding to the continuous
power rating as defined in ISO 8528-1.
For the test cycle D2 the torque figures are percentage values of the torque corresponding to the prime power
rating as defined in ISO 8528-1.
8.4.4 Criteria for the application of these tests
Typical examples are:
cycle D1:
⎯ power plants;
cycle D2:
⎯ gas compressors;
⎯ irrigation pumps;
⎯ generating sets with intermittent load including generating sets on board of ships and trains (not for
propulsion), refrigerating units, welding sets;
⎯ turf care, chippers, snow removal equipment, sweepers.
10 © ISO 2007 – All rights reserved

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ISO 8178-4:2007(E)
This list is not exhaustive.
NOTE 1 Diesel engines with rated power typically below 20 kW intended for application listed under 8.7.4 (test
cycles G) can be tested according to the test cycles given in 8.4 (test cycles D).
NOTE 2 Diesel engines with hydrostatic or hydraulic transmission with
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 8178-4
Deuxième édition
2007-12-15
Version corrigée
2008-07-01

Moteurs alternatifs à combustion
interne — Mesurage des émissions
de gaz d'échappement —
Partie 4:
Cycles d'essai en régime permanent
pour différentes applications des moteurs
Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission
measurement —
Part 4: Steady-state test cycles for different engine applications





Numéro de référence
ISO 8178-4:2007(F)
©
ISO 2007

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ISO 8178-4:2007(F)
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de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
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ISO 8178-4:2007(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . vi
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Symboles et abréviations . 3
5 Couple. 3
6 Vitesses d'essai . 5
6.1 Vitesse nominale. 5
6.2 Vitesse intermédiaire. 6
7 Information sur la préparation de l'essai . 7
8 Modes et coefficients de pondération pour les cycles d'essai. 7
8.1 Remarques générales. 7
8.2 Exigences . 8
8.3 Cycles d’essai de type C «Véhicules et équipement industriel pour applications non
routières». 9
8.4 Cycles d’essai de type D «Vitesse constante» . 11
8.5 Cycles d’essai de type E «Applications marines» . 12
8.6 Cycle d’essai de type F «Traction ferroviaire» . 14
8.7 Cycles d’essai de type G «Matériel de bricolage et pour pelouses et jardins» de
puissance généralement inférieure à 20 kW. 15
8.8 Cycle d’essai de type H «Motoneiges». 18
9 Zone de contrôle du moteur . 18
9.1 Remarques générales. 18
9.2 Moteurs à vitesses multiples. 18
9.3 Moteurs à vitesse constante. 20
9.4 Moteurs fonctionnant sur une courbe d'hélice. 20
Annexe A (informative) Tableau combiné des coefficients de pondération . 24
Annexe B (normative) Cycle d’essai universel . 25
Bibliographie . 26

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ISO 8178-4:2007(F)
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 8178-4 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 8178-4:1996), 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
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ISO 8178-4:2007(F)
La présente version corrigée de l'ISO 8178-4:2007 inclut les corrections suivantes:
«— Figure 2, page 5: la note a été modifiée;
— Figure 4, page 21, Figure 5, page 22 et Figure 6, page 23: le terme «vitesse» a été remplacé par «n»
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ISO 8178-4:2007(F)
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.
La présente partie de l’ISO 8178 a pour objectif de rationaliser les modes opératoires d’essai pour les moteurs
pour applications non routières, afin de simplifier et de rendre plus rentables la préparation de la
réglementation, le développement des spécifications des moteurs et la certification des moteurs en ce qui
concerne le contrôle des émissions de gaz et de particules.
La présente partie de l'ISO 8178 englobe trois concepts permettant d’atteindre ces objectifs.
Le premier principe consiste à grouper les applications ayant des caractéristiques de fonctionnement des
moteurs similaires, afin de réduire le nombre de cycles d’essai à un minimum, mais en garantissant que les
cycles d’essai sont représentatifs du fonctionnement réel du moteur.
Le deuxième principe consiste à exprimer les résultats des émissions en fonction de la puissance au frein
définie dans l’ISO 8178-1:2006, 3.9. Cela garantit que les variantes d’application des moteurs ne conduisent
pas à une multiplicité d’essais.
Le troisième principe consiste à incorporer, dans une même famille de moteurs, des moteurs qui, ayant des
caractéristiques d’émission et de conception similaires, sont à même d’être représentés par le moteur ayant
les plus fortes émissions à l’intérieur du groupe.

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NORME INTERNATIONALE ISO 8178-4:2007(F)

Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage
des émissions de gaz d'échappement —
Partie 4:
Cycles d'essai en régime permanent pour différentes
applications des moteurs
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 8178 prescrit les cycles d’essai pour le mesurage et l’évaluation des émissions de
gaz et de particules provenant des moteurs alternatifs à combustion interne (RIC) couplés à un dynamomètre.
Avec certaines restrictions, la présente partie de l’ISO 8178 peut également être utilisée pour le mesurage sur
site. Les essais sont à effectuer avec le moteur en régime permanent, en utilisant les cycles d’essai
représentatifs des applications données.
La présente partie de l’ISO 8178 est applicable aux moteurs alternatifs à combustion interne pour installations
mobiles, transportables ou fixes, à l’exclusion des moteurs de véhicules conçus originellement pour une
utilisation sur route. Elle peut être appliquée aux moteurs utilisés, à titre d’exemple, dans les engins de
terrassement, les groupes électrogènes et pour d’autres applications.
Pour les moteurs utilisés dans des machines couvertes par des exigences supplémentaires (par exemple les
réglementations relatives à l’hygiène et à la sécurité du travail ou les réglementations relatives aux
installations de production d’énergie), des conditions d’essai supplémentaires et des méthodes d’évaluation
spéciales peuvent s’appliquer.
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 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 8178-2:1996, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz
d'échappement — Partie 2: Mesurage des émissions de gaz et de particules sur site
ISO 8178-3:1994, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz
d'échappement — Partie 3: Définitions et méthodes de mesure de la fumée des gaz d'échappement dans des
conditions stabilisées
ISO 8178-5:1997, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz
d'échappement — Partie 5: Carburants d’essai
ISO 8178-6:2000, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz
d'échappement — Partie 6: Rapport de mesure et d’essai
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ISO 8178-4:2007(F)
ISO 8178-7:1996, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz
d'échappement — Partie 7: Détermination des familles de moteurs
ISO 8178-8:1996, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz
d'échappement — Partie 8: Détermination des groupes de moteurs
ISO 8528-1:2005, Groupes électrogènes à courant alternatif entraînés par moteurs alternatifs à combustion
interne — Partie 1: Application, caractéristiques et performances
ISO 14396:2002, Moteurs alternatifs à combustion interne — Détermination et méthode de mesurage de la
puissance — Exigences supplémentaires pour les essais d'émissions de gaz d'échappement suivant
l'ISO 8178
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
cycle d’essai
séquence des modes d’essai du moteur, chacun avec une vitesse, un couple et un coefficient de pondération
définis, où les coefficients de pondération ne s’appliquent que si les résultats de l'essai sont exprimés en
grammes par kilowatt-heure
3.2
préconditionnement du moteur
préchauffage du moteur dans des conditions de charge supérieures à 80 %, pour stabiliser les paramètres du
moteur selon les recommandations du constructeur
NOTE La phase de préconditionnement protège également le mesurage réel contre l’influence des dépôts dans le
système d’échappement, provenant de l’essai précédent. Il y a également une période de stabilisation dans les modes
d’essai, qui a été incluse pour réduire au minimum les influences entre les points.
3.3
mode
point de fonctionnement du moteur caractérisé par une vitesse et un couple (ou une puissance de sortie)
3.4
durée de mode
durée entre l’abandon de la vitesse et/ou du couple du mode précédent ou de la phase de
préconditionnement et le début du mode suivant
NOTE Elle comprend la durée pendant laquelle la vitesse et/ou le couple sont modifiés et la stabilisation au début de
chaque mode.
3.5
vitesse nominale
vitesse à laquelle, selon la déclaration du constructeur du moteur, la puissance nominale est délivrée
NOTE Pour de plus amples détails, voir l'ISO 14396.
3.6
vitesse intermédiaire
vitesse déclarée par le constructeur, en tenant compte des exigences basées sur la courbe du couple
NOTE Voir 6.2.
3.7
vitesse basse
vitesse du moteur la plus faible lorsque la puissance nominale ou principale est fournie à 50 %
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ISO 8178-4:2007(F)
3.8
vitesse haute
vitesse du moteur la plus élevée lorsque la puissance nominale ou principale est fournie à 70 %
3.9
famille de moteurs
classification, par les constructeurs, des moteurs susceptibles d’avoir, de par leur conception, des
caractéristiques d’émission de gaz d’échappement semblables, tous les constituants de la famille devant être
conformes aux valeurs limites d’émissions applicables
[ISO 8178-7:1996, définition 2.1].
4 Symboles et abréviations
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 8178, les symboles et abréviations définis dans l'ISO 8178-1,
l'ISO 8178-2, l'ISO 8178-3, l'ISO 8178-5, l'ISO 8178-6, l'ISO 8178-7 et l'ISO 8178-8 doivent être utilisés.
Voir en outre le Tableau 1.
Tableau 1 — Unités essentielles pour la présente partie de l'ISO 8178
Symbole Terme Unité
n tr/min
Vitesse du moteur
.
M Couple N m
P Puissance kW
W Coefficient de pondération 1
F

5 Couple
5.1 Les valeurs de couple données dans les cycles d’essai sont des valeurs en pourcentage qui
représentent, pour un mode d’essai donné, le rapport entre le couple requis et le couple maximal possible (C1,
C2, E1, E2, F, G1, G2, G3 et H) ou le couple correspondant à la puissance continue ou à la puissance
principale, tel que défini dans l’ISO 8528-1 (D1, D2), pour une vitesse donnée (voir l’ISO 8178-1:2006, 12.5).
La Figure 1 représente les échelles de couple pour des moteurs fonctionnant sur une courbe qui n’est pas
d’hélice.
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ISO 8178-4:2007(F)

Légende
1 courbe du couple à pleine charge
2 ralenti lent
3 vitesse intermédiaire
4 vitesse nominale
Figure 1 — Échelles de couple: pourcentage du couple à pleine charge à chaque vitesse du moteur
5.2 Pour le cycle d’essai E3, les valeurs de la puissance sont les valeurs exprimées en pourcentage de la
puissance nominale maximale à la vitesse nominale, puisque ce cycle est fondé sur une courbe
caractéristique d’hélice théorique pour les navires, sans limitation de longueur, entraînés par des moteurs à
puissance soutenue.
Pour le cycle d’essai E4, les valeurs du couple sont des valeurs exprimées en pourcentage du couple à la
puissance nominale. Ce cycle est fondé sur la courbe caractéristique d’hélice théorique, représentant le
fonctionnement typique d’un moteur allumé par étincelle pour navires de plaisance.
Pour le cycle d’essai E5, les valeurs de la puissance sont les valeurs exprimées en pourcentage de la
puissance nominale maximale à la vitesse nominale, puisque ce cycle est fondé sur une courbe
caractéristique d’hélice théorique pour les navires, de longueur inférieure à 24 m, entraînés par des moteurs
diesel.
La Figure 2 montre deux courbes représentatives choisies par l’ISO/TC 70/SC 8.
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ISO 8178-4:2007(F)

Légende
1 couple E4
2 puissance E3
3 ralenti
NOTE Les valeurs de n, M et P sont exprimées en pourcentages de la vitesse nominale, du couple maximal et de la
puissance maximale, respectifs.
Figure 2 — Exemples d'échelles de couple et de puissance pour courbes d’hélice
6 Vitesses d'essai
6.1 Vitesse nominale
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 8178, la vitesse nominale est définie en 3.5. Avec l'accord
préalable des parties concernées, la vitesse du moteur suivante peut remplacer la vitesse nominale pour
l'exécution des cycles d’essai énumérés à l'Article 8:
Vitesse de référence = vitesse basse + 0,95 × (vitesse haute − vitesse basse)
où
vitesse basse = vitesse du moteur la plus faible lorsque 50 % de la puissance nominale ou principale
est fournie;
vitesse haute = vitesse du moteur la plus élevée lorsque 70 % de la puissance nominale ou principale
est fournie.
Si la vitesse de référence mesurée est dans un intervalle de ± 3 % de la vitesse de référence déclarée par le
fabricant, la vitesse de référence déclarée doit être utilisée. Si la tolérance n’est pas respectée, la vitesse de
référence mesurée doit être utilisée.
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ISO 8178-4:2007(F)
6.2 Vitesse intermédiaire
6.2.1 Pour les moteurs conçus pour fonctionner dans une plage de vitesses sur une courbe de couple à
pleine charge, la vitesse intermédiaire doit être la vitesse déclarée au couple maximal si elle est comprise
entre 60 % et 75 % de la vitesse nominale, à condition que le couple observé sur le moteur d’essai à la
vitesse intermédiaire déclarée du moteur ne soit pas inférieur à 96 % du couple maximal observé entre 60 %
et 75% de la vitesse nominale.
Si la vitesse déclarée au couple maximal est inférieure à 60 % de la vitesse nominale déclarée, la vitesse
intermédiaire déclarée doit être égale à 60 % de la vitesse nominale.
Si la vitesse déclarée au couple maximal est supérieure à 75 % de la vitesse nominale, la vitesse
intermédiaire déclarée doit être égale à 75 % de la vitesse nominale.
Si le couple observé à la vitesse intermédiaire déclarée du moteur est inférieur à 96 % du couple maximal
observé entre 60 % et 75 % de la vitesse nominale, la vitesse au couple maximal observé doit être la vitesse
intermédiaire.
6.2.2 Pour les moteurs qui ne sont pas conçus pour fonctionner dans une plage de vitesses sur la courbe
de couple à pleine charge, dans des conditions de régime permanent, la vitesse intermédiaire sera
généralement comprise entre 60 % et 70 % de la vitesse nominale.
6.2.3 Pour les moteurs qui seront utilisés pour propulser des navires à hélice fixe spécifiés en 8.5, les
vitesses intermédiaires sont définies à l’Article 8.
6.2.4 Pour les moteurs à soumettre à essai selon le cycle G1, la vitesse intermédiaire doit être égale à
85 % de la vitesse nominale.
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ISO 8178-4:2007(F)
7 Information sur la préparation de l'essai
Voir Tableau 2.
Tableau 2 — Paramètres
Voir ISO 8178-1:2006, Voir ISO 8178-2:1996,
N° Paramètre
Article/Paragraphe Article/Paragraphe
7.1 Conditions d’essai 5 5.2
7.2 Puissance; puissance de freinage 3.9, 5.3 3.9, 5.3
7.3 Système d’admission d’air du moteur 5.4.1 5.4
7.4 Système d’échappement du moteur 5.4.2 5.5
7.5 Carburants d'essai, carburants de référence (ISO 8178-5 ) 6 6
7.6 Équipement de mesure et données à mesurer 7 7
7.7 Exactitude des instruments de mesure 7.4 7.3
7.8 Détermination du débit de gaz d’échappement 7.3 7.2
a
7.9 Détermination des composants gazeux 7.5, 12.4 7.4, 15
a
7.10 Détermination des particules 7.6, 17 7.5, 16
a
7.11 Étalonnage des instruments analytiques 8 8
a
7.11.1 Mode opératoire d’étalonnage 8.5 8
a
7.11.2 Vérification de l’étalonnage 8.5.7 8
a
7.12 Essai de rendement du convertisseur de NO 8.7 8
x
Contrôle de la réponse aux hydrocarbures du détecteur
a
7.13 8.8.2 8
à ionisation de flamme chauffé
a
7.14 Intervalles d’étalonnage 8.10, 9.4 8
a
7.15 Étalonnage du système de mesure des particules 9 9
a
7.17 Mode opératoire d’essai 12 11
Évaluation des données relatives aux émissions gazeuses
a
7.18 13 12
et de particules
a
7.19 Calcul des émissions gazeuses 14 13
a
7.20 Calcul des émissions de particules 15 14
a
7.21 Systèmes analytiques et d'échantillonnage 16 15
a
Pour ce paramètre, l'article de l'ISO 8178-2 contient des références à un ou à plusieurs articles applicables de l'ISO 8178-1. Dans

certains cas, des différences rendues nécessaires par les conditions de site sont décrites dans l'ISO 8178-2.

8 Modes et coefficients de pondération pour les cycles d'essai
8.1 Remarques générales
Le mesurage et l’évaluation des émissions de gaz d’échappement doivent être effectués en utilisant le cycle
d’essai approprié pour l’application et décrit en 8.3 à 8.8 pour les cas généraux. Avec l'accord préalable des
parties concernées, le cycle d’essai universel décrit à l'Annexe B peut être utilisé et les valeurs d'émission
pour l'application respectives peuvent être calculées en utilisant les coefficients de pondération appropriés.
Pour les cas particuliers non indiqués, un choix approprié doit être fait et faire l’objet d’un accord entre les
parties concernées. La plupart des cycles d’essai suivants proviennent des modes d’essai du Règlement
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ISO 8178-4:2007(F)
[17]
CEE-ONU R49 , fondé sur un cycle d’essai en régime permanent à 13 modes, et suivent les mêmes
principes.
L'émission de particules peut être mesurée soit par la méthode à filtres multiples, soit par la méthode à filtre
unique conformément à l'ISO 8178-1:2006, 13.3. Pour évaluer l’émission de particules par la méthode à filtres
multiples, il est nécessaire de mesurer la teneur en particules et l’émission massique de particules de chaque
mode d’essai en fonctionnement stabilisé du moteur. La durée nécessaire pour la stabilisation du moteur
dépend de la taille du moteur et des conditions ambiantes.
L’équipement d’essai et les cycles d’essai indiqués dans l’ISO 8178-1 et dans la présente partie de l’ISO 8178
peuvent également être utilisés pour le mesurage des émissions de particules des moteurs allumés par
étincelle.
8.2 Exigences
Chaque essai doit être effectué suivant la séquence donnée des modes d’essai pour le cycle d’essai
particulier. La durée minimale du mode d’essai est de 10 min, ce qui est la valeur normale, sauf pour les
cycles «G» (voir 8.7.3). Si nécessaire, la durée du mode peut être prolongée, par exemple pour recueillir une
masse d’échantillon de particules suffisante ou pour obtenir la stabilisation des gros moteurs.
La durée du mode doit être consignée et rapportée.
À l'exception des cycles d’essai «G» (voir 8.7.3), les valeurs de concentration des émissions gazeuses des
gaz d’échappement doivent être mesurées et consignées pendant au moins 3 min à tout moment pendant la
durée du mode, si le moteur est stabilisé et satisfait aux exigences de vitesse et de couple du mode respectif.
Seules les soixante dernières secondes de la période de 3 min doivent être utilisées pour le calcul des
émissions conformément à l'ISO 8178-1:2006, 13.2.
L'échantillonnage de particules ne doit pas commencer avant que la stabilisation du moteur définie par le
constructeur ne soit atteinte, et doit de préférence être réalisé en même temps que le mesurage des
émissions gazeuses. Pour la méthode à filtre unique, l'achèvement de l'échantillonnage de particules doit
coïncider à ± 5 s près avec l'achèvement du mesurage des émissions gazeuses.
Pour la méthode à filtres multiples uniquement, l'échantillonnage de particules et le mesurage des émissions
gazeuses peuvent être répétés pendant la durée du mode jusqu'à l'obtention d'un échantillon valable, du
moment que les exigences de vitesse et de couple sont satisfaites.
Les modes d’essai peuvent être répétés, tant que le moteur est préconditionné en exécutant le mode
précédent. Au cas où il s'agit du premier mode d'un cycle quelconque, le moteur doit être préconditionné
conformément à l'ISO 8178-1:2006, 12.3. Si un retard, supérieur à 20 min et inférieur à 4 h, se produit entre
la fin d'un mode et le début d'un autre, le moteur doit être préconditionné en exécutant le mode précédent. Si
le retard excède 4 h, le moteur doit être préconditionné conformément à l'ISO 8178-1:2006, 12.3.
Si, à n'importe quel moment au cours d'un mode d’essai, le matériel d'essai présente un dysfonctionnement,
ou si la vitesse ou la charge du moteur ne satisfait plus aux exigences de l'ISO 8178-1:2006, 12.7.1, le mode
d’essai est nul et peut être abandonné. Le mode d’essai peut être recommencé après un préconditionnement
avec le mode précédent.
8 © ISO 2007 – Tous droits réservés

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ISO 8178-4:2007(F)
8.3 Cycles d’essai de type C «Véhicules et équipement industriel pour applications
non routières»
8.3.1 Cycle de type C1 «Véhicules pour applications non routières, équipement industriel pour
applications non routières entraîné par un moteur diesel»
8.3.1.1 Modes d'essai et coefficients de pondération
Voir Tableau 3.
Tableau 3 — Modes d’essai et coefficients de pondération du cycle C.1
Numéro de mode 1 2 3 4 5 6 7 8
Vitesse de
a
Vitesse nominale Vitesse intermédiaire
Vitesse
ralenti lente
a
Couple , % 100 75 50 10 100 75 50 0
Coefficient de
0,15 0,15 0,15 0,1 0,1 0,1 0,1 0,15
pondération
a
Voir l’ISO 8178-1:2006, 12.5, ainsi que la présente partie de l’ISO 8178, 3.5, 3.6, Articles 5 et 6.

8.3.1.2 Exécution de l'essai
L’essai doit être effectué dans l’ordre croissant des numéros des modes d’essai du cycle C1.
Les dispositions d
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 8178-4
Deuxième édition
2007-12-15

Moteurs alternatifs à combustion
interne — Mesurage des émissions
de gaz d'échappement —
Partie 4:
Cycles d'essai en régime permanent
pour différentes applications des moteurs
Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission
measurement —
Part 4: Steady-state test cycles for different engine applications





Numéro de référence
ISO 8178-4:2007(F)
©
ISO 2007

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ISO 8178-4:2007(F)
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ISO 8178-4:2007(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Symboles et abréviations . 3
5 Couple. 3
6 Vitesses d'essai . 5
6.1 Vitesse nominale. 5
6.2 Vitesse intermédiaire. 6
7 Information sur la préparation de l'essai . 7
8 Modes et coefficients de pondération pour les cycles d'essai. 7
8.1 Remarques générales. 7
8.2 Exigences . 8
8.3 Cycles d’essai de type C «Véhicules et équipement industriel pour applications non
routières». 9
8.4 Cycles d’essai de type D «Vitesse constante» . 11
8.5 Cycles d’essai de type E «Applications marines» . 12
8.6 Cycle d’essai de type F «Traction ferroviaire» . 14
8.7 Cycles d’essai de type G «Matériel de bricolage et pour pelouses et jardins» de
puissance généralement inférieure à 20 kW. 15
8.8 Cycle d’essai de type H «Motoneiges». 18
9 Zone de contrôle du moteur . 18
9.1 Remarques générales. 18
9.2 Moteurs à vitesses multiples. 18
9.3 Moteurs à vitesse constante. 20
9.4 Moteurs fonctionnant sur une courbe d'hélice. 20
Annexe A (informative) Tableau combiné des coefficients de pondération . 24
Annexe B (normative) Cycle d’essai universel . 25
Bibliographie . 26

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ISO 8178-4:2007(F)
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 8178-4 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 8178-4:1996), 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
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ISO 8178-4:2007(F)
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.
La présente partie de l’ISO 8178 a pour objectif de rationaliser les modes opératoires d’essai pour les moteurs
pour applications non routières, afin de simplifier et de rendre plus rentables la préparation de la
réglementation, le développement des spécifications des moteurs et la certification des moteurs en ce qui
concerne le contrôle des émissions de gaz et de particules.
La présente partie de l'ISO 8178 englobe trois concepts permettant d’atteindre ces objectifs.
Le premier principe consiste à grouper les applications ayant des caractéristiques de fonctionnement des
moteurs similaires, afin de réduire le nombre de cycles d’essai à un minimum, mais en garantissant que les
cycles d’essai sont représentatifs du fonctionnement réel du moteur.
Le deuxième principe consiste à exprimer les résultats des émissions en fonction de la puissance au frein
définie dans l’ISO 8178-1:2006, 3.9. Cela garantit que les variantes d’application des moteurs ne conduisent
pas à une multiplicité d’essais.
Le troisième principe consiste à incorporer, dans une même famille de moteurs, des moteurs qui, ayant des
caractéristiques d’émission et de conception similaires, sont à même d’être représentés par le moteur ayant
les plus fortes émissions à l’intérieur du groupe.

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NORME INTERNATIONALE ISO 8178-4:2007(F)

Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage
des émissions de gaz d'échappement —
Partie 4:
Cycles d'essai en régime permanent pour différentes
applications des moteurs
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 8178 prescrit les cycles d’essai pour le mesurage et l’évaluation des émissions de
gaz et de particules provenant des moteurs alternatifs à combustion interne (RIC) couplés à un dynamomètre.
Avec certaines restrictions, la présente partie de l’ISO 8178 peut également être utilisée pour le mesurage sur
site. Les essais sont à effectuer avec le moteur en régime permanent, en utilisant les cycles d’essai
représentatifs des applications données.
La présente partie de l’ISO 8178 est applicable aux moteurs alternatifs à combustion interne pour installations
mobiles, transportables ou fixes, à l’exclusion des moteurs de véhicules conçus originellement pour une
utilisation sur route. Elle peut être appliquée aux moteurs utilisés, à titre d’exemple, dans les engins de
terrassement, les groupes électrogènes et pour d’autres applications.
Pour les moteurs utilisés dans des machines couvertes par des exigences supplémentaires (par exemple les
réglementations relatives à l’hygiène et à la sécurité du travail ou les réglementations relatives aux
installations de production d’énergie), des conditions d’essai supplémentaires et des méthodes d’évaluation
spéciales peuvent s’appliquer.
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 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 8178-2:1996, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz
d'échappement — Partie 2: Mesurage des émissions de gaz et de particules sur site
ISO 8178-3:1994, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz
d'échappement — Partie 3: Définitions et méthodes de mesure de la fumée des gaz d'échappement dans des
conditions stabilisées
ISO 8178-5:1997, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz
d'échappement — Partie 5: Carburants d’essai
ISO 8178-6:2000, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz
d'échappement — Partie 6: Rapport de mesure et d’essai
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ISO 8178-4:2007(F)
ISO 8178-7:1996, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz
d'échappement — Partie 7: Détermination des familles de moteurs
ISO 8178-8:1996, Moteurs alternatifs à combustion interne — Mesurage des émissions de gaz
d'échappement — Partie 8: Détermination des groupes de moteurs
ISO 8528-1:2005, Groupes électrogènes à courant alternatif entraînés par moteurs alternatifs à combustion
interne — Partie 1: Application, caractéristiques et performances
ISO 14396:2002, Moteurs alternatifs à combustion interne — Détermination et méthode de mesurage de la
puissance — Exigences supplémentaires pour les essais d'émissions de gaz d'échappement suivant
l'ISO 8178
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
cycle d’essai
séquence des modes d’essai du moteur, chacun avec une vitesse, un couple et un coefficient de pondération
définis, où les coefficients de pondération ne s’appliquent que si les résultats de l'essai sont exprimés en
grammes par kilowatt-heure
3.2
préconditionnement du moteur
préchauffage du moteur dans des conditions de charge supérieures à 80 %, pour stabiliser les paramètres du
moteur selon les recommandations du constructeur
NOTE La phase de préconditionnement protège également le mesurage réel contre l’influence des dépôts dans le
système d’échappement, provenant de l’essai précédent. Il y a également une période de stabilisation dans les modes
d’essai, qui a été incluse pour réduire au minimum les influences entre les points.
3.3
mode
point de fonctionnement du moteur caractérisé par une vitesse et un couple (ou une puissance de sortie)
3.4
durée de mode
durée entre l’abandon de la vitesse et/ou du couple du mode précédent ou de la phase de
préconditionnement et le début du mode suivant
NOTE Elle comprend la durée pendant laquelle la vitesse et/ou le couple sont modifiés et la stabilisation au début de
chaque mode.
3.5
vitesse nominale
vitesse à laquelle, selon la déclaration du constructeur du moteur, la puissance nominale est délivrée
NOTE Pour de plus amples détails, voir l'ISO 14396.
3.6
vitesse intermédiaire
vitesse déclarée par le constructeur, en tenant compte des exigences basées sur la courbe du couple
NOTE Voir 6.2.
3.7
vitesse basse
vitesse du moteur la plus faible lorsque la puissance nominale ou principale est fournie à 50 %
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ISO 8178-4:2007(F)
3.8
vitesse haute
vitesse du moteur la plus élevée lorsque la puissance nominale ou principale est fournie à 70 %
3.9
famille de moteurs
classification, par les constructeurs, des moteurs susceptibles d’avoir, de par leur conception, des
caractéristiques d’émission de gaz d’échappement semblables, tous les constituants de la famille devant être
conformes aux valeurs limites d’émissions applicables
[ISO 8178-7:1996, définition 2.1].
4 Symboles et abréviations
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 8178, les symboles et abréviations définis dans l'ISO 8178-1,
l'ISO 8178-2, l'ISO 8178-3, l'ISO 8178-5, l'ISO 8178-6, l'ISO 8178-7 et l'ISO 8178-8 doivent être utilisés.
Voir en outre le Tableau 1.
Tableau 1 — Unités essentielles pour la présente partie de l'ISO 8178
Symbole Terme Unité
n tr/min
Vitesse du moteur
.
M Couple N m
P Puissance kW
W Coefficient de pondération 1
F

5 Couple
5.1 Les valeurs de couple données dans les cycles d’essai sont des valeurs en pourcentage qui
représentent, pour un mode d’essai donné, le rapport entre le couple requis et le couple maximal possible (C1,
C2, E1, E2, F, G1, G2, G3 et H) ou le couple correspondant à la puissance continue ou à la puissance
principale, tel que défini dans l’ISO 8528-1 (D1, D2), pour une vitesse donnée (voir l’ISO 8178-1:2006, 12.5).
La Figure 1 représente les échelles de couple pour des moteurs fonctionnant sur une courbe qui n’est pas
d’hélice.
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ISO 8178-4:2007(F)

Légende
1 courbe du couple à pleine charge
2 ralenti lent
3 vitesse intermédiaire
4 vitesse nominale
Figure 1 — Échelles de couple: pourcentage du couple à pleine charge à chaque vitesse du moteur
5.2 Pour le cycle d’essai E3, les valeurs de la puissance sont les valeurs exprimées en pourcentage de la
puissance nominale maximale à la vitesse nominale, puisque ce cycle est fondé sur une courbe
caractéristique d’hélice théorique pour les navires, sans limitation de longueur, entraînés par des moteurs à
puissance soutenue.
Pour le cycle d’essai E4, les valeurs du couple sont des valeurs exprimées en pourcentage du couple à la
puissance nominale. Ce cycle est fondé sur la courbe caractéristique d’hélice théorique, représentant le
fonctionnement typique d’un moteur allumé par étincelle pour navires de plaisance.
Pour le cycle d’essai E5, les valeurs de la puissance sont les valeurs exprimées en pourcentage de la
puissance nominale maximale à la vitesse nominale, puisque ce cycle est fondé sur une courbe
caractéristique d’hélice théorique pour les navires, de longueur inférieure à 24 m, entraînés par des moteurs
diesel.
La Figure 2 montre deux courbes représentatives choisies par l’ISO/TC 70/SC 8.
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ISO 8178-4:2007(F)

Légende
1 couple E4
2 puissance E3
3 ralenti
NOTE Les valeurs de n, M et P sont exprimées en pourcentage.
Figure 2 — Exemples d'échelles de couple et de puissance pour courbes d’hélice
6 Vitesses d'essai
6.1 Vitesse nominale
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 8178, la vitesse nominale est définie en 3.5. Avec l'accord
préalable des parties concernées, la vitesse du moteur suivante peut remplacer la vitesse nominale pour
l'exécution des cycles d’essai énumérés à l'Article 8:
Vitesse de référence = vitesse basse + 0,95 × (vitesse haute − vitesse basse)
où
vitesse basse = vitesse du moteur la plus faible lorsque 50 % de la puissance nominale ou principale
est fournie;
vitesse haute = vitesse du moteur la plus élevée lorsque 70 % de la puissance nominale ou principale
est fournie.
Si la vitesse de référence mesurée est dans un intervalle de ± 3 % de la vitesse de référence déclarée par le
fabricant, la vitesse de référence déclarée doit être utilisée. Si la tolérance n’est pas respectée, la vitesse de
référence mesurée doit être utilisée.
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ISO 8178-4:2007(F)
6.2 Vitesse intermédiaire
6.2.1 Pour les moteurs conçus pour fonctionner dans une plage de vitesses sur une courbe de couple à
pleine charge, la vitesse intermédiaire doit être la vitesse déclarée au couple maximal si elle est comprise
entre 60 % et 75 % de la vitesse nominale, à condition que le couple observé sur le moteur d’essai à la
vitesse intermédiaire déclarée du moteur ne soit pas inférieur à 96 % du couple maximal observé entre 60 %
et 75% de la vitesse nominale.
Si la vitesse déclarée au couple maximal est inférieure à 60 % de la vitesse nominale déclarée, la vitesse
intermédiaire déclarée doit être égale à 60 % de la vitesse nominale.
Si la vitesse déclarée au couple maximal est supérieure à 75 % de la vitesse nominale, la vitesse
intermédiaire déclarée doit être égale à 75 % de la vitesse nominale.
Si le couple observé à la vitesse intermédiaire déclarée du moteur est inférieur à 96 % du couple maximal
observé entre 60 % et 75 % de la vitesse nominale, la vitesse au couple maximal observé doit être la vitesse
intermédiaire.
6.2.2 Pour les moteurs qui ne sont pas conçus pour fonctionner dans une plage de vitesses sur la courbe
de couple à pleine charge, dans des conditions de régime permanent, la vitesse intermédiaire sera
généralement comprise entre 60 % et 70 % de la vitesse nominale.
6.2.3 Pour les moteurs qui seront utilisés pour propulser des navires à hélice fixe spécifiés en 8.5, les
vitesses intermédiaires sont définies à l’Article 8.
6.2.4 Pour les moteurs à soumettre à essai selon le cycle G1, la vitesse intermédiaire doit être égale à
85 % de la vitesse nominale.
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ISO 8178-4:2007(F)
7 Information sur la préparation de l'essai
Voir Tableau 2.
Tableau 2 — Paramètres
Voir ISO 8178-1:2006, Voir ISO 8178-2:1996,
N° Paramètre
Article/Paragraphe Article/Paragraphe
7.1 Conditions d’essai 5 5.2
7.2 Puissance; puissance de freinage 3.9, 5.3 3.9, 5.3
7.3 Système d’admission d’air du moteur 5.4.1 5.4
7.4 Système d’échappement du moteur 5.4.2 5.5
7.5 Carburants d'essai, carburants de référence (ISO 8178-5 ) 6 6
7.6 Équipement de mesure et données à mesurer 7 7
7.7 Exactitude des instruments de mesure 7.4 7.3
7.8 Détermination du débit de gaz d’échappement 7.3 7.2
a
7.9 Détermination des composants gazeux 7.5, 12.4 7.4, 15
a
7.10 Détermination des particules 7.6, 17 7.5, 16
a
7.11 Étalonnage des instruments analytiques 8 8
a
7.11.1 Mode opératoire d’étalonnage 8.5 8
a
7.11.2 Vérification de l’étalonnage 8.5.7 8
a
7.12 Essai de rendement du convertisseur de NO 8.7 8
x
Contrôle de la réponse aux hydrocarbures du détecteur
a
7.13 8.8.2 8
à ionisation de flamme chauffé
a
7.14 Intervalles d’étalonnage 8.10, 9.4 8
a
7.15 Étalonnage du système de mesure des particules 9 9
a
7.17 Mode opératoire d’essai 12 11
Évaluation des données relatives aux émissions gazeuses
a
7.18 13 12
et de particules
a
7.19 Calcul des émissions gazeuses 14 13
a
7.20 Calcul des émissions de particules 15 14
a
7.21 Systèmes analytiques et d'échantillonnage 16 15
a
Pour ce paramètre, l'article de l'ISO 8178-2 contient des références à un ou à plusieurs articles applicables de l'ISO 8178-1. Dans

certains cas, des différences rendues nécessaires par les conditions de site sont décrites dans l'ISO 8178-2.

8 Modes et coefficients de pondération pour les cycles d'essai
8.1 Remarques générales
Le mesurage et l’évaluation des émissions de gaz d’échappement doivent être effectués en utilisant le cycle
d’essai approprié pour l’application et décrit en 8.3 à 8.8 pour les cas généraux. Avec l'accord préalable des
parties concernées, le cycle d’essai universel décrit à l'Annexe B peut être utilisé et les valeurs d'émission
pour l'application respectives peuvent être calculées en utilisant les coefficients de pondération appropriés.
Pour les cas particuliers non indiqués, un choix approprié doit être fait et faire l’objet d’un accord entre les
parties concernées. La plupart des cycles d’essai suivants proviennent des modes d’essai du Règlement
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ISO 8178-4:2007(F)
[17]
CEE-ONU R49 , fondé sur un cycle d’essai en régime permanent à 13 modes, et suivent les mêmes
principes.
L'émission de particules peut être mesurée soit par la méthode à filtres multiples, soit par la méthode à filtre
unique conformément à l'ISO 8178-1:2006, 13.3. Pour évaluer l’émission de particules par la méthode à filtres
multiples, il est nécessaire de mesurer la teneur en particules et l’émission massique de particules de chaque
mode d’essai en fonctionnement stabilisé du moteur. La durée nécessaire pour la stabilisation du moteur
dépend de la taille du moteur et des conditions ambiantes.
L’équipement d’essai et les cycles d’essai indiqués dans l’ISO 8178-1 et dans la présente partie de l’ISO 8178
peuvent également être utilisés pour le mesurage des émissions de particules des moteurs allumés par
étincelle.
8.2 Exigences
Chaque essai doit être effectué suivant la séquence donnée des modes d’essai pour le cycle d’essai
particulier. La durée minimale du mode d’essai est de 10 min, ce qui est la valeur normale, sauf pour les
cycles «G» (voir 8.7.3). Si nécessaire, la durée du mode peut être prolongée, par exemple pour recueillir une
masse d’échantillon de particules suffisante ou pour obtenir la stabilisation des gros moteurs.
La durée du mode doit être consignée et rapportée.
À l'exception des cycles d’essai «G» (voir 8.7.3), les valeurs de concentration des émissions gazeuses des
gaz d’échappement doivent être mesurées et consignées pendant au moins 3 min à tout moment pendant la
durée du mode, si le moteur est stabilisé et satisfait aux exigences de vitesse et de couple du mode respectif.
Seules les soixante dernières secondes de la période de 3 min doivent être utilisées pour le calcul des
émissions conformément à l'ISO 8178-1:2006, 13.2.
L'échantillonnage de particules ne doit pas commencer avant que la stabilisation du moteur définie par le
constructeur ne soit atteinte, et doit de préférence être réalisé en même temps que le mesurage des
émissions gazeuses. Pour la méthode à filtre unique, l'achèvement de l'échantillonnage de particules doit
coïncider à ± 5 s près avec l'achèvement du mesurage des émissions gazeuses.
Pour la méthode à filtres multiples uniquement, l'échantillonnage de particules et le mesurage des émissions
gazeuses peuvent être répétés pendant la durée du mode jusqu'à l'obtention d'un échantillon valable, du
moment que les exigences de vitesse et de couple sont satisfaites.
Les modes d’essai peuvent être répétés, tant que le moteur est préconditionné en exécutant le mode
précédent. Au cas où il s'agit du premier mode d'un cycle quelconque, le moteur doit être préconditionné
conformément à l'ISO 8178-1:2006, 12.3. Si un retard, supérieur à 20 min et inférieur à 4 h, se produit entre
la fin d'un mode et le début d'un autre, le moteur doit être préconditionné en exécutant le mode précédent. Si
le retard excède 4 h, le moteur doit être préconditionné conformément à l'ISO 8178-1:2006, 12.3.
Si, à n'importe quel moment au cours d'un mode d’essai, le matériel d'essai présente un dysfonctionnement,
ou si la vitesse ou la charge du moteur ne satisfait plus aux exigences de l'ISO 8178-1:2006, 12.7.1, le mode
d’essai est nul et peut être abandonné. Le mode d’essai peut être recommencé après un préconditionnement
avec le mode précédent.
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ISO 8178-4:2007(F)
8.3 Cycles d’essai de type C «Véhicules et équipement industriel pour applications
non routières»
8.3.1 Cycle de type C1 «Véhicules pour applications non routières, équipement industriel pour
applications non routières entraîné par un moteur diesel»
8.3.1.1 Modes d'essai et coefficients de pondération
Voir Tableau 3.
Tableau 3 — Modes d’essai et coefficients de pondération du cycle C.1
Numéro de mode 1 2 3 4 5 6 7 8
Vitesse de
a
Vitesse nominale Vitesse intermédiaire
Vitesse
ralenti lente
a
Couple , % 100 75 50 10 100 75 50 0
Coefficient de
0,15 0,15 0,15 0,1 0,1 0,1 0,1 0,15
pondération
a
Voir l’ISO 8178-1:2006, 12.5, ainsi que la présente partie de l’ISO 8178, 3.5, 3.6, Articles 5 et 6.

8.3.1.2 Exécution de l'essai
L’essai doit être effectué dans l’ordre croissant des numéros des modes d’essai du cycle C1.
Les dispositions de 8.2 doivent être prises en compte.
8.3.1.3 Critères pour l'application de cet essai
Voici des exemples types.
⎯ Derricks de forage industriel, compresseurs, etc.;
⎯ engins de chantier comprenant des chargeuses sur roues, bouteurs, tracteurs à chenilles, chargeuses à
chenilles, chargeurs de type camion, camions tout terrain, pelles hydrauliques, etc.;
⎯ matériel agricole, motoculteurs;
⎯ matériel forestier;
⎯ véhicules agricoles automoteurs (y compri
...