Непревзойденный

Обнародован стандарт Not-To-Exceed ( NTE ) ^{[ когда? ]} Агентством по охране окружающей среды США (EPA) гарантирует, что тяжелых грузовиков двигателей выбросы контролируются во всем диапазоне комбинаций скоростей и нагрузок, обычно встречающихся в эксплуатации. NTE устанавливает область («зона NTE») под кривой крутящего момента двигателя, где выбросы не должны превышать установленное значение для любого из регулируемых загрязняющих веществ. Процедура испытания NTE не предполагает определенный цикл вождения определенной продолжительности (пробег или время). Скорее, оно предполагает вождение любого типа, которое может происходить в пределах зоны управления NTE, включая работу в установившихся или переходных условиях и в изменяющихся условиях окружающей среды. Выбросы усредняются в течение минимального времени в тридцать секунд, а затем сравниваются с применимыми пределами выбросов NTE. ^[1]

Создание НТЭ

Стандарты NTE были созданы Агентством по охране окружающей среды в результате соглашения между Агентством по охране окружающей среды и несколькими крупными производителями дизельных двигателей. В число этих производителей входили Caterpillar , Cummins , Detroit Diesel , Mack , материнская компания Mack Renault Vehicles Industriels и Volvo Truck Corp. Этих производителей обвинили в нарушении Закона о чистом воздухе путем установки устройств, нарушающих контроль за выбросами. ^[2] В рамках соглашения с Агентством по охране окружающей среды, принятого в результате решения о согласии, на этих производителей были наложены крупные штрафы и на них распространяются новые стандарты выбросов , которые включали NTE.

Требования для достижения работы двигателя в «зоне NTE»

Когда все следующие условия одновременно выполняются в течение не менее 30 секунд, считается, что двигатель работает в зоне NTE. ^[3]

Частота вращения двигателя должна быть более чем на 15 % выше частоты вращения холостого хода.
двигателя Крутящий момент должен быть больше или равен 30 % максимального крутящего момента.
Мощность двигателя должна быть больше или равна 30% максимальной мощности .
транспортного средства Высота должна быть меньше или равна 5500 футов (1700 м).
Температура окружающей среды должна быть ниже или равна от 100 °F (38 °C) на уровне моря до 86 °F на высоте 5500 футов (1700 м).
Удельный расход топлива тормозной системы (BSFC) должен быть меньше или равен 105 % минимального значения BSFC, если двигатель не соединен с многоступенчатой механической или автоматической коробкой передач .
Работа двигателя должна осуществляться за пределами запретной зоны, заявленной производителем.
Работа двигателя должна осуществляться за пределами любого региона NTE, в котором производитель заявляет, что будет потрачено менее 5% времени использования.
Для двигателей, оснащенных системой рециркуляции выхлопных газов (EGR), температура во впускном коллекторе должна быть выше или равна 86–100 градусам по Фаренгейту , в зависимости от давления во впускном коллекторе.
Для двигателей, оснащенных системой EGR, температура охлаждающей жидкости двигателя должна быть выше или равна 125–140 градусам по Фаренгейту, в зависимости от давления во впускном коллекторе.
Температура систем послеочистки двигателя должна быть выше или равна 250 градусам Цельсия .

Визуальные изображения зоны NTE

Описание

Испытание NTE, как определено в CFR 86.1370-2007, устанавливает область (область контроля NTE) под кривой крутящего момента двигателя, где выбросы не должны превышать установленный предел выбросов для данного загрязняющего вещества. Ограничение NTE установлено в 1,25 раза больше предела эмиссии FTP, как описано в подразделе выше. Для двигателей большой мощности 2005 модельного года предельное значение выбросов NTE для NMHC плюс NOx составляет 1,25 раза по 2,5 грамма на мощность торможения в час или 3,125 грамма на мощность торможения в час. Базовая область управления NTE для дизельных двигателей имеет три основные границы на карте крутящего момента и скорости двигателя. Первый — это верхняя граница, которая представляет собой максимальный крутящий момент двигателя на заданной скорости. Вторая граница — 30 процентов максимального крутящего момента. Только работа выше этой границы включается в зону управления NTE. Третья граница определяется на основе минимальной частоты вращения двигателя при 50 процентах максимальной мощности и максимальной частоты вращения двигателя при 70 процентах максимальной мощности. Эта частота вращения двигателя считается «15-процентной рабочей частотой вращения двигателя». Четвертая граница – 30% от максимальной мощности. ^[4]

Споры и недостатки в отношении стандартов NTE

Споры

Спорным вопросом является применимость ограничений NTE к реальному вождению. Для применения стандартов NTE двигатель должен оставаться в зоне NTE (ограничения включают работу при минимальной мощности 30 % номинальной мощности) в течение как минимум 30 секунд. Возникли опасения, что выполнение этого действия может оказаться затруднительным, так как каждый раз, когда водитель убирает ногу с педали акселератора или переключает передачу на автомобилях с механической коробкой передач , двигатель выходит из зоны NTE.

При движении по городу или в пригороде это происходит относительно часто, вплоть до того, что стандарты NTE применимы лишь в очень небольшой части эксплуатации. ^[5]или, в некоторых случаях, не совсем. Вероятность пребывания двигателя в зоне NTE более 30 секунд также снижается с появлением двигателей большой мощности. Например, если мощность, необходимая для поддержания автобуса или внедорожного грузовика на крейсерской скорости, составляет где-то около 150 л.с. (110 кВт), вероятность того, что двигатель мощностью 475 л.с. (354 кВт) будет стабильно работать при нагрузках выше 30%, без «провалов» на более низкие уровни мощности, могут быть относительно небольшими.

Эти опасения были подтверждены исследованиями, проведенными Университетом Западной Вирджинии (WVU) в соответствии с Указами о согласии . WVU обнаружил, что «оставаться в течение 30 секунд в зоне NTE может быть довольно сложно. Возникающая в результате низкая доступность NTE создает проблему, поскольку многие измерения внутри зоны NTE приходится отклонять вместе с измерениями, выполненными за пределами зоны NTE. Возникает вопрос, если таким образом, все реальные выбросы достаточно «хорошо отражаются» в результатах испытаний NTE». ^[6]

Второй вопрос, вызывающий беспокойство в том же духе, — это случай, когда двигатель соответствует требованиям в пределах зоны NTE, но демонстрирует повышенный уровень выбросов NOx на уровнях мощности сразу за пределами зоны NTE или на холостом ходу. По таким причинам Рабочая группа по выбросам вне цикла изучает, является ли расширение зоны NTE рациональным, поскольку они размышляют, есть ли на карте двигателя (за пределами зоны NTE) пятна, которые вносят значительный вклад в реальные выбросы. . Их предварительные выводы повторяют выводы WVU, поскольку они обнаружили, что время работы двигателя в зоне NTE довольно мало. ^[7]

Агентство по охране окружающей среды признало недостатки

По данным Агентства по охране окружающей среды США, существуют технические ограничения NTE в ограниченных условиях эксплуатации, из-за которых Агентство по охране окружающей среды «вырезало» (см. графики выше) определенные части зоны NTE, чтобы учесть эти недостатки. Выдержки следующие:

Зона NTE была определена желанием иметь однородный предел выбросов. Исключения в этой зоне исключают определенные области эксплуатации из рассмотрения NTE или ограничивают объем выбросов от этой операции, которые могут способствовать результату NTE; недостатки допускают временное превышение стандартов NTE из-за технических ограничений в ограниченных условиях эксплуатации. Идея состоит в том, чтобы не возлагать на производителя ответственность за соблюдение требований NTE в режимах, когда двигатель не способен работать или когда технически невозможно обеспечить соответствие стандартам NTE. ^[5]

По поводу «выделения» твердых частиц

Область, специфичная для PM , «вырезана» из зоны управления NTE. Зона исключения, специфичная для ТЧ, обычно находится в области под кривой крутящего момента, где частота вращения двигателя высока, а крутящий момент двигателя низок, и может меняться по форме в зависимости от нескольких критериев и расчетов, связанных со скоростью, подробно описанных в правилах. Контроль ТЧ в этом диапазоне операций представляет собой фундаментальную техническую проблему, которую, по нашему мнению, невозможно преодолеть в течение 2004 года. В частности, давление в цилиндре, создаваемое в условиях высокой скорости и низкой нагрузки, часто оказывается недостаточным для предотвращения попадания смазочного масла в камеру сгорания. Результатом является высокий уровень выбросов твердых частиц. Более того, мы не считаем, что эти двигатели проводят значительную часть своего рабочего времени в этом ограниченном диапазоне скоростей и крутящего момента. ^[8]

Иски и урегулирование

Судебные процессы

В 2001 году Ассоциация производителей двигателей (EMA) и несколько отдельных предприятий отрасли грузовых автомобилей (таких как International Truck and Engine Corporation ) подали пять отдельных исков против Агентства по охране окружающей среды США. Каждый из этих исков оспаривал законность и технологическую осуществимость определенных стандартов контроля выбросов двигателей в правилах EPA, которые теперь называются требованиями NTE. В своем вызове EMA заявило, что для определения того, соответствует ли двигатель основному стандарту выбросов, двигатели тестируются и оцениваются с использованием стандартизированного 20-минутного лабораторного теста на выбросы, известного как Федеральная процедура испытаний. NTE, напротив, не имеет определенной процедуры испытаний и потенциально может применяться к почти бесконечному числу условий испытаний. Это, по мнению производителей, сделало практически невозможным обеспечение полного соответствия NTE (поскольку не существует реального или практического способа испытания двигателя во всех мыслимых условиях) и, таким образом, сделало NTE незаконным (CAA уполномочивает Агентство по охране окружающей среды (EPA) принять стандарты на двигатели И соответствующие процедуры испытаний) и технически неосуществимо. ^[9]

Урегулирование

3 июня 2003 г. стороны завершили урегулирование споров, касающихся стандартов NTE. Стороны согласовали подробный план будущего регулирования, которое потребует проведения производителем программы испытаний NTE в тяжелых условиях эксплуатации («HDIUT») для двигателей и транспортных средств, работающих на дизельном топливе. В одном из разделов плана говорилось:

Порог NTE будет стандартом NTE, включая пределы, предусмотренные существующими правилами, а также дополнительный запас для учета точности измерений при использовании. Этот дополнительный запас должен определяться процессами и методологиями измерения, которые будут разработаны и одобрены EPA/CARB/EMA. Эта маржа будет структурирована таким образом, чтобы стимулировать производителей инструментов разрабатывать все более точные инструменты в будущем. ^[10]

HDIUT и портативные системы измерения выбросов (PEMS)

Конечная цель новой программы HDIUT — обеспечить значительную оптимизацию сертификации двигателей, если по-настоящему надежная программа испытаний на выбросы в процессе эксплуатации окажется осуществимой и экономически эффективной. Отнимающие много времени и дорогостоящие лабораторные оценки двигателей могут затем уступить место реальным оценкам выбросов в реальном времени, которые эффективно предоставляют более релевантные данные.

По сути, HDIUT — это отраслевая программа испытаний на дороге, согласованная с производителем. Он основан на исходном стандарте NTE. Он разработан с упором на соблюдение требований в реальном мире и основан на испытаниях на выбросы с использованием портативных систем измерения выбросов (PEMS), в которых NOx , HC , CO и PM . являются загрязнителями измеряемыми ^[11] Запасы точности измерений устанавливаются для учета изменчивости измерений выбросов, связанной с использованием PEMS. ^[12]

См. также

Ссылки

^ Dieselnet, «Применимость и циклы испытаний», Стандарты выбросов »Тяжелые грузовики США и http://www.dieselnet.com/standards/us/hd.html
^ Майк Осенга, «Дизельная промышленность сталкивается с урегулированием выбросов, соблюдение Закона о чистом воздухе Агентством по охране окружающей среды влияет на всю индустрию дизельных двигателей (Обзор отрасли)», Diesel Progress North American Edition , (опубликовано 12 января 1998 г.) http://www.encyclepedia.com /doc/1G1-53919838.html
^ Управление транспорта и качества воздуха Агентства по охране окружающей среды США, «Программа эксплуатационных испытаний дизельных двигателей и транспортных средств большой мощности, документ технической поддержки», документ EPA420-R-05-006 (опубликовано в июне 2005 г.) http://epa.gov/ otaq/regs/hd-hwy/inuse/420r05006.pdf
^ СОВЕТ ПО ВОЗДУШНЫМ РЕСУРСАМ штата Калифорния, «ПУБЛИЧНЫЕ СЛУШАНИЯ ДЛЯ РАССМОТРЕНИЯ ПОПРАВОК ДЛЯ ПРИНЯТИЯ НЕ ПРЕВЫШАЮЩИХ И ПРОЦЕДУР ЕВРОПЕЙСКОГО СТАЦИОНАРНОГО ЦИКЛА ВЫБРОСОВ ДЛЯ 2005 И ПОСЛЕДУЮЩЕГО МОДЕЛЬНОГО ГОДА, ОТЧЕТ ПЕРСОНАЛА: ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ ЗАЯВЛЕНИЕ ПРИЧИНЫ (Дата публикации: 20 октября 2000 г.) http://www.arb.ca.gov/regact/ntetest/isor.doc
^ Jump up to: ^а ^б Рабочая группа по выбросам вне цикла, «Ответы Агентства по охране окружающей среды на вопросы от 22 марта 2004 г., презентация NTE». http://www.oica.net/htdocs/WWH/Off%20cycle/7th%20meeting/Informal%20Doc%20No%2014%20-%20EPA%20answers%20to%20NTE%20Questions%20from%206th%E2%80 %A6.pdf ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Исследование технологии контроля выбросов для тяжелых транспортных средств, «Тестирование устройств контроля выбросов при эксплуатации на соответствие», исследование, подготовленное для Европейской комиссии - DG ENTR (Предприятие), (май 2002 г.) [1]
^ Римерсма, Иддо. «Оценка зоны управления WNTE с учетом реальных условий эксплуатации двигателя», подготовлено к 13-му совещанию Рабочей группы по выбросам вне цикла (представлено 5–7 апреля 2006 г.). http://www.oica.net/htdocs/WWH/Off%20cycle/13th%20meeting/Informal%20Doc%20No%20%2042%20-%20Presentatie%20OCE-NTE%20meeting%20final.pdf Архивировано в 2006–10 гг. -09 в Wayback Machine
^ Агентство по охране окружающей среды США, «Контроль выбросов загрязнения воздуха от тяжелых дорожных двигателей и транспортных средств 2004 года выпуска и последующих моделей; Пересмотр определения легких грузовиков», 40 CFR, части 85 и 86 (1999) http:// www.epa.gov/otaq/regs/hd-hwy/1999nprm/nprm-4c.pdf
^ Ассоциация производителей двигателей, «Вопросы и ответы относительно EMA-EPA».Урегулирование сверхмощного NTE» (11 июня 2003 г.) http://www.enginemanufacturers.org/admin/library/upload/371.pdf. Архивировано 28 сентября 2007 г. на Wayback Machine.
^ Агентство по охране окружающей среды США, «План испытаний для определения допусков на измерение PEMS для выбросов газообразных веществ, регулируемых в рамках эксплуатационных испытаний дизельных двигателей для тяжелых условий эксплуатации, выполняемых производителем», протокол № OAR-2004-0072-0069, (20 мая, 2005)Программаhttp://www.epa.gov/otaq/highway-diesel/regs/testplan.pdf
^ Спирс, Мэтт (из USEPA), «Программа разрешений на измерения PEMS Агентства по охране окружающей среды США», презентация для конференции JRC 2007 г., 19 марта 2007 г. http://transportenv07.jrc.it/pdf/C/C_2_20_Spears_M_US%20Measurement%20Allowance% 20Program.pdf. Архивировано 21 июля 2007 г. в Wayback Machine.
^ Шимпи, Шириш А. (из Cummins) «Взгляды производителей двигателей США на эксплуатационные испытания», презентация для конференции JRC 2007 г., 19 марта 2007 г. http://transportenv07.jrc.it/pdf/C/C_1_19_Shimpi_S_US%20Manufacturer %20Views%20on%20In-Use%20Emissions.pdf Архивировано 21 июля 2007 г. на Wayback Machine.

[1] Dieselnet, «Применимость и циклы испытаний», Стандарты выбросов »Тяжелые грузовики США и http://www.dieselnet.com/standards/us/hd.html

[2] Майк Осенга, «Дизельная промышленность сталкивается с урегулированием выбросов, соблюдение Закона о чистом воздухе Агентством по охране окружающей среды влияет на всю индустрию дизельных двигателей (Обзор отрасли)», Diesel Progress North American Edition , (опубликовано 12 января 1998 г.) http://www.encyclepedia.com /doc/1G1-53919838.html

[3] Управление транспорта и качества воздуха Агентства по охране окружающей среды США, «Программа эксплуатационных испытаний дизельных двигателей и транспортных средств большой мощности, документ технической поддержки», документ EPA420-R-05-006 (опубликовано в июне 2005 г.) http://epa.gov/ otaq/regs/hd-hwy/inuse/420r05006.pdf

[4] СОВЕТ ПО ВОЗДУШНЫМ РЕСУРСАМ штата Калифорния, «ПУБЛИЧНЫЕ СЛУШАНИЯ ДЛЯ РАССМОТРЕНИЯ ПОПРАВОК ДЛЯ ПРИНЯТИЯ НЕ ПРЕВЫШАЮЩИХ И ПРОЦЕДУР ЕВРОПЕЙСКОГО СТАЦИОНАРНОГО ЦИКЛА ВЫБРОСОВ ДЛЯ 2005 И ПОСЛЕДУЮЩЕГО МОДЕЛЬНОГО ГОДА, ОТЧЕТ ПЕРСОНАЛА: ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ ЗАЯВЛЕНИЕ ПРИЧИНЫ (Дата публикации: 20 октября 2000 г.) http://www.arb.ca.gov/regact/ntetest/isor.doc

[off-cycle-5] Jump up to: ^а ^б Рабочая группа по выбросам вне цикла, «Ответы Агентства по охране окружающей среды на вопросы от 22 марта 2004 г., презентация NTE». http://www.oica.net/htdocs/WWH/Off%20cycle/7th%20meeting/Informal%20Doc%20No%2014%20-%20EPA%20answers%20to%20NTE%20Questions%20from%206th%E2%80 %A6.pdf ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[6] Исследование технологии контроля выбросов для тяжелых транспортных средств, «Тестирование устройств контроля выбросов при эксплуатации на соответствие», исследование, подготовленное для Европейской комиссии - DG ENTR (Предприятие), (май 2002 г.) [1]

[7] Римерсма, Иддо. «Оценка зоны управления WNTE с учетом реальных условий эксплуатации двигателя», подготовлено к 13-му совещанию Рабочей группы по выбросам вне цикла (представлено 5–7 апреля 2006 г.). http://www.oica.net/htdocs/WWH/Off%20cycle/13th%20meeting/Informal%20Doc%20No%20%2042%20-%20Presentatie%20OCE-NTE%20meeting%20final.pdf Архивировано в 2006–10 гг. -09 в Wayback Machine

[8] Агентство по охране окружающей среды США, «Контроль выбросов загрязнения воздуха от тяжелых дорожных двигателей и транспортных средств 2004 года выпуска и последующих моделей; Пересмотр определения легких грузовиков», 40 CFR, части 85 и 86 (1999) http:// www.epa.gov/otaq/regs/hd-hwy/1999nprm/nprm-4c.pdf

[9] Ассоциация производителей двигателей, «Вопросы и ответы относительно EMA-EPA».Урегулирование сверхмощного NTE» (11 июня 2003 г.) http://www.enginemanufacturers.org/admin/library/upload/371.pdf. Архивировано 28 сентября 2007 г. на Wayback Machine.

[10] Агентство по охране окружающей среды США, «План испытаний для определения допусков на измерение PEMS для выбросов газообразных веществ, регулируемых в рамках эксплуатационных испытаний дизельных двигателей для тяжелых условий эксплуатации, выполняемых производителем», протокол № OAR-2004-0072-0069, (20 мая, 2005)Программаhttp://www.epa.gov/otaq/highway-diesel/regs/testplan.pdf

[11] Спирс, Мэтт (из USEPA), «Программа разрешений на измерения PEMS Агентства по охране окружающей среды США», презентация для конференции JRC 2007 г., 19 марта 2007 г. http://transportenv07.jrc.it/pdf/C/C_2_20_Spears_M_US%20Measurement%20Allowance% 20Program.pdf. Архивировано 21 июля 2007 г. в Wayback Machine.

[12] Шимпи, Шириш А. (из Cummins) «Взгляды производителей двигателей США на эксплуатационные испытания», презентация для конференции JRC 2007 г., 19 марта 2007 г. http://transportenv07.jrc.it/pdf/C/C_1_19_Shimpi_S_US%20Manufacturer %20Views%20on%20In-Use%20Emissions.pdf Архивировано 21 июля 2007 г. на Wayback Machine.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]