session 25, kristina willner
TRANSCRIPT
Svenska Hållbarhetsprovningen av tunga fordon
Kristina Willner
2014-01-08
2
Hållbarhetsprovning
Vem?: AVL på uppdrag av Transportstyrelsen
Varför?: Lagkrav på fordonstillverkare att fordons emissionsprestanda inte försämras då fordonet åldras
Vad?: Mätning av avgasemissioner från fordon i bruk
Omfattning?: Sedan 2006: mätning på ca 65 (tunga) fordon
Hur?:
3
Provningsförfarande på personbilar
Helfordon på chassidynamometer (”rullande landsväg”) enligt väldefinierade föreskrifter
Typgodkännande, emissioner och bränsleförbrukning: x g/km
Hållbarhetskontroll, emissioner och bränsleförbrukning: y g/km
4
Provningsförfarande tunga fordon
Lämplig provmetod av helfordon har länge saknats
Typgodkännande, emissioner och bränsleförbrukning X g/kWh
Hållbarhetskontroll, emissioner och bränsleförbrukning
A, B, C g/kWh
5
Tidigt 2000-tal: Provmetoder för PEMS börjar tas fram i USA (EPA)
2006: EU-PEMS pilotprogram initieras under samordning av DG JRC (Joint Research Center)
Deltagare: Tillverkare av motorer/fordon Tillverkare av instrument Godkännandemyndigheter Tekniska tjänster
Resultat: PEMS-protokollet (standardiserat testprotokoll) samt metod för beräkning av testresultat; ”EMROAD”
Idag: Enligt senaste europeiska emissionslagstiftning (Regulation no 49) ska fordon som avgasgodkänns enligt Euro VI provas på väg i samband med typgodkännande och vid hållbarhetskontroll.
Ombordmätning, Portable Emissions Measurement System (PEMS)
Bakgrund
6
Ombordmätning, Portable Emissions Measurement System (PEMS)
Mätning av emissioner på ett fordon i bruk på väg
Analyserar CO, CO2, THC, NOx, NO2 och PM/Soot
Resultaten påverkas av körmönster, last, temperatur etc
7
AVL’s provning…
Ca 65 fordon, emissionsklass III-VI
På chassidynamometer i laboratoriemiljö
Med PEMS, i verklig trafik, ibland standardiserade provrutter och ibland fordonens ”normala” rutt.
Syfte: Hållbarhetsprovning Generera emissionsfaktorer från fordon i verklig trafik Aspekter av olika typer av efterbehandling, alternativa bränslen och tekniker Utvärdering av hur emissionsprestandan påverkas av olika körmönster,
omgivningstemperaturer, laster etc
8
g/kWhEuro III 5,45Euro IV 4,0Euro V 4,0
EEV 3,0Euro VI 4,0
Gränsvärden CO
Höga värden hos gasfordon, kallstart
Ingen markant förändring i nivåer när man jämför gränsvärden
Inga direkta problem att uppfylla gränsvärden.
Har allt strängare Euro-krav gett någon effekt på real-life-emissioner?
9
NMHC CH4g/kWh g/kWh
Euro III 0,78 1,6Euro IV 0,55 1,10Euro V 0,55 1,10
EEV 0,40 0,65Euro VI 0,16 0,50
Gränsvärden HC
Extrema värden (EU V) kommer från DDF-fordon
Spridningen för EEV-fordon beror på många gasfordon (CH4)
HC oftast inget problem för Diesel-fordon, senare EU-klasser ligger värdena nära eller under detektionsgränsen
Har allt strängare Euro-krav gett någon effekt på real-life-emissioner?
10
g/kWhEuro III 5,0Euro IV 3,5Euro V 2,0
EEV 2,0Euro VI 0,46
Gränsvärden Nox
NOx (och PM) är de emissioner som förorsakar störst problem för tillverkare av diesel fordon
Med början från EU IV krävdes NOx-efterbehandling för att uppnå kraven (SCR eller EGR). Ny teknik (dvs inte alltid fungerande) ger spridning av resultat. Spridningen minskar till EU V.
Stor åtstramning av gränsvärdet mellan EU V och EU VI!
Euro VI-resultaten är från körningar av ett (1) helt nytt fordon och kanske inte representativ som statistik, men visar att det finns potential!
Har allt strängare Euro-krav gett någon effekt på real-life-emissioner?
11
g/kWhEuro III 0,16Euro IV 0,03Euro V 0,03
EEV 0,02Euro VI 0,01
Gränsvärdne PM
Inför EU IV infördes partikelfilter på de flesta fordon
Euro VI-resultaten är från körningar av ett (1) helt nytt fordon och kanske inte representativ som statistik, men visar att det finns potential!
Har allt strängare Euro-krav gett någon effekt på real-life-emissioner?
12
Kallstart/låg avgastemperatur
En SCR-katalysator kräver en lägsta arbetstemperatur på ca +220°C för att fungera effektivt. Detta kan vara svårt att uppnå för till exempel fordon i stadstrafik med många starter och stopp samt vid kallstart. Då temperaturen är för låg blir reduktionsgraden av NOx i
regel nära noll.
EGR fungerar inte under motorns uppvärmningsfas, vilket i praktiken innebär att reduktionen av NOx-emissioner är lika med noll från start
till dess att motorn uppnått en viss temperatur. EGR fungerar heller inte alls om yttertemperaturen är för låg, dvs i regel lägre än ca +5ºC (olika strategier beroende av tillverkare).
13
Motor-och omgivningstemperaturens inverkan på emissioner
Engine coolant temperature
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Time (sec)
o C
Engine coolant temperature
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
Time (sec)
o C
CO HC NOx CO2Test 1 (g/km)
0.8 0.2 4.2 820
CO HC NOx CO2Test 2 (g/km)
1.1 0.2 6.6 910
Varmstart, yttertemperatur +22°C
Varmstart, yttertemperatur -5°C Uppvärmningsförlopp ca 8 minuter
14
Engine coolant temperature
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Time (sec)
oC
CO HC NOx CO2Test 3 (g/km) 1.0 0.2 9.9 1000
Engine coolant temperature
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Time (sec)
oC
CO HC NOx CO2Test 4 (g/km) 4.4 0.5 37.9 1650
Motor-och omgivningstemperaturens inverkan på emissioner
Kallstart, yttertemperatur -5°C Uppvärmningsförlopp 20 minuter
Kallstartsförloppet, yttertemperatur -5°C
Emissioner från EU III-fordon före och efter installation av ett SCRT-system
Euro III till Euro V
Provning innan installation, direkt efter installation och efter en åldring på 53 000 km
16
For further information, contact:
Kristina Willner, AVL Project ManagerVehicle EmissionsBox 223, SE-136 23 Haninge
Phone: 08 500 656 00
Direct: 08 500 656 10
Fax: 08 500 283 28
E-mail: [email protected]
Web site: www.avl.com
Contact information