Decreto-Lei n.º 432/99 — Fixa os padrões de emissão e os processos de homologação dos motores a instalar em máquinas móveis não rodoviárias

No caso de um motor multicilindros com um colector de escape ramificado, a entrada da sonda deve estar localizada suficientemente longe, a jusante, de modo a assegurar que a amostra seja representativa das emissões médias de escape de todos os cilindros. Nos motores multicilindros com grupos distintos de colectores, por exemplo nos motores em V, é admissível obter uma amostra para cada grupo individualmente e calcular uma emissão média de escape. Podem ser utilizados outros métodos em relação aos quais se tenha podido demonstrar haver uma correlação com os métodos acima. Para o cálculo das emissões de escape deve ser utilizado o caudal máximo total dos gases de escape do motor.

Se a composição dos gases de escape for influenciada por qualquer sistema pós-tratamento do escape, a amostra de gases de escape deve ser a montante desse dispositivo nos ensaios da fase I e a jusante desse dispositivo nos ensaios da fase II. Quando for utilizado um sistema de diluição total do fluxo para a determinação das partículas, as emissões gasosas podem também ser determinadas nos gases de escape diluídos. As sondas de recolha de amostras devem estar próximas da sonda de recolha de partículas no túnel de diluição [n.º 1.2.1.2 (DT) e n.º 1.2.2 (PSP) do anexo V]. O CO e o CO(índice 2) podem ser facultativamente determinados através da recolha de amostras para um saco e subsequente medição da concentração no saco de amostras.

1.5 - Determinação das partículas. - A determinação das partículas exige um sistema de diluição. A diluição pode ser obtida por um sistema de diluição parcial do fluxo ou um sistema de diluição total do fluxo. A capacidade de escoamento do sistema de diluição deve ser suficientemente grande para eliminar completamente a condensação de água nos sistemas de diluição e de recolha de amostras e manter a temperatura dos gases de escape diluídos à temperatura de 325 K (52ºC) ou menos, imediatamente a montante dos suportes dos filtros. Se a humidade do ar for elevada, é permitida a desumidificação do ar de diluição antes de entrar no sistema de diluição. Se a temperatura ambiente for inferior a 293 K (20ºC), recomenda-se o pré-aquecimento do ar de diluição acima do limite de temperatura de 303 K (30ºC). Todavia, a temperatura do ar diluído não deve exceder 325 K (52ºC) antes da introdução dos gases de escape no túnel de diluição.

Num sistema de diluição parcial do fluxo, a sonda de recolha de amostras de partículas deve ser instalada próximo e a montante da sonda de gases, conforme definido no n.º 4.4 e de acordo com o n.º 1.2.1.1, figuras 4-12, EP e SP, do anexo V.

O sistema de diluição parcial do fluxo tem de ser concebido para separar a corrente de escape em duas partes, sendo a mais pequena diluída com ar e subsequentemente utilizada para a medição das partículas. É essencial que a razão da diluição seja determinada com muita exactidão. Podem ser aplicados diferentes métodos de separação; o tipo de separação utilizado dita, em grau significativo, os equipamentos e os processos de recolha de amostras a utilizar (n.º 1.2.1.1 do anexo V).

Para determinar a massa das partículas, são necessários um sistema de recolha de amostras de partículas, filtros de recolha de amostras de partículas, uma balança capaz da pesar microgramas e uma câmara de pesagem controlada em termos de temperatura e de humidade.

Podem ser aplicados dois métodos à recolha de amostras de partículas:

• o método do filtro único utiliza um par de filtros (v. n.º 1.5.1.3 do presente apêndice) para todos os modos do ciclo de ensaio. Deve-se prestar uma atenção considerável aos tempos e caudais da recolha de amostras durante a fase de recolha do ensaio. Todavia, apenas será necessário um par de filtros para o ciclo do ensaio;

• o método dos filtros múltiplos exige que seja utilizado um par de filtros (v. n.º 1.5.1.3 do presente apêndice) para cada um dos modos individuais do ciclo de ensaios. Este método permite processos de recolha de amostras mais fáceis, mas utiliza mais filtros.

1.5.1 - Filtros de recolha de amostras de partículas:

1.5.1.1 - Especificação dos filtros. - São necessários filtros de fibra de vidro revestidos de fluorocarbono ou filtros de membrana com base em fluorocarbono para os ensaios de certificação. Para aplicações especiais, podem ser utilizados diferentes materiais de filtragem. Todos os tipos de filtro devem ter um rendimento de recolha de 0,3 mm DOP (ftalato de dioctilo) de pelo menos 95% a uma velocidade nominal do gás compreendida entre 35 cm/s e 80 cm/s. Quando se efectuarem ensaios de correlação entre laboratórios ou entre um fabricante e uma autoridade de recepção, devem ser utilizados filtros de qualidade idêntica.

1.5.1.2 - Dimensão dos filtros. - Os filtros de partículas devem ter um diâmetro mínimo de 47 mm (diâmetro da mancha de 37 mm). São aceitáveis filtros de maiores diâmetros (n.º 1.5.1.5).

1.5.1.3 - Filtros primário e secundário. - Durante a sequência de ensaios, os gases de escape diluídos devem ser recolhidos por meio de um par de filtros colocados em série (um filtro primário e um secundário). O filtro secundário não deve ser localizado a mais de 100 mm a jusante do filtro primário nem estar em contacto com este. Os filtros podem ser pesados separadamente ou em conjunto, sendo colocados mancha contra mancha.

1.5.1.4 - Velocidade nominal no filtro. - Deve-se obter uma velocidade nominal do gás através do filtro compreendida entre 35 cm/s e 80 cm/s. O aumento da perda de carga entre o início e o fim do ensaio não deve ser superior a 25 kPa.

1.5.1.5 - Carga do filtro. - A carga mínima recomendada para o filtro deve ser de 0,5 mg para uma superfície da mancha de 1075 mm, com o método do filtro único. Os valores para as dimensões de filtros mais correntes são os seguintes:

(ver tabela no documento original)

Para o método dos filtros múltiplos, a carga mínima recomendada para o conjunto dos filtros é igual ao produto do valor correspondente acima indicado pela raiz quadrada do número total de modos.

1.5.2 - Especificações da câmara de pesagem e da balança analítica:

1.5.2.1 - Condições na câmara de pesagem. - A temperatura da câmara (ou sala) em que os filtros de partículas são condicionados e pesados deve ser mantida a 295 K (22ºC) (mais ou menos)3 K durante todo o período de condicionamento e pesagem. A humidade deve ser mantida a um ponto de orvalho de 282,5 K (9,5ºC) + 3 K e a humidade relativa a 45% (mais ou menos)8%.

1.5.2.2 - Pesagem dos filtros de referência. - O ambiente da câmara (ou sala) deve estar isento de quaisquer contaminantes ambientes (tais como poeira) que possam cair nos filtros de partículas durante a sua fase de estabilização. Serão admitidas perturbações das condições da câmara de pesagem especificadas no n.º 1.5.2.1 se a sua duração não exceder trinta minutos. A câmara de pesagem deve satisfazer às especificações exigidas antes da entrada do pessoal. Devem ser pesados pelo menos dois filtros de referência ou dois pares de filtros de referência não utilizados no prazo de quatro horas, mas de preferência ao mesmo tempo que o filtro (par) de recolha de amostras. Esses filtros devem ter as mesmas dimensões e ser do mesmo material que os filtros de recolha de amostras.

Se o peso médio dos filtros de referência (pares de filtros de referência) variar entre pesagens dos filtros de recolha de amostras em (mais ou menos)5% ((mais ou menos)7,5% para o par de filtros) da carga mínima recomendada para os filtros (n.º 1.5.1.5), todos os filtros de recolha devem ser deitados fora, repetindo-se o ensaio de emissões.

Se não forem satisfeitos os critérios de estabilidade da câmara de pesagem indicados no n.º 1.5.2.1, mas a pesagem dos filtros (pares) de referência satisfizer a esses critérios, o fabricante dos motores tem a faculdade de aceitar os pesos dos filtros de recolha ou de anular os ensaios, arranjar o sistema de controlo da câmara de pesagem e voltar a realizar os ensaios.

1.5.2.3 - Balança analítica. - A balança analítica utilizada para determinar os pesos de todos os filtros deve ter uma precisão (desvio padrão) de 20 (mi)g e uma resolução de 10 (mi)g (1 dígito = 10 (mi)g). Para os filtros de diâmetro inferior a 70 mm, a precisão e a resolução devem ser, respectivamente, 2 (mi)g e 1 (mi)g.

1.5.2.4 - Eliminação dos efeitos da electricidade estática. - Para eliminar os efeitos da electricidade estática, os filtros devem ser neutralizados antes da pesagem, por exemplo por um neutralizador de polónio ou dispositivo de efeito semelhante.

1.5.3 - Especificações adicionais para a medição de partículas. - Todas as peças do sistema de diluição e do sistema de recolha de amostras, desde o tubo de escape até ao suporte dos filtros, que estejam em contacto com gases de escape brutos ou diluídos, devem ser concebidas para minimizar a deposição ou alteração das partículas. Todas as peças devem ser feitas de materiais condutores de electricidade que não reajam a componentes dos gases de escape e devem ser ligadas à terra para impedir efeitos electrostáticos.

APÊNDICE 2

1 - Calibração dos instrumentos de análise

1.1 - Introdução. - Cada analisador deve ser calibrado tantas vezes quantas as necessárias para satisfazer aos requisitos de precisão da presente norma. O método de calibração a utilizar para os analisadores indicados no n.º 1.4.3 do apêndice 1 está descrito no presente número.

1.2 - Gases de calibração. - O prazo de conservação de todos os gases de calibração deve ser respeitado.

A data de término desse prazo, indicada pelo fabricante dos gases, deve ser registada.

1.2.1 - Gases puros. - A pureza exigida para os gases é definida pelos limites dos seguintes gases:

• Azoto purificado (contaminação: l ppm C, 1 ppm CO(índice 2), 400 ppm CO(índice 2), 0,1 ppm NO);

• oxigénio purificado (pureza > 99,5% vol. O(índice 2));

• mistura hidrogénio-hélio (40% (mais ou menos)2% de hidrogénio, restante hélio) (contaminação: 1 ppm C, 400 ppm CO);

(1) ar de síntese purificado (contaminação: 1 ppm C, 1 ppm CO, 400 ppm CO(índice 2), 0,1 ppm NO) (teor de oxigénio compreendido entre 18% e 21% vol.).

1.2.2 - Gases de calibração. - Devem estar disponíveis misturas de gases com as seguintes composições químicas:

(2) C(índice 3)H(índice 8) e ar de síntese purificado (v. n.º 1.2.1);

(3) CO e azoto purificado;

(4) NO e azoto purificado (a quantidade de NO(índice 2) contida neste gás de calibração não deve exceder 5% do teor de NO);

• O(índice 2) e azoto purificado;

• CO(índice 2) e azoto purificado;

• CH(índice 4) e ar de síntese purificado;

• C(índice 2)H(índice 6) e ar de síntese purificado.

Nota. - São admitidas outras combinações de gases desde que estes não reajam entre si.

A concentração real de um gás de calibração deve ser o valor nominal com uma tolerância de (mais ou menos)2%. Todas as concentrações dos gases de calibração devem ser indicadas em volume (percentagem ou ppm em volume).

Os gases utilizados para a calibração podem também ser obtidos através de um misturador-doseador de gás, por diluição de N(índice 2) purificado ou ar de síntese purificado. A precisão do dispositivo misturador deve ser tal que a concentração dos gases de calibração diluídos possa ser determinada com uma aproximação de (mais ou menos)2%.

1.3 - Processo de funcionamento dos analisadores e do sistema de recolha de amostras. - O processo de funcionamento dos analisadores deve ser o indicado nas instruções de arranque e funcionamento do respectivo fabricante. Devem ser respeitados os requisitos mínimos indicados nos n.os 1.4 a 1.9.

1.4 - Ensaio de estanquidade. - Deve ser efectuado um ensaio de estanquidade do sistema. Para tal, desliga-se a sonda do sistema de escape e obtura-se a sua extremidade. Liga-se a bomba do analisador. Após um período inicial de estabilização, todos os debitómetros devem indicar 0. Se tal não acontecer, as linhas de recolha de amostras devem ser verificadas e a anomalia corrigida. A taxa de fuga máxima admissível no lado do vácuo é de 0,5% do caudal durante a utilização para a parte do sistema que está a ser verificada. Os caudais do analisador e do sistema de derivação podem ser utilizados para estimar os caudais em utilização.

Outro método consiste na introdução de uma modificação do patamar de concentração no início da linha de recolha de amostras passando do gás de colocação em 0 para o gás de calibração.

Se após um período adequado de tempo a leitura revelar uma concentração inferior à introduzida, este facto aponta para problemas de calibração ou de estanquidade.

1.5 - Processo de calibração:

1.5.1 - Conjunto do instrumento. - O conjunto do instrumento deve ser calibrado, sendo as curvas de calibração verificadas em relação a gases padrão. Os caudais de gás utilizados serão os mesmos que para a recolha de gases de escape.

1.5.2 - Tempo de aquecimento. - O tempo de aquecimento deve ser conforme com as recomendações do fabricante. Se não for especificado, recomenda-se um mínimo de duas horas para o aquecimento dos analisadores.

1.5.3 - Analisador NDIR e HFID. - O analisador NDIR deve ser regulado conforme necessário e a chama de combustão do analisador HFID optimizada (n.º 1.8.1).

1.5.4 - Calibração. - Calibra-se cada uma das gamas de funcionamento normalmente utilizadas.

Utilizando ar de síntese purificado (ou azoto), põem-se em 0 os analisadores de CO, CO(índice 2), NO(índice x), HC e O(índice 2).

Introduzem-se os gases de calibração adequados nos analisadores, sendo os valores registados e as curvas de calibração estabelecidas de acordo com o n.º 1.5.5.

Verifica-se novamente a regulação do 0 e repete-se, se necessário, o processo de calibração.

1.5.5 - Estabelecimento da curva de calibração:

1.5.5.1 - Orientações gerais. - A curva de calibração do analisador é estabelecida por pelo menos cinco pontos de calibração (excluindo o 0) espaçados tão uniformemente quanto possível. A concentração nominal mais elevada deve ser igual ou superior a 90% da escala completa.

A curva de calibração é calculada pelo método dos quadrados mínimos. Se o grau do polinómio resultante for superior a 3, o número de pontos de calibração (incluindo o 0) deve ser pelo menos igual a esse grau acrescido de duas unidades.

A curva de calibração não deve afastar-se mais de 2% do valor nominal de cada ponto de calibração e mais de (mais ou menos)1%, da escala completa no 0.

A partir da curva e dos pontos de calibração, é possível verificar se a calibração foi efectuada de modo correcto. Devem ser indicados os diferentes parâmetros característicos do analisador, em especial:

• a gama de medida;

• a sensibilidade;

• a data de realização da calibração.

1.5.5.2 - Calibração abaixo dos 15% da escala completa. - A curva de calibração do analisador é definida por pelo menos 10 pontos de calibração (excluindo o 0), espaçados de modo que 50% dos pontos de calibração estejam abaixo de 10% da escala completa.

A curva de calibração é calculada pelo método dos quadrados mínimos.

A curva de calibração não deve afastar-se mais de (mais ou menos)4% do valor nominal de cada ponto de calibração e mais de (mais ou menos)1% da escala completa no 0.

1.5.5.3 - Métodos alternativos. - Podem ser utilizadas outras técnicas (por exemplo, computadores, comutadores de gama controlados electronicamente, etc.), se se puder provar que fornecem uma exactidão equivalente.

1.6 - Verificação da calibração. - Cada gama de funcionamento normalmente utilizada deve ser verificada antes de cada análise de acordo com o processo a seguir indicado.

Para verificar a calibração utiliza-se um gás de colocação no 0 e um gás de calibração cujo valor nominal é superior a 80% da totalidade da escala correspondente à gama de medida.

Se, para dois pontos dados, o valor encontrado não diferir do valor de referência declarado em mais de (mais ou menos)4% da escala completa, os parâmetros de ajustamento podem ser modificados. Se não for este o caso, deve ser estabelecida uma nova curva de calibração de acordo com o n.º 1.5.4.

1.7 - Ensaio de eficiência do conversor de NO(índice x). - A eficiência do conversor utilizado para a conversão de NO(índice 2) em NO é ensaiada conforme indicado nos n.os 1.7.1 a 1.7.8 (figura 1).

1.7.1 - Instalação de ensaio. - Usando a instalação indicada na figura 1 (v. também n.º 1.4.3.5 do apêndice 1) e o processo abaixo indicado, a eficiência dos conversores pode ser ensaiada através de um ozonizador.

(ver figura no documento original)

1.7.2 - Calibração. - O CLD e o HCLD devem ser calibrados na gama de funcionamento mais comum seguindo as especificações do fabricante e utilizando um gás de colocação no 0 e um gás de calibração (cujo teor de NO(índice 2) deve ser igual a cerca de 80% da gama de funcionamento; a concentração de NO da mistura de gases deve ser inferior a 5% da concentração de NO). O analisador de NO(índice x) deve estar no modo NO para que o gás de calibração não passe através do conversor. A concentração indicada tem de ser registada.

1.7.3 - Cálculos. - A eficiência do conversor de NO(índice x) calcula-se do seguinte modo:

Eficiência (%) = (1 + ((a - b)/(c - d))) x 100

1.7.4 - Adição de oxigénio. - Através de um T, junta-se continuamente oxigénio ou ar de colocação no 0 ao fluxo de gás até que a concentração indicada seja cerca de 20% menor do que a concentração de calibração indicada no n.º 1.7.2 (o analisador está no modo NO).

Regista-se a concentração indicada na alínea c). O ozonizador é mantido desactivado ao longo do processo.

1.7.5 - Activação do ozonizador. - Activa-se agora o ozonizador para fornecer ozono suficiente para fazer baixar a concentração de NO a cerca de 20% (mínimo 10% da concentração de calibração indicada no n.º 1.7.2). Regista-se a concentração indicada na alínea d) (o analisador está no modo NO).

1.7.6 - Modo NO(índice x). - Comuta-se então o analisador de NO para o modo NO(índice x) para que a mistura de gases (constituída de NO(índice 1), NO(índice 2), O(índice 2) e N(índice 2)) passe agora através do conversor. Regista-se a concentração indicada na alínea a) (o analisador está no modo NO(índice x)).

1.7.7 - Desactivação do ozonizador. - Desactiva-se agora o ozonizador. A mistura de gases descrita no n.º 1.7.6 passa através do conversor para o detector. Regista-se a concentração indicada na alínea b) (o analisador está no modo NO(índice x)).

1.7.8 - Modo NO. - Comutado para o modo NO com o ozonizador desactivado, o fluxo de oxigénio ou de ar de síntese é também desligado. A textura de NO(índice x) do analisador não deve desviar-se mais de (mais ou menos)5% do valor medido de acordo com o n.º 1.7.2 (o analisador está no modo NO).

1.7.9 - Intervalo dos ensaios. - A eficiência do conversor deve ser ensaiada antes de cada calibração do analisador de NO(índice x).

1.7.10 - Eficiência exigida. - O rendimento do conversor não deve ser inferior a 90%, mas recomenda-se fortemente um rendimento mais elevado, de 95%.

Nota. - Se, estando o analisador na gama mais comum, o ozonizador não permitir obter uma redução de 80% para 20% de acordo com o n.º 1.7.5, deve-se utilizar a gama mais alta que dê esta redução.

1.8 - Ajustamento do FID:

1.8.1 - Optimização da resposta do detector. - O HFID deve ser ajustado conforme especificado pelo fabricante do instrumento. Deve-se utilizar um gás de calibração contendo propano no ar para optimizar a resposta na gama de funcionamento mais comum.

Com os caudais de combustível e de ar regulados de acordo com as recomendações do fabricante, introduz-se no analisador um gás de calibração com uma concentração de C de 350 ppm (mais ou menos)75 ppm. A resposta com um dado caudal de combustível deve ser determinada a partir da diferença entre a resposta com um gás de calibração e a resposta com um gás de colocação no 0. O caudal de combustível deve ser aumentado e reduzido progressivamente em relação à especificação do fabricante. Registam-se as respostas com o gás de calibração aumentado e o gás de colocação no 0 a esses caudais de combustível. Desenha-se a curva da diferença entre as duas respostas, e ajusta-se o caudal de combustível em função da parte mais rica da curva.

1.8.2 - Factores de resposta para hidrocarbonetos. - O analisador deve ser calibrado utilizando propano em ar e ar de síntese purificado, de acordo com o n.º 1.5.

Os factores de resposta devem ser determinados ao colocar um analisador em serviço e após longos períodos de utilização. O factor de resposta (K(índice f)) para uma dada espécie de hidrocarboneto é a relação entre a leitura Cl no FID e a concentração de gás no cilindro, expressa em ppm Cl.

A concentração do gás de ensaio deve situar-se a um nível que dê uma resposta de cerca de 80% da escala completa. A concentração deve ser conhecida com uma precisão de (mais ou menos)2% em relação a um padrão gravimétrico expresso em volume. Além disso, o cilindro de gás deve ser pré-condicionado durante vinte e quatro horas à temperatura de 298 K (25ºC) (mais ou menos)5 K.

Os gases de ensaio a utilizar e as gamas dos factores de resposta recomendados são os seguintes:

• metano e ar de síntese purificado: 1,00 R(índice f) 1,15;

• propileno e ar de síntese purificado: 0,90 R(índice f) 1,1;

• tolueno e ar de síntese purificado: 0,90 R(índice f) 1,10.

Estes valores são relativos ao factor de resposta (R(índice f)) de 1,00 para o propano e o ar de síntese purificado.

1.8.3 - Verificação da interferência do oxigénio. - A verificação da interferência do oxigénio deve ser determinada ao colocar o analisador em serviço e após longos períodos de utilização.

O factor de resposta é definido e deve ser determinado conforme descrito no n.º 1.8.2. O gás de ensaio a utilizar e a gama de factores de resposta recomendada são os seguintes:

• propano e azoto: 0,95 R(índice f) 1,05.

Este valor tem como referência o factor de resposta (R(índice f)) de 1,00 para o propano e o ar de síntese purificado.

A concentração de oxigénio no ar do queimador do FID deve estar a (mais ou menos)1% da concentração de oxigénio do ar do queimador utilizado na última verificação da interferência no oxigénio. Se a diferença for superior, a interferência do oxigénio deve ser verificada e o analisador ajustado, se necessário.

1.9 - Efeitos de interferência com os analisadores NDIR e CLD. - Os gases presentes no escape que não sejam o que está a ser analisado podem interferir na leitura de vários modos. Há interferência positiva nos instrumentos NDIR quando o gás que interfere dá o mesmo efeito que o gás que está a ser medido, mas em menor grau. Há interferência negativa nos instrumentos NDIR quando o gás que interfere alarga a banda de absorção do gás que está a ser medido, e nos instrumentos CLD quando o gás que interfere atenua a radiação. As verificações de interferência indicadas nos n.os 1.9.1 e 1.9.2 devem ser efectuadas antes da utilização inicial do analisador e após longos períodos de serviço.

1.9.1 - Verificação da interferência no analisador de CO. - A água e o CO(índice 2) podem interferir com o comportamento do analisador de CO. Deixa-se, portanto, borbulhar na água à temperatura ambiente um gás de calibração que contenha CO, com uma concentração de 80% a 100% da escala completa da gama de funcionamento máxima utilizada durante o ensaio, registando-se a resposta do analisador. A resposta do analisador não deve ser superior a 1% na escala completa para as gamas iguais ou superiores a 300 ppm ou superior a 3 ppm para as gamas inferiores a 300 ppm.

1.9.2 - Verificações da atenuação do analisador de NO(índice x). - Os dois gases a considerar para os analisadores CLD (e HCLD) são o CO(índice 2) e o vapor de água. Os graus de atenuação desses gases são proporcionais às suas concentrações e exigem portanto técnicas de ensaio para determinar o efeito de atenuação às concentrações mais elevadas esperadas durante o ensaio.

1.9.2.1 - Verificação do efeito de atenuação do CO(índice 2). - Faz-se passar um gás de calibração contendo CO(índice 2) com uma concentração de 80% a 100% da escala completa da gama máxima de funcionamento através do analisador NDIR, registando-se o valor de CO(índice 2) como A. A seguir dilui-se cerca de 50% com um gás de calibração do NO e passa-se através do NDIR e (H)CLD, registando-se os valores de CO(índice 2) e NO como B e C, respectivamente. Fecha-se a entrada de CO(índice 2) e deixa-se passar apenas o gás de calibração do NO através do (H)CLD, registando-se o valor de NO como D.

O efeito de atenuação é calculado do modo a seguir indicado:

% atenuação do CO(índice 2) = {1 - [(C x A)/((D x A) - (D x B))]} x 100

não devendo ser superior a 3% da escala completa, em que:

A: concentração do CO(índice 2) não diluído medida com o NDIR (%);

B: concentração do CO(índice 2) diluído medida com o NDIR (%);

C: concentração do NO diluído medida como CLD (ppm);

D: concentração do NO não diluído medida com o CLD (ppm).

1.9.2.2 - Verificação do efeito de atenuação da água. - Esta verificação aplica-se apenas às medições das concentrações de gases em base húmida. O cálculo do efeito de atenuação da água deve ter em consideração a diluição do gás de calibração do NO com vapor de água e o estabelecimento de uma relação entre a concentração de vapor de água da mistura e a prevista durante o ensaio. Faz-se passar um gás de calibração do NO com uma concentração de 80% a 100% da escala completa da gama de funcionamento normal através do (H)CLD e regista-se o valor de NO como D. Deixa-se borbulhar o gás de calibração do NO através de água à temperatura ambiente, fazendo-se passar esse gás através do (H)CLD e registando-se o valor de NO como C. Determinam-se a pressão absoluta de funcionamento do analisador e a temperatura da água, registando-se os valores como E e F, respectivamente. Determina-se a pressão do vapor de saturação da mistura que corresponde à temperatura da água (F), sendo o seu valor registado como G. A concentração do vapor de água (em %) da mistura é calculada do seguinte modo:

H = 100 x (G/E)

e registada como H. A concentração prevista do gás de calibração do NO diluído (em vapor de água) é calculada do seguinte modo:

De = D x (1 - (H/100))

e registada como De. Para os gases de escape dos motores diesel, a concentração máxima de vapor de água (em %) prevista durante o ensaio deve ser estimada, na hipótese de uma relação atómica H/C do combustível de 1,8 para 1, a partir da concentração do gás de calibração do CO não diluído (A, medido como se indica no n.º 1.9.2.1) do seguinte modo:

Hm = 0,9 x A

e registada como Hm.

O efeito de atenuação da água é calculado do seguinte modo, não devendo ser superior a 3%:

% atenuação de H(índice 2) = ((De - C)/De) x (Hm/H)

em que:

De: concentração prevista do NO diluído (ppm);

C: concentração do NO diluído (ppm);

Hm: concentração máxima do vapor de água (%);

H: concentração real do vapor de água (%).

Nota. - É importante que o gás de calibração do NO contenha uma concentração mínima de NO(índice 2) para esta verificação, dado que a absorção do NO(índice 2) pela água não foi tida em consideração nos cálculos do efeito de atenuação.

1.10 - Intervalos de calibração. - Os analisadores devem ser calibrados de acordo com o n.º 1.5 pelo menos de três em três meses e sempre que haja uma reparação ou mudança do sistema que possa influenciar a calibração.

2 - Calibração do sistema de medição das partículas

2.1 - Introdução. - Cada componente deve ser calibrado tantas vezes quantas as necessárias para respeitar as exigências de precisão da presente norma. O método de calibração a utilizar está descrito no presente número para os componentes indicados no n.º 1.5 do apêndice 1 do anexo II e no anexo V.

2.2 - Medição dos caudais. - Os contadores de gás ou os debitómetros devem ser calibrados de acordo com normas nacionais e ou internacionais.

O erro máximo do valor medido deve ser +2% da leitura.

Se o caudal de gás for determinado por medição diferencial do fluxo, o erro máximo da diferença deve ser tal que a exactidão de G(índice EDF) seja de +4% (v. também n.º 1.2.1.1, EGA, do anexo V). O cálculo pode ser feito tirando a raiz quadrada da média dos quadrados dos erros de cada instrumento.

2.3 - Verificação da razão de diluição. - Ao utilizar sistemas de recolha de amostras de partículas sem EGA (n.º 1.2.1.1 do anexo V), verifica-se a razão de diluição para cada motor novo com o motor a funcionar e utilizando as medições das concentrações de CO(índice 2) ou de NO(índice x) nos gases de escape brutos e diluídos.

A razão de diluição medida deve estar a (mais ou menos)10% da razão de diluição calculada a partir da medição das concentrações de CO(índice 2) ou de NO(índice x).

2.4 - Verificação das condições de escoamento parcial. - A gama de velocidades dos gases de escape e as variações de pressão devem ser verificadas e ajustadas de acordo com os requisitos do n.º 1.2.1.1, EP, do anexo V, se aplicável.

2.5 - Intervalos de calibração. - Os debitómetros devem ser calibrados pelo menos de três em três meses ou sempre que haja uma reparação ou alteração do sistema que possa influenciar a calibração.

APÊNDICE 3

1 - Avaliação dos dados e cálculos

1.1 -Avaliação dos dados relativos às emissões gasosas. - Para a avaliação das emissões gasosas, toma-se a média das leituras dos registadores de agulhas dos últimos sessenta segundos de cada modo e determinam-se para cada modo as concentrações médias (conc) de CH, CO, NO(índice x) e CO(índice 2) durante cada modo, se for utilizado o método do balanço do carbono, a partir das leituras médias e dos dados de calibração correspondentes. Pode ser utilizado um tipo diferente de registo se assegurar uma aquisição de dados equivalente.

As concentrações médias de fundo (conc(índice d)) podem ser determinadas a partir das leituras efectuadas nos sacos do ar de diluição ou das leituras de fundo contínuas (não nos sacos) e dos dados de calibração correspondentes.

1.2 - Emissões de partículas. - Para a avaliação das partículas, registam-se para cada modo as massas ou volumes totais de amostras (M(índice SAM,ii))ou (V(índice SAM,i)), respectivamente, que passam através dos filtros.

Levam-se os filtros para a câmara de pesagem, condicionam-se durante pelo menos uma hora, mas não mais de oitenta horas, e pesa-se. Regista-se a massa bruta dos filtros e subtrai-se a tara (v. n.º 3.1 do anexo III). A massa de partículas (M(índice f,i) para o método do filtro único, M(índice f,i) para o método dos filtros múltiplos) é a soma das massas das partículas recolhidas nos filtros primário e secundário.

Se tiver de ser aplicada uma correcção de fundo, registam-se a massa ou o volume do ar de diluição (M(índice DIL)) ou (V(índice DIL)), respectivamente, através dos filtros e a massa das partículas (M(índice D)). Se tiver sido feita mais de uma medição, calcula-se o quociente M(índice D)/M(índice DIL) ou M(índice D)/V(índice DIL) para cada medição e calcula-se a média dos valores.

1.3 - Cálculo das emissões gasosas. - Os resultados finais dos ensaios a indicar devem ser deduzidos do seguinte modo:

1.3.1 - Determinação do caudal de gases de escape. - Determina-se o caudal dos gases de escape (G(índice EXHW),V(índice EXHW) ou V(índice EXHD)) para cada modo, de acordo com os n.os 1.2.1 a 1.2.3 do apêndice 1 do anexo III.

Se se utilizar um sistema de diluição total do fluxo, determina-se o caudal total dos gases de escape diluídos para cada modo de acordo com o n.º 1.2.4 do apêndice 1 do anexo III.

1.3.2 - Correcção para a passagem de base seca a base húmida. - Quando se aplicar, G(índice EXHW),V(índice FXHW), G(índice TOTW) ou V(índice TOTW), converte-se a concentração medida para base húmida através das fórmulas a seguir indicadas, caso a medição não tenha já sido efectuada em base húmida:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/1999/10/249a00/71327167.pdf))

1.3.3 - Correcção da humidade para o NO(índice x). - Dado que as emissões de NO(índice x) dependem das condições do ar ambiente, corrige-se a concentração de NO(índice x) em função da temperatura e da humidade do ar ambiente através do factor K(índice H) dado pela fórmula a seguir:

(ver fórmula no documento original)

1.3.4 - Cálculo dos caudais mássicos das emissões. - Calculam-se os caudais mássicos das emissões para cada modo como se indica a seguir:

(ver fórmulas no documento original)

1.3.5 - Cálculo das emissões específicas. - Calculam-se as emissões específicas (g/kWh) para todos os componentes individuais do seguinte modo:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/1999/10/249a00/71327167.pdf))

1.4 - Cálculo das emissões de partículas. - As emissões de partículas devem ser calculadas do seguinte modo:

1.4.1 - Factor de correcção da humidade para as partículas. - Dado que a emissão de partículas pelos motores diesel depende das condições do ar ambiente, corrige-se o caudal mássico de partículas em função da humidade do ar ambiente através do factor K(índice p) dado pela seguinte fórmula:

(ver fórmula no documento original)

1.4.2 - Sistema de diluição do total parcial. - Os resultados finais dos ensaios de emissão de partículas a indicar são deduzidos de modo a seguir especificado. Dado que podem ser utilizados vários tipos de controlo da taxa de diluição, são aplicáveis diferentes métodos de cálculo para caudais mássicos de gases de escape diluídos equivalentes G(índice EDF) ou caudais volúmicos de gases de escape diluídos equivalentes V(índice FDF). Todos os cálculos se devem basear nos valores médios dos modos individuais (i) durante o período de recolha de amostras.

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/1999/10/249a00/71327167.pdf))

1.4.3 - Sistema de diluição total do fluxo. - Os resultados finais dos ensaios de emissão de partículas a indicar são obtidos como se indica a seguir [todos os cálculos devem basear-se nos valores médios dos modos individuais (i) durante o período de recolha de amostras]:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/1999/10/249a00/71327167.pdf))

1.4.4 - Cálculo do caudal mássico de partículas. - Calcula-se o caudal mássico de partículas do seguinte modo:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/1999/10/249a00/71327167.pdf))

1.4.5 - Cálculo das emissões específicas. - Calcula-se a emissão específica de partículas PT (g/kWh) do seguinte modo (ver nota 1):

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/1999/10/249a00/71327167.pdf))

(nota 1) O caudal máximo de partículas PT(índice mass) deve ser multiplicado por K(índice p) (factor de correcção de humidade para as partículas, referido no n.º 1.4.1.).

1.4.6 - Factor de ponderação efectivo. - Para o método do filtro único, calcula-se o factor de ponderação efectivo WF(índice E,i) para cada modo como se indica a seguir:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/1999/10/249a00/71327167.pdf))

Os valores dos factores de ponderação efectivos devem estar a (mais ou menos)0,005 (valor absoluto dos factores de ponderação indicados no n.º 3.6.1 do anexo III).

ANEXO IV — Características técnicas do combustível de referência prescrito para os ensaios de homologação e para verificar a conformidade da produção

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/1999/10/249a00/71327167.pdf))

ANEXO V

1 - Sistema de análise e de recolha de amostras

Sistemas de recolha de amostras de gás e de partículas

(ver tabela no documento original)

1.1 - Determinação das emissões gasosas. - O n.º 1.1.1 e as figuras 2 e 3 contêm descrições pormenorizadas dos sistemas recomendados de recolha de amostras e de análise. Dado que várias configurações podem produzir resultados equivalentes, não é necessário respeitar rigorosamente estas figuras. Podem ser utilizados componentes adicionais tais como instrumentos, válvulas, solenóides, bombas e comutadores para obter outras informações e coordenar as funções dos sistemas. Outros componentes que não sejam necessários para manter a precisão em alguns sistemas podem ser excluídos se a sua exclusão se basear no bom-senso técnico.

1.1.1 - Componentes CO, CO(índice 2), HC, NO(índice x) dos gases de escape. - O sistema de análise para a determinação das emissões gasosas nos gases de escape brutos ou diluídos compreende os seguintes elementos:

• um analisador HFID para a medição dos hidrocarbonetos;

• analisadores NDIR para a medição do monóxido de carbono e do dióxido de carbono;

• um detector HCLD ou equivalente para a medição dos óxidos de azoto.

Para os gases de escape brutos (v. figura 2), a amostra de todos os componentes pode ser retirada por meio de uma sonda ou de duas sondas de recolha próximas uma da outra e dividida(s) internamente para diferentes analisadores. Deve-se velar por que nenhum componente dos gases de escape (incluindo a água e o ácido sulfúrico) se condense num ponto qualquer do sistema de análise.

Para os gases de escape diluídos (v. figura 3), a amostra dos hidrocarbonetos deve ser retirada com uma sonda de recolha diferente da utilizada para os outros componentes. Deve-se velar por que nenhum componente dos gases de escape (incluindo a água e o ácido sulfúrico) se condense num ponto qualquer do sistema de análise.

(ver figuras no documento original)

Descrições - figuras 2 e 3

Nota geral. - Todos os componentes no percurso do gás a ser recolhido devem ser mantidos a temperatura especificada para os sistemas respectivos.

Sonda SP1 de recolha de gases de escape brutos (figura 2 apenas). - Recomenda-se uma sonda de aço inoxidável rectilínea, fechada na extremidade e contendo vários orifícios. O diâmetro interior não deve ser maior do que o diâmetro interior da conduta de recolha. A espessura da parede da sonda não deve ser superior a 1 mm. Deve haver um mínimo de três orifícios em três planos radicais diferentes, dimensionados para recolher aproximadamente o mesmo caudal. A sonda deve abarcar pelo menos 80% do diâmetro do tubo de escape.

Sonda SP2 de recolha dos HC nos gases de escape diluídos (figura 3 apenas). - A sonda deve:

• ser, por definição, constituída pela primeira secção de 254 mm a 762 mm da conduta de recolha de hidrocarbonetos (HSL3);

• ter um diâmetro interior mínimo de 5 mm;

• ser instalada no túnel de diluição DT (n.º 1.2.1.2) num ponto em que o ar de diluição e os gases de escape estejam bem misturados (isto é, aproximadamente a uma distância de 10 vezes o diâmetro do túnel a jusante do ponto em que os gases de escape entram no túnel de diluição);

• estar suficientemente afastada (radialmente) de outras sondas e da parede do túnel de modo a não sofrer a influência de quaisquer ondas ou turbilhões;

• ser aquecida de modo a aumentar a temperatura da corrente de gás até 463 K (190ºC) (mais ou menos)10 K à saída da sonda.

Sonda SP3 de recolha de CO, CO(índice 2), e NO(índice x), nos gases de escape diluídos (figura 3 apenas). - A sonda deve:

• estar no mesmo plano que a sonda SP2;

• estar suficientemente afastada (radialmente) de outras sondas e da parede do túnel de modo a não sofrer a influência de quaisquer ondas ou turbilhões;

• ser aquecida e isolada ao longo de todo o seu comprimento até uma temperatura mínima de 328 K (55ºC) para evitar a condensação da água.

Conduta de recolha de amostras aquecida HSL1. - A conduta de recolha serve de passagem aos gases recolhidos desde a sonda única até ao(s) ponto(s) de separação de amostras e ao analisador de HC.

A conduta deve:

• ter um diâmetro interno mínimo de 5 mm e máximo de 13,5 mm;

• ser de aço inoxidável ou de PTFE;

• manter uma temperatura de paredes de 463 K (192ºC) (mais ou menos)10 K, medida em cada uma das secções aquecidas controladas separadamente, se a temperatura dos gases de escape na sonda de recolha for igual ou inferior a 463 K (190ºC);

• manter uma temperatura de paredes superior a 453 K (180ºC) se a temperatura dos gases de escape na sonda de recolha for superior a 463 K (190ºC);

• manter a temperatura dos gases aquecida (F2) e do HFID.

Conduta de recolha de NO(índice x), aquecida HSL2. - A conduta deve:

• manter uma temperatura de paredes compreendida entre 328 K e 473 K (55ºC e 200ºC) até ao conversor, se se utilizar um banho de arrefecimento, e até ao analisador, no caso contrário;

• ser de aço inoxidável ou PTFE.

Dado que a conduta de recolha apenas precisa de ser aquecida para impedir a condensação da água e do ácido sulfúrico, a sua temperatura dependerá do teor de enxofre do combustível.

Conduta de recolha SL para o CO (C(índice 2)). - A conduta pode ser de aço inoxidável ou PTF. Pode ser aquecida ou não.

Saco dos elementos de fundo BK (facultativo; figura 3 apenas). - Este saco serve para a medição das concentrações de fundo.

Saco de recolha BG (facultativo; figura 3, CO e CO(índice 2) apenas). - Este saco serve para a medição das concentrações das amostras.

Pré-filtro aquecido F1 (facultativo). - A temperatura deve ser a mesma que a da conduta HSL1.

Filtro aquecido F2. - O filtro deve extrair quaisquer partículas sólidas da amostra de gases antes do analisador. A temperatura deve ser a mesma que a da conduta HSL1. O filtro deve ser mudado quando necessário.

Bomba de recolha de amostras aquecida P. - A bomba deve ser aquecida até à temperatura da conduta HSL1.

HC. - Detector aquecido de ionização por chama (HFID) para a determinação dos hidrocarbonetos. A temperatura deve ser mantida entre 453 K e 473 K (180ºC e 200ºC).

CO, CO(índice 2). - Analisadores NDIR para a determinação do monóxido de carbono e do dióxido de carbono.

NO(índice 2). - Analisador (H)CLD para a determinação dos óxidos de azoto. Se for utilizado um HCLD, este deve ser mantido a uma temperatura compreendida entre 328 K e 473 K (55ºC e 200ºC).

Conversor C. - Utiliza-se um conversor para a redução catalítica de NO(índice 2) em NO antes da análise no CLD ou HCLD.

Banho de arrefecimento B. - Para arrefecer e condensar a água contida na amostra de gases de escape. O banho deve ser mantido a uma temperatura compreendida entre 273 K e 277 K (0ºC e 4ºC), utilizando gelo ou refrigeração. O banho é facultativo se o analisador não sofrer interferências do vapor de água, de acordo com os n.os 1.9.1 e 1.9.2 do apêndice 3 do anexo III.

Não são admitidos exsicantes químicos para a remoção da água da amostra.

Sensores de temperatura T1, T2, T3. - Para monitorizar a temperatura da corrente de gás.

Sensor de temperatura T4. - Temperatura do conversor NO(índice 2)-NO.

Sensor de temperatura T5. - Para monitorizar a temperatura do banho de arrefecimento.

Manómetros G1, G7, G. - Para medir a pressão nas condutas de recolha de amostras.

Reguladores de pressão R1, R2. - Para regular a pressão do ar e do combustível, respectivamente, que chegam ao HFID.

Reguladores de pressão R3, R4, R5. - Para regular a pressão nas condutas de recolha de amostras e o fluxo para os analisadores.

Debitómetros FL1, FL2, FL3. - Para monitorizar o caudal de derivação das amostras.

Debitómetros F4 a FL7 (facultativos). - Para monitorizar o caudal através dos analisadores.

Válvulas selectoras V1 a V6. - Para seleccionar o gás a enviar para o analisador (amostra, gás de calibração ou gás de colocação no 0).

Válvulas solenóides V7, V8. - Para contornar o conversor NO(índice 2)-NO.

Válvula de agulha V9. - Para equilibrar o escoamento através do conversor NO(índice 2)-NO e da derivação.

Válvulas de agulha V10, V11. - Para regular o fluxo para os analisadores.

Válvula de purga V12, V13. - Para drenar o condensado do banho B.

Válvula selectora V14. - Para seleccionar o saco de amostras ou o saco dos elementos de fundo.

1.2 - Determinação das partículas. - Os n.os 1.2.1 e 1.2.2 e as figuras 4 a 15 contêm descrições pormenorizadas dos sistemas recomendados de diluição e de recolha de amostras. Dado que várias configurações podem produzir resultados equivalentes, não é necessário respeitar rigorosamente estas figuras. Podem ser utilizados componentes adicionais tais como instrumentos, válvulas, solenóides, bombas e comutadores para obter outras informações e coordenar as funções dos sistemas. Outros componentes que não sejam necessários para manter a precisão em alguns sistemas podem ser excluídos se a sua exclusão se basear no bom senso técnico.

1.2.1 - Sistema de diluição:

1.2.1.1 - Sistema de diluição parcial do fluxo (figuras 4 a 12). - O sistema de diluição apresentado baseia-se na diluição de uma parte da corrente de gases de escape. A separação dessa corrente e o processo de diluição que se lhe segue podem ser efectuados por meio de diferentes tipos de sistemas de diluição. Para a subsequente recolha das partículas, pode-se passar para o sistema de recolha de amostras de partículas a totalidade dos gases de escape diluídos ou apenas uma porção destes (n.º 1.2.2, figura 14). O primeiro método é referido como sendo do tipo de recolha de amostras total, e o segundo, como sendo do tipo de recolha de amostras fraccionado.

O cálculo da razão de diluição depende do tipo de sistema utilizado. Recomendam-se os seguintes tipos:

• Sistemas isocinéticos (figuras 4 e 5). - Nestes sistemas, o fluxo para o tubo de transferência deve ter as mesmas características que o fluxo total dos gases de escape em termos de velocidade e ou pressão dos gases, exigindo assim um fluxo regular e uniforme dos gases de escape ao nível da sonda de recolha. Consegue-se este resultado utilizando um ressonador e um tubo de chegada rectilíneo a montante do ponto de recolha. A razão de separação é então calculada a partir de valores facilmente mensuráveis, como os diâmetros de tubos. É de notar que o método isocinético é apenas utilizado para igualizar as condições de escoamento e não para efeitos de igualização da distribuição da granulometria. Em geral esta última não é necessária dado que as partículas são suficientemente pequenas para seguir as linhas de corrente do fluido;

• Sistemas com regulação dos caudais e medição das concentrações (figuras 6 a 10). - Com estes sistemas, retira-se uma amostra da corrente total dos gases de escape ajustando o caudal do ar de diluição e o caudal total dos gases diluídos. A razão de diluição é determinada a partir das concentrações dos gases marcadores, tais como CO(índice 2) ou NO(índice x), que estão naturalmente presentes nos gases de escape dos motores. Medem-se as concentrações nos gases de escape diluídos e no ar de diluição, podendo a concentração nos gases de escape brutos ser medida directamente ou ser determinada a partir do caudal do combustível e da equação do balanço do carbono, se a composição do combustível for conhecida. Os sistemas podem ser regulados com base na razão de diluição calculada (figuras 6 e 7) ou com base no caudal que entra no tubo de transferência (figuras 8, 9 e 10);

• Sistemas com regulação dos caudais e medição do caudal (figuras 11 e 12). - Com estes sistemas, retira-se uma amostra da corrente total dos gases de escape ajustando o caudal do ar de diluição e o caudal total dos gases de escape diluídos. A razão de diluição é determinada pela diferença entre os dois caudais. Este método exige uma calibração precisa dos debitómetros entre si, dado que a grandeza relativa dos dois caudais pode levar a erros significativos com razões de diluição mais elevadas (figuras 9 e seguintes). A regulação dos caudais efectua-se muito facilmente, mantendo o caudal de gases de escape diluídos constante e variando o caudal do ar de diluição, se necessário.

Para poder tirar partido das vantagens dos sistemas de diluição parcial do fluxo, é necessário evitar os problemas potenciais de perdas de partículas no tubo de transferência, assegurar a recolha de uma amostra representativa dos gases de escape do motor e determinar a razão de separação.

Os sistemas descritos têm em conta esses factores essenciais.

(ver figura no documento original)

Os gases de escape brutos são transferidos do tubo de escape EP para o túnel de diluição DT através do tubo de transferência TT pela sonda de recolha de amostras isocinética ISP. Mede-se a diferença de pressão dos gases de escape entre o tubo de escape e a entrada da sonda, utilizando o transdutor de pressão DPT. O sinal resultante é transmitido ao regulador de caudal FC1, que comanda a ventoinha de aspiração SB para manter uma diferença de pressão nula na ponta da sonda. Nestas condições, as velocidades dos gases de escape em EP e ISP são idênticas e o fluxo através de ISP e TT é uma fracção constante do fluxo de gases de escape. A razão de separação é determinada pelas áreas das secções de EP e ISP. O caudal do ar de diluição é medido com o dispositivo FM1. A razão de diluição é calculada a partir do caudal do ar de diluição e da razão de separação.

(ver figura no documento original)

Os gases de escape brutos são transferidos do tubo de escape EP para o túnel de diluição DT através do tubo de transferência TT pela sonda de recolha de amostras isocinética ISP. Mede-se a diferença de pressão dos gases de escape entre o tubo de escape e a entrada da sonda, utilizando o transdutor de pressão DPT. O sinal resultante é transmitido ao regulador de caudal FCI, que comanda a ventoinha de pressão PB para manter uma diferença de pressão nula na ponta da sonda. Isto consegue-se retirando uma pequena fracção do ar de diluição cujo caudal já foi medido com o debitómetro FNI, e fazendo-o chegar a TT através de um orifício pneumático. Nestas condições, as velocidades dos gases de escape em EP e ISP são idênticas e o fluxo através de ISP e TT é uma fracção constante do fluxo de gases de escape. A razão de separação é determinada pelas áreas das secções de EP e ISP. O ar de diluição é aspirado através de DT pela ventoinha de aspiração SB e o seu caudal é medido com FMI à entrada em DT. A razão de diluição é calculada a partir do caudal do ar de diluição e da razão de separação.

(ver figura no documento original)

Os gases de escape brutos são transferidos do tubo de escape EP para o túnel de diluição DT através da sonda de recolha de amostras SP e do tubo de transferência TT. Medem-se as concentrações de um gás marcador (CO(índice 2) ou NO(índice x)) nos gases de escape brutos e diluídos, bem como no ar de diluição com o(s) analisador(es) de gases de escape EGA. Estes sinais são transmitidos ao regulador de caudal FC2 que regula quer a ventoinha de pressão PB quer a ventoinha de aspiração SB, para manter a separação e a razão de diluição dos gases de escape desejadas em DT. A razão de diluição calcula-se a partir das concentrações dos gases marcadores nos gases de escape brutos, nos gases de escape diluídos e no ar de diluição.

(ver figura no documento original)

Os gases de escape brutos são transferidos do tubo de escape EP para o túnel de diluição DT através da sonda de recolha de amostras SP e do tubo de transferência TT. Medem-se as concentrações de CO(índice 2) nos gases de escape diluídos e no ar de diluição com o(s) analisador(es) de gases de escape EGA. Os sinais referentes à concentração de CO(índice 2) e do caudal de combustível G(índice FUEL) são transmitidos quer ao regulador de caudal FC2 quer ao regulador de caudal FC3 do sistema de recolha de amostras de partículas (v. figura 14). FC2 comanda a ventoinha de pressão PB, enquanto FC3 comanda o sistema de recolha de amostras de partículas (v. figura 14), ajustando assim os fluxos que entram e saem do sistema de modo a manter a razão de separação e a razão de diluição dos gases de escape desejadas em DT. A razão de diluição calcula-se a partir das concentrações do CO(índice 2) e de G(índice FUEL) utilizando a hipótese do balanço do carbono.

(ver figura no documento original)

Os gases de escape brutos são transferidos do tubo de escape EP para o túnel de diluição DT através da sonda de recolha de amostras SP e do tubo de transferência TT devido à pressão negativa criada pelo Venturi VN em DT. O caudal dos gases através de TT depende da troca de quantidades de movimento na zona do Venturi, sendo portanto afectada pela temperatura absoluta dos gases à saída de TT. Consequentemente, a separação dos gases de escape para um dado caudal do túnel não é constante, e a razão de diluição a pequena carga é ligeiramente mais baixa que a carga elevada. Medem-se as concentrações do gás marcador (CO(índice 2) ou NO(índice x)) nos gases de escape brutos, nos gases de escape diluídos e no ar de diluição com o(s) analisador(es) de gases de escape EGA, sendo a razão de diluição calculada a partir dos valores assim obtidos.

(ver figura no documento original)

Os gases de escape brutos são transferidos do tubo de escape EP para o túnel de diluição DT através do tubo de transferência TT pelo separador de fluxos FD3, que é constituído por uma série de tubos com as mesmas dimensões (diâmetros, comprimentos e raios de curvatura idênticos) instalados em EP. Os gases de escape através de um destes tubos são levados para DT e os gases de escape através do resto dos tubos são conduzidos através da câmara de amortecimento DC. A separação dos gases de escape é assim determinada pelo número total de tubos. Uma regulação constante da separação exige uma diferença de pressão nula entre DC e a saída de TT, que é medida com o transdutor de pressão diferencial DPT. Obtém-se uma diferença de pressão nula injectando ar fresco em DT à saída de TT. Medem-se as concentrações do gás marcador (CO(índice 2) ou NO(índice x)) nos gases de escape brutos, nos gases de escape diluídos e no ar de diluição com o(s) analisador(es) de gases de escape EGA. Estas concentrações são necessárias para verificar a separação dos gases de escape e podem ser utilizadas para regular o caudal de ar de injecção para se obter uma regulação precisa da separação. A razão de diluição é calculada a partir das concentrações dos gases marcadores.

(ver figura no documento original)

Os gases de escape brutos são transferidos do tubo de escape EP para o túnel de diluição DT através da sonda de recolha de amostras SP e do tubo de transferência TT. O caudal total através do túnel é ajustado com o regulador de caudais FC3 e a bomba de recolha de amostras P do sistema de recolha de amostras de partículas (v. figura 16). O caudal de ar de diluição é regulado pelo regulador de caudal FC2, que pode utilizar G(índice EXH),G(índice AIR) ou G(índice FUEL) como sinais de comando, para se obter a separação dos gases de escape desejada. O caudal da amostra que chega a DT é a diferença entre o caudal total e o caudal do ar de diluição. O caudal do ar de diluição é medido com o debitómetro FM1 e o caudal total com o debitómetro FM3 do sistema de recolha de amostras de partículas (v. figura 14). A razão de diluição é calculada a partir desses dois caudais.

(ver figura no documento original)

Os gases de escape brutos são transferidos do tubo de escape EP para o túnel de diluição DT através da sonda de recolha de amostras SP e do tubo de transferência TT. A separação dos gases de escape e o caudal que chega a DT é regulado pelo regulador de caudal FC2 que ajusta os caudais (ou velocidades), da ventoinha de pressão PB e da ventoinha de aspiração SB, operação possível dado que a amostra retirada com o sistema de recolha de partículas é reenviada para DT. G(índice EXH),G(índice AIR) ou G(índice FUEL) podem ser utilizados como sinais de comando para FC2. O caudal do ar de diluição é medido com o debitómetro FM1 e o caudal total com o debitómetro FM2. A razão de diluição é calculada a partir desses dois caudais.

Descrição - figuras 4 a 12

Tubo de escape EP. - O tubo de escape pode ser isolado. Para reduzir a inércia térmica do tubo de escape recomenda-se uma relação espessura/diâmetro igual ou inferior a 0,015. A utilização de secções flexíveis deve ser limitada a uma relação comprimento/diâmetro igual ou inferior a 12. As curvas devem ser reduzidas ao mínimo para limitar a deposição por inércia. Se o sistema incluir um silencioso de ensaio, este deve também ser isolado.

No caso dos sistemas isocinéticos, o tubo de escape não deve ter cotovelos, curvas nem variações súbitas de diâmetro ao longo de pelo menos seis diâmetros do tubo a montante e três a jusante da ponta da sonda. A velocidade do gás na zona de recolha de amostras deve ser superior a 10 m/s, excepto no modo de marcha lenta sem carga. As variações de pressão dos gases de escape não devem exceder em média (mais ou menos)500 Pa. Quaisquer medidas no sentido de reduzir as variações de pressão que vão além da utilização de um sistema de escape do tipo quadro (incluindo o silencioso e dispositivo de pós-tratamento) não devem alterar o comportamento funcional do motor nem provocar a deposição de partículas.

No caso dos sistemas sem sondas isocinéticas, recomenda-se a utilização de um tubo rectilínio com um comprimento igual a seis diâmetros do tubo a montante e a três a jusante da ponta da sonda.

Sonda de recolha de amostras SP (figuras 6 a 12). - O diâmetro interior mínimo deve ser de 4 mm. A relação de diâmetros mínima entre o tubo de escape e a sonda deve ser de quatro. A sonda deve ser um tubo aberto virado para montante e situado na linha de eixo do tubo de escape, ou uma sonda com orifícios múltiplos descrita em SP1 no n.º 1.1.1.

Sonda isocinética de recolha de amostras ISP (figuras 4 e 5). - A sonda isocinética de recolha de amostras deve ser instalada virada para montante na linha de eixo do tubo de escape na zona onde são satisfeitas as condições de escoamento na secção EP e deve ser concebida para fornecer uma amostra proporcional dos gases de escape brutos. O diâmetro interior mínimo deve ser de 12 mm.

É necessário prever um sistema de regulação para a separação isocinética dos gases de escape através da manutenção de uma diferença de pressão nula entre EP e ISP. Nestas condições, as velocidades dos gases de escape em EP e ISP são idênticas e o caudal mássico através de ISP é uma fracção constante do caudal total dos gases de escape. A ISP tem de ser ligada a um transdutor de pressão diferencial. Para obter uma diferença de pressão nula entre EP e ISP utiliza-se um regulador de velocidade da ventoinha ou um regulador de caudal.

Separadores de fluxo FD1, FD2 (figura 9). - Coloca-se um conjunto de Venturis ou de orifícios no tubo de escape EP e no tubo de transferência TT, respectivamente, para se obter uma amostra proporcional dos gases de escape brutos. Utiliza-se um sistema de regulação da pressão com duas válvulas de regulação PCV1 e PCV2 para obter uma separação proporcional, através da regulação das pressões em EP e DT.

Separador de fluxo FD3 (figura 10). - Instala-se um conjunto de tubos (unidade de tubos múltiplos) no tubo de escape EP para se obter uma amostra proporcional dos gases de escape brutos. Um dos tubos leva os gases de escape ao túnel de diluição DT, enquanto os outros tubos levam os gases de escape para uma câmara de amortecimento DC. Os tubos devem ter as mesmas dimensões (mesmos diâmetros, comprimentos e raios de curvatura), pelo que a separação dos gases de escape dependerá do número total de tubos. É necessário um sistema de regulação para se obter uma separação proporcional através da manutenção de uma diferença de pressão nula entre a saída da unidade de tubos múltiplos para DC e a saída de TT. Nestas condições, as velocidades dos gases de escape em EP e FD3 são proporcionais, e o caudal em TT é uma fracção constante do caudal dos gases de escape. Os dois pontos têm de ser ligados a um transdutor de pressão diferencial DPT. A diferença de pressão nula obtém-se por meio do regulador de caudal FC1.

Analisador de gases de escape EGA (figuras 6 a 10). - Podem-se utilizar analisadores de CO(índice 2) ou NO(índice x) (unicamente com o método do balanço do carbono para o analisador de CO(índice 2)). Os analisadores devem ser calibrados como os utilizados para a medição das emissões gasosas. Podem-se utilizar um ou vários analisadores para determinar as diferenças de concentração.

A precisão dos sistemas de medida deve ser tal que a precisão de GEDFW,i ou VEDFW,i esteja dentro de uma margem de (mais ou menos)4%.

Tubo de transferência TT (figuras 4 a 12). - O tubo de transferência das amostras de partículas deve:

• ser tão curto quanto possível, mas o seu comprimento não deve exceder 5 m;

• ter um diâmetro igual ou superior ao da sonda, mas não superior a 25 mm;

• ter um ponto de saída na linha de eixo do túnel de diluição e virado para jusante.

Se o tubo tiver um comprimento igual ou inferior a 1 m, deve ser isolado com material de condutividade térmica máxima de 0,05 W/(m.K), devendo a espessura radial do isolamento corresponder ao diâmetro da sonda. Se o tubo tiver um comprimento superior a 1 m, deve ser isolado e aquecido de modo a obter-se uma temperatura mínima da parede de 523 K (250ºC).

Em alternativa, as temperaturas exigidas para a parede do tubo de transferência podem ser determinadas através de cálculos clássicos de transferência de calor.

Transdutor de pressão diferencial DPT (figuras 4,5 e 10). - O transdutor de pressão diferencial deve ter uma gama de funcionamento máxima de (mais ou menos)500 Pa.

Regulador de caudal FC1 (figuras 4, 5 e 10). - No caso dos sistemas isocinéticos (figuras 4 e 5), é necessário um regulador de caudal para manter uma diferença de pressão nula entre EP e ISP. O ajustamento pode ser feito:

No caso de um sistema com regulação da pressão, o erro remanescente no circuito de regulação não deve exceder (mais ou menos)3 Pa. As variações de pressão no túnel de diluição não devem exceder (mais ou menos)250 Pa em média.

No caso dos sistemas de tubos múltiplos (figura 10) é necessário um regulador de caudal para obter uma separação proporcional dos gases de escape e manter uma diferença de pressão nula entre a saída da unidade de tubos múltiplos e a saída de TT. O ajustamento pode ser efectuado regulando o caudal do ar de injecção à entrada de DT e à saída de TT.

Válvulas de regulação de pressão PCV1 e PCV2 (figura 9). - São necessárias duas válvulas de regulação da pressão para o sistema de Venturi duplo/orifício duplo para se obter uma separação proporcional do fluxo por regulação da contrapressão em EP e da pressão em DT. As válvulas devem estar localizadas a jusante de SP em EP e entre PB e DT.

Câmara de amortecimento DC (figura 10). - Deve-se instalar uma câmara de amortecimento à saída da unidade de tubos múltiplos para minimizar as variações de pressão no tubo de escape EP.

Venturi VN (figura 8). - Instala-se um Venturi no túnel de diluição DT para criar uma pressão negativa na zona da saída do tubo de transferência TT. O caudal dos gases através de TT é determinado pela troca de quantidades de movimento na zona do Venturi e é basicamente proporcional ao caudal da ventoinha de pressão PB, dando assim uma razão de diluição constante. Dado que a troca de quantidades de movimento é afectada pela temperatura à saída de TT e pela diferença de pressão entre EP e DT, a razão de diluição real é ligeiramente mais baixa à carga reduzida que à carga elevada.

Regulador de caudal FC2 (figuras 6, 7, 11 e 12; facultativo). - Pode ser utilizado um regulador de caudal para regular o caudal da ventoinha de pressão PB e ou da ventoinha de aspiração SB. Pode ser ligado ao sinal do caudal de gases de escape ou do caudal de combustível e ou ao sinal diferencial do CO(índice 2) ou NO(índice x).

Quando se utiliza um sistema de ar comprimido (figura 11), o FC2 regula directamente o caudal de ar.

Debitómetro FM1 (figuras 6, 7, 11 e 12). - Contador de gás ou outro aparelho adequado para medir o caudal do ar de diluição. FM1 é facultativo se PB for calibrada para medir o caudal.

Debitómetro FM2 (figura 12). - Contador de gás ou outro aparelho adequado para medir o caudal dos gases de escape diluídos. FM2 é facultativo se a ventoinha de aspiração SB for calibrada para medir o caudal.

Ventoinha de pressão PB (figuras 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 12). - Para regular o caudal de ar de diluição, PB pode ser ligada aos reguladores de caudal FC1 ou FC2. PB não é necessária quando se utilizar uma válvula de borboleta. PB pode ser utilizada para medir o caudal de ar de diluição, se calibrada.

Ventoinha de aspiração SB (figuras 4, 5, 6, 9, 10 e 12). - Utiliza-se apenas com sistemas de recolha de amostras fraccionada. SB pode ser utilizada para medir o caudal dos gases de escape diluídos, se calibrada.

Filtro do ar de diluição DAF (figuras 4 a 12). - Recomenda-se que o ar de diluição seja filtrado e sujeito a uma depuração com carvão para eliminar os hidrocarbonetos de fundo. O ar de diluição deve ter uma temperatura de 298 K (25ºC)(mais ou menos)5 K.

A pedido dos fabricantes, devem ser escolhidas amostras do ar de diluição de acordo com as boas práticas de engenharia, para determinar os níveis das partículas de fundo, que podem então ser subtraídos dos valores medidos nos gases de escape diluídos.

Sonda de recolha de amostras de partículas PSP (figuras 4, 5, 6, 8, 9, 10 e 12). - A sonda é o primeiro elemento do tubo de transferência de partículas PTT e:

• deve ser instalada virada para montante num ponto em que o ar de diluição e os gases de escape estejam bem misturados, isto é, na linha de eixo do túnel de diluição DT dos sistemas de diluição a uma distância de cerca de 10 diâmetros do túnel a jusante do ponto em que os gases de escape entram no túnel de diluição;

• deve ter um diâmetro interno mínimo de 12 mm;

• pode ser aquecida até se obter uma temperatura de paredes não superior a 325 K (52ºC) por aquecimento directo ou por pré-aquecimento do ar de diluição, desde que a temperatura do ar não exceda 325 K (52ºC) antes da introdução dos gases de escape no túnel de diluição;

• pode ser isolada.

Túnel de diluição DT (figuras 4 a 12). - O túnel de diluição deve:

• ter um comprimento suficiente para assegurar uma mistura completa dos gases de escape e do ar de diluição em condições de escoamento turbulento;

• ser fabricado de aço inoxidável com:

• uma relação espessura/diâmetro igual ou inferior a 0,025 para os túneis de diluição de diâmetro interno superior a 75 mm;

• uma espessura nominal da parede não inferior a 1,5 mm para os túneis de diluição de diâmetro interno igual ou inferior a 75 mm;

• ter pelo menos 75 mm de diâmetro se for do tipo adequado para recolha fraccionada;

• ter como diâmetro mínimo recomendado 25 mm se for do tipo adequado para recolha total.

O túnel de diluição pode ser aquecido até se obter uma temperatura da parede não superior a 325 K (52ºC) por aquecimento directo ou por pré-aquecimento do ar de diluição, desde que a temperatura do ar não exceda 325 K (52ºC) antes da introdução dos gases de escape no túnel de diluição.

O tubo de diluição pode ser isolado.

Os gases de escape do motor devem ser completamente misturados com o ar de diluição. Para os sistemas de recolha fraccionada, a qualidade da mistura deve ser verificada após a entrada em serviço por meio de uma curva da concentração de CO(índice 2) no túnel com o motor em marcha (pelo menos em quatro pontos de medida igualmente espaçados). Se necessário, pode-se utilizar um orifício de mistura.

Nota. - Se a temperatura ambiente na vizinhança do túnel de diluição (DT) for inferior a 293 K (20ºC), devem-se tomar precauções para evitar perdas de partículas nas paredes frias do túnel de diluição. Assim sendo, recomenda-se aquecer e ou isolar o túnel dentro dos limites indicados acima.

A cargas elevadas do motor, o túnel pode ser arrefecido por meios não agressivos tais como um ventilador de circulação, desde que a temperatura do fluido de arrefecimento não seja inferior a 293 K (20ºC).

Permutador de calor HE (figuras 9 e 10). - O permutador de calor deve ter uma capacidade suficiente para manter a temperatura à entrada da ventoinha de aspiração SB a (mais ou menos)11 K da temperatura média observada durante o ensaio.

1.2.1.2 - Sistema de diluição total do fluxo (figura 13). - O sistema de diluição descrito baseia-se na diluição da totalidade do fluxo de gases de escape, utilizando o conceito da recolha de amostras a volume constante (CVS). Há que medir o volume total da mistura dos gases de escape e do ar de diluição. Pode ser utilizado um sistema PDP ou CFV.