Volvo Car Corporation Vilka ämnen mäts på bilar idag och vilka krav kommer i ny lagstiftning

Transkript

1 Volvo Car Corporation Vilka ämnen mäts på bilar idag och vilka krav kommer i ny lagstiftning Olle Berg, Avd Emissionsteknik Sida 1

2 Vilka ämnen mäts på bilar idag och vilka krav kommer i ny lagstiftning Innehåll Dagens lagkrav Så här sker provning idag World Light Test Procedure Sammanfattning Sida 2

3 Emissionslaboratoriet Test Cells: Sealed Housing for Evaporative Determination (SHED) 5 units Mileage Accumulation Test Cells 8 units Emission Test Cells 11 units Soak: Soak facility -10 to +30 C 100 vehicles Sida 3

4 Working Pattern Vehicle emission testing 2 shift operation, 5 days a week + weekend shift Mileage accumulation testing 24h/7d Engineering daytime, 5 days a week On call service evenings and weekends Remaining test cells run unmanned testing or daytime Sida 4

5 Europa: Diesel NOx + PM 60 PM [mg/km] EURO EURO Euro 6* EURO NOx [mg/km] *) Euro 5b + Euro6 PM + Particle number 6*10 11 /km Sida 5

6 Utsläppskrav Euro 6 emissioner (Nya typer; ) Kväveoxider NOx Kolmonoxid CO Totala kolväten THC Non-metan kolväten NMHC NOx+THC Partiklar massa PM Partiklar antal PN Bensin [mg/km] ,5 Ej klart Diesel [mg/km] ,5 6,0 * Dimensionerande för partiklar Sida 6

7 Begränsningar av CO 2 -utsläpp från bilar Europa (bas: vikt) USA (bas: footprint) Other countries 130 g CO2/km VCC ~140 g CO2/km Infasning : 95? g CO2/km Green House Gases - CAFE Japan, Kina, Korea Kundönskemål Skatter och avgifter Sida 7

8 Sida 8

9 Emissionsprovning Görs i provrum! Test procedurer ger standardiserat provförfarande repeterbart! Olika på olika marknader (Eu + RoW, USA, Japan) Simulering sker av flera viktiga parametrar: Bilens väglast Bilens massa Körcykel Luftkylning av bilen Avgasspädning [ ] Sida 9

10 Emissionprov - Flödesschema 1. Utrullning på väg Väglast Provrumsmiljö 2. Dag 1: Preparering av bil + lastsättning 3. Parkering 12h Soak 4. Dag 2: Emissionprov 5. Resultat Sida 10

11 1. Utrullning på väg Bestämning av rullmotstånd sker genom s.k. Utrullning Raka vägbana Bilen rullas från 125 till 15 km/h Tiderna bestäms Hastighet Tid km/h s 120 7, , , , , , , , , , ,37 Sida 11

12 1. Utrullning på väg Vägkraft Totala krafter på bilen: 1. Acceleration (F a =m*a) 2. Väglast t.ex. Luftmotstånd (~v 2 ) Friktionsförluster (~v) Rullmotstånd (F 0 ) Fm=F 0 + F 1 *v + F 2 *v 2 Kraft [N] Rullmotstånd Luftmotstånd Hastighet [km/h] Sida 12

13 velocity [km/h] velocity [km/h] Emissionsprovning - körcykler EU Cycle: NEDC time [s] Japan Cycle: JC time [s] velocity [km/h] US Base Cycle: FTP time [s] velocity [km/h] velocity [km/h] velocity [km/h] time [s] Cycle: US06 Cycle: US HWFET time [s] Suppl Cycle: SC time [s] Sida 13

14 2-3. Preparering av bil Byte till certifieringsbränsle Funktioner stängs av: DSTC, AC, säkerhetssystem Uppvärmning och förkonditionering (3 x EUDC, högfart) Lastsättning av dyno genom utrullning Parkering i 12h för att konditionera bilen Soak Sida 14

15 Emissionsprovning - Constant volume sampling 1, 3, 6, 12 m 3 /min Sida 15

16 12 CVS Flow Flow rate (m 3 /min) 9 6 Dilution Air Flow 3 0 time (s) Exhaust Flow Sida 16

17 Parametrar vad behövs Spädluft Camb Säckar Csam Analysatorer Dysa d Vmix Körd sträcka (NEDC: d = 11 km) Koncentration CO 2 utspädningsluft (C amb ~440 ppm) Koncentration CO 2 från utspädda avgaser (C sam ) Total utspädd avgasmängd (Vmix m 3 ) Ett säckpar för varje fas Vakuumfläkt Sida 17

18 Beräkning av emissioner Densitet CO: 1.16 g/l CO2: 1.83 g/l HC: g/l Gas koncentration Total CVS volymen (utspädda gaser) Sida 18

19 Mätning av partikelmassa Sida 19

20 Krav på vid vägning av partikelfilter Vägning före och efter prov Lufttemperatur: 22 ± 1 ºC Daggpunkt: 9.5 ± 1 ºC Lufthastighet: < 4 cm/s Krav på renhet Multipel vägning, t ex 3 vägningar och medelvärde Sida 20

21 Partikelräkning, Euro 5b Carbon and HEPA filters provide particle free and low HC background air Dilution air in Humidity and T controlled C HEPA CVS Tunnel PSP and PTT comprise the sample probe PSP PTT To CFV Particle number concentration PCF: provides sharp cut-point at 2.5µm PNC Size selective inlet: D50 ~20nm PND 2 cools and dilutes ET: Heated evaporation tube PND 1 heats and dilutes VPR To mass flow controller and pump Sida 21

22 WLTP World Light duty Test Procedure Sida 22

23 WLTP World Light duty Test Procedure DTP Development of Test Procedure (Working group OICA/ECE) PM/PN Non regulated emissions Lab Process ICE Lab Process Electrification Reference fuels PM - Harmonize US/ECE/Japan PN -Completion of ECE regulation -Methodology and equipment NO2 NH3 for SCR HC Specification incl EtOH N2O -Methodology and equipment Road load Inertia classes Shift mode, multi mode gearbox Vehicle dyno mode Twin vs. single roller dyno 2WD/4WD Electrical accessories Tyre pressure Preconditioning Vehicle soak Road speed fan Test cell operation, climate Calculations Emissions measurement equipment Bench aging Calibration gas spec, calibration intervals Electrical range Utility factor Emissions, CO2 Correction factor Reduced cycle length Coast down (unique to this technology.) Delineation of vehicles w/ electric powertrains Sulfur level Metal additives Distillation curve Sida 23

24 WLTP World Light duty Test Procedure Sida 24

25 WLTP Development of Harmonised Cycle Sida 25

26 WLTP World Light duty Test Procedure Kommande förändringar Förenklad provning genom harmonisering Översyn av hela testproceduren Förändringar av utrullning (ISO), svängmassor Nya emissionskomponenter (N 2 O, NO 2, Etanol, aldehyder, NH3) Ta fram ny testmetod för hybrid/batteri/phev-bilar Översyn av referensbränslen Sida 26

27 WLTP World Light duty Test Procedure Kommande förändringar ny körcykel Spegla riktig körning uppmätta data från olika länder Viktad med befolkningsmängd, motoriseringsgrad Längre körcykel vehicle speed in km/h v time in s v Sida 27

28 Vilka ämnen mäts på bilar idag och vilka krav kommer i ny lagstiftning Framtid: WLTP Mer provning In-use EV/HEV/PHEV oerhört komplext Frågor? Sida 28