Войти
CATI PEMS закрепляется внутри транспортного средства A переносная система измерения выбросов (PEMS ) - это устройство для проверки выбросов от транспортных средств, которое является небольшим и достаточно легким, чтобы его можно было переносить внутри или перемещать с помощью автомобиля, который движется во время испытаний, а не на неподвижных роликах. динамометра , который имитирует только реальное вождение.
Ранние образцы оборудования для выбросов от мобильных транспортных средств были разработаны и проданы на рынок в начале 1990-х годов лабораторией Уоррена Спринг в Великобритании в начале 1990-х годов, которые использовались для измерения выбросов на дорогах в рамках Программы исследований окружающей среды Великобритании. Государственные учреждения, такие как Агентство по охране окружающей среды США (USEPA), Европейский Союз, а также различные штаты и частные организации начали использовать PEMS, чтобы сократить как затраты, так и время, затрачиваемые на изготовление решения о мобильных выбросах.
Лео Бретон из Агентства по охране окружающей среды США изобрел в 1995 году репортер выбросов от дорожных транспортных средств в реальном времени (ROVER). Первое коммерчески доступное устройство было изобретено Михалом Войтисек-Ломом и разработано Дэвидом. Миллер из Clean Air Technologies International (CATI) Inc. в Буффало, штат Нью-Йорк, в 1999 году. Эти первые полевые устройства использовали данные двигателя либо из порта бортовой диагностики (OBD), либо напрямую с датчика двигателя. массив. Первый блок был разработан и продан доктору Х. Кристоферу Фрею из Университета штата Северная Каролина (NCSU) для первого проекта испытаний на дороге, который спонсировался Министерством транспорта Северной Каролины. Дэвид В. Миллер, соучредитель CATI, впервые придумал фразу «Портативная система измерения выбросов» и «PEMS» во время работы над испытанием 2000
A CATI PEMS в полевых условиях во Всемирном торговом центре в 2002 году Автобусный проект Городского транспортного агентства Нью-Йорка с доктором Томасом Ланни из Департамента охраны окружающей среды штата Нью-Йорк в качестве краткого описания нового устройства. Вскоре последовали другие правительственные группы и университеты, которые быстро начали использовать это оборудование из-за баланса точности, низкой стоимости, легкого веса и доступности. С 1999 по 2004 годы исследовательские группы, такие как Virginia Tech, Penn State, Texas AM Transportation Institute, Texas Southern University и другие, начали использовать PEMS в проектах пересечения границ, оценке проезжей части, методах управления движением, сценариях до и после и паромы, самолеты и внедорожники, чтобы изучить возможности за пределами лабораторных условий. В рамках проекта, осуществленного в апреле 2002 г. Калифорнийским советом по воздушным ресурсам (CARB), с использованием оборудования, отличного от 1065 PEMS, было испытано 40 грузовиков в течение 2,5 дней; из них 22 грузовика были испытаны на дороге в Туларе, Калифорния. В это время одним из самых громких проектов, выполненных с использованием раннего оборудования PEMS, стал проект Ground Zero Всемирного торгового центра (WTC) в нижнем Манхэттене, где проводились испытания бетононасосов, бульдозеров, грейдеров, а позже - дизельных кранов в здании № 7 - 40 этажей. Другие ранние проекты PEMS, такие как полевые исследования доктора Криса Фрея, использовались USEPA при разработке модели MOVES. Однако пользователям, таким как регулирующие органы и производители транспортных средств, пришлось ждать коммерциализации ROVER, чтобы проводить фактические измерения массовых выбросов, а не зависеть от оценок массовых выбросов с использованием данных порта OBD или прямого измерения двигателя, чтобы иметь больше надежный набор данных. Этот толчок привел к новому стандарту 2005 г., известному как CFR 40 Part 1065.
Многие правительственные учреждения (такие как USEPA и Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата или РКИК ООН ) определили целевые загрязнители из мобильных источников в различных мобильных стандартах как CO2, NOx, твердые частицы (PM), угарный газ (CO), Углеводороды (HC), чтобы обеспечить соблюдение стандартов выбросов. Кроме того, эти руководящие органы начали принимать программу эксплуатационных испытаний для внедорожных дизельных двигателей, а также других типов двигателей внутреннего сгорания, и требуют использования испытаний PEMS. Важно очертить различные классификации новейшего «переносного» оборудования для испытаний на выбросы по сравнению с оборудованием PEMS, чтобы лучше понять желание мобильности при полевых испытаниях выбросов.
«Интегрированное устройство PEMS» (iPEMS) следующего поколения. Потому что блок PEMS может легко переноситься одним человеком с рабочего места на рабочее место и может быть При использовании без необходимости «командного подъема» требуемые проекты испытаний выбросов являются экономически жизнеспособными. Проще говоря, большее количество тестов может быть выполнено быстрее, с меньшим количеством рабочих, резко увеличивая количество тестов, выполняемых за определенный период времени. Это, в свою очередь, значительно снижает «стоимость теста», но в то же время увеличивает общую точность, требуемую в «реальной» среде. Поскольку закон больших чисел приведет к сходимости результатов, это означает, что повторяемость, предсказуемость и точность улучшаются, одновременно снижая общую стоимость тестирования.
Практически все современные двигатели, при испытании новых и в соответствии с принятыми протоколами испытаний в лаборатории, производят относительно низкие выбросы в пределах установленных стандартов. Поскольку все отдельные двигатели одной и той же серии должны быть идентичны, испытанию подвергаются только один или несколько двигателей каждой серии. Испытания показали, что:
Эти результаты согласуются с опубликованной литературой и данными множества последующих исследований. Они в большей степени применимы к двигателям с искровым зажиганием и значительно меньше - к дизелям, но с учетом достижений в технологии дизельных двигателей, основанных на регулировании (сравнимых с достижениями двигателей с искровым зажиганием с 1970-х годов), можно ожидать что эти результаты могут быть применимы к дизельным двигателям нового поколения. С 2000 года несколько организаций использовали данные PEMS для измерения выбросов в процессе эксплуатации сотен дизельных двигателей, установленных в школьных автобусах, транзитных автобусах, грузовых автомобилях, грузовиках с плугами, внедорожных грузовиках, пикапах, фургонах, вилочных погрузчиках., экскаваторы, генераторы, погрузчики, компрессоры, локомотивы, пассажирские паромы и другие дорожные, внедорожные и внедорожные приложения. Были продемонстрированы все ранее перечисленные результаты; Кроме того, было замечено, что продолжительный холостой ход двигателей может оказать значительное влияние на выбросы во время последующей эксплуатации.
Кроме того, испытания PEMS выявили несколько "аномалий" двигателя, при которых выбросы NOx для конкретного топлива были в два-три раза выше ожидаемых при некоторых режимах работы, что свидетельствует о преднамеренных изменениях в блоке управления двигателем (ECU) настройки. Такой набор данных можно легко использовать для составления кадастров выбросов, а также для оценки различных усовершенствований двигателей, топлива, дополнительной обработки выхлопных газов и других областях. (Данные, собранные по «обычным» автопаркам, затем служат в качестве «базовых» данных, с которыми сравниваются различные улучшения.) Этот набор данных также можно проверить на соответствие стандартам непревышения (NTE) и действующим стандартам выбросов, которые являются «американскими» стандартами выбросов, требующими дорожных испытаний.
1065 PEMS, произведенная AVL, прикрепленная к легковому автомобилю Для PEMS часто бывает сложно обеспечить такую же точность и разнообразие видов, измеряемых с помощью топовых моделей. лабораторное оборудование, поскольку PEMS обычно ограничены по размеру, весу и потребляемой мощности. По этой причине были высказаны возражения против использования ПЕМС для проверки соответствия. Но есть также вероятность неточности в выбросах автопарка, выведенных из лабораторных измерений. По этой причине европейские результаты WLTP от PEMS будут взвешены с коэффициентом соответствия 2,1 (1,5 после 2019 г.), т. Е. Выбросы, измеренные с помощью PEMS, могут быть в 2,1 раза выше предельного значения.
Ожидается, что будет спроектировано множество бортовых систем, начиная от PEMS размером с хлебный ящик и заканчивая инструментальными прицепами, буксируемыми за испытанным грузовиком. Преимущества каждого подхода необходимо рассматривать в свете других источников ошибок, связанных с мониторингом выбросов, особенно различий между транспортными средствами и изменчивости выбросов внутри самого транспортного средства.
Sensors Inc. PEMS оборудование PEMS должно быть достаточно безопасным для использования на дорогах общего пользования. Во время испытаний портативные системы снижения выбросов могут присоединять удлинители выхлопной трубы, добавлять трубопроводы и кабели за пределами автомобиля, переносить свинцово-кислотные батареи в салоне автомобиля, иметь горячие компоненты, доступные для посторонних, блокировать аварийные выходы или мешать с драйвером, или иметь незакрепленные компоненты, которые могут быть захвачены движущимися частями. Модификации или разборка тестируемого транспортного средства, такие как просверливание выхлопной трубы, удаление системы впуска воздуха), должны быть проверены на предмет их приемлемости как менеджерами автопарка, так и водителями, особенно на пассажирских транспортных средствах. Испытательное оборудование не может потреблять чрезмерную электрическую нагрузку от испытательного автомобиля. Вместо этого в качестве внешних источников энергии использовались герметичные свинцово-кислотные батареи, топливные элементы и генераторы, хотя они могут создавать другие опасности во время вождения.
Чем больше времени и опыта требуется для установки оборудования, тем выше стоимость тестирования, что ограничивает количество автомобилей, которые могут быть протестированы. Также возможно проведение дополнительных испытаний с оборудованием, которое достаточно универсально для использования на более чем одном типе транспортных средств. Вес и размер оборудования и расходных материалов, таких как калибровочные газы, могут ограничивать перемещение в достаточное количество мест. Необходимо учитывать любые ограничения на транспортировку опасных материалов (например, пламенно-ионизационный детектор (FID) или калибровочные газы). Способность испытательной бригады ремонтировать PEMS в полевых условиях с использованием местных ресурсов также может иметь важное значение.
В конечном итоге, необходимо продемонстрировать, что PEMS подходит для желаемого применения. Если конечной целью является проверка соответствия требованиям к выбросам при эксплуатации, для испытаний должен быть предоставлен парк транспортных средств с известными характеристиками, включая двигатели с двойным отображением и двигатели, не соответствующие требованиям. Затем производители PEMS должны на практике продемонстрировать, как эти несоответствующие транспортные средства могут быть идентифицированы с помощью их системы.
Чтобы достичь требуемого количества «объема тестирования», необходимого для подтверждения реальных испытаний, необходимо учитывать три момента:
После того, как конкретная переносная система выбросов была идентифицирована и признана точной, Следующим шагом является обеспечение надлежащей защиты работника (рабочих) от опасностей на работе, связанных с задачами, выполняемыми при использовании испытательного оборудования. Например, типичными функциями рабочего могут быть транспортировка оборудования на рабочую площадку (например, автомобиль, грузовик, поезд или самолет), перенос оборудования на рабочую площадку и подъем оборудования на место.
Испытания на выбросы транспортных средств на дорогах сильно отличаются от лабораторных испытаний, принося как значительные преимущества, так и проблемы: поскольку испытания могут проводиться во время нормальной эксплуатации испытываемых транспортных средств большое количество транспортных средств может быть испытано за относительно короткий период времени и с относительно низкими затратами. Могут быть испытаны двигатели, которые нельзя легко проверить иным способом (например, двигатели парома пропульсивные двигатели). Могут быть получены достоверные данные о выбросах в реальном мире. Инструменты должны быть небольшими, легкими, выдерживать тяжелые условия эксплуатации и не представлять угрозы для безопасности. Данные о выбросах подвержены значительным отклонениям, так как реальные условия часто плохо определены и не воспроизводятся, а значительные различия в выбросах могут существовать даже для идентичных двигателей. Таким образом, дорожные испытания на выбросы требуют иного мышления, чем традиционный подход к испытаниям в лаборатории и использованию моделей для прогнозирования реальных характеристик. В отсутствие установленных методов использование ПЕМС требует внимательного, вдумчивого и широкого подхода. Это следует учитывать при проектировании, оценке и выборе PEMS для желаемого применения.
Недавний пример преимущества PEMS перед лабораторными испытаниями - это скандал с Volkswagen (VW) 2015. Благодаря небольшому гранту Международного совета по чистому транспорту Dr. Дэниел Кардер из Университета Западной Вирджинии (WVU) обнаружил «читы» бортового программного обеспечения, которые VW установил на некоторые легковые автомобили с дизельным двигателем (Dieselgate скандал). Единственный способ сделать открытие - это не запрограммированная, случайная оценка на дороге с использованием устройства PEMS. VW теперь несет ответственность за штрафы в размере более 14 миллиардов долларов США. В 2016 году эти последние разработки привели к глобальному возрождению интереса к меньшим, более легким, интегрированным и экономичным PEMS "не-1065", подобно демонстрации на Премьерном эпизоде фильма "Разрушители мифов 2011" "Велосипеды и базуки", в котором для установления разницы между загрязнением автомобилей и мотоциклов использовался не-1065 PEMS.
«интегрированное» оборудование PEMS следующего поколения Обзор разработки интегрированного PEMS (iPEMS)
В ответ на Dieselgate, " «Стандарт (RDE) был разработан в Европейском союзе (ЕС), который, в свою очередь, увеличил спрос на меньшие, более легкие, более портативные, менее дорогие и интегрированные комплекты оборудования PEMS. Оборудование iPEMS в настоящее время не может использоваться в качестве «сертификационное» устройство в США
Определение iPEMS
Следующие особенности являются общими для меньшего и более легкого класса оборудования iPEMS:
Преимущества iPEMS перед оборудованием 1065 PEMS
Преимущество iPEMS Оборудование заключается в том, что они предназначены как для дополнения 1065 PEMS, так и для обеспечения расширенных возможностей, которые обусловлены требованиями более быстрого принятия решений, усугубленными скандалом с Volkswagen 2015 года. Эти устройства в настоящее время используются как Европейским союзом (ЕС), так и Китаем для их программ RDE.
