ГОСТ 33754-2016 Выбросы вредных веществ и дымность отработавших газов автономного тягового и моторвагонного подвижного состава. Нормы и методы определения

ГОСТ 33754-2016

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ВЫБРОСЫ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ И ДЫМНОСТЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ АВТОНОМНОГО ТЯГОВОГО И МОТОРВАГОННОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Нормы и методы определения

Emissions of harmful substances and smoke of the fulfilled gases of independent traction and motorcarload rolling stock. Norms and methods of definition

МКС 45.020

Дата введения 2017-07-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (ОАО "ВНИКТИ") и Обществом с ограниченной ответственностью "Экология транспорта" Научно-исследовательского института механики и прикладной математики Ростовского государственного университета (ООО "Экология транспорта" НИИМ и ПМ РГУ)

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 524 "Железнодорожный транспорт"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 июля 2016 г. N 89-П)

За принятие проголосовали:

(Поправка. ИУС N 2-2019), (Поправка. ИУС N 3-2019), (Поправка. ИУС N 1-2023).

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 ноября 2016 г. N 1697-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33754-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2017 г.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ()

ВНЕСЕНЫ: поправка, опубликованная в ИУС N 7, 2017 год; поправка, опубликованная в ИУС N 2, 2019 год; поправка, опубликованная в ИУС N 3, 2019 год; поправка, опубликованная в ИУС N 1, 2023 год

Поправки внесены изготовителем базы данных

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на тепловозы, дизель-поезда, рельсовые автобусы, автомотрисы и другие типы автономного тягового и моторвагонного подвижного состава и устанавливает нормы и методы определения (контроля) выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов.

Настоящий стандарт не распространяется на паровозы, газотурбовозы и газотепловозы.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.051-87* Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов слуха. Общие технические требования и методы испытаний

________________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 12.4.255-2011.

ГОСТ 305-2013* Топливо дизельное. Технические условия

________________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009).

ГОСТ 10448-80* Двигатели судовые, тепловозные и промышленные. Приемка. Методы испытаний

________________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 53639-2009.

ГОСТ 13320-81* Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия

________________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 50759-95.

ГОСТ 24028-2013 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Дымность отработавших газов. Нормы и методы определения

ГОСТ 30574-98 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ и дымность отработавших газов. Циклы испытаний

ГОСТ 31967-2012 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

(Поправка. ИУС N 7-2017).

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 база дымомера оптического типа L, м: Толщина оптически однородного слоя ОГ, эквивалентного по ослаблению светового потока столбу тех же ОГ, заполняющих измерительную камеру дымомера в условиях измерения.

3.2 влажные ОГ: ОГ, влагосодержание которых соответствует полному составу продуктов сгорания топлива.

3.3 вредные вещества (ВВ): Вещества, содержащиеся в ОГ и придающие им неблагоприятные либо вредные для человека и окружающей среды свойства.

3.4 выброс ВВ: ВВ, поступающие в атмосферу с ОГ.

3.5 газоанализатор: Прибор для измерения количественного состава смесей газов.

3.6 диоксид углерода CO: Газообразный продукт полного окисления углерода, входящего в состав углеводородного топлива.

3.7 дымность: Видимая дисперсия жидких и/или твердых частиц в ОГ, образовавшаяся в результате неполного сгорания топлива и испарившегося масла.

3.8 дымомер: Прибор для измерения дымности ОГ.

3.9 дымомер оптического типа: Прибор для измерения непрозрачности ОГ, выраженной через коэффициент ослабления светового потока.

3.10 испытательный цикл: Совокупность режимов испытаний.

3.11 кислород O: Химически активный газ, являющийся окислителем для топлива при нормальных условиях, молекула которого состоит из двух атомов.

3.12 координата элементарного режима: Режим работы, характеризуемый постоянными характерными для данного интервала времени характеристиками режима движения и/или работы силовой установки.

3.13 концентрация диоксида углерода, С, %: Объемная доля в ОГ диоксида углерода.

3.14 концентрация кислорода, %: Объемная доля в ОГ кислорода.

3.15 концентрация оксида углерода, С, об. %: Объемная доля в ОГ оксида углерода.

3.16 концентрация оксидов азота, приведенных к NO, C, об. %: Объемная доля в ОГ оксидов азота, которую они занимали бы при трансформации в эквивалентный объем диоксида азота NO.

3.17 коэффициент ослабления светового потока N, %: Показатель дымности ОГ, измеренный оптическим методом, равный части светового потока от источника света дымомера, не достигшей приемника света из-за его поглощения, отражения и рассеивания ОГ, проходящими через измерительную (дымовую) камеру дымомера.

3.18 концентрация углеводородов, приведенных к СH, С, об. %: Объемная доля в ОГ суммы углеводородов, которую они занимали бы при условной трансформации в эквивалентный объем идеального газа с молекулярной массой 13,85 и энергией ионизации молекул, равной энергии ионизации пропана СН.

3.19 оксид углерода СО: Газообразный продукт неполного окисления углерода, входящего в состав углеводородного топлива.

3.20 оксиды азота NO: Смесь различных оксидов азота, образующихся в процессе горения топлива в двигателе.

3.21 относительная продолжительность элементарного режима: Доля работы по времени для данной координаты элементарного режима.

3.22 отработавшие газы (ОГ): Смесь газообразных продуктов полного сгорания, избыточного воздуха и различных микропримесей (газообразных, жидких и твердых частиц), поступающая из двигателя в его выпускную систему.

3.23 пункт экологического контроля (ПЭК): Совокупность технических средств, расположенных в специально оборудованном помещении, на рабочем месте, необходимых для проведения регулярных проверок ТПС и МВПС на соответствие техническим нормативам ВВ и дымности ОГ и обеспечивающих выполнение метрологических требований, а также требований безопасности и охраны труда, сформулированных в данном стандарте.

3.24 режим испытаний: Фиксированный режим работы ТПС и МВПС, реализуемый в процессе испытаний.

3.25 реостатные испытания: Вид статических испытаний силовой установки ТПС и МВПС, при котором нагрузка на тяговые двигатели имитируется нагрузкой на сопротивление (водяной или воздушный реостат).

3.26 система пробоподготовки (СПП): Совокупность элементов и устройств, обеспечивающих транспортировку пробы ОГ из выхлопной трубы ТПС и МВПС к измерительным приборам без изменения физико-химических свойств ОГ в заданных температурных условиях и с заданной производительностью.

3.27 среднее значение коэффициента относительной силы тяги: Среднестатистическое значение коэффициента относительной силы тяги, характерной для данной координаты элементарного режима.

3.28 среднее значение коэффициента относительной скорости: Среднестатистическое значение коэффициента относительной скорости, характерной для данной координаты элементарного режима.

3.29 стадия: Период производства, которому соответствует действующий для ТПС и МВПС нормируемый предельно допустимый уровень выбросов ВВ и дымности ОГ.

3.30 сухие ОГ: ОГ, влагосодержание которых меньше или равно равновесному при температуре 298 К и атмосферном давлении 101,3 кПа.

3.31 углеводороды СН: Смесь паров всех несгоревших и частично окисленных углеводородов топлива и масла, образующихся в процессах горения топлива и выпуска продуктов сгорания из двигателя.

3.32 условия с неограниченным воздухообменом: Участки местности, станций и населенных пунктов, не имеющие искусственных и естественных препятствий для естественного воздухообмена и застойных зон.

3.33 условия с ограниченным воздухообменом: Закрытые или полузакрытые участки местности, станций, населенных пунктов, предприятий и т.п., имеющие естественные или искусственные препятствия для естественного воздухообмена (тоннели, вокзалы, внутрицеховые и складские помещения, ущелья, котлованы и т.п.).

3.34 условия эксплуатации ТПС и МВПС: Условия, при которых ТПС и МВПС эксплуатируются по назначению с поддержанием и восстановлением его качества, включая техническое обслуживание, текущий, средний и капитальный ремонты.

4 Обозначения и сокращения

4.1 В настоящем стандарте использованы следующие обозначения:

N - коэффициент ослабления светового потока на измерительной базе L=0,43 м, %;

Т - температура атмосферного воздуха на всасывании, К;

Р - давление сухого атмосферного воздуха, кПа;

р - полное барометрическое давление, кПа;

t - температура окружающей среды,°C;

F - коэффициент атмосферных условий;

V - объемный часовой расход воздуха, приведенный к нормальным атмосферным условиям: давление р=101,3 кПа, температура Т=273,15 К, н·м/ч;

V - объемный расход отработавших газов, приведенный к нормальным атмосферным условиям, н·м/ч;

i - индекс вредного вещества (СО, NO, СН);

е - удельный средневзвешенный выброс вредного вещества i, г/кВт·ч;

- молярная масса вредного вещества i, г/кмоль;

С - объемная концентрация в отработавших газах вредного вещества i, млн, %;

- коэффициент избытка воздуха;

W - весовой коэффициент режима;

S - пройденный путь, км;

Q - масса поезда, ограниченная тяговым усилием ТПС и МВПС, т.

4.2 В настоящем стандарте использованы следующие сокращения:

ТПС - тяговый подвижной состав;

МВПС - моторвагонный подвижной состав;

ВВ - вредные вещества;

ОГ - отработавшие газы;

ЦПГ - цилиндропоршневая группа;

СПП - система пробоподготовки;

ТУ - технические условия;

ТИ - технологические инструкции;

РЭ - руководство по эксплуатации;

ПК - позиция контроллера машиниста;

ПЭК - пункт экологического контроля;

х/х - холостой ход.

5 Номенклатура и нормы выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов

5.1 Для нормирования выбросов ВВ в ОГ ТПС и МВПС определяют параметры, указанные в 5.1.1-5.1.3.

5.1.1 Параметры, обязательные для приемочных и сертификационных испытаний:

- удельный средневзвешенный выброс оксидов азота, e;

- удельный средневзвешенный выброс оксида углерода, е;

- удельный средневзвешенный выброс углеводородов, е;

- дымность отработавших газов.

5.1.2 Параметры, обязательные для контроля в эксплуатации при реостатных испытаниях (на ПЭК):

- концентрация окислов азота, C (объемная доля, %);

- концентрация оксида углерода, С (объемная доля, %);

- концентрация углеводородов, С (объемная доля, %);

- дымность отработавших газов, N, %.

5.1.3 Для ТПС и МВПС, не имеющих возможности нагружения на реостат (с гидропередачей, с механической передачей), измерения проводятся на режиме 1 (холостого хода) и приводятся к содержанию кислорода в ОГ равному 15%. При этом определяются следующие параметры:

- приведенная концентрация окислов азота, C (объемная доля, %);

- приведенная концентрация окиси углерода, С (объемная доля, %);

- приведенная концентрация углеводородов, С (объемная доля, %);

- коэффициент ослабления светового потока, N, %.

5.2 Для нормирования дымности ОГ ТПС и МВПС определяют один из следующих параметров:

- коэффициент ослабления светового потока, N, %;

- натуральный показатель ослабления светового потока, м;

- единицы дымности по шкале Bosch (BSU, BSN) или дымовое число фильтра FSN;

- массовое содержание (концентрация) сажи в ОГ, г/м;

- удельный средневзвешенный выброс твердых частиц, е.

5.3 Предельно допустимые значения удельных средневзвешенных выбросов ВВ в ОГ ТПС и МВПС с новыми или модернизированными силовыми установками должны соответствовать установленным в таблице 5.1.

5.4 Значения предельно допустимых концентраций ВВ в ОГ ТПС и МВПС с новыми или модернизированными силовыми установками, соответствующих стадиям 0, 1 и 2, должны соответствовать приведенным в таблице 5.2.

5.5 Значения предельно допустимых концентраций ВВ, приведенные к 15% кислорода, в ОГ силовых установок ТПС и МВПС, соответствующих стадиям 0, 1 и 2, приведены в таблице 5.3. Данные нормы действуют при отсутствии возможности нагружения на реостате и проведении испытаний в режиме холостого хода.

5.6 Для ТПС и МВПС, соответствующих стадиям 3А и 3Б, нормы предельно допустимых содержаний ВВ в ОГ, а также концентраций ВВ, приведенные к 15% кислорода, определяют по результатам приемочных или сертификационных испытаний и указывают в техническом паспорте или в формуляре ТПС и МВПС.

5.7 Предельно допустимые значения коэффициента ослабления светового потока (N) ОГ силовых установок ТПС и МВПС при стандартной базе дымомера 0,43 м приведены в таблице 5.4. Перевод коэффициента ослабления светового потока в другие единицы измерения дымности приведен в приложении А.

5.8 Для всех эксплуатируемых ТПС и МВПС нормы выбросов ВВ (кроме оксидов азота) и дымности ОГ увеличивают по сравнению с ТПС и МВПС нулевого пробега:

- на 15% - после пробега свыше 150 тыс. км или наработке свыше 18 месяцев в зависимости от того, что наступит быстрее;

- на 25% - после пробега свыше 300 тыс. км или наработке свыше 36 месяцев в зависимости от того, что наступит быстрее;

- на 30% - после пробега 500 тыс. км или наработке свыше 60 месяцев в зависимости от того, что наступит быстрее;

- на 35% - со сроком эксплуатации свыше 90 месяцев.

5.9 После эксплуатации ТПС и МВПС стадий 0 и 1 свыше 20 лет параметры, приведенные в таблице 5.2 и определяемые по 5.8, увеличивают для оксида углерода и углеводородов на 5%, для дымностина 15%.

5.10 Для ТПС и МВПС после капитального ремонта предельно допустимое значение выбросов ВВ и дымности ОГ по отношению к указанным в таблицах 5.1-5.4 допускается увеличивать по отношению к нормам для ТПС и МВПС после постройки не более (раз):

5.11 Таблицы 5.2-5.4 применимы для условий с неограниченным воздухообменом. Для условий с ограниченным воздухообменом предельно допустимые значения выбросов ВВ и дымности ОГ силовых установок ТПС и МВПС производства начиная с 2016 г., должны быть снижены по отношению к приведенным в таблицах 5.1-5.3 на 50%.

5.12 Для новых и модернизированных ТПС и МВПС производства с 2016 г. при приемочных и сертификационных испытаниях предельно допустимые значения коэффициента ослабления светового потока (N) ОГ силовых установок ТПС и МВПС при стандартной базе дымомера 0,43 м на режимах переходных приведены в таблице 5.5.

5.13 В условиях эксплуатации контроль дымности на переходных процессах не производится.

Таблица 5.1 - Значения предельно допустимых удельных средневзвешенных выбросов ВВ с ОГ

В г/кВт·ч

Таблица 5.2 - Объемная доля предельно допустимого содержания ВВ в ОГ

В объемных процентах

Таблица 5.3 - Предельно допустимые значения концентраций ВВ в ОГ, приведенные к 15% кислорода (для испытаний в режиме х/х)

В объемных процентах

Таблица 5.4 - Предельно допустимые значения дымности ОГ для установившихся режимов работы силовых установок ТПС и МВПС

В процентах

Таблица 5.5 - Предельно допустимые значения дымности ОГ для переходных режимов работы силовых установок ТПС и МВПС

В процентах

6 Методы определения

6.1 Подготовка и порядок проведения испытаний

6.1.1 Перед началом испытаний силовая установка ТПС и МВПС должна находиться в рабочем состоянии, быть настроена и отрегулирована в соответствии с требованиями ТУ и РЭ на силовую установку конкретного типа, при эксплуатации - в соответствии с руководством по техническому обслуживанию и текущему ремонту ТПС и МВПС.

Значения температуры охлаждающей жидкости силовой установки (во всех контурах), моторного масла и топлива при проведении измерений должны находиться в пределах, установленных ТУ и РЭ на силовую установку конкретного типа, для эксплуатации - в пределах, установленных руководством по техническому обслуживанию и текущему ремонту ТПС и МВПС.

6.1.2 При проведении измерений частота вращения вала отбора мощности и крутящий момент (мощность) силовой установки для каждого режима работы ТПС и МВПС должны соответствовать требованиям ТУ или РЭ на силовую установку конкретного типа, для эксплуатации - в соответствии с требованиями руководства по техническому обслуживанию и текущему ремонту ТПС и МВПС.

6.1.3 Измерительные приборы следует прогреть и провести калибровку в соответствии с ТИ или РЭ на конкретные измерительные приборы. При необходимости следует проверить показания измерительных приборов по контрольным эталонам.

6.1.4 Измерения рекомендуется проводить с режима максимальной мощности силовой установки в сторону последовательного уменьшения нагрузки или в соответствии с руководством по техническому обслуживанию и текущему ремонту ТПС и МВПС.

6.1.5 Измерения проводят на каждом режиме не менее трех раз с интервалами в 1 минуту, причем первое измерение следует проводить не ранее чем через 2 минуты после установления номинального температурного режима силовой установки.

Измерения считают действительными, если расхождения между тремя последовательными показаниями не превышают 10%, при этом три последних измеренных значения не составляют убывающую или возрастающую последовательность. Если эти условия не выполняются, то серию измерений продолжают до получения трех последовательных показаний, удовлетворяющих поставленным условиям.

За результат измерений принимают среднеарифметическое значение последних трех измерений.

6.1.6 Измерение дымности ОГ при работе силовой установки в режиме приема нагрузки (переходный процесс) проводят при приемочных и сертификационных испытаниях. Испытания выполняют путем перевода органа управления режимом работы силовой установки из режима холостого хода на режим максимальной мощности. Темп набора нагрузки должен соответствовать требованиям ТУ или РЭ на конкретную силовую установку, ТПС и МВПС. По шкале дымомера фиксируют максимальное значение дымности. Измерения проводят не менее пяти раз. Измерения считают действительными, если расхождения между двумя последующими показаниями не превышают 10%, при этом четыре последних измеренных значения дымности не составляют убывающую или возрастающую последовательность. За результат измерений принимают среднеарифметическое значение последних четырех измерений.

6.1.7 Результаты измерений содержания выбросов ВВ и дымности ОГ заносят в протоколы испытаний. Форма протокола испытаний приведена в приложении Б.

6.2 Режимы проведения испытаний

6.2.1 ТПС и МВПС испытывают в соответствии с испытательным циклом F по ГОСТ 30574, режимы испытаний по которому приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Режимы испытаний ТПС и МВПС

6.2.2 Для ТПС и МВПС, не имеющих возможности статического нагружения силовой установки (с гидропередачей, механической передачей и др.), измерения содержания ВВ и дымности ОГ проводят на режимах х/х. Частота вала отбора мощности при этом должна устанавливаться в соответствии со значениями по циклу F по ГОСТ 30574.

6.2.3 Во время измерения должны быть соблюдены следующие условия:

6.2.3.1 В режиме х/х:

- при гидромеханической, механической или электромеханической передаче трансмиссия должна находиться в нейтральном положении (приводы отключены);

- при гидравлической трансмиссии гидротрансформатор не должен быть заблокирован;

- при электрической трансмиссии отключают напряжение на обмотках возбуждения силового генератора;

- тормозной компрессор, кондиционер, наружные световые приборы и другое вспомогательное оборудование, которое не влияет на безопасность работы силовой установки и проведение испытаний, должны быть по возможности отключены.

6.2.3.2 В режиме работы под нагрузкой:

- тормозной компрессор, кондиционер, наружные световые приборы и другое вспомогательное оборудование, которое не влияет на безопасность работы силовой установки и проведение испытаний, должны быть по возможности отключены;

- вспомогательное оборудование, которое не может быть отключено, должно работать в режиме, не приводящем к колебаниям нагрузки и частоты вращения вала отбора мощности силовой установки.

6.2.4 ТПС и МВПС, предназначенные для контроля выбросов вредных веществ и дымности ОГ, должны быть в полной технической исправности, которую определяют при их реостатных испытаниях. Испытания проводят с соблюдением регулировок систем ТПС и МВПС и узлов дизелей, указанных в ТУ на ТПС и МВПС конкретных серий и на дизели.

6.3 Измеряемые и определяемые параметры и погрешность измерений

Номенклатура измеряемых и определяемых параметров двигателя - в соответствии с таблицей 6.2, погрешность - в соответствии с таблицей 6.3.

Таблица 6.2

Таблица 6.3

6.4 Средства измерений

6.4.1 Средства измерений должны быть поверены в соответствии с требованиями нормативных документов*, утвержденных уполномоченным национальным органом исполнительной власти. Погрешность средств измерений, используемых при проведении испытаний, не должна превышать значений, указанных в таблице 6.4.

__________________

* В Российской Федерации действует [1].

6.4.2 ПЭК и рабочее место должны быть оборудованы газоанализаторами, дымомером, газоотборным зондом и устройствами пробоподготовки, отвечающими требованиям ГОСТ 13320*, ГОСТ 31967 и ГОСТ 24028. Нормы и методы определения должны учитывать селективность используемого метода при измерениях содержания ВВ в сложных газовых смесях.

__________________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 50759-95.

6.4.3 Газоанализаторы и дымомеры, система пробоотбора и пробоподготовки, используемые при проведении проверок ТПС И МВПС на соответствие техническим нормативам выбросов ВВ и дымности ОГ, должны быть снабжены комплектом технической документации, в состав которой входят:

- технический паспорт;

- действующее свидетельство о поверке (для измерительных приборов);

- технологические инструкции по использованию приборов на ПЭК.

Рекомендуется использовать газоанализатор с возможностью проведения автоматической самокалибровки перед началом измерений без использования поверочных газовых смесей, с самопишущими или показывающими устройствами или с возможностью подключения к персональному компьютеру.

Измерения следует регистрировать в объемных долях (в процентах), в промилле (ppm) или в массовых концентрациях (г/м) измеряемого ВВ.

6.4.4 Газоанализаторы

6.4.4.1 Для измерения оксидов азота используют газоанализатор, который имеет хемилюминесцентный детектор или нагреваемый хемилюминесцентный детектор (при "влажном" состоянии пробы ОГ) с преобразователем NO в NO. Измеряемым компонентом должна быть сумма всех оксидов азота NO, выраженная через эквивалентную объемную долю оксидов вида NO.

Газоанализатор должен обеспечивать измерения от 0,005 до 0,5% по эквиваленту NO при любом составе индивидуальных оксидов.

6.4.4.2 Для измерения оксида углерода используют газоанализатор с недисперсионным инфракрасным детектором, который должен обеспечивать измерение концентрации СО в диапазоне от 0,01 до 0,5%.

6.4.4.3 Для измерения углеводородов используют пламенно-ионизационный детектор, нагреваемый до температуры (453±1) К, который должен обеспечивать измерение концентрации углеводородов по эквиваленту СН в диапазоне от 0,001 до 0,2%.

6.4.4.4 Для контроля ВВ при эксплуатации рекомендуется использовать газоанализаторы с электрохимическими или инфракрасными сенсорами.

6.4.5 Дымомеры

6.4.5.1 Для измерения дымности ОГ используют метод, основанный на поглощении луча света с цветовой температурой от 2350 до 2800 К при пропускании его через часть потока газов. При этом эффективная база дымомера должна составлять 0,43 м.

6.4.5.2 Дымомер должен соответствовать требованиям нормативных документов* и работать по методу просвечивания столба ОГ определенной длины и иметь линейную измерительную шкалу коэффициента ослабления светового потока N, %.

_________________

* На территории РФ действует ГОСТ Р ИСО 11614-2011.

Рекомендуется применять прибор с автоматической или полуавтоматической настройкой нуля и калибровкой перед началом измерений с визуальным считыванием результатов измерений и возможностью регистрации измеряемых параметров или с подключением внешних устройств, позволяющих осуществлять регистрацию измеряемых величин.

Измеритель дымности должен быть пригодным для использования в течение всего цикла испытаний без загрязнения оптических элементов.

6.4.5.3 Допускается использование других средств измерений выбросов ВВ и дымности ОГ, позволяющих проводить испытания с указанной в таблице 6.4 погрешностью измерений и обеспечением селективности ВВ в сложных газовых смесях.

6.4.6 Система пробоподготовки

6.4.6.1 СПП должна обеспечивать необходимую температуру и расход газовой пробы и не допускать конденсации воды в пробоотборной и измерительной системах. Запаздывание показаний газоанализатора, подключенного к системе пробоотбора, не должно превышать 40 с.

6.4.6.2 Газоотборный зонд следует располагать по оси выпускной трубы ТПС и МВПС на глубину не менее 300 мм до ее среза перед выходом ОГ в атмосферу. Проходные сечения газоотборного зонда и газовой магистрали должны быть достаточными для обеспечения газоанализатора и дымомера нормальной работы на любом режиме испытаний.

Газоотборный зонд должен быть установлен в неразделенном потоке ОГ выхлопной трубы ТПС и МВПС. При разделении потока (наличии двух выхлопных труб) допускается устанавливать зонд поочередно в каждую разделенную часть потока ОГ с последующим определением среднеарифметического значения содержания ВВ или дымности ОГ.

6.4.6.3 Для обеспечения стабильности физико-химических свойств ОГ при их транспортировке к измерительным приборам СПП должна обеспечить выполнение следующих условий:

- газоотборный зонд и газовая магистраль должны быть изготовлены из материалов, не изменяющих химические и физические свойства пробы;

- температура ОГ внутри газовой магистрали СПП должна составлять 433±10 К (160±10°C);

- газоподводящая трубка должна быть герметичной. Длина газоподводящей трубки не должна превышать 5 м. Допускается использование газовой магистрали длиной от 5 до 9 м в случае объединенной системы пробоотбора и пробоподготовки для анализа выбросов ВВ и дымности ОГ и до 20 м в случае использования системы пробоподготовки только для газоанализа. В этих случаях длина газовой магистрали подлежит согласованию с природоохранными органами и производителями измерительных приборов и систем пробоподготовки.

6.4.6.4 Примеры системы пробоотбора и установки газоотборных зондов приведены в приложении В - в части выбросов ВВ; в приложении Г - в части дымности ОГ; в приложении Д - в объединенной системе отбора проб для анализа выбросов ВВ и дымности ОГ, рекомендуемой для контроля в эксплуатации; приложении Е - в части установки газоотборного зонда в выпускном патрубке и конструкции наконечника зонда для анализа концентрации ВВ в ОГ.

6.5 Условия проведения измерений

6.5.1 Атмосферные условия

На месте проведения испытаний должны быть измерены температура Т, полное атмосферное давление воздуха р на впуске в двигатель, а также относительная и абсолютная влажность воздуха, по которым вычисляют давление сухого атмосферного воздуха.

По результатам измерений рассчитывают параметр атмосферных условий F по формулам:

- для двигателей без наддува, с наддувом от приводного нагнетателя или с комбинированным наддувом

, (6.1)

- для двигателя с наддувом от свободного турбокомпрессора

, (6.2)

где р - парциальное давление водяных паров при Т, кПа.

Результаты испытаний считают достоверными, если в течение испытаний параметр F остается в пределах 0,961,06.

6.5.2 Топливо, смазочные масла и охлаждающая жидкость

При испытаниях двигатель должен работать на топливах, маслах и с использованием охлаждающих жидкостей, указанных в ТУ на двигатель конкретного типа в соответствии с климатическими условиями.

Тип топлива, смазочных масел и охлаждающих жидкостей, используемых при проведении сертификационных испытаний, должны быть зарегистрированы в протоколе испытаний.

6.6 Методы определений

6.6.1 Определение газообразных компонентов

6.6.1.1 Метод определения фактических концентраций

Контроль осуществляется с помощью дымомера и газоанализатора на ПЭК, на рабочем месте, отвечающих требованиям безопасности, охраны труда и обеспечивающих нормальную работу измерительных средств. Отработавший газ поступает от выхлопной трубы ТПС и МВПС к газоанализатору и дымомеру с помощью системы пробоподготовки. Параметры температуры и влажности в помещении, где находится измерительное оборудование, должны соответствовать рабочим диапазонам приборов.

Метод заключается в проверке соответствия экологических параметров (концентраций ВВ и дымности в ОГ), полученных путем непосредственного измерения на пункте экологического контроля, рабочем месте при периодических испытаниях, предельным значениям, указанным в таблице 5.2.

6.6.1.2 Метод определения удельных средневзвешенных выбросов

Метод является обязательным при проведении приемочных, сертификационных, квалификационных и типовых испытаний, а также в случае арбитражных определений.

Массовый расход каждого компонента ОГ G, г/ч, для каждого режима от каждого источника выбросов ВВ определяют по формуле:

, (6.3)

где u - коэффициент компонента ВВ при влажном состоянии;

C - концентрация компонента ВВ, в процентах объемных;

G - расход ОГ, кг/ч.

Значения коэффициентов u для компонентов ОГ при влажном состоянии приведены в таблице 6.4.

Таблица 6.4

Суммарный массовый расход каждого компонента ОГ G для каждого режима от всех источников выбросов ВВ определяют по формуле:

. (6.4)

Удельные выбросы каждого компонента ОГ е определяют по формуле:

, (6.5)

где W - весовой коэффициент режима по ГОСТ 30574;

Р - мощность на режиме, кВт.

6.6.1.3 Метод определения среднеэксплуатационных удельных средневзвешенных выбросов ВВ

Метод рекомендуется применять для определения фактических выбросов за отчетный период.

Значение среднеэксплуатационных удельных средневзвешенных выбросов ВВ определяют в соответствии с приложением Ж.

6.6.1.4 Метод определения приведенных концентраций

Метод применяют для контроля ТПС и МВПС, силовые установки которых не имеют возможности проведения реостатных испытаний. Измеренные концентрации ВВ должны быть приведены к концентрации кислорода в ОГ, равной 15%.

Приведение концентрации ВВ в ОГ к концентрации кислорода в ОГ, равной 15%, выполняют по формуле:

, (6.6)

где С - измеренное значение концентрации ВВ в ОГ, млн;

х - измеренное значение концентрации кислорода в ОГ при работе двигателя на контролируемом режиме, %;

20,8 - среднестатистическое содержание кислорода в атмосфере, %.

6.6.1.5 Метод сверки параметров

Метод сверки параметров допускается применять в случае невозможности проведения фактических замеров или если условия проведения испытаний не соответствуют требованиям 6.6 и только в том случае, если в течение одного календарного года (в условиях эксплуатации) или трех лет (после сертификационных испытаний) уже были проведены инструментальные замеры выбросов ВВ и дымности ОГ ТПС и МВПС.

Если изготовитель предполагает использование в эксплуатации метода сверки параметров, то в конструкции ТПС и МВПС, а также их силовых установок должна быть предусмотрена доступность контроля регулируемых (настраиваемых) элементов и рабочих параметров, влияющих на выбросы ВВ и дымность ОГ.

Процедуры метода сверки параметров

Метод сверки параметров предусматривает следующие процедуры:

- проверку параметров ТПС и МВПС по РЭ, ТУ и формуляру (паспорту);

- проверку соответствия комплектации и регулировки (настройки) силовой установки регламентируемым значениям в соответствии с формуляром (паспортом), ТУ и РЭ;

- оценку соответствия параметров, влияющих на выбросы ВВ и дымность ОГ, их первоначальным значениям, полученным при изготовлении ТПС и МВПС.

Техническая документация

При проверках (освидетельствованиях) методом сверки параметров необходимо наличие следующей документации:

- формуляра (паспорта) ТПС и МВПС и его составных частей, влияющих на выбросы ВВ и дымность ОГ;

- журнала регистрации рабочих параметров ТПС и МВПС, и его составных частей, влияющих на выбросы ВВ и дымность ОГ, полученных при периодическом технологическом контроле или настройке ТПС и МВПС.

6.6.1.6 Метод мониторинга

Проверка соответствия техническим нормативам выбросов ВВ и дымности ОГ методом непосредственных измерений (мониторинга) может быть применена только для новых или модернизированных ТПС и МВПС, оборудованных средствами измерений состава ОГ.

Примечание - Под мониторингом в данном случае понимают процесс регистрации в полном объеме всех показателей, характеризующих выбросы ВВ и дымность ОГ.

Процедура непосредственных измерений (мониторинга) заключается в сборе, анализе и обработке статистических данных с усреднением эксплуатационных значений показателей выбросов ВВ и дымности ОГ ТПС и МВПС за период эксплуатации не менее 50 суток.

6.6.2 Методы измерения расхода воздуха и/или ОГ

6.6.2.1 Метод измерения расхода воздуха и/или ОГ непосредственным замером при помощи анемометра.

6.6.2.2 Метод определения расхода ОГ с помощью измерений динамического напора и температуры ОГ в выхлопной трубе ТПС и МВПС.

6.6.2.3 Метод определения расхода ОГ по коэффициенту избытка воздуха

Метод предусматривает расчет массы ОГ по расходу воздуха и коэффициенту избытка воздуха. Расход ОГ G (кг/с), вычисляют по формуле:

, (6.7)

где G - расход воздуха, кг/с;

- стехиометрически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива (для дизельного топлива по ГОСТ 305 принимают равным 14,3 или 14,5)*;

________________

* На территории РФ в соответствии с ГОСТ Р 52368 (EN 590).

- коэффициент избытка воздуха.

. (6.8)

6.6.2.4 Метод определения расхода ОГ по концентрации пробного газа (для сертификационных испытаний)

Метод основан на измерении концентрации пробного (индикаторного) газа в ОГ. Индикаторный газ должен быть инертным и исключать вступление в химические реакции с компонентами ОГ. Рекомендуется использовать гелий. Необходимое количество инертного газа подается в поток ОГ в качестве индикатора.

Расход индикаторного газа должен быть установлен таким образом, чтобы обеспечить его концентрацию в ОГ в пределах наибольшей точности измерительного диапазона анализатора и расходомера индикаторного газа.

Пробоотборный зонд должен быть установлен на расстоянии не менее 1 м от места ввода индикаторного газа.

На участке выпускного трубопровода от места ввода индикаторного газа до места установки пробоотборного зонда должно обеспечиваться полное перемешивание пробного газа с ОГ.

Полное перемешивание индикаторного газа подтверждается, если значение концентрации индикаторного газа, измеренное не менее чем по трем равнораспределенным по сечению контрольным точкам, различается не более чем на ±3% без учета погрешности измерения.

Если условие полного перемешивания не выполняется, то данный метод измерения расхода ОГ не может быть использован.

В качестве фактической концентрации пробного газа для расчета расхода ОГ принимают среднеарифметическое значение не менее чем трех измерений.

Расчет массового расхода ОГ G, кг/с, по концентрации пробного газа выполняют по формуле:

, (6.9)

где C - концентрация индикаторного газа, млн;

С - фоновая концентрация индикаторного газа на впуске (в атмосферном воздухе), млн;

G - расход индикаторного газа, см/мин;

- плотность отработавших газов, кг/м.

Фоновую концентрацию индикаторного газа рекомендуется определять путем среднеарифметического усреднения фоновой концентрации, измеренной перед началом измерений и сразу после них.

Фоновую концентрацию индикаторного газа допускается не учитывать, если она составляет менее 1% концентрации пробного газа в ОГ.

6.6.2.5 Допускается использование других стандартизованных методов измерения расхода воздуха и/или ОГ, удовлетворяющих требованиям точности измеряемых параметров согласно таблице 6.4.

6.6.3 Измерение остальных параметров должно производиться в соответствии с ГОСТ 10448.

6.7 Обработка результатов измерений

6.7.1 Концентрацию оксидов азота (NO) необходимо корректировать с учетом атмосферных условий (температура на впуске, влажность на впуске и атмосферное давление) по формуле:

. (6.10)

Поправочный коэффициент атмосферных условий для оксидов азота определяют по формуле:

. (6.11)

Влажность воздуха на впуске Н, г/кг, определяют по формуле:

, (6.12)

где - относительная влажность атмосферного воздуха, %;

- давление насыщенных водяных паров, кПа;

- полное атмосферное давление, кПа.

Поправочный коэффициент для оксида углерода (СО) K определяют по формуле:

, (6.13)

где G - расход топлива, кг/ч;

G - расход воздуха, кг/ч.

6.7.2 Поправочный коэффициент для твердых частиц K определяют по формуле:

. (6.14)

6.7.3 Если концентрация газов измерена при сухом состоянии ОГ, ее необходимо привести к влажному состоянию по формуле:

. (6.15)

Поправочный коэффициент K для приведения концентрации к влажному состоянию определяют по формуле:

. (6.16)

6.7.4 Атмосферные условия при испытаниях по определению дымности ОГ оценивают коэффициентом атмосферных условий F, который вычисляют по формуле:

, (6.17)

где t - температура окружающей среды во время проведения испытаний, °C;

р - атмосферное давление во время проведения испытаний, кПа.

Если во время измерений значение коэффициента атмосферных условий F выходит за пределы диапазона 0,961,06, то измеренные значения дымности ОГ должны быть приведены к следующим атмосферным условиям:

р=750 мм рт.ст. (Р=100 кПа) и t=25°C (Т=298 К) по формуле:

, (6.18)

где N и N - соответственно приведенные и измеренные значения дымности ОГ;

А - коэффициент приведения, который вычисляют по формуле:

. (6.19)

Диаграмма зависимости коэффициента атмосферных условий F от атмосферного давления Р и температуры окружающей среды Т, а также таблица значений коэффициента приведения А в зависимости от коэффициента атмосферных условий F приведены в приложении И.

6.7.5 Поправочные коэффициенты по 6.7.1-6.7.4 допускается применять по данным изготовителя, если они приведены в ТУ или РЭ.

6.7.6 Если база дымомера L (м) оптического типа, используемого при испытаниях, отличается от 0,43 м, то измеренный параметр дымности N (%) должен быть приведен к показаниям шкалы дымомера N со стандартной базой 0,43 по формуле:

. (6.20)

7 Требования безопасности труда

7.1 Персонал должен быть обучен и аттестован в установленном порядке.

7.2 На стенде (реостате или ПЭК) должна быть инструкция по технике безопасности. Персонал, обслуживающий испытательный стенд (реостат), должен быть ознакомлен с ее содержанием.

7.3 Организация рабочего места при испытаниях - по ГОСТ 12.3.002.

7.4 Оборудование стенда (реостата или ПЭК) должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003.

7.5 Воздух рабочей зоны при испытаниях - по ГОСТ 12.1.005.

7.6 Уровни шума на рабочих местах стендового (реостатного или ПЭК) помещения - по ГОСТ 12.1.003, вибрации - по ГОСТ 12.1.012.

7.7 Персонал, обслуживающий стенд (реостат или ПЭК), должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты органов слуха по ГОСТ 12.4.051-87*.

________________

* На территории РФ действуют ГОСТ Р 12.4.208 и ГОСТ Р 12.4.209.

7.8 Не допускается сброс ОГ после прохождения ими газоанализаторов и дымомера в воздух рабочей зоны стендового (реостатного или ПЭК) помещения.

Приложение А
(справочное)

Соотношение единиц измерения дымности отработавших газов

Таблица А.1

Приложение Б
(обязательное)

Формы протоколов испытаний

Б.1 Форма протокола испытаний для новых и модернизированных ТПС и МВПС

Сведения о заявителе испытаний

Общие сведения об объекте испытаний

Технические характеристики

Сведения о проведении испытаний

Сведения об измерительном оборудовании

Характеристика измерительного оборудования

Данные тарировки измерительного оборудования

Данные госповерки измерительного оборудования

Результаты испытаний

Условия проведения измерений

Параметры дизеля

Газообразные выбросы

Б.2 Форма протокола испытаний для условий эксплуатации

Средства измерений

Результаты измерений

Приложение В
(рекомендуемое)

Схема пробоотбора для анализа выбросов вредных веществ

1 - пробоотборный зонд; 2 - нагретая линия отбора проб; 3 - регулирующий клапан; 4 - предварительный фильтр; 5 - фильтр; 6 - насос; 1-6 - система пробоотбора; 2-6 - пробоотборная магистраль с устройствами пробоподготовки; 7 - селективный клапан для подвода поверочных газовых смесей; 8 - хеминелюмисцентный газоанализатор; 9 - контроль потока через газоанализатор; 10 - контроль байпасного потока; 11 - газоанализатор пламенно-ионизационного типа; 12 - регулятор давления; 13 - газоанализатор недисперсного типа с поглощением в инфракрасной области спектра; 14 - охладитель-конденсатор; 15 - линия отбора проб для анализа СО, CO, O; 16 - термометр; 17 - манометр

Приложение Г
(рекомендуемое)

Схема пробоотбора для анализа дымности отработавших газов (при сертификационных испытаниях)

1 - газоотборный зонд; 2 - обогреваемая линия отбора проб; 3 - линия контроля перепада давления в линии отбора проб; 4 - дифференциальный манометр; 5 - распределитель потока; 6 - линия перепуска; 7 - манометр контроля давления в измерительной камере дымомера; 8 - датчик контроля температуры в измерительной камере дымомера; 9 - дымомер; 10 - линия дренажа

Приложение Д
(рекомендуемое)

Схема объединенной системы пробоотбора для анализа выбросов вредных веществ и дымности отработавших газов

1 - установка измерительного оборудования; 2 - линии дренажа от газоанализатора и дымомера; 3 - дымомер; 4 - газоанализатор с СПП; 5 - распределитель потока; 6 - обогреваемая гибкая линия отбора проб; 7 - газоотборный зонд; 8 - выходной патрубок системы выпуска ОГ ТПС и МВПС; 9 - ТПС и МВПС

Приложение Е
(рекомендуемое)

Схема установки газоотборного зонда для сертификационных испытаний

Форма наконечника зонда для анализа газов
(только для газоанализатора)

Приложение Ж
(рекомендуемое)

Методика определения удельного среднеэксплуатационного выброса вредных веществ

Ж.1 Общие положения

Удельные среднеэксплуатационные выбросы ВВ используют для оценки экологической эффективности локомотивов в эксплуатации при:

а) создании нового или модернизации существующего локомотива (например, при капитально-восстановительном ремонте с продлением срока службы);

б) внедрении мероприятий, направленных на снижение расхода топлива и/или выбросов ВВ;

в) сравнении локомотивов, различающихся между собой по конструкции, техническому состоянию и т.п.

Удельные среднеэксплуатационные выбросы ВВ оценивают по результатам расчета в соответствии с типовыми режимами с использованием матрицы чередования элементарных режимов.

Ж.2 Порядок расчета

При расчете указывают:

а) исходные данные;

б) энергетическую блок-схему локомотива;

в) энергетические характеристики элементов блок-схемы локомотива;

г) формулы для расчета.

В исходные данные включают:

а) параметры и условия эксплуатации локомотива;

б) параметры оборудования, являющегося источником, преобразователем и потребителем энергии;

в) другие параметры, влияющие на КПД.

Исходные данные при расчете выбирают из следующей технической документации:

- ТУ на локомотив;

- ТУ на двигатель;

- ТУ на тяговый генератор;

- ТУ на тяговые электродвигатели;

- ТУ на тяговую гидропередачу;

- ТУ на тяговые гидроаппараты;

- ТУ на вспомогательное оборудование;

- расчет тягово-экономических характеристик;

- расчет мощности на вспомогательные нужды;

- инструкция на реостатные испытания;

- нагрузочные характеристики тяговых электрических машин;

- нагрузочные и экономические характеристики тяговых гидроаппаратов;

- протоколы заводских испытаний по определению магнитных и механических потерь тягового электрооборудования;

- протоколы заводских и исследовательских испытаний по определению затрат мощности на вспомогательные нужды;

- протоколы заводских и исследовательских испытаний по определению расхода топлива на статических и переходных режимах;

- технические отчеты о натурных и стендовых испытаниях локомотива и его узлов;

- технические отчеты по результатам тягово-энергетических и теплотехнических испытаний локомотива;

- расчеты зависимостей КПД тягового оборудования, выполняемые с использованием экспериментальных данных и технических характеристик, указываемых в ТУ на оборудование;

- другие документы, содержащие сведения о параметрах оборудования, используемых при расчете.

На энергетической блок-схеме локомотива должны быть указаны:

- все элементы оборудования, являющиеся источниками, преобразователями и потребителями энергии с указанием КПД каждого элемента;

- пути передачи и места потерь энергии по элементам энергетической цепи.

Энергетические характеристики должны содержать данные о распределении затрат энергии по элементам энергетической цепи согласно энергетической блок-схеме локомотива для каждого уровня мощности силовой установки (позиции контроллера) во всем диапазоне скоростей движения.

При представлении энергетических характеристик интервал их параметров должен быть минимальным и не превышать 5% максимальной величины параметра.

Формулы для расчета показателей, характеризующих КПД, должны быть составлены согласно блок-схеме локомотива.

По результатам расчета дают оценку экологических характеристик.

Ж.3 Методика расчета

Разрабатывают энергетическую блок-схему распределения затрат энергии по элементам энергетической цепи.

Определяют энергозатраты согласно энергетической блок-схеме локомотива, применяя комплекс расчетных формул:

, (МДж), (Ж.1)

, (МДж), (Ж.2)

, (кН), (Ж.3)

, (кН), (Ж.4)

, (МДж), (Ж.5)

, (кВт), (Ж.6)

, (кВт), (Ж.7)

, (кг/ч), (Ж.8)

, (кг), (Ж.9)

, (кг/ч), (Ж.10)

, (кг). (Ж.11)

Примечание - Условные обозначения приведены в таблице Ж.1.

Таблица Ж.1 - Условные обозначения и сокращения

Характеристики элементов блок-схемы должны содержать:

- энергетические и экологические характеристики двигателя (поле удельных расходов топлива двигателем или зависимость удельного расхода от мощности по нагружающей характеристике, расход топлива на холостом ходу), характеристику изменения выбросов ВВ по режимам работы;

- зависимость КПД тягового генератора от тока по уровням мощности двигателя;

- зависимость КПД выпрямительной установки от тока по уровням мощности двигателя;

- зависимость КПД тяговых двигателей от тока по ступеням ослабления поля и уровням мощности двигателя;

- зависимость КПД генератора энергоснабжения от тока и мощности на энергоснабжение состава по уровням мощности двигателя (позициям контроллера);

- зависимость КПД гидроаппаратов по их передаточному отношению (для локомотивов с гидропередачей);

- зависимость КПД осевого редуктора и моторно-осевых подшипников (КПД трансмиссии) от скорости движения и передаваемой мощности;

- зависимость мощности тормозного компрессора от частоты вращения (при механическом приводе);

- зависимость мощности вентиляторов холодильника от частоты вращения;

- данные по настройке САРТ системы охлаждения;

- данные по затратам мощности на привод вентиляторов охлаждения электрических машин по уровням мощности двигателя;

- данные по затратам мощности на охлаждение масла гидропередачи (для локомотивов с гидропередачей);

- данные по затратам мощности на возбуждение, освещение и работу цепей управления;

- данные по затратам мощности на энергоснабжение;

- сопротивление движению локомотива как повозки от скорости.

Примечание - При отсутствии экспериментальных данных используют расчетные.

Ж.4 Порядок определения энергетических характеристик для локомотива с электропередачей

Для каждого уровня мощности двигателя при фиксированной мощности тягового генератора (на выходе выпрямительной установки) в диапазоне рабочих токов тяговых двигателей от минимального до максимального с шагом по току не более 50 А представляют по ступеням ослабления поля тяговых электродвигателей параметры по элементам энергетической цепи согласно блок-схеме:

P, , U, U, , , P, P, P, P, P, N, N, , , P, , N, V, g, F, , , F.

Показатели, перечисленные выше, определяют по паспортным (экспериментальным) характеристикам узлов и/или подсчитывают по зависимостям, используемым при тягово-энергетических и теплотехнических расчетах.

Примечание - Для оценки параметров длительно эксплуатируемых локомотивов вводят поправки на изменение значений соответствующих показателей по мере увеличения срока службы локомотива.

Значения мощности на привод вспомогательных агрегатов локомотива задают по результатам испытаний или расчетов как средние для каждого уровня мощности двигателя (позиции контроллера).

Значения мощности на энергоснабжение состава задают по нормам в зависимости от климатических условий и количества вагонов.

Значения удельного расхода топлива по полученной мощности двигателя определяют по техническим условиям на двигатель или по результатам испытаний.

Ж.5 Порядок определения энергетических характеристик для локомотива с гидропередачей

Для каждого уровня мощности двигателя в диапазоне скоростей движения ТПС и МВПС от минимальной до максимальной с шагом не более 2 км/ч представляют по ступеням гидроаппарата и ступеням коробки передач параметры по элементам энергетической цепи согласно блок-схеме:

n, N, N, N, N, N, , , i, , , N, , N, , N, V, g, F, , , F.

Показатели, перечисленные выше, определяют по паспортным (экспериментальным) характеристикам агрегатов или подсчитывают по зависимостям, используемым при тягово-энергетических и теплотехнических расчетах.

Значения частоты вращения вала двигателя на каждой ступени скорости (кроме максимальной) принимают постоянными. На уровне максимальной мощности зависимость частоты вращения вала двигателя от скорости движения определяют из совмещения внешней скоростной характеристики двигателя с параболами нагружения двигателя гидропередачей при принятом уровне мощности на привод вспомогательных агрегатов локомотива.

При представлении энергетических характеристик показатели в зоне переключения гидроаппаратов по i и включении первого гидроаппарата при трогании определяют с учетом снижения и при заполнении гидроаппаратов.

Ж.6 Порядок расчета среднеэксплуатационных удельных средневзвешенных выбросов вредных веществ

Для каждого элементарного режима определяют:

- среднюю скорость V, среднюю динамометрическую силу тяги F, время работы t;

- тяговую работу А;

Задают мощность, отдаваемую локомотивом на энергоснабжение состава.

Эту мощность принимают постоянной и одинаковой для всех уровней мощности двигателя (позиций контроллера) и для каждого элементарного режима.

Определяют мощность двигателя (позицию контроллера), необходимую для выполнения работы А в каждом элементарном режиме по зависимости динамометрической силы тяги от скорости рассматриваемого локомотива по уровням мощности (позициям контроллера), выбирая ту мощность N, при которой сила тяги F (при значении скорости V наиболее близка к значению силы тяги F.

При несовпадении значений V по режимам загрузки и указанных в приведенных характеристиках локомотива значения интересующих показателей определяют путем интерполяции их между соседними значениями скорости движения.

Рассчитывают время работы (ч) в каждом элементарном режиме из условия выполнения работы А по формуле:

, (Ж.12)

где - значение динамометрической силы тяги рассматриваемого локомотива на Z-уровне мощности при V в j-диапазоне тяги.

В связи с возможным отличием времени работы в каждом элементарном режиме , полученного для рассматриваемого локомотива, от указанного в типовом режиме - t (за счет разницы и ) должно пропорционально измениться время холостого хода в i-диапазоне скорости: с увеличением времени рабочего хода на какую-то величину уменьшается время холостого хода на эту величину и наоборот.

Определяют время работы на холостом ходу , ч, в i-диапазоне скорости по формуле:

, (Ж.13)

где - время работы на холостом ходу в i-диапазоне скорости (при нулевом значении силы тяги) по типовому режиму, ч;

- суммарное время работы на рабочем ходу в i-диапазоне скорости, полученное для рассматриваемого локомотива, ч;

- суммарное время работы на рабочем ходу в i-диапазоне скорости по типовому режиму, ч.

Определяют время работы рассматриваемого локомотива на рабочем ходу , ч, по формуле:

. (Ж.14)

Время работы рассматриваемого локомотива на холостом ходу , ч:

. (Ж.15)

Определяют часовой расход топлива B для выполнения каждого элементарного режима на Z-уровне мощности (позиции контроллера) по формуле:

(кг/ч), (Ж.16)

где - значение мощности двигателя на Z-уровне мощности (позиции контроллера), необходимое для выполнения работы А;

g - удельный расход топлива двигателем при мощности N.

Определяют суммарный расход топлива на рабочем ходу при выполнении работы зa всю совокупность элементарных режимов по формуле:

. (Ж.17)

Определяют расход топлива на холостом ходу по формуле:

. (Ж.18)

Определяют общий расход топлива за часовой режим по формуле:

. (Ж.19)

Определяют энергию, отдаваемую локомотивом на энергоснабжение состава за часовой режим, Э по формуле:

. (Ж.20)

При расчете среднеэксплуатационных удельных средневзвешенных выбросов ВВ ТПС и МВПС определяют удельную работу ТПС и МВПС в соответствии с типовыми режимами работы, приведенными в приложениях К, Л и М. Вес поезда определяют исходя из условия движения на железнодорожном пути III категории по СТН Ц-01-95, [2], с руководящим уклоном 9‰ одинарной тягой.

Средний эксплуатационный удельный средневзвешенный выброс ВВ с ОГ, e г·км/т, вычисляют по формуле:

, (Ж.21)

где - мольная масса i ВВ, г/моль;

С - концентрация i ВВ, млн;

V - расход ОГ, кг/ч;

W - весовой коэффициент режима по ГОСТ 30574;

Q - масса поезда, т;

S - пройденный путь, км.

Приложение И
(справочное)

Номограмма зависимости парциального давления водяного пара

Приложение К
(справочное)

Диаграмма зависимости коэффициента атмосферных условий F от атмосферного давления Р и температуры окружающей среды Т

Таблица К - Значения коэффициента приведения А в зависимости от коэффициента атмосферных условий F

Приложение Л
(рекомендуемое)

Типовой маневровый цикл работы

Таблица Л.1 - Элементарные режимы маневровой работы

Приложение М
(рекомендуемое)

Типовые грузовые циклы работы

Таблица М.1 - Режимы работы при легкой загрузке ТПС и МВПС

Таблица М.2 - Режимы работы при средней загрузке ТПС и МВПС