Quito - Ecuador

NORMA TÉCNICA ECUATORIANA NTE INEN 2203:2013 Primera revisión

MEDICIÓN DE EMISIONES DE GASES DE ESCAPE EN

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

Primera edición RECIPROCATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES- EXHAUST EMISSION MEASUREMENT. STEADY STATE TEST CYCLES FOR DIFFERENTENGINE APPLICATIONS

First edition

DESCRIPTORES: Emisión de gases, protección del medio ambiente, calidad del aire, método de ensayo MC 08.06-302 CDU: 662.75 CIIU: 3530 ICS: 13.040.50

CDU: 662.75 CIIU : 3530

ICS: 13.040.50 MC 08.06-302

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Norma Técnica

Ecuatoriana Voluntaria

MEDICIÓN DE EMISIONES DE GASES DE

ESCAPE EN MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

NTE INEN

2203:2013 Primera revisión

2013-09

1. INTRODUCCIÓN

1.1 Este método de ensayo está destinado para usarse como un procedimiento de medición para determinar los niveles de emisión de gases y partículas de motores reciprocantes de combustión interna (RCI) para uso no automotriz. Su propósito es proveer una guía de las características de las emisiones de un motor que, a través del uso de factores de ponderación adecuados, se pueden utilizar como indicadores de los niveles de emisión de motores bajo varias aplicaciones. Los resultados de las emisiones se expresan en unidades de gramos por kilovatio-hora y representan el flujo másico de emisiones por unidad de trabajo realizado. 1.2 Aunque esta parte del ensayo está diseñada para motores no automotrices, comparte muchos principios con la medición de emisiones de gases y partículas que han estado en uso durante muchos años para motores de uso motriz. Un procedimiento de prueba que comparte alguno de estos principios es el método de dilución de flujo total, en la especificación actual para la certificación ISO 8178 de 1985 y posteriormente para motores de camiones pesados en los Estados Unidos. Otro es el procedimiento para la medición directa de emisiones gaseosas en gases de escape sin diluir, como se especificaba para la certificación de motores de camiones pesados en Japón y Europa. 1.3 Muchos de los procedimientos descritos en este ensayo son explicaciones detalladas de métodos de laboratorio, debido a que la determinación de valores de emisiones requiere un complejo conjunto de mediciones individuales, en lugar obtener un valor único de medida. Por lo tanto, los resultados obtenidos dependen tanto del proceso de medición así como de los motores y los métodos de ensayo. 1.4 La evaluación de emisiones de motores de uso no motriz es más complicada que la de motores de uso motriz debido a la diversidad de aplicaciones de los primeros. Por ejemplo, las aplicaciones de motores de uso motriz principalmente consisten en el movimiento de una carga de un punto hacia otro sobre una carrera pavimentada. Las limitaciones de caminos pavimentados, las máximas cargas aceptables en pavimento y el grado máximo permisible de combustibles, limitan el alcance de vehículos de carretera y el tamaño de motores. Los motores de uso no motriz y los de vehículos tienen un amplio rango de tamaño, incluyéndose los motores que accionan el equipo. Muchos de los motores son lo suficientemente grandes para excluir la aplicación de equipo de prueba y métodos aceptables para el uso motriz. En casos donde la aplicación de dinamómetros no sea posible, los ensayos se realizarán en el lugar o en condiciones apropiadas.

2. OBJETO

2.1 Esta norma mide las emisiones de gases de escape en motores de combustión interna.

3. ALCANCE 3.1 Este ensayo especifica los métodos de medición y evaluación para emisiones de gases de escape y partículas de motores reciprocantes de combustión interna (RCI) bajo condiciones estáticas en un lecho de prueba, necesarios para la determinación de un valor promedio para cada gas contaminante de escape. Varias combinaciones de carga del motor y velocidad reflejan diferentes aplicaciones del motor (véase ISO 8178-4). 3.2 Este ensayo es aplicable a motores RCI para uso estacionario, movilización y transporte, excluyendo motores diseñados para automoción. Además, este método puede aplicarse a motores que se utilizan, por ejemplo, en máquinas de movimiento de tierra, generadores y otras aplicaciones. En casos limitados, el motor puede probarse en un lecho de prueba según la ISO 8118-2, documento de prueba de campo. Esto sólo puede ocurrir con acuerdo de las partes involucradas. Debe tenerse en cuenta que los datos obtenidos en estas circunstancias no pueden estar completamente de acuerdo con los datos anteriores o futuros obtenidos bajo la norma ISO 8178-1:2006. Por lo tanto, se recomienda que esta opción se ejerza exclusivamente con motores fabricados en cantidades muy limitadas, como marinos de gran tamaño o conjuntos de motores de generación.

(Continúa) DESCRIPTORES: Emisión de gases, protección del medio ambiente, calidad del aire, método de ensayo.

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3.3 Las condiciones de prueba adicionales y los métodos de evaluación especiales pueden aplicarse para motores utilizados en máquinas que se incluyen en los requisitos adicionales (por ejemplo, salud ocupacional y las normas de seguridad, normas para centrales eléctricas). Cuando no es posible usar un lecho de prueba o cuando se requiere información sobre las emisiones reales producidas por un motor en servicio, los procedimientos de ensayo de campo y los métodos de cálculo apropiados se especifican en la norma ISO 8178-2.

4. DEFINICIONES 4.1 Partículas. Material recogido en un medio específico filtrante después de una dilución de gases de escape con aire limpio y filtrado hasta una temperatura superior a 315 K (42°C) y menor o igual a 325 K (52 °C), como el medido en el punto inmediato a contracorriente de un filtro primario, (ver notas 1, 2 y 3). 4.2 Método de dilución de flujo parcial. Proceso de separación de una parte de los gases de escape sin tratar a partir de un flujo total, mezclando con una cantidad apropiada de aire de dilución antes de pasar por un filtro de muestreo de partículas. 4.3 Método de dilución flujo total. Proceso de mezcla de aire de dilución con un flujo total de gases de escape antes de separar una fracción de corriente de gas de escape diluido para el análisis, (ver nota 4) 4.4 Muestreo isocinético. Proceso que consiste en controlar un flujo de muestra de gases de escape manteniendo la velocidad media de la muestra en el conducto igual a la velocidad media de la corriente de gases de escape. 4.5 Muestreo no–cinético. Proceso que consiste en controlar el flujo de muestras de gases de escape en forma independiente de la velocidad de la corriente de gases de escape. 4.6 Método filtro múltiple. Proceso que consiste en usar un par de filtros para cada uno de los modelos individuales de los ciclos de prueba, (ver nota 5). 4.7 Método de filtro simple. Proceso que consiste en usar un par de filtros durante todo el modelo de ciclo de prueba, (ver nota 6). 4.8 Emisiones específicas. Emisiones másicas expresadas en gramos por kilowatt-hora, (ver nota 7) 4.9 Potencia al freno. Potencia observada medida en el cigüeñal o su equivalente, para un motor equipado solamente con los auxiliares normalizados necesarios para su operación en el lecho de prueba, (ver 6.2.3 e ISO 14396). 4.10 Auxiliares. Equipo y dispositivos listados en ISO 14396. _________________ NOTA 1. Partículas formadas principalmente por carbón, hidrocarburos condensados, sulfatos y agua asociada. NOTA 2. Las partículas definidas en esta norma son sustancialmente diferentes en composición y peso de las partículas o polvo tomados directamente de los gases de escape sin diluir utilizando un método de filtro caliente (por ejemplo, ISO 9096). Se ha demostrado que la medición de partículas, como se describe en este ensayo es eficaz para niveles de azufre de hasta 0,8% en el combustible. NOTA 3. El requisito de temperatura del filtro se ha cambiado en comparación con la norma ISO 8178-1:1996 para reflejar los últimos requisitos legales en los Estados Unidos y la Unión Europea. Los sistemas existentes construidos de conformidad con los requisitos de ISO 8178-1:1996 todavía pueden ser usados. NOTA 4. Es común en muchos sistemas de dilución de flujo total diluir esta fracción de gas de escape pre-diluido en una segunda ocasión para obtener temperaturas adecuadas de muestra en el filtro de partículas Nota 5. Los factores de ponderación modelo están representados para antes que el muestreo dure el dato de evaluación en la fase de prueba. NOTA 6. Factores de ponderación modelo que deben tenerse en cuenta durante la fase de muestreo de partículas del ciclo de prueba para una velocidad de flujo de la muestra y/o tiempo de muestreo. Este método exige especial atención en la duración de muestreo y velocidades de flujo. NOTA 7. Los auxiliares que se colocarán en el motor en servicio, para muchos tipos de motor dentro del alcance de este ensayo, no se conocen en el momento de la fabricación o de certificación. Cuando no es adecuado para probar el motor en las condiciones que se definen en la norma ISO 14396 (por ejemplo, si el motor y la transmisión forma una unidad integral individual), el motor sólo puede probarse con otros auxiliares instalados. En este caso el ajuste del dinamómetro se debe determinar de acuerdo con 6.2.3. Las pérdidas producidas por los auxiliares no deben exceder el 5% de la potencia máxima observada. Las pérdidas que excedan el 5% deben aprobarse por las partes involucradas antes de la prueba.

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5. SÍMBOLOGÍA

5.1 Símbolos de composición del combustible W

ALF Contenido de hidrógeno del combustible, % masa wBET Contenido de carbono del combustible,% masa

wGAM Contenido de azufre del combustible, % masa

wDEL Contenido de nitrógeno del combustible, % masa

wEPS Contenido de oxígeno del combustible, % masa α Proporción molar (H/C) β Proporción molar (C/C) γ Proporción molar (S/C) δ Proporción molar (N/C) ε Proporción molar (O/C) (ver nota 8) 5.2 Símbolos y Abreviaciones de componentes químicos ACN acetionitrilo C1 hidrocarburo equivalente al carbono 1 CH4 metano C2H6 etano C3H8 propano CH3OH metanol CO monóxido de carbono CO2 dióxido de carbono DNPH dinitrofenil hidracina DOP dioctilftalato HC hidrocarburos HCHO formaldehido H2O agua NH3 amonio NMHC hidrocarburos no metálicos NO óxido nítrico NO2 dióxido de nitrógeno NOX óxidos de nitrógeno N2O óxido de nitrógeno O2 oxígeno RME éster metílico de aceite de colza SO2 dióxido de azufre SO3 trióxido de azufre 5.3 Abreviaciones CFV Flujo crítico de venturi EPC detector quimioluminiscente CVS muestra de volumen constante ECS sensor electroquímico FID detector de ionización de llama FTIR analizador de infrarrojos por la transformada de Fourier GC Cromatografía de gases HCLD detector quimioluminiscente de caldeado HFID detector de ionización de calor de la llama HPLC cromatografía de líquidos alta presión NDIR analizador infrarrojos no dispersivo NMC cortador no metánico PDP bomba de desplazamiento positivo PMD detector paramagnético PT partículas UVD Detector ultravioleta ZRDO sensor de dióxido de zirconio ________ NOTA 8. La conversión entre el contenido de masa y relación molar está dada en la ecuación A.3 a A.12 del Anexo A

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6. MÉTODO DE ENSAYO

6.1 Condiciones de ensayo 6.1.1 Condiciones de ensayo del motor 6.1.1.1 Parámetros de las condiciones de ensayo. Se deberá medir la temperatura absoluta Ta del aire de admisión del motor, expresada en grados Kelvin y la presión atmosférica en base seca Ps expresada en kilopascales, y el factor fa deberá determinarse de acuerdo con las siguientes disposiciones. 6.1.1.1.1 Motores de encendido por compresión 6.1.1.1.1.1 Motores de carga de presión de aspirado natural y mecánica:

6.1.1.1.1.2 Motores con turbocompresor con o sin refrigeración del aire de admisión:

6.1.1.1.2 Motores de encendido por chispa

(ver nota 9) 6.1.1.2 Para que una prueba se considere válida, el factor fa deberá ser tal que:

Las pruebas deben llevarse a cabo con el parámetro fa entre 0,96 y 1,06. 6.1.2 Motores con carga de aire de refrigeración 6.1.2.1 La temperatura del aire de carga se registra, y debe estar dentro de un rango de ± 5 K de la temperatura máxima del aire de carga que especifica el fabricante, a la velocidad de potencia nominal declarada y a plena carga. La temperatura del medio de enfriamiento será de al menos 293 K (20° C). 6.1.2.2 Si se utiliza un sistema de prueba comercial o un ventilador externo, la temperatura del aire de carga deberá estar dentro de un rango de ± 5 K de la temperatura máxima del aire de carga que especifica el fabricante, a la velocidad de la potencia nominal declarada, y a plena carga. La temperatura y la velocidad de flujo del refrigerante de la carga de aire de enfriamiento en el punto establecido anteriormente no se modificarán durante el ciclo de prueba. Los volúmenes de carga de aire de refrigeración se basan en criterios técnicos adecuados y las aplicaciones típicas vehículo / máquina. 6.1.3 Potencia 6.1.3.1 La base de medición de emisiones específicas es la potencia al freno sin corregir como se define en la norma ISO 14396. El motor deberá permitir el uso de los accesorios necesarios para su funcionamiento (por ejemplo, ventiladores, bomba de agua). Si es imposible o inapropiado instalar dispositivos auxiliares en el lecho de prueba, la potencia absorbida por estos serán determinados y restados de la potencia medida del motor. _______ NOTA 9. Las ecuaciones mencionadas en el paso 6.2.1.1 son idénticas a la legislación sobre emisiones de gases de escape de la CEPE, CEE y la EPA, pero diferentes de las fórmulas de corrección de potencia ISO

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6.1.3.2 Algunos equipos auxiliares necesarios sólo para el funcionamiento de la máquina y que puede ser montado en el motor deben eliminarse durante el ensayo. La siguiente lista incompleta se da como ejemplo:

Compresor de aire para frenos,

Compresor de potencia asistida,

Compresor de aire acondicionado,

Bomba para accionadores hidráulicos. 6.1.3.3 En caso de que los auxiliares no se hayan removido, la potencia absorbida por ellos en los regímenes de prueba se determinada con el fin de calcular los ajustes del dinamómetro de acuerdo con 12,5, excepto para motores donde los auxiliares son parte integral de los mismos (por ejemplo, ventiladores de refrigeración para motores enfriados por aire). 6.1.4 Condiciones específicas de ensayo 6.1.4.1 Motores con sistemas de admisión de aire 6.1.4.1.1 Se debe usar un motor con sistema de admisión de aire o un sistema comercial de prueba, con la restricción que el aire tenga una presión a la entrada dentro de un rango de ± 300 Pa del valor máximo especificado por el fabricante para un filtro de aire limpio a la velocidad de la potencia nominal y a plena carga. 6.1.4.1.2 Si el motor está equipado con un sistema integral de admisión de aire, este debería ser usado para prueba, (ver nota 10). 6.1.4.2 Sistema de escape del motor 6.1.4.2.1 Se usa un sistema de escape del motor o un sistema comercial de prueba, con una presión del gas de escape dentro de un rango de ± 650 Pa del valor máximo especificado por el fabricante a la velocidad de la potencia nominal y a plena carga. El sistema de escape será conforme a los requisitos de muestreo del gas de escape, según los parámetros establecidos en 7.5.5, 17.2.1, EP y 17.2.2 del Parlamento Europeo. 6.1.4.2.2 Si el motor está equipado con un sistema de escape integrado, se utilizará para la prueba. 6.1.4.2.3 Si el motor está equipado con un dispositivo de pos tratamiento de gases de escape, el tubo de escape debe tener el mismo diámetro que el que se encuentra en uso para por lo menos cuatro diámetros de tubería en contra corriente en la entrada de la sección de expansión con el dispositivo de pos tratamiento. La distancia desde la cabeza del colector de escape o la salida del turbocompresor al dispositivo de tratamiento posterior del gas de escape es la misma que en la configuración del vehículo o dentro de las especificaciones de distancia del fabricante. La contrapresión o restricción del gas de escape se ajusta a los mismos criterios anteriores, y puede ser regulada con una válvula. El contenedor de pos tratamiento se puede retirar durante la simulación de las pruebas y el diseño del motor, y se puede sustituir con un contenedor equivalente que incorpore un catalizador inactivo de apoyo, (ver nota 10 6.1.4.3 Sistema de refrigeración. Sistema de refrigeración del motor con capacidad suficiente para mantener el motor a las temperaturas normales de funcionamiento prescritas por el fabricante. 6.1.4.4 Aceite lubricante. Las especificaciones del aceite lubricante utilizado para el ensayo se registran y presentan con los resultados de la prueba. 6.1.4.5 Carburadores ajustables. Para motores con carburadores ajustables limitados, la prueba de los motores se llevará a cabo en ambos extremos del ajuste. 6.1.4.6 Válvula de respiración del cárter. Cuando se requiere medir las emisiones del cárter de un sistema de cárter abierto como parte del total de emisiones procedentes del motor, estas deben introducirse en un sistema de gases de escape en dirección al flujo de cualquier sistema de pos tratamiento, si se usa, y en contracorriente del punto de muestreo. La distancia suficiente debe garantizar la mezcla de emisiones del cárter con los gases de escape. _________ NOTA 10. Las restricciones son fijadas a la velocidad nominal y a plena carga

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6.2 Combustibles de ensayo 6.2.1 Las características de los combustibles influyen en las emisiones de gases de escape del motor. Por tanto, las características del combustible utilizado se deben determinar, registrar y presentar con los resultados del ensayo. Cuando se usan los combustibles designados en la norma ISO 8178-5 como referencia, se debe proporcionar el código de referencia y el análisis del combustible; para el resto de combustibles, las características registradas se listan en las hojas universales de datos adecuados en la norma ISO 8178-5. 6.2.2 La temperatura del combustible será en conformidad con las recomendaciones del fabricante. La temperatura debe medirse a la entrada de la bomba de inyección de combustible o como especifica el fabricante, y la ubicación de medición registrada. 6.2.3 La selección del combustible para el ensayo depende del propósito del mismo. A menos que se haya acordado por las partes involucradas, el combustible debe seleccionarse de acuerdo con la Tabla 1. Cuando no se dispone de un combustible de referencia, se puede usar uno con propiedades semejantes al mismo. Se debe indicar las características del combustible.

Tabla 1. Selección del combustible

Propósito del ensayo Partes Interesadas Selección de Combustible

Homologación (Certificación)

1. Organismo de certificación 2. Fabricante o proveedor

Combustible de referencia, si fue definido Combustible comercial si no se definió ningún combustible de referencia

Aceptación de la prueba

1. Fabricante o proveedor 2. Cliente o inspector

Combustible comercial tal como se especifica por el fabricante.

a

Investigación / desarrollo

Uno o más de los siguientes: fabricantes, organizaciones de investigación, proveedores de combustibles lubricantes, etc.

Para adaptarse a los efectos de la prueba.

a Los clientes e inspectores deben tener en cuenta que las pruebas de emisiones realizadas utilizando combustible

comercial no necesariamente cumplen con los límites especificados en los combustibles de referencia.

6.3 Equipos de medición y datos a medirse 6.3.1 General 6.3.1.1 La emisión de gases y partículas por el motor presentado a prueba se miden por los métodos descritos en las cláusulas 16 y 17. Estas cláusulas describen los sistemas analíticos recomendados para las emisiones gaseosas (cláusula 16) y la dilución de partículas recomendadas y sistemas de muestreo (cláusula 17). 6.3.1.2 Otros sistemas o analizadores pueden aceptarse si producen resultados semejantes. La determinación de la equivalencia del sistema se basa en un estudio de correlación de siete pares de muestras (o más) entre el sistema bajo consideración y uno de los sistemas aceptados en la norma ISO 8178. El título "Resultados" se refiere al valor del ciclo promedio de emisiones específicas. La prueba de correlación debe realizarse en el mismo laboratorio, celda de ensayo, y en el mismo motor. Las pruebas se realizarán simultáneamente. El ciclo de prueba a usarse debe ser el apropiado como se indica en la norma ISO 8178-4, o el ciclo C1 como se indica en la norma ISO 8178-4. 6.3.1.3 La equivalencia del par de muestras promedio se determina según la prueba F y las estadísticas de la prueba t (ver anexo D), con valores extremos excluidos, obtenidas bajo las condiciones del motor y la celda de ensayo mencionadas anteriormente. Los sistemas que se utilizan para correlacionar la prueba deben indicarse antes del ensayo, y acordarse por las partes involucradas. 6.3.1.4 Para la introducción de un nuevo sistema en la norma, la determinación de la equivalencia se basa en el cálculo de la repetibilidad y reproducibilidad, tal como se describe en la norma ISO 5725-1 e ISO 5725-2.

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6.3.1.5 El siguiente equipo se debe usar para las pruebas de emisiones de motores en dinamómetros. Este ensayo no contiene los detalles de caudal, presión, y equipos de medición de temperatura. Pero en el apartado 7.4 se indican los requisitos de precisión del equipo utilizado para realizar la prueba de emisiones de gases. 6.3.2 Especificaciones del dinamómetro 6.3.2.1 Se debe usar un dinamómetro para motores con características apropiadas para ejecutar el ciclo de ensayo adecuado, según se indica en la norma ISO 8178-4. 6.3.2.2 Los instrumentos para medir el torque y la velocidad deben permitir la medición de la potencia del eje con una precisión adecuada, dentro de los límites señalados. Se puede necesitar cálculos adicionales. La precisión de las tolerancias máximas de los equipos de medida se indica en el apartado 7.4. 6.3.3 Flujo de gas de escape 6.3.3.1 General 6.3.3.1.1 El flujo de gas de escape se determinará por uno de los métodos indicados en las secciones 7.3.2 a la 7.3.6. 6.3.3.2 Método de medición directa 6.3.3.2.1 La medición directa del flujo de escape puede realizarse por sistemas tales como los que se indican a continuación:

Dispositivos de presión diferencial, como flujo de boquilla (véase ISO 5167);

Caudalímetro de ultrasonidos;

Medidor de flujo de vórtice. 6.3.3.2.2 Se debe tener especial precaución para evitar errores de medida que influyan en el cálculo de los errores de valor de emisión. Tales precauciones incluyen la instalación cuidadosa del dispositivo en el sistema de escape del motor de acuerdo con el instrumento recomendado por el fabricante y con buenas prácticas de ingeniería. En particular del motor, rendimiento y las emisiones no se verán afectadas por la instalación del dispositivo. 6.3.3.2.3 Los caudalímetros respetarán las especificaciones de precisión de la sección 7.4. 6.3.3.3 Método de medición de aire y combustible 6.3.3.3.1 Implica la medida del flujo de aire y combustible. Se usa medidores de flujo de aire y combustible con una precisión como se indica en 7.4. El cálculo del caudal del gas de escape se realiza como se indica a continuación:

6.3.3.4 Flujo de combustible y método de balance de carbono 6.3.3.4.1 Implica el cálculo de la masa de los gases de escape a partir del consumo de combustible, la composición del combustible y las concentraciones del gas de escape se calculan con el método de balanceo de carbono, como se indica en la siguiente ecuación (ver A.3.2.3.1):

En donde: ffd es de acuerdo a las ecuaciones A.20 a A.23; Ha son los gramos de agua por kg de aire seco; fces de acuerdo a la ecuación A.64:

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En donde: cCO2d concentración de CO2 seco sin tratar en el escape [%];

cCO2ad concentración de CO2 seco en el aire del ambiente [%];

cCOd concentración de CO seco sin tratar en el escape [ppm];

CHOw concentración de HC húmedo en el escape bruto [ppm].

(ver nota 11) 6.3.3.5 Método indicador de medición 6.3.3.5.1 Esto implica la medición de la concentración de un gas indicador en el escape. 6.3.3.5.2 Una cantidad conocida de un gas inerte (por ejemplo, helio puro) se inyecta en el flujo de gas de escape como indicador. El gas se mezcla y diluye en los gases de escape,perono reacciona en el tubo de escape. La concentración del gasse mide en la muestra del gas del escape. 6.3.3.5.3 Con el fin de garantizar la mezcla completa del gas indicador, el muestreo del gas de escape a ensayarse debe localizarse por lo menos a 1 metro o 30 veces el diámetro del tubo de escape - el que sea mayor –a contracorriente del punto de inyección del gas indicador.Lamuestra a ensayarse puede localizarse cerca del punto de inyección, si se comprueba una mezcla completa, mediante la comparación de la concentración del gas indicador con la concentración de referencia cuando el gas indicador se inyecta en dirección del movimiento del motor. 6.3.3.5.4 La relación de flujo del gas indicador debe ajustarse de modo que la concentración del gas indicador después de la mezcla sea inferior al de la escala del analizador del gas indicador. 6.3.3.5.5 El cálculo del caudal de gas del escape se obtiene con la siguiente ecuación:

En donde: q mew es el caudal másico del gas escape [kg / s]; qrt es la velocidad de flujo másico de gas [cm

3/min];

cmix es la concentración del gas indicador después de mezclar [ppm]; ew es la densidad del gas de escape [kg/m

3];

ca es la concentración de fondo del gas indicador en el aire de admisión [ppm]. 6.3.3.5.6 La concentración de fondo del gas indicador (ca) puede ser determinada por un promedio de la concentración medida inmediatamente antes de la ejecución del ensayo y después de la ejecución del mismo. 6.3.3.5.7 Cuando la concentración de fondo es menor que 1% de la concentración del gas indicador después de la mezcla (CMIX) en el caudal de escape máximo, la concentración de fondo puede ser descuidado. 6.3.3.5.8 El sistema respetará las especificaciones de precisión del caudal de gases de escape y estará calibrado de acuerdo con la sección 8.6. _________ NOTA 11. Opcionalmente, el método de equilibrio de oxígeno puede ser utilizado, (ver A.3.3.)

(Continua)

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6.3.3.6 Método de medición de flujo de aire y aire-combustible 6.3.3.6.1 Esto implica el cálculo de masa de gases de escape del flujo de aire y la relación aire-combustible. El cálculo del flujo másico de gas de escape instantáneo es como sigue:

En donde:

β

α ε γ

β α ε δ γ

β

α

ε δ

β α ε γ

En donde: A/Fst es la relación estequiométrica de aire-combustible [kg / kg]; es la proporción de aire en exceso; CCO2 es la concentración de CO2 en seco [%]; CCO es la concentración de CO seco [ppm]; CHC es la concentración de HC [ppm]. (ver nota 12) 6.3.3.6.2 El medidor de flujo de aire tendrá especificaciones de precisión como se indica en 7,4, el analizador de CO2 utilizado se ajustará a la las especificaciones de 7.5.4.2, y todo el sistema cumplirá las especificaciones de precisión del caudal de gases de escape. 6.3.3.6.3 Opcionalmente, el equipo de medición de la relación aire-combustible, tal como un sensor de tipo-zirconio, que reúne las especificaciones de 7.5.4.12 puede ser utilizado para la medición de la proporción de aire en exceso. 6.3.3.7 Flujo gas de escape totalmente diluido 6.3.3.7.1 Cuando se utiliza un sistema de dilución de flujo total, el caudal total del gas de escape diluido (qmdew) deberá ser medida con un PDP o del CFV (ver 17.2.2). La precisión se ajustará a las disposiciones de 9.2. 6.3.4 Errores del Método 6.3.4.1 La calibración de todos los instrumentos de medida debe ser conforme a los organismos nacionales pertinentes (e internacionales) y cumplir con los requisitos indicados en las Tablas 2 y 3, (ver nota 13) 6.3.4.2 Los instrumentos deben calibrarse como es requerido por los procedimientos de auditoría interna, por el fabricante del instrumento o en conformidad con la norma ISO 9000. Las desviaciones en las Tablas 2 y 3 se refieren al valor final registrado, que incluye el sistema de adquisición de datos. ______ NOTA 12. Composición del combustible CβHαSγNδOε on β . o bu bl n bón po j plo h óg no l ecuación que define A/Fst y no pu u NOTA 13. Los requisitos de calibración de los analizadores se da en 8.5.

(Continua)

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Tabla 2. Desviaciones permisibles de instrumentos para los parámetros relacionados con el

motor

Nº Instrumentos de medición Desviación Admisible

1 Velocidad del motor ± 2% de la lectura o ± 1% del valor máximo del motor, el que sea mayor

2 Torque ± 2% de lectura o ± 1% del valor máximo del motor, el que sea mayor

3 El consumo de combustible a ± 2% del valor máximo del motor.

4 El consumo de aire a

± 2% de la lectura o ± 1% del valor máximo del motor, el que sea mayor

5 flujo de los gases de escape

a

± 2,5% de la lectura o ± 1,5% del valor máximo del motor, el que sea mayor

a Los cálculos de las emisiones de escape como se describe en esta parte de la norma ISO 8178 son, en algunos casos,

en base a diferentes mediciones y / o métodos de cálculo. Debido a las limitadas tolerancias totales para el cálculo de las emisiones de escape, los valores permitidos para algunos artículos, que se utilizan en las ecuaciones apropiadas, debe ser menor que las tolerancias permitidas propuestas en la norma ISO 15550:2002, la Tabla 4.

Tabla 3. Desviaciones permisibles de instrumentos para otros parámetros esenciales

Nº Parámetro Desviación admisible

1 p u ≤ K ± 0.2 K absolutos

2 p u ≤ K ±1% de la lectura

3 Presión de gas de escape ± 0.2 kPa absolutos

4 Depresiones de admisión de aire ±0.05 kPa absolutos

5 Presión atmosférica ±0.1 kPa absolutos

6 Otras presiones ± 0.1 kPa absolutos

7 Humedad relativa ±3% kPa absolutos

8 Humedad absoluta ± 5% kPa absolutos

9 Dilución de flujo de aire ± 2% kPa absolutos

10 Dilución de flujo de aire en el escape ±2% kPa absolutos

(Continua)

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ANEXO A

Tabla 4. Símbolos y abreviaciones

Símbolo Significado Unidad

A/Fst Proporción estequiométrica de aire – combustible 1

AP Área transversal de la sonda de muestreo isocinética m2

Ar Masa atómica g

Ax Área transversal del tubo de escape m2

Cc Concentración de fondo corregida ppm %

(v/v)

Cx Concentración en el tubo de escape(con el sufijo de nominación de los componentes)

ppm % (v/v)

Cd Concentración del aire de dilución ppm %

(v/v)

D Factor de dilución 1

ECO2 CO2 de enfriamiento del analizador de NOx %

EE Eficiencia de etano %

EH2O H2O de enfriamiento del analizador de NOx %

EM Eficiencia del metano %

ENOX Eficiencia del convertidor de NOx %

ept Emisión de partículas g/KW.h

ex Emisión de gas g/KW.h

Factor de aire en exceso ([Kg aire seco]/([Kg de combustible]*[A/Fst])) 1

Ref Factor de aire en exceso en condiciones de referencia 1

ƒa Factor atmosférico del laboratorio 1

ƒc Factor de carbón 1

ƒfd Factor especifico de combustible para el cálculo del flujo de gases de escape en base seca

1

ƒfh Factor especifico de combustible usado para cálculos de concentraciones húmedas provenientes de concentraciones secas

1

ƒfw Factor especifico de combustible para cálculo de flujo de escape en bases húmedas

1

Ha Humedad absoluta en la admisión de aire (g agua/Kg aire seco) g/Kg

Hd Humedad absoluta del aire de dilución (g agua/Kg aire seco) g/Kg

i Subíndice que inca una modalidad individual 1

Kƒ Factor especifico de combustible para el cálculo de balance de carbón 1

Khd Factor de corrección de humedad para NOx para motores a diesel 1

khp Factor de corrección de humedad para NOxmotores a gasolina 1

Kp Factor de corrección de humedad para partículas 1

Kwa Factor de corrección de base seca a húmeda para la entrada de aire 1

Kwd Factor de corrección de base seca a húmeda para aire de dilución 1

Kwe Factor de corrección de base seca a húmeda para gas de escape diluido

1

Kwr Factor de corrección de base seca a húmeda para gases de escape diluido

1

M Porcentaje de torque relacionado al torque máximo para la prueba de velocidad del motor

1

Mr Masa molecular g

Md Masa de aire de dilución de una muestra pasada a través de filtros de muestreo de partículas

Kg

Mƒ Masa de la muestra de partículas del aire de dilución colectado mg

Mƒ Masa colectada de la partículas de muestra mg

Msep Masa de la muestra de gas de escape diluido pasada a través de filtros de muestreo de partículas

Kg

PA Presión absoluta de salida de la bomba kPa

Pa Presión de vapor de saturación para motores de admisión de aire kPa

Pb Presión total barométrica kPa

Pd Presión de vapor de saturación de aire de dilución kPa

Pr Presión de vapor del agua después del enfriador kPa

(Continua)

NTE INEN 2203 2013-09

2013-1032 -12-

Tabla 4. Continuación

Símbolo Significado Unidad

Ps Presión atmosférica en base seca kPa

P Potencia al freno sin corrección KW

Paux Lectura de la potencia total absorbida por los equipos auxiliares montados para el ensayo )no requerida por la norma ISO 14396)

KW

Pm Medida máxima o declarada de potencia en la prueba de velocidad del motor bajo condiciones de prueba. (ver 12.5)

KW

qmad Ingreso de flujo másico de aire en base seca Kg/h

qmaw Ingreso de flujo másico de aire en base húmeda Kg/h

qmdw Flujo másico de aire de dilución en base húmeda Kg/h

qmedf Flujo másico equivalente de gas de escape diluido en base húmeda

Kg/h

qmew Flujo másico de gas de escape en base húmeda Kg/h

qmf Flujo másico de combustible Kg/h

qmdew Flujo másico de gas de escape diluido en base húmeda Kg/h

qmgas Emisión de flujo másico de gas individual g/h

qmPT Flujo másico de partículas g/h

rd Proporción de dilución 1

ra 1

Ra %

Rd Humedad relativa de aire de dilución %

rh Factor de respuesta FID 1

rm Factor de respuesta FID para metanol 1

rx Relación de la garganta SSV con la entrada absoluta, presión constante

1

ry Proporción del área transversal de sonda isocinética y tubo de escape

1

Humedad relativa de ingreso de aire Kg/m3

S Ajuste del Dinamómetro KW

Ta Temperatura absoluta del aire al ingreso K

Td Temperatura absoluta del punto de rocío K

Tref Temperatura absoluta de referencia (aire de combustión 298K) K

Tc Temperatura absoluta del aire de refrigeración K

Tcref Temperatura absoluta de referencia del aire de refrigeración K

Vm Volumen molar I

Wf Factor de ponderación 1

Wfe Factor de ponderación efectiva 1

(Continua)

NTE INEN 2203 2013-09

2013-1032 -13-

APENDICE Z

Z.1 DOCUMENTOS NORMATIVOS A CONSULTAR

Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 922 Materiales bituminosos. Muestreo. Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 154 Tamices de ensayo. Dimensiones nominales de las

aberturas ASTM E11 Standard Specification for Woven Wire Test Sieve Cloth and Test Sieves ASTM D7403 Standard Test Method for Determination of Residue of Emulsified Asphalt by Low Temperature Vacuum Distillation ASTM 7497 Standard Practice for Recovering Residue from Emulsified Asphalt Using Low Temperature Evaporative Technique

Z.2 BASES DE ESTUDIO ISO 8178-4, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement. Part 4: Steady-state test cycles for different engine applications, International Organization for Standardization, Geneve, 2008.

INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA

Documento:

NTE INEN 2203

Primera revisión

TÍTULO: MEDICIÓN DE EMISIONES DE GASES DE ESCAPE

EN MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

Código:

MC 08.06-302

ORIGINAL:

Fecha de iniciación del estudio: 1998-02-17

REVISIÓN:

Fecha de aprobación anterior por Consejo Directivo 2000-03-23

Oficialización con el Carácter de Obligatoria

por Acuerdo No. 2000373 de 2000-07-03

publicado en el Registro Oficial No. 115 de 2000-07-07

Fecha de iniciación del estudio: 2012-07-18

Fechas de consulta pública: 2012-12-19 a 2013-01-18

Subcomité Técnico de:

Fecha de iniciación: Fecha de aprobación: Integrantes del Subcomité:

NOMBRES:

Mediante compromiso presidencial N° 16364, el

Instituto Ecuatoriano de Normalización – INEN, en vista

de la necesidad urgente, resuelve actualizar el acervo

normativo en base al estado del arte y con el objetivo de

atender a los sectores priorizados así como a todos los

sectores productivos del país.

Para la revisión de esta Norma Técnica se ha

considerado el nivel jerárquico de la normalización,

habiendo el INEN realizado un análisis que ha

determinado su conveniente aplicación en el país.

La Norma en referencia ha sido sometida a consulta

pública por un período de 30 días y por ser considerada

EMERGENTE no ha ingresado a Subcomité Técnico.

INSTITUCIÓN REPRESENTADA:

Otros trámites: ♦6 Esta norma sin ningún cambio en su contenido fue DESREGULARIZADA, pasando de

OBLIGATORIA a VOLUNTARIA, según Resolución de Consejo Directivo de 1998-01-08 y oficializada

mediante Acuerdo Ministerial No. 03 612 de 2003-12-22, publicado en el Registro Oficial No. 248 del 2004-

01-09.

Esta NTE INEN 2203:2013 (Primera revisión), reemplaza a la NTE INEN 2203:2000

La Subsecretaría de la Calidad del Ministerio de Industrias y Productividad aprobó este proyecto de norma

Oficializada como: Voluntaria Por Resolución No. 13283 de 2013-08-08

Registro Oficial No. 75 de 2013-09-06

Instituto Ecuatoriano de Normalización, INEN - Baquerizo Moreno E8-29 y Av. 6 de Diciembre

Casilla 17-01-3999 - Telfs: (593 2)2 501885 al 2 501891 - Fax: (593 2) 2 567815 Dirección General: E-Mail:direccion@inen.gob.ec

Área Técnica de Normalización: E-Mail:normalizacion@inen.gob.ec Área Técnica de Certificación: E-Mail:certificacion@inen.gob.ec Área Técnica de Verificación: E-Mail:verificacion@inen.gob.ec

Área Técnica de Servicios Tecnológicos: E-Mail:inenlaboratorios@inen.gob.ec Regional Guayas: E-Mail:inenguayas@inen.gob.ec Regional Azuay: E-Mail:inencuenca@inen.gob.ec

Regional Chimborazo: E-Mail:inenriobamba@inen.gob.ec URL:www.inen.gob.ec