ГОСТ Р 52033-2003. Государственный стандарт Российской Федерации. Автомобили с бензиновыми двигателями. Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния
(принят и введен в действие Постановлением Госстандарта России от 27.03.2003 № 100-ст)
от 27 марта 2003 г. № 100-ст
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
АВТОМОБИЛИ С БЕНЗИНОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
ВЫБРОСЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ
НОРМЫ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРИ ОЦЕНКЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
Motor vehicles with petrol engines. Emission of the exhaust gas pollutants. Norms and methods of the control for estimation of technical condition
1 января 2004 года
Предисловие
1. Разработан Федеральным государственным унитарным предприятием «Государственный научно-исследовательский институт автомобильного транспорта» (НИИАТ) Министерства транспорта Российской Федерации, Государственным научным центром Российской Федерации — Научно-исследовательским автомобильным и автомоторным институтом (ГНЦ НАМИ) и Всероссийским научно-исследовательским институтом метрологической службы Госстандарта России (ВНИИМС).
Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 315 «Эксплуатация автомобильного транспорта и автотранспортные услуги».
2. Принят и введен в действие Постановлением Госстандарта России от 27 марта 2003 г. № 100-ст.
1. Область применения
Настоящий стандарт распространяется на находящиеся в эксплуатации автотранспортные средства с бензиновыми двигателями (далее — автомобили) категорий \text{М}_{1} , \text{М}_{2} , \text{М}_{3} , N_{1} , N_{2} , N_{3} <*>, оснащенные или не оснащенные системами нейтрализации отработавших газов.
<*> Определение категорий приведено в соответствии с приложением 7 Сводной резолюции о конструкции транспортных средств (СР.3 документ TRANS/SC.1/WP.29/78/Amend.3).
Настоящий стандарт устанавливает нормативные значения содержания в отработавших газах автомобилей оксида углерода и углеводородов, нормативное значение коэффициента избытка воздуха и методы контроля при оценке технического состояния систем автомобиля и двигателя.
Требования настоящего стандарта должны быть обеспечены конструкцией и качеством изготовления автомобилей при производстве и соблюдением правил их технической эксплуатации, установленных предприятиями-изготовителями.
Настоящий стандарт не распространяется на автотранспортные средства, полная масса которых составляет менее 400 кг или максимальная скорость не превышает 50 км/ч.
2. Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована ссылка на следующий стандарт:
ГОСТ Р 41.83-99 (Правила ЕЭК ООН № 83). Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении выбросов загрязняющих веществ в зависимости от топлива, необходимого для двигателей.
3. Определения и обозначения
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями и обозначение:
3.1. Автомобили, находящиеся в эксплуатации: автомобили, прошедшие регистрацию в установленном порядке.
3.2. Рабочая температура охлаждающей жидкости или моторного масла: температура охлаждающей жидкости или моторного масла, рекомендованная предприятием-изготовителем для работающего двигателя.
3.3. Коэффициент избытка воздуха, \lambda : безразмерная величина, представляющая собой отношение массы воздуха, поступившей в цилиндр двигателя, к массе воздуха, теоретически необходимой для полного сгорания поданного в цилиндр топлива, рассчитываемая по результатам анализа состава отработавших газов автомобилей.
3.4. Система нейтрализации отработавших газов: совокупность устройств, включающая в себя, как правило, каталитический нейтрализатор и функционально связанные с ним датчики и управляющие системы, обеспечивающая снижение выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами при работе двигателя в различных режимах.
3.5. Двухкомпонентная система нейтрализации отработавших газов: система нейтрализации отработавших газов, обеспечивающая снижение содержания в отработавших газах, в основном, оксида углерода и углеводородов.
3.6. Трехкомпонентная система нейтрализации отработавших газов: система нейтрализации отработавших газов с обратной связью (по коэффициенту избытка воздуха \lambda ), обеспечивающая снижение содержания в отработавших газах оксида углерода, углеводородов и оксидов азота.
3.7. Диагностический индикатор: световой индикатор, расположенный на панели приборов автомобиля, со стилизованным изображением контура двигателя или надписями «Проверь двигатель» («Check engine»), «Обслужи двигатель» («Service engine soon») и т.п., информирующий водителя о появлении неисправностей в системах управления двигателем и нейтрализации отработавших газов.
3.8. Встроенная (бортовая) система диагностирования двигателя: совокупность входящих в конструкцию автомобиля устройств, обеспечивающих своевременное информирование водителя о неисправностях в системах управления двигателем и нейтрализации отработавших газов, а также накопление этой информации в процессе эксплуатации.
4. Нормативные значения содержания загрязняющих веществ и коэффициента избытка воздуха
4.1. Содержание оксида углерода и углеводородов в отработавших газах определяют при работе двигателя в режиме холостого хода на минимальной ( n_{\text{мин}} ) и повышенной ( n_{\text{пов}} ) частотах вращения коленчатого вала двигателя, установленных предприятием-изготовителем автомобиля.
При отсутствии данных, установленных предприятием-изготовителем автомобиля: - значение n , не должно превышать: мин -1
1100 мин для автомобилей категорий М и N , 1 1
-1
900 мин для автомобилей остальных категорий;
- <a id="p100041"></a>значение n устанавливают в пределах:
пов
-1
2500 — 3500 мин для автомобилей категорий М 1 и N , не оборудованных системами нейтрализации, 1 -1
2000 - 3500 мин для автомобилей категорий М и N , оборудованных системами нейтрализации, 1 1
-1
2000 — 2800 мин для автомобилей остальных категорий независимо от их комплектации.
4.2. Содержание оксида углерода и углеводородов (объемные доли) должно быть в пределах данных, установленных предприятием-изготовителем автомобиля, но не более значений, указанных в таблице 1.
| Комплектация автомобиля <*> | Частота вращения коленчатого вала | Оксид углерода, объемная доля, % | Углеводороды, объемная доля, -1 млн |
| Автомобили категорий М , М , | n | 4,5 | - |
| 1 2 | мин | ||
| М , N , N , N , произведенные | |||
| 3 1 2 3 до 01.10.1986 | |||
| Автомобили категорий М и 1 N , не оснащенные системами | n мин | 3,5 | 1200 |
| 1 нейтрализации отработавших газов <**> | n пов | 2,0 | 600 |
| Автомобили категорий М , М , 2 3 N , N , не оснащенные | n мин | 3,5 | 2500 |
| 2 3 системами нейтрализации отработавших газов <**> | n пов | 2,0 | 1000 |
| Автомобили категорий М и 1 N , оборудованные двухкомпо- 1 нентной системой нейтрализации отработавших газов | n мин | 1,0 | 400 |
| n пов | 0,6 | 200 | |
| Автомобили категорий М , М , 2 3 N , N , оборудованные двух- 2 3 компонентной системой нейтрализации отработавших газов | n мин | 1,0 | 600 |
| n пов | 0,6 | 300 | |
| Автомобили категорий М и № 1 1 с трехкомпонентной системой нейтрализации отработавших | n мин | 0,5 | 100 |
| газов и те же автомобили, оборудованные встроенной (бортовой) системой диагностирования <***> | n пов | 0,3 | 100 |
| Автомобили категорий М , М , | n | 0,5 | 200 |
| 2 3 | мин | ||
| N , № с трехкомпонентной | |||
| 2 3 системой нейтрализации | |||
| отработавших газов и те же автомобили, оборудованные встроенной (бортовой) системой диагностирования <***> | n пов | 0,3 | 200 |
| <*> В эксплуатационных документах автомобиля предприятиеизготовитель указывает штатную комплектации автомобиля оборудованием для снижения выбросов загрязняющих веществ | |||
| (далее — вредные выбросы); предельно допустимое содержание оксида углерода, углеводородов и допустимый диапазон значений коэффициента избытка воздуха лямбда. | |||
| <**> Для автомобилей с пробегом до 3000 км нормативные значения содержания оксида углерода и углеводородов в отработавших газах установлены технологическими нормами предприятия-изготовителя. | |||
| <***> Дополнительные требования для автомобилей этой группы установлены в 4.3 и 6.4.3. | |||
4.3. Значение коэффициента избытка воздуха \lambda в режиме холостого хода на n_{\text{пов}} у автомобилей, оборудованных трехкомпонентной системой нейтрализации отработавших газов, должно быть в пределах данных, установленных предприятием-изготовителем. Если данные предприятия-изготовителя отсутствуют или не указаны, значение коэффициента избытка воздуха \lambda должно быть от 0,97 до 1,03.
4.4. Системы, агрегаты, узлы и детали автомобиля, влияющие на выброс загрязняющих веществ, должны быть сконструированы, изготовлены и установлены таким образом, чтобы эти выбросы не превышали установленных настоящим стандартом в период всего срока эксплуатации автомобиля при условии соблюдения правил эксплуатации и технического обслуживания, указанных в прилагаемой к автомобилю инструкции (руководстве).
5. Требования к техническому состоянию систем автомобиля и двигателя
5.1. Техническое состояние систем автомобиля и двигателя в соответствии с разделом 3 приложения 4 ГОСТ Р 41.83 должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.
| Система автомобиля | Требования к техническому состоянию |
|---|---|
| Система выпуска отработавших газов | Комплектность (отсутствие элементов системы выпуска не допускается); герметичность (отсутствие механических пробоев и сквозной коррозии; при работе двигателя на холостом ходу в соединениях и элементах системы выпуска отработавших газов не должно быть утечек, а для автомобилей, оборудованных системой нейтрализации отработавших газов, не допускаются утечки в атмосферу минуя нейтрализатор) |
| Система нейтрализации отработавших газов и другое оборудование для снижения вредных выбросов | Комплектность (отсутствие или несоответствие эксплуатационным документам элементов системы нейтрализации, системы улавливания паров топлива, рециркуляции отработавших газов, экономайзера принудительного холостого хода и т.п. не допускается) |
| Система вентиляции картера | Комплектность; герметичность (рассоединение трубок в системе вентиляции картера двигателя, утечка картерных газов через различные неплотности в атмосферу не допускаются) |
| Встроенная система диагностирования двигателя | Функционирование диагностического индикатора соответствует исправной работе двигателя и его систем (диагностический индикатор при работе двигателя выключен) |
5.2. Проверку автомобилей на соответствие требованиям 4.2, 4.3 и 5.1 рекомендуется проводить в случаях, перечисленных в Приложении А.
6. Методы измерений
6.1 Общие требования
6.1.1. Атмосферные условия при проведении измерений нормируемых компонентов в отработавших газах автомобиля должны находиться в следующих пределах:
- температура окружающего воздуха — от минус 10 до плюс 35 °С;
- атмосферное давление — от 92,0 до 105,3 кПа (от 690 до 790 мм рт. ст.).
6.1.2. При измерениях следует применять газоанализаторы, тахометры и пр. (далее — приборы), соответствующие требованиям Приложения Б и имеющие действующие свидетельства о поверке.
Температура окружающего воздуха, атмосферное давление, относительная влажность в месте расположения прибора и другие условия его использования должны соответствовать требованиям, указанным в инструкции по эксплуатации предприятия-изготовителя прибора.
6.2 Подготовка к проведению измерений
6.2.1. Внешним осмотром проверяют наличие на автомобиле систем и устройств, обеспечивающих снижение вредных выбросов. В случае несоответствия фактической комплектации автомобиля установленной предприятием-изготовителем измерения не проводят.
6.2.2. Перед измерением двигатель автомобиля прогревают до температуры не ниже рабочей температуры моторного масла или охлаждающей жидкости, указанной в инструкции по эксплуатации автомобиля, но не ниже 60 °С.
6.2.3 После прогрева двигателя автомобиль подготовляют к измерениям в следующем порядке:
- устанавливают рычаг переключения передач (избиратель передачи для автомобилей с автоматической коробкой передач) в нейтральное положение;
- затормаживают автомобиль стояночным тормозом и заглушают двигатель;
- подключают датчики тахометра и измерителя температуры масла (при его наличии в комплекте измерительного оборудования);
- вводят пробоотборный зонд газоанализатора в выпускную трубу автомобиля на глубину не менее 300 мм от среза (при косом срезе выпускной трубы глубину отсчитывают от короткой кромки среза);
- полностью открывают воздушную заслонку карбюратора (при наличии карбюратора).
6.3 Проведение измерений на автомобилях, не оснащенных системами нейтрализации отработавших газов
6.3.1. Перед проведением измерений проверяют и устанавливают нулевые показания газоанализатора на шкалах измерения СО и СН.
6.3.2 Измерения проводят в следующем порядке:
- запускают двигатель, нажимая на педаль управления дроссельной заслонкой, увеличивают частоту вращения коленчатого вала двигателя до n_{\text{пов}} и работают в этом режиме не менее 15 с;
- отпускают педаль управления дроссельной заслонкой, устанавливая минимальную частоту вращения вала двигателя (в соответствии с 4.1), и не ранее чем через 30 с измеряют содержание оксида углерода и углеводородов;
- устанавливают повышенную частоту вращения вала двигателя n_{\text{пов}} и не ранее чем через 30 с измеряют содержание оксида углерода и углеводородов.
6.4 Проведение измерений на автомобилях, оснащенных системами нейтрализации отработавших газов
6.4.1. Перед проведением измерений проверяют и устанавливают нулевые показания газоанализатора на шкалах измерения СО, СН и \text{СО}_{2} .
6.4.2 Измерения выполняют в следующем порядке:
- запускают двигатель, нажимая на педаль управления дроссельной заслонкой, увеличивают частоту вращения вала двигателя до n_{\text{пов}} , выдерживают этот режим в течение 2 — 3 мин (при температуре окружающего воздуха ниже 0 °С — 4 - 5 мин) и после стабилизации показаний измеряют содержание СО, СН и фиксируют значение коэффициента избытка воздуха \lambda ;
- устанавливают минимальную частоту вращения вала двигателя n_{\text{мин}} (в соответствии с 4.1) и не ранее чем через 30 с измеряют содержание оксида углерода и углеводородов. Приступать к измерению на n_{\text{мин}} следует не позднее чем через 30 с после проверки в режиме n_{\text{пов}} .
6.4.3. На автомобилях, оснащенных трехкомпонентной системой нейтрализации отработавших газов и встроенной системой диагностирования, перед измерением содержания СО и СН проверяют работоспособность двигателя и системы нейтрализации по показаниям диагностического индикатора, расположенного на приборной панели:
- при включении зажигания перед пуском двигателя диагностический индикатор должен быть включен или включаться на короткий промежуток времени; при отсутствии соответствующего сигнала диагностического индикатора после включения зажигания дальнейшую процедуру проверки прекращают;
- после пуска двигателя диагностический индикатор должен выключиться; в случае, если диагностический индикатор при работе двигателя остается во включенном состоянии, дальнейшую процедуру проверки прекращают.
Примечания. 1. При наличии раздельных выпускных систем у автомобиля измерение следует проводить в каждой из них. За результат измерения принимают максимальные значения содержания оксида углерода и углеводородов.
2. При проведении измерений или регулировке двигателя в закрытом помещении газоотвод, надеваемый на выпускную трубу автомобиля, должен иметь закрывающееся отверстие для введения пробоотборника газоанализатора.
3. Результаты измерений регистрируют в журнале (Приложение В).
(рекомендуемое)
НА СООТВЕТСТВИЕ ТРЕБОВАНИЯМ НАСТОЯЩЕГО СТАНДАРТА
Проверки могут быть проведены:
- на предприятиях, изготовляющих двигатели и автомобили, при приемочных, периодических и контрольных испытаниях серийной продукции;
- при сертификационных испытаниях;
- при контроле технического состояния находящихся в эксплуатации автомобилей в установленном порядке специально уполномоченными органами;
- на предприятиях, эксплуатирующих и обслуживающих автомобили, при техническом обслуживании, ремонте и регулировке агрегатов, узлов и систем, влияющих на изменение содержания нормируемых компонентов в отработавших газах;
- на предприятиях, осуществляющих капитальный ремонт автомобилей.
(обязательное)
Б.1. Метрологические и технические характеристики газоанализаторов
Б.1.1. Применяют для измерения содержания нормируемых компонентов в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями:
- не оснащенных системами нейтрализации или оснащенных двухкомпонентными (окислительными) системами нейтрализации — двухканальные газоанализаторы, предназначенные для измерения содержания оксида углерода (СО) и углеводородов (СН) в пересчете на гексан;
- оснащенных трехкомпонентными системами нейтрализации — четырехканальные газоанализаторы, предназначенные для измерения содержания СО, СН, диоксида углерода ( \text{СО}_{2} ) и кислорода ( \text{О}_{2} ).
Четырехканальные газоанализаторы могут быть также использованы для проведения измерений на автомобилях, не оснащенных системами нейтрализации или оснащенных двухкомпонентными системами нейтрализации.
Б.1.2. Применяют для измерения содержания:
- СО, СН и \text{СО}_{2} в отработавших газах — газоанализаторы непрерывного действия, принцип действия которых основан на инфракрасной спектроскопии;
- \text{О}_{2} — электрохимический сенсор.
Б.1.3. Четырехканальные газоанализаторы, предназначенные для измерения содержания СО, СН, \text{СО}_{2} и \text{О}_{2} , должны соответствовать по метрологическим характеристикам приборам классов 0; I или II в соответствии с классификацией, изложенной в [1]. Двухканальные газоанализаторы (СО и СН) должны соответствовать приборам класса II.
Б.1.4. Газоанализаторы должны быть укомплектованы пробоотборным зондом, который вставляют в выпускную трубу автомобиля на глубину не менее 300 мм и удерживают в фиксированном положении с помощью специального устройства. Конструкция пробоотборного зонда должна обеспечивать подачу пробы в газоанализатор без изменения ее состава.
Б.1.5. Минимальные диапазоны измерений газоанализаторов указаны в таблице Б.1.
| Класс прибора | Диапазон измерений, объемная доля | |||
| СО, % | СО , % 2 | 0 , % 2 | -1 СН, млн | |
| 0; I | 0 — 5 | 0 — 16 | 0 — 21 | 0 — 2000 |
| II | 0 — 7 | 0 — 16 | 0 — 21 | 0 — 3000 |
Б.1.6. Пределы допускаемой абсолютной ( \Delta ) или относительной ( \delta ) погрешности (что больше) измерения объемной доли компонентов для газоанализаторов разных классов должны соответствовать указанным в таблице Б.2.
| Класс | Погрешность | Пределы допускаемой погрешности <*> | |||
| СО | СО 2 | О 2 | СН | ||
| 0 | Абсолютная <**> | +/- 0,03 | +/- 0,5 | +/- 0,1 | +/- 10 |
| Относительная | +/- 3% | +/- 4% | +/- 3% | +/- 5% | |
| I | Абсолютная <**> | +/- 0,06 | +/- 0,5 | +/- 0,1 | +/- 12 |
| Относительная | +/- 4% | +/- 4% | +/- 4% | +/- 5% | |
| II | Абсолютная <**> | +/- 0,2 | +/- 1 | +/- 0,2 | +/- 20 |
| Относительная | +/- 6% | +/- 6% | +/- 6% | +/- 6% | |
| <*> Абсолютная или относительная, что больше. <**> Абсолютная погрешность измерения объемной доли оксида углерода, диоксида углерода и кислорода указана в процентах, объемной доли углеводородов — в миллионных долях. | |||||
Б.1.7. Газоанализаторы должны обеспечивать измерения с пределами погрешности, указанными в таблице Б.2, при следующих условиях:
- температура окружающего воздуха — (20 +/- 5) °С;
- относительная влажность воздуха — (65 +/- 15)%;
- атмосферное давление — (101,3 +/- 1,5) кПа;
- напряжение питания — 220 В (\frac{- 15}{+ 10}) %.
Б.1.8. Нормы дополнительных погрешностей газоанализаторов, обусловленных изменениями каждой из влияющих величин по Б.1.7, должны быть в пределах, установленных стандартами или техническими условиями на газоанализаторы конкретных типов.
Б.1.9. Четырехканальные газоанализаторы должны иметь программное обеспечение, позволяющее рассчитывать коэффициент \lambda по формуле
, (1)где [ CO_{2} ], [СО], [ O_{2} ] — объемная доля диоксида, оксида углерода и кислорода соответственно, %;
H_{c\nu} — отношение числа атомов водорода к числу атомов углерода в бензине, H_{c\nu} = 1,7261;
O_{c\nu} — отношение числа атомов кислорода к числу атомов углерода в бензине, O_{c\nu} = 0,0176;
K_{1} — поправочный коэффициент для пересчета содержания углеводородов, измеренного инфракрасным методом, на гексан. K_{1} = 6 \cdot 10^{- 4} , если сумма углеводородов выражена в объемных долях ( \text{млн}^{- 1} ) гексана. Значение K_{1} может быть уточнено изготовителем прибора;
[СН] — объемная доля углеводородов в пересчете на гексан, \text{млн}^{- 1} .
Б.1.10. Время установления выходного сигнала (показаний) не должно превышать, с:
Б.1.11. Газоанализаторы должны быть градуированы по многокомпонентным смесям, содержащим не менее трех компонентов с указанными ниже диапазонами объемных долей:
СН — 100 — 2000 \text{млн}^{- 1} ;
газ-разбавитель — азот или воздух (для смесей, не содержащих кислород);
СН — 100 — 2500 \text{млн}^{- 1} ;
газ-разбавитель — азот или воздух.
Число многокомпонентных смесей, применяемых для градуировки газоанализаторов, установлено инструкциями по их эксплуатации.
Отношение погрешности, с которой установлено содержание компонента в поверочной газовой смеси, к пределу допускаемой основной погрешности газоанализатора должно быть не более 1/3. В обоснованных случаях допускается увеличение отношения до 1/2.
Б.1.12. Допускается применять газоанализаторы, работа которых основана на других принципах действия, соответствующие приведенным выше требованиям.
Тахометры должны обеспечивать измерения в двух минимальных диапазонах частоты вращения коленчатого вала двигателя: от 0 до 1200 \text{мин}^{- 1} и от 0 до 6000 \text{мин}^{- 1} с погрешностью не более +/- 2,5% верхнего предела измерений.
Б.3. Требования к измерителям температуры масла
Температура масла должна быть измерена в диапазоне от 20 до 100 °С с погрешностью не более +/- 2,5 °С.
(рекомендуемое)
НА СООТВЕТСТВИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ
| Дата измерения | Модель | Регистрационный | Комплектация автомобиля | Содержание вредных выбросов в отработавших газах | ||||||||||||||
| автомобиля | до регулировки | после регулировки | по норме | |||||||||||||||
| знак | оксид углерода | углеводороды | коэффициент лямбда | оксид углерода | углеводороды | коэффициент лямбда | оксид углерода | углеводороды | коэффициент лямбда | |||||||||
| n мин | n пов | n мин | n пов | n мин | n пов | n мин | n пов | n мин | n пов | n мин | n пов | |||||||
(справочное)
[1] International Standard/Recommendation ISO 3930/OIMLR99, Edition 2000 Instruments for measuring vehicle exhaust emissions.