この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の開発に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令で説明されています。 1. 特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令の編集規則に従って作成されました。 2 ( www.iso.org/directives を参照)
このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)
このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。
規格の自主的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および技術的貿易障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) の原則への ISO の準拠に関する情報については、以下を参照してください。
www.iso.org/iso/foreword.html .
この文書は、技術委員会 ISO/TC 70, 内燃機関、小委員会 SC 8, 排気ガス排出測定によって作成されました。
この第 2 版は、技術的に改訂された第 1 版 (ISO 8178-3:1994) を取り消して置き換えるものです。
前作からの主な変更点は以下の通り。
- 不透明度計による煙の測定は削除されました。これは ISO 8178-9 で処理されます。
- 排ガス煙に関連する排ガス成分の定義を追加しました。
この文書は、ISO 10054 と組み合わせて使用することを意図しています。
ISO 8178 シリーズのすべての部品のリストは、ISO Web サイトにあります。
序章
排煙の成分を決定するための測定方法はいくつかあります。それぞれの方法は、煙の特別な特性を測定しています。したがって、異なる方法で得られた結果は、通常、相互に比較することはできません。
このドキュメントの目的は、圧縮着火エンジンの煙のさまざまな成分とその特定の特性について知って、フィルター タイプのスモーク メーターですすを測定するためのガイダンスを提供することです。
ISO 8178-1, ISO 8178-3, ISO 8178-9, および ISO 9096 で規定されている測定方法の概要は、付録 B に記載されています。
フィルタースモークナンバー（FSN）からブラックカーボンの質量濃度を計算するための相関式は、附属書 C に示されています。
フィルタ式スモークメータに要求される特性は、ISO 10054 で定義されています。
1 スコープ
この文書は、定常状態でのレシプロ内燃 (RIC) エンジンの排気ガスからの煙の測定方法を規定しています。この方法では、フィルターの黒化を測定し、FSN から黒色炭素質量濃度 (mg/m 3 ) を導き出すことによって、すすの含有量を評価します。必要に応じて、特定のエンジン アプリケーションに対して個別の要件を指定することができます。
この文書は、旅客および物品の路上輸送用のエンジンを除く、移動式、可搬式および定置式の RIC エンジンに適用されます。これは、土工機械、発電装置、その他の用途など、道路以外で使用するエンジンに適用できます。追加要件 (労働安全衛生規則、発電所規則など) の対象となる機械に使用されるエンジンには、追加の試験条件と特別な評価方法が適用される場合があります。
2 参考文献
以下のドキュメントは、その内容の一部またはすべてがこのドキュメントの要件を構成するように、本文で参照されています。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 10054, 内燃圧縮着火エンジン — 定常状態で作動するエンジンからの煙の測定装置 — フィルター式煙計
3 用語と定義
このドキュメントでは、次の用語と定義が適用されます。
ISO と IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。
3.1
フィルター式煙計
一定量の排気ガスが一定面積のきれいなフィルターを通過し、その後、このフィルターの黒さの状態を使用して フィルター煙数（3.3） を定義する装置。
3.2
有効なフィルター処理された列の長さ
LF
サンプリングシステムのデッドボリュームと漏れを考慮した、実際にフィルターを通過するガス柱の長さ
注記 1:ろ過されたカラムの有効長は mm で表される。
3.3
フィルター煙番号
FSN
ISO 10054 に準拠する標準化された単位。排気ガスの煙の特性を表しており、このフィルタを通過する排気ガスの特定の列に含まれる 煤 (3.6) によって引き起こされる、きれいなフィルタの黒化の程度によって表されます。
3.4
ボッシュの煙数
sn
排気ガスの煙の特性を表す測定単位で、ボッシュ スモーク メーターで得られ、フィルターを通過する排気ガスの所定の柱に含まれる すす（3.6） によって引き起こされる、フィルターの黒化の程度によって表されます。
注記 1:ボッシュの煙数は、405 mm の 有効濾過カラム長 (3.2) に対応しますが、基準として定義された圧力と温度はありません。
3.5
排気ガスの煙
燃焼または熱分解によって生じるガス中の固体および/または液体粒子の目に見える懸濁液
注記 1:排ガスの煙は、燃焼または熱分解プロセス後の排ガス中に存在する成分に応じて、黒煙、青煙、茶煙または白煙になる場合があります。黒煙 [「すす」(3.6) とも呼ばれる] は、主に炭素粒子の存在によるものです。青煙は通常、燃料や潤滑油の不完全燃焼による飛沫が原因です。茶色の煙は、排気ガス中の NO 2の存在によるものです。白煙は通常、凝縮水および/または液体燃料によるものです。
3.6
すす
排気ガスに含まれるすべての成分とフィルターの黒化
注記 1:すすの主成分は、化石燃料、再生可能燃料、およびバイオマスの不完全燃焼によって形成される ブラック カーボン (3.8) です。
3.7
粒子状物質
午後
ISO 8178-1 で指定された温度とポイントまで、きれいなろ過された空気で排気を希釈した後、指定されたフィルター媒体で収集された物質。
例：
元素炭素 (3.9) 、凝縮した炭化水素、および水を伴う硫酸塩。
3.8
ブラックカーボン
紀元前
炭素ベースの燃料の燃焼中に炎の中でのみ形成される、独特の種類の炭素質物質。
注記 1:大気エアロゾルに含まれる他の形態の炭素および炭素化合物と区別できるのは、次の物理的特性の独自の組み合わせがあるためです: 光の強い吸収、耐火性、不溶性およびグラファイト構造。
注記 2:この定義は参考文献 [8] から適用されます。
注記 3:ブラックカーボンは、参考文献 [9] の表 1 の詳細に従って、以下に報告されています。
3.9
元素炭素
EC
不活性雰囲気中で 1,143 K (870 °C) を超える温度に加熱されたフィルターサンプルから除去されない 粒子状物質 (3.7) の炭素質画分。チャーを除く。
注記 1:参考文献 [12] の図 5.1 を参照。
参考文献
| [1] | ISO 3046-3, レシプロ内燃機関 — 性能 — 3: テスト測定 |
| [2] | ISO 8178-1, レシプロ内燃機関 — 排気ガス測定 — 1: ガス状および粒子状排出物のテストベッド測定システム |
| [3] | ISO 8178-9 1 、レシプロ内燃機関 — 排気ガス測定 — 9: オパシメーターを使用した圧縮着火エンジンからの排気ガスの煙の排出量の測定のためのテスト サイクルとテスト手順 |
| [4] | ISO 9096, 固定発生源排出 — 粒子状物質の質量濃度の手動測定 |
| [5] | ISO 11664-2, 測色 — 2: CIE 標準光源 |
| [6] | ISO 15550, 内燃機関 — エンジン出力の測定および測定方法 — 一般要求事項 |
| [7] | CIE 38:1977, 材料の放射分析および測光特性とその測定。 |
| [8] | Bond et al., Bounding the role of black carbon in the Climate System: A Scientific Assessment.ジャーナル オブ ジオフィジカル リサーチ、Vol. 118, 2013年、5380-5552 |
| [9] | Petzold et al.、「ブラック カーボン」測定値の解釈に関する推奨事項。大気、化学、物理学、 2013, 13 pp. 9485–9517 |
| [10] | Christian VR et al.、感度が向上したフィルター煙数測定の新しい方法。 MTZ Motortechnische Journal 、1993, 54 pp. 16–22 |
| [11] | AVL List GmbH, 製品ガイド AVL 415SE Smoke Meter, AT5048E |
| [12] | EPA, 米国環境保護庁、ブラック カーボンに関する議会への報告、2012 年 3月、 https://www3.epa.gov/airquality/blackcarbon/2012report/fullreport.pdf |
| [13] | ドッド AE, ホルベッキ Z.、ディーゼル排気煙の測定、 MIRA レポート、1965/10 |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html .
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 70, Internal combustion engines, Subcommittee SC 8, Exhaust gas emission measurement.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 8178-3:1994), which has been technically revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
- smoke measurement by an opacimeter has been removed; this will be handled in ISO 8178-9;
- definitions of exhaust gas components related to exhaust gas smoke has been added.
This document is intended to be used in conjunction with ISO 10054.
A list of all parts in the ISO 8178 series can be found on the ISO website.
Introduction
There exist several measurement methods to determine the components of smoke emissions. Each method is measuring special properties of smoke. Therefore, the results obtained with different methods are typically not comparable among each other.
The objective of this document is to give a guidance for measurement of soot with a filter type smoke meter, knowing about the different components of the smoke of compression ignition engines and their particular properties.
An overview of the measurement methods specified by ISO 8178-1, ISO 8178-3, ISO 8178-9 and ISO 9096 is given in Annex B.
Correlation formulae to calculate the mass concentration of black carbon out of the filter smoke number (FSN) are given in Annex C.
The characteristics required for filter-type-smoke meters are defined in ISO 10054.
1 Scope
This document specifies a method for the measurement of smoke from exhaust gas of reciprocating internal combustion (RIC) engines at a steady state condition. The method evaluates the soot content by measurement of the blackening of a filter and derivation of black carbon mass concentration (mg/m3) from FSN. Where necessary, individual requirements may be specified for particular engine applications.
This document is applicable to RIC engines for mobile, transportable and stationary use, excluding engines for on-road transport of passengers and goods. It can be applied to engines for non-road use, e.g. for earth-moving machines, generating sets and for other applications. For engines used in machinery covered by additional requirements (e.g. occupational health and safety regulations, regulations for power plants) additional test conditions and special evaluation methods can apply.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 10054, Internal combustion compression-ignition engines — Measurement apparatus for smoke from engines operating under steady-state conditions — Filter-type smokemeter
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
3.1
filter-type smoke meter
instrument in which a given exhaust gas volume is passed through a clean filter of a certain area and the blackness condition of this filter is subsequently used to define the filter smoke number (3.3)
3.2
effective filtered column length
LF
length of the gas column actually passing through the filter, taking into account dead volume and leakage in the sampling system
Note 1 to entry: Effective filtered column length is expressed in mm.
3.3
filter smoke number
FSN
standardized unit conforming to ISO 10054, expressing the smoke characteristics of an exhaust gas, represented by the degree of blackening of a clean filter caused by the soot (3.6) in a given column of exhaust gas passing through this filter
3.4
Bosch smoke number
sn
measuring unit expressing the smoke characteristic of the exhaust gas, obtained with a Bosch smoke meter, represented by the degree of blackening of a filter, caused by the soot (3.6) in a given column of exhaust gas passing through this filter
Note 1 to entry: The Bosch smoke number corresponds to an effective filtered column length (3.2) of 405 mm, but it does not have a defined pressure and temperature as the basis.
3.5
exhaust gas smoke
visible suspension of solid and/or liquid particles in gases resulting from combustion or pyrolysis
Note 1 to entry: The exhaust gas smoke, may be black smoke, blue smoke, brown smoke or white smoke depending on the components present in the exhaust gas after the combustion or pyrolysis process. Black smoke [also referred to as “soot” (3.6)] is mainly due to the presence of carbon particles. Blue smoke is usually due to droplets resulting from the incomplete combustion of fuel or lubricating oil. Brown smoke is due to the presence of NO2 in the exhaust gas. White smoke is usually due to condensed water and/or liquid fuel.
3.6
soot
all components contained in the exhaust gas and blackening a filter
Note 1 to entry: Major component of soot is black carbon (3.8) , formed by incomplete combustion of fossil fuels, renewable fuels and biomass.
3.7
particulate matter
PM
any material collected on a specified filter medium after diluting exhaust with clean filtered air to a temperature and a point as specified in ISO 8178-1
EXAMPLE:
Elemental carbon (3.9) , condensed hydrocarbons and sulphates with associated water.
3.8
black carbon
BC
distinct type of carbonaceous material, formed only in flames during combustion of carbon-based fuels
Note 1 to entry: It is distinguishable from other forms of carbon and carbon compounds contained in atmospheric aerosol because it has a unique combination of the following physical properties: strong absorption of light, refractory nature, insoluble and graphitic structure.
Note 2 to entry: This definition is adapted from Reference [8].
Note 3 to entry: The black carbon is reported in the following according to the details in Reference [9], Table 1.
3.9
elemental carbon
EC
carbonaceous fraction of particulate matter (3.7) that is not removed from a filter sample heated to temperatures greater than 1 143 K (870 °C) in an inert atmosphere, excluding char
Note 1 to entry: See Reference [12], Figure 5.1.
Bibliography
| [1] | ISO 3046-3, Reciprocating internal combustion engines — Performance — 3: Test measurements |
| [2] | ISO 8178-1, Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — 1: Test-bed measurement systems of gaseous and particulate emissions |
| [3] | ISO 8178-9 1 , Reciprocating internal combustion engines — Exhaust emission measurement — 9: Test cycles and test procedures for measurement of exhaust gas smoke emissions from compression ignition engines using an Opacimeter |
| [4] | ISO 9096, Stationary source emissions — Manual determination of mass concentration of particulate matter |
| [5] | ISO 11664-2, Colorimetry — 2: CIE standard illuminants |
| [6] | ISO 15550, Internal combustion engines — Determination and method for the measurement of engine power — General requirements |
| [7] | CIE 38:1977, Radiometric and photometric characteristics of material and their measurement. |
| [8] | Bond et al., Bounding the role of black carbon in the climate system: A scientific assessment. Journal of Geophysical Research, Vol. 118, 2013, 5380–5552 |
| [9] | Petzold et al., Recommendations for the interpretation of “black carbon” measurements. Atmospheric, Chemistry and Physics, 2013, 13 pp. 9485–9517 |
| [10] | Christian V.R. et al., A New Method for the Filter Smoke Number Measurement with Improved Sensitivity. MTZ Motortechnische Zeitschrift, 1993, 54 pp. 16–22 |
| [11] | AVL List GmbH, Product guide AVL 415SE Smoke Meter, AT5048E |
| [12] | EPA, United States Environmental Protection Agency, Report to congress on Black Carbon, March 2012, https://www3.epa.gov/airquality/blackcarbon/2012report/fullreport.pdf |
| [13] | Dodd A.E, Holubecki Z., The measurement of Diesel exhaust smoke, M.I.R.A report, 1965/10 |