この規格ページの目次
38
D 1030 : 1998
Pi : 測定成分の体積割合
Gf : 燃料流量 (g/h)
m : 燃料中の水素炭素原子数比 y/x
n : 燃料中の酸素炭素原子数比 z/x
また,除湿後の測定成分の体積割合をP'iとすると,各成分の排出量は,次の式となる。
Mi Pi
Gi Gf (g/h) (33)
12.011 .1007 94 m 15.9994 n PCO 2 PCO PTHC
ここで,直接測定法による乾き排気ガス中の各成分の濃度をCOdr,CO2 dr,THCdr,NOx drとすると,各
成分の排出量は,次の式となる。
4
COM COdr 10
COmass 4 4
Gf
CH m CO2 dr COdr 10 THCdr 10
4
THCM THCdr 10
THCmass 4 4
Gf
CH m CO2 dr COdr 10 THCdr 10
4
NOxM NOxdr 10
NOxmass 4 4
Gf
CH m CO2 dr COdr 10 THCdr 10
4
CO2 M CO2 dr 10
CO2 mass 4 4
Gf
CH m CO2 dr COdr 10 THCdr 10
ここに, COmass : COの排出量 (g/h)
THCmass : THCの排出量 (g/h)
NOx mass : NOxの排出量 (g/h)
CO2 mass : CO2の排出量 (g/h)
CH 愀 12.011+1.007 94×m+15.999 4×n
: 13.88(ガソリン燃料,m=1.85,n=0とした場合)
: 13.93(軽油燃料,m=1.90,n=0とした場合)
: 14.67(LPG燃料,m=2.64,n=0とした場合)
CO2 dr : 乾き排気ガス中のCO2濃度 (vol%)
= p CO 2 ×102
COdr : 乾き排気ガス中のCO濃度 (vol ppm)
=P'CO×106
THCdr : 乾き排気ガス中のTHC濃度 (vol ppmC)
=P'THC×106
NOx dr : 乾き排気ガス中のNOx濃度 (vol ppm)
p NO
= x ×106
COM=12.011+15.999 4(COの分子量)
=28.01
THCM=12.011+1.007 94× 愀 THCの分子量)
: 13.88(ガソリン燃料,THCの水素炭素原子数比 愀
とした場合)
: 13.93(軽油燃料,THCの水素炭素原子数比 愀
した場合)
: 14.67(LPG燃料,THCの水素炭素原子数比 愀
した場合)
NOx M=14.006 74+15.999 4×2(NO2の分子量)
=46.01
――――― [JIS D 1030 pdf 41] ―――――
39
D 1030 : 1998
CO2 M=12.011+15.999 4×2(CO2の分子量)
=44.01
5. 希釈測定法における排出量の計算
5.1 正味濃度の計算式
排気ガスの体積をVe,測定成分の希釈前の体積割合をPei,希釈空気の体積を
Vd,及び希釈空気中の測定成分の体積割合をPdiとすると,希釈後の測定成分の体積割合P'ciは,次の式と
なる。
Ve Vd
Pci Pei Pdi (34)
Ve Vd Ve Vd
希釈排気ガスと排気ガスとの体積比,つまり希釈率DFは,次の式で定義される。
Ve Vd
DF (35)
Ve
よって,希釈空気中の測定成分による影響を補正した,測定成分の希釈後の正味の体積割合Pciは,次の
式で求めることができる。
Ve Vd
Pci Pei Pci Pdi Pci 1 /1 DF P (36)
Ve Vd Ve Vd
ここで,希釈排気ガス中の各成分の濃度を,COe,THCe,NOx e及びCO2 e,希釈空気中の各成分の濃度
をCOd,THCd,NOx d及びCO2 dとすると,各成分の希釈測定における正味濃度は,次の式となる。
COconc=COe−COd (1−1/DF)
THCconc=THCe−THCd (1−1/DF)
NOx conc=NOx e−NOx d (1−1/DF)
CO2 conc=CO2 e−CO2 d (1−1/DF)
ここに, COconc : COの正味濃度 (vol ppm)
THCconc : THCの正味濃度 (vol ppmC)
NOx conc : NOxの正味濃度 (vol ppm)
CO2 conc : CO2の正味濃度 (vol%)
COe : 希釈排気ガス中のCO濃度 (vol ppm)
THCe : 希釈排気ガス中のTHC濃度 (vol ppmC)
NOx e : 希釈排気ガス中のNOx濃度 (vol ppm)
CO2 e : 希釈排気ガス中のCO2濃度 (vol%)
COd : 希釈空気中のCO濃度 (vol ppm)
THCd : 希釈空気中のTHC濃度 (vol ppmC)
NOx d : 希釈空気中のNOx濃度 (vol ppm)
CO2 d : 希釈空気中のCO2濃度 (vol%)
5.2 希釈率の計算
希釈率の計算式の根拠は,以下による。
燃料 (CxHyOz) 1モル当たりの排気ガスのモル数をMe,排気ガス中のCO2,CO,THCの体積割合を pCO 2 ,
PCO,PCxHyOzとすると,排気ガス中の炭素原子数と燃料中の炭素原子数は等しいから,次の式が成り立つ。
x=Me ( pCO 2 +PCO+x・PCxHyOz) (37)
PCxHyOzを炭素等量として表した体積割合PTHCで表すと,排気ガスのモル数は,次の式となる。
Me=x/ ( pCO 2 +PCO+PTHC) (38)
cp
希釈後の排気ガス中のCO2,CO,THCの体積割合を ,Pc CO,Pc THC,希釈排気ガスのモル数をMc
CO 2
とすると,希釈後も炭素原子数は変わらないのて,次の式が成り立つ。
――――― [JIS D 1030 pdf 42] ―――――
40
D 1030 : 1998
cp
Mc=x/ ( +Pc CO+Pc THC) (39)
CO 2
よって希釈率DFは,次の式によって計算される。
Mc x/ PcCO 2PcCO PcTHC PCO 2 PCO PTHC
DE (40)
Me x/ PCO 2PCO PTHC PcCO 2 PcCO PcTHC
一方,排気ガス中のCO2,CO及びTHCの体積割合の合計は式 (13) から
x
PCO2 PCO PTHC (13)'
Me
式(14)からMeを式(13)'に代入すると,次の式が得られる。
PCO PTHC m PCO / K PCO 2 n
1 1 PTHC
2 x 4 1 PCO / K PCO 2 2
PCO 2PCO PTHC
m PCO / K PCO 2 n m n
1 1 O2 1
4 1 PCO / K PCO 2 2 4 2
(pdf 一覧ページ番号 )
ここで,PCO,PTHC≪1であるから,排気ガス中のCO2,CO及びTHCの体積割合の合計は,次の式で求
めることができる。
1
PCO 2PCO PTHC (42)
m/ 4 n/ 2 1 O2 1 m/ 4 n/
理論空燃比 ( 1) における体積割合の合計は,次の式となる。
1
PCO 2PCO PTHC (43)
1 m/ 2 O2 1 m/ 4 n/
x
(43)'
x y/ 2 O2 x y/ 4 z/
式(43)'と式(40)から希釈率は,次の式によって求めることができる。
x
x y2/ O2 x y4/ z 2/
DF (44)
PcCO 2 PcCO PcTHC
ここに, O拿
2
乾き空気中の不活性ガスとO2とのモル比
m : 燃料中の水素炭素原子数比y/x
n : 燃料中の酸素炭素原子数比z/x
各種の燃料について, O拿
2
3.774として計算式を求めると以下となる。
cp
ガソリン燃料の場合 m=1.85,n=0 DF=0.134/ ( +Pc CO+Pc THC)
CO 2
cp
軽油燃料の場合 m=1.90,n=0 DF=0.133/ ( +Pc CO+Pc THC)
CO 2
cp
LPG燃料の場合 m=2.64,n=0 DF=0.116/ ( +Pc CO+Pc THC)
CO 2
式(44)は理論空燃比における希釈率であるから,理論空燃比を外れる場合には誤差が生じる。ただし,
希釈排気中の各測定成分の濃度が,希釈空気の濃度より高くなる通常の測定では,その誤差は無視するこ
とができる。
ここで,希釈排気ガス中の各成分の濃度をCOe,THCe,NOx e及びCO2 eとすると,希釈率は次の式とな
る。
――――― [JIS D 1030 pdf 43] ―――――
41
D 1030 : 1998
C
DF
CO2 e THCe COe 10 4
ここに, DF : 希釈率
CO2 e : 希釈排気ガス中のCO2濃度 (vol%)
=Pc CO×102
THCe : 希釈排気ガス中のTHC濃度 (vol ppmC)
=Pc THC×104
COe : 希釈排気ガス中のCO濃度 (vol ppm)
=Pc CO×104
戀 理論空燃比における炭素原子モル (vol%)
使用した燃料の組成の実測比率をCxHyOzとすると,
x
C 100
x y/ 2 .3774 x y/ 4 z/
ただし,通常は,ガソリン13.4,ディーゼル13.3及びLPG
は11.6を用いる。
5.3 各測定成分の密度
排出量の計算に必要な,標準状態 (293.15K, 101.325kPa) における各測定成分の
1L当たりの質量は,有効数字3けたとして次の式によって求めることができる。
COdens = (12.011+15.999 4) /24.055
=1.16(標準状態におけるCO1L当たりの質量) (g/L)
愀攀
THCdens= (12.011+1.007 94× 一
=0.577(ガソリン燃料,THCの水素炭素原子数比 愀 地 )
=0.579(軽油燃料,THCの水素炭素原子数比 愀 地 )
=0.610(LPG燃料,THCの水素炭素原子数比 愀 地 )
(標準状態におけるTHC1L当たりの質量) (g/L)
NOx dens= (14.006 74+15.999 4×2) /24.055
=1.91(NOxの全量をNO2とみなしたときの,標準状態におけるNOx1L
当たりの質量) (g/L)
CO2 dens= (12.011+15.999 4×2) /24.055
=1.83(標準状態におけるCO21L当たりの質量) (g/L)
備考 以上の計算式で使用した定数の根拠は以下による。
O拿
2
乾き空気中の不活性ガスとO2とのモル比
SAE J1829 MAY92“Stoichiometric Air/fuel Ratio of Automotive Fuel”から空気中のO2
の体積割合を0.209 476として算出した。
O2 1(−PO 2 )/PO 2=3.774
空気の分子量 :
SAE J1829 MAY92“Stoichiometric Air/fuel Ratio of Automotive Fuel”から28.964 419と
した。
原子量 : IUPAC(国際純正及び応用化学連合)の原子量表による。
標準状態における理想気体の体積 :
ICSP(国際学術連合会議)CODATA(化学技術データ委員会)による1986年調整値
による。
標準状態 : 温度273.15 K,101325 Pa (1atm)
――――― [JIS D 1030 pdf 44] ―――――
42
D 1030 : 1998
社団法人自動車技術会原動機部会排気ガス連続測定法分科会 構成表
氏名 所属
(分科会長) 篠 山 鋭 一 通商産業省工業技術院機械技術研究所エネルギー部環境技術
研究室
(幹事) 浅 野 一 朗 株式会社堀場製作所エンジン計測開発部
(幹事) 江 口 正 一 日産ディーゼル工業株式会社開発本部パワートレイン実験部
(幹事) 椎 名 孝 則 株式会社本田技術研究所栃木研究所
赤 井 泉 明 財団法人日本自動車研究所第一研究部
石 川 茂 運輸省自動車交通局技術安全部保安・環境課
岡 本 康 男 通商産業省工業技術院標準部消費生活規格課
押 野 幸 一 社団法人日本自動車工業会技術部安全公害課
塚 本 雄次郎 運輸省交通安全公害研究所交通公害部計測研究室
福 島 健 彦 環境庁大気保全局自動車環境対策第二課
秋 本 健 二 公明理化学工業株式会社研究所第三研究室
中 沢 徹 一 社団法人日本自動車機械器具工業会業務部
浜 田 敏 義 富士電機株式会社システム事業本部計測システム事業部開発
部
宮 川 清 孝 社団法人日本分析機器工業会
渡 辺 良 昭 理研計器株式会社研究部
内 田 謙 一 トヨタ自動車株式会社第4開発センター第2エンジン技術部
加 藤 哲 朗 三菱自動車工業株式会社トラック・バス開発本部エンジン研究
部
鈴 木 康 弘 日野自動車工業株式会社エンジンRD部
田 村 健 次 日産自動車株式会社第一エンジン開発部
(関係者) 浅 見 好 洋 いすゞ自動車株式会社小型エンジン設計部
臼 井 岩 男 富士重工業株式会社開発本部技術管理部
大 塚 雅 仁 スズキ株式会社四輪エンジン設計部
北 村 敏 郎 ダイハツ工業株式会社パワートレイン部
末 次 元 マツダ株式会社パワートレイン開発部
花 城 規 之 本田技研工業株式会社認証部鈴鹿
(事務局) 平 野 修 二 社団法人自動車技術会規格部門
JIS D 1030:1998の国際規格 ICS 分類一覧
- 13 : 環境.健康予防.安全 > 13.040 : 気質 > 13.040.50 : 交通機関からの排気ガス
JIS D 1030:1998の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISD0101:1993
- 自動車の種類に関する用語
- JISD0108:1985
- 自動車排出物質の公害防止関連用語
- JISK0055:2002
- ガス分析装置校正方法通則
- JISK0211:2013
- 分析化学用語(基礎部門)
- JISK2240:2013
- 液化石油ガス(LPガス)
- JISK2249:1995
- 原油及び石油製品―密度試験方法及び密度・質量・容量換算表