3.6   Emissionsprüfungen

3.6.1   Allgemeine Vorschriften

3.6.1.1

Die Umgebungstemperatur des Fahrzeugs muss während der nachfolgend genannten Prüfungen zwischen 20 und 30 °C liegen. Die absolute Luftfeuchte (H) im Prüfraum oder der Ansaugluft des Motors muss folgender Bedingung genügen:
5,5 g ≤ H ≤ 12,2 g H2O/kg trockener Luft.

3.6.1.2

Das Fahrzeug muss während der Prüfung annähernd horizontal stehen, um eine abnormale Kraftstoffverteilung zu vermeiden.

3.6.2   Fahrzeuge mit Fremdzündungsmotoren

3.6.2.1   Allgemeines zum Prüfablauf

Die Fahrzeugvorbereitung wurde mit dem Abstellen des Fahrzeugs bei einer Umgebungstemperatur zwischen 20 und 30 °C zur Konditionierung für die Emissionsprüfungen abgeschlossen. Mindestens zehn und höchstens 35 Stunden nach dem Abstellen des Fahrzeugs beginnt die Messung der Tankatmungsverluste im Rahmen der Prüfung der Verdunstungsemissionen. Die Tankatmung tritt auf als Folge der Temperaturänderung des Kraftstoffs. Bei der Prüfung wird der Kraftstoff im Tank gemäß den folgenden Anweisungen um 14 K erwärmt. Auch an Fahrzeugen, die nicht einer Prüfung der Verdunstungsemissionen unterzogen werden sollen, ist die Kraftstofferwärmung durchzuführen, um evtl. Rückwirkungen des Verdunstungsemissions-Minderungssystems auf die Abgasemissionen zu berücksichtigen. Bei solchen Fahrzeugen kann dann auf die Prüfkammer und die CH-Konzentrationsmessungen verzichtet werden. Die Verdunstungsmessungen werden nach dem Durchfahren der Fahrkurve I abgeschlossen mit der Prüfung der Verdunstung beim Heißabstellen. Fahrzeuge, an denen die Verdunstungsemissionen bestimmt werden sollen, müssen die Abgasgrenzwerte einhalten.

3.6.2.2   Prüfung der Tankatmungsverluste

  1. Die Messkammer ist unmittelbar vor der Prüfung mehrere Minuten zu spülen.
  2. Das/die Gebläse zum Durchmischen der Kammer ist/sind einzuschalten.
  3. Der/die Kraftstoffbehälter des Prüffahrzeugs wird/werden entleert und mit dem Prüfkraftstoff nach Abschnitt 5 befüllt. Das Füllvolumen soll 40 Prozent des Tankvolumens betragen. Die Temperatur des Kraftstoffs muss vor dem Einfüllen zwischen 10 und 16 °C liegen. Der/die Tank(s) ist/sind zunächst unverschlossen zu lassen.
  4. Bei Fahrzeugen mit mehreren Tanks müssen alle Tanks wie nachfolgend beschrieben in gleicher Weise aufgeheizt werden. Die Temperaturen der Tanks müssen auf ± 1,5 K übereinstimmen.
  5. Das Prüffahrzeug ist mit abgestelltem Motor in die Messkammer zu bringen, Fenster und Kofferraumdeckel sind zu öffnen, Tanktemperaturfühler sind anzuschließen, und ggf. ist die Erwärmungseinrichtung für den Kraftstoff anzuschließen. Die Temperaturen des Kraftstoffs und der Raumluft sind von nun an aufzuzeichnen bzw. zu registrieren.
  6. Der Kraftstoff kann künstlich bis auf die Temperatur des Messbeginns (16 ± 1 °C) erwärmt werden.
  7. Sobald der Kraftstoff 14 °C erreicht hat,
    • ist der Tank zu schließen
    • ist das Gebläse auszuschalten, falls nicht schon früher geschehen
    • ist die Messkammer gasdicht zu schließen.
  8. Sobald der Kraftstoff 16 ± 1 °C erreicht hat,
    • ist die CH-Konzentration in der Messkammer zu messen (Anfangswert für die Auswertung)
    • ist mit einer linearen, 60 ± 2 Minuten dauernden Erwärmung zu beginnen.
  9. Die zulässige Abweichung von der Solltemperatur beträgt während des Erwärmungsvorgangs ± 1,5 K.
  10. Wenn 60 ± 2 Minuten nach der Anfangsmessung und dem Erwärmungsbeginn die Kraftstofftemperatur um 14 ± 0,5 K zugenommen hat, ist die CH-Konzentration in der Kammer zu messen (Endwert für die Auswertung).
  11. Nach dem Öffnen der Kammer und Lösen aller Anschlüsse für die vorgenannte Messprozedur ist das Fahrzeug mit abgestelltem Motor aus der Messkammer zu entfernen und für die anschließende Prüfung vorzubereiten.
  12. Eine Bestimmung der Verdunstungsemissionen im Fahrbetrieb ist nur erforderlich, wenn nach Prüfung der technischen Gegebenheiten nicht ausgeschlossen werden kann, dass derartige Emissionen im Fahrbetrieb auftreten. Die Messung im Fahrbetrieb erfolgt mittels CH-Sammelfallen, die an allen Öffnungen des Kraftstoffsystems angebracht werden. Die Fallen müssen vorher gewogen worden sein. Nach Beendigung der ersten beiden Phasen (Abstellen zur Zehn-Minuten-Pause) der Fahrkurve I, in der wie nachstehend beschrieben die Abgasemissionen geprüft werden, sind die Fallen innerhalb einer Minute abzunehmen, zu verschließen und innerhalb einer Stunde zu wägen. Die Verdunstungsemissionen im Fahrbetrieb ergeben sich aus der Massendifferenz der Fallen vor und nach den ersten beiden Phasen der Fahrkurve I.

3.6.2.3   Prüfung der Abgasemissionen

3.6.2.3.1   Allgemeines
Die Prüfung gemäß Fahrkurve I und II wird auf dem Rollenprüfstand durchgeführt. Der Fahrgeschwindigkeitsverlauf über der Zeit ist aufzuzeichnen, um die Gültigkeit der Prüfstandsprüfung beurteilen zu können. Die Geschwindigkeit und die zurückgelegte Strecke werden anhand der Umdrehungen derselben Prüfstandsrolle oder -welle gemessen. Die während der Sammelzeit der einzelnen Probengasmengen zurückgelegten Fahrstrecken sind getrennt zu ermitteln.
Die Motor- und Fahrzeugtemperaturen werden dabei durch Gebläse auf den bei Straßenfahrbetrieb üblicherweise auftretenden Temperaturen gehalten.
Fahrzeuge mit Vierradantrieb werden im Zweiradantrieb geprüft. Bei Fahrzeugen mit ständigem Vierradantrieb wird ein Satz Antriebsräder zeitweise ausgeschaltet.
Aus dem mit Umgebungsluft verdünnten Abgas wird ein proportionaler Teilstrom entnommen und den Sammelbeuteln zugeführt.
Während des Durchfahrens der Fahrkurve I wird der Probengasstrom nacheinander in drei Sammelbeutel geleitet, wobei der erste Sammelbeutel die Abgasprobe während der ersten 505 Sekunden des Kaltstarttests, der zweite Sammelbeutel die Abgasprobe während des restlichen Teils des Kaltstarttests und der dritte Beutel die Abgasprobe während der 505 Sekunden nach dem Warmstart aufnimmt.
Während des Durchfahrens der Fahrkurve II wird der Probengasstrom in einen Sammelbeutel geleitet. Der Inhalt der Probenbeutel wird anschließend auf die Konzentrationen an Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide analysiert. Um den Einfluss der Umgebungsluftkonzentrationen berücksichtigen zu können, werden parallel jeweils Umgebungsluftproben gezogen. Die Berechnung der streckenbezogenen Emissionsmengen erfolgt nach Nummer 3.13.
3.6.2.3.2   Vorbereitungen auf die Prüffahrten
  1. Das Fahrzeug muss mit den Antriebsrädern ohne Anlassen des Motors auf die Rolle des Fahrleistungsprüfstands gebracht werden.
  2. Die Motorraumabdeckung ist zu öffnen und das Kühlgebläse in Position zu bringen.
  3. Mit den Proben-Umschaltventilen in Wartestellung sind die geleerten Sammelbeutel für die verdünnten Abgas- und Umgebungsluftproben anzuschließen.
  4. Die CVS-Anlage (Entnahmesystem mit konstantem Volumen) muss spätestens jetzt eingeschaltet werden, ebenso die Probenpumpen. Die Temperatur des Abgas-Luft- Gemisches an der Probenentnahmestelle ist von jetzt an aufzuzeichnen. Das Kühlgebläse ist einzuschalten. Ein evtl. vorhandener Wärmetauscher in der CVS-Anlage muss auf seine Betriebstemperatur vorgeheizt worden sein.
  5. Die Probengas-Durchflussmengen sind auf die gewünschten Werte, mindestens jedoch auf 5 l/min einzustellen.
  6. Das Abgasrohr ist gasdicht an das (die) Abgasendrohr(e) des Fahrzeugs anzuschließen.
  7. Das Gasdurchflussmessgerät und die Umschaltventile sind so einzustellen, dass der Abgasprobenstrom in den ersten Beutel für die erste Phase sowie der Umgebungsluftprobenstrom in seinen entsprechenden Beutel gelangt. Durch Betätigung des Zündschlüssels wird sofort anschließend der Startvorgang eingeleitet.
3.6.2.3.3   Durchfahren der Fahrkurve I
Mit dem Prüffahrzeug ist die Fahrkurve I unter Berücksichtigung der dort niedergelegten Bestimmungen zu durchfahren. Besondere Vorschriften sind nachfolgend aufgeführt.
  1. Anlassen des Motors
    Der Motor muss gemäß den Empfehlungen des Herstellers in der Betriebsanleitung angelassen werden.
    Die erste, 20 Sekunden dauernde Leerlaufphase der Fahrkurve I beginnt, sobald der Motor anspringt. 15 Sekunden nachdem der Motor angesprungen ist, ist der Gang einzulegen. Falls erforderlich, zum Beispiel bei Fahrzeugen mit automatischem Getriebe, kann die Bremse betätigt werden, um die Antriebsräder am vorzeitigen Drehen zu hindern. Wenn der Motor nach zehn Sekunden Durchdrehzeit nicht angesprungen ist, muss der Startvorgang abgebrochen werden. Ist der Fehlstart auf einen Bedienungsfehler zurückzuführen, kann die Prüfung mit erneutem Kaltstart fortgesetzt werden. Beruht der Fehlstart auf einem Fahrzeugfehler, ist die Prüfung abzubrechen und für ungültig zu erklären.
  2. Stehenbleiben des Motors
    Wenn der Motor während eines Leerlaufs stehenbleibt, ist er sofort wieder zu starten und die Prüfung ist fortzusetzen. Außerhalb einer Leerlaufphase ist der Fahrprogrammzeiger anzuhalten bis die Fahrkurve fortgesetzt werden kann. Springt der Motor nicht innerhalb einer Minute wieder an, wird die Prüfung abgebrochen.
    Wenn in der Betriebsanleitung ein Anlassverfahren für warmen Motor vom Hersteller nicht vorgeschrieben ist, dann ist der Motor (Motoren mit Startautomatik und mit manuellem Choke) anzulassen, indem das Gaspedal etwa um die Hälfte heruntergedrückt und der Motor durchgedreht wird bis er anspringt.
  3. Ende der ersten Phase der Fahrkurve I
    Mit dem Ende der Verzögerung zum Zeitpunkt 505 Sekunden nach Beginn der Fahrkurve I endet die erste Phase der Fahrkurve I. Von diesem Zeitpunkt an müssen der Probengasstrom und die Umgebungsluftprobe in die jeweils nachfolgenden Sammelbeutel geleitet werden. Vor dem Beginn der bei 511 Sekunden anschließenden Beschleunigung ist die Zahl der in der ersten Phase gemessenen Rollen- bzw. Wellenumdrehungen festzuhalten, der Zähler ist dann auf Null zu stellen oder es muss auf einen zweiten Zähler umgeschaltet werden.
  4. Abstellen nach der zweiten Phase der Fahrkurve I
    Der Motor ist zwei Sekunden nach dem Ende der letzten Verzögerung, also bei 1 369 Sekunden abzustellen. Fünf Sekunden, nachdem der Motor zu laufen aufgehört hat, sind die Proben-Umschaltventile auf Wartestellung zu schalten. Das Kühlgebläse ist sofort abzuschalten, die Motorhaube ist zu schließen. Die CVS-Anlage ist abzuschalten oder das Abgasrohr ist vom Endrohr (den Endrohren) des Fahrzeugs zu trennen. Die Zahl der in der zweiten Phase gemessenen Rollen- bzw. Wellenumdrehungen des Fahrleistungsprüfstands ist festzuhalten, der Zähler ist dann auf Null zu stellen oder es muss auf einen dritten Zähler umgeschaltet werden.
  5. Vorbereitung und Durchführung der dritten Phase der Fahrkurve I
    Vor der dritten Phase sind die vorbereitenden Arbeiten gemäß Nummer 3.6.2.3.2 Buchstabe b bis h zu wiederholen, die Arbeit nach Nummer 3.6.2.3.2 Buchstabe h muss innerhalb von neun bis elf Minuten nach dem Ende der Probensammlung der zweiten Phase durchgeführt werden. Nach dem Ende der Verzögerung zum Zeitpunkt 505 Sekunden nach dem Beginn der dritten Phase sind die Probenumschaltventile auf Wartestellung zu schalten. Die Zahl der gemessenen Rollen- bzw. Wellenumdrehungen ist festzuhalten. Der Motor kann jetzt abgestellt werden.
  6. Sobald wie möglich müssen jeweils die Abgas- und Umgebungsluftproben aus den einzelnen Phasen der Analysenanlage zugeführt werden, das heißt gegebenenfalls schon vor dem Abschluss der gesamten Fahrkurve. Zwischen dem Ende der jeweiligen Sammelphase und der Ablesung der zugehörigen stabilen Analysenwerte auf allen Analysatoren darf nicht mehr als 20 Minuten vergehen.
  7. Für Prüffahrzeuge, die der vollständigen Prüfung der Abgasemissionen unterzogen werden, schließt sich die Fahrkurve II an. Es ist weiter nach Nummer 3.6.2.3.4 zu verfahren.
    Für Prüffahrzeuge, die der Prüfung der Verdunstungsemissionen unterzogen werden, schließt sich der Heißabstelltest an. Es ist weiter nach Nummer 3.6.2.4 zu verfahren.
3.6.2.3.4   Durchfahren der Fahrkurve II
Bei der Prüfung der Abgasemissionen in der Fahrkurve II ist der in Nummer 3.8 beschriebene Geschwindigkeits-Zeit-Ablauf zweimal zu durchfahren, wobei der erste Durchlauf der Konditionierung des Fahrzeugs dient, und die Emissionsmengen lediglich im zweiten Durchlauf bestimmt werden.
Der Ablauf der Prüfung ist wie folgt:
  1. Die vorbereitenden Arbeiten gemäß Nummer 3.6.2.3.2 Buchstabe a bis g sind durchzuführen. Die Proben-Umschaltventile verbleiben in Wartestellung. (Es sind lediglich je ein Beutel für das Probengas und ein Beutel für die Umgebungsluftprobe erforderlich.)
  2. Das Fahrzeug ist gemäß Empfehlungen des Herstellers zu starten. Bezüglich des Nicht- Anspringens bzw. Stehenbleibens des Motors gelten die Bestimmungen in Nummer 3.6.2.3.3 Buchstabe a und b.
  3. Die Fahrkurve II ist entsprechend Nummer 3.8 zum ersten Mal zu durchfahren.
  4. Wenn der Stillstand des Fahrzeugs am Ende des ersten Durchlaufs der Fahrkurve II erreicht wird, stehen 17 Sekunden zur Verfügung bis der zweite Durchlauf beginnt. Der Zähler zur Ermittlung der Fahrstrecke ist auf Null zu stellen.
  5. Zwei Sekunden, bevor die erste Beschleunigung in dem zweiten Durchlauf beginnt, müssen die Proben-Umschaltventile auf den Probengas- und den Umgebungsluftprobenbeutel geschaltet werden.
  6. Die Fahrkurve II ist entsprechend Nummer 3.8 zum zweiten Mal zu durchfahren.
  7. Zwei Sekunden, nachdem das Fahrzeug den Stillstand am Ende der Fahrkurve II erreicht hat, sind die Umschaltventile auf Wartestellung zu schalten. Die Zahl der gemessenen Rollen- bzw. Wellenumdrehungen ist festzuhalten. Der Motor kann abgestellt werden.
  8. Die Konzentrationen der Abgasbestandteile CO, CO2, CH, NOx müssen innerhalb von 20 Minuten ermittelt werden.
  9. Die Berechnung der Menge der emittierten Luftverunreinigungen je Fahrkilometer erfolgt nach Nummer 3.13.

3.6.2.4   Prüfung der Verdunstungsemissionen beim Heißabstellen

Mit der Bestimmung der Verdunstungsemissionen während eines 60-minütigen Heißabstellens nach der Fahrkurve I wird die Prüfung des Verdunstungsemissionsverhaltens beendet.
  1. Vor dem Ende der Fahrt nach der Fahrkurve I muss die Messkammer mehrere Minuten gespült worden sein.
  2. Nach Beendigung der Fahrkurve I ist die Motorhaube zu schließen, und es sind alle Verbindungen vom Fahrzeug zum Prüfstand zu lösen. Das Fahrzeug ist dann unter möglichst geringer Betätigung des Fahrpedals zur Messkammer zu fahren. Vor der Messkammer ist der Motor abzustellen; der Zeitpunkt der Motorabstellung ist zu notieren. Das Fahrzeug muss dann antriebslos in die Messkammer gebracht werden.
  3. Das/die Gebläse zum Durchmischen der Kammer muss/müssen eingeschaltet werden, bevor das Fahrzeug in die Messkammer kommt.
  4. Fenster und Kofferraumdeckel des Fahrzeugs müssen jetzt offen sein.
  5. Die Temperatur der Raumluft ist von nun an aufzuzeichnen.
  6. Innerhalb von zwei Minuten nach dem Abstellen des Motors und innerhalb von sieben Minuten nach dem Ende der Fahrkurve I muss die Messkammer gasdicht verschlossen werden.
  7. Die CH-Konzentration in der Messkammer wird mit dem FID (Analysator mit Flammenionisations-Detektor) gemessen und von nun an fortlaufend registriert. Der kurz nach dem Schließen der Messkammer gemessene Wert der CH-Konzentration bildet den Anfangswert für die Auswertung nach Abschnitt  3.12.
  8. Das Fahrzeug muss 60 Minuten (± 0,5 Minuten) innerhalb der Messkammer stehen. Am Ende der 60 Minuten (± 0,5 Minuten) dauernden Prüfzeit wird die CH-Konzentration in der Messkammer bestimmt. Dieser Wert bildet den Endwert für die Auswertung nach Nummer 3.12.
  9. Die Prüfung der Verdunstungsemissionen ist damit abgeschlossen.

3.6.3   Fahrzeuge mit Selbstzündungsmotoren (Dieselmotoren)

3.6.3.1   Allgemeines zum Prüfablauf

Die Fahrzeugvorbereitung wird mit dem Abstellen des Fahrzeugs bei einer Umgebungstemperatur zwischen 20 und 30 °C zur Konditionierung für die Emissionsprüfungen abgeschlossen. Mindestens zwölf und höchstens 36 Stunden nach dem Abstellen des Fahrzeugs beginnt die Prüfung der Abgasemissionen in der Fahrkurve I.

3.6.3.2

Prüfung der Abgasemissionen von Fahrzeugen mit Selbstzündungsmotoren (Dieselmotoren) Es gelten die Ausführungen, die in Nummer 3.6.2.3 für die Prüfung der Abgasemissionen von Fahrzeugen mit Fremdzündungsmotoren (Ottomotoren) gemacht worden sind, mit den folgenden Ergänzungen und Abänderungen (siehe Figur 5).
3.6.3.2.1   Allgemeines
Das Abgas wird in einem Verdünnungstunnel mit Umgebungsluft vermischt. Zur Partikelmessung wird ein proportionaler Teilstrom über eine Sonde entnommen. Die Partikel werden aus dem Abgas-Luft-Probenstrom zur nachfolgenden Wägung abgeschieden. Die sechs Filter sind in der Partikelprobenleitung derart angeordnet, dass sie drei parallele Filterpaare bilden, das heißt in jedem Verzweigungsteil sind zwei Filter in Richtung des Probengasstroms hintereinander geschaltet. In jeder Verzweigung müssen gleiche Strömungsverhältnisse herrschen. Schnellschaltventile sind derart anzuordnen, dass die Filterpaare nacheinander mit dem Probengasstrom beaufschlagt werden können. Die zeitliche Abfolge der Beaufschlagung entspricht der in Nummer 3.6.2.3.1 beschriebenen Probenzuführung für die drei Phasen der Fahrkurve I. Die CH-Konzentration wird im verdünnten Abgas mit einem beheizten FID (HFID) fortlaufend gemessen, registriert und integriert. Das Probengas wird über eine separate Sonde entnommen.
Die Probeentnahme für die Sammelbeutel zum Zwecke der anschließenden Konzentrationsmessungen entspricht dem in Nummer 3.6.2.3.1 beschriebenen Verfahren.
Figur 5
Schema eines Probenahme- und Analysesystems zur Bestimmung gas- und partikelförmiger Emissionen bei Pkw mit Dieselmotoren
3.6.3.2.2   Vorbereitungen auf die Prüffahrten
Der Ablauf entspricht dem in Nummer 3.6.2.3.2 für Fahrzeuge mit Fremdzündungsmotoren (Ottomotoren) beschriebenen Verfahren mit folgenden Ergänzungen:
zu d)
Die Aufzeichnungs- bzw. Registriereinrichtungen des beheizten FID (HFID) ist einzuschalten.
zu f)
Der Probengasstrom für den beheizten FID (HFID) muss mindestens 2 l/min betragen.
Während der Prüfung ist die Durchflussmenge durch die Partikelfilter so einzustellen, dass die Durchflussmenge auf ± 5 Prozent konstant bleibt. Die mittlere Temperatur und der Druck am Einlass des Durchflussmessgeräts sind aufzuzeichnen. Wenn die Durchflussmenge sich wegen einer zu hohen Filterbeladung unzulässig verändert, muss die Prüfung abgebrochen werden. Bei der Wiederholung muss eine geringere Durchflussrate eingestellt oder ein größerer Filter verwendet werden (gegebenenfalls beides).
3.6.3.2.3   Durchfahren der Fahrkurve I
Die Bestimmungen aus Nummer 3.6.2.3.3 gelten mit folgenden Ergänzungen oder Änderungen.
zu c)
Von dem Zeitpunkt 505 Sekunden an wird das zweite Partikelfilterpaar beaufschlagt. An der Aufzeichnungseinrichtung für die Kohlenwasserstoffkonzentrationsmessung ist eine Markierung vorzunehmen, derzufolge die erste und zweite Phase identifiziert werden können. Die Integration der CH-Werte erfolgt getrennt nach den einzelnen Sammelphasen.
zu d)
Ebenfalls fünf Sekunden, nachdem der Motor zu laufen aufgehört hat, ist die Aufzeichnung der CH-Konzentration entsprechend zu markieren, ist die Integration über die zweite Phase zu beenden und ist der Probenstrom-Durchfluss durch das zweite Partikelfilterpaar zu beenden.
Die bisher beaufschlagten beiden Partikelfilterpaare sind vorsichtig aus ihren jeweiligen Halterungen zu nehmen und zur nachfolgenden Wägung jede für sich in je eine Petrischale zu legen. Die Probenschalen sind abzudecken.
zu e)
Die für die Durchführung und Beendigung der CH-Messung sowie der Partikelabscheidung in der dritten Phase erforderlichen Schritte sind in Anlehnung an die zu den Buchstaben c und d beschriebenen Ergänzungen durchzuführen.
zu f)
Sobald wie möglich, keinesfalls jedoch später als eine Stunde nach der Beendigung der dritten Phase der Fahrkurve I, sind die sechs Partikelfilter für die Wägung zu konditionieren.
3.6.3.2.4   Durchfahren der Fahrkurve II
Es gelten die Bestimmungen und der Ablauf nach Nummer 3.6.2.3.4. Eine Messung der Partikelemissionen ist nicht erforderlich.

3.6.4   Prüfung gemäß § 47a

Nach Abschluss der Prüfung der Abgasemissionen in den Fahrkurven I und II durchlaufen die Prüffahrzeuge die Prüfung gemäß § 47a.