Specific emission of harmful compounds analysis from an agricultural tractor in a modified NRSC test

Non-road vehicles type approval tests consist of testing the combustion engines themselves on engine dynamometer stations. As a part of these tests, NRSC and NRTC tests are conducted. The many years of research conducted by the Poznan University of Technology revealed differences in the actual specific emission of toxic components of exhaust gases from agricultural machinery compared to the type approval tests. This is related to the different operating conditions of the internal combustion engine relative to the test cycles. For this reason, the authors conducted a study of the actual emission from an agricultural tractor in a 13-phase NRSC test, modified to more closely reflect real operating conditions. These points were determined on the basis of operating points obtained from tests in real operating conditions. Before the tests, the tractor engine was warmed up to its operating temperature, after which it was loaded by the power take-off shaft with a portable engine dynamometer system. Analyzers from the PEMS group were connected to the tractor's exhaust system, which allowed to determine the concentrations of exhaust components such as CO, HC, NOx, PM, in the type approval testing process. The exhaust emission tests were extended with the solid particles number emission as well as their dimensional distribution, which while not limited through emission norms, is still very important from the point of view of human health and life. The analysis of the results allowed to determine the limit value excess level of specific compounds from the tractor.

Testy homologacyjne pojazdów o zastosowaniu pozadrogowym polegają na badaniu pod kątem emisyjności samych silników spalinowych na stanowiskach hamownianych. W ich czasie prowadzone są testy NRSC (Non Road Stationary Cycle) i NRTC (Non Road Transient Cycle). Wieloletnie badania Politechniki Poznańskiej dowiodły różnic w rzeczywistej emisji jednostkowej składników toksycznych spalin z maszyn rolniczych w porównaniu do testów homologacyjnych. Związane jest to z odmiennymi warunkami pracy silnika spalinowego w stosunku do cykli badawczych. Z tego powodu autorzy przeprowadzili badania rzeczywistej emisji z ciągnika rolniczego w 13-fazowym teście NRSC zmodyfikowanym tak, by w większym stopniu odwzorowywał warunki rzeczywiste. Punkty te określono na podstawie uprzednio przeprowadzonych badań parametrów pracy w rzeczywistych warunkach eksploatacji. Po uzyskaniu temperatury roboczej oleju i cieczy chłodzącej silnik ciągnika był obciążany przez wał odbioru mocy samojezdną hamownią silnikową. Do układu wylotowego ciągnika podłączone były analizatory z grupy PEMS, które pozwoliły na wyznaczenie stężeń toksycznych składników spalin: CO, HC, NOx, PM, rozszerzone o nielimitowaną, ale bardzo istotną z punktu widzenia zdrowia i życia ludzi emisję liczby cząstek stałych PN oraz ich rozkład wymiarowy. Analiza wyników pozwoliła na określenie emisji związków toksycznych względem wartości dopuszczalnych.