ДИЗЕЛИ СУДОВЫЕ, ТЕПЛОВОЗНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ.
ДЫМНОСТЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

НОРМЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

ГОСТ 24028-80

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва

РАЗРАБОТАН Министерством тяжелого и транспортного машиностроения

ИСПОЛНИТЕЛИ

В. И. Смайлис, канд. техн. наук, Н. А. Баранов, В. М. Куров, А. С. Матковский, М. П. Морозов

ВНЕСЕН Министерством тяжелого и транспортного машиностроения

Зам. министра Л.В. Попов

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 10 марта 1980 г. № 1084

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ДИЗЕЛИ СУДОВЫЕ, ТЕПЛОВОЗНЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ. ДЫМНОСТЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ Нормы и методы определения Marine, locomotive and industrial diesel engines. Exhaust smoke opacity Standard values and testing methods.

ГОСТ 24028-80

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 10 марта 1980 г. № 1084 срок действия установлен

с 01.01.1983 г.

до 01.01.1988 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на судовые, тепловозные и промышленные дизели и устанавливает предельно допускаемые значения параметров дымности отработавших газов и методы их измерения при стендовых испытаниях дизелей.

Стандарт не распространяется на дизели, находящиеся в эксплуатации, а также на санитарно-гигиенические нормы вредных выбросов дизелей.

1. НОРМЫ ДЫМНОСТИ

1.1. Основным нормируемым параметром дымности отработавших газов является натуральный показатель ослабления светового потока К, определение которого приведено в справочном приложении 1.

Вспомогательным нормируемым параметром дымности является коэффициент ослабления светового потока N (см. справочное приложение 1).

1.2. Предельно допускаемые значения параметров дымности отработавших газов в зависимости от условного расхода отработавших газов V_н на любом установившемся режиме приведены в табл. 1.

Режимы работы дизелей, на которых производятся измерения параметров дымности отработавших газов, приведены в табл. 2.

Таблица 1

Допускается по согласованию с базовой организацией по стандартизации (далее - базовая организация) для дизелей, поставленных на производство до 1979 г. повышать предельно допускаемые значения параметров дымности N_доп, указанные в табл. 1, на 35%.

1.3. Для дизелей облегченной конструкции, имеющих алюминиевые крышки цилиндров, тонкостенные стальные втулки цилиндров и привод газораспределительных клапанов непосредственно от распределительного вала, а также для дизелей, предназначенных для нужд обороны страны, предельно допускаемые значения параметров дымности отработавших газов устанавливаются по согласованию между изготовителем, базовой организацией и потребителем.

1.4. Для дизелей, имеющих условный расход отработавших газов V_н более 350 дм³/с и номинальное среднее эффективное давление р_meном более 1,0 МПа, на режимах частичной мощности предельно допускаемые значения параметров N_доп, указанные в табл. 1, следует увеличить по формуле

                       (1)

где N_кор - скорректированное предельно допускаемое значение коэффициента ослабления светового потока, %;

N_доп - предельно допускаемое значение коэффициента ослабления светового потока, указанное в табл. 1, %;

К_р - коэффициент размерности; при выражении номинального среднего эффективного давления р_{е ном} в МПа К_р=1 Мпа^-1;

р_mеном - номинальное среднее эффективное давление, МПа;

n_ном -номинальная частота вращения коленчатого вала дизеля, с^-1;

n - частота вращения коленчатого вала дизеля, измеренная при испытании, с^-1.

Скорректированное по формуле (1) предельно допускаемое значение коэффициента ослабления светового потока N_кор не должно превышать 32 % по вспомогательной шкале дымомера в приведении к эффективной базе 0,43 м.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.5. Условный расход отработавших газов V_н в дм³/с следует вычислять по формулам

для двухтактного дизеля

;                                                                                                                                 (2)

для четырехтактного дизеля

,                                                                                                                                 (3)

где V_st - суммарная рабочая вместимость цилиндров дизеля, дм³.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Условия проведения измерений

2.1.1. Дизели должны испытываться с оборудованием и приборами, установленными в технических условиях на дизели конкретных типов.

Допускается применять стендовое оборудование и приборы при условии получения показателей, обеспечиваемых оборудованием и приборами, установленными в технических условиях на дизели конкретных типов.

Таблица 2

Примечания:

1. р_е - эффективная мощность дизеля, измеренная при испытаниях, кВт,

р_{e ном} - номинальная эффективная мощность дизеля, кВт

2. Допускается по согласованию с потребителем увеличивать минимально устойчивую частоту вращения коленчатого вала двухтактных дизелей в соответствии с ГОСТ 10150-82.

3. Допускается отклонение измеренных при испытаниях значений относительной частоты вращения коленчатого вала дизеля не более чем на 1,5 % и относительной эффективной мощности - не более чем на 2,5 %.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.1.2. При испытаниях дизели должны работать с применением горюче-смазочных материалов, указанных в технических условиях на дизели конкретных типов.

2.1.3. Испытания должны проводиться с соблюдением регулировок указанных в нормативно-технической документации на дизель конкретного типа.

2.1 4. Атмосферные условия при измерениях показателей дымности отработавших газов должны оцениваться коэффициентом F, определяемым по уравнению

,                                                     (4)

где t - температура окружающего воздуха во время проведения испытаний, °С;

р - барометрическое давление во время проведения испытаний, кПа.

Испытания считаются действительными, если во время измерения показателей дымности значение коэффициента не выходит за пределы диапазона

0,98 £ F £ 1,02.

Если во время измерений показателей дымности значение коэффициента F выходит за указанные выше пределы, то полученные значения показателей дымности следует корректировать по методике изготовителя, согласованной с базовой организацией.

2.2. Объем испытаний

2.2.1. Испытанию на дымность должны подвергаться дизели при проведении приемочных, квалификационных, периодических, типовых испытаний в соответствии с требованиями технической документации.

2.2.2. Измерения параметров дымности следует производить в зависимости от назначения дизеля на режимах, указанных в табл. 2.

2.2.1; 2.2.2 (Новая редакция, Изм. № 1).

2.3. Оборудование испытательного стенда и измерительные приборы

2.3.1. Испытательный стенд

2.3.1.1. Испытательный стенд, кроме оборудования и приборов, установленных технической документации, должен быть оборудован дымомером с газоотборным зондом, устройствами, обеспечивающими необходимый режим газоотбора (теплообменником, ресивером, заслонкой) и устройством для отвода газов после измерений параметров дымности. Рекомендуемое размещение на испытательном стенде дымомера с газоотборным зондом и устройств при измерении параметров дымности показано на схеме.

2.3.1.2. Конструкция выпускной системы испытательного стенда на участке от дизеля до места установки газоотборного зонда дымомера должна исключать возможность утечек газа и подсосов воздуха из окружающей среды.

2.3.1.3. Для обеспечения равномерности потока газов в выпускной трубе испытательного стенда с внутренним диаметром D, газоотборный зонд должен располагаться на прямолинейном участке этой трубы длиной не менее 9D на расстоянии не менее 3D от его конца.

При невозможности выполнения этих требований допускается применение других мероприятий (установки выпрямительных решеток, дополнительных ресиверов и т.д.), обеспечивающих равномерность потока газов в выпускной трубе испытательного стенда.

2.3.1.4. Выпускную систему испытательного стенда следует выполнять так, чтобы на всех контролируемых режимах работы дизеля (см. табл. 2) давление газов у входного сечения газоотборного зонда не выходило за пределы, указанные в технической характеристике дымомера. Для повышения давления при необходимости рекомендуется использовать регулируемую заслонку. Заслонка устанавливается в выпускной трубе испытательного стенда за газоотборным зондом (по ходу потока газов) на расстоянии, исключающем возмущение потока у входного сечения зонда.

Схема установки для измерения параметров дымности
отработавших газов дизелей

1 - выпускная труба испытательного стенда; 2 - газоотводная труба дымомера; 3 - дымомер;
4 - газоотборный зонд; 5 - теплообменник; 6 - газоподводящая труба дымомера; 7 - заслонка

Если создаваемое заслонкой дополнительное противодавление выпуску газов дизеля приводит к увеличению дымности отработавших газов, то измеренные значения параметров дымности корректируются по методике изготовителя, согласованной с базовой организацией.

2.3.1.5. Для дизелей с турбонаддувом допускается устанавливать перед турбокомпрессором дополнительный газоотборный зонд, предназначенный для использования при измерениях показателей дымности на режимах холостого хода и малых нагрузок. Устройство и порядок использования дополнительного газоотборного зонда для каждой модификации дизелей устанавливаются изготовителем по согласованию с базовой организацией.

2.3.2. Газоотборный зонд дымомера

2.3.2.1. Газоотборный зонд должен быть изготовлен в виде трубы с открытым концом и установлен в выпускной трубе испытательного стенда таким образом, чтобы его открытый конец находился в невозмущенном потоке газов и был направлен навстречу ему.

2.3.2.2. Внутренний диаметр зонда d должен составлять не менее 0,225 D при D £ 100мм и не более 25 мм при D > 100мм.

2.3.2.3. Газоподводящая труба дымомера, соединяющая газоотборный зонд с дымомером, должна иметь длину не более 2 м и располагаться по возможности с подъемом в сторону дымомера. Труба должна быть герметичной, без резких изгибов, шероховатостей и элементов, создающих местные сопротивления, способствующие отложению сажи из газового потока.

При невозможности выполнения указанных выше требований на испытательном стенде допускается применять газоотводящую трубу дымомера длиной до 5 м без подъема в сторону дымомера. В этом случае должны быть приняты меры, исключающие образование в трубе конденсата.

2.3.2.4. Для обеспечения температурных условий на входе в дымомер, указанных в инструкции по эксплуатации дымомера, допускается подогрев или охлаждение газа в газоподводящей трубе дымомера. Теплообменник не должен вносить возмущений в поток газов.

2.3.2.5. Дымомер, применяемый для измерений параметров дымности отработавших газов, должен соответствовать требованиям, указанным в обязательном приложении 2 и иметь свидетельство о прохождении им метрологической аттестации.

2.4. Проведение испытаний

2.4.1. Основная погрешность измерения параметров дымности отработавших газов - не более ±2,5 деления по вспомогательной шкале в приведении к дымомеру с эффективной базой 0,43м.

2.4.2. Измерение параметров дымности отработавших газов следует производить по методике, разработанной изготовителем на конкретные типы дизелей, согласованной с базовой организацией и прошедшей аттестацию по ГОСТ 8.010-73.

2.4.3. Перед началом измерений следует производить проверку точности показаний дымомера по контрольному светофильтру с записью результатов проверки в протокол испытаний (см. рекомендуемое приложение 3). Показания дымомера при этом не должны выходить за пределы, указанные в инструкции по эксплуатации прибора.

2.4.4. Измерение параметров дымности на каждом режиме следует производить три раза с промежутками между двумя последующими измерениями не более 1 мин. После каждого измерения по истечении не более 5 с должно проверяться нулевое положение стрелки индикатора дымности. Отклонение стрелки индикатора от нулевого положения, полученное при неизменной настройке прибора, не должно превышать одного деления вспомогательной шкалы в приведении к дымомеру с эффективной базой 0,43 м.

2.4.5. Измерения считаются действительными, если расхождение между двумя последовательными измерениями не превышает двух делений вспомогательной шкалы в приведении к дымомеру с эффективной базой 0,43 м, а результаты всех трех измерений не образуют монотонно убывающей или возрастающей последовательности. Если эти условия не выполняются, то серию измерений следует продолжить до получения трех последовательных измерений, удовлетворяющих указанным выше условиям.

2.4.6. В качестве результата измерения принимается среднее арифметическое значение трех измерений.

2.4.7. Если эффективная база дымомера, используемого при испытаниях, не равна 0,43 м, то показания, снятые по его вспомогательной шкале, должны приводиться к показаниям вспомогательной шкалы прибора с эффективной базой 0,43 м по следующему соотношению

,

где N_L - коэффициент ослабления светового потока отработавшими газами, измеренный по вспомогательной шкале дымомера, имеющего эффективную базу L, %;

N, L - см. справочное приложение 1.

2.4.8. Если используется дымомер, у которого дрейф нуля за 3 мин при измерении коэффициента ослабления светового потока чистым воздухом по гарантиям изготовителя не превышает 0,5 деления вспомогательной шкалы в приведении к дымомеру с эффективной базой 0,43 м, допускается ограничиваться двумя измерениями параметров дымности с интервалом 0,5 - 1 мин и одной проверкой нуля. При этом интервал между проверкой нуля и измерением параметра дымности не должен превышать двух минут.

2.4.9. Результаты измерения параметров дымности отработавших газов должны быть занесены в протокол испытаний. Форма протокола указана в рекомендуемом приложении 3.

3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

3.1. Оборудование испытательного стенда и организация рабочего места при испытаниях должны соответствовать требованиям безопасности по ГОСТ 12.2.003-74 и ГОСТ 12.3.002-75.

На каждом испытательном стенде, оборудованном дымомером, должна иметься инструкция по технике безопасности при измерениях параметров дымности отработавших газов.

3.2. Воздух рабочей зоны стендового помещения должен соответствовать ГОСТ 12.1.005-76. Не допускается сброс отработавших газов дизеля после прохождения ими дымомера, в воздух рабочей зоны стендового помещения. Для этого дымомер должен быть оборудован газоотводящей трубой (см. поз. 2 на схеме), выходной конец которой должен быть вынесен за пределы рабочей зоны стендового помещения.

3.3. Уровни шума на рабочих местах стендового помещения должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.003-83.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.4. Персонал, обслуживающий испытательный стенд, должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты органов слуха по ГОСТ 12.4.051-78.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ, ПРИНЯТЫЕ В СТАНДАРТЕ, И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ДЫМОМЕРУ

1. Дымомер для измерения параметров дымности отработавших газов судовых, тепловозных и промышленных дизелей должен работать по методу просвечивания столба отработавших газов определенной длины. Эффективная база дымомера, выраженная в метрах, должна быть указана в паспорте дымомера и выбита на табличке, прикрепленной к его корпусу.

2. Конструкция дымомера должна обеспечивать возможность замены измеряемых отработавших газов на траектории светового луча чистым воздухом или чистого воздуха отработавшими газами в течение не более 5с.

Если гарантированная заводом изготовителем величина дрейфа нуля за 3 мин при измерении коэффициента ослабления светового потока чистым воздухом не превышает 0,5 деления вспомогательной шкалы, то время замены воздуха отработавшими газами или отработавших газов воздухом на траектории светового лучa может быть увеличено до двух минут.

3. В качестве источника света в измерительной схеме дымомера следует использовать электрическую лампу накаливания с цветовой температурой нити 2800 - 3250 К.

4. В качестве датчика в фотоизмерительной схеме дымомера следует использовать фотоприемник со спектральной характеристикой, близкой к спектральной характеристике глаза человека (максимальная чувствительность при длине волны 550 - 570 нм, менее 4 % максимума при длинах волн ниже 430 и выше 680 нм).

5. Дымомер должен иметь индикатор дымности с двумя измерительными шкалами основной и вспомогательной. Допускается использование дымомеров, выпускаемых только с вспомогательной шкалой.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

6. Основная измерительная шкала индикатора дымности должна быть отградуирована в единицах натурального показателя ослабления светового потока К, м^-1. Шкала должна иметь диапазон изменений натурального показателя ослабления светового потока от 0 (абсолютно прозрачная среда) до ¥ (абсолютно светонепроницаемая среда).

7. Вспомогательная измерительная шкала индикатора дымности должна быть линейной и отградуирована в относительных единицах коэффициента ослабления светового потока N, %. Шкала должна иметь 100 делений в диапазоне изменений коэффициента ослабления светового потока от 0 (абсолютно прозрачная среда) до 100 % (абсолютно светонепроницаемая среда).

8. Связь между основной и вспомогательной шкалами индикатора дымности выражается по формуле

.

9. Индикатор дымности должен допускать отсчет показаний по вспомогательной шкале с точностью не менее 0,5 деления.

10. Пределы изменения температуры и давления газов в рабочей полости дымомера должны быть такими, чтобы обусловленная ими суммарная дополнительная погрешность измерения показателей дымности не превышала ±2,5 деления по вспомогательной шкале.

11. Для проверки характеристики пары «источник света - фотоприемник» дымомер должен быть снабжен съемным контрольным оптически нейтральным светофильтром.

Соответствующее контрольному светофильтру номинальное значение натурального показателя ослабления светового потока К_{ф ном}, находящееся в пределах 1,6 - 1,8 м^-1, должно быть известно с точностью не менее ±0,025 м^-1 и нанесено на оправе светофильтра.

При установке контрольного светофильтра на пути световых лучей в рабочей трубе дымомера стрелка индикатора дымности должна показывать номинальное значение натурального показателя ослабления светового потока контрольным светофильтром с точностью не менее ±0,005 м^-1.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ №
испытаний дизеля по измерению дымности отработавших газов

Общие сведения

Дата испытаний

Предприятие - изготовитель дизеля

Модель дизеля

Год выпуска дизеля

Модель и № дымомера

Эффективная база дымомера, м

Номинальное значение показателя ослабления светового потока контрольным светофильтром К_{ф ном} м^-1

Марка топлива

Марка масла

Краткая характеристика дизеля

Назначение

Типоразмер (по ГОСТ 4393-82)

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Суммарная рабочая вместимость цилиндров, дм³

Номинальная мощность, кВт

Номинальная частота вращения коленчатого вала, с^-1

Номинальное среднее эффективное давление, МПа

Условия испытаний

Атмосферные условия в испытательном боксе:

давление, кПа

температура, °С

относительная влажность воздуха, %

Значение коэффициента F

Значение натурального показателя ослабления светового потока К_{ф ном}, измеренное по контрольному светофильтру

Результаты измерений дымности отработавших газов

Испытания проводили: ___________________________________

(должность, фамилия, инициалы)

(Измененная редакция, Изм. № 1).