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Die tragbare Abgasprüflösung von Cubic Instruments unterstützt die Einhaltung der Stufe-V-Vorschriften für nicht straßengebundene Maschinen in der Türkei

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Wie das Gasboard-9805 von Cubic Instruments die Anforderungen der Stufe V an die Betriebsüberwachung in der Türkei erfüllt

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Der türkische Rechtsrahmen für die Stufe V

Die Türkei regelt die Emissionen von nicht für den Straßenverkehr bestimmten mobilen Maschinen und Geräten (NRMM) im Rahmen eines Rechtsrahmens, der an die Stufe-V-Normen der EU angelehnt ist. Im Rahmen der langjährigen Harmonisierung der technischen Rechtsvorschriften mit der Europäischen Union im Rahmen der Zollunion zwischen der EU und der Türkei hat die Türkei die Verordnung 2016/1628/AB übernommen, die eng an die NRMM-Verordnung (EU) 2016/1628 der EU angelehnt ist. Die Verordnung legt im Wesentlichen denselben Rahmen für Emissionsgrenzwerte für Motoren fest, die in nicht für den Straßenverkehr bestimmten mobilen Maschinen eingebaut sind, darunter Bau- und Landmaschinen, Forstmaschinen, Generatoren, Gabelstapler sowie Bodenabfertigungsgeräte, die in Häfen und Flughäfen eingesetzt werden. Die Verordnung trat im September 2020 in Kraft, und gemäß ihren Übergangsbestimmungen werden nicht für den Straßenverkehr bestimmte mobile Maschinen, die auf dem türkischen Markt in Verkehr gebracht werden, seit 2023 – mit wenigen Ausnahmen – schrittweise an die Emissionsnormen der Stufe V angepasst.

Im Vergleich zu früheren Emissionsstufen erweitert Stufe V die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte über die Labor-Typgenehmigung hinaus durch die Einführung der Überwachung im Betrieb (In-Service Monitoring, ISM), wie in Artikel 20 der Verordnung 2016/1628/EU festgelegt. Im Rahmen des ISM-Systems sind die Hersteller verpflichtet, die Emissionen von bereits auf den Markt gebrachten Motoren unter repräsentativen Betriebsbedingungen zu überwachen. Bei der Überprüfung der Einhaltung der Vorschriften kommen in der Regel tragbare Emissionsmesssysteme (PEMS) zum Einsatz, um gasförmige Schadstoffe wie CO, HC und NOx im realen Betrieb zu messen. Für Hersteller und Prüfstellen in der Türkei beschränkt sich die Einhaltung der Emissionsvorschriften nicht mehr nur auf das Labor; sie erstreckt sich nun auch auf Baustellen, landwirtschaftliche Betriebe, Häfen und andere reale Betriebsumgebungen, in denen Maschinen ihren vorgesehenen Einsatzzweck erfüllen.

Die Herausforderungen bei der Emissionsmessung im Feld

Praktische Tests bringen größere Schwankungen mit sich als Labortests und stellen höhere Anforderungen an die Messgenauigkeit, die Zuverlässigkeit des Systems und die Datenintegrität:
• Genaue Emissionsmessung unter dynamischen Betriebsbedingungen: Nicht für den Straßenverkehr bestimmte mobile Maschinen arbeiten unter wechselnden Belastungen und Betriebsbedingungen. Im Gegensatz zu kontrollierten Laborumgebungen sind Feldtests mit ständigen Vibrationen, Staub sowie starken Schwankungen bei Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck verbunden. Die Aufrechterhaltung einer genauen und stabilen Messleistung während des gesamten Tests ist daher entscheidend für die Erfassung zuverlässiger Emissionsdaten.
• Synchronisierte Datenerfassung aus mehreren Quellen: Konformitätsprüfungen erfordern während des gesamten Tests genau synchronisierte Daten, darunter Gaskonzentration, Abgasstrom, Standort und Umgebungsbedingungen. Die Verwaltung separater, nicht aufeinander abgestimmter Datenströme von verschiedenen Messgeräten erhöht das Risiko von Lücken und Abweichungen, die sich direkt auf die Qualität und Integrität der endgültigen Testergebnisse auswirken.
• Autonomer Betrieb an abgelegenen Standorten: Emissionsprüfungen unter realen Bedingungen werden häufig an abgelegenen Standorten durchgeführt, beispielsweise auf offenem Ackerland, auf Baustellen oder an abgelegenen Einsatzorten, an denen der Zugang zu einer zuverlässigen externen Stromversorgung eingeschränkt ist. Tragbare Emissionsmesssysteme müssen daher über längere Zeiträume autonom arbeiten und gleichzeitig leicht zu transportieren und an den zu prüfenden Maschinen zu montieren sein.

Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, ist ein tragbares Emissionsmesssystem erforderlich, das speziell für den Einsatz unter realen Bedingungen entwickelt wurde und hochpräzise Messleistung, integrierte Datenerfassung sowie zuverlässigen Betrieb überall dort vereint, wo Maschinen im Einsatz sind.

Die fortschrittliche PEMS-Lösung „Gasboard-9805“ von Cubic für Emissionsmessungen unter realen Bedingungen

Cubic Instruments, ein führender Hersteller von fortschrittlichen Gassensoren und Gasanalysatoren mit fast zwei Jahrzehnten Erfahrung in der Messung von Fahrzeugemissionen, hat das Gasboard-9805 entwickelt, ein tragbares Emissionsmesssystem (PEMS), das für Emissionsprüfungen unter realen Betriebsbedingungen konzipiert ist. Das System bietet Herstellern und Prüfstellen eine Komplettlösung zum Nachweis der Einhaltung der türkischen Anforderungen an die In-Service-Überwachung gemäß Stufe V.

Das Gasboard-9805 vereint Gasanalyse, Abgasdurchflussmessung, GPS-Ortung, Umweltüberwachung und den Motorbetriebsstatus über die OBD-Schnittstelle in einer einzigen PEMS-Plattform. Je nach Maschinenkategorie kann das System mit den Modulen PEMS-GAS, PEMS-THC und PEMS-EFM konfiguriert werden, um die Schadstoffe und Betriebsparameter zu messen, die für Emissionsprüfungen unter realen Betriebsbedingungen bei nicht straßengebundenen Maschinen erforderlich sind.

Das PEMS-GAS-Modul kombiniert die nichtdispersive Infrarot-Technologie (NDIR) zur CO- und CO₂-Messung mit der Technologie der differentiellen optischen Absorptionsspektroskopie im Ultraviolettbereich (UV-DOAS) zur direkten Messung von NO und NO₂. Ein spezielles PEMS-THC-Modul misst Gesamtkohlenwasserstoffe (THC) auf Basis der Wasserstoff-Flammenionisationsdetektion (HFID), während das integrierte PEMS-EFM den Abgasdurchsatz misst und so die Daten liefert, die zur Berechnung der Massenemissionen gemäß den behördlichen Verfahren erforderlich sind. Zwar ist die Partikelanzahlmessung (PN) derzeit nicht Bestandteil der Anforderungen der Stufe V für die Überwachung im Betrieb, doch umfasst die modulare Architektur des Gasboard-9805 auch ein optionales PEMS-PN-Modul, sodass das System die Messung der Partikelanzahl unterstützen kann, falls sich die Prüfanforderungen in Zukunft erweitern sollten.

Langzeit-Feldtests stellen hohe Anforderungen an die Stabilität und Zuverlässigkeit der NOx-Messung. Bei der herkömmlichen, auf Katalysatoren basierenden NOx-Messung wird NO₂ durch katalytische Umwandlung bestimmt, wodurch die Gesamtgenauigkeit der Messung von der Effizienz des Katalysators abhängt, die mit zunehmender Alterung oder Verschmutzung des Katalysators allmählich abnehmen kann. Das Gasboard-9805 misst NO und NO₂ direkt und getrennt voneinander auf Basis der UV-DOAS-Technologie, wodurch die katalytische Umwandlung entfällt und das Risiko einer konverterbedingten Drift bei ausgedehnten Feldtests verringert wird.

Eine genaue Berichterstattung zur Einhaltung der Vorschriften erfordert mehr als nur zuverlässige Gasmessungen. Sie hängt auch von einer präzisen Korrelation zwischen den gemessenen Emissionsdaten und den jeweiligen Betriebsbedingungen ab. Das Gasboard-9805 führt bei der Datenerfassung automatisch eine zeitliche Abstimmung aller Messkanäle durch, sodass gasförmige Schadstoffe, Abgasstrom, Standort, Umgebungsbedingungen und Motorbetriebsstatus während des gesamten Tests demselben Zeitpunkt entsprechen. So entsteht ein vollständiger Datensatz, der für die Emissionsanalyse, die Berechnung der Massenemissionen und die behördliche Berichterstattung bereit ist. Dank der Zeitabgleichsfunktion des Gasboard-9805 entfällt zudem die Notwendigkeit, einzelne eigenständige Messgeräte vor Beginn der Prüfung manuell zu kalibrieren oder zu synchronisieren.

Das Gasboard-9805 wurde speziell für den Feldeinsatz entwickelt und gewährleistet während der gesamten Betriebsüberwachung von nicht straßengebundenen Maschinen eine zuverlässige und stabile Messleistung trotz ständiger Vibrationen sowie Schwankungen des Luftdrucks, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit. Ein integrierter Akku ermöglicht einen Dauerbetrieb von mehr als vier Stunden und damit autarke Prüfungen während typischer Betriebsüberwachungsprüfungen.

Zudem erfordert die Aufbereitung der Daten für die Einreichung nach einem Feldtest oft einen hohen manuellen Aufwand bei der Zusammenstellung und Formatierung. Das Gasboard-9805 organisiert die aufgezeichneten Testdaten automatisch und erstellt über eine integrierte PC-Software standardisierte Berichte, wodurch sich der Zeit- und Arbeitsaufwand für die Erstellung der Unterlagen zur Einreichung bei den Aufsichtsbehörden erheblich reduziert.

Das Gasboard-9805 wurde bereits bei realen Emissionsprüfungen an Gabelstaplern, Erntemaschinen, Muldenkippern und Traktoren eingesetzt, wobei die Messkapazitäten den Anforderungen der EU-Emissionsprüfungen entsprechen.

Warum Cubic Instruments

Cubic Instruments verfügt über fast zwei Jahrzehnte Erfahrung in den Bereichen Gassensorik und Emissionsmesstechnik, wobei das Fachwissen NDIR, UV-DOAS, HFID und andere fortschrittliche Sensorplattformen umfasst. Durch die Kombination von Sensorinnovation mit anwendungsorientierter Technik entwickelt Cubic Instruments Messlösungen, die auf die praktischen Herausforderungen von Emissionsprüfungen unter realen Bedingungen zugeschnitten sind.

Aufbauend auf bewährten Sensortechnologien und Praxiserfahrung im Bereich von Nichtstraßenfahrzeugen bietet das Gasboard-9805 Herstellern und Prüfinstituten zuverlässige Messleistungen für die Konformitätsprüfungen der Stufe V im Betrieb. Mit zuverlässigen Messgeräten, Anwendungskompetenz und reaktionsschnellem technischem Support unterstützt Cubic Instruments seine Kunden dabei, während des gesamten Konformitätsprozesses der Stufe V genaue und effiziente Emissionsprüfungen im Betrieb durchzuführen.

Während die Türkei ihren Übergang zu strengeren Emissionsanforderungen für nicht straßengebundene Maschinen fortsetzt, ist Cubic Instruments bereit, die Branche mit präzisen, zuverlässigen und praxisorientierten Emissionsmesslösungen zur Einhaltung künftiger gesetzlicher Vorschriften zu unterstützen.