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La Visión de los Fabricantes

Barcelona, 3 de Noviembre de 2016

Emisiones de los Vehículos

en el Control de las

� El Reto de la Reducción de Emisiones

· Reducción de las Emisiones de CO2

· Reducción de las Emisiones Contaminantes: NOx y Partículas

� Medición de las emisiones - Laboratorio vs Condiciones Reales

· Procedimiento actual - NEDC

· Medición de las Emisiones contaminantes en condiciones reales de circulación

· Reglamento Real Driving Emissions - RDE

· Medición de las emisiones de CO2 en condiciones más cercanas a la circulación

· Nuevo Ciclo de Laboratorio WLTC

� Conclusiones

Indice

2






· Medición de las emisiones contaminantes en condiciones reales de circulación



· Nuevo Ciclo Mundial - WLTC

� Conclusiones

3

El Reto de la Reducción de Emisiones El papel de la tecnología

Las políticas para la minimización del impacto medioambiental se han planteado siempre con un DOBLE ENFOQUE

La consecución de este doble objetivo es muy complejo desde el punto de vista tecnológico

Reducción de los contaminantes locales que afectan a la calidad del aire de la zona donde son emitidos (NOx, Partículas, CO)

Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero tales como el CO2.

4

El marco regulatorio asociado a la reducción de las emisiones de CO2 de los vehículos es uno de los MÁS EXIGENTES A NIVEL MUNDIAL

Europa establecerá nuevos objetivos para el horizonte post-2020 para vehículos turismos y comerciales ligeros y tiene previsto establecer un marco para los vehículos industriales

Reducción de las Emisiones de CO2

130 gCO2/Km 95 gCO2/Km

2020/212015

175 gCO2/Km 147 gCO2/Km

20202017

Vehículos Comerciales Ligeros

Turismos

118,6 gCO2/Km (2014)

156,1 gCO2/Km (2014)

5

La regulación de las emisiones de CO2 de los nuevos vehículos del sector del automóvil establece unos objetivos de reducción significativamente más altos que en cualquier otro sector.

Necesidad de esfuerzo equilibrado de todos los sectores

Las MEJORAS EN LA TECNOLOGÍA DE PROPULSIÓN CONVENCIONAL se perfilan como pilares fundamentales

para la consecución de los objetivos de CO2 a 2020 y post-2020

BAJA PENETRACIÓN de las TECNOLOGÍAS ALTERNATIVAS

Reducción de las Emisiones de CO2

6

Reducción alcanzada hasta la fecha

Reducción a alcanzar










� Conclusiones

7

Reducción de las Emisiones Contaminantes: NOx y Partículas

Actualmente en vigor normativa EURO 6

� Límites muy estrictos para las emisiones contaminantes

de los vehículos ligeros: hidrocarburos, monóxido de

carbono, partículas y óxidos de nitrógeno (NOx):

- 90 % de reducción en las emisiones de NOx

- 99% de reducción de partículas

Evolución Marco Reglamentario de Emisiones de NOx y Partículas en Vehículos

� La industria entiende la necesidad de evolucionar hacia

ensayos que reflejen con mayor certidumbre las

condiciones en las que operan los vehículos.

▪ Gasolina Euro 6 : 60 mg/km de NOx

0.0045 g/km partículas

▪ Diésel Euro 6: 80 mg/km de NOx (vs 180

mg/km Euro 5) – 0.0045 g/km partículas

COMBUSTIBLESCATALIZADORES DE

REDUCCIÓN SELECTIVA

CATALIZADORES DE ALMACENAMIENTO

RECIRCULACIÓN DE GASES DE ESCAPE

FILTRO DE PARTÍCULAS

PMPMPMPM

NOxNOxNOxNOx

Los fabricantes de automóviles apoyan el desarrollo de nuevos métodos de medición para mejorar el rendimiento de los motores Diésel y Gasolina en todas las condiciones de operación

8










� Conclusiones

9

Medición de las emisionesLaboratorio vs Condiciones Reales

� El ciclo NEDC se ha utilizado como

referencia válida para el establecimiento

de comparaciones y mejoras, al permitir

su reproducibilidad. Ha permitido una

gran reducción de las emisiones

contaminantes.

Los ensayos en laboratorio no permiten replicar las situaciones de conducción reales

Las emisiones en condiciones reales de circulación varían sustancialmente en función de las condiciones del tráfico, el

perfil de la carretera, el comportamiento del usuario al volante, la carga del vehículo, las condiciones meteorológicas

(presión, temperatura, humedad, altitud, etc.).

Ciclo Europeo de Medición de Emisiones (NEDC)

� Armonizado a nivel mundial (GTR)

� Más cercano a la realidad: Refleja con mayor eficacia condiciones reales de la circulación

Nuevo Ciclo de Laboratorio (WLTC) Reglamento sobre Real Driving Emissions (RDE)

Nuevo marco para la medición de Emisiones

+

� Emisiones en circulación� Marco único a nivel mundial

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Medición de las EmisionesProcedimiento actual - NEDC

� El ciclo de homologación NEDC es obligatorio para todos los vehículos que se quieran comercializar en Europa.

� Mide CO, NOx, Hidrocarburos totales (THC), masa y número de partículas y CO2.

� Este ciclo de homologación, sigue un perfil de velocidad que trata de reproducir las condiciones de conducción en urbano y extraurbano.

Ciclo Europeo de Medición de Emisiones (NEDC) – Características principales

Ciclo Urbano Ciclo Carretera

Tiempo (s)

Vel

oci

dad

(km

/h)

Ciclo urbano

El ciclo consta básicamente de aceleraciones,

deceleraciones, periodos de velocidad constante (15

km/h, 35 km/h y 50 km/h) y ralentí. Con ello se

buscaba conseguir una simulación parecida a la

conducción en ciudad. La velocidad máxima

alcanzada es de 50 km/h, obteniendo una velocidad

media de 19 km/h y una distancia recorrida de

aproximadamente 4 kilómetros. Este ciclo urbano se

repite cuatro veces, siendo la duración de cada una

de 3 minutos y 15 segundos.

Ciclo extraurbano

Este ciclo se lleva a cabo justo después del ciclo

urbano, y consta de periodos con velocidad

constante (50 km/h, 70 km/h, 100 km/h y 120 km/h)

junto a aceleraciones y deceleraciones, además del

ralentí. La velocidad máxima que se alcanza es de

120 km/h, con una velocidad media de 63 km/h y

una distancia recorrida de aproximadamente siete kilómetros en alrededor de 6 minutos de duración.

Fuente: Reglamento UNECE nº 83

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IgniciónEl vehículo arranca frio, como

lo haría en conducción normal

MotorDebe haber recorrido al

menos 3.000 km, asegurando

las prestaciones de un

vehículo real

AceitesCon especificación estándar

para las condiciones en las

que se use

CombustiblesSe usará el combustible de

referencia (diésel o gasolina)

Marchas y AceleraciónDefinidas por la regulación

para asegurar la similitud

entre los diferentes vehículos

Consumos EléctricosRadio, A/C, equipamientos

electrónicos están apagados.

El test es justo entre los

diferentes equipamientos

Luces DiurnasDeben estar encendidas

NeumáticosDeben ser los estándares y

tener la presión específica

para circulación

FrenosDeben estar en su estado

habitual. El test integra fases

de frenado

RuedasEstarán rectas para asegurar

que la resistencia a la

rodadura es realista

PesoEn orden de marcha

sin conductor pero

con 100kg

adicionales y el

tanque de

combustible al 90%

Temperaturase ajusta por ley

y puede estar

entre 20 y 30ºC;

Normalmente

25ºC

Equipo de laboratorioAprobados por

organismos

independientes para

asegurar su

conformidad

Probadores y supervisoresLos test se realizan

por organismos

oficiales

independientes,

responsable de los

resultados

Carga de rodadurase ajusta para estar

basada en la

circulación real

calculadas durante el

ensayo previo en

punto muerto

Margen de error del

4% para tener en

cuenta las

variaciones entre los

diferentes vehículos

RESULTADOS

13

27

5

6

4

8

9

1010

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1010

� Arranque en frío.

� Rodaje previo al ensayo de como mínimo de 3.000 km.

� Luces de circulación diurna encendidas durante el ciclo de ensayo.

� Combustible de ensayo de referencia de acuerdo a las especificaciones.

� Vehículos en posición lo más horizontal posible con el fin de evitar la distribución anormal del combustible.

� Se regulará la presión de los neumáticos en frío de las ruedas motrices con arreglo a los requisitos del dinamómetro y especificaciones del fabricante.

Ciclo Europeo de Medición de Emisiones (NEDC) – Requerimientos Técnicos

El ensayo deberá cumplir, entre otros, con los siguientes requerimientos técnicos:

� Condiciones de humedad y temperatura constantes (Ta= 20-30oC y 5,5 ≤ H ≤ 12,2 gH2O/kg de aire seco).

12


Fuente: ANFAC

� Dispositivo de dilución variable con control constante del flujo mediante orificio o venturi - CVS (muestreador de volumen constante). Los gases de escape se diluyen con aire ambiente para obtener un caudal conocido y constante (precisión medida).

Ciclo Europeo de Medición de Emisiones (NEDC) – Dilución gases de escape

Fuente: Horiba

13











� Conclusiones

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Medición de las Emisiones Contaminantes: Partículas y NOx

Reglamento Real Driving Emissions (RDE)

1er Paquete de Especificaciones Técnicas

· Define las CONDICIONES GENERALES DE ENSAYO (tramos, temperaturas, velocidades, etc.) y establece la fase de MONITORIZACIÓN en 2016.

Estado

Publicado en el DOUE (31.03.16)

2º Paquete de Especificaciones Técnicas

· Define PLAZOS, FACTORES DE CONFORMIDAD y CONDICIONES DE CONTORNO

Estado

Publicado en el DOUE (26.04.16)

3er Paquete de Especificaciones Técnicas

· Definición de las CONDICIONES DE CONTORNO DINÁMICAS

· Definición de la FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA

· Consideración del ARRANQUE EN FRÍO

Estado

4º Paquete de Especificaciones Técnicas

· Definición de los requerimientos asociados a la conformidad en servicio

Estado

· Definición de las CONDICIONES PARA VEHÍCULOS COMERCIALES

· Definición del PROCEDIMIENTO DE ENSAYO PARA EL NÚMERO DE PARTÍCULAS (motores de gasolina de inyección directa).

-

Pendiente-

Previsible votación en Diciembre de 2016

CALENDARIO DE APLICACIÓN

Sept. 2017 Nuevos TiposSept. 2019 Matriculac.N1 (Clases II y III) y N2, un años después resp.

2.1 (168 mgNOx/km)

FACTORES DE CONFORMIDAD

FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA

FASE

1

CALENDARIO DE APLICACIÓN

Ene. 2020 Nuevos TiposEne. 2021 Matriculac.N1 (Clases II y III) y N2, un años después resp.

1.5 (120 mgNOx/km)

FASE

2

FACTORES DE CONFORMIDAD

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Medición de las Emisiones Contaminantes: PM y NOx


Reglamento Real Driving Emissions (RDE) – Condiciones del ensayo

ALTITUD

MODERADAS

≤ 700 m

EXTENDIDAS

700 m < A ≤ 1300 m

TEMPERATURA

MODERADAS

0 °C ≤ Ta ≤ 30 °C

EXTENDIDAS

-7 °C ≤ Ta ≤ 35 °C

MEDICIÓN DE EMISIONES: NOx, PN y CO

REQUISITOS DEL TRAYECTO

so que haría un consumidor en condiciones reales de conducción en carretera. URBANA

V = 0 - 60 km/h

34 % ± 10 %

Vmed = 15-30 km/h (con stops)

Stops = 10% tiempo urbano

RURAL

60 km/h ≤ V ≤ 90 km/h

33 % ± 10 %

AUTOPISTA

V > 90 km/h (Vmax = 145 km/h)

33 % ± 10 %

V > 100 km/h en 5’ min

Vmax podrá superarse en 15 km/h en un máximo del 3 % del ciclo en autopista

DURACIÓN TRAYECTO: 90 – 120 minutos

SISTEMAS AUXILIARES

� El sistema de aire acondicionado u otros dispositivos auxiliares deberán funcionar de acuerdo al uso de un consumidor en condiciones reales de conducción en carretera.

OTROS REQUISITOS

� Altitud partida y llegada no mayor de 100 m. � La distancia mínima en zona urbana, en zona rural y en

autopista será, en cada caso, de 16 km.

2oC Monitoring -3oC Monitoring

CONDICIONES DINÁMICAS� Pendiente, viento, dinámica de la conducción (aceleraciones y deceleraciones) y sistemas auxiliares en el consumo de energía y

en las emisiones del vehículo de ensayo.

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Reglamento Real Driving Emissions (RDE) – Procedimiento de ensayo

� Analizadores para determinar la concentración de contaminantes en los gases de escape.

� Uno o varios sensores para medir o determinar el caudal másico de escape.

� Un GPS para determinar la posición, la altitud y la velocidad del vehículo.

� Sensores y otros instrumentos (no parte del vehículo), para medir temperatura ambiente, humedad relativa y presión del aire.

� Una fuente de energía independiente del vehículo para alimentar el PEMS.

El ensayo se realiza con un sistema portátil de medición de emisiones (PEMS) con los siguientes elementos:

El PEMS debe medir el caudal de los gases de escape [g/km], es decir, no debe medir sólo la concentración de los contaminantes en el escape (Masa emitida = Volumen escape x Concentración x Densidad).



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Fuente: Horiba

Reglamento Real Driving Emissions (RDE) – Instalación del PEMS

� Se reduzcan al mínimo las interferencias electromagnéticas y la exposición a choques, vibraciones y variaciones de temperatura.

� No presente fugas y se minimicen las pérdidas de calor.

� No modifique la naturaleza de los gases de escape ni aumente indebidamente la longitud del tubo de escape.

El PEMS debe instalarse de forma que:

� Los conectores serán termoestables a las temperaturas de los gases de escape para evitar la generación de partículas.

� Contrapresión admisible: No aumentará indebidamente la presión estática en la salida del escape. Si resulta técnicamente posible, toda extensión para facilitar el muestreo o la conexión con el caudalímetro másico del escape tendrá una sección transversal equivalente o superior a la del tubo de escape.

� La antena del GPS debe instalarse en el lugar más alto posible y no debe interferir en el funcionamiento del vehículo.

� Los sensores de velocidad, temperatura, termopares de refrigerante, etc., no interferirán en el funcionamiento del vehículo y de los analizadores y caudalímetros. El suministro de corriente a los sensores y el equipo auxiliar será independiente del vehículo.



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Reglamento Real Driving Emissions (RDE) – Procedimiento de validación del PEMS

� El ensayo de validación debe realizarse en un banco dinamométrico con las condiciones de homologación establecidas en el Reglamento CEPE nº 83 o mediante el Ciclo de Ensayo de Vehículos Ligeros Armonizado a Nivel Mundial (WLTC) recogido en el GTR nº 15.

� La masa total de contaminantes específica de la distancia [g/km], determinada por el PEMS y el sistema de laboratorio de referencia permitirá la validación del PEMS.



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Reglamento Real Driving Emissions (RDE) – Medida del caudal másico

El caudal másico de escape se determinará mediante un método de medición directa (sin dilución) aplicado en cualquiera de los instrumentos siguientes:

� Caudalímetros basados en el tubo de Pitot

� Dispositivos de presión diferencial, como las toberas de medición del caudal

� Caudalímetro ultrasónico

� Caudalímetro de vórtices

Reglamento Real Driving Emissions (RDE) – Métodos de verificación

MÉTODO 1 - Verificación de las condiciones dinámicas del trayecto con ventana de promediado

móvil

� El ensayo se divide en ventanas y el tratamiento estadístico determina cuáles son adecuadas para evaluar el rendimiento del vehículo en cuanto a las emisiones en condiciones reales de conducción. El ensayo está completo cuando incluye un número suficiente de ventanas normales que cubren diferentes zonas de velocidad (urbana, rural y en autopista).

MÉTODO 2 - Verificación de las condiciones dinámicas del trayecto con discretización en

intervalos de potencia, power binning

� El método de discretización en intervalos de potencia utiliza las emisiones instantáneas de contaminantes que se clasificaran de acuerdo con la potencia de rueda correspondiente.

La verificación de la normalidad de las condiciones dinámicas se efectuará una vez completado el ensayo, utilizando los datos registrados del PEMS (la normalización permite limitar la aleatoriedad):



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Reglamento Real Driving Emissions (RDE) – Incertidumbre medida PEMS

Existe un largo camino por recorrer para garantizar una precisión adecuada de los PEMS. Hay muchos factores que afectan al resultado de la medida, provocando gran variabilidad. Las medidas con PEMS no garantizan la misma precisión y repetitividad que los ensayos en laboratorio.

� Compensación de la presión de los equipos.

� Medidas diferentes entre dos PEMS.

� Influencia de la humedad natural.

� El error de la medida aumenta con el aumento de la dinámica del trayecto.

� Sistema de medición de caudal simplificado (sin dilución).

Versus Eu6 limit for DIESEL NOx 80 mg/km

SourceError margin (1 std.

Dev) (%)Total Mass (mg/km)

Uncertainty PEMS vs CVS bag on lab (1) 18,8 to 19 15

Uncertainty PEMS vs CVS bag on lab (2) 63 50

Uncertainty PEMS vs CVS bag on lab (3) 25 to 38 20 to 30

Drift NOx analyzer on JRC data 12,5 to 75 10 to 60

Time alignment 10 to 13 8 to 10

Mass Flow Measurement 10 to 13 8 to 10

Distance 4

Unaccounted errors 10 to 13 8 to 10% mg/km

total tolerance min 29 23

total tolerance average 55 43

total tolerance max 80 64

MUF (Measurement Uncertainty Factor) min 1,29

MUF average value 1,55

MUF max 1,8

ACEA proposal 1,8

LÍNEAS DE ACTUACIÓN

� Revisión tolerancia CF2

� Homologación PEMS



21

Fuente: ACEA

Reglamento Real Driving Emissions (RDE) – Medición número de partículas y arranque en frío

� Fechas de aplicación razonables para la correcta planificación de los nuevos productos.

� Factores de conformidad (de acuerdo con la precisión de los NP PEMs)



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El tercer paquete de especificaciones técnicas de RDE incluirá la definición del procedimiento de ensayo para medir el número de partículas y la consideración del arranque en frío.

Aspectos importantes para los fabricantes:










� Conclusiones

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Worldwide harmonized Light vehicles Test Cycle WLTC - Antecedentes

En el corto plazo y fruto del trabajo de los últimos años y de la necesidad de adecuar el ciclo de ensayo a condiciones más representativas de la circulación y la tecnología de los vehículos, se va a implementar el nuevo ciclo de medición de emisiones en laboratorio – WLTC:

� El nuevo ciclo de homologación WLTC se ha desarrollado como un Reglamento Técnico Mundial en el marco de UNECE.

� El Reglamento no sólo recoge exclusivamente la características del ciclo (WLTC), sino que establece además un conjunto de reglas y procedimientos para realizar la medición (WLTP – Procedimiento).

Medición de las Emisiones de CO2

Nuevo Ciclo de Laboratorio WLTC (Worldwide harmonized Light vehicles Test Cycle

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� Aprobado en Mayo de 2016(pendiente publicación en DOUE, así como una corrección de errores que todavía no ha sido aprobada)

� Fechas de aplicación:

- Septiembre 2017 para nuevos tipos (M1 y N1 Clase I) – 1 año más para N1, Clases II y II

- Septiembre 2018 para nuevas matrículas – 1 año más para N1, Clases II y II

En paralelo, la Comisión ha desarrollado una herramienta de correlación para permitir una transición adecuada del ciclo NEDC al WLTP (denominada COMPAS), a través de un acto de implementación.

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Worldwide harmonized Light vehicles Test Cycle WLTC – Tipos de ciclos

Clase 1: Vehículo con PMR ≤ 22 W/kg

Clase 2: Vehículos con 32 < PMR ≤ 34 W/kg Clase 3: Vehículos con PMR > 34 W/kg

PMR: Ratio potencia – masa en orden de marcha

Tres tipos de ciclos en función del ratio potencia – masa en orden de marcha (PMR), para cubrir todo el espectro de vehículos

26Grupo de Trabajo de Reglamentación Técnica– 6 de Octubre de 2015



CLASE III NEDC WLTP OBSERVACIONES

Tiempo 20 min 30 min 50% más largo

Distancia 11 km 23.25 km Más del doble de distancia

VelocidadMedia 34 km/h – Max.: 120

km/h

Media 46.5 km/h – Max.: 131

km/h~ 40% mayor velocidad

Posición Caja de CambiosLa misma para todos los

vehículosPosiciones individuales

No tiene en cuenta el

equipamiento opcional

El CO2 depende del


AC, consumos eléctricos off AC, consumos eléctricos off

Worldwide harmonized Light vehicles Test Cycle WLTC – NEDC vs WLTC

Neumaticosy llantas del peor caso

ConfiguraciónBásica

95 g/km

NEDC: Mismo CO2 para Tipo, Variante y Versión WLTP: CO2 según equipamiento por interpolación

spoiler

AcopleRemolque

Asientos de PielOpciones de Confort

Techo Solar

Mejoras: FrenosCerámicos

OpcionesExterior

Diferentesllantas y

neumaticos

27



Worldwide harmonized Light vehicles Test Cycle WLTC – Nuevos valores de CO2

~ 110-125 g/km(estimación)

Worldwide harmonized Light vehicles Test Cycle WLTC – Nuevo requisitos



28

1 2

3 4

Nuevo ciclo y procedimientoEl WLTP require adaptaciones del dinamómetro

Valores de CO2 individuales por vehículo(interpolación) para considerar el


Herramienta de Correlaciónde NEDC a WLTP

Nuevo procedimiento de homologación de tipo y nuevo

procesamiento de los datos

WLTP

certificate

· new values

· system change

· new requirements

· transitional solutions

CoCMonitoring CO2

EtiquetadoFiscalidad

…










� Conclusiones

29

Conclusiones

30

La industria entiende la necesidad de evolucionar hacia ensayos que reflejen con mayor certidumbre las condiciones en las que operan los vehículos, pues los criterios actuales (NEDC) han podido quedar desfasados

sobre la base de la evolución tecnológica de los vehículos y el cambio de los patrones de conducción (gran porcentaje circulación urbana / congestiones).

Los fabricantes de automóviles mantienen su compromiso y apoyan la implementación del nuevo marco RDE y WLTP, sobre la base del establecimiento de una regulación completa que garantice su viabilidad

técnica para la consecución de los objetivos medioambientales, sin poner en riesgo la competitividad de la industria

Mejorar el rendimiento de los motores Diésel y Gasolina en todas las condiciones de operación

Mejorar la confianza de los responsables políticos y usuarios sobre la tecnología Diésel y Gasolina en términos de impacto sobre la calidad

del aire

Gran reto para la industria de automoción europea y gran oportunidad

FACTORES CLAVE:

� Desarrollo de un marco regulatorio completo, armonizado y exhaustivo para la correcta planificación de los productos y adecuación de los métodos de certificación y mecanismos de control.

� Garantizar la fiabilidad, precisión y repetitividad de los ensayos, reduciendo la variabilidad actual de los mismos.

� Garantizar una adecuada información al usuario.

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