IX EXPERT PANEL
EMISSIONI DA TRASPORTO SU STRADA
23 Giugno 2004
ENEA, Roma
Effetto delle condizioni di moto dell'autoveicolo sulla
distribuzione dimensionale del particolato
Francesco Avella, Davide Faedo
Stazione Sperimentale per i Combustibili
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Riassunto della presentazione
 Autoveicoli di prova
 Sistema di campionamento del PM10
 Ciclo di guida
 Emissione istantanea di PM10
 Effetto delle fasi di moto sull’emissione di PM10
 Influenza del livello omologativo sulla distribuzione dimensionale
del PM10
 Conclusioni
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Autoveicoli di prova
Autoveicolo
A
B
C
D
E
F
G
H
Modello
GOLF 1.6
GTD
TOLEDO
1.9 TD
ESCORT
1.8D SW
806 1.9 TD
TRANSPOR
TER
STILO 1.9
JTD
STILO 1.9
JTD
VITO 112
CDI
Cilindrata (cc)
1588
1896
1753
1905
1896
1910
1910
2148
Potenza max
(Kw @ rpm)
51@4500
55@ 4400
66@4500 66@4000
50 @ 3700
85@4000
85@4000
90@3800
Motore
IID,
pompa
rotativa,
TC
IID,
pompa
rotativa
IID,
pompa
rotativa
IID, TC
ID, pompa
rotativa
ID,
common
rail, TC
ID,
common
rail, TC
ID
Catalizzatore
ossidante
N
N
N
S
S
S
S
S
248000
192300
129200
122350
78700
100713
61860
61450
Pre Euro
Euro I
Euro I
Euro II
Euro II
Euro III
Euro III
Euro III
Chilometraggio
Livello di
omologazione
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Sistema di campionamento del PM10
ELPI (Electrical Low Pressure
Impactor)
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Diluizione dei gas di scarico: confronto
Real world
Tunnel (CVS)
Diluizione
RD >100
5 < RD < 50
Velocità di
diluizione
< 1s
?
T e UM variabili
T e UM
controllate
Condizioni meteo
Maricq et al., SAE Technical Paper No.1999-01-1461 (1999)
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Emissione istantanea [N/s]
CICLO DI GUIDA UDC
3,0E+12
3,0E+12
120
100
80
40
20
Vel [km/h]
60
2,0E+12
2,0E+12
0
1,0E+12
1,0E+12
-20
-40
-60
0,0E+00
0,0E+00
00
195
195
390
390
Stazione Sperimentale per i Combustibili
585
-80
780
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Distribuzione dimensionale media nel ciclo UDC
Media nel ciclo UDC
B) EURO I
A) Pre EURO
2,0E+12
PM [mg/km]= 210
dN/dLogDp [part/s]
dN/dLogDp [part/s]
2,0E+12
1,5E+12
1,0E+12
5,0E+11
0,0E+00
0,01
0,1
1
10
PM [mg/km]= 99
1,5E+12
1,0E+12
5,0E+11
0,0E+00
0,01
0,1
1
F) EURO 3
D) EURO 2
2,0E+12
2,0E+12
dN/dLogDp [part/s]
dN/dLogDp [part/s]
PM [mg/km]= 87
1,5E+12
1,0E+12
5,0E+11
0,0E+00
0,01
10
Dp [mm]
Dp [mm]
0,1
1
10
PM [mg/km]= 38
1,5E+12
1,0E+12
5,0E+11
0,0E+00
0,01
Dp [mm]
Stazione Sperimentale per i Combustibili
0,1
1
10
Dp [mm]
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Emissione istantanea [N/s]
CICLO DI GUIDA UDC
3,0E+12
3,0E+12
120
100
1° SOTTOCICLO
motore freddo
4° SOTTOCICLO
motore caldo
80
40
20
Vel [km/h]
60
2,0E+12
2,0E+12
0
1,0E+12
1,0E+12
-20
-40
-60
0,0E+00
0,0E+00
00
195
195
390
390
Stazione Sperimentale per i Combustibili
585
-80
780
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Fasi del ciclo di guida UDC
Velocità [km/h]
CICLO DI GUIDA ELEMENTARE (UDC)
60
4
50
40
3
30
5
20
2
10
1
0
0
195
Tempo [s]
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Sistema di campionamento del PM10
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Sistema di campionamento del PM10
30 - 400 nm
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Sistema di campionamento del PM10
400 - 1000 nm
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Sistema di campionamento del PM10
1 – 2,5 mm
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Sistema di campionamento del PM10
2,5 - 10 mm
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
EFFETTO DELLE
FASI DI MOTO
RISULTATI
INFLUENZA DEL LIVELLO
OMOLOGATIVO
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Effetto delle fasi di moto sull’emissione di PM10
PARTICELLE 30 - 400 nm
-
regime minimo
0 -50 km/h
motore freddo
Pre Euro
Euro I
Euro II
Euro III
A
B
C
D
E
F
G
H
particelle/s
1,0E+13
1,0E+12
1,0E+11
1,0E+10
0 - 15 km/h
Stazione Sperimentale per i Combustibili
50 km/h
35 - 0 km/h
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Effetto delle fasi di moto sull’emissione di PM10
PARTICELLE 30 - 400 nm
-
motore freddo
Pre Euro
Euro I
Euro II
Euro III
A
B
C
D
E
F
G
H
particelle/s
1,0E+13
1,0E+12
1,0E+11
1,0E+10
regime minimo
0 - 15 km/h
Stazione Sperimentale per i Combustibili
0 -50 km/h
50 km/h
35 - 0 km/h
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Effetto delle fasi di moto sull’emissione di PM10
PARTICELLE 30 - 400 nm
-
motore freddo
Pre Euro
Euro I
Euro II
Euro III
A
B
C
D
E
F
G
H
fase moto/reg. minimo
10,0
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
regime minimo
0 - 15 km/h
Stazione Sperimentale per i Combustibili
0 -50 km/h
50 km/h
35 - 0 km/h
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Effetto delle fasi di moto sull’emissione di PM10
PARTICELLE 30 - 400 nm - motore caldo
10,0
Pre Euro
Euro I
Euro II
Euro III
A
B
C
D
E
F
G
H
fase moto/reg. minimo
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
regime minimo
0 - 15 km/h
Stazione Sperimentale per i Combustibili
0 -50 km/h
50 km/h
35 - 0 km/h
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Effetto delle fasi di moto sull’emissione di PM10
PARTICELLE 400 - 1000 nm
-
motore freddo
Pre Euro
Euro I
Euro II
Euro III
A
B
C
D
E
F
G
H
fase moto/reg. minimo
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
regime minimo
0 - 15 km/h
Stazione Sperimentale per i Combustibili
0 -50 km/h
50 km/h
35 - 0 km/h
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Effetto delle fasi di moto sull’emissione di PM10
PARTICELLE 400 - 1000 nm - motore caldo
Pre Euro
Euro I
Euro II
Euro III
A
B
C
D
E
F
G
H
fase moto/reg. minimo
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
regime minimo
0 - 15 km/h
0 -50 km/h
Stazione Sperimentale per i Combustibili
50 km/h
35 - 0 km/h
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Effetto delle fasi di moto sull’emissione di PM10
PARTICELLE 1,0 - 2,5 mm
-
motore freddo
Pre Euro
Euro I
Euro II
Euro III
A
B
C
D
E
F
G
H
fase moto/reg. minimo
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
regime minimo
0 - 15 km/h
Stazione Sperimentale per i Combustibili
0 -50 km/h
50 km/h
35 - 0 km/h
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Effetto delle fasi di moto sull’emissione di PM10
PARTICELLE 1,0 - 2,5 m m - motore caldo
Pre Euro
Euro I
Euro II
Euro III
A
B
C
D
E
F
G
H
fase moto/reg. minimo
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
regime minimo
0 - 15 km/h
0 -50 km/h
Stazione Sperimentale per i Combustibili
50 km/h
35 - 0 km/h
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Effetto delle fasi di moto sull’emissione di PM10
PARTICELLE 2,5 - 10 mm
-
motore freddo
Pre Euro
Euro I
Euro II
Euro III
A
B
C
D
E
F
G
H
fase moto/reg. minimo
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
regime minimo
0 - 15 km/h
Stazione Sperimentale per i Combustibili
0 -50 km/h
50 km/h
35 - 0 km/h
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Effetto delle fasi di moto sull’emissione di PM10
PARTICELLE 2,5 - 10 m m - motore caldo
Pre Euro
Euro I
Euro II
Euro III
A
B
C
D
E
F
G
H
fase moto/reg. minimo
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
regime minimo
0 - 15 km/h
0 -50 km/h
Stazione Sperimentale per i Combustibili
50 km/h
35 - 0 km/h
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Effetto delle fasi di moto sull’emissione di PM10
Rispetto alla fase di regime minimo a
motore freddo:
0-15 km/h
F
C
aumento
0-50 km/h
F
C
50 km/h
F
C
diminuzione
35-0 km/h
F
C
30 - 400 nm
400-1000 nm
1- 10 mm
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Distribuzione dimensionale
REGIME MINIMO - motore freddo
1,0E+13
1,0E+12
particelle/s
30 - 400 nm
400 - 1000 nm
1 - 2,5 m m
2,5 - 10 m m
1,0E+11
1,0E+10
1,0E+09
1,0E+08
1,0E+07
A
B
C
D
Euro 1
Stazione Sperimentale per i Combustibili
E
Euro 2
F
G
H
Euro 3
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Distribuzione dimensionale
REGIME MINIMO - motore freddo
1,0E+13
30 - 400 nm
400 - 1000 nm
1 - 2,5 m m
2,5 - 10 m m
particelle/s
1,0E+12
1,0E+11
1,0E+10
1,0E+09
1,0E+08
1,0E+07
A
B
C
D
Euro 1
Stazione Sperimentale per i Combustibili
E
Euro 2
F
G
H
Euro 3
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Distribuzione dimensionale
REGIME MINIMO - motore caldo
1,0E+13
30 - 400 nm
400 - 1000 nm
1 - 2,5 m m
2,5 - 10 m m
particelle/s
1,0E+12
1,0E+11
1,0E+10
1,0E+09
1,0E+08
1,0E+07
A
B
C
Euro 1
D
E
Euro 2
Stazione Sperimentale per i Combustibili
F
G
H
Euro 3
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Distribuzione dimensionale
ACCELERAZIONE 0
15 km/h - motore freddo
1,0E+13
1,0E+12
particelle/s
30 - 400 nm
400 - 1000 nm
1 - 2,5 m m
2,5 - 10 m m
1,0E+11
1,0E+10
1,0E+09
1,0E+08
A
B
C
Euro 1
D
E
Euro 2
Stazione Sperimentale per i Combustibili
F
G
H
Euro 3
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Distribuzione dimensionale
ACCELERAZIONE 0
15 km/h - motore caldo
1,0E+13
30 - 400 nm
400 - 1000 nm
1 - 2,5 m m
2,5 - 10 m m
particelle/s
1,0E+12
1,0E+11
1,0E+10
1,0E+09
1,0E+08
1,0E+07
A
B
C
Euro 1
D
E
Euro 2
Stazione Sperimentale per i Combustibili
F
G
H
Euro 3
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Distribuzione dimensionale
ACCELERAZIONE 0
50 km/h - motore freddo
1,0E+13
particelle/s
1,0E+12
30 - 400 nm
400 - 1000 nm
1 - 2,5 m m
2,5 - 10 m m
1,0E+11
1,0E+10
1,0E+09
1,0E+08
1,0E+07
A
B
C
D
Euro 1
Stazione Sperimentale per i Combustibili
E
Euro 2
F
G
H
Euro 3
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Distribuzione dimensionale
ACCELERAZIONE 0
50 km/h - motore caldo
1,0E+13
30 - 400 nm
400 - 1000 nm
1 - 2,5 m m
2,5 - 10 m m
particelle/s
1,0E+12
1,0E+11
1,0E+10
1,0E+09
1,0E+08
1,0E+07
A
B
Euro 1
C
D
E
Euro 2
Stazione Sperimentale per i Combustibili
F
G
H
Euro 3
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Distribuzione dimensionale
VELOCITA' COSTANTE = 50 km/h - motore freddo
1,0E+13
30 - 400 nm
400 - 1000 nm
1 - 2,5 m m
2,5 - 10 m m
particelle/s
1,0E+12
1,0E+11
1,0E+10
1,0E+09
1,0E+08
1,0E+07
A
B
Euro 1
C
D
E
Euro 2
Stazione Sperimentale per i Combustibili
F
G
H
Euro 3
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Distribuzione dimensionale
VELOCITA' COSTANTE = 50 km/h - motore caldo
1,0E+13
1,0E+12
1,0E+11
particelle/s
30 - 400 nm
400 - 1000 nm
1 - 2,5 m m
2,5 - 10 m m
1,0E+10
1,0E+09
1,0E+08
1,0E+07
A
B
C
Euro 1
D
E
Euro 2
Stazione Sperimentale per i Combustibili
F
G
H
Euro 3
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Distribuzione dimensionale
DECELERAZIONE 35
0 km/h - motore freddo
1,0E+13
30 - 400 nm
400 - 1000 nm
1 - 2,5 m m
2,5 - 10 m m
particelle/s
1,0E+12
1,0E+11
1,0E+10
1,0E+09
1,0E+08
1,0E+07
A
B
C
Euro 1
D
E
Euro 2
Stazione Sperimentale per i Combustibili
F
G
H
Euro 3
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Distribuzione dimensionale
DECELERAZIONE 35
0 km/h - motore caldo
1,0E+13
1,0E+12
1,0E+11
particelle/s
30 - 400 nm
400 - 1000 nm
1 - 2,5 m m
2,5 - 10 m m
1,0E+10
1,0E+09
1,0E+08
1,0E+07
A
B
C
Euro 1
D
E
Euro 2
Stazione Sperimentale per i Combustibili
F
G
H
Euro 3
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Conclusioni 1/2
Premettendo che:
- i dati riportati si riferiscono a un campione di 8 esemplari i valori non
consentono una generalizzazione dei risultati ottenuti;
-le modalità di campionamento e di misura dell’emissione delle particelle
adottate possono influenzare la distribuzione dimensionale;
si può osservare che:
1) la curva di distribuzione delle particelle PM10 è simile per tutti gli
autoveicoli campione, indipendentemente dal loro livello tecnologico,
ma si differenzia nelle diverse condizioni di marcia;
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
Conclusioni 2/2
2) il livello di emissione delle particelle con dp < 400 nm si mantiene
sempre sullo stesso ordine di grandezza (intorno a 1012 part./s) in
tutte le condizioni di marcia per tutti gli autoveicoli;
3) il livello tecnologico dell’autoveicolo influenza il livello di
emissione, tanto più quanto maggiore è il diametro aerodinamico
delle particelle.
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04
IX EXPERT PANEL
EMISSIONI DA TRASPORTO SU STRADA
23 Giugno 2004
ENEA, Roma
Effetto delle condizioni di moto dell'autoveicolo sulla
distribuzione dimensionale del particolato
Francesco Avella, Davide Faedo
Stazione Sperimentale per i Combustibili
Stazione Sperimentale per i Combustibili
IX EXPERT PANEL 23/06/04