7
Heavy-Duty veHicle inspection anD Maintenance prograMs
independent of the program design and phase-in options, the i/M program needs strict 
oversight and quality assurance in order to achieve the expected environmental benefits. 
oversight, which national officials can conduct, preferably with some input from third-
party experts, aims to make sure that no vehicles that should fail inspection are somehow 
getting a pass. Quality assurance seeks to guarantee that the testing equipment, 
protocols, and technical staff are up to the job within certain specified criteria.
Program phase-in is another important element to consider. i/M programs should 
be designed with some degree of flexibility around their implementation dates. in 
some cases the phase-in corresponds to the type of vehicles subject to the rules (e.g., 
according to hDV oBD fleet penetration), and in other cases the phase-in covers 
the emission limit itself (the threshold for passing the i/M test becomes stricter over 
time). this phase-in flexibility is important to allow for public awareness and for the 
development of the program managers’ technical capacity. 
although not part of the i/M program, complementary policies that cover vehicles 
lacking emission control systems, such as vehicle replacement, retrofitting, or 
repowering programs, can be developed in parallel to remove from circulation the 
worst emitters, thus helping to reach the envisioned levels of emission reductions. More 
information on complementary policies can be found in the icct reports by Posada et 
al. (2015) and Wagner and rutherford (2013).
2.  Base i/M program technical design on local impact assessment studies, 
subject to improvements over time
even though test procedures and emission thresholds are commonly chosen by 
the national government for deployment in the vast majority of circumstances, i/M 
programs should ideally be adapted to fit local needs, redesigned around a data-driven 
local impact assessment study. the study should determine the types of vehicles in 
circulation and vehicle use profiles, which pollutants are being monitored, i/M emission 
test pass/fail levels, and costs and benefits. Vehicle type specifications and vehicle use 
profiles identify those that contribute the most to local/regional air quality. the species 
of pollutants being controlled by the i/M program depends upon testing capabilities 
and equipment and their relative importance in local air quality inventories. countries 
and regions that have fuels with a high concentration of ethanol in gasoline should pay 
special attention to formaldehyde emissions; high volumes of natural gas–powered 
vehicles require special attention to methane (a greenhouse gas) emissions and leakage. 
i/M programs must design the emission test pass/fail level taking under consideration 
the age distribution of the fleet, the emission control technologies in use, and the level 
of air quality improvement that can be feasibly achieved through vehicle maintenance at 
a reasonable cost. 
as new vehicle emission standards become more stringent over time, the i/M program 
standards should evolve to take into account the penetration rates of new technologies 
and cleaner vehicles among the fleet. the evolution of oBD systems and sensors should 
also figure into updates on the regulation.
a cost and benefit or cost-effectiveness analysis would be required to determine at what 
cost a range of benefits in terms of air quality and health improvements can be secured. 
the cost analysis should cover capital and operating costs of the inspection process. 
the benefit analysis should forecast metric tons of pollutants reduced on an annual or 
phase-in-length basis and evaluate the impact in terms of public health; in the case of 
Pdf picture to powerpoint - control SDK system:C# Create PDF from PowerPoint Library to convert pptx, ppt to PDF in C#.net, ASP.NET MVC, WinForms, WPF
Online C# Tutorial for Creating PDF from Microsoft PowerPoint Presentation
www.rasteredge.com
Pdf picture to powerpoint - control SDK system:VB.NET Create PDF from PowerPoint Library to convert pptx, ppt to PDF in vb.net, ASP.NET MVC, WinForms, WPF
VB.NET Tutorial for Export PDF file from Microsoft Office PowerPoint
www.rasteredge.com
8
ICCT white paper
cost-effectiveness analysis, the final cost per ton of pollutant removed can be compared 
against international or regional benchmark values or complementary programs 
(retrofitting, repowering, or replacement) and used as input for program design.
i/M testing protocols are intended to reach a balance between accuracy, testing time, 
and costs. the best testing protocols are expected to be reasonably cost-efficient and 
accurate enough to indicate whether vehicles perform within compliance limits. the goal 
is not to verify that the vehicle meets the emission standard, but to check whether it 
exceeds a certain threshold. 
the periodicity of inspection is commonly between six months and two years (usaiD, 
2004). the longer time period between tests is suitable for newer vehicles, based on 
statistical data and analysis of emission contributions. older vehicles or high-mileage-
use vehicles should be tested more frequently. the periodicity should also take into 
account the availability of testing centers, the size of the fleet, and the composition of 
the fleet in terms of older and newer vehicles and other vehicle characteristics.
3. promote i/M program compliance and enforcement
i/M programs should be obligatory and be made part of the periodic vehicle 
registration system. according to the usaiD report (2004), vehicle registration, with 
annual or biannual updates, is essential to construct a database that can help with 
program design and can target those vehicles and their operators not in compliance. 
a certificate attesting that the vehicle has passed inspection and is roadworthy should 
be incorporated into the vehicle annual registration process. as part of its compliance 
and enforcement efforts, the i/M program should make use of visible vehicle labels 
or stickers so that authorities can monitor whether a vehicle has been tested and has 
passed recently.
4. Obtain and manage resources
one of the most important aspects of i/M program design is determining the proper 
price for the inspection service. the value should be estimated in accordance with 
expected vehicle volumes and should cover the capital and operating costs of the 
testing stations. one way to reduce the capital costs, as suggested in the usaiD report, 
would be to obtain local government subsidies for land or facilities; reduction or waivers 
of import taxes on testing equipment also would be helpful. in case inspection is 
performed by private organizations, the contract ought to anticipate that fee revenues 
must be directed toward proper maintenance, calibration, and renewal of testing 
equipment, as well as covering the training of technical staff.
one additional concern of resource management that the i/M program should account 
for is the training of personnel involved in maintenance, separately from those that 
conduct inspections. this can be done practically by incorporating the topic into 
technical colleges, with the participation of original equipment manufacturers and 
vehicle makers.
a percentage of the program’s fee-generated resources can be directed toward funding 
its own oversight, as well as spreading word about the benefits of the program among 
the community. this helps build confidence and enhances participation in the program.
control SDK system:C# PDF insert image Library: insert images into PDF in C#.net, ASP
How to Insert & Add Image, Picture or Logo on PDF Page Using C#.NET. Import graphic picture, digital photo, signature and logo into PDF document.
www.rasteredge.com
control SDK system:VB.NET TIFF: How to Draw Picture & Write Text on TIFF Document in
drawing As RaterEdgeDrawing = New RaterEdgeDrawing() drawing.Picture = "RasterEdge" drawing provide powerful & profession imaging controls, PDF document, tiff
www.rasteredge.com
9
Heavy-Duty veHicle inspection anD Maintenance prograMs
5. Build up maintenance capacity in i/M programs. 
regulators need to focus as well on the ‘M’ in i/M and improve the capacity of the 
service sector to provide adequate maintenance and repairs for vehicles that fail i/M 
tests. in developing countries, the vehicle service enterprises that would most likely 
attend to the older, more problematic vehicles are usually small or family-owned repair 
shops. these small shops may lack the requisite training for diagnosis and repair of 
specific emission control technologies. thus, i/M programs should encompass measures 
that offer assistance to the service sector for the proper electronic and mechanical 
evaluation of vehicles, including access to training, tools, and repair manuals. 
SCOpe
this report focuses on i/M testing for heavy-duty vehicles, including both trucks and 
buses. i/M programs targeting light-duty vehicles (e.g., passenger cars) have a long 
history and ample international precedent; for this reason a brief survey of i/M programs 
for lDVs will be given. although heavy-duty vehicles can be a larger source of air 
pollution in urban areas, especially in developing countries, i/M programs for hDVs have 
not been widely implemented and in most cases require upgraded testing protocols.
the report presents a review of current i/M testing protocols, including a brief 
description of typical lDV i/M protocols and more specifics for hDV i/M testing. next, 
the authors explain why current i/M testing is not adequate for newer diesel vehicles and 
give an overview of new developments in i/M testing programs, notably, the use of oBD, 
remote sensing, and the on-road heavy-duty Vehicle emissions Monitoring system 
(ohMs). the last section of the report summarizes hDV i/M programs around the globe.
control SDK system:VB.NET Image: Image Cropping SDK to Cut Out Image, Picture and
first! VB.NET Image & Picture Cropping Application. Do you need to save a copy of certain part of an image file in a programming way?
www.rasteredge.com
control SDK system:VB.NET Image: Image Resizer Control SDK to Resize Picture & Photo
VB.NET Method to Resize Image & Picture. Here we display the method that We are dedicated to provide powerful & profession imaging controls, PDF document, image
www.rasteredge.com
10
ICCT white paper
2  review of current i/m testing Protocols 
inspection and maintenance testing protocols are intended to reach a balance between 
precise and extensive compliance and type-approval test procedures, which are costly 
to conduct, and test procedures that are quick, inexpensive, yet accurate enough to 
define a pass/fail limit. this section provides a brief overview of i/M testing protocols for 
light-duty vehicles and examines those for heavy-duty vehicles in greater detail.
i/M tests are often grouped in the literature into “loaded” or “unloaded” categories (Faiz, 
Weaver, and Walsh, 1996; erlansson and Walsh, 2003). in unloaded tests, the engine idles 
at either high or low speeds, with the clutch disengaging the engine and transmission, 
which implies that these tests can be carried out on the street. they are often short 
and simple but do not yield consistent results. unloaded testing is fast and cheap yet 
is ineffective at identifying newer-model high emitters (vehicles with diesel particulate 
filters or advanced after-treatment systems). common unloaded tests include idling 
and two-speed idling. loaded tests use more complex equipment, including a chassis 
dynamometer. in this case, “load” is placed on the engine by restricting the movement of 
the wheels or by means of placing the wheels onto rollers. loaded tests can be subdivided 
into steady-state and transient tests. in a steady-state loaded test, the vehicle’s wheels are 
rotated at a constant speed. in a transient loaded test, the vehicle’s wheels are accelerated 
and decelerated following a vehicle speed trace to mimic more closely real-world driving.
in terms of accuracy, loaded tests are superior to unloaded tests and require more skill 
to operate thanks to the sophistication of the equipment used. loaded tests are also 
more time-consuming, often requiring upward of a twenty-minute waiting time for the 
driver (not including travel time to and from the testing site). 
the pollutants monitored are typically carbon monoxide (co), nitrogen oxides (no
X
), and 
hydrocarbons (hc). Particulate matter (PM) has been historically more difficult to gauge with 
inexpensive, portable equipment, which meant resorting to checking smoke exhaust as a 
proxy measurement. cleaner diesel vehicles equipped with particulate filters cannot be tested 
using smoke detectors since the emission concentrations are too low for proper detection.
ldV i/M TeSTinG
Unloaded tests—idle tests and two‑speed tests
Most lDVs in countries with i/M programs target gasoline vehicles, employing tests under 
unloaded conditions with the engine idling. this type of simple idle testing has been used 
to measure hc and co concentrations in older tier 0 (in the united states) and pre–euro 1 
(in the european union) gasoline-powered vehicles fitted with carburetors (Kolke, 2005). 
germany, Finland, sweden, and the united states
2
improved the idle test by adding tests 
at higher engine speeds, typically 2,500 revolutions per minute (rpm). according to 
Faiz, et al. (1996), the two-speed idle test was developed for carbureted engines, as this 
air-fuel management technology presents similar air-fuel ratios at idle and under load. 
thus, the measurement of co and hc under idle and at 2,500 rpm provided a reasonable 
overview of emissions across the range of operations. Vehicles with electronic controls for 
the air-fuel ratio controls usually engage in different air-fuel ratios at idle and high load 
conditions, depending on coolant temperature and other engine condition inputs. For 
 in the united states, each state has an obligation to comply with the clean air act requirements, adopting 
local measures developed under its own state implementation Plan. i/M programs are one of the tools that 
state regulators can use to comply with federal air quality standards. 
control SDK system:VB.NET Image: Image Scaling SDK to Scale Picture / Photo
VB.NET DLLs to Scale Image / Picture. There are two dlls that will be involved in the process of VB.NET image scaling, which are RasterEdge.Imaging.Basic.dll
www.rasteredge.com
control SDK system:C# Word - Paragraph Processing in C#.NET
C# users can set paragraph properties and create content such as run, footnote, endnote and picture in a paragraph. Create Picture in Paragraph.
www.rasteredge.com
11
Heavy-Duty veHicle inspection anD Maintenance prograMs
these advanced systems, the idle/2,500 rpm test was inadequate, leading to the adoption 
of a warming period (three minutes) before testing. this reduced the impact of the engine 
warm-up temperature on the two-speed testing results, yet there was only a tenuous 
correlation with the u.s. environmental Protection agency (ePa) Federal test Procedure 
(FtP) emission test results, leading to the development and adoption of loaded tests for 
i/M programs (Faiz, Weaver, and Walsh, 1996). 
loaded tests—Acceleration Simulation Mode (ASM) test and iM240
according to Faiz et al.(1996), the need for better capabilities to identify high no
X
emission 
malfunctions and the evolution of air-fuel control and emission after-treatment systems 
resulted in the development of the acceleration simulation Mode (asM) test. the asM test 
is a loaded test carried out in a dynamometer. the test applies to gasoline-fueled vehicles 
only and is used in vehicles with catalytic converters and oxygen sensors that do not have 
on-board diagnostics (oBD) systems. hc, co, and no
X
emissions can be monitored during 
this test. there are three types of asM tests, the 50/15, 25/25, and 40/50 modes: 
»
the asM 50/15 tests the vehicle at a high load and at low speed. in the 50/15 mode, 
the vehicle is tested on the dynamometer simulating the use of 50 percent of the 
vehicle’s available horsepower to accelerate at a rate of 3.3 miles per hour per 
second (mph/s) to a constant speed of 15 mph
»
the asM 25/25 tests the vehicle at a moderate load and moderate speed. the 
vehicle is tested on the dynamometer simulating the use of 25 percent of the 
vehicle’s available horsepower to accelerate at a rate of 3.3 mph/s to a constant 
speed of 25 mph.
»
the asM 40/50 test is the european adaptation of the asM test. it involves a 
vehicle speed of 50 km/h (31 mph) and 40 percent of the new european Driving 
cycle (neDc)’s maximum acceleration rates. 
in some programs the asM50/15 and the asM 25/25 are combined into a single test, 
the asM2. the asM2 has been adopted in georgia, texas, and Virginia in the united 
states and British columbia in canada for older, non-oBD gasoline vehicles. the state of 
connecticut uses the asM25/25, while new Jersey uses the 50/15.
the iM240 is an improvement over the asM. the iM240 is the recommended test in the 
united states for i/M programs and requires vehicle testing on a chassis dynamometer, 
following the speed trace of the first 240 seconds of the FtP. this type of i/M test 
requires more complex dynamometers with flywheels to simulate vehicle inertia and 
faster gas analyzers. Faiz, Weaver, and Walsh (1996) cite a body of literature supporting 
the strong correlation between iM240 test results and chassis testing under the FtP. 
tests carried out in california show that the iM240 correlates better with the FtP 
than does the asM; Faiz, Weaver, and Walsh (1996) concluded that the iM240 is three 
times more accurate than the idle test for detecting high emissions. it should be noted 
that these test results describe the behavior of air-fuel management and catalytic 
converter technologies of the early 1990s, which included electronic fuel injection and 
first-generation three-way catalysts. the benefits of the iM240 procedure are better 
accuracy, allowing for lower pass/fail threshold levels and thus reducing the risk of 
failing a vehicle that is in good condition, and efficiency—the testing saves time on visual 
inspections of engine and after-treatment components. 
the laboratory-grade equipment called for by the iM240 is expensive and is therefore 
only cost-effective in centralized i/M programs (i.e., programs with a small number of 
control SDK system:C# TIFF: How to Insert & Burn Picture/Image into TIFF Document
Support adding image or picture to an existing or new creating blank TIFF are dedicated to provide powerful & profession imaging controls, PDF document, tiff
www.rasteredge.com
control SDK system:VB.NET PowerPoint: Add Image to PowerPoint Document Slide/Page
clip art or screenshot, the picture will be insert or delete any certain PowerPoint slide without powerful & profession imaging controls, PDF document, tiff
www.rasteredge.com
12
ICCT white paper
inspection facilities). the ePa, though, allows states to establish decentralized programs 
and to use different equipment and tests, as long as they can reliably identify most of 
the high-polluting vehicles. in the early 1990s, Massachusetts decided to implement a 
decentralized i/M program with a simpler test and less expensive equipment, suitable 
for small-scale facilities, called Ma31.
3
the Ma31 drive trace is the same as the Bar31 
drive trace that was developed by california’s Bureau of automotive repair (Bar) and 
is currently used in the oregon and rhode island i/M programs. extensive testing was 
carried out to correlate iM240 testing with Ma31, while making sure that the Ma31 is 
capable of detecting high emitters. 
hdV dieSel i/M TeSTinG
i/M test procedures for diesel engines have historically focused on particulate matter 
emissions. Because PM emissions require complex and costly equipment to conduct 
readings, the common practice is to measure smoke (soot), one of the main components 
by weight of diesel PM. smoke emissions can be measured using the Bosch and 
hartridge method or the opacimeter method. 
in the Bosch/hartridge method, a sample of smoke is passed through a filter paper, 
from which the particles are measured. the filter is read by a photoelectric device, 
which indicates the degree of blackness by a numeric scale. the method is limited 
when it comes to detecting particles that are not very dark and thus correlates 
poorly with PM measurements overall, but it correlates better for soot (black carbon) 
(Mccormick et al., 2003). 
the opacimeter method, on the other hand, measures the attenuation of a beam of 
light passing through a plume of exhaust gases. the reading is presented in terms of 
opacity percentage and includes the effects of both light absorption by soot particles 
and light scattering by oil and fuel aerosols, providing a better indication of the whole 
PM spectrum. Based on the density of smoke emitted, opacity readings from 0 percent 
(no smoke) to 100 percent (smoke blocks light entirely) are recorded (giechaskiel et al., 
2013). For i/M testing, the opacity readings are compared with pre-established criteria 
values for determining whether a vehicle passes or fails. Most countries have historically 
used this opacimeter method for diesel inspection in i/M programs. 
the most commonly used opacity tests for i/M programs are the free acceleration 
smoke test and the lug-down test. 
Free acceleration or snap‑idle smoke test
the free acceleration smoke (Fas), also known as the sae J1667 test, measures 
smoke emissions from diesel vehicles. Diesel particulate matter registers as very low 
under idling conditions, which means that proper measurement requires testing the 
engine under load. the Fas test is also known as the “snap acceleration” or the “free 
acceleration” test. Peak opacity is measured after engaging the throttle in the fully 
open position for a few seconds. the load is provided by the engine’s own inertia. the 
society of automotive engineers (sae) developed the test protocol J1667 in order to 
improve the method’s accuracy. in the sae J1667 method, the average of the maximums 
recorded in three snap-idle tests is used to determine passing or failing (sae, 1996). the 
 commonwealth of Massachusetts, executive office of environmental affairs, July 21, 2003. Ma31 conversion 
Factor analysis and interim test effectiveness evaluation:  Massachusetts enhanced emissions and safety 
test. retrieved from http://www.vehicletest.state.ma.us/program-reports/itechrpt.pdf 
control SDK system:VB.NET Image: VB.NET Planet Barcode Generator for Image, Picture &
png, gif, jpeg, bmp and tiff) and a document file (supported files are PDF, Word & Generate Planet Barcode on Picture & Image in VB.NET. In this part, we will
www.rasteredge.com
control SDK system:VB.NET Image: Create Code 11 Barcode on Picture & Document Using
Write Code 11 barcode image on single-page or multi-page PDF, TIFF or Word document using VB.NET code. Code 11 Barcode Generation on PDF Using VB.NET Code.
www.rasteredge.com
13
Heavy-Duty veHicle inspection anD Maintenance prograMs
Fas test is convenient because of its simple setup requirements. it can be done at the 
roadside, or in a truck depot or repair facility, and can be used for self-certification. Most 
of the nine u.s. states with their own hDV i/M programs use Fas tests with multiple 
pass/fail limits, depending on vehicle model year.
the smoke test shows high test-to-test variability. in one study that analyzed six short 
i/M tests against the australian composite urban emissions Drive cycle (cueDc) for 
diesel vehicles, the Fas test resulted in the least dependable indicators of fine and 
ultrafine particle levels (anyon et al., 2000). similarly, robert l. Mccormick  and his 
coauthors (2003) found that, for vehicles without after-treatment systems (pre–ePa 
1998 standards), use of proxy data, either co or co plus hc, from an Fas test was 
a significantly better predictor for detecting high PM emitters than smoke opacity 
measurements. according to Faiz, Weaver, and Walsh (1996), the Fas test serves as a 
rough indicator of serious emissions malfunctions, much like the idle tests for gasoline 
vehicles. tests in european diesel passenger cars show that Fas does not correlate well 
with any driving cycle and that this is particularly true in the case of the neDc, where 
no correlation at all was found (samaras et al., 2005). in addition, Zissis samaras and 
colleagues concluded that the preconditioning of the vehicle (e.g., engine warming) has 
a strong influence on Fas test results, making the test “even less reliable.” 
loaded tests—lug‑down smoke test
the lug-down test is a loaded test (“lug down” means to slow the engine by raising 
its load) and requires placing the vehicle on a dynamometer to simulate conditions of 
engine load for the test (st. Denis and lindner, 2005). the international organization 
for standardization specifies a test method (iso 7644) for measuring opacity using a 
dynamometer-based lug-down test. the accelerator is depressed to wide-open throttle 
(Wot) without load until the engine reaches the maximum speed, or “governor” speed. 
load is then applied to the dynamometer until the engine speed decreases to 90 
percent and then 80 percent of the top speed at Wot. smoke measurements are taken 
at all three speed/load conditions. in some areas, such as colorado in the united states, 
the engine speed is decreased to 70 percent as well (cDPhe, 2015). the criteria for 
passing require that all the readings fall below certain threshold emissions. the lug-down 
test, as a basic loaded test, has been used in various jurisdictions for hDVs, including 
colorado, hong Kong, singapore, and Beijing (Fung and suen, 2013). 
the literature suggests that the lug-down test is effective at detecting high emitters, but its 
testing protocol presents some challenges. according to energy and environmental analysis 
(2000), measured hc and no
X
emissions for 1998 and earlier model year vehicles under 
lug-down testing show reasonable correlation with emissions in the more representative 
drive cycles carried out during chassis testing. however, many studies have shown that the 
correlation between exhaust smoke opacity and PM/no
X
emissions from diesel vehicles 
is weak, even when measured under a controlled load on a dynamometer (erlansson and 
Walsh, 2003; Mccormick et al., 2003; norris, 2005). therefore, even if the lug-down test can 
lead to repairs that limit smoke, particle or no
X
emissions are not necessarily reduced as a 
consequence. it was also found that diesel engines that are adjusted to reduce visible smoke 
may in fact have increased no
X
emissions (Fung and suen, 2013).
Australia’s diesel test—dT80
the Dt80 is a loaded inspection emission test for hDVs in australia. it is designed to 
track both PM and no
X
emissions. the Dt80 is an aggressive, mixed-mode test with 
14
ICCT white paper
idling periods, three stages of Wot acceleration, ultimately to 80 kilometers per hour  
(50 mph), followed by a steady-state 80 km/h cruise. the total duration of the Dt80 is 
250 seconds. this test requires the use of a chassis dynamometer.
the national transport commission in australia studied the adoption of the Dt80 for 
its hDV i/M program in 2001 as a potential replacement for the Fas for i/M testing 
(campbell, 2006; nhVr, 2015). experiments carried out in australia found that 
emissions measured under the Dt80 have a high correlation with expected on-road 
emissions performance (anyon et al., 2000). 
given that the Dt80 requires an inertia-simulating chassis dynamometer, it is conducted 
as a centralized program, operated by private contractors. the Dt80 may be used for 
further testing of specific vehicles with high emissions after these have been screened 
through remote sensing techniques . in australia currently, there are only three 
laboratories equipped to provide Dt80 testing (nhVr, 2015). nonetheless, the Dt80 is 
being used in some areas as a requisite to qualify for a fuel tax credit.
4
SUMMAry OF CUrrenT inSpeCTiOn And MAinTenAnCe  
TeSTinG prOTOCOlS FOr ldVS And hdVS
table 3-1 presents a summary of the testing protocols for lDVs and hDVs presented in 
this section. the summary covers the test requirements (roadside servicing or chassis 
dynamometer), pollutants tested, and comments on the pros and cons of each protocol. 
Table 2‑1. summary of testing protocols for i/M programs
Test name
loaded or 
Unloaded
hdV or 
ldV
Test 
requirements 
pollutant 
measured
Comments
idle test and  
two‑speed test
unloaded
lDV
roadside
co and/or hc
Poor correlation with chassis test emission 
results.
Acceleration 
Simulation 
Mode (ASM)
loaded
lDV
lDV chassis 
testing
hc, co, and 
potentially no
X
improvement over unloaded test; strong 
correlation with certification testing results. 
applies to vehicles with three-way catalytic 
converters but not oBD.
iM240
loaded
lDV
lDV chassis
hc, co, and no
X
no
X
, co, and hc emissions results correlate 
better with certification chassis testing than 
with the asM. 
requires a centralized program to amortize 
the costs.
MA31/BAr31
loaded
lDV
lDV chassis
hc, co, and no
X
shorter chassis-based test but has been 
deemed just as capable of high-emitter 
identification.
FAS or SAe 
J1667
unloaded
hDV
roadside
smoke opacity
Designed for mechanically operated diesel 
vehicles. 
it is inadequate for PM screening or for 
measuring no
X
.
lug‑down 
loaded
lDDV 
and hDV
chassis test
smoke opacity
targets older, smoky vehicles. 
not designed for measuring PM or no
X
.
dT80
loaded
hDV
chassis test
PM, no
X
the most comprehensive protocol among all 
hDV loaded i/M testing. 
Note: lDDV: light-duty diesel vehicles.
 australian government, Department of transport and regional services. Fuel tax credits for heavy Diesel 
Vehicles: guidelines for satisfying environmental criteria. retrieved from http://www.infrastructure.gov.au/
roads/environment/fuel_tax_credit/pdf/Fuel_tax_credit-environmental_guidelines.pdf 
15
Heavy-Duty veHicle inspection anD Maintenance prograMs
liMiTATiOnS OF CUrrenT i/M TeSTinG FOr leGACy And CleAn 
dieSel VehiCleS
global emission standards for hDVs have evolved over time, inducing the adoption 
of advanced technologies in new vehicles and, in consequence, greatly reducing the 
exhaust concentrations of particulate matter (PM) and nitrogen oxides (no
X
) emitted. 
Figure 1 shows the progression of emission control technologies for hDVs and provides 
a sense of the emission limits for no
X
and PM under the european and the u.s. 
environmental Protection agency (ePa) regimes, respectively. the adoption of selective 
catalytic reduction (scr) systems for no
X
control, starting with the euro iV standards 
and ePa 2010 standards, and the introduction of diesel particulate filters (DPFs) with 
the euro Vi and ePa 2007 standards are milestones that present the biggest challenges 
for effective i/M programs as they strive to keep up with evolving technologies. 
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
Euro II
Euro III
Euro IV
Euro V
Euro VI
Emission limits g/kW-h
A
NO
X
PM x 10
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
Emission limits g/kW-h
EPA 1998
EPA 2004
EPA 2007
EPA 2010
B
• Turbochargers
• In-line or rotary fuel 
pump P
inj
1200 bar
• Fuel injection delay 
for NO
X
control
• Electronic control
• Electronic Unit 
Injectors P
inj
1500-1700 bar
• Diesel Oxidation  
Catalyst (DOC)
• Electronic Unit 
Injectors or 
Common-rail
• P
inj
1700-1900 bar
• Variable injection 
• Exhaust gas 
recirculation
• Selective Reduction 
Catalyst (SCR)- 
Vanadium based
• DOC
• Euro IV OBD
• Electronic Unit 
Injectors or 
Common-rail
• P
inj
1700-1900 bar
• Variable injection 
• Exhaust gas 
Recirculation 
EGR – cooled
• SCR – Vanadium 
based
• DOC
• Adjustments to 
SCR system
• Euro V OBD
• Variable Geometry 
Turbocharger 
(VGT) 
• High pressure 
P
inj
> 2000 bar 
and high flexibility 
injection system, 
multiple injections
• R&D, advanced 
combustion, engine 
calibration 
• Sub-system 
integration
• Cooled EGR
• DOC+ DPF
• SCR – Zeolites
• Euro VI OBD
• Electronic control
• Electronic Unit 
Injectors P
inj
1500-1700 bar
• Combustion 
improvements
• Electronic unit 
injectors or 
Common-rail 
P
inj
1700-1900 bar
• Variable fuel 
injection
• Piston redesign
• Exhaust gas 
Recirculation 
EGR – cooled
• Diesel Oxidation  
Catalyst (DOC)
• Variable Geometry 
Turbocharger (VGT) 
• High pressure 
P
inj
> 2000 bar 
and high flexibility 
injection system, 
multiple injections
• R&D, advanced 
combustion, engine 
calibration 
• Sub-system integration
• Cooled EGR
• DOC+ DPF
• SCR – Zeolites
• OBD
• Electronic unit 
injectors or  
Common-rail P
inj
1800-2000 bar
• Variable fuel 
injection
• Combustion 
improvements
• Cooled EGR 
calibration and 
optimization 
• DOC+ Diesel 
particulate filter 
(DPF)
Figure 1. Progression of emission standard levels and adoption of new technologies for heavy-duty 
vehicles: a) european program; b) u.s. ePa program 
16
ICCT white paper
PM emissions levels and composition are different for vehicles with and without PM 
filters. the effect of diesel oxidation catalysts (Docs) and particle filters on the amount 
and composition of particulate matter in exhaust is dramatic when contrasted with 
engines lacking after-treatment systems (Khalek et al., 2011; herner et al., 2011). ruehl et 
al. (2014) recently reported on PM composition and particle size distribution changes 
between a 1998 vehicle and a 2010 vehicle; the 1998 vehicle has no after-treatment and a 
mechanically operated fuel injection system (representative of most “legacy” heavy-duty 
diesel vehicles across the world), while the 2010 vehicle is equipped with electronically 
operated common rail fuel injection systems and both DPF and scr systems. the 
researchers found that, independent of the testing cycle used, the PM emitted from 
the 1998 engine consists almost exclusively of organic carbon (that is, carbon bound to 
other elements in compounds) and elemental carbon (oc and ec). these two chemical 
components constitute the majority of diesel PM from trucks without after-treatment, 
with the proportion of each dependent on the specific engine technology and engine 
operation. the cleaner 2010 engine produces about fifty times less PM by mass. however, 
the PM from the 2010 engine is composed not only of ec and oc but of a large fraction of 
sulfates and, to a lesser extent, nitrates (with the relative proportions dependent upon the 
duty cycle, or the speed and load conditions under which an engine operates, as can be 
seen in Figure 2). the sulfates and nitrates are produced by chemical reactions that occur 
in the exhaust catalyst.
5
500
400
300
200
100
0
mg/km
mg/km
UDDS
Cruise
UDDS
Cruise
10
8
6
4
2
0
UDDS
Cruise
Na
+
K
+
WSOC
WIOC
EC
1998
2010
2010
NH
4
+
SO
4
2+
NO
3
-
Cl
-
Figure 2. PM composition from a 1998 (uncontrolled, no after-treatment) and a 2010 heavy-duty 
truck. note that the scale in the right panel (2010) has been magnified from the central panel to 
show the 2010 PM composition better. Wsoc means water-soluble oc and Wioc means water-
insoluble oc. uDDs stands for urban dynamometer driving schedule. Source: ruehl et al., 2014.
 sulfates come from oxidation of sulfur compounds found in diesel fuel, while nitrates are the product of no
X
reduction reactions.
Documents you may be interested
Documents you may be interested