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排放标准

中国:非道路柴油发动机

监管的背景

我国从第一阶段到第四阶段逐步提高了机动柴油机的排放要求。一些重要的规管措施包括:

  • 阶段I / II标准:2007年通过了第一个移动非道路柴油发动机排放标准(GB 20891-2007)[2880]。该要求基于欧洲I/II阶段非道路排放标准。中国的规定还包括不受欧洲标准约束的小型柴油发动机。最小发动机的排放限制是一致的我们层1/2nonroad标准。
  • 阶段III标准:2014年5月,环保部发布了GB 20891-2014,规定了我国第三阶段排放标准,并提出了第四阶段排放标准的限值[3053]分别以欧盟阶段IIIA和阶段IIIB要求为基础的。最小和最大的发动机的限制是基于美国Tier 2的要求。III级标准从2014年10月起对新型号生效,2015年10月起对所有发动机生效。
  • 四期标准:GB20891-2014中对阶段IV的建议限值由2018年的建议补充,该建议包括PN限值和壁流DPF要求。此外,还鼓励发动机制造商满足欧盟Stage V标准。第四阶段的实施日期被提议为2020.01年,但几经修改。560kw及以下机械和发动机的最后阶段IV技术要求(HJ 1014-2020)于2020.12年发布,从2022.12年开始实施。对于额定功率超过560kw的机械和发动机,最终要求不包含在HJ 1014-2020中,将另行公布[3962][4135][4914][5030][5029]
  • 烟雾排放:2018年9月,发布了《非道路设备和车辆烟尘排放检测程序和限值》GB 36886-2018。该程序于2018年12月生效。

第一/二阶段排放标准

表1是根据欧洲法规制定的标准。遵守日期如下:

  • 第一阶段标准:2007.10
  • 第二阶段标准:2009.10
表1
非道路柴油发动机I/II阶段标准,g/kWh
最大功率(P), kW 有限公司 HC 氮氧化合物 HC +氮氧化物
阶段我__
130≤p≤560 5.0 1.3 9.2 - 0.54
75≤p < 130 5.0 1.3 9.2 - 0.7
37≤p < 75 6.5 1.3 9.2 - 0.85
18≤p < 37 8.4 2.1 10.8 - 1.0
8≤p < 18 8.4 - - 12.9 -
0 < p < 8 12.3 - - 18.4 -
第二阶段
130≤p≤560 3.5 1.0 6.0 - 0.2
75≤p < 130 5.0 1.0 6.0 - 0.3
37≤p < 75 5.0 1.3 7.0 - 0.4
18≤p < 37 5.5 1.5 8.0 - 0.8
8≤p < 18 6.6 - - 9.5 0.8
0 < p < 8 8.0 - - 10.5 1.0
†阶段I限制应在任何排气后处理装置之前达到。

排放量是在一个相当于ISO 8178C1, 8-mode测试。其他ISO 8178测试周期可用于选定的应用程序。

第三阶段排放标准

GB20891-2014中III阶段的最终限值汇总见表2。发动机功率限制在37 - 560kw之间是根据欧盟iii级标准制定的。560千瓦以上和37千瓦以下的发动机的限制是根据美国Tier 2的要求制定的。III级发动机通过ISO 8178循环测试。III级和IV级发动机的耐久性要求见表3[3965][3053]

第三阶段柴油发动机标准的达标日期为[3966]:

  • 新发动机类型:2014.10
  • 所有新引擎:2015.10
  • 2016年04年以后,所有新的非道路移动机械都需要一台III级发动机
  • 2016年12月以后,所有新的农业机械都需要一台III级发动机
表2
第三阶段排放限值
权力 有限公司 HC +氮氧化物
千瓦 克/千瓦时
P > 560 3.5 6.4 0.20
130 P≤≤560 3.5 4.0 0.20
75≤P < 130 5.0 4.0 0.30
37≤P < 75 5.0 4.7 0.40
P < 37 5.5 7.5 0.60
表3
III/IV阶段的耐久性要求
权力,千瓦 额定转速,转速 有效的生命,h 最小耐久性试验时间,h
P≥37 所有 8000 2000
19≤P < 37 变速 5000 1250
恒速< 3000
恒速≥3000 3000 750
P < 19 所有

第四阶段排放标准

GB 20891-2014最初提出的IV级要求是基于欧盟IIIB级标准,但根据美国Tier 2标准增加了净功率>560 kW和小于37 kW的要求。2018年02年发布的一项提案增加了dpf强制PN限制5×1012# /千瓦时[3053][3965][3962][4914]。对于额定功率560千瓦及以下的机械和发动机的最终要求是2020.12[5030][5029]。该标准不仅适用于非道路移动机械的柴油发动机,还包括非道路移动柴油机械的要求。尽管对额定功率超过560千瓦的机械和发动机的要求已包括在各个阶段的建议中,但这些要求并未包括在2020.12年发布的最终要求中,将在稍后公布。

表4总结了阶段IV的限制。耐久性要求如表3所示。

表4
第四阶段排放限值
权力 有限公司 HC 氮氧化合物 HC +氮氧化物 PN
千瓦 克/千瓦时 # /千瓦时
P > 560 * 3.5 0.40 3.5, 0.67一个 0.10
130 P≤≤560 3.5 0.19 2.0 0.025 5×1012
75≤P < 130 5.0 0.19 3.3 0.025 5×1012
56≤P < 75 5.0 0.19 3.3 0.025 5×1012
37≤P < 56 5.0 4.7 0.025 5×1012
P < 37 5.5 7.5 0.60
*提出限制
一个适用于带P的移动发电机组马克斯> 900千瓦柴油发动机

2018年,曾提出实施日期为2020.01,但后来几经修改[3962][4135][4914]。额定功率为560千瓦或以下的机械和柴油发动机的最终技术细节要求执行阶段IV的要求2022.12。HJ1014-2020阶段技术细节,补充GB20891-2014。第四阶段的其他详情包括:

  • 恒速柴油发动机将通过NRSC测试,而变速发动机将通过NRTC测试;
  • 更广泛的适用环境边界条件;
  • PN限制(5×1012#/kWh)适用于37- 560kw发动机(这些发动机要配备壁流DPF);
  • 在DPF再生期间应该没有可见的烟雾;
  • 采用SCR后处理的发动机平均氨排放量不得超过25ppm;
  • 如果发动机配备了含钒的SCR催化剂,则需要有数据表明在使用寿命期间不会发生钒排放,并且SCR进口温度不允许超过550℃;
  • PEMS将被用作配备37kw或更大柴油发动机的机械的主要在用合规工具。CO和NOx的90%功窗符合系数(CF)为2.5 (CO和HC+NOx为37≤P<56);
  • NTE限值为表4所示的2倍,适用于装有电控燃油系统的发动机的气体排放和PM。PN被排除在NTE要求之外。
  • 对氮氧化物和PM控制有OBD要求,包括EGR, DOC, DPF, SCR;
  • 所有配备37-560千瓦级发动机的nrmm都需要远程信息处理系统和全球定位系统。必须传输的数据包括SCR进出口NOx和温度、DPF压降和DEF水平。
  • 有限公司2排放将被报告。对于37- 560kw发动机的机械,也要报告燃料消耗。

在2018年的提案草案中,鼓励制造商替代满足欧盟阶段V的限制,表5[3962]

表5
2018年提出的自愿排放限制
权力 有限公司 HC 氮氧化合物 HC +氮氧化物 PN
千瓦 克/千瓦时 # /千瓦时
P > 560 3.5 0.19 3.5、0.67 * 0.045
130 P≤≤560 3.5 0.19 0.40 0.015 1×1012
56≤P < 130 5.0 0.19 0.40 0.015 1×1012
37≤P < 56 5.0 4.7 0.015 1×1012
19≤P < 37 5.0 4.7 0.015 1×1012
P < 19 5.5 7.5 0.40
*适用于带P的移动发电机组马克斯> 900千瓦柴油发动机

好烟排放

2018年9月,柴油机非道路移动机械排烟限值及测量方法GB 36886-2018[4023]。本标准规定了非道路柴油移动机械和车辆以及新设备和进口设备现场测量的排烟限值和测量方法。它涵盖了非道路柴油燃料车辆和配备变速和恒速发动机的机械。烟雾测量可根据GB 3847使用不透明度仪进行[4022]或采用GB 36886-2018附录中所述的Ringelmann方法。表6总结了相应的限制。

表6
排烟的限制
类别 额定净功率,P马克斯 光吸收系数一个 烟色浓度黑暗
千瓦 1 / m
课上我 P马克斯< 19 3.00 1
19个P≤马克斯< 37 2.00
37 P≤马克斯≤560 1.61
二类 P马克斯< 19 2.00 1
19个P≤马克斯< 37 1.00 1(无可见烟雾)
P马克斯≥37 0.80
第三类 P马克斯< 37 0.80 1(无可见烟雾)
P马克斯≥37 0.50
一个对于运行在1700米以上的发动机,上限可提高0.25 1/米

I类限制适用于I、II级柴油机(GB 20891-2007), II类限制适用于III级及后续柴油机(GB 20891-2014)。III类限值可用于限制政府定义的低排放区域的排放。

现场烟雾测量是在设备正常使用周期内进行的。如果这是不可能的,可以使用自由加速度法(GB 3847)。不透明度仪的测量以不小于1hz的采样频率进行,最大读数作为测试结果。林格曼读数可以通过视频或其他类似方法进行,以最大林格曼等级作为测试结果。