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排放标准

欧盟:无罗引擎

背景

用于新发动机的欧洲排放标准非公路移动机械(NRMM)的结构逐渐更加严格的层称为阶段I…V标准。阶段我…我V regulations for diesel engines were specified by97/68 / EC号指令以及2002年至2012年通过的五项修订指令[2909]。修正指令之一[2905]还介绍了小型火花点火非道路发动机的排放标准。从第五阶段,法规2016/1628[3478]规定了所有类别的压缩点火(柴油)和正点火移动非道路发动机的排放要求,取代97/68/EC指令及其修正案。

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欧盟非广域排放标准开发的主要监管步骤包括:

  • 阶段I / II。1997年12月16日,欧洲第一个规范非公路(越野)移动设备排放的立法颁布[2621]。有关非道路用柴油的规例分两阶段推出:第一阶段于1999年实施,第二阶段根据发动机的输出功率在2001至2004年实施。

    该标准涵盖的设备包括工业钻机、压缩机、施工轮式装载机、推土机、非公路卡车、公路挖掘机、叉车、道路养护设备、雪犁、机场地面支撑设备、空中升降机、移动式起重机等。农林拖拉机的排放标准相同,但实施日期不同[2908]。船舶,铁路机车,飞机和发电机中使用的发动机未被阶段I / II标准涵盖。

  • 小工具引擎。2002年12月9日,欧洲议会通过了指令2002/88/EC[2905],修订97/68/EC非道路指令,增加小型汽车的排放标准火花点燃发动机低于19 kW。该指令还扩展了阶段II标准对恒速发动机的适用性。本实用发动机排放标准与小型公用事业发动机的美国排放标准进行了大程度。
  • 第III阶段/ IV。非道路发动机第三/第四阶段排放标准于2004年4月21日通过[2906],以及农用和林业拖拉机[2907]

    2010年通过了另外两个指令:指令2010/26/EU[2903]提供了iii级和IV级发动机测试和批准的进一步技术细节,以及指令2010/22/EU[2904]修订早期适用于农业和林业拖拉机的立法。

    阶段III标准(又分为阶段III和阶段III)将于2006年至2013年逐步实施,阶段IV将于2014年生效。除第I/II级规定的发动机类别外,第III/IV级标准还包括用于内河船舶的铁路机车发动机和船舶发动机。第三/第四阶段的法例只适用于新车辆和设备;已在使用的机械(轨道车、机车和内河船舶推进发动机除外)中使用的更换发动机应符合发动机最初投放市场时必须满足的限值。

  • 阶段V。该规定于2014年提出[3125]并于2016年9月14日定稿[3478](具体技术要求将在2017年的实施立法中明确)。该标准从2019年起对56 kW以下和130 kW以上发动机实施,从2020年起对56 kW -130 kW发动机实施。第五阶段规例带来多项重要的改变,包括:
    • 扩大19千瓦以下及560千瓦以上压缩点火发动机的规管发动机范围,火花点燃(SI)11千瓦以上的发动机,以及其他未经监测的发动机。在第五阶段规则下,排放由以下发动机类别管制:
      1. 类别nre发动机适用于移动的非道路机械,适合移动或被移动,但不包括在以下任何一点;
      2. 用于发电机组的560千瓦以上nrg发动机;
      3. A类NRSH-SI发动机低于19千瓦,专门用于手持机械;
      4. NRS-SI发动机低于56 kW,不包括在NRS类别中;
      5. iwp类—用于内河船舶直接或间接推进的19kw以上发动机;
      6. iwa类-内河船舶用19kw以上辅助发动机;
      7. 类别rll -铁路机车推进用发动机;
      8. 类别rlr -用于轨道车辆推进的发动机;
      9. 类别用于雪地摩托车的SMB-SI发动机;
      10. 类别ATS-SI引擎用于所有地形和并排车辆。
    • 加强对某些发动机类别的排放限制,如19-37千瓦发动机和内河船舶发动机。
    • 采用粒子数(PN)排放限值为19至560千瓦的若干类别CI发动机。
  • 未来。第五阶段立法要求欧盟委员会就非道路发动机的未来排放法规编写两份报告:
    • 2018年底前,对在现有、正在使用的非道路发动机中安装改进型排放控制装置的可能性进行评估。
    • 到2020年底 - 评估进一步的污染物减排潜力,以及识别不属于阶段V规则范围内的可能相关的污染物类型。

欧盟,美国和日本的监管机构一直受到发动机和设备制造商的压力,以协调全球排放标准,以简化发动机开发和排放式批准/认证对不同的市场。I / II阶段限制部分与之统一美国法规。III阶段/ IV要求与美国三级3/4标准统一。但是,在阶段V的阶段,协调一直丢失 - 阶段V PN限制需要在所有受影响的发动机上进行柴油微粒过滤器(DPF),而可以在没有过滤器的情况下满足美国第4层标准。

欧盟非道路排放标准通常规定两套实施日期:(1)型式批准所有新机型批准的机型必须符合标准的日期,以及(2)市场展示位置(或第一个注册)日期,之后市场上的所有新兴发动机必须符合标准。下表中列出的日期是市场展示日期。在大多数情况下,新型批准日期是在各自的市场安置日期前一年。

有关非道路发动机排放标准的监管信息可在欧洲委员会网站上找到[2910]

阶段I / II标准

第一阶段及第二阶段的排放限值见表1。第一级排放是发动机的极限,应在任何尾气后处理装置之前达到。

表1
欧盟非道路柴油发动机I/II阶段排放标准
猫。 净功率 日期* 有限公司 HC 氮氧化合物 下午
kW. G / kWh.
阶段I
一个 130≤p≤560 1999.01 5.0 1.3 9.2 0.54
B 75≤p<130 1999.01 5.0 1.3 9.2 0.70
C 37≤p < 75 1999.04 6.5 1.3 9.2 0.85
第二阶段
E 130≤p≤560 2002.01 3.5 1.0 6.0 0.2
F 75≤p<130 2003.01 5.0 1.0 6.0 0.3
G 37≤p < 75 2004.01 5.0 1.3 7.0 0.4
D 18≤p < 37 2001.01 5.5 1.5 8.0 0.8
*阶段II也适用于恒定速度引擎的生效2007.01

对于在各自的市场投放日期之前生产的发动机,允许长达两年的抛售期。由于抛售期(从0年到2年)是由每个会员国决定的,因此不同国家的规定的确切时间可能不同。

排放被测量在ISO 8178C1 8模式循环并以G / kWh表示。使用0.1-0.2%(wt。)硫含量的燃料测试阶段I / II发动机。

阶段III / IV标准

III阶段标准——又分为两个阶段:III阶段A、III阶段b和IV阶段非道路柴油机标准列于表2和表3。这些极限值适用于指示功率范围的所有非道路柴油发动机,用于除牵引和内陆水道船只

表2
非道路用柴油机A/B阶段排放标准
猫。 净功率 日期__ 有限公司 HC HC +氮氧化物 氮氧化合物 下午
kW. G / kWh.
第三阶段A.
H 130≤p≤560 2006.01 3.5 - 4.0 - 0.2
75≤p<130 2007.01 5.0 - 4.0 - 0.3
J 37≤p < 75 2008.01 5.0 - 4.7 - 0.4
K 19≤p < 37 2007.01 5.5 - 7.5 - 0.6
III阶段B.
l 130≤p≤560 2011.01 3.5 0.19 - 2.0 0.025
75≤p<130 2012.01 5.0 0.19 - 3.3 0.025
N 56≤p < 75 2012.01 5.0 0.19 - 3.3 0.025
P 37≤p < 56 2013.01 5.0 - 4.7 - 0.025
†恒速发动机的日期是:2011.01类别H,I和K;2012.01类别J.
表3
阶段IV柴油发动机排放标准
猫。 净功率 日期 有限公司 HC 氮氧化合物 下午
kW. G / kWh.
130≤p≤560 2014.01 3.5 0.19 0.4 0.025
R 56≤p < 130 2014.10 5.0 0.19 0.4 0.025

阶段III/IV标准还包括对在测试周期上不得超过25ppm的均值。

第三阶段B标准推出PM限制为0.025克/千瓦时,旨在迫使柴油颗粒过滤器使用。实际上,大量发动机能够通过气缸技术达到PM限制,没有过滤器。第四阶段标准引入了一个非常严格的NOx限制为0.4g / kWh,这引发了对影响类别的影响的NOx后处理(通常尿素-SC)的广泛使用。

测试。在真实条件下表示排放,新的瞬态测试程序 - 非公路瞬态循环(NRTC),是与美国环保署合作开发的。NRTC运行了两次——冷启动和热启动。最终排放结果为冷启动时的10%和热启动时的90%的加权平均值。新的测试将与之前的稳定状态计划并行使用,ISO 8178 C1,简称为非道路稳定循环(NRSC)。

  • NRSC(稳态)用于I、II和III A阶段的测试,以及所有阶段的恒速发动机。NRTC(暂态)可通过选择制造商用于III阶段A测试。
  • NRSC和NRTC循环必须用于III、B和IV阶段测试,用于气态和颗粒排放。

打败设备。对于III级和IV级发动机,“减效装置”的定义为:

用于测量,感测或响应操作变量的设备,以便激活,调制,延迟或停用排放控制系统的任何组件或功能的操作,使得控制系统的有效性在正常遇到的条件下减少非道路移动机械用途除非使用这种装置基本上包括在应用的发射测试认证程序中。

此外,“非理性控制策略”被定义为:

当非道路移动机械在正常使用条件下运行时,使排放控制系统的有效性降低到低于适用排放试验程序预期的水平的任何战略或措施。

禁止使用减效装置和不合理的控制策略,对“排放控制系统”没有明确的定义。

在2010年,当局引入了第四阶段措施,引入了类似于重型道路发动机的辅助排放控制策略(AECS)和基本排放控制策略(BECS),并要求全面披露这些策略的运作细节和使用理由。

阶段V标准

非道路移动机械(NRE类)发动机的第五阶段排放限值见表4。本标准适用于0 - 56千瓦的柴油发动机和56千瓦以上的所有类型发动机。发电机组使用的560kw以上的发动机(NRG类)必须满足表5所示的标准(NRSC和NRTC试验循环)。

表4
非宽发动机的阶段V排放标准(NRE)
类别 Ign。 净功率 日期 有限公司 HC 氮氧化合物 下午 PN.
kW. G / kWh. 1 / kWh.
NRE-v颈- 1 / CI P <8 2019 8.00 7.50A,C. 0.40b -
NRE-v / c - 2 CI 8≤p<19 2019 6.60 7.50A,C. 0.40 -
NRE-v /颈- 3 CI 19≤p < 37 2019 5.00 4.70A,C. 0.015 1×1012
NRE-v / c - 4 CI 37≤p < 56 2019 5.00 4.70A,C. 0.015 1×1012
NRE-v / c - 5 全部 56≤p < 130 2020 5.00 0.19c 0.40 0.015 1×1012
NRE-v /其他 全部 130≤p≤560 2019 3.50 0.19c 0.40 0.015 1×1012
NRE-v /即 全部 P > 560 2019 3.50 0.19d 3.50 0.045 -
一个HC +氮氧化物
b0.60用于手动启动、风冷直喷发动机
ca = 1.10天然气发动机
dA = 6.00 for天然气发动机
表5
用于发电机的V阶段V发射标准超过560kW(NRG)
类别 Ign。 净功率 日期 有限公司 HC 氮氧化合物 下午 PN.
kW. G / kWh. 1 / kWh.
NRG-v颈- 1 / 全部 P > 560 2019 3.50 0.19一个 0.67 0.035 -
一个A = 6.00 for天然气发动机

阶段V规则引入了粒子数排放的新限制。PN限制旨在确保高效的粒子控制技术 - 例如壁流颗粒过滤器 - 用于所有受影响的发动机类别。BOB体育APP阶段V规则还收紧了基于质量的PM限制,从0.025g / kWh到0.015 g / kWh。

汽油发动机的HC极限。对于定义了一个因子的发动机类别,表中所示的完全和部分气体燃料发动机的HC限制由来自公式计算的一个:

HC = 0.19 +(1.5×A×GER)(1)

在适当的循环中,GER是平均气体能量比。如果稳态和瞬态测试周期适用,则GER应从热启动瞬态测试周期确定。如果HC的计算限制超过0.19 + A的值,则HC的极限应设定为0.19 + A.

失败的策略。第五阶段规例采用下列定义:

'失败战略'是指减排排放控制策略,可降低排放控制系统在正常机器操作期间或欧盟类型批准测试程序外遇到的环境或发动机操作条件下的效力

“排放控制系统”是指控制或减少排放的任何设备,系统或元素

失败策略是禁止的。

内河船舶

第三阶段A标准为内河船舶使用的发动机规定排放限额,见表6。发动机根据每缸的排量(容积)和净输出功率分为类别。发动机类别和标准是协调与美国的标准船用发动机。水路船舶没有III、B或IV级标准。

表6
III阶段在内陆水道船上发动机的排放标准
类别 位移(D) 日期 有限公司 HC +氮氧化物 下午
dm3.每缸 G / kWh.
v1:1 D≤0.9,P > 37kw 2007 5.0 7.5 0.40
v1:2 0.9 < d≤1.2 5.0 7.2 0.30
v1:3 1.2 5.0 7.2 0.20
v1:4 2.5 < d≤5 2009 5.0 7.2 0.20
V2:1 5 < d≤15 5.0 7.8 0.27
V2:2 15 5.0 8.7 0.50
V2:3 15 3300 kW 5.0 9.8 0.50
V2:4 20 < d≤25 5.0 9.8 0.50
V2:5 25 < d≤30 5.0 11.0 0.50

根据第五阶段规例,内河船舶的排放限额已大幅收紧。V级限值如表7所示,适用于19kw以上的推进(IWP)和辅助(IWA)发动机,包括所有类型的点火发动机。

表7
内陆水路船舶发动机的阶段V排放标准(IWP&IWA)
类别 净功率 日期 有限公司 HC一个 氮氧化合物 下午 PN.
kW. G / kWh. 1 / kWh.
IWP / IWA-V / C-1 19≤p < 75 2019 5.00 4.70b 0.30 -
IWP / IWA-V / C-2 75≤p<130 2019 5.00 5.40b 0.14 -
IWP / IWA-V / C-3 130≤p<300 2019 3.50 1.00 2.10 0.10 -
IWP / IWA-V / C-4 P≥300 2020 3.50 0.19 1.80 0.015 1×1012
一个A = 6.00 for天然气发动机
bHC + NOx.

铁路牵引发动机

已经采用阶段III A和III B标准用于130千瓦以上的发动机用于推进铁路机车(C类R,RL,RH)和轨道车(RC),表8.轨道牵引发动机没有阶段IV标准。

表8
轨道牵引发动机III期A/B排放标准
类别 净功率 日期 有限公司 HC HC +氮氧化物 氮氧化合物 下午
kW. G / kWh.
第三阶段A.
钢筋混凝土的 P> 130. 2006 3.5 - 4.0 - 0.2
RL A. 130≤p≤560 2007 3.5 - 4.0 - 0.2
RH一 P > 560 2009 3.5 0.5 * - 6.0 * 0.2
III阶段B.
RC B P> 130. 2012 3.5 0.19 - 2.0 0.025
r B. P> 130. 2012 3.5 - 4.0 - 0.025
* HC = 0.4g / kWh和P> 2000 kW和D> 5升/气缸的发动机的NOx = 7.4 g / kWh

V级排放标准适用于任何功率等级和任何点火方式的轨道机车(RLL)和轨道车辆(RLR)的推进用发动机。这些限制如表9所示。机车、有轨车辆使用的辅机应当符合NRE类、NRS类排放标准。

表9
轨道牵引发动机V级排放标准
类别 净功率 日期 有限公司 HC一个 氮氧化合物 下午 PN.
kW. G / kWh. 1 / kWh.
RLL-V / C-1(机车) P > 0 2021 3.50 4.00b 0.025 -
RLR-v /颈- 1(铁路) P > 0 2021 3.50 0.19 2.00 0.015 1×1012
一个A = 6.00 for天然气发动机
bHC + NOx.