柴油机排放法规及控制策略.ppt

柴 油 机 排 放 法规及控制策略一拖技术中心一拖技术中心张庚乾张庚乾二二 O O O O 六六 年年 十十 一一 月月 九九 日日主 要 内 容l l国外非道路柴油机排放法规国外非道路柴油机排放法规l l国内非道路柴油机排放法规国内非道路柴油机排放法规l l欧洲车用柴油机排放法规欧洲车用柴油机排放法规 柴油机排放控制手段柴油机排放控制手段l l柴油机排放控制关键技术柴油机排放控制关键技术l l柴油机排放一致性的质量控制柴油机排放一致性的质量控制l l技术中心排放测试设备技术中心排放测试设备一、国外非道路柴油机排放法规国外非道路柴油机排放法规欧盟、美国、日本的非道路 移动机械用压燃式发动机排放控 制先后起步于20世纪90年代中期 ，现在基本处于各自的“第三” 阶段.本文重点介绍欧盟标准1、ISO 标准ISO8178是由国际标准化组织提供的非道路用内燃机排 放测试方法，并为世界各国接受为避免造成重复认证和国 际贸易困难的情况，做到测试数据的可比性，欧洲、美国和 日本的非道路用发动机排放标准均采用ISO8178国际标准定 义的测试方法，另外，ISO8178标准为一系列标准，它不仅 定义了台架测试方法（ISO8178-1），还定义了现场的测试 方法（ISO8178-2）。

ISO8178标准为非道路用内燃机排放测 试方法，没有限值的规定ISO8178定义的测试循环发动机型式 测试循环 压燃式发动机 C1(8工况)功率大于20kW的火花点燃式发动机 C2 恒速发动机 D船机 E铁路牵引机车 F通用、草地和园艺用发动机 G2、 欧盟标准欧盟控制非道路移动机械用压燃式发动机的排放 指令是 97/68/EC（1998年3月19日开始实施）从 1998年6月30日开始，对37 kW≤P＜560kW 的非道路移 动机械用压燃式发动机分功率段实施第I阶段的排放限 值；从1999年12月31日开始，对18 kW≤P＜560kW 的 非道路移动机械用压燃式发动机分阶段、分功率段实 施第II阶段的排放限值对于变速发动机，采用 ISO8178-4规定的C1测试循环（八工况循环）进行测试 ；对于恒速发动机，采用ISO8178-4规定的D2循环（五 工况循环）进行测试 欧 洲 第 I 阶 段： 净功率 （kW） 实施时间 一氧化碳 (g/kW·h) 碳氢化合物 (g/kW·h) 氮氧化物 (g/kW·h ) 颗粒物 (g/kW ·h) 130≤P≤ 560 1998年6月30日 5.0 1.3 9.2 0.54 75≤P＜ 130 1998年6月30日 5.0 1.3 9.2 0.7 37≤P＜ 75 1998年6月30日 6.5 1.3 9.2 0.85 欧 洲 第 II 阶 段： 净功率 （kW） 实施时间 一氧化碳 (g/kW·h ) 碳氢化合物 (g/kW·h) 氮氧化物 (g/kW·h ) 颗粒物 (g/kW ·h) 130≤P≤ 560 2000年12月31日 3.5 1.06.0 0.2 75≤P＜ 130 2001年12月31日 5.0 1.06.0 0.3 37≤P＜ 75 2002年12月31日 5.0 1.3 7.0 0.4 18≤P＜ 37 1999年12月31日 5.5 1.58.0 0.8 欧 洲 第 Ⅲ A 阶 段净功率 （kW） 实施时间 CO (g/kW·h）CH+NOX (g/kW·h ）PM (g/kW·h) 130≤P≤ 560 2005年06月30日 3.54.00.2 75≤P＜ 130 2005年12月31日 5.04.00.3 37≤P＜ 75 2006年12月31日 5.04.70.4 19≤P＜ 37 2005年12月31日 5.57.50.6欧 洲 第 Ⅲ B 阶 段净功率 （kW） 实施时间 CO (g/kW·h ）CH (g/kW·h ）NOX (g/kW·h）PM (g/kW·h ) 130≤P≤ 560 2009年12月 31日 3.50.192.00.02575≤P＜ 130 2010年12月 31日 5.00.193.3 0.02556≤P＜ 75 2010年12月 31日 5.00.193.30.02537≤P＜ 562011年12月 31日 5.04.70.025欧 洲 第 Ⅳ 阶 段净功率 （kW） 实施时间 CO (g/kW·h ）CH (g/kW·h ）NOX (g/kW·h）PM (g/kW·h ) 130≤P ≤560 2012年12 月31日 3.50.190.40.02556≤P＜ 130 2013年12 月31日 5.00.190.40.025各阶段特点2006年12月31日后,所有机型执行Ⅲ A阶 段限值.增加了使用寿命的最低值要求. • Ⅲ A阶段主要是降低NOX排放指标,平均 下降近50%.• Ⅲ B阶段主要是降低颗粒物排放量.同时 NOX指标又有所下降. • Ⅳ阶段主要是大幅度降低NOX排放指标.NRTC试验循环其它规定l1.使用寿命期内要求排放指标满足限值要求。

l2.燃油含硫量规定：第Ⅰ、Ⅱ、ⅢA阶段, 1000ppm≤S≤2000ppm. ⅢB阶段10-50ppml3.系族概念：可以用一种型号的源机来代表一 组具有相似结构原理和使用相似结构部件的发 动机来进行型式认证l4.生产一致性的考核：主管部门可在生产中的 任何时候对其控制生产一致性的措施进行抽查 ，必要时可抽取一台发动机进行检测其它规定l5.销售：实施新的限值标准后,各成员国 可以允许库存的在此日期之前生产的发 动机或机械继续销售,但需经生产商向原 批准型式认证的成员国和库存所在地成 员国的主管部门提出申请并说明经济和 技术方面的理由.延长期由各成员国自定 的法规实行，不得超过2年数量不超过 上一年度在该国投放量的10%试验条件l1.排放测试设备满足相应法规要求.l2.大气条件. 0.96≤Fa≤1.06.l3.燃油品质.l4.润滑油品质.l5.进气阻力l6.排气背压l7.燃油温度、润滑油温度、冷却水温度l8.其它测试仪器仪表符合要求指令的修订情况 2002年12月9日，欧盟在最新修正指令2002/88/EC中，增加了对小于19kW的点燃式发动机的排放控制2004年4月21日，欧盟在最新修正指令2004/26/EC中，主要有以下几方面的改动：a、 增加了对“内河船机”、“铁路机车”和“轮轨 ”的排放控制。

b、 制订了Ⅲ A、 Ⅲ B和IV阶段的排放限值，对“内河船机”、“铁路机车”、“轮轨”和“恒速发动机”分别 进行控制c、 对Ⅲ B阶段和IV阶段颗粒物取样实行NRTC瞬态测试循环d、 对Ⅲ A和Ⅲ B、IV阶段所用燃油提出不同的要求 3、美国EPA对不同用途的发动机的排放采用的标准发动机类型 适用标准 新生产的和在用的非道路压燃 式发动机 40 CFR PART 89 航空器的排放控制 40 CFR PART 87 ≤19kW的非道路点燃式发动机 40 CFR PART 90 船用点燃式发动机 40 CFR PART 91 铁路机车用压燃式发动机 40 CFR PART 92 船用压燃式发动机 40 CFR PART 94 新生产的、大型非道路点燃式 发动机（＞19kW） 40 CFR PART 1048 娱乐车辆用发动机和车辆 40 CFR PART 1051 EPA排放限值和实施时间 净功率 阶 段 M Y NMHC+NOX g/kW.hCOg/kW.h (g/hp.h) PMg/kW.h (g/hp.h) 225≤kW＜450Tier 1 19969.2(NOX)+ 1.311.40.54Tier 2 20016.43.50.20Tier 320064.03.50.20450≤kW＜560Tier 1 19969.2(NOX)+ 1.311.40.54Tier 220026.43.50.20Tier 3 200644.03.50.20560≤kWTier 1 20009.2(NOX)+ 1.311.40.54Tier 2 20046.43.50.20净功率 阶 段 M Y NMHC+NOX g/kW.hCO g/kW.hPM g/kW.h37≤kW＜75Tier 1 19989.2(NOX) ----Tier 220047.55.00.40Tier 320084.75.00.4075≤kW＜130Tier 1 19979.2(NOX)----Tier 220036.65.00.30Tier 320074.05.00.30130≤kW＜225Tier 1 19969.2(NOX)+ 1.311.40.54Tier 220036.63.50.20Tier 320064.03.50.20EPA排放限值和实施时间净功率 阶 段 M Y NMHC+NOX g/kW.hCOg/kW.h (g/hp.h) PMg/kW.h (g/hp.h) 37≤kW＜75Tier 1 19989.2(NOX) ----Tier 220047.55.00.40Tier 320084.75.00.4075≤kW＜130Tier 1 19979.2(NOX)----Tier 220036.65.00.30Tier 320074.05.00.30130≤kW＜225Tier 1 19969.2(NOX)+ 1.311.40.54Tier 220036.63.50.20Tier 320064.03.50.20EPA 测试循环a、对于变速发动机，采用ISO8178-4规定的 C1循环（8工况测试循环）；b、对于小于19kW的变速发动机，采用 ISO8178-4规定的G1循环（6工况测试循环）；c、对于内河船机，采用ISO8178-4规定的E1 循环（4工况测试循环）；d、对于恒速发动机，采用ISO8178-4规定的E 循环（5工况测试循环）。

二、国内柴油机排放法规情况我国于1999年颁布GB17691-1999，开始对车 用压燃式发动机的排放实施控制，于2001、2005 年进行了两次修订，等效采用欧盟法规2007年1 月1日起执行中国Ⅲ阶段标准我国于2005年颁布GB19756-2005，开始对三 轮汽和低速货车用柴油机的排放实施控制，等效 采用欧盟法规2007年1月1日起执行中国Ⅱ阶段 标准我国于1999年颁布JB8891-1999，开始对非道 路移动机械用压燃式发动机的排放实施控制GB/T8190标准和JB8891标准GB/T8190.1-1999和GB/T8190.4-1999标准等同采用了 ISO8178.1-1996和ISO8178.4-1996标准，但ISO8178的其它 标准未等同发布，造成GB/T8190标准不完整另外JB8891 为行业标准，不具有强制性，对国内的非道路用柴油机的 排放没有起到控制作用 欧洲、美国和日本的非道路用发动机的排放限值分别 依功率来划分档次，不同功率档次的发动机的排放限值、 实施日期不同大功率的发动机的排放限值较严，而小功 率的发动机的排放限值较松，这与发动机的实际排放状况 和技术水平一致，比较科学合理。

而JB8891是参照欧盟早 期的车用柴油机排放控制标准制订的，没有对功率档次进 行必要的划分，限值都一样，不很科学JB8891标准的排放限值 序号 实施日期 比排放 g/(kW·h) COHCNOXPM1 2000年1月1日 12.3 2.6 15.8 /22002年1月1日 8.4 2.1 10.8 /3待定 4.9 1.2 9.0 0.7 1） 1）只作为检查项目 北京地方标准 DB11/184-20032003年1月北京环保局发布了DB 11/184-2003“非 道路用柴油机排气污染物的限值和测量方法”标准 的适用范围包括“工程机械、农业机械（包括林业机 械、渔业机械、场院机械、农副产品加工机械）”， 所用柴油发动机为变速发动机排气污染物的排放限 值等同采用97/68/EC指令第I、Ⅱ阶段的限值，把 “130≤P≤56。