非道路移动机械用柴油机排气污染物排放-限值与测量方法.pdf

中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准 GB 20891—2014 代替GB 20891-2007 非道路移动机械用柴油机排气污染物排放 限值及测量方法(中国第三、四阶段） Limits and measurement methods for exhaust pollutants from diesel engines of non-road mobile machinery （（CHINA Ⅲ， Ⅳ）） （发布稿） 本电子版为发布稿请以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准 2014-05-16 发布 2014-10-01 实施 环 境 保 护 部环 境 保 护 部 国家质量监督检验检疫总局 国家质量监督检验检疫总局 发布 I 目 次 前 言 II 1 范围1 2 规范性引用文件1 3 术语和定义1 4 型式核准的申请与批准5 5 技术要求和试验6 6 生产一致性检查8 7 柴油机标签9 8 确定柴油机系族的参数9 9 源机的选择10 10 标准的实施11 附录 A （规范性附录） 型式核准申报材料12 附件 AA （规范性附件） 柴油机（源机）的基本特点以及有关试验的资料.13 附件 AB （规范性附件） 柴油机系族的基本特点 18 附件 AC （规范性附件） 系族内柴油机机型的基本特点 19 附录 B （规范性附录） 试验规程22 附件 BA （规范性附件） 测量和取样规程.26 附件 BB （规范性附件） 标定规程 30 附件 BC （规范性附件） 数据确定和计算.35 附件 BD （规范性附件） 耐久性技术要求 41 附件 BE （规范性附件） NRTC 试验循环中发动机测功机的设定规范43 附录 C （规范性附录） 气体和颗粒物取样系统52 附录 D （规范性附录） 基准柴油的技术要求68 附录 E （规范性附录） 柴油机功率测试所需安装的装备和辅件.70 附录 F （规范性附录） 型式核准证书.72 附件 FA （规范性附件） 试验结果.73 附录 G （规范性附录） 生产一致性75 附录 H （资料性附录） 参考文献76 II 前前 言言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》 ，防治非道路 移动机械用柴油机污染物排放对环境的污染，改善环境空气质量，制定本标准。

本标准规定了第三阶段非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值和测量方法， 并提出了 第四阶段的预告性要求 本标准修改采用欧盟（EU）指令 97/68/EC（截止到修订版 2004/26/EC） 《关于协调各成员国 采取措施防治非道路移动机械用发动机气态污染物和颗粒物排放的法律》 中有关非道路移动机械 用柴油机的技术内容 本标准与 2004/26/EC 指令有关非道路移动机械用柴油机的部分相比，主要修改内容如下： — 增加了 ISO8178 中的 G2 测试循环； — 不包含欧 IV 阶段的技术要求； — 增加了 19kW 以下柴油机控制要求； — 增加了 560kW 以上柴油机的控制要求； — 简化了一致性检查的判定方法； — 增加了催化转化器载体体积和贵金属含量的试验要求； — 试验用基准柴油的部分技术参数 本标准是对《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国Ⅰ、Ⅱ阶段） 》 （GB 20891-2007）的修订修订的主要内容如下： — 加严了污染物排放限值； — 增加了瞬态试验循环（NRTC） ； — 增加了 560kW 以上柴油机的控制要求； — 优化了一致性检查的判定方法； — 增加了排放控制耐久性要求； — 增加了催化转化器载体体积和贵金属含量的试验要求； — 修订了试验用基准柴油的技术要求。

本标准的附录 A、附录 B、附录 C、附录 D、附录 E、附录 F 和附录 G 为规范性附录，附录 H 为资料性附录 第四阶段非道路移动机械用柴油机排气污染物排放控制要求在全国范围的实施时间另行规 定，鼓励有条件的地区提前实施 本标准由环境保护部科技标准司组织制订 本标准起草单位：济南汽车检测中心、中国环境科学研究院、玉柴机器股份有限公司 本标准环境保护部 2014 年 4 月 28 日批准 自本标准发布之日起，即可依据本标准进行型式核准自 2014 年 10 月 1 日起，凡进行排气 污染物排放型式核准的非道路移动机械用柴油机都必须符合本标准第三阶段要求 《非道路移动 机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国Ⅰ、Ⅱ阶段） 》 （GB 20891-2007）自 2016 年 4 月 1 日废止 本标准由环境保护部解释 1 非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值 及测量方法（中国第三、四阶段） 1 范围 本标准规定了非道路移动机械用柴油机（含额定净功率不超过37kW的船用柴油机）和在道 路上用于载人（货）的车辆装用的第二台柴油机排气污染物排放限值及测量方法 本标准适用于以下（包括但不限于）非道路移动机械装用，在非恒定转速下工作的柴油机 的型式核准、生产一致性检查和耐久性要求，如： — 工业钻探设备； — 工程机械（包括装载机，推土机，压路机，沥青摊铺机，非公路用卡车，挖掘机、 叉车等） ； — 农业机械（包括大型拖拉机、联合收割机等） ； — 林业机械； — 材料装卸机械； — 雪犁装备； — 机场地勤设备。

本标准适用于以下（包括但不限于）非道路移动机械装用的，在恒定转速下工作的柴油机 的型式核准、生产一致性检查和耐久性要求，如： — 空气压缩机； — 发电机组； — 渔业机械（增氧机、池塘挖掘机等） ； — 水泵 2 规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件或其中的的条款，凡是不注日期的引用文件，其有效版本 适用于本标准 GB 252 普通柴油 GB/T 6072 往复式内燃机：性能 GB/T 6379.2-2004 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第2部分:确定标准测量方法 重复性与再现性的基本方法 GB 17691-2005 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方 法（中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段） GB/T 17692-1999 汽车用发动机净功率测试方法 HJ 509-2009 车用陶瓷催化转化器中铂、钯、铑的测定 电感耦合等离子体发射光谱法和 电感耦合等离子体质谱法 3 术语和定义 3.1 非道路移动机械 non-road mobile machinery 指用于非道路上的、如“范围”中提到的各类机械，即： （1）自驱动或具有双重功能：既能自驱动又能进行其他功能操作的机械； （2）不能自驱动，但被设计成能够从一个地方移动或被移动到另一个地方的机械。

3.2 第二台柴油机 secondary engine 指道路车辆装用的、不为车辆提供行驶驱动力而为车载专用设施提供动力的柴油机 2 3.3 试验循环 test cycle 指柴油机在稳态工况或瞬态工况(NRTC试验)下按照规定的转速和扭矩进行试验的程序 3.4 NRTC 试验（non-road transient cycle） 指按照本标准附件BE规定，包含l 238个逐秒变换工况的试验循环 3.5 基准转速（nref） 指按照GB17691-2005标准附件BB中所述的，NRTC试验相对转速100％点所对应的实际转 速值 3.6 柴油机型式核准 diesel engine type-approval 指就柴油机排气污染物的排放水平核准一种柴油机机型 3.7 柴油机机型 diesel engine type 指在附件AA中列出的柴油机基本特性参数无差异的同一类柴油机 3.8 柴油机系族 diesel engine family 指制造企业按附件AB规定所设计的一组柴油机，这些柴油机具有类似的排气排放特性；同 一系族中所有柴油机都必须满足相应的排放限值 3.9 源机 parent engine 指从柴油机系族中选出的，能代表这一柴油机系族排放特性的柴油机。

3.10 排气污染物 emission pollutants 指柴油机排气管排出的气态污染物和颗粒物 3.11 气态污染物 gaseous pollutants 指排气污染物中的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）碳氢化合 物（HC）以C1当量表示（假定碳氢比为1:1.88），氮氧化物（NOx）以二氧化氮（NO2）当量 表示 3.12 颗粒物 （PM）particulate matter 指按附录B所描述的试验方法，在温度不超过325K（52℃）的稀释排气中，由规定的过滤 介质收集到的排气中所有物质 3.13 净功率 （P）net power 指在柴油机试验台架上，按照 GB/T17692-1999 规定的净功率测量方法，在本标准规定的 试验条件 1）下，在柴油机曲轴末端或其等效部件上测得的功率 3.14 额定净功率 （Pmax）rated net power 指制造企业为柴油机型式核准时标明的净功率 3.15 额定转速 rated speed 1） 净功率试验时，柴油机上所安装的装备和辅件见附录 E，使用的基准燃料技术参数见附录 D 3 指制造企业使用说明书中规定的、调速器所允许的全负荷最高转速；如果柴油机不带调速 器，则指制造企业在使用说明书中规定的柴油机最大功率时的转速。

3.16 负荷百分比 percent load 指在柴油机某一转速下可得到的最大扭矩的百分数 3.17 中间转速 intermediate speed 指设计在非恒定转速下工作的柴油机，按全负荷扭矩曲线运行时，符合下列条件之一的转 速： — 如果标定的最大扭矩转速在额定转速的 60-75%之间，则中间转速取标定的最大扭矩转 速； — 如果标定的最大扭矩转速低于额定转速的 60%，则中间转速取额定转速的 60%； — 如果标定的最大扭矩转速高于额定转速的 75%，则中间转速取额定转速的 75% 3.18 有效寿命 useful life 由本标准第5.2.2条规定的，保证非道路移动机械用柴油机及其排放控制系统（如有）的正 常运转并符合有关气态污染物和颗粒物排放限值，且已在型式核准时给予确认的使用时间 3.19 替换用柴油机 replacement diesel engine 指仅以更换部件为用途的非道路移动机械用新柴油机 3.20 缩写、符号及单位 3.20.1 试验参数符号 所有的体积和体积流量都必须折算到 273K（0℃）和 101.3kPa 的基准状态 符号 单位 定义 AP m2 等动态取样探头的横截面积 AT m2 排气管的横截面积 Aver 加权平均值 m3/h － 体积流量 kg/h － 质量流量 C1 － 碳氢化合物，以 C1当量表示 Conc ppm （或 Vol %） 某组分的浓度（用下标表示） concc ppm（或 Vol %） 背景校正后的某组分浓度（用下标表示） concd ppm（或 Vol %） 稀释空气的某组分浓度（用下标表示） DF － 稀释系数 fa － 实验室大气因子 FFH － 燃油特性系数， 用来根据氢碳比从干基浓度转化 为湿基浓度 GAIRW kg/h 湿基进气质量流量 GAIRD kg/h 干基进气质量流量 GDILW kg/h 湿基稀释空气质量流量 GEDFW kg/h 湿基当量稀释排气质量流量 GEXHW kg/h 湿基排气质量流量 4 GFUEL kg/h 燃油质量流量 GTOTW kg/h 湿基稀释排气质量流量 HREF g/kg 绝对湿度基准值 10.71g/kg，用于计算 NOX和颗 粒物的湿度校正系数 Ha g/kg 进气绝对湿度 Hd g/kg 稀释空气绝对湿度 I － 表示某一工况的下标 KH － NOX湿度校正系数 Kp － 颗粒物湿度校正系数 Kw，a － 进气干-湿基校正系数 Kw，d － 稀释空气干-湿基校正系数 Kw，e － 稀释排气干-湿基校正系数 Kw，r － 原排。