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Ⅰ、Ⅱ阶段).pdf
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1、ICS 13.040.50 Z 64 道自中华人民共和国国家标准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I、E阶段)L缸nits皿.dmeasurement metbods for exbaust pollutants fromdi础:le唔nesof non-road mobile ma曲ine可(1、1I) 2007-04-03发布2007-10-01实施国家环境保护总局发布国家质量监督检验检查甏总局国家环境保护总局公丘仨口2007年第29号GB 20891 - 2007 为贯彻中华人民共和国大气污染防治法,保护环境,防治污染,促进技术进步,优
2、化产业结构,现批准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、E阶段l为国家污染物排放标准,并由我局与国家质量监督检验检疫总局联合发布。标准名称、编号如下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、E阶段)(GB20891-2007) 按有关法律规定,该标准具有强制执行的效力。该标准自27年10月1日起实施,由中国环境科学出版社出版,标准内容可在国家环境保护总局网站()查询。特此公告。2007年4月3日GB 20891 - 2007 目次前言. . . IV l 适用围2 规范性引用文件.3 术语和定义.4 型式核准的申请与批准- . 5 5 技术要求和试验.
3、.- . 5 6 生产一致性检查 . 6 7 柴油机标签 .- - 7 8 确定柴油机系族的参数. 8 9 源机的选择. . 9 10标准的实施. . . 9 附录A(规范性附录)型式核准申报材料. . 10 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. . 11 附件AB(规范性附件)柴油机系族的基本特点. . . 15 附件AC(规范性附件)系族内柴油机机型的基本特点. . 16 附录B(规范性附录)试验规程. . . . 19 附件BA(规范性附件)测量和取样规程. 23 附件BB(规范性附件)标定规程-. . 28 附件BC(规范性附件)数据确定和计算-. - 3
4、4 附录C(规范性附录)气体和颗粒物取样系统 . 40 附录D(规范性附录)基准柴油的技术要求.-. 56 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. 57 附录F(规范性附录)型式核准证书. . 59 附件FA(规范性附件)试验结果 . . 60 附录G(规范性附录)生产一致性 . . 62 附录H(资料性附录)参考文献.63 111 G 20891 - 2007 前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排气对环境的污染,制定本标准。本标准修改采用欧盟(EU)指令97/68/EC(截止到修订版22/88/EC)2r/min r
5、/min kW 在r/min下Nm 在r/min下rnuVRUVRUVhVA 1 ) 由制造厂提供革族内每种柴汹机机型的详细资料到划掉不适用者。3) 注明公差。16 AC.1丁16.1制造厂AC.1.16.2 型号AC.1.16.3 系统描述如:最高增压压力、废气旁通阀(如有)J AC.1.17 中冷器:有/元1)AC.1.17.1 制造厂:AC.1.17.2 型号:AC.1.18 进气系统GB 20891 - 2007 按照GB/T17692-1999规定的净功率测量方法,按本标准规定的试验条件,并在柴油机额定转速和l%负荷下,允许的最大进气压力降:一一一一一_kPa o AC.1.19 排
6、气系统按照GB/T17692-1阴规定的净功率测量方法,按本标准规定的试验条件,并在柴汹机额定转速和l%负荷下,允许的最大排气背压:一一一一kPaoAC.2 防治空气污染的措施AC.2.1 附加的污染控制装置(如有,而没有包含在其他项目内)AC.2.1.1 催化转化器:有/元。AC.2.1.1.1 刮造厂:AC.2.1.1.2 型号:AC.2.1.1.3 催化转化器及其催化单元的数目:AC.2.1.1.4 催化转化器的尺寸、形状和体积:AC.2.1.1.5 催化反应的型式AC.2.1.1.6 贵金属总含量:AC.2.1.1.7 贵金属的相对浓度:AC.2.1.1.8 载体(结构和材料)AC.2
7、.1.1.9 孔密度:AC.2.1.1.10 催化转化器壳体的型式:AC.2.1.1.11 催化转化器的位置(在排气管路中的位置和基准距离): AC.2.1.2 氧传感器:有/无1)AC.2.1.2.1 制造厂AC.2.1.2.2 型号AC.2.1.2.3 位置:AC.2.1.3 空气喷射:有/元1)AC.2.1.3.1 类型(脉动空气,空气泵等): AC.2.1.4 EGR:有/无1)AC.2.1.4.1 特性(流量等)AC.2.1.5 颗控物捕集器有/无1)AC.2.1.5.1 制造厂AC.2.1.5.2 型号:AC.2.1.5.3 颗粒物捕集器的尺寸、形状和容积:AC.2.1.5.4 颗
8、粒物捕集器的型式和结构AC.2.1.5.5 位置(排气管道中的基准距离): AC.2.1.5.6 再生方法或系统,描述和(或)图纸:1) 划掉不适用者。17 GB 20891 - 2007 AC.2.1.6 其他系统有/无2)AC.2.1.6.1 种类和作用AC.3燃料供给AC.3.1 输油泵压力1):AC.3.2 啧射系统AC.3.2.1 颐汹泵AC.3.2.1.1 制造厂AC.3.2.1.2 型号:kPa 在全负荷供油位置,泵转速为:一一一r/min (额定和最大扭矩)时,供油量1).一一-一rrun3/冲程(或循环);或特性曲线(说明所用的试验方法:在柴油机上/在油泵试验台上2) AC.
9、3.2.1.3 喷油提前AC.3.2.1.3.1 喷油提前曲线1).AC.3.2.1.3.2 静态喷油正时1) AC.3.2.2 高压油管AC.3.2.2.1 长度:AC.3.2.2.2 内在2: AC.3.2.3 喷油器AC.3.2.3.1 制造厂:AC.3.2.3.2 型号AC.3.2.3.3 开启压力或特性曲线1).2) : AC.3.2.4 调速器AC.3.2 .4.1 制造广:AC.3.2.4.2 型号:AC.3.2.4.3 全负荷开始减油点的转速:AC.3.2 .4.4 最高空转转速AC.3.2.4.5 怠速转速:AC.3.3 冷启动装置AC.3.3.1 制造厂:AC.3.3.2
10、型号:AC.3.3.3 描述:AC.4 气阀正时AC .4.1 气阀最大升程,开启和关闭角度:AC.4.2 基准值和(或)设定范围1).1) 注明公差。2) 划掉不适用者。18 rrun rrun kPa) r/min r/min r/min GB 20891 - 2007 B.1 概述附录B(规范性附录)试验规程B.1 .1 本附录描述了柴油机排气污染物的测量方法。B.1.2 试验应在发动机测功机台架上进行。B.2试验条件B.2.1 所有的体积和体积流量都必须折算到273K (0 C)和101.3kPa的基准状态。B,2.2 柴油机试验条件B.2.2.1 柴油机进气的热力学温度T,用K表示,
11、干空气压p,用kPa表示,应根据下列公式计算实验室大气因子儿对于自然吸气和机械增压柴油机:人=(艺)x (主)0.7 对于带或不带进气中冷的涡轮增压柴油机儿=(吉)7X (朵)15B.2.2.2 试验有效性的判定当实验室大气因子J,满足下列条件时,认为试验有效0.96.,;儿运1.06B.2.2.3 对于增压中冷柴油机,必须记录冷却介质和增压空气的温度。B.2.3 柴油机进气系统试验柴油机应该装有一套进气系统,其进气压力降应为制造厂规定的上限值:在制造厂规定的柴油机最大进气流量的工作条件下,由清洁的空气滤清器所产生的进气压力降。如果试验室系统可以代表实际的柴油机运行条件,则可以使用试验室系统。
12、B.2.4 柴油机排气系统试验柴油机应该装有一套排气系统,其排气背压为制造厂规定的上限值.即在柴油机最大标定功率的工作条件下所产生的排气背压。B.2.5 冷却系统柴油机的冷却系统应有足够的能力使柴油机保持制造厂规定的正常工作温度。B.2.6 润滑油应该记录试验时所用润滑油的规格。B.2.7 试验燃泊试验时应该使用附录D表D.l规定的基准燃油。试验用基准燃油的十六烧值、含硫量和密度应该分别记录在附录F附件FA的第FA.l.1.1条、第FA.1. 1.2条和第FA.1. 1.3条中。喷油泵进口处的燃油温度应为306句316K (33句431:),或符合制造厂的规定。B.2.8 功率比排放量测量以不
13、修正的净功率为基础。试验时,应拆除某些安装在柴油机上、仅用于操纵非道路移动机械所需的辅件。诸如:19 GB 20891-27 -一制动用空气压缩机;一一制动转向用压缩泵;一二一空调压缩机,一一液压驱动泵。见附录E的描述。如上述辅件未被拆除,则应确定这些辅件在试验转速下所吸收的功率,以便按照第B.2.9条的规定计算测功机的设定值。B.2.9 测功机设定值的确定进气压力降和排气背压的设定值应根据第B.2.3条和第B.2.4条的规定调节到制造厂规定的上限。为了计算规定试验工况的扭矩值,应根据试验确定规定试验转速下的最大扭矩值。对于不在全负荷扭矩特性曲线的转速范围内工作的柴油机,应由制造厂确定测试转速
14、下的最大扭矩。每个试验工况的柴油机设定值应用下列公式计算s = P(.) x忐+(p(,) - P(b) PI. - PA1 如果且云主且1 0.03,则(P(b)-P(.)值需经型式核准机关同意。r(n) B.3 试验B.3.1 准备取样滤纸试验前至少Jh,每张(对)滤纸应该放在个有盖但不密封的培养皿中,放入称重室进行稳定。稳定结束后,应称量每张(对)滤纸的净质量并记录,然后把这张(对)滤纸放置在有盖的培养皿中或洁、纸保持架上直到试验需要,如果这张(对)洁、纸在离开称重室的8h内没有使用,在使用前必须重新稳定、称室。B.3.2 安装测量设备仪器和取样探头应根据要求进行安装。当用全流稀释系统对
15、排气进行稀释时,排气管应与系统相连。B.3.3 起动稀释系统和柴油机起动并预热稀释系统和柴油机直到在全负荷和额定转速下所有的温度和压力达到制造厂规定的要求。B.3 .4 调节稀释比稀释空气的设定应保证每个试验工况滤纸表面温度不超过325K (52(;).总稀释比应该不低于40对全流稀释系统单滤纸方法,在所有工况下(对于没有旁通能力的系统每工况的前JOs除外), 通过滤纸的取样质量流量与稀释排气质量流量应保持一恒定的比例,该质量流量比的偏差应控制在土5%以内。对部分流稀释系统单滤纸方法,在所有工况下(对于没有旁通能力的系统每工况的前10s除外),通过滤纸的取样质量流量应保持恒定,其偏差应控制在土
16、5%以内。B.3.5 背景颗粒物的测量对单滤纸方法(多洁、纸方法选用),应启动颗粒物取样系统并在旁通条件下运行。按照附录B附件BA规定的方法对稀释空气进行颗植物取样,测量稀释空气的背景颗粒物值。如果稀释空气经过过滤,可以在试验前、试验中、试验后的任何时间测量一次。如果稀释空气没有经过过滤,最少需要测量三次(即:启动后、接近试验循环中间和结束之前),然后求平均值。B.3.6 背景稀释空气浓度的测量20 GB 20891 - 2007 对于通过测量CO,和NO.浓度控制稀释比的系统,应在每次试验的开始和结束时测量稀释空气中CO,和N仇的含量,试验前后测量的稀释空气中CO2和NO.,的背景浓度应分别
17、在1X10-6和5X 10-6 以内。当使用稀释排气分析系统时,相关的背景浓度应该根据整个试验过程中采人取样袋的稀释空气确定。连续背景浓度测量(无取样袋)至少需要在试验前、接近试验循环中间和试验后测量3次,并求平均值。在制造厂的要求下,背景测量可以被忽略。B.3.7 检查分析仪应标定排放分析仪的零点和量距点。B.3.8 试验程序B.3.8.1 试验循环B.3.8.1.1 对于在非恒定转速下工作的柴油机,按表B.1.1八工况循环进行试验。表B.1.1 工况号柴油机转速负荷百分比/喃加权系数额定转速l 0.15 2 额定转速75 0.15 3 额定转速50 0.15 4 额定转速10 0.1 5
18、中间转速l 0.1 6 中间转速75 。l7 中间转速50 。l8 怠速一。0.15 对于额定净功率小于18kW、在非恒定转速下工作的柴油机,也可以按表B.1.2六工况循环进行试验。表B.1.2工况号柴油机转速负荷百分比/%加仅系数l 额定转速l 0.09 2 额定转速75 0.20 3 额定转速5日0.29 4 额定转速25 0.30 5 额定转速10 。.076 怠速。0.05 B.3.8.1.2 对于在恒定转速下工作的柴油机,按表B.2五工况循环进行试验。表B.2工况号柴油机转速负荷百分比/嗨加权系数额定转速l 0.05 2 额定转速75 0.25 3 额定转速50 0.3 4 额定转速
19、25 0.3 5 额定转速10 。l1) 负荷百分比是在某一给定试验工况下,所需扭矩与该给定转速下最大可用扭矩之比的百分数。最大可用扭矩对应的功率(prime power)为在创造厂规定的保养周期内和大气条件下,可以不限工作小时数持续发出的功率。21 GB 20891 - 2007 B.3.8.2 柴油机的调节为了使柴油机参数稳定到制造厂的规定值,应在额定转速和l%负荷百分比条件下预热柴油机和系统。B.3.8.3 试验程序按照第B.3.8.1条中表B.I.I、或表B.1.2、或表B.2列出的工况号的顺序,依次进行。试验循环中,每工况过渡阶段以后,规定的转速必须保持稳定,偏差应在额定转速的主1%
20、或主3r/min,取其中较大值;怠速点应该在制造厂规定的偏差以内。规定扭矩在试验测量阶段的平均值应该保持稳定,偏差应在试验转速下最大扭矩的土2%以内。每工况最少需要10min.当对某台柴油机进行试验,为了在测量滤纸上获得足够的颗粒物质量,需要更长的取样时间时,试验工况时间可以根据需要延长。工况时间应该记录并写人报告中。在每个工况的最后3min测量气态污染物浓度值并记录。在柴油机达到稳定状态之前,不应该进行颗粒物的采祥和气态污染物的测量,稳定条件由制造厂确定。颗粒物采样和气态污染物测量的完成时间应一致。燃油温度应在制造厂规定的位置或在燃油喷射泵的进口测量,应记录测量点的位置。B.3.8.4 分析
21、仪响应排气应至少在每工况的最后3min通过分析仪,分析仪的输出结果应该用磁带记录仪或等效的数据采集系统记录。如果对稀释后的CO和CO2气体使用取样袋方式测量,排气应在每工况的最后3min 进入取样袋,然后对取样袋分析并记录结果。B.3.8.5 颗粒物取样采用单滤纸方法或多滤纸方法进行颗粒物取样,由于使用不同的方法所产生的结果可能会略有不同,使用的方法必须和结果一起说明。对单滤纸方法,试验循环中的加权系数在取样过程中应该考虑,并据此调节取样流量和取样时间。必须尽可能在每个工况的最后进行取样,每个工况的取样时间,对单滤纸方法最少20s,对多滤纸方法最少S;对没有旁通功能的系统,每工况的取样时间,对
22、单滤纸和多涟;纸方法最少必须So B.3.8 柴油机状态当每工况柴油机稳定后,应该测量柴油机的速度和负荷、进气温度、燃油流量、进气或排气流量。如果不可能进行排气流量的测量或进气和燃油消耗的测量,可以用碳平衡方法或氧平衡方法计算。计算需要的任何附加的数据都必须记录。B.3.9 分析仪的检查排放试验过后,应该用零气和相同的量距气重新检查分析仪,如果试验前、后的检查结果相差不超过2%,则认为试验有效。22 G 20891 - 2007 BA.1 测量和取得规程附件BAl规范性附件)测量和取梓规程应使用附录C规定的系统来测量被提交试验的柴油机的排气污染物。附录C描述了推荐的气态污染物分析系统(见第C.
23、1.1条)和推荐的颗粒物稀释和取样系统(见第C.1.2条)。BA.1.1 测功机技术规格应使用具有合适特性的测功机完成第B.3.8.1条表B.1.1、或表B.1.2、或表B.2规定的试验循环。扭矩和转速的测量仪器通过附加的计算,使测量的轴端功率在允许的功率范围内。测量设备的精度应不超过表BA.l中给出的最大限值。BA.1.2 排气流量根据第BA.1.2.1条第BA.l.2.4条提及的方法之一测量排气流量。BA.1.2.1 直接测量方法用流量喷嘴或等效的流量计系统1)直接测量排气流量。BA.1.2.2 进气空气流量和燃油消耗量的测量方法或或应使用符合表BA.l规定精度的空气流量计和燃油流量计测量
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