路径: 主页 > GB/T > 第306页 > GB/T 8190.4-2023 | 标准编号 | GB/T 8190.4-2023 (GB/T8190.4-2023) | | 中文名称 | 往复式内燃机 排放测量 第4部分：不同用途发动机的稳态和瞬态试验循环 | | 英文名称 | Reciprocating internal combustion engines - Exhaust emission measurement - Part 4: Steady-state and transient test cycles for different engine applications | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J90 | | 国际标准分类 | 27.020 | | 字数估计 | 246,229 | | 发布日期 | 2023-05-23 | | 实施日期 | 2023-12-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 8190.4-2010, 部分代替: GB/T 8190.11-2009 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 8190.4-2023: 往复式内燃机 排放测量 第4部分：不同用途发动机的稳态和瞬态试验循环
ICS 27.020
CCSJ90
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 8190.4-2010,部分代替GB/T 8190.11-2009
往复式内燃机 排放测量
第4部分:不同用途发动机的稳态和
瞬态试验循环
(ISO 8178-4:2020,IDT)
2023-05-23发布
2023-12-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅸ
引言 Ⅺ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 符号和缩略语 9
4.1 通用符号 9
4.2 燃料组分符号和缩略语 13
4.3 化学组分符号和缩略语 13
4.4 缩略语 13
5 试验条件 14
5.1 发动机试验条件 14
5.1.1 实验室试验条件 14
5.1.2 试验有效性 14
5.2 发动机功率 15
5.2.1 需安装的辅助装置 15
5.2.2 需拆除的辅助装置 15
5.2.3 辅助装置功率的确定 15
5.2.4 发动机循环功 15
5.3 发动机进气 16
5.3.1 一般要求 16
5.3.2 进气阻力 16
5.3.3 增压中冷发动机 16
5.4 发动机排气系统 16
5.4.1 一般要求 16
5.4.2 排气阻力 17
5.4.3 带排气后处理系统的发动机 17
5.5 特定试验条件 17
5.5.1 带排气后处理系统的发动机 17
5.5.2 曲轴箱排放 20
5.6 冷却系统 20
5.7 润滑油 21
6 试验燃料 21
7 试验循环 21
7.1 总则 21
7.2 试验转速 21
7.2.1 最大试验转速(MTS) 21
7.2.2 标定转速 22
7.2.3 中间转速 22
7.2.4 怠速 23
7.2.5 恒速发动机试验转速 23
7.3 扭矩和功率 23
7.3.1 扭矩 23
7.3.2 功率 24
7.4 发动机特性试验 25
7.4.1 瞬态循环的发动机特性试验 25
7.4.2 变速稳态循环的发动机特性试验 26
7.4.3 恒速发动机的发动机特性试验 26
7.5 稳态试验循环 27
7.5.1 离散工况试验循环 27
7.5.2 带过渡工况循环(RMC) 28
7.5.3 循环类型及适用性 29
7.6 瞬态循环 32
7.6.1 一般要求 32
7.6.2 非道路瞬态循环(NRTC) 32
7.6.3 大型火花点燃式非道路瞬态循环 32
7.7 试验循环的生成 33
7.7.1 稳态离散工况或RMC试验循环的生成 33
7.7.2 NRTC和LSI-NRTC的生成 34
8 试验运行 35
8.1 一般试验顺序 35
8.2 试验仪器验证 36
8.2.1 间歇取样比例流量控制和PM间歇取样最小稀释比的验证 36
8.2.2 气体分析仪量程验证、漂移验证和漂移修正 37
8.2.3 PM取样介质(如滤纸)预处理和称量 38
8.3 取样系统的净化和预处理 39
8.3.1 HC污染的验证 40
8.4 试验前程序 40
8.4.1 取样滤纸的准备 40
8.4.2 取样系统和发动机预处理的一般要求 41
8.4.3 发动机冷却(NRTC) 42
8.4.4 取样用测量设备的准备 42
8.4.5 气体分析仪校准 42
8.4.6 稀释系统的调整 42
8.5 发动机起动和重起 42
8.5.1 发动机起动 42
8.5.2 发动机熄火 43
8.6 试验循环运行程序 43
8.6.1 离散稳态试验循环试验顺序 43
8.6.2 带过渡工况的试验循环 44
8.6.3 瞬态试验循环(NRTC和LSI-NRTC) 45
8.7 试验后程序 47
8.7.1 比例取样的验证 47
8.7.2 试验后PM预置和称重 48
8.7.3 气体间歇取样分析 49
8.7.4 漂移验证 49
9 数据评估和计算 49
9.1 气体排放物 49
9.1.1 通则 49
9.1.2 气体排放物的取样 49
9.1.3 数据评估 50
9.1.4 质量排放的计算 51
9.1.5 干湿基修正 56
9.1.6 NOx湿度和温度修正 58
9.1.7 循环功和比排放 59
9.1.8 NH3的数据评估 60
9.2 颗粒物质量排放 60
9.2.1 通则 60
9.2.2 颗粒物取样 61
9.2.3 数据评定 61
9.2.4 质量排放的计算 61
9.2.5 有效加权系数(仅用于稳态离散循环) 65
9.3 对非连续(周期性)再生排放控制进行的调整 65
9.4 粒子数量排放 65
9.4.1 时间对齐 65
9.4.2 使用部分流稀释或原排气取样系统测定瞬态和带过渡工况循环(RMC)的粒子数量 65
9.4.3 使用全流稀释系统测定瞬态和带过渡工况循环(RMC)的粒子数量 66
9.4.4 使用部分流稀释或原排气系统测定离散工况循环粒子数量 67
9.4.5 使用全流稀释系统测定离散工况粒子数量 68
9.4.6 试验结果 68
9.4.7 背景粒子数量的确定 70
9.5 双燃料发动机特殊要求 70
9.5.1 双燃料发动机排放试验程序要求 70
9.5.2 确定双燃料发动机摩尔组分比和ugas值 73
10 发动机控制区 74
10.1 总论 74
10.2 按试验循环C1、C2、E1和H试验的发动机控制区 75
10.3 按试验循环D1、D2、E2、G1、G2和G3试验的发动机控制区 76
10.4 按试验循环I试验的发动机控制区 76
10.5 按试验循环E3和E5试验的发动机控制区 77
10.5.1 压燃式船用发动机控制区 77
10.5.2 按试验循环E4试验的发动机控制区 79
10.5.3 按试验循环F试验的发动机控制区 80
附录A(规范性) 稳态离散工况试验循环 82
A.1 试验循环C“非道路机械和工业装备” 82
A.2 试验循环D“恒速” 82
A.3 试验循环E“船用” 83
A.4 试验循环F“轨道牵引” 84
A.5 试验循环G“多用途、草坪和园艺” 84
A.6 试验循环H“雪地车” 85
A.7 试验循环I“运输制冷机组” 85
A.8 加权系数汇总表(仅供参考) 85
附录B(规范性) 带过渡工况的稳态试验循环(RMCs) 87
B.1 试验循环C“非道路机械和工业装备” 87
B.2 试验循环D“恒速” 88
B.3 试验循环E“船用” 89
B.4 试验循环F“轨道牵引” 90
B.5 试验循环G“多用途、草坪和园艺” 91
B.6 试验循环H“雪地车” 92
B.7 试验循环I“运输制冷机组” 92
附录C(规范性) 瞬态试验循环 94
C.1 通用要求 94
C.2 NRTC发动机测功器设定 94
C.3 LSI-NRTC发动机测功器设定 134
附录D(资料性) 排气质量流量和/或燃烧空气质量流量的计算 174
D.1 通则 174
D.2 燃料燃烧的化学计量计算;燃料特定系数 174
D.2.1 化学计量计算的基础数据 174
D.2.2 通用公式 176
D.2.3 反应式和燃料化学计量燃烧公式 177
D.2.4 干/湿基修正系数kw的计算 179
D.2.5 利用ffw和fed计算干、湿排气密度 181
D.3 从排气组分计算排气质量流量(对含C、H、S、N和O的燃料采用碳和氧平衡) 181
D.3.1 通则 181
D.3.2 基于碳平衡的排气质量流量的计算 182
D.3.3 氧平衡:迭代计算程序 185
D.4 燃料特定系数的推导 187
附录E(资料性) 排气质量流量计算示例程序 189
附录F(资料性) 计算程序示例(原排/部分流) 191
F.1 化学当量计算基本数据 191
F.2 气体排放(柴油燃料) 191
F.3 颗粒排放(柴油燃料) 192
附录G(规范性) 设备和辅助装置的安装要求 194
附录H (规范性) 基于摩尔的排放计算 196
H.1 通则 196
H.2 符号转换 196
H.2.1 通用符号 196
H.2.2 下标 198
H.2.3 化学成分的符号和缩略语(也用作下标) 199
H.2.4 燃料成分的符号和缩略语 200
H.2.5 本附录中使用的化学平衡的符号 201
H.3 基本参数和关系 202
H.3.1 干空气和化学物种 202
H.3.2 湿空气 203
H.3.3 燃料性质 204
H.3.4 总HC和非甲烷HC浓度 204
H.3.5 流量加权平均浓度 207
H.4 燃料、进气和排气的化学平衡 207
H.4.1 概述 207
H.4.2 需要化学平衡的程序 208
H.4.3 化学平衡程序 208
H.4.4 NOx湿度和温度修正 209
H.5 原始气体排放物 209
H.5.1 气体排放物的质量 209
H.5.2 干湿基浓度转换 211
H.5.3 排气摩尔流量 211
H.5.4 计算有效扭矩 212
H.6 稀释气体排放 213
H.6.1 排放质量计算和背景修正 213
H.6.2 干湿基浓度转换 214
H.6.3 排气摩尔流量 214
H.6.4 颗粒物的确定 215
H.7 循环功和比排放 216
H.7.1 气体排放物 216
H.7.2 颗粒物排放 217
H.7.3 基于非连续(周期)再生的排放控制的调整 218
H.7.4 粒子数量排放 219
H.7.5 双燃料发动机特殊要求 219
H.8 稀释排气流量(CVS)校准 220
H.8.1 基准流量计的转换 220
H.8.2 PDP校准计算 221
H.8.3 文丘里管控制方程和允许假设 221
H.8.4 SSV校准 224
H.8.5 CFV校准 225
H.9 漂移修正 226
H.9.1 范围和频率 226
H.9.2 修正原则 226
H.9.3 漂移确认 226
H.9.4 漂移修正 226
参考文献 228
图1 系统响应的定义:延迟时间、响应时间、上升时间和转换时间 9
图2 非连续(周期)再生方案 19
图3 扭矩比例:发动机各转速下全负荷扭矩百分比 24
图4 螺旋桨特性曲线的扭矩和功率比例示例 25
图5 试验顺序 36
图6 转速C小于2400r/min、按试验循环C1、C2、E1和H试验的发动机控制区 75
图7 转速C大于2400r/min、按试验循环C1、C2、E1和H试验的发动机控制区 76
图8 按试验循环I试验的发动机控制区 77
图9 按试验循环E3试验的发动机 78
图10 按试验循环E5试验的发动机 79
图11 按试验循环E4试验的发动机 80
图12 按试验循环F试验的发动机 81
图D.1 空气-燃料-排气 188
图E.1 根据附录D通过排气和燃料成分计算排气质量流量 190
表1 通用符号 10
表2 燃料的选择 21
表3 RMC回归线偏差 45
表4 回归线偏差 47
表5 回归分析中允许删除的点 47
表6 排气中的u值和各种排气组分的密度 52
表7 由质量比为50%的气体燃料和50%的柴油燃料组成的混合物的摩尔组分比 72
表8 质量比为50%的气体燃料和50%的柴油燃料混合物的原排气ugas值和组分密度 72
表A.1 循环C1试验工况和加权系数表 82
表A.2 循环C2试验工况和加权系数表 82
表A.3 循环D试验工况和加权系数表 82
表A.4 循环E试验工况和加权系数表 83
表A.5 循环F试验工况和加权系数表 84
表A.6 循环G试验工况和加权系数表 84
表A.7 循环H试验工况和加权系数表 85
表A.8 循环I试验工况和加权系数表 85
表A.9 加权系数汇总表 85
表B.1 RMC-C1试验工况表 87
表B.2 RMC-C2试验工况表 87
表B.3 RMC-D2试验工况表 88
表B.4 RMC-E2试验工况表 89
表B.5 RMC-E3试验工况表 89
表B.6 RMC-E5试验工况表 89
表B.7 RMC-F试验工况表 90
表B.8 RMC-G1试验工况表 91
表B.9 RMC-G2试验工况表 91
表B.10 RMC-H试验工况表 92
表B.11 RMC-I试验工况表 92
表C.1 94
表C.2 134
表D.1 符号和缩略语 174
表D.2 相对原子质量、摩尔质量和摩尔体积 174
表D.3 本文件所用摩尔体积 175
表E.1 排气质量流量计算示例 189
表F.1 试验循环单个点的测量数据 191
表F.2 燃料组分 192
表F.3 测量数据 193
表G.1 设备和辅助装置的安装要求 194
表H.1 通用符号列表 196
表H.2 下标 198
表H.3 化学成分的符号和缩略语列表 199
表H.4 燃料成分符号和缩略语列表 201
表H.5 各种燃料的氢、氧、硫和氮与碳的原子比和碳的质量分数 204
表H.6 PDP校准数据示例 221
表H.7 CFV流量计的CfCFV与β和γ关系 222
表H.8 可假设Mmix为定值的稀释空气和校准气露点示例 224
表H.9 萨瑟兰三系数黏度模型参数 225
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件是GB/T 8190《往复式内燃机 排放测量》的第4部分。GB/T 8190已经发布了以下部分:
---第1部分:气体和颗粒排放物的试验台测量系统;
---第2部分:气体和颗粒排放物的现场测量;
---第3部分:稳态工况排气烟度的定义和测量方法;
---第4部分:不同用途发动机的稳态和瞬态试验循环;
---第5部分:试验燃料;
---第6部分:测量结果和试验报告;
---第7部分:发动机系族的确定;
---第8部分:发动机系组的确定;
---第9部分:压燃式发动机瞬态工况排气烟度试验台测量用试验循环和测试规程;
---第10部分:压燃式发动机瞬态工况排气烟度的现场测量用试验循环和测试规程。
本文件代替GB/T 8190.4-2010《往复式内燃机 排放测量 第4部分:不同用途发动机的稳态试
验循环》,部分代替GB/T 8190.11-2009《往复式内燃机 排放测量 第11部分:非道路移动机械用发
动机瞬态工况下气体和颗粒排放物的试验台测量》。本文件以 GB/T 8190.4-2010为主,整合了
GB/T 8190.11-2009的部分内容,与GB/T 8190.4-2010相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技
术变化如下:
a) 增加了部分术语和定义(见第3章);
b) 增加了部分符号和缩略语(见第4章);
c) 将GB/T 8190.11-2009中5.1~5.7的内容纳入,增加了试验条件(见第5章);
d) 将GB/T 8190.11-2009中5.8的内容纳入,增加了试验燃料(第6章);
e) 增加了带过渡工况的试验循环(见7.5.2和附录B);
f) 增加了试验循环类型I“运输制冷机组”(见7.5.3.7);
g) 将GB/T 8190.11-2009中第6章和附录A的内容纳入,增加了非道路瞬态循环(NRTC)(见
7.6.2和C.2);
h) 增加了大型火花点燃式非道路瞬态试验循环(LSI-NRTC)(见7.6.3和C.3);
i) 将GB/T 8190.11-2009中6.4的内容纳入,增加了试验循环的生成(见7.7);
j) 将GB/T 8190.11-2009中第7章的内容纳入,增加了试验运行程序(见第8章);
k) 增加了数据评估和计算(见第9章);
l) 增加了试验循环类型I的发动机控制区(见10.4);
m) 更改了试验循环类型E3、E5发动机控制区(见10.5.1,2010年版的9.4.1);
n) 增加了试验循环类型F发动机控制区(见10.5.3);
o) 增加了设备和辅助装置的安装要求(见附录G);
p) 增加了基于摩尔的排放计算(见附录H)。
本文件等同采用ISO 8178-4:2020《往复式内燃机 排放测量 第4部分:不同用途发动机的稳态
和瞬态试验循环》。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国机械工业联合会提出。
本文件由全国内燃机标准化技术委员会(SAC/TC177)归口。
本文件起草单位:上海柴油机股份有限公司、上海内燃机研究所有限责任公司、潍柴动力股份有限
公司、常柴股份有限公司、雪龙集团股份有限公司、浙江和夏科技股份有限公司、上海机动车检测认证技
术研究中心有限公司、中南林业科技大学、天津内燃机研究所(天津摩托车技术中心)、潍坊内燃机质量
检验中心有限公司、中国船舶重工集团公司第七一一研究所、上海汽车集团股份有限公司商用车技术
中心。
本文件主要起草人:郭华、张龙兵、乔亮亮、王志坚、庄国钢、计维斌、朱荻、虞宁、夏慧鹏、杨汉乾、
郑建、谢亚平、张顺、尹慧琼、陈文杰、王家宝、阚海、张东明、魏长生、刘建勇。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:
---GB/T 8190.4,1999年首次发布为 GB/T 8190.4-1999(代替文件的历次版本发布情况为:
GB 6456-1986《柴油机排放试验方法 第1部分:汽车及工程机械用》,GB 8189-1987《柴油
机排放试验方法 第2部分:地下矿、机车、船舶及其他工农业机械用》),2010年首次修订;
---GB/T 8190.11,2009年首次发布。
引 言
与道路用发动机相比,非道路用发动机具有非常宽广的功率范围和结构形式,并可用于许多不同的
用途。
GB/T 8190旨在合理制定非道路用发动机的试验规程,以使为控制气体和颗粒物排放的法规起
草、发动机技术条件编制和发动机认证得以简化和经济有效。
为达到上述目的,本文件采用三项基本原则:
第一原则:按发动机的相似工作特性划分用途,以便将试验循环数减至最少,但又要保证这些试验
循环能代表发动机的实际运转情况。
第二原则:排放测量结果根据GB/T 8190.1规定的有效功率来表示,这可以保证当发动机用途改
变时不必重复进行试验。
第三原则:引入发动机系族的概念。在该系族中,具有相似排放特性和相似结构的发动机可以用该
系族中排放最高的发动机来代表。
ISO 8178由ISO/TC70/SC8归口,1994年-2006年,ISO/TC70/SC8发布了11个部分。
---第1部分:气体和颗粒排放物的试验台测量。目的在于确立往复式内燃机稳态工况下气体和
颗粒排放物的试验台测量和评定方法。
---第2部分:气体和颗粒排放物的现场测量。目的在于确立往复式内燃机稳态和瞬态工况下气
体和颗粒排放物的现场测试和评定方法。
---第3部分:稳态工况排气烟度的定义和测量方法。目的在于确立往复式内燃机稳态工况下两
种排烟特性的测量方法。一种方法是用测量光束的明暗度来评定排烟的消光度,另一种方法
是用测量滤纸的黑度来评定碳烟含量。
---第4部分:不同用途发动机的稳态试验循环。目的在于确立用于测量和评定与测功器连接的
往复式内燃机气体和颗粒排放物的稳态试验循环。
---第5部分:试验燃料。目的在于确立按ISO 8178-4所述排放试验循环进行排放测量所推荐使
用的燃料。
---第6部分:测量结果和试验报告。目的在于确立往复式内燃机排放测量结果报告的数据格式。
---第7部分:发动机系族的确定。目的在于确立用以确定发动机系族技术规格和选择源机的
参数。
---第8部分:发动机系组的确定。目的在于确立用以确定发动机系组技术规格和选择系组源机
的参数。
---第9部分:压燃式发动机瞬态工况排气烟度试验台测量用试验循环和测试规程。目的在于确
立在试验台上评定压燃式发动机排气烟度的试验循环和测试规程。
---第10部分:压燃式发动机瞬态工况排气烟度现场测量用试验循环和测试规程。目的在于确立
在现场状况下评定压燃式发动机排气烟度的试验循环和测试规程。
---第11部分:非道路移动机械用发动机瞬态工况下气体和颗粒排放物的试验台测量。目的在于
确立往复式内燃机瞬态工况下气体和颗粒排放物的试验台测量和评定方法。
2010年之后,ISO/TC70/SC8启动了对ISO 8178的整合。至2017年,完成了对ISO 8178-1:
2006、ISO 8178-4:2007和ISO 8178-11:2006整合,发布了ISO 8178-1:2017和ISO 8178-4:2017(2020
年再次修订为ISO 8178-1:2020和ISO 8178-4:2020);2019年,将ISO 8178-3:1994、ISO 8178-9:2012
和ISO 8178-10:2002整合,发布了ISO 8178-3:2019和ISO 8178-9:2019。至此,ISO 8178由原
先的11个部分整合为9个部分,GB/T 8190拟与其保持一致,由9个部分构成。
---第1部分:气体和颗粒排放物的试验台测量系统。目的在于确立往复式内燃机气体和颗粒排
放物的试验台测量方法。
---第2部分:气体和颗粒排放物的现场测量。目的在于确立气体和颗粒排放物的现场测试和评
定方法。
---第3部分:使用滤纸式烟度计测量压燃式发动机排气烟度的测试规程。目的在于确立往复式
内燃机稳态工况下使用滤纸式烟度计测量排气烟度的方法。
---第4部分:不同用途发动机的稳态和瞬态试验循环。目的在于确立与测功器连接的往复式内
燃机气体和颗粒排放物的试验循环、试验程序和评定。
---第5部分:试验燃料。目的在于确立按本文件所述排放试验循环进行排放测量所推荐使用的
燃料。
---第6部分:测量结果和试验报告。目的在于确立往复式内燃机排放测量结果报告的数据格式。
---第7部分......
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