国外现行和未来的非道路车辆用柴油机排放法规
美国柴油机EPA第I-IV阶段法规要求介绍
1美国非路用柴油机EPA 第I -IV 阶段法规要求介绍天津内燃机研究所第一研究室2PART89、1039涵盖非路用发动机Multi-Terrain Loader 19 ≤kW < 56Agricultural Tractor 130 ≤kW ≤560Steer Loader 56 ≤kW < 1303柴油机EPA 第I-III 阶段法规构成•I-III 阶段非路用柴油机法规由多个相关部分组成，并阶段选择性实施:–40 CFR part 89: CONTROL OF EMISSIONS FROM NEW AND IN-USE NONROAD COMPRESSION-IGNITION ENGINES –40 CFR part 1065:Engine-testing regulations （optional）–40 CFR part 1068:General compliance provisions •I-III 阶段法规主要由40 CFR part 89为主，但由于IV 阶段40 CFR part 1039的逐步实施，绝大部分非路用柴油机已转移由PART 1039所控制，中小排量柴油机已全部由PART 1039法规所控制。
•后续对测试等问题的介绍，若无特殊说明，皆依照PART 1039。
4柴油机EPA第IV 阶段法规构成•IV 阶段EPA 非路用柴油机法规由下述几个部分组成:–40 CFR part1039:CONTROL OF EMISSIONS FROM NEW AND IN-USE NONROAD COMPRESSION-IGNITION ENGINES –40 CFR part 1065:Engine-testing regulations （mandatory ）–40 CFR part 1068:General compliance provisionsEPA第I-III阶段尾气排放限值56EPA 第IV阶段尾气排放限值•2014及以前型年,尾气排放标准（§1039.102）7EPA 第IV 阶段尾气排放限值•2014之后,尾气排放标准（§1039.101）3.50.193.50.04除发电机组kW > 5603.50.190.670.03发电机组 3.50.190.400.02全部130 ≤kW ≤560 5.00.190.400.02全部56 ≤kW < 13045.04.70.03全部19 ≤kW < 5636.67.520.40全部kW < 19CONO X +NMHC NMHCNO XPM适用范围最大发动机功率8EPA 第IV 阶段非路用柴油机使用寿命要求8,000小时或10年, 先到为准任何转速kW ≥37(v) 变速或恒速5,000小时或7年，先到为准任何转速19 ≤kW <37(iv) 变速5,000小时或7年，先到为准小于3,000 rpm 19 ≤kW <37(iii) 恒速3,000 小时或5年, 先到为准等于或大于3,000rpm 19 ≤kW <37(ii) 恒速3,000 小时或5年, 先到为准任何转速kW <19(i)变速或恒速使用寿命是. . .额定转速是. . .最大功是. . .发动机认证…EPA第IV阶段柴油机试验分类•瞬间试验，不应用于以下发动机：(i) 2013型号年以前小于37kW的发动机。
非道路移动柴油机械排放法规现状与发展趋势
非道路移动柴油机械排放法规现状与发展趋势发布时间：2022-07-24T03:42:32.710Z 来源：《中国建设信息化》2022年6期作者：骆达伟陈黎峰[导读] 中国非道路交通排放标准某些移动机械设备起步较晚，从2007年第一和第二阶段排放标准到2014年第三和第四阶段排放标准，在技术内容、管理方法等方面与欧美标准体系相似骆达伟陈黎峰浙江省特种设备科学研究院，浙江杭州 310000摘要：中国非道路交通排放标准某些移动机械设备起步较晚，从2007年第一和第二阶段排放标准到2014年第三和第四阶段排放标准，在技术内容、管理方法等方面与欧美标准体系相似。
控制对象仅是未安装在特定移动机器和设备中的马达。
3级越野排放标准出台以来，有关环保部门逐步认识到，如果只对发动机采取严格控制措施，而不在移动越野机械实际运行期间的污染物排放水平上，实施效果将大大降低。
中国《空气污染防治法》于2016年1月1日生效，其中第四章第三节涉及"预防和减少机动车、船舶和移动机械的污染"，包括《预防和减少现场空气污染条例》。
它遍历生产、进口、销售、使用和报废等所有环节，并界定与每个环节相关联的责任主体，如生产企业、车辆、船舶或机械的所有者、检验设施和维护。
在此基础上，地方工程研究仅供参考。
关键词：非道路移动机械排放法规；发展；方法引言现在是互联网时代，经过四个阶段，肯定是通过互联网手段控制排放。
不在道路上移动的整个机械的排放，不应按照那些规定单独进行相应的实验。
以前有一个非本地移动机械发动机的标准，但仍在要求额外的标准。
除了采购符合国家标准的发动机外，发动机安装在其上后，还按照国家规定单独进行整体实验，将发动机安装到机器中，按照新的测试模式循环进行测试，达标之后，机械才是达标状态。
1我国排放法规发展趋势从环境保护的角度来看，近5年来，我国重点建设绿色低碳发展结构，深化大气污染治理工作，大气污染治理和大气污染物减排工作取得了相当大的成效，目前大气污染物排放总量基本达到2000年水平。
国内外非道路柴油机排气污染物标准及管理制度
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第４ 阶段标 准 中除了限值 以外主要变化 有 ：） 验循 １试
环发生了重要变化 在保 留ｌＯ８ ７ — 的Ｃ１ Ｄ 和 Ｇ２ Ｓ ］ ８４ 、２ 稳态
国 内外 非道 路 柴 油 机 排 气 污 染 物 标 准 及 管 理制 度
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控制 （ Ｆ Ａ Ｔ１３ ） 美国第４ ４ Ｃ ＲＰ Ｒ ０ ９ 是 ０ 阶段 标准 ２ ０ 从 ０８
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世界非公路用机动设备排放综述
世界非公路用机动设备排放综述编者按随着中国环境保护和大气治理工作的不断深入，在严格控制汽车尾气污染的同时，非公路用机动设备如工程机械和施工机械的尾气排放也越来越引起人们的重视。
但是，由于我国在这方面起步较晚，相关的法律法规仍在制定和完善之中，很多业内人士对非公路排放的相关内容也不太熟悉，经常将Tier1/2与车用的EuroⅠ/Ⅱ混淆。
因此，本刊特编发此文，希望能够对行业人士进一步了解非公路排放有所帮助。
环境问题引发标准推出早在1964年，美国加利福尼亚州在世界上迈出了控制车辆尾气排放的第一步，对1966年定型生产的轿车尾气排放进行了限制。
1970年美国国会通过了"净化空气法案"，并组建了美国联邦环保署（EPA）。
同年，欧洲和日本也制定了相应的排放控制标准。
此后的几十年，随着汽车保有量的不断增加，以及公众对环境的要求日益提高，各国都制定了越来越严格的汽车排放标准。
但对非公路（美国称off-high鄄way，欧洲称nonroad）用机动设备尾气排放引起的空气污染问题，并未引起足够的重视。
直到1990年，EPA才开始着手研究和限制非公路用机动设备的尾气排放，就像给汽车尾气排放制定一个标准一样。
EPA已经认识到，非公路用机动设备的柴油机尾气排放也给环境带来严重污染，因此决定与柴油机制造商及公众一起，制定一个切实可行的排放控制方案。
1996年，EPA和美国加州空气资源委员会（CARB）联合签署了一个适用于非公路用机动设备柴油机的原则意向书（SOP）。
签署该意向书的发动机制造商有：卡特彼勒、康明斯、迪尔、底特律柴油机、道依茨、五十铃、小松、库伯塔（Kubota）、三菱、北极星（Navistar）、纽荷兰（NewHolland）、威士康（Wis-Con）和洋马（Yanmar）。
1998年8月27日，EPA签署了最终法规以明确原来SOP所规定的非公路用机动设备柴油机排放标准。
它使功率在37kW（50hp）以下的非公路用机动设备柴油机有了第一阶段排放标准（Tier1）。
非道路柴油机实施国Ⅳ排放的技术路线
非道路柴油机实施国Ⅳ排放的技术路线一、欧洲非道路柴油机排放限值的演变在一些国家和地区，非道路柴油机的排放在发动机对环境排放贡献度中要达到65%左右，因此非道路柴油机的排放一直是内燃机排放控制领域的重点。
2022年起，欧洲非道路用柴油机已开始实施欧ⅢB（中国国Ⅳ）排放法规，其对柴油机提出了更为苛刻的要求。
二、非道路柴油机实现国Ⅳ应具有的基本条件非道路国Ⅳ柴油机应该建立在一台有良好基础的电控国Ⅲ发动机基础上。
且具有如下特征：（1）直列式发动机，采用空-空中冷增压系统。
严格控制进气温度，进气温度每降低1℃，（2）采用铸铁缸盖、水冷、4气门结构，喷油嘴垂直中置。
四气门结构有使发动机功率提高15%左右、降低油耗4%左右的潜力。
（3）机体采用铸铁、水冷、湿式缸套，内置机油冷却器。
（4）采用整体铝活塞/钢顶铝裙组合活塞。
（5）燃油系统采用电控共轨系统/电控单体泵/电控泵喷嘴系统，需3～5次的多次喷射（包括预喷、主喷、后喷）能力和更高的燃油喷射压力，应缩短喷油持续期，使放热接近上止点，喷油规律实现柔和燃烧，降低油耗。
（6）进一步优化进气涡流和燃烧系统，采用直口或略微缩口燃烧室，进气涡流比为0.5～1.5，压缩比为16.5～18.5。
（7）缸内最大爆发压力可达18～22MPa，升功率可达35kW/L。
三、结语要实现国Ⅳ对NOx和PM都较低的限值，目前大致上有两条技术路线：其一是先通过优化燃烧，再使用选择性催化还原来降低NOx排放。
其二是使用EGR使NOx降低，但会导致PM增加，因此加DPF将PM捕捉转化。
考虑到中国国情，燃油品质还有差距，但尿素生产比较普遍，因此我国实施非道路国Ⅳ排放宜首选SCR技术路线。
参考文献[1]谭建伟.非道路用柴油机与车用重型柴油机排放标准相关性研究[J].车辆与动力技术，2022，04.[2]郝勇.重型车用柴油机排放法规及技术路线综述[J].内燃机与动力装置，2022，03.[3]徐阳.面向欧Ⅳ以上法规的柴油机排气后处理技术方案[J].武汉理工大学学报，2022，08.。
新西兰非道路排放标准
新西兰非道路排放标准一、发动机排放标准新西兰的非道路排放标准主要基于欧盟和美国的相关法规。
对于发动机的排放，新西兰采用了欧盟的Stage IIIB和美国的EPA Tier 3排放标准。
这些标准主要规定了发动机在燃油消耗、颗粒物排放、氮氧化物排放等方面的要求。
二、燃油和润滑油标准为了降低发动机排放，新西兰对燃油和润滑油的品质也制定了相应的标准。
这些标准主要规定了燃油的硫含量、苯含量、十六烷指数等指标，以及润滑油的粘度、闪点等指标。
三、排放控制技术要求新西兰对非道路车辆的排放控制技术也做出了要求。
这些要求包括对发动机的燃油喷射系统、点火系统、进气系统等方面的技术要求，以及对排放控制装置的安装和维护要求。
四、排放测试程序和方法为了确保非道路车辆的排放符合标准，新西兰规定了相应的排放测试程序和方法。
这些程序和方法主要参考了欧盟和美国的相应法规，包括对发动机的台架试验、车载排放测试等方面的方法和要求。
五、车辆维护保养要求为了保持车辆的排放性能，新西兰对车辆的维护保养也做出了要求。
这些要求包括对发动机的定期保养、更换机油、空气滤清器等方面的要求。
六、车辆使用和操作要求为了减少车辆的排放，新西兰对车辆的使用和操作也做出了要求。
这些要求包括对发动机的合理使用、避免过载、控制车速等方面的要求。
七、排放控制装置的安装和维护要求新西兰对非道路车辆的排放控制装置的安装和维护也做出了要求。
这些要求包括对排放控制装置的型号选择、安装位置、连接方式等方面的要求，以及定期检查和维护的要求。
八、排放相关零部件的质量保证要求为了确保车辆的排放性能不受影响，新西兰对排放相关零部件的质量也做出了要求。
这些要求包括对零部件的材质、制造工艺等方面的质量保证要求。
九、发动机标识和型号要求为了方便监管和管理，新西兰对发动机的标识和型号也做出了要求。
这些要求包括对发动机的型号标识、排放等级等方面的要求。
欧盟非道路柴油机排放标准与我国标准差异分析
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｌａｔｅｓｔ ＥＵ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ（ＥＵ）２０１ ６／１ ６２８ ｒｅｌａｔｉｎｇ ｔｏ ｇａｓｅｏｕｓ ａｎｄ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ
ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｅｍ ｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｏｍ ｂｕｓｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅｓ ｆｏｒ ｎｏｎ—ｒｏａｄ ｍｏｂｉｌｅ ｍ ａｃｈｉｎｅｒｙ ｗ ａｓ ｉｓｓｕｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ２０１ ６．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｇｉｖｅｓ ａｎ ｏｕｔｌｉｎｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ＥＵ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ
５３ Ｉ论文 — ｊ 【ｉＩｉ几动车专栏 】
欧盟 非 道 路 柴 油 机 排 放 标 准 与我 国标 准差异分析
文 ／杨 晓 慈
［摘 要 】关 于 非 道 路 移 动 机 械 用 内 燃 机 气 体 和 颗 粒 污 染 物 排 放 相 关 的 最 新 欧 盟 条 例 ＥＵ２０１６／１６２８于２０１６－？－底 发 布 ，本 文 简 单介 绍 了该 欧盟条 例 ，并对 条例 中 涉及 非道路 柴 油机 部 分 和我 国相 对 应的 国 家标 准进 行 差异 分析
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非道路国四排放标准
非道路国四排放标准近年来，随着全球气候变暖，致力于应对气候变化的努力变得日益重要。
为了减少温室气体排放，国家和地区积极开展研究，制定非道路国四排放标准。
非道路国四排放标准是指为应对气候变化，国家和地区制定的强制性排放标准，以控制重型车辆排放，如商用车辆、农业机械和林业机械。
该标准还限制了尺寸大于170克、小于等于560克的机动车车辆机油的磷含量。
通常，这些标准涉及到发动机或机油的技术参数，以及排放控制装置的安装和维护。
目前，世界上的多个国家和地区开始制定非道路国四排放标准，以控制重型车辆机动车的污染物排放。
例如，美国已于2004年开始实施其联邦的非道路国四排放标准，该标准主要针对货车、建筑机械和农用机械等重型车辆。
这些排放标准要求发动机、机油和排放控制装置均必须符合相关国家标准，以实现有效的排放控制。
总体来看，非道路国四排放标准有助于减少污染物排放，促进绿色发展。
首先，它可以限制重型车辆排放的污染物，从而降低空气污染和环境污染。
其次，非道路国四排放标准的实施也可以促进新技术的应用，为发展清洁能源和可持续交通提供更多可能性。
除了减少污染物排放外，应用非道路国四排放标准还有助于促进能源和资源的有效利用。
重型车辆在燃油消耗方面的改善，将减少能源的消耗，并降低相关行业的油价。
此外，利用低磷酸盐技术可有效降低燃油和机油使用量，降低行业资源的消耗。
最后，实施非道路国四排放标准还可以改善发动机的性能，更有利于环境保护。
按照有关标准，发动机性能可以大大提高，如低烟度和低油耗，低排放等，从而有效减少污染物排放。
综上所述，非道路国四排放标准是应对气候变化的重要手段，它不仅可以降低重型车辆的污染物排放，还有助于促进新技术的应用，改善能源和资源的有效利用，提高发动机性能等，以实现清洁、可持续的发展。
因此，各国都应进一步加强环境治理，积极推动制定非道路国四排放标准的实施，为人类实现新的发展做出积极的贡献。
世界范围非公路用移动式重型柴油机排放法规
1400 - 3500 1460 - 2700 1300 - 2150 850 - 2220 760 - 1340 635 - 900 525 - 760 295 - 800 565 - 650 360 - 600 305 - 525 225 - 635 310 - 330 225 - 350 185 - 300 150 - 275 60 - 85 31-
法规一致对国际贸易非常关键
12
Mobile Source Emission Regulations Basic Elements (Typical) 移动式发动机排放法规的基本要素(典型)
• • • • • • • • • • • • Source categorization 污染源的种类 Gaseous/PM emissions test 气态污染物/ 颗粒排放试验 Smoke test 烟度试验 Regulated pollutants 法规限制的污染物 Standards/effect dates 标准/ 实施日期 Test conditions 试验条件 Measurement procedures 测量程序 Certification fuel 认证燃料 Family versus rating certification 系列和规格 Witnessed versus unwitnessed certification testing 是否要见证试验 Compliance flexibility programs 符合法规的灵活性计划 Verification programs 认证计划
Engine 发动机 Cooling System 冷却系 Few ratings 规格少 Few installation variations 安装变速少 Few product families 系列少 60 mph ram air 60 哩/时迎面风 Light load factors Dense radiator cores高密度散热器芯 载荷系数低 Clean environment 环境清洁 Minimal mechanical loads机械负载小
非道路用柴油机排放现阶段及国四排放升级
非道路用柴油机排放现阶段及国四排放升级.、八、一前言随着我国道路用柴油机排放法规日益严格，道路用柴油机已实施国五排放阶段，国六排放阶段实施迫在眉睫。
随着城市建设、农业发展，各类非道路移动机械在市场、生活中的应用迅速发展，非道路用柴油机的污染日益凸显，对其进行污染物排放控制的需要也越来越迫切。
2014年5 月正式发布了《非道路机械用柴油机排气污染物排放限值与测量方法（中国三、四阶段）》，随着非道路国三排放标准的实施，工程机械、农业装备机械用柴油机的技术升级到整车匹配都迎来了一次升级风，其产生的环境效益也非常庞大，因此对非道路用柴油机排放技术尤其是该技术的关键技术进行深入研究和分析很有必要。
1我国非道路用柴油机的国三排放现状非道路移动机械指的是以内燃机为动力的各种移动式机械设备，如工程机械、农业机械、发电机组等，与道路车辆同属移动污染源范畴。
我国非道路用柴油机每年新增约200 万台左右，全国每年超过 1 亿吨的柴油消耗总量中，约有20%用于各类非道路移动机械。
这些非道路移动机械是氮氧化物的重要排放源，初步估算每年约排放氮氧化物200 万吨以上。
面对无比严重的污染问题，2014 年5 月国家环保部发布了《非道路机械用柴油机排气污染物排放限值与测量方法（中国三、四阶段）》，从国二阶段到国三阶段，主要降低氮氧化合物（NOX和碳氮化合物（THC , 根据发动机功率的不同，降低幅度约30%-45%，国三阶段与国二阶段的污染物排放检测方法相同，与国三阶段新增加了排放控制耐久性要求（详见GB20891-2007和GB20891-2014）,第二阶段和第三阶段非道路机械用柴油机排气污染物排放限值见表 1 。
非道路国三阶段柴油机的技术路线，根据功率的不同，可采用共轨、增压中冷、废气再循环（EGR等技术，小型发动机可采用提高油泵、油嘴喷射压力、涡流室、增压中冷等技术。
目前各发动机企业采取的技术路线基本一致。
目前市场上能够达到非道路三阶段排放标准的主要技术路线有两种，一种是电控单体泵系统，另一种是电控高压共轨系统，现就两种系统的工作原理作一介绍，两种系统的工作原理基本一致，都是ECU （电子控制单元）随时收集发动机工况的各种信息，并通过对电磁阀的控制，现对发动机工况的控制。
欧洲排放介绍
欧洲排放介绍：
欧洲排放全称为非道路移动机械排放，英文为“Emissions From Non-road Mobile Machinery”，简称“NRMM”。
欧洲排放现在包含3个立法指令：原始指令“97/68/EC”，修改指令“2002/88/EC”和最后修改
指令“2004/26/EC”。
这三个指令包含对每个类型发动机的排放限值和测试程序。
指令97/68/EC在1997年12月16号正式成为欧盟成员的法律，以限制安装在非道路移动机械上往复式内燃机的排放和颗粒污染。
此指令覆盖了37 kW～560 kW 柴油发动机，从1999年1月1日正式生效，而且此指令包含阶段1（1999年1月1日实施）和阶段2（2001年1月1日实施）。
指令2002/88/EC是对97/68/EC的修改，并在2002年12月9号成为欧盟成员国的法律。
此指令覆盖了18 kW以下的手持和非手持式汽油发动机，并且包含阶段1和阶段2。
此指令在2004年8月进行实施。
指令2004/26/EC在2004年4月21成为各欧盟国法律。
此指令覆盖了19 kW～560 kW 的柴油发动机，并进一步增加了3个实施阶段。
而且此指令也包含了有轨车，机车，内水陆船等。
而且欧盟计划在2007年末，将要对指令再次修订，以完善其指令。
美欧中最新排放法规
美国非道路排放限值
2004年，美国EPA签署引入Tier4排放标准，适用期限是2008年-2015年。
欧盟非道路排放限值
欧盟非道路柴油机第IV阶段排放限值
中国非道路排放限值
中国第III、第IV阶段标准2014年5月16日发布，自2014年 10月1日起实施。
非道路测试循环（稳态）
非道路测试循环（稳态）
美国环保署2013年3月29日提出法规建议，从2017年起实 施Tier3标准。 循环工况采用FTP-75，US06/SC03体系。
Bin
NMOG+NOx PM (mg/mi) (mg/mi) 3
CO (g/mi) 4.2
HCHO (mg/mi) 4
Bin 160 160
Bin 125 125
Class 3
PMR≥34
Vmax＜135km/h Vmax≥135km/h
WLTC循环
WLTC-Class1 循环
WLTC-Class2 循环
WLTC-Class3 循环
欧5标准排放限值（mg/km）
欧6标准排放限值（mg/km）
欧5排放指标强制实施日期
欧6排放指标强制实施日期
中国道路排放试验循环
美欧中最新排放法规
2015年
目录
非道路排放限值
美国非道路排放限值
欧盟非道路排放限值 中国非道路排放限值 非道路测试循环（稳态） 非道路测试循环（瞬态） 美国道路排放试验循环 美国道路排放限值 欧盟道路排放试验循环 中国道路排放试验循环
非道路测试循环
欧盟使用八工况和五工况的稳态测试循环及瞬态测试循环。 中国与美国还增加了19kW以下非恒定转速柴油机可采用的六工况试验循环。
非道路_4.5L_机型国四排放技术升级
柴油机广泛应用于工程机械、农业机械等非道路移动机械领域，随着国家对节能减排要求的不断提高，非道路移动机械用柴油机的排放标准已经从三阶段向四阶段推进，其限值大幅降低，类似于欧盟非道路IIIB阶段标准。
2021年1月完成的国四标准更新版，非道路柴油机的技术复杂程度已经与车用柴油机国五阶段类似，非道路柴油机的排放控制技术也逐渐受到重视。
生态环境部官网于2021年1月4日发布《<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）（GB20891-2014）修改单》及《非道路柴油移动机械污染物排放控制技术要求》（HJ1014-2020），规定自2022年12月1日起，所有生产、进口和销售的560kW以下（含560kW）非道路移动机械及其装用的柴油机应符合本标准第四阶段要求。
560kW以上非道路移动机械及其装用的柴油机第四阶段实施时间另行公告。
表1为非道路移动机械第三、四阶段各种排气污染物的排放标准。
非道路国四排放技术路线。
满足非道路用柴油机国四排放法规下经济性和实用性最优的技术路线，具体为高压共轨燃油系统、增压中冷、废气再循环和合适的后处理技术路线。
柴油机排放的主要污染物是NOx和PM，国内柴油机制造商通常采取EGR+DOC+DPF技术路线或DOC+DPF+SCR技术路线使柴油机排放达到非道路国四阶段排放限值要求。
EGR+DOC+DPF技术路线。
采用EGR路线降低发动机缸内燃烧温度和氧气浓度来降低NOx排放时，同时也会因此产生大量的颗粒，这些原排过来的颗粒可以利用DPF将其拦截以降低排放。
颗粒物不断被捕捉会导致排气不畅，发动机的动力性和经济性变差，在颗粒累积到一定程度时发动机本身释放一次远程后喷（缸内后喷）或者外部燃油喷射装置喷射燃油（尾管喷射），这些未参与燃烧的燃油会产生大量的碳氢化合物，因此在DPF的前端加入DOC氧化还原装置，碳氢化合物流入DOC中在催化剂作用下进行氧化还原反应，会在DOC内部的氧化反应会释放出大量的热量（能将DPF入口的温度提高到550℃以上），DPF中捕集到的碳粒在高温的作用下和氧气反应生成二氧化碳气体排出；这一过程就叫做DPF的主动再生（Soot Burning）。
国四非道路柴油移动机械排放控制要求的解读及执行
国四非道路柴油移动机械排放控制要求的解读及执行摘要：2020年12月28日，生态环境部发布了GB 20891-2014的修改单和HJ 1014-200标准，自发布之日起，即可依据标准中第四阶段技术要求进行信息公开，同时自2022年12月1日起，所有生产、进口和销售的 560 kW 以下（含560 kW）非道路移动机械及其装用的柴油机应执行这些法规。
北京市发布《关于北京市提前实施国家非道路移动机械第四阶段排放标准的通告》，通告中明确自2021年12月1日起，北京市开始实施非道路国四法规。
污染物的排放管控的对象从非道路移动机械装用的发动机，转变成为了非道路柴油移动机械。
关键词：国四，非道路柴油移动机械，排放，远程监测1引言近年来，随着国内城市建设速度加快，非道路移动机械总量激增，非道路移非道路移动机械是工程建设的重要设备，在城市建筑和路桥建设中应用十分广泛。
但由于非道路移动机械保有量大，排放控制技术水平较低，加之工况复杂，尾气排放较道路车辆高许多。
非道路移动机械的排气污染已成为污染大气环境、危害人类健康的主要来源之一。
国家加大管控力度，国四非道路移动机械更加注重源头控制，即基于终端产品的排放达标来进行污染控制管理，没有把发动机作为独立的达标来进行污染控制管理，没有把发动机作为独立的达标控制对象来考虑，这对我国移动源相关的排放标准提出了新要求，意味着我国原来参考欧美等国家或地区的移动源排放标准体系要进行适当调整。
1国四非道路柴油移动机械排放介绍为贯彻《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》，防治非道路柴油移动机械排气污染物对环境的污染，改善环境空气质量，生态环境部、法规于标准司组织制定了HJ 1014-200《非道路柴油移动机械污染物排放控制技术要求》，此标准规定了第四阶段非道路柴油移动机械及其装用的柴油机污染物排放控制技术要求，同时是对GB 20891-2014《非道路移动用柴油排气污染物排放限值及测量方法（中国第三、四阶段）》中第四阶段内容的补充。
日本非道路发动机(MOT-MOC)排放标准
非道路用发动机（MOT/MOC）
✧法规背景
非道路用发动机与汽车排放法规的管理职权过去属于交通部（MOT，Ministry of Transport)和建设部（MOC，Ministry of Construction），自从2001年日本政府重新组阁两部合并成一部后——委国土资源、基础设施、交通运输部（MLIT，Ministry of Land, Infrastructure and Transport），管辖权交由MLIT。
本摘要阐述了MOT/MOC排放标准的发展过程，目前该标准被MLIT/MOE 排放标准所替代。
MOT排放标准适用于“特殊机动车辆”（注册用于在公路作业的非道路车辆），额定功率在19-560kW，如农用拖拉机、叉车或轮式装载机。
MOC排放标准适用于各种工程机械，如挖掘机、装载拖拉机、混凝土喷射机、钻井机、自卸卡车、混凝土搅拌器、发电机、空气压缩机和轮式起重机。
✧特殊机动车标准（MOT）
MOT标准于2003年10月开始生效（如表1）。
排放根据ISO 8178-4 C1循环进行测量，烟度根据JCMAS T-004进行测量。
表1：特殊用机动车排放标准（MOT），g/kWh
✧建州机械标准（MOC）
工程机械排放标准（MOC）如表2所示。
MOC二阶段限值与
MOT标准限值（表1）是一致的。
排放根据ISO 8178 8-工况C1循环进行测量。
表2：柴油机工程机械排放标准（MOC），g/kWh。
环保当前：国内外非道路移动机械设备的排放法规
环保当前：国内外非道路移动机械设备的排放法规随着全球工业高度发展，环保已经成为人们最为关注的问题之一，各国家和地区都先后推出了本地的环保法规来保护我们的地球。
然而在城市大气污染中汽车和工程机械的污染是不可忽视的一分，发达的国家首先在汽车上执行了排放法规，而后在工程机械其它内燃机动力设备上执行。
世界主要国家均制定了非道路用柴油机的排放法规。
要满足未来更严格的排放法规，需要对原有机型进行技术升级。
从发达国家执行非道路源移动机械污染排放控制标准的情况看，减少碳氢和氮氧化物排放量，减排效果非常显著。
非道路用柴油机的排放法规在美国最为严格，目前世界上非道路用机动设备排放标准以美国和欧盟的标准最具代表性。
美国是世界上治理尾气排放最早提出控制非道路用柴油机排放的国家。
1964年美国加利福尼亚州在世界上率先迈出了控制车辆尾气排放的第一步，1970年美国国会通过了“净化空气法案”，并组建了美国联邦环保署(EPA)。
美国环保署上世纪90年代初发现非道路发动机总排放量与道路发动机几乎一样高。
就颗粒物排放而言，非道路发动机排放量远高于道路发动机；美国研究结果表明：随着道路车辆排放控制的成效日益显著，原本居于次要位置且较少受到关注的非道路污染源已经变为重要污染源，特别是数量巨大的非道路用点燃式小型发动机。
据美国EPA公布，2000年道路车辆与非道路动力机械总排放量中：CO约37％来自非道路发动机(其中62％来自点燃式小型发动机)；HC约50％来自非道路发动机(其中40％来自点燃式小型发动机)；氮氧化物约41％来自非道路发动机；颗粒物66％来自非道路发动机。
1970年欧洲和日本也制定了相应的道路车辆排放控制标准。
此后的几十年，各国都相继制定了越来越严格的汽车排放标准。
但非道路用机动设备尾气排放引起的空气污染问题，并未引起人们的重视。
直到20世纪90年代，欧美国家才开始着手研究和限制非道路用机动设备的尾气排放。
从国外排放法规看，由于小功率柴油机多为单缸或两缸柴油机，对18kW以下的柴油机排放法规限值加严量相对较大，如美国从现在到2013年，法规有Tier3，Tier4初和Tier4总共3个阶段，但18kW以下的柴油机排放限值仅都为一个阶段限值。
美国、欧盟与大陆「非道路移动机械用柴油机」排放标准比较
美国、欧盟与大陆「非道路移动机械用柴油机」排放标准比较
以下为美国、欧盟与大陆「非道路移动机械用柴油机排放标准」之比较，将分别从「环保一期」至「环保四期」依柴油机马力大小，以列表方式说明其「氮氧化物」、「碳氢化合物」、「一氧化碳」及「粒状污染物」等四项法规管制排放限值。
非道路移动机械用柴油机排放标准 < 环保一期 >
非道路移动机械用柴油机排放标准 < 环保二期 >
非道路移动机械用柴油机排放标准< 环保三期 >
非道路移动机械用柴油机排放标准< 环保暂定四期 >
非道路移动机械用柴油机排放标准< 环保四期 >。
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国外现行和未来的非道路车辆用柴油机的排放法规应用开发部程克英非道路车辆也称非道路行走式机械，随着我国经济的快速发展，非道路行走式机械的生产量和保有量迅速增长，出口量也与日俱增。
环境和出口的要求，实施对非道路行走式机械排放的限制迫在眉睫，国家环境保护局已经委托济南汽车检测中心负责，重庆汽车检测中心协助制订我国《非道路行走式机械排气污染物的排放限值和测量方法》，等效采用欧盟非道路车辆排放法规也是大势所趋。
因此，笔者根据最近从国家拖拉机质量监督检验中心发动机排放试验室，AVL、RICARDO等单位收集的欧洲、美国和日本非道路车辆排放法规有关资料整理编写了这篇文章，并附上欧洲车用柴油机第Ⅲ/Ⅳ阶段的排放法规供参考使用。
一. 欧洲非道路车辆排放法规第一部欧洲非道路车辆排放法规发布于1998年2月27日（97/68/EC指令），该法规的细则对非道路车辆用柴油机按输出功率范围规定了第Ⅰ阶段和第Ⅱ阶段的排放限值和实施时间。
第Ⅰ阶段在1999年开始实施，第Ⅱ阶段从2001到2004年按实施输出功率范围分步实施。
法规所覆盖的设备包括工业钻探设备、空压机组，装载机、挖掘机、叉车、路面养护机械、扫雪机、机场路面机械、汽车起重机等。
农业和森林用拖拉机采用同一排放限值，但是执行时间按2000年5月22日的2000/25/EC指令，船用、铁路机车、飞机、发电机组不包括在第Ⅰ/Ⅱ阶段内。
2002年12月9日欧洲理事会采用的2002/88/EC指令，并对97/68/EC指令进行了修改，补充了对于19kW以下小型汽油机的排放限值，指令也把第Ⅱ阶段排放法规扩大应用到恒转速发动机上。
2002年12月27日欧盟委员会发布了对非道路车辆用发动机第Ⅲ/Ⅳ阶段排放标准的建议（COM（2002）765），并且在2003年10月为欧洲理事会所修改，第Ⅲ阶段排放标准从2006年—2012年，第Ⅳ阶段排放标准从2014年开始执行。
第Ⅲ/Ⅳ阶段排放标准对第Ⅰ/Ⅱ阶段所覆盖的发动机的类型做了补充，除第Ⅰ阶段和第Ⅱ阶段所覆盖的发动机外，还包括了铁路机车，内陆船用发动机用发动机。
第Ⅲ/Ⅳ阶段排放法规仅用于新的车辆和设备，已经在用的机械仍按第Ⅰ阶段和第Ⅱ阶段法规，一直到发动机被代替为止。
●欧盟第I/II阶段非道路车辆柴油机排放细则欧盟第I/II阶段非道路车辆柴油机排放细则见表1欧盟第I/II阶段农业和森林用拖拉机排放细则见表2第Ⅰ/Ⅱ阶段的排放不得超过表1中的数值，第Ⅰ阶段的排放限值是发动机排气口的限值，应该在任何后处理设备之前达到。
第Ⅰ/Ⅱ阶段的排放检测均采用ISO8178-4标准的C1类8工况循环，以g/kWh表示；试验用柴油的含硫量为0.1—0.2%（按重量）。
●欧盟对第ⅢA阶段非道路车辆柴油机排放法规的建议欧盟对第ⅢA阶段非道路车辆用柴油机排放限值的建议见表3●欧盟对第ⅢB阶段非道路车辆柴油机排放标准的建议●欧盟对第Ⅳ阶段非道路车辆柴油机排放限值的建议欧盟对第Ⅳ阶段非道路车辆柴油机排放限值的建议见表5了满足这一要求，预计发动机必需安装微粒过滤器。
为了满足第Ⅳ阶段NOx排放量0.4 g/kW.h限值，发动机需要加装后排气处理器。
第ⅠⅡ和ⅢA阶段以及恒速发动机的排放试验，采用非道路稳态循环（NRSC）。
也可第ⅢB和Ⅳ阶段的排气污染物的检测也可以采用非道路稳态循环（NRSC）。
第ⅢB和Ⅳ阶段除恒速发动机外的所有发动机微粒排放试验采用非道路瞬态循环（NRTC），根据制造商的选择，第ⅢA阶段发动机微粒排放的测量以及第ⅢB和第Ⅳ阶段的排气污染物的检测也采用非道路瞬态循环（NRTC）。
用于第Ⅲ阶段型式认证的燃油的含硫量应在1000—2000PPm之间。
对于第Ⅳ阶段微粒排放限值，要求使用含硫量为10—50PPm的超低硫燃油，根据欧盟指令2003/17/EC，无硫柴油（含硫量10PPm）在欧盟将于2009年上市，也可用于非道路车辆。
二. 美国非道路车辆排放法规美国在1994年采纳了联邦第一个对新的37 kW以上非道路车辆用柴油机排放标准（Tier 1），在1996—2000年分步实施。
1998年，调整了Tier 1的细则，也用于37 kW以下非道路车辆用柴油机，并发布了2000—2008年分步采用更加严格的用于所有非道路车辆的排放标准Tier 2和Tier 3的时间表。
Tier 1-3排放标准是需要通过先进的发动机设计来达到的，而不用或仅限制使用排气后处理器（氧化催化剂）。
Tier 3排放标准对于NOx+HC限值的严格程度与2004年道路车辆发动机的排放标准相似，但是，Tier 3排放标准没有采用2004年道路车辆发动机微粒（PM）的排放限值。
美国环保局（EPA）于2004年5月11日发布了Tier 4非道路车辆排放标准，在2008—2015年分步实施（69FR38957-39273. 29.Jun..2004），Tier 4排放标准将要求PM和NOx 排放降低大约90%。
这样的排放限值只有利用先进的控制技术——包括先进的排气后处理器才能达到，这与2007—2010年道路车辆发动机的标准相似。
在Tier 1-3阶段，非道路车辆柴油机用燃油的含硫量不受环保法规的限制，使用的燃油的平均含硫量大约为0.3%（按重量）—3000 PPm。
为在Tier 4阶段使用灵敏的硫控制技术——催化微粒过滤器和NOx吸收器，EPA对降低非道路车辆用柴油机燃油中的含硫量提出如下要求：2007年6月对非道路车辆，铁路机车和船用柴油：≤500PPm2010年6月对非道路车辆，2012年6月对铁路机车和船用柴油：≤15PPm（超低柴油）●美国EPA Tier 1-3非道路车辆用柴油机排放标准美国EPA Tier 1-3非道路车辆用柴油机排放限值见表6，1998年非道路车辆排放标准Tier 1-3由3个阶段构成，每个阶段按发动机的标定功率分段分步实施。
Tier 1标准从1996—2000年分步实施，更严格的Tier 2标准从2001—2006年生效，Tier 3标准仅用于37标准的C1类8工况循环。
Tier 1-3阶段，排放检测用柴油的含硫量应≤0.2%（2000PPm）。
●Tier 4非道路车辆排放标准表7的Tier 4排放限值是用于560 kW以下的发动机，在2008—2015年分步实施，表8的Tier 4排放限值仅用于560 kW以上的发动机。
这些标准主要是降低NOx（对56 kW以上的发动机）和PM（对19kW以上的发动机），HC也有更加严格的限值，而CO排放限值仍然保持在Tier 2-3的水平。
美国EPA Tier 4 排放限值（发动机功率≤560 kW）见表7，美国EPA Tier 4 排放限值（发动机≥560 kW）见表8Tier 4排放标准同时适用于非道路稳态循环（NRSC）和非道路瞬态循环（NRTC）。
Tier 4排放标准并不要求非道路车辆关闭曲轴箱，但是所测的曲轴箱的排放污染物应当加在排气污染物中。
从2011年，Tier 4非道路发动机排放试验将使用含硫量为7—15PPm的柴油。
三. 日本非道路车辆排放法规日本的非道路车辆为分两类，一类是19—560kW的特种车辆，包括农业用拖拉机、叉车、轮式装载机等，属日本政府交通部（MOT）管辖；另一类是工程机械，包括履带式挖掘机和装载机、混凝土喷奖机、钻探设备、消防车、搅拌车、发电机组、空压机组、汽车起重机等，属日本政府建设部（MOC）管辖。
●日本特种车辆的排放限值用于19—560kW特种车辆的第一部排放标准（见表9）是2003年10月开始生效的。
2003年7月日本政府环保部建议同意第二阶段特种车辆的排放限值。
这些标准虽然和美国的Tier 3（2006-2008）和欧盟ⅢA阶段（2005-2007标准）很相似，但与美国和欧盟排放标准的细则不同，以上排放标准要求在不采用排气后处理装置，如柴油机微粒过滤器时达到。
排放检测试验按ISO8178-4标准的C1类8工况循环，烟度测量按JCMAS T-004。
●日本工程机械车辆的排放标准用工程机械车辆的排放标准见表10，MOC第2阶段排放标准与表9中MOT的第1阶段排四. 测量排放试验循环鉴于非道路车辆的产品种类和工作范围的广泛性以及测试设备的局限性，美国、欧盟、日本的排放标准都以发动机台架试验方法来检测排气污染物和可见污染物（烟度）；同时，为由于避免标准不统一而造成的重复认证和国际贸易的困难，美国、欧盟、日本非道路车辆用发动机的排放标准试验方法均采用ISO8178标准的试验循环，只是排放限值和执行时间不同。
美国、欧盟、日本等国制订排放标准的权威人士在一起正在为统一全世界的排放标准而努力工作，以方便发动机制造商的发动机研制开发和排放的检测。
欧盟第Ⅰ/Ⅱ阶段的排放限值部分地与美国的排放标准一致，建议的第Ⅲ/Ⅳ阶段的排放限值与美国的Tier3/ 4排放标准一致。
ISO8178标准是为各种不同的非道路车辆用发动机设计的国际标准，广泛应用于很多国家的发动机排放检测和型式认证，包括美国、欧盟、日本。
ISO8178标准是一个系列标准，ISO8178-1对于小型发动机规定了试验台的测试方法，ISO8178-2对于不能在试验台测试的大型发动机规定了现场的测试方法，ISO8178-4定义了各种不同用途发动机的测试试验循环，所有试验循环都是在基础试验循环（B型）11工况的基础上，对不同的工况点进行取舍，采用不同的加权而形成的。
ISO8178有为各种不同用途的发动机设计的稳态试验循环（C1、C2、D等等）不同试验循环有不同的试验工况和加权系数。
对于柴油机驱动的非道路车辆和设备，美国、欧盟、日本排放检测均采用ISO8178-4标准的C1类8工况循环。
对于B型（11工况）试验循环的各类循环和加权系数列于表11，用于道路车辆柴油机的A型（13工况）试验循环也属于该标准，但未在表11中列出。
● ISO8178-4标准的C1类8工况循环的加权系数图见图1。
图1 ISO8178-C1类8工况循环加权系数附件：欧盟现行和未来的汽车排放法规；根据欧盟理事会汽车排放控制指令88/77/EEC（2001/27/EC），本指令适用于装用压燃式发动机车辆的气态和微粒污染物，装用以天然气或LPG作为燃料的点燃式发动机车辆的气态污染物，不适用于根据欧盟委员会最新98/77/EC指令修订的87/220/EEC指令批准了型式认证的N1、N2和M2类车辆。
对于柴油机需要进行ETC附加试验，对于燃气发动机则是特定的。
其CO、NMHC、CH4（如适用、NO x和PM（如适用）都不应该超过表13中的数值。
注：ESC——欧洲稳态循环ELR——欧洲负荷响应循环ETC——欧洲瞬态循环（素材和资料部分来自网络，供参考。