GB/T 8190.1-1999 往复式内燃机 排放测量 第1部分：气体和颗粒排放物的试验台测量

ICS13.040

J90

中华人民共和国国家标准

Gs/T8190.1一1999

idtISO8178-1:1996

往复式内燃机排放测量

第1部分:气体和颗粒排放物的

试验台测量

Reciprocatinginternalcombustionengines-

Exhaustemissionmeasurement-

Part1jest-bedmeasurementofgaseous

andparticulateexhaustemissions

1999一08一10发布2000一03一01实施

国家质Ak技术监督局发布

GB/T8190.1-1999

目次

前言··················································································································……11

ISO前言·············································。·············································”··········……N

1范围·I

2引用标准·········································································································……2

3定义·························。··································。················································……2

4符号和缩略语···································································································……3

5试验条件·········································································································……6

6试验用燃料·7

7测量设备和待测数据·······················································································……8

8分析仪的校正················“········································”·····································……13

9颗粒测量系统的校正·················································································……18

10运转工况(试验循环)·······················································“····”·······”····“·······……19

11试验实施···········“····”·············“····“····”················“·······“········”·················……19

12气体和颗粒排放物的数据评定·············································”······”········……’二二‘二‘二‘20

13气体排放物的计算··························································································……21

14颗粒排放物的计算··························································································……24

15气体排放物的测定················································································.，·······……28

16颗粒物的测定·········································································”····”············……38

附录A(标准的附录)排气质量流量和/或燃烧空气消耗量的计算····”·········”················……51

附录B(标准的附录)发动机功率测试所需安装的设备和辅件··············.·，······················……62

附录C(标准的附录)非甲烷碳氢截断器测量法的效率计算和修正·······························……64

附录D(标准的附录)13.4中系数u,v、二的计算公式.·64

附录E(提示的附录)热计算(输送管)·······························································……二‘’二65

附录F(提示的附录)参考文献·····································································……二‘二‘·‘‘68

GB/T8190.1-1999

前言

本标准等同采用ISO8178-1:1996《气体和颗粒排放物的试验台测量》口

本标准的技术内容与ISO8178-1:1996相同，编写格式基本上与GB/T1.1-1993一致。

本标准是GB/T8190((往复式内燃机排放测量》系列标准的一部分。该系列标准包括:

第1部分:气体和颗粒排放物的试验台测量;

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:不同用途发动机的试验循环;

第5部分:试验燃料;

第6部分: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:非道路移动机械用发动机排气烟度的试验台测量。

本标准从实施之日起，同时代替GB/T8190-1987,GB/T8191-1987和GB/T8192-1987,

本标准的附录A,附录B,附录C,附录D都是标准的附录。

本标准的附录E、附录F都是提示的附录。

本标准由国家机械工业局提出。

本标准由全国内燃机标准化技术委员会归口。

本标准负责起草单位:上海内燃机研究所。

本标准参加起草单位:上海柴油机股份有限公司、常柴股份有限公司、上海拖拉机内燃机公司、武进

柴油机厂、江苏江动集团有限公司、全椒柴油机总厂、郑州金牛(集团)股份有限公司、金马柴油机总厂、

山西车用发动机研究所。

本标准主要起草人:杜任方、瞿俊鸣、李绍新、李贞、钱本娴、刘耀庭、陆逸飞。

GB/T8190.1-1999

ISO前言

国际标准化组织((ISO)是由各国家标准化机构(ISO成员团体)组成的全球性联合会。制定国际标

准的工作一般由ISO技术委员会进行。每个成员团体对某一项目感兴趣，均有权派代表参加为该项目

成立的技术委员会。政府或非政府性国际组织，通过与ISO联络也可参加此项工作。在所有电工标准化

工作方面，ISO与国际电工委员会(IEC)均有紧密合作

由技术委员会采纳的国际标准草案分发给各成员团体投票表决。至少要有75%的成员团体投票赞

成才能出版为国际标准。

国际标准ISO8178-1是由国际标准化组织内燃机技术委员会(ISO/TC70)排放测量分技术委员

会((SC8)制订的。

ISO8178在往“复式内燃机排放测量”的总标题下，由下列各部分组成:

—第1部分:气体和颗粒排放物的试验台测量

—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:不同用途发动机的试验循环

—第5部分:试验燃料

—第6部分: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:非道路移动机械用发动机排气烟度的试验台测量

附录A、附录B、附录C和附录D都是本标准的组成部分。附录E和附录F仅供参考。

中华人民共和国国家标准

往复式内燃机排放测量

GB/T8190门一1999

第1部分:气体和颗粒排放物的idtISO8178-1:1996

试验台测量代替GB/T8190^-8192-1987

Reciprocatinginternalcombustionengines-

Exhaustemissionmeasurement-

Part1:Test-bedmeasurementofgaseous

andparticulateexhaustemissions

范围

本标准规定了往复式内燃机在试验台稳态工况下气体和颗粒排放物的测量和计算方法，以确定每

种排气污染物的加权值。各种发动机负荷和转速的组合可以反映发动机的不同用途(见GB/T8190.4).

本标准适用于移动、运输和固定用往复式内嫌机，但不包括主要为道路运输设计的车用发动机。本

标准也可适用于诸如土方机械、发电机组等其它用途的发动机。

在限定情况下，发动机可按GB/T8190.2现场试验用标准进行台架试验，但只有在征得有关各方

同意后才能进行。应考虑到在此情况下取得的数据可能不完全与以前或将来按本标准所获得的数据相

一致。因此建议只对制造数量极有限的发动机，例如大型船用或发电机组用发动机才能采用该方案。

对用于有其它附加要求(如职业卫生、安全条例、发电厂规定)机械上的发动机，可能需要补充另外

的试验条件和专门的评定方法。

在不可能使用试验台或需要知道发动机在使用中的实际排放情况时，则应采用GB/T8190.2中规

定的现场试验程序和校准方法。

注1:本标准系用作确定非车用往复式内嫩机气体和颗粒排放水平的测t程序。其目的是要提供一组发动机的排放

特性数据，通过使用适当的加权系数可用以表示发动机在各种用途下的排放水平。排放结果以g/(kW"h)为

单位，表示每作出单位功的质量排放率。

尽管本标准是为非车用发动机制订的，但采用了许多已在道路用发动机上应用多年的颗粒和气体

排放测量原则。目前美国对1985年及以后重型卡车发动机认证所规定的全流稀释法就是采用许多这些

原则的一个测试程序。另一个是在不稀释排气中直接测量气体排放的方法，则是目前日本和欧洲对重型

卡车发动机认证所规定的程序。

测定排放值并非就是取得一个实测值，而是要求完成一整套独立的测量，因此下面所述的许多程序

详细说明了各种实验室方法。这样，所测得的结果不但取决于发动机和试验方法，同样也取决于测量过

程。

由于非道路用途的多样性，评定非道路用发动机排放要比评定同样任务的道路用发动机复杂得多。

例如道路用主要是在铺设的道路上将负载从一地点移到另一地点，铺设的道路、路面最大承载负荷和最

大许用燃料等级的限制缩小了道路车辆和发动机的尺寸范围。非道路用发动机和车辆，包括驱动设备用

发动机在内，则有较宽广的尺寸范围。许多发动机大得无法使用那些可供道路用的试验设备和方法。在

有些不可能应用测功器的情况下，试验应在现场或相应条件下进行。

国家质f技术监督局1999-08-10批准2000-03一01实施

1

GB/T8190.1一1999

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均

为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB/T8190.2-1999往复式内燃机排放测量第2部分:气体和颖粒排放物的现场测量

(idtISO8178-2:1996)

GB/T8190.4-1999往复式内燃机排放测量第4部分:不同用途发动机的试验循环

(idtISO8178-4:1996)

ISO3046-3:1989往复式内燃机性能第3部分:试验测量

ISO5167-1:1991用差压装置测量流量第1部分:安装在充满流体的圆形截面管道中的孔板、

喷管和文丘里管

ISO5725-2:1994测量方法和测量结果的精度(真实性和准确性)第2部分:确定标准测量方法

再现性和重复性的基本方法

ISO8178-5:1997往复式内燃机排放测量第5部分:试验燃料

SAEJ1151:1988用气相色谱测量甲烷

SAEJ1936:1989柴油机非控排放物的化学测量法

3定义

本标准采用下列定义。

3.1颗粒物particulates

用清洁过滤空气稀释排气，使在紧靠主滤纸上游处测得的气体温度低于或等于325K(52C)时，在

规定的过滤介质上所采集到的物质。其主要组分是碳、凝结的碳氢化合物、硫酸盐和缔合水。

往2:本标准所定义的颖粒物，在组分和重量方面与用热过墟法(例如ISO9096)直接从未稀释排气中取样的顾粒或

尘埃有本质上的不同。业已证明，本标准所述颗粒侧量只对含硫量小于0.8%的擂料有效。

3.2部分流稀释法partialflowdilutionmethod

从总排气流中分离出部分原排气，与适量稀释空气混合后通人颗粒取样过撼纸的过程(见16.1.1,

图10~图18),

3.3全流稀释法fullflowdilutionmethod

用稀释空气与总排气流混合后，分离出部分稀释排气进行分析的过程。

注3:在许多全流稀释系统中，通常都对这部分预稀释排气进行二次稀释，使在颗粒过滤纸处达到合适的气样温度

(见16.1.2,图19)e

3.4等动力取样isokineticsampling

保持探头处的平均气样速度等于排气流的平均速度，以控制排气气样流量的过程。

3.5非等动力取样non-isokineticsampling

控制排气气样流量，使其与排气流速度无关的过程。

3.6多对过滤纸法multiplefiltermethod

每单个试验循环工况使用一对过滤纸的方法。工况加权系数在取样后的试验数据评定阶段进行考

虑。

3.7单对过滤纸法singlefiltermethod

所有试验循环工况均使用一对过滤纸的方法。工况加权系数须在试验循环颗粒取样阶段用调整气

样流量和/或取样时间进行考虑。

注4:该方法要求密切往意取样持续时间和流量.

3.8比排放量specificemissions

GB/T8190.1一1999

以3.9规定的有效功率为基础表示的排放量。

注5:本标准适用范围内的许多机型在制造或认证时尚不知道发动机在使用时所要安装的辅助设备。

当不宜按附录B中规定的条件进行发动机试验时，例如，若发动机和变速器组成一体，发动机只能

与其它所装辅助设备一起进行试验。在这种情况下测功器应按5.3和11.5的规定调定。辅助设备的损

耗应不超过最大实测功率的5no。如超过5%，则须经有关各方同意后方可进行试验。

3.9有效功率brakepower

当发动机只装有在试验台上运行所必儒的标准辅助设备时见〔5.3和附录B(标准的附录)〕在曲轴

或其相当零件处所测得的功率。

3.10辅助设备auxiliaries

附录B所列设备和装置。

符号和缩略语

符号和下标

符号

术语单位

按EEC规定国际，，单位制

AFAF等动力取样探头的横截面积m2

ATAx排气管横截面积Mx

conc,‘份本底修正浓度ppm,%(V/V)

co九cdtan稀释空气浓度ppm,do(V/V)

conc,‘l浓度(下标表示组分)ppm,%(V/V)

2)尸D稀释系数1

EAFE过量空气系数，kg(干空气)/kg(嫌料)kg/kg

EAFR,1E,I基准状况下的过量空气系数，kg(干空气/)kg(燃料)kg/kg

f.f.实验室大气系数1

FFcBF.n碳平衡计算用燃料特定系数1

FFDFd干基排气流t计算用燃料特定系数1

FFaFn从干基浓度计算湿基浓度用燃料特定系数1

FFWF湿基排气流t计算用燃料特定系数1

GAIRDq-d干基进气质t流最kg/h

GAIRWq-.湿基进气质量流量kg/h

GDILWgmda湿基稀释空气质量流量kg/h

GEDFWq.d.湿基当量稀释排气质量流量kg/h

GExmWq...湿基排气质量流量kg/h

GFIIELq.f燃料质量流量kg/h

GTDTWq}.湿基稀释排气质量流量kg/h

GASxe.气体比排放量(下标表示组分)g/(kW·h)

H:H.进气绝对湿度g/kg

HdHd稀释空气绝对湿度g/kg

HRDFH,绝对湿度基准值z>g/kg

HTCRAT2了C氢碳比mol/mol

GB/T8190.1一1999

符号

术语单位

按EEC规定国际”单位制

I艺表示某单个工况的下标1

K}IESKhd柴油机NO二的湿度修正系数1

K-ETKhp汽油机NO二的湿度修正系数1

KpKp颗粒湿度修正系数1

Kw.Kw.进气由干基至湿基的修正系数1

KwaKwa稀释空气由干基至湿基的修正系数1

Kw.K-稀释排气由干基至湿基的修正系数1

Kw.K-原排气由干基至湿基的修正系数1

LM发动机在试验转速时扭矩相对于最大扭矩的百分数环

刀zassq.-排放物质量流tg/h

Ma”Zd稀释空气所采集的顺粒样品质量mg

MDILM.1通过颗粒取样过滤器的稀释空气气样质量kg

M,”之f所采集的顺粒样品质tmg

MGASim，.1某一组分气体的质量流tg/h

MSAM”之...通过颗粒取样过滤器的稀释排气气样质量kg

P.P.发动机进气空气的饱和燕气压力”kPa

PaPh总气压ukPa

Pa户d稀释空气饱和燕汽压力kPa

户，Ps干气压kPa

尸尸未修正的有效功率kW

FAUXP,.,试验所安装的、但并非附录B所要求的辅助设备所吸kW

收的标定总功率

尸二尸二在试验条件下(见11-5),发动机试验转速时的最大实kw

测或标定功率

尸Ten颗粒比排放t9/(kW·h)

尸了na:。9-顺粒质量流量g/h

4r&稀释比1

r犷口等动力探头与排气管横截面之比1

R。Ra进气相对湿度00

RdRd稀释空气相对湿度%

RJrfFID响应系数1

Rfmr用甲醇的FID响应系数1

SS测功器设定值kW

T.T,进气绝对温度K

TDdTd绝对露点温度K

T-,T,f绝对基准温度(燃烧空气:298K)K

TKT中冷空气绝对温度K

TKadT-,中冷空气绝对基准温度K

VA仅Dq-于基进气体积流量m'/h

GB/T8190.1一1999

符号

术语单位

按EEC规定国际”单位制

VAozwqv,w湿基进气体积流量m'/h

VDILVd11通过颗粒取样过滤器的稀释空气气样体积m3

VDaWgvdw湿基稀释空气体积流量m'/1

VEDFWqvd.湿基当量稀释排气体积流量m'/h

VEXMqV.d干基排气体积流量m'/h

VEx-qv.-湿基排气体积流量m'/h

VSAMVsam通过颗粒取样过滤器的稀释排气气样体积n1

VTOTWqvd.湿基稀释排气体积流量m''/h

WFW,一加权系数1

WFEWle有效加权系数1

)1数量和单位按，S031规定。}

2)10.71g/kg;用以计算NO二和顺粒湿度的修正系数。

3)相当于ISO3046-1中规定的P.,或PSY(试验环境状况)，

4)相当于S‘O3046-中‘规定的P.或PX(现场环境碑辱力)熟P.或PY(试验环境总压力)·

4.2化学组分符号和缩略语

ACN乙睛

C1碳1当量碳氢化合物

CH‘甲烷

CZHs乙烷

C,H。丙烷

CH,OH甲醇

CO一氧化碳

CO:二氧化碳

DNPH二硝基苯麟

DOP邻苯二甲酸二辛醋

HC碳氢化合物

HCHO甲醛

HBO水

NH,氨

NMHC非甲烷碳氢化合物

NO一氧化氮

NO:二氧化氮

NO,氮氧化物

NCO一氧化二氮

02氧

RME菜子油甲脂

SO:二氧化硫

SO，三氧化硫

GB/T8190.1一1999

4.3缩略语

CFV临界流量文丘里管

CLD化学发光检测器

CVs定容取样

ECS电化学传感器

FID火焰离子化检测器

FTIR傅里叶变换式红外线分析仪

GC气相色谱

HCLD加热式化学发光检测器

HFID加热式火焰离子化检测器

HPLC高压液相色谱

NDIR不分光红外线分析仪

NMC非甲烷截断器

PDP容积泵

PMD顺磁检测器

PT颗粒物

UVD紫外线检测器

ZR工义)二氧化错传感器

5试验条件

5.，基本要求

所有体积和体积流量均以273K(00C)和101.3kPa为准。

5.2发动机试验状况

5.2.，试验状况参数

发动机进气绝对温度T,，以K表示.干气压P,，以kPa表示，参数f,应按下列规定确定:

自然吸气和机械增压压燃式发动机

(驯p一刘粼(1)

带或不带进气中冷的涡轮增压压嫩圳机.

f序陌引-知议儡(2)

式((1)和式(2)与联合国欧洲经济委员会(ECE),欧洲经济共同体(EEC)和美国环保局(EPA)排放法规

等同。

自然吸气和增压火花点燃式发动机，参数风应按下式确定:

a,一(矍)”X(益{““(2a)

其值应在0.93-1.07范围内。

5.2.2试验有效性

参数f.应在如下范围内方可认为试验有效

。98(f,<1.02·····································……(3)

如有明显技术原因不可能遵守此要求时，则人应在0.93-1.07范围内。此时应按14-1.2修正颗

粒排放物，但不得对气体排放物使用f,修正。

5.2.3增压中冷发动机

Gs/T8190.1一1999

应记录冷却介质温度和增压空气温度。

应当发动机运行在基准转速和负荷时调定冷却系统，增压空气温度和冷却器压降应分别调整在制

造厂规定的士4K和士2kPa范围内。

5.3功率

比排放测量以不修正的有效功率为基础。

试验时，应拆除某些安装在发动机上、仅用于操纵配套机械所藉的箱助设备。诸如:

—制动用空气压缩机

—动力转向用压缩泵

—空调压缩机

—液压驱动泵

见3.8和附录Bo

如未拆除辅助设备，则应确定出这些辅助设备在试验转速时所吸收的功率，以便按11.5计算测功

器的设定值。

5.4发动机进气系统

试验发动机所装进气系统，在发动机使用清洁空气滤清器和按相应用途的最大空气流量工况运行

时，其进气阻力应在制造厂规定的上限值的士10%以内。

对于二冲程火花点燃式发动机，应使用能代表实际安装在发动机上的进气系统。

5.5发动机排气系统

试验发动机所装排气系统，在发动机按相应用途的最大标定功率工况运行时，其排气背压应在制造

厂规定的上限值的士10%以内。

对于二冲程火花点燃式发动机，应使用能代表实际安装在发动机上的排气系统。

56冷却系统

发动机所使用的冷却系统应具有足够能力、能使发动机维持在制造厂规定的正常运行温度范围内。

5.7润滑油

应记录试验用润滑油的规格，并随试验结果一起写人报告。

6试验用姗料

燃料特性会影响发动机的排放。因此应对试验用燃料的特性进行测定、记录并随试验结果一起提

出。若使用ISO8178-5指定的燃油作为基准姗油，则应提供基准燃油的代号和分析。对于所有其它嫩

料，则要记录ISO8178-5中相应通用数据表上列出的那些特性。

燃油温度应按制造厂的推荐。燃油温度应在喷油泵人口处或按制造厂的规定位里测t，并记录测量

位置。

试验用燃料根据试验目的选择。除非经有关各方同意，燃料应按表1选定。

表1燃料选择

试验目的有关方嫩油选择

定型试验1.认证机构基准姗料，如已指定

(认证)2.制造厂或供应商商用嫩料，如未指定基准姗料.

1.制造厂或供应商

验收试验按制造厂规定的商用姗料”

2.用户或检验员

一个或九个制造厂、研究机构、姗料和润滑

研究/开发要适合试验目的。

油供应商等。

1)用户和检验员应注意，使用商用嫩料进行排放试验不一定符合使用基准姗料时规定的限值。

当没有合适的基准招料时，可使用性能非常接近于基准姗料的嫩料。嫩料特性应予说明。

GB/T8190.1一1999

7测t设备和待测数据

送试样机排放的气体和颗粒组分.应按第15和第16章所述方法测量。这些条款叙述了推荐的气体

排放分析系统(见第15章)和推荐的颗粒稀释及取样系统(见第16章)。

如能得到等效结果，亦可采用其它系统和分析仪。系统的等效性应根据所考虑的系统与本标准已认

可的一种系统用7个(或更多)气样对作对应关系研究后确定。“结果”系指具体循环的加权排放值。对

应关系试验应在同一实验室的同一试验单元内、在同一发动机上，并且最好在同一时间内进行。所用试

验循环应是GB/T8190.4中的适当循环或C1循环。判定等效性的准则为:气样对的平均值与按

ISO5725-2所述、在上述实验室单元内和发动机状况下所测基本数据的偏差在士5%以内。对应关系试

验所用的系统应在试验前说明，并经有关各方同意。

采用新系统时，应按ISO5725-1和ISO5725-2所述，根据再现性和重复性的计算确定等效性。

发动机在测功器上进行排放试验时应使用以下设备。本标准不包括流量、压力和温度测量设备的细

节，只在7.3中给出这些设备在进行排放试验时所必需的精度要求。

7.1测功器技术要求

使用的发动机测功器，其特性应能完成GB/T8190.4中所述的相应试验循环。

测量扭矩和转速用的仪器设备应使轴功率的测t精度保持在给定的限值范围内。可能需要进行附

加的计算。测量设备的精度应不超过7.3中所给出的最大允许偏差值。

7.2排气流量

排气流量应按7.2.1至7.2.4中所述方法之一测定。

7.2门直接测量法

排气流量系用流量喷嘴或等效计量系统直接测得(见ISO5167-1).

注s:直接测量排气流I是一项困难工作，务必谨该从事，以遥免侧f误差影响到排放值的误差

7.2.2空气和燃料测量法

此法涉及空气流量和燃料流量的测量。

所用空气流量计和燃料流量计的精度应符合7.3的规定。

排气流量计算如下:

GEXHW=GAMW+GFUEL(用于湿基排气质量)(4)

或

VEX-=VAIRD+FFDXGFUEL(用于干基排气体积)(5)

或

VEX，二VAIRW+FMXGFUEL(用于湿基排气体积)··················……(6)

FFD和F-的值随燃料种类而变化见〔附录A(标准的附录)和ISO8178-5D,

7.2.3碳平衡法

此法系根据燃料消耗量和排气浓度用碳一氧平衡法进行排气质量计算(见附录A),

7.2.4总稀释排气流量

当使用全流稀释系统时，应使用PDP或CFV(见16.1.2)测量排气总流量(GTOrw>VTDTw)，精度须

符合9.2规定。

7.3精确度

所有测量仪器的校正应遵守国家标准和国际标准，并符合表2和表3规定的要求:

Gs/T8190.1一1999

表2测量发动机有关参数用仪器的允许偏差

允许偏差校正间隔期

序号项目

按发动机最大值按发动机最大值11月

1发动机转速士2%士2%3

2扭矩士2写士2%3

3功率士2W,士3%不要求

4姗料消耗量士2荡幻士3%6

5燃料消耗率不要求士3%不要求

6空气消耗量士2%a'士5%6

7排气流量士4%)不要求6

1)根据ISO3046-3,

2)在某些情况下，本标准所述排放计算，是以不同的测量和/或计算方法为墓础。由于排放计算的总误差已经限

定，所以用于相应公式中某些项目的允许值必须比ISO3046-3规定的允差要小。

表3测量其它主要参数用仪器的允许偏差