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

非道路移动机械用柴油机的应用领域广阔，是当前无法替代的移动机械领域的配套动力，在我国国民经济中占有重要地位。由于拥有巨大保有量，其造成的环境污染一直是国家重点关注的问题。国家一直在推进建立健全非道路机械、船舶、铁路机车排放标准，积极跟踪和参与机动车、非道路移动机械、燃油等技术标准的制订，推进机动车排放标准与国际接轨势在必行。

2016年底，欧盟最新非道路机械用内燃机气体和颗粒污染物排放相关的条例EU2016/1628发布，本文就EU2016/1628中非道路柴油机相关部分，与我国标准中的排放限值、有效寿命、劣化系数及基准油品等重点内容进行分析比较。

一、EU2016/1628简介

EU2016/1628于2016年9月签署，2016年10月6日生效，于2017年1月施行。该条例主要用于已安装或将要安装到非道路机械的发动机，按照发动机分类对其气体污染物及颗粒物的排放限值进行了规定。

1. 发动机分类和排放限值

由于非道路移动机械包括各种类型内燃机，所以在同一条例中规范如此宽泛的设备需要按照燃烧类型、功率（P）、运行概况（恒速或变速）进行分类。对比之前的欧盟排放指令97/68/EC，EU2016/1628增加了压燃式内燃机的功率段，扩大了点燃式发动机的功率段，并增加了雪地机车、全地形车、多用途越野车及发电机组用发动机。重新划分的分类见表1。

表1 发动机分类

相较于97/68/EC， EU2016/1628对发动机分类进行了重新划分，新增了几个类别，对原有分类也进行了细化，所以EU2016/1628的排放限值划分得非常细致。新条例中点燃式发动机的排放限值采用了限值要求更高的EPA标准，压燃式发动机的排放限值增加了颗粒物数量和质量的限值要求。

2. 测试循环、有效寿命和劣化系数

EU2016/1628在97/68/EC的基础上，新增三个测试循环C2 & H & LSI-NRTC。三个测试循环都用于点燃式发动机试验场合。由于发动机分类的细化，对于发动机有效寿命试验的时间作出相应调整。由于压燃式发动机排放限值增加了颗粒物数量要求，劣化系数要求也作出相应调整。

3. 过渡期限

EU2016/1628有一定的过渡期限，根据发动机不同类别，型式批准日期从今年起到2020年初，投放市场日期从2019年起到2021年初。

二、EU2016/1628非道路柴油机部分和GB 20891-2014差异分析

1. 排放限值差异

EU2016/1628中，非道路柴油机类别划分主要是整机年产量少于100辆或用于移动吊车类（NRE），排放限值见表2。GB 20891-2014排放限值见表3。

表2 EU2016/1628 NRE类发动机排放限值（第五阶段）

表3 GB 20891-2014排放限值

相较于表3所示GB 20891-2014的排放限值要求，EU2016/1628对功率段划分略有不同。GB 20891-2014在56 kW～130 kW功率段细分了2个功率段，而EU2016/1628在小于37 kW功率段范围里细分了3个功率段。

GB 20891-2014第三阶段的排放限值明显要比EU2016/1628的要求宽松，第四阶段的排放限值则比较接近EU2016/1628的要求。GB 20891-2014第四阶段的限值与EU2016/1628相比，CO限值在小于37 kW功率段要求略严格，其余功率段基本一致；HC限值在大于560 kW功率段略宽松，其余功率段基本一致；NOx限值除了在大于560 kW功率段保持一致以外，其余都明显宽松于EU2016/1628；HC+NOx的限值在19 kW～37 kW功率段宽松于EU2016/1628，其余基本一致；颗粒物质量限值要显著宽松于EU2016/1628的要求，并且对颗粒物质量没有限值要求。

2. 有效寿命差异

有效寿命指的是发动机在规定的时间内，各污染物排放结果要满足标准限值的要求。不同功率段的发动机，其有效寿命也是不一样的。标准要求至少选择发动机有效寿命的25%来进行耐久性试验。EU2016/1628中非道路柴油机类别划分主要是NRE类，其有效寿命要求见表4。GB 20891-2014中有效寿命要求见表5。

表4 EU2016/1628 NRE类发动机有效寿命要求

表5 GB 20891-2014有效寿命要求

由表5可知，EU2016/1628的有效寿命要求大多保持一致。唯一例外的是EU2016/1628中的NRE-c-3类别发动机，有效寿命要求为3 000 h，而GB 20891-2014中则要求该功率段的恒速发动机的额定转速以3 000 r/min为界限，3 000 r /min及以上的发动机有效寿命为3 000 h，小于3 000 r/min的发动机有效寿命为5 000 h。

3. 劣化系数差异

EU2016/1628对测定劣化系数（DF）有两种方法。一种方法与我国标准一致，可采用发动机有效寿命的25%来进行耐久性试验，并采用合适的回归方程确定有效寿命期终点的排放值，以确定DF。另一种是EU2016/1628中直接给出固定的DF。企业可以直接采用分配的DF进行计算，来确定发动机有效寿命终期的排放值是否符合限值要求。

4. 基准油品差异

GB 20891-2014和EU2016/1628在基准柴油的技术要求上也存在一些差异，主要体现在十六烷值和多环芳香烃两个项目。EU2016/1628对十六烷值和多环芳香烃的数值范围要求更宽泛一些。另外，相较于我国标准，EU2016/1628在技术要求上多了4个项目，分别是总污染、润滑性（60 ℃时HFRR磨痕直径）、110 ℃氧化安定性以及脂肪酸甲酯。

三、结 语

新发布的EU2016/1628和GB 20891-2014相比，试验方法上并没有变化，两者最主要的差异还是体现在排放限值和所采用的基准柴油上。欧盟开始实行更严格的排放限值，体现了国际上对非道路柴油机排放污染的重视，非道路柴油机的排放依旧是未来一段时间各国的关注重点。GB 20891-2014主要采标欧盟的条例，此次新条例的出台势必也会推进我国非道路柴油机标准的更新发展。

国家对非道路柴油机节能减排的要求和相应法规的出台，促进了非道路柴油机整体水平的提高，为柴油机的可持续发展和提高国际竞争力打下了坚实的基础。近几年是非道路移动机械用柴油机更新换代的关键时期，整个柴油机的领域将会进行重新洗牌，淘汰一些规模小、技术力量薄弱、排放差的企业。新技术、新工艺和新材料将会大量应用在非道路移动机械用柴油机行业，在一些农业领域将会出现以气体为燃料等的新型动力，这也是国家能源清洁化和多样化战略的要求。提高自主开发能力和创新能力将是未来企业发展的重点。