HJ 689-2014 城市车辆用柴油发动机排气污染物排放限值及测量方法（WHTC工况法）.pdf

中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 6892014 城市车辆用柴油发动机排气污染物排放限值及测量方法（WHTC 工况法）Limits and measurement methods for exhaust pollutants from diesel engines of urban vehicles（WHTC）2014-01-16 发布 2015-01-01 实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 6892014 i 中华人民共和国环境保护部 公 告 2014 年 第 6 号 为贯彻中华人民共和国环境保护法，保护环境，保障人体健康，现批准城市车辆用柴油发动机排气污染物排放限值及测量方法（WHTC 工况法）为国家环境保护标准，并予发布。标准名称、编号如下：城市车辆用柴油发动机排气污染物排放限值及测量方法（WHTC 工况法）（HJ 6892014）该标准自发布之日起生效，即自发布之日起，可依据本标准进行新车型式核准。自 2015 年 1 月 1日起，所有注册登记、销售和使用的城市车辆应符合本标准要求。该标准由中国环境出版社出版，标准内容可在环境保护部网站（）查询。特此公告。环境保护部 2014 年 1 月 16 日 HJ 6892014 ii HJ 6892014 iii 目 次 前 言.iv 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 型式核准和申请.1 5 技术要求和试验.2 6 发动机标记.3 7 生产一致性.3 8 发动机系族.3 9 标准的实施.3 附录 A（规范性附录）WHTC 试验规程.4 附件 AA（规范性附件）WHTC 试验循环中发动机测功机的设定规范.11 附录 B（规范性附录）型式核准证书.24 附件 BA（规范性附件）型式核准证书附件.25 HJ 6892014 iv 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，防治机动车污染物排放对环境的污染，改善环境空气质量，制定本标准。本标准是对车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国、阶段）（GB 176912005）的补充，规定了装用柴油发动机的城市车辆及其发动机的污染物排放限值和测量方法。本标准的测量方法部分修改采用第四号全球机动车排放技术法规（GTR NO.4）车用压燃式发动机、天然气或液化石油气为燃料的点燃式发动机的排气污染物测量试验规程中的有关技术内容。本标准的附录 A 和附录 B 为规范性附录。本标准为首次发布。本标准由环境保护部科技标准司组织制订。本标准主要起草单位：中国环境科学研究院、济南汽车检测中心。本标准环境保护部 2014 年 1 月 16 日批准。自本标准发布之日起，即可依据本标准进行型式核准。自 2015 年 1 月 1 日起，所有注册登记、销售和使用的城市车辆应符合本标准要求。本标准由环境保护部解释。HJ 6892014 1 城市车辆用柴油发动机排气污染物排放限值及测量方法（WHTC 工况法）1 适用范围 本标准规定了城市车辆用柴油发动机 WHTC 工况法的排气污染物排放限值和测量方法。本标准适用于总质量大于 3 500 kg 的城市车辆及其装用的柴油发动机的型式核准、生产一致性检查和在用符合性检查。2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件及其中的条款，凡是未注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 176912005 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国、阶段）HJ 4372008 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车车载诊断（OBD）系统技术要求 HJ 4382008 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排放控制装置耐久性技术要求 HJ 4392008 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车在用符合性技术要求 环境保护部 2008 年第 24 号公告 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国、阶段）（GB 176912005）修改方案，简称修改方案 3 术语和定义 GB 176912005 确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1 WHTC 试验（World Harmonized Transient Cycle，全球统一瞬态试验循环）指本标准附录 A 中的包含 l 800 个逐秒变换工况的瞬态试验循环。3.2 城市车辆 urban vehicles 指主要在城市运行的公交车、邮政车和环卫车。4 型式核准和申请 4.1 型式核准申请 本标准适用范围的新型汽车或发动机应由汽车或发动机（或系族）制造企业或其授权代理按GB 176912005 和本标准规定的要求向型式核准主管部门提出型式核准申请，并完成规定的检验内容。4.2 型式核准 本标准适用范围的汽车或发动机（或系族），满足 GB 176912005 及其修改方案规定的要求，HJ 6892014 2 并同时满足本标准要求，应予以型式核准，并颁发符合附录 B 的型式核准证书。5 技术要求和试验 5.1 气态污染物和颗粒物排放要求 按照本标准进行型式核准的发动机或汽车，应按照附录 A 规定的试验程序，进行 WHTC 冷启动和热启动排放试验，测定其气态污染物和颗粒物排放。5.1.1 冷启动和热启动试验测得的污染物排放结果，应按照下式进行加权计算。coldhotact,coldact,hot(0.14)(0.86)(0.14)(0.86)mmeWW+=+式中：mcold冷启动循环的各类污染物排放质量，g/循环；mhot热启动循环的各类污染物排放质量，g/循环；Wact,cold冷启动循环的实际循环功，kWh；Wact，hot热启动循环的实际循环功，kWh。5.1.2 加权后的一氧化碳、非甲烷碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物的比质量，乘以按照 5.3 所确定的劣化系数（安装排气后处理系统的发动机），或加上按照 5.3 所确定的劣化修正值（未安装排气后处理系统的发动机），应不超出表 1 给出的限值。表 1 WHTC 冷启动和热启动试验排放限值 阶段 一氧化碳（CO）/g/（kWh）碳氢化合物（HC）/g/（kWh）氮氧化物（NOx）/g/（kWh）颗粒物（PM）/g/（kWh）第四阶段 4.0 0.55 4.20 0.03 第五阶段 4.0 0.55 2.80 0.03 5.2 车载诊断（OBD）系统要求 OBD 系统应满足 HJ 4372008 的要求。5.3 排放控制装置的耐久性要求 5.3.1 应保证汽车（发动机）的排放控制装置在有效寿命期内正常运转，且污染物排放符合本标准规定的限值要求，并在型式核准时给予确认。5.3.2 按照 HJ 4382008 进行耐久性试验，在汽车（或发动机）制造企业确定 ETC 工况的劣化系数或劣化修正值的同时，应进行 WHTC 排放试验，并确定 WHTC 工况的劣化系数或劣化修正值。5.3.3 在制造企业的要求下，可以使用 WHTC 工况的劣化系数或劣化修正值替代 ETC 工况的劣化系数或劣化修正值。5.4 在用车/发动机符合性要求 5.4.1 在用车/发动机的符合性应满足 HJ 4392008 规定的要求。5.4.2 在按照 HJ 4392008 进行检查时，应检查在用车/发动机 WHTC 工况的污染物排放，并满足本标准规定的限值要求。HJ 6892014 3 6 发动机标记 按本标准核准的发动机，其标记应满足 GB 176912005 第 6 章的要求，同时，还应在标牌中注明“满足 HJ 6892014 标准要求”。7 生产一致性 7.1 制造企业应采取措施保证生产一致性。7.2 生产一致性检查和判定应按 GB 176912005 的规定进行。除应检查 GB 176912005 相应的技术要求外，还应检查 WHTC 工况污染物排放，按劣化系数或修正值进行校正，满足本标准规定的限值要求。8 发动机系族 同一系族的发动机，除应满足 GB 176912005 第 9 章的要求外，还应在满足本标准要求方面具有同样的排放控制策略、措施及技术参数 如优化控制策略和尿素喷射策略（Mapping 调整）、提高催化剂活性、排气热量管理等，并向型式核准机构提供相关材料，以证明其能够达到同样的控制效果。9 标准的实施 9.1 型式核准 本标准适用范围的发动机或汽车的型式核准，自本标准发布之日起实施。9.2 注册登记、销售和使用 本标准适用范围的发动机或汽车，自表 2 规定的日期起，凡不满足本标准要求的新车不得销售和注册登记，不满足本标准要求的新发动机不得销售和投入使用。表 2 注册登记、销售和使用的实施日期 阶段 第四阶段 第五阶段 实施日期 2015 年 1 月 1 日 与 GB 176912005 第五阶段一致 9.3 生产一致性检查 对于按本标准获得型式核准的发动机和汽车，其生产一致性检查自型式核准批准之日起执行。HJ 6892014 4 附 录 A（规范性附录）WHTC 试验规程 A.1 概述 A.1.1 本附录规定了应用 WHTC 试验循环进行发动机排气污染物测量的试验规程。A.1.2 试验应在发动机测功机台架上进行。A.1.3 排气污染物测量系统 在本标准中，描述了功能等效的两个测量原理：气体组分采用直接采样法测量，颗粒物用部分流稀释系统测量；气体组分及颗粒物采用全流稀释系统（CVS 系统）测量。这两项原理都可用在 WHTC 试验循环中，并允许两个原理的任意组合（如气体直采测量和颗粒物全流测量）。发动机应按 WHTC 试验循环的要求运转。WHTC 试验循环：WHTC 试验循环包括一组逐秒变化的转速和扭矩的规范百分值（占额定转速和额定扭矩的百分比，附件 AA），WHTC 试验循环见图 A.1。为了在发动机试验台上进行试验，根据每台发动机的瞬态性能曲线将百分值转化成实际值，以形成基准循环。这样按照发动机基准循环展开试验循环并进行试验。按照这些基准转速、转矩值，试验循环在试验台架运行，应记录实际转速、扭矩和功率。为保证试验有效性，试验完成后应对照基准进行实际转速、扭矩和功率的回归分析。为计算比排放量，应对整个循环的发动机实际功率进行积分，计算出实际循环功率。为试验有效，实际循环功率必须在基准循环功率的规定限值内。气态污染物应连续记录或采样到采样袋中。颗粒物取样经环境空气连续稀释并收集到合适的单张（对）滤纸上。0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 时间/s 20020406080100转速、扭矩规范百分值/%转速 扭矩 图 A.1 WHTC 试验循环 HJ 6892014 5 A.2 试验条件 试验条件应满足 GB 176912005 附录 B 第 B.2 条及其修改方案规定的要求。A.3 试验流程概述 图 A.2 描述了 WHTC 试验循环排放试验的流程，每一步骤的具体内容都在本附录相关条款进行了规定。图 A.2 试验流程图 A.4 发动机瞬态性能（mapping）测量规程 为在试验台架上进行 WHTC 试验循环，在试验循环前需对发动机进行瞬态性能测定试验，以得到发动机的转速-扭矩曲线。A.4.1 确定瞬态性能转速范围 最小和最大瞬态性能转速定义如下：最小瞬态性能转速怠速。最大瞬态性能转速nhi 1.02 或减油点的转速（取较低者）。A.4.2 发动机瞬态性能曲线 按照制造厂和成熟工程经验的建议，发动机在最大功率状态下进行热机，以便稳定发动机运行。当发动机运行稳定后，应按下列步骤进行发动机瞬态性能的测定：发动机性能曲线的测量（最大扭矩曲线）A.4 基准试验循环的形成 A.5 根据需要运行一个或几个预循环，以检查发动机/试验单元/排放系统 自然或强制发动机冷却 A.7.2.2 取样和分析系统的准备 A.7.2.3 冷启动排放试验 A.7.3 取样 A.7.4 排放计算 A.11 热浸 A.7.5.1 热启动排放试验 A.7.5.2 发动机的准备（发动机性能检查及系统标定等）HJ 6892014 6（a）发动机应卸载，并在怠速下运转；（b）发动机