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1、非道路用发动机的排气因素：火花式点火目的： 这个报告描述和说明了排气因素，有曲柄轴箱估量，对于火花式点火发动机还有用在最终2005非道路用排放模型的BSFC估量。它包含了煤气发动机、天然气发动机和汽油发动机。 EPA报告中还描述了其他的排气因素：如非行驶时蒸发排放速率，加油排放，燃油混合以及温度调节的排放速率，碳氢化合物排放，还有各部分零件使用时调节的排放速率。压燃式点火发动机的排气因素，在另一报告中有描述。介绍： 美国的EPA非道路用发动机模型计算出非道路用发动机县级排放水平。这些数据依靠的是排气因素有：通过一个特殊装置来评估一组有用功所释放出的污染物，典型的排放单位可用g/hp-hr表示，
2、也可用g/mile来表示。对于非道路用发动机，来说，排放单位是用g/hp-hr来表示，也可用g/mile来表示。对于SIBSFCs，用lb/hp-hr或者lb/mile表示。 污染物包括HC，CO，NOx,PM,CO2,SO2。对于非道路用发动机，所有PM排放物都被假定小于PM10，而对于汽油发动机，92%的PM都假定小于PM2.5。对于混合燃气发动机，100%的PM都小于PM2.5。NRV允许使用者选择大小范围。 对于怠速状态时，首先讨论JHC，10，NOx,PM,也讨论了怠速时的BSFC状态。在现代，可以通过科学分布来描绘出不同时间的排放物单位。然后再计算CO2和SO2。再计算曲柄轴箱排放
3、。 就像解释NR-006C一样，当火花式点火发动机装置低于25马时，可以和SCC联系起来，就像处理二冲程和四冲程汽油机的替换，还有CPG或CNG发动机。在现代模型中，二冲程和四冲程火花式点火发动机的排气因素会继续在报告中使用科学语言加以描述。 在这些文献中，在二冲程和四冲程汽油机中SCC的区别以及LPG，CNG发动机都被描述：尽管如此，在模型中，我们会用科学技术来区别它们的排气因素。背景： 在NONROAD模型之前，已经有三种主要的方法来评估火花式点火发动机的排放，我们通过反复研究这三种方法来确定出NONROAD的排放标准。这三种方法为：1）NEVES。在1991年9月发布，用来确定发动机对空
4、气的污染程度。这个研究包含了HC，10，NOx,PM,SO2和其他污染物。它在19个地区以及10个co超标的地方设置了装置。2）OFF-ROAD，这只是用来测量加利福利亚州的非道路用排放。关于这种模型的文献在1997年8月1日发布。这种模型研究对象包括了所有排放物，HC，10，NOx,PM,SO2，CO2。3）Small Engine Model,这个标准直到1995年才修改。它主要用来测定HC，CO，NOx的国家排放标准。排气因素范畴： NEVES使用装置来描述了排气因素，但没有描述不用大小的同种发动机的排气因素的不同，而OFF-ROAD和Small Engine Model与之相反。结合综
5、上因素，我们确定了NONROAD2005来描述排气因素。附录A对于OFF-ROAD，Small Engine Model，NONROAD提供了一个做功范畴的对照代表。对于NONROAD模型，如果有明确的信息来确定它们的作用，那它就可以允许使用排放标准。我们使用这个排气因素目录只是区别娱乐船用发动机和娱乐旅游汽车发动机。排放标准： 为了估计预先控制发动机的排放，非道路用发动机模型被设计成符合联合的排放标准。这个模型没有符合加利福利亚或者联邦的排放标准。所以，这个模型包含的排气因素为以下一些与低于25HP的和SI发动机有关的因素：1）对于新式非道路用低于19千瓦的发动机的排放标准。2）对于新式火花
6、式点火手动的低于19千瓦的发动机的排放标准。3）对于新式火花式点火手动的低于19千瓦的发动机的排放标准以及SI发动机的排放标准。4）对于新式汽油火花点火发动机的排放标准，对于新式非道路用压燃式高于37千瓦或低于19千瓦的火花式点火发动机的排放标准。0区域，对于HC，CO，NOx,PM的准备状态的排放以及准备状态的BSFCS。 这节描述了用在05系统中的0区域，准备状态排放标准和准备状态的BSFCS。对于以下每种装置的预先控制和控制式排气因素都有描述：小型SI发动机小于等于25HP，大型SI发动机大于25HP，路用基本式发动机，还有海用发动机。低于等于25HP的火花式点火发动机： 这个类别包含了
7、几乎所有小于等于25HP的发动机，除了用于小型飞机的。这个类别的发动机特别适用于草地或花园所需的装置。 对于这个类别，发动机被分为五级。每种级别取决于发动机是手动的还是自动的以及排量。第一、二级适用于小型非手动式发动机；三五级适用于小型手动发动机。发动机和排量有以下关系：一级小于225CC，二级大于等于225CC，三级小于20CC，四级大于等于20CC，五级大于等于500CC。 每种级别都要符合前两种要求。除了第一点要求，从1997年开始发动机还必须符合HC，CO，NOx的排放标准。对于自动装置，从20012007年它的第二点要求就更严格了。对于手动的，从2002年开始严格。对于这些条理的测试
8、程序就是小型SI型发动机联合准备状态程序。 对于这五级发动机，表格一至五包含了他们的底线以及第一二阶段的排气因素。在最终NONROAD2005系统中没有低于25HP的LPG或者CNG发动机；因此，这些表格中的排气因素在模型中被用在汽油机中。 为了适应新制定的标准的影响，在表格一至五中发动机是被技术类型所定义的。手动发动机不包括4冲程发动机，而是只包含一部分有催化装置的发动机。非手动发动机包含了2和4冲程，但是因为四冲程的优越性，生产商只想制造4冲程的发动机。四冲程发动机被分为两种技术类型，一种是直列式，还有一种是对列式。这两种都已经展现出完全不同的排放性质。 总的说来，对于排放底线，NONRO
9、AD使用的排气因素是以小型发动机模型为基础的。而且，PM的排气因素是以NEVES为基础的。 对于自动式发动机，在互相影响的一二阶段，NONROAD使用的是BSFC，HC，CO，NOX的排气因素。第一阶段的排气因素是以1998年EPA指定的标准为基础。而第二阶段是根据每种污染物的增加因素为计算基础的。在NR-011C中，有更多的章节是描述增加原因的。 对于手动式发动机，在互相影响的一二阶段，NONROAD使用的是BSFC，HC，CO，NOX的排气因素。第一阶段是根据每种污染物的增加因素为计算基础的。而第二阶段使用的也是同样方法。如上面所说的，在NR-011C中，有跟多的章节是用来描述增加原因的。
10、 表格1。 Emissions and BSFCs for Class III Handheld Small SI Engines ( 20cc)* Engine Tech Type HC g/hp-hr CO g/hp-hr NOx g/hp-hr PM g/hp-hr BSFC lb/hp-hr G2H3 (gas 2-stroke handheld Class III, baseline) 261.00 718.87 0.97 7.7 1.365 G2H31 (Phase 1) 219.99 480.31 0.78 7.7 1.184 G2H3C1 (Phase 1 with catal
11、yst) 219.99 480.31 0.78 7.7 1.184 G2H32 (Phase 2) 33.07 283.37 0.91 7.7 0.822 G2H3C2 (Phase 2 with catalysts) 26.87 141.69 1.49 7.7 0.822 * Assigned NONROAD hp range: 0-1 hp 表格2。Emissions and BSFCs for Class IV Handheld Small SI Engines ($20cc and 50cc)* * Assigned NONROAD hp range: 3-6 hp Engine Te
12、ch Type HC g/hp-hr CO g/hp-hr NOx g/hp-hr PM g/hp-hr BSFC lb/hp-hr G2H5 (gas 2-stroke handheld Class V, baseline) 159.58 519.02 0.97 7.7 0.921 G2H51 (Phase 1) 120.06 351.02 1.82 7.7 0.870 G2H5C1 (Phase 1 with catalyst) 120.06 351.02 1.82 7.7 0.870 G2H52 (Phase 2) 47.98 283.37 0.91 7.7 0.608 G2H5C2 (
13、Phase 2 with catalysts) 40.15 141.69 1.49 7.7 0.608 表格4。Emissions and BSFCs for Class I Nonhandheld Small SI Engines ( 25 HP Engine Tech Type HC g/hp-hr CO g/hp-hr NOx g/hp-hr PM g/hp-hr BSFC lb/hp-hr Uncontrolled G4GT25 (gas, 4-stroke, baseline) 3.85 107.23 8.43 0.06 0.605 LGT25 (LPG, baseline) 1.6
14、8 28.23 11.99 0.05 0.507 NGT25 (CNG, baseline) 24.64 28.23 11.99 0.05 0.507 Phase 1 G4GT251 (gas, 4-stroke) 0.59 29.86 1.51 0.06 0.484 LGT251 (LPG) 0.25 24.49 2.10 0.05 0.406 NGT251 (CNG) 3.69 24.49 2.10 0.05 0.406 Phase 2 G4GT252 (gas, 4-stroke) 0.27 11.94 0.69 0.06 0.484 LGT252 (LPG) 0.10 3.92 0.8
15、5 0.05 0.406 NGT252 (CNG) 1.57 3.92 0.89 0.05 0.406 摩托车，ATVS，履带式雪上汽车 这些发动机在基本设计，操作方式，还有排放速率都和其他SI发动机有明显区别。这些发动机的排放标准最近都已经确定下来了。在表格7中这些发动机的排气因素有个概括。对于ATVS和摩托车来说，他们的HC，CO，NOX的排放，以及所对应的制造商，发动机品种，年代，大小都有记录。对于ATVS和摩托车来说，他们的排气因素是以gram/mile来表示的。对于履带式雪上汽车，他的HC，CO和NOX的测试记录来源于叫ISMA和SWRI的两个机构。对于履带式雪上汽车，他的排气因素是
16、以gram/hp-hr来表示的。他的排气因素在最近的支持文献中都有记录。表格7。Emission Factors and BSFCs for Offroad Motorcycles, ATVs, and Snowmobiles Equipment/Tech Type HC g/mile CO g/mile NOx g/mile PM g/mile BSFC lb/mile Precontrol 2-stroke offroad motorcycles (R12S) 55.70 54.10 0.150 2.10 0.268 0.201* Precontrol 4-stroke offroad m
17、otorcycles (R14S) 2.40 48.50 0.410 0.06 0.158 Phase 1 4-stroke offroad motorcycles (R14S1) 2.10 30.60 0.340 0.06 0.158 2-stroke all terrain vehicles (R12S) 53.90 54.10 0.150 2.10 0.213 0.160* 4-stroke all terrain vehicles (R14S) 2.40 48.50 0.410 0.06 0.167 Phase 1 4-stroke all terrain vehicles (R14S
18、1) 1.60 30.60 0.260 0.06 0.167 HC g/hp-hr CO g/hp-hr NOx g/hp-hr PM g/hp-hr BSFC lb/hp-hr Precontrol 2-stroke snowmobiles (R12S) 111.0 296.0 0.86 2.70 1.660 Modified 2-stroke snowmobiles (R12S1) 53.70 146.9 0.86 2.70 1.660 Direct Injection 2-stroke snowmobiles (R12S2) 21.80 90.0 2.80 0.57 1.245 4-st
19、roke snowmobiles (R14S) 7.80 123.0 9.20 0.15 1.245 民用船用发动机船用发动机被分为三种类型：船外，PWC还有SD/I。对于船外发动机和PWC，在NONROAD2005中,包含了从2998-2005八年来最新的排气因素的证明.总的说来,最新的燃油消费记录是以实验为基础的.对于SD/I发动机,他的排气因素直到草拟NONROAD2004时才有所改变.他的排气因素是在1996年制定新的排放标准之后才完成的,还有一些最新信息和分析.BSFCs和PM的排放因素是从NEVES中取得的.表格8展示了1996年制定的做功水平的范围是如何与NONROAD的范围相合
20、的.表格8. Mapping of Recreational Marine Engine Power Ranges EPA-RIA NONROAD Model Outboard 200 175 为了确定这些种类发动机的影响,他们的技术类型被确定为必须能符合新的排放标准以及能反映新的技术.这些新的技术被分为多种水平以反应出新的排放标准的多种阶段.技术类型必须把减少排放和标准的阶段性相结合.对于NONROAD2005,利用所提供的信息来给技术级别来列清单,以便更好的反应出实际情况.表格9展现了NONROAD2004NONROAD2005的技术区别.最新的标示包含了4-5种品质.第一种是”M”.第二
21、种是是O,P或者S,主要用在船外,以及私人船只.第三种指的是两冲程或者四冲程的发动机.第四种主要代表的然油系统.对于两冲程发动机,非直喷式主要指的是燃油喷射系统不是直接把燃油喷射进汽缸.对于四冲程发动机,直喷式包含部分燃油喷射.表格9. Marine Engine Technology Class and Designations Technology Class Differentiation Class Designation Type Cycle Fuel System Aftertreatment NONROAD 2004* NONROAD 2005 Outboard 2-Stroke
22、 Carbureted none M1 MO2C Carburetor Modifications none M5 Carbureted 3- Way Catalyst M6 Indirect Injection none M8 MO2I Direct Injection none M9 MO2D 4-Stroke Carbureted none M4 MO4C Indirect Injection none - MO4I Direct Injection none - MO4D PWC 2-Stroke Carbureted none M2 MP2C Carburetor Modificat
23、ions none M14 Carbureted 2- Way Catalyst - MP2CA Indirect Injection none - MP2I Direct Injection none - MP2D 4-Stroke Carbureted none M13 MP4C Indirect Injection none - MP4I Direct Injection none - MP4D SD/I 4-stroke Carbureted none M3 MS4C Direct Injection none M10 MS4D 表格10Outboard Emission Factor
24、s g/bhp-hr Pollutant HP Bin Technology Type MO2C MO2I MO2D MO4C MO4I MO4D HC 0-3 3-6 6-11 11-16 16-25 25-40 40-50 50-100 100-175 175+ 271.92 236.73 201.55 166.37 131.18 126.53 120.97 109.11 109.11 109.11 230.39 200.58 170.77 140.96 111.15 107.21 102.50 92.45 92.45 92.45 38.74 33.73 28.72 23.70 18.69
25、 18.03 15.55 15.55 15.55 15.55 25.60 19.09 12.61 8.89 6.17 5.31 4.81 4.69 4.69 4.69 31.77 23.69 15.65 11.03 7.66 6.59 5.97 5.82 5.82 5.82 19.27 14.37 9.49 6.69 4.65 4.00 3.62 3.53 3.53 3.53 NOx 0-3 3-6 6-11 11-16 16-25 25-40 40-50 50-100 100-175 175+ 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34
26、 1.96 1.96 1.96 1.96 1.96 1.96 1.96 1.96 1.96 1.96 4.32 4.32 4.32 4.32 4.32 4.32 4.32 4.32 4.32 4.32 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.18 5.44 5.44 5.44 5.44 5.44 5.44 5.44 5.44 5.44 5.44 5.82 5.82 5.82 5.82 5.82 5.82 5.82 5.82 5.82 5.82 CO 0-3 3-6 6-11 11-16 16-25 25-40 40-50 50-100 10
27、0-175 175+ 522.44 357.31 316.77 276.23 240.34 240.34 240.34 240.34 240.34 240.34 443.81 303.53 269.10 234.66 204.16 204.16 204.16 204.16 204.16 204.16 168.07 114.95 101.91 88.87 77.32 77.32 77.32 77.32 77.32 77.32 404.36 265.94 217.89 184.91 153.03 121.16 114.51 114.51 114.51 114.51 442.11 303.68 25
28、5.64 222.65 190.78 158.91 152.25 152.25 136.58 140.71 417.79 279.37 231.32 198.34 166.46 134.59 127.94 127.94 120.62 120.31 PM 0-3 3-6 6-11 11-16 16-25 25-40 40-50 50-100 100-175 175+ 5.5 4.8 4.1 3.4 2.7 2.6 2.5 2.2 2.2 2.2 4.7 4.1 3.5 2.9 2.3 2.2 2.1 1.9 1.9 1.9 0.33 0.33 0.33 0.30 0.26 0.26 0.22 0
29、.22 0.22 0.22 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 表格11Personal Watercraft Emission Factors g/bhp-hr Pollutant HP Bin Technology Type MP2C MP2I MP2D MP2CA MP4C MP4I MP4D HC 0-3 3-6 6-11 1
30、1-16 16-25 25-40 40-50 50-100 100-175 175+ 271.92 230.19 188.47 146.74 105.02 105.02 105.02 105.02 105.02 105.02 205.35 173.84 142.33 110.82 79.31 79.31 79.31 79.31 79.31 79.31 60.78 51.46 42.13 32.80 23.48 23.48 23.48 24.74 24.37 15.76 106.70 90.32 73.95 57.58 41.21 41.21 41.21 41.21 41.21 41.21 25
31、.84 15.13 4.43 4.43 4.43 3.73 3.73 3.63 3.63 3.63 31.75 21.04 10.33 10.33 10.33 9.63 9.63 9.54 9.54 9.54 30.09 19.38 8.67 8.67 8.67 7.97 7.97 7.88 7.88 7.88 NOx 0-3 3-6 6-11 11-16 16-25 25-40 40-50 50-100 100-175 175+ 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.31 1.31 1.31 1.31 1.31 1.31 1.
32、31 1.31 1.31 1.31 3.78 3.78 3.78 3.78 3.78 3.78 3.78 3.78 3.78 3.78 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 1.47 1.07 5.98 5.98 5.98 5.98 5.98 5.98 5.98 5.98 4.90 4.90 4.90 4.90 4.90 4.90 4.90 4.90 4.90 4.90 3.55 3.55 3.55 3.55 3.55 3.55 3.55 3.55 3.55 3.55 CO 0-3 3-6 6-11 11-16 16-25 25-4
33、0 40-50 50-100 100-175 175+ 522.44 444.63 366.82 289.01 211.20 211.20 211.20 211.20 211.20 211.20 477.03 405.98 334.94 263.89 192.84 192.84 192.84 193.65 193.65 193.65 231.18 196.75 162.32 127.89 93.46 93.46 93.46 100.82 94.68 85.06 547.75 469.94 392.13 314.32 236.51 236.51 236.51 236.51 236.51 236.
34、51 476.96 401.31 181.13 171.94 162.74 153.54 153.54 153.54 153.54 153.54 476.96 401.31 181.13 171.94 162.74 153.54 153.54 153.54 153.54 153.54 476.96 401.31 181.13 171.94 162.74 153.54 153.54 153.54 153.54 153.54 PM 0-3 3-6 6-11 11-16 16-25 25-40 40-50 50-100 100-175 175+ 5.5 4.8 4.1 3.4 2.7 2.6 2.5
35、 2.2 2.2 2.2 4.7 4.1 3.5 2.9 2.3 2.2 2.1 1.9 1.9 1.9 0.33 0.33 0.33 0.30 0.26 0.26 0.22 0.22 0.22 0.22 4.7 4.1 3.5 2.9 2.3 2.2 2.1 1.9 1.9 1.9 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 表格12Fue
36、l Consumption Factors for Outboards and PWC lbs/bhp-hr HP Bin Technology Type MO2C MP2C, MP2CA MO2I MP2I MO2D MP2D MO4C MP4C MO4I, MO4D MP4I, MP4D 0-3 3-6 6-11 11-16 16-25 25-40 40-50 50-100 100-175 175+ 1.803 1.618 1.479 1.387 1.341 1.156 1.110 1.063 0.925 0.832 1.623 1.456 1.332 1.248 1.207 1.040 0.999 0.957 0.832 0.749 1.443 1.295 1.184 1.110 1.073 0.925 0.888 0.851 0.740 0.667 0.925 0.920 0.911 0.906 0.892 0.867 0.832 0.798 0.694 0.657 0.832 0.828 0.820 0.816 0.803 0.780 0
