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 Limits and measurement methods for exhaust smoke emissions from motorcycles and mopeds

 Z 64
GB19758-2005
摩托车和轻便摩托车排气烟度
排放限值♀及测量方法
（简介）
2005-05-30发布 2005-07-01实施
国家环境保护总局、国家质量监督检验检疫总局 发布
前言
本标准规定了摩托车和轻便摩托车型式
核准、生产一致性检查和在用车排放状况
检查试验的急加ξ　速排气烟度排放限值及测
量方法。
本标←准是首次发布。
本标准附录A、附录B均为规范性附录。
按有关法律规定，本标准具有强制执行的效
力。
本标准由国家环境保护总局科技标准司提出。
本标准起草单位：天津内燃机研究所（天津
摩◣托车技术中心）。
本标准由国家环保总局于2005年5月30日批
准。本标准自2005年7月1日起实施。
标准使◆用范围
本标准规定了摩托车和轻便摩托车型式
核准、生产一致性检查和在用车的排气
烟度排放限值及测量方法。
本标准适用于摩托车和轻便摩托车。
不透光度 N (％) opacity
由光源发射的光线不能透过排烟的比
率，以百分数表示。光线完全透过时为0%，
完全不透过时为100%。
光吸收系数 K (m-1)
light absorption coefficient
一缕烟的光吸收系数(K), 由不透光度
(N)和光通道有效长度(L)按下式而定：
1 N
K = − ln (1 − )
L 100
急加速工况
snap-acceleration condition
对带有手动或自动变速器的摩托车和
轻便摩托车，使离合器结合，变速档位处
于Ⅰ档位置。试验时，迅速使油〇门全开，
至2s后立即松开油门，减速至怠速，一个
循环共32s。
急加速烟度
snap-acceleration smoke concentration
在急加速工况下，摩托车和轻便摩托
车排烟测量中的不透▃光度峰值。
排气烟度排放限值
排放限值 N
排放试验类别
（％）
型式核准
15
生产一致性检查
在用车 2006 年 7 月 1 日起生产的车辆 30
排放检查 2006 年 7 月 1 日前生产的车辆 40
试验分类
a.型★式核准试验
指对制造企业申请型式核准的摩托车
和轻便摩托车样车所进行的排气烟度排放
试验。
型式核准试验时■，制造企业应提交一
辆该车型的代∞表车辆。
b. 生产一Ψ致性检查试验
指对制造企业成批生产的摩托车和轻
便摩托车进行排气烟度排放检查的试验。
应从成批生产的产品中抽取一辆样车。
c. 在用车检查试验
指对上牌照以后的摩托车和轻便摩托
车进行排气烟度排放的检查试验。
按附录测量方法进行摩托车和轻㊣便摩
托车的排气烟度排放在用车检查试验。
标准的实施
本标准型式核准和生产一致性检查由
国务院环境保护行政主管部门负责监督实
施。在用车排放状况检查由县级及以上人
民政府环境保护行政主管部门负责监督实
施。
自2005年7月1日起，所有进行型式核准
的新型摩托车和轻便】摩托车均应满足本标准
要求。
自2006年7月1日起，所有销售和投入使
用的摩托Ψ车和轻便摩托车均应满足本标准要
求。
自2007年1月1日起，所有在用摩托车和
轻便摩托车均应满足本标准要求。
测量用仪器及技术指标(附录)
名称 量程 精度
内置全流不透光式烟度仪
线性度 ±1.0％
〔烟通道内径推荐使用 0～100％
漂移 ±1.0％
φ50.8mm(2 英寸)〕
转速表 0 r/min～15000 r/min ±0.5%
-20 ℃～+40 ℃ -20℃～0℃(± 1.5℃) 0℃～40℃(± 1℃)
温湿表
0～100% RH ＜± 5% RH (30% RH～100% RH)
大气压力计 81 kPa～110 kPa ±0.1 kPa
秒表 0.1 s～900 s ±0.2%
烟度仪的安︽装
烟度仪的安装⊙如图所示。
前后稳流管的内径D应与烟度仪的烟通道
内径相同，其长度应为D的10倍左右。
过度软管与前稳流管长度之和应小于
1000mm。
过度软管与摩托车和轻便摩托车排气管
之间应采用软连接，以减小烟度仪的振动。
连接〗处不能漏烟。
排气烟道入口的负压能使排烟全部被吸
出，并在测量中保∩持稳定。
当有两支排气管时，可用三通过度管将
其与烟度仪连接。
内置全流不透光式烟度仪安装示意图
被测车辆的准备
被测车辆应保持良好的机械状态，并符
合制造企业出厂之规定。
检查进＠ 排气系统的密封性，按制造企业
规定调整发动机怠速。
燃料与润滑油的准备
检测时，应使用GB17930规定的辛烷值
95号车用无铅汽油和产品使用说明书中规
定的润滑油。
烟度↑仪的测量准备
接通烟度仪电源并至少◣预热10min后，
再用校准片(推荐采用不透光度约为10%、
20%、40%、60%的校准片)对烟度仪进行
校正，当烟度仪示值处于说明书规定的范
围时，进行试验。
烟度仪使用中需用清洁空气清扫传感器，
空气应经过过滤以清除其中所含的油、水
等。
急加速法排气烟度测量程序
a. 起动摩托车和轻便摩托车，供给冷
却风，加大油门（如车→辆带离合器，应使
之分离）,使摩托车和轻便摩≡托车自怠速加
速到制造企业规定之最大功率转速，运行
600s，以消除粘附在发动机和消声器内表
面上的沉积物对排烟的影响。
b. 松开油门，关闭冷却风，并使摩托
车和轻便摩托车怠速运行300s（如车辆带
离合器，应使之结合，使变速档位处卐于Ⅰ
档）。
c. 迅速使油门全开，持续至2s后立即
松开油门，减速至怠速共32s为一个循环。
记录不透光度及发动机转速的最大峰值。
记录不透光度的变化曲线(见下图)，用转
速表测量发动机转速。
排烟测量急加速法不透光度曲线峰值示例
d. 共运行15个循环，取后5个→循环的测
量峰值的平均值为摩托车和轻便摩托车排
气烟度排↙放测量值。
排烟测▂量急加速法运行模式
数据处理
在上述测量的后5个循环试验中,被测试的
摩托车和轻便摩托车发动机最高转速之差
不应超过400r/min。
由急加速法测得的后5个循环试验数据应
按下式进行相对偏差计算。最大相⌒对偏差
绝＠对值应小于20%。否则试验无效。
Nmax − Nmin
×100%
N max
其中：N max 为5个循环数据」中的最大值
N min 为5个循环数据中的最小值。
N值的修正方法
推荐使用烟通道内径为 ф50.8mm的烟度
仪，此时光通道有效长度L(m)近似取为♀烟
通道内径。
当使用不同烟通道内径的不透光烟度仪
时（通常：45～55mm），此㊣　时烟通道有
效长度为LA，所测烟度排放ξ　值为NA，可用
下式计算出N值。
N ＝100（ －e − KL）
1
式中：N：不透光度即烟度（％）；
L：0.058m（ф50.8mm）；
1 NA
K：等于 - ln 1－ ，l/m，
（ ）
LA 100
其中：NA－实测不透光度（％）
LA－所用烟度仪的光通道有效长度m 。
急加速烟度排放检测记录表
谢谢各位领导专家
主讲人:解世文
(兴城)
2005年8月3日
《摩托车和轻便摩托车排气烟度
排放限值及测量方法》标准说明
解世文
天津内燃机研究所 天津摩托车技术中心
2005年8月3日于兴城
标 准 目 的
控制和减少摩托车和轻便摩托车的排烟。润滑油颗粒，硬质颗粒
将对土壤、河流造成污染，对人体造成危害。
中国台湾、泰国、日本、瑞士都∮已制定标准。中国台湾、泰国给
出了排烟限值。中国大陆排烟标准是空白。
至2004年6月，我国约8000万辆在︼用车中，仍有30％左右为二冲程
摩托车，并每年以100万辆的速度递增。另外，链锯、发电机组、
小型通用二冲程汽油机等约1000万台的保有量，每年也以100万辆
左右的数量累增。这些产品直接与人群、水源、生物密☉切相关。
制订原则
参∮照国际通用的烟度排放标准及测量方法，等效建立
中国环保强制性标准。
基于中国摩托车及通用→小汽油机的技术现状，基于中
国交通管理、环保监督等部门的测试现状，对标准规
定的检测方法和限值进行普查、分阶段实施。
随着标准的№制定，先进而可靠的烟度仪需批产、推广。
降低烟度的油泵改造技术，低烟油使用等应尽早实施▃。
制订方法
测量随气体排出的含炭粒子流及着色液滴粒子流对发射光的遮挡、反
射程度，称之为消光度N％即烟度。
N＝100（1－e-KL），K与粒子流中单位容积中粒子数n（粒子/m3）及
每颗粒子平均投影面积A（m2/粒）成正比，K＝nAQ式中Q为吸收率系
数。N可间接表明微粒排量〖。
该标准主要参照我╱国台湾省《机器脚踏车无负载急加速排烟试验法》
CNS 12299和《摩托车安全要求及排放》TIS1650－2541（1998）标准
制定，主要用于车辆型式核准、生产一致性检查和在用车检测。
日本标准《二冲程轻便摩托车和摩托车可见烟度测量方法》 JASO
T902-95 ，主要适于在』底盘测功机上的排烟检测。
日本标准《二冲程汽油机油排烟试验程序》 JASO M342-92 ，主要适
于在发动机台架上的排烟检测。
技术依据
自1988年，我国台湾省，开始推行“机器脚踏车无负载急加速排烟
试验法”及标准限值。九十年代初泰国、台湾省的排烟限值标准：
定型车、新生产车不透光度N≤15％，在用车不透光度N≤30％。
日本 JASO M342-92《二冲程汽油机油排烟试验程序》，与我国
SH/T 0646-1997 《 风冷二冲程∏汽油机油排气烟度评定法》等效。
日本 JASO T902-95 《二冲程轻便摩托车和摩托车可见烟度测量方
法》, 是在底盘测功机上对摩托车的排烟进行更准确的测量。
美国加州国家空气资源局1999年推行的二冲程汽油机微粒排放量限
值为0.25g/Bhp-hr。而微粒排放量与消光度有一定的对应关系。
挂靠欧洲ECE摩托车、轻便摩托车排放标准的日〓本、东南亚等国家
和地区，特别是中国、东南↙亚地区，摩托车车密度高、技术水平低，
必须实施排气烟度限值及测量方法标准。
内容概要
使摩托车和轻便摩托车处于变速1挡位置，由怠速突然加大油门至全开，加速
至2s后松开油门减速至怠速共32秒为一个循环。记录烟度、转速变化的最大∏峰
值。共进行15个循环，循环间隔32秒。取后5个循环峰值的平均值为所测取的
排气不透光度。循环试验前，摩托车和轻便摩托车在企业规定的最大功率转速
下空负荷运转10分钟，以消除机体和消声▲器内沉积物对炭烟产生的影响 。运
行模ぷ式图如下：
来源
本标准参照我◣国台湾省CNS 12299 机器脚踏车无负载急加速排烟试验法制订，
为避免测量过程受外界条件的影响，确定采用内置全流不透光式烟度仪，参见
ISO 11614-1999。
需要做15个循环,取后5个循环的不透光峰值的平均值为试验不透光度N，下图
给出了答案。
标准实施基础
我国摩托↓车生产量、保有量均为世界第一，但技术落∩后。另外，我国已
能生产低烟二冲程油。
低烟二冲程油可降低发动机排烟的技术依据如下：
1) 摩托车排烟的主要成分是未燃烧或未完々全燃烧的二冲程油，约占95%，
其余是硬质颗粒。
2) 汽、机油使用混合比越稀，排烟越低，低烟二∞冲程油的使用混合比
80～100:1，有潜力减少机油泵供油量，而常规二冲程油的使用混合比
为20～50:1。
3) 在相同汽、机油混合比条件下，低烟二冲程油较常规二冲程油有更
低的排烟。
4）一升低烟二冲程油的价格仅比普通二冲程油的价格高10元左右。
2000年12月19日，“摩托车的排烟检测方法及其检测设
备研究”和“QN-1型不卐透光式烟度仪的研制”两项科研成
果通过部级鉴定。内置全流不透光式烟度仪已能批产。
内置全流不透光式排气烟度检测系统照片。
试验方法重复性
使用两种不同型号的摩托车进行急加速法重复性◇试验。
重复测量的相对偏差绝对值小于20%。
试验方法区分性
表中的JATRE-1高标准参比↑油，JATRE-3低标准参比油
比，测试的结果与上述结论一致，证实了方法的可靠
性和区分性。
排气烟度排放普查
从1997年到2004年，共进行3次普查试验，其中二冲程摩托车142辆
（新生产⌒摩托车80辆，在用摩托车62辆），四冲程摩托车60辆（新生
产车25辆，在用车35辆）。试验结果如下 ：
新生产二冲程摩托车和轻便摩托车的排烟检测结果
25
22
20 17
车数量 (辆)
14
15 12
9
10 6
5
0
0-15 15-30 30-45 45-60 60-75 75以上
最大排烟N平均值范围 (%)
在用二冲程摩∩托车和轻便摩托车
的排烟检测结果
20 17
15 13
车数量（辆）
12 12
10 8
5
0
0
0-15 15-30 30-45 45-60 60-75 75以上
最大排烟N平均值范围 (%)
新生产四冲程摩∑　托车和轻便摩托
车的排烟检测结果
30
25
25
车数量（辆）
20
15
10
5
0 0 0 0 0
0
0-15 15-30 30-45 45-60 60-75 75以上
最大排烟N平均值范围 (%)
在用四冲程摩托车和轻便摩托车
的排烟检测结果
25 21
20
车数量（辆）
14
15
10
5
0 0 0 0
0
0-15 15-30 30-45 45-60 60-75 75以上
最大排烟N平均值范围 (%)
普查数据分析
根据标准¤规定的限值（型式核准试验N限值15%，在用车检查试验N
限值40%），二冲程摩托车和轻便摩托车（含新生产车、在用车）
其通过率20%以下。四冲程摩托车通过率为100%。
排烟高的原因主要是机油泵供油量过大或没有采用低烟润滑油所
致。
基于以上原因∞，又选用5辆新生产摩托车采用低烟标准油 Jatre-1
进行排♀烟试验。所①得的结果如表所示。
自带润滑油与低烟标准油比较试验
序号 摩托车编号与排量 润滑方式 自带润滑油N值（%） Jatre-1 N值
（%）
1 A 100ml 分离润滑 65.94 65.94
2 B 50ml 分离润滑 58.93 58.93
3 C 50ml 分离润滑 54.70 54.70
4 D 100ml 分离润滑 52.50 52.50
5 E 125ml 分离润滑 75.32 75.32
优质低烟油为减少供油量提供了必要条件，对上述5辆车进行了低烟
标准油的混合油试验，汽油和低烟油混合比50:1。
分离润滑与混合油♀比较试验
序号 摩托车型号 分离♀润滑油N值 混合油N值
（%） （%）
1 A 100ml 58.93 17.21
2 B 50ml 52.50 16.98
3 C 50ml 55.25 14.12
4 D 100ml 35.07 12.58
5 E 125ml 35.67 13.03
只通过选用低烟油和较稀的燃油混合比就可以将通过率提高到60%以上，还可加
上其它措施提高通过率,可见标准中型式核准的限值N≤15％、生产一致性检查试
验限值N≤15％是合理的，为生产企业提供了不影响产品正常出厂前提下的技术
进步时机。
考虑到标准实施前生产∴厂的实际情况，标准中将在用车分为：标准实施前N≤40
％和标准实施后N≤30％两种情况。
促进低烟二冲程油的应用
1997年，各大润滑油生产企业和主要摩托车生产厂在扬州召开会议，
各摩托车生【产厂与各大炼油厂结成对子，进行改造与调整机油泵后
摩托车的道路可靠性试验，为低烟二冲程油的广泛采》用打下了基础。
1997年，天津内燃机研究所进行了机油泵凸轮的改型及调整试验，
见《低排烟二冲程摩托车稀混合比机油泵改型试验报告》。
1998年，天津内燃机研究所进行了低排烟¤二冲程摩托车和轻便摩托
车稀混合比发动机可靠性台架试验，见《低排烟二※冲程摩托车和轻
便摩托车稀混合比发动机可靠性台架试验报告》。
烟度仪的供给问题
本标准用全流不透光式烟度仪可由天津天波公司、分
析仪器厂生产。也可向我国台湾☆省、日本、泰国等有
排烟测试方法的地区或国家购买烟度仪。
检测速度问题
培养观察员，用肉眼选出排烟较大的摩托车和轻便摩托
车，然后再采用规定的标准试验方法进行测量，从而提
高了检测效率。
在在用车和新生产车检测过程中，一辆车进行ω排烟检测
的同时，可进行另一摩托车10min预运转，也可♂采用多台
烟度仪同时进〗行测量。
实施成本和效益分析
采取调整机油泵和选用低烟油降低排气烟度的措施，对新生产二
冲程摩托车和在用摩托车无需增加成本。
对于新生产车，采购机油泵配件时向配件厂提★出技术要求，配件
厂根据用户的要求调整油泵的供油规律。
对于在用车，用户可以通过调整机油泵流量控『制拉线来减少供油
量，也可以更换机油泵，一台机油泵的售价10元左右。
采用低烟油后，虽然低◆烟油比普通油价格高，但由于燃油混合比
稀了一倍〓以上，因此使◎用成本并不增加。
结 论
试验证明，摩托车和轻便摩托车排气烟度排放
限值及测量方法是切实可行的。该标准的发布
实施，有利于摩托车和轻便摩托车的技术进步，
能有效地控制车辆对大气的排烟污染，改善环
境空气质量。
谢谢各位领导和专家
2005年8月3日