重型车用发动机高原污染物排放测量方法编制说明

《重型车用发动机高原污染物排放测量方法》

编制说明（征求意见稿）

一、工作简况

1.1任务来源

本项目根据中国内燃机学会文件“中内会字〔2022〕27号《关于2022年第二

批团体标准立项的公告》，任务书编号：2022-37,标准项目名称《重型车用发动机

高原污染物排放测量方法》进行制定，为新制定项目。

1.2编制背景与目标

我国高原地区幅员辽阔，分布在中西部11个省份，民用汽车保有量5992万辆，

海拔超过1000米的地级市就有83个、国土面积占比达到50.7%、覆盖人口1.8亿。

同时，高原地区大气压力低、含氧量低、海拔起伏大，相对于东部低海拔地区，机

动车燃烧恶化、热负荷增大，可靠性下降等引起尾气污染物排放增加，机动车在高

原环境下的排放需要更加关注。另外，柴油车NOx和颗粒物排放能够占到汽车排放

总量的80%和90%；随着国家“一带一路”战略、西部大开发战略以及“碳达峰、碳

中和”的目标要求，同时为贯彻落实《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》，完善高原地区柴油机排放测试和监控，使环境主管部门

有法可依、生产企业有法可守。因此，研究如何开展高海拔条件下车用柴油机高原

排放测试具有重要意义。

1.3主要工作过程

2022年7月项目立项及准备；

2022年8月～2023年5月标准研究及标准初稿起草，编写征求意见稿；

2023年5月～7月完成征求意见稿。

1.4主要参加单位和工作组成员及其所做的工作

本标准由中汽研汽车检验中心（昆明）有限公司提出，中国内燃机学会、中汽

研汽车检验中心（天津）有限公司、天津大学、昆明理工大学、潍柴动力股份有限

公司、广西玉柴机器股份有限公司、昆明云内动力股份有限公司、安徽江淮汽车股

份有限公司等单位共同负责起草。

主要成员有：郑永明、胥峰、刘典云、李树生、杨国峰、裴毅强、雷基林、陈

玮、吴春玲、李万洋、曹斌、何述超、邓伟、解礼兵、李世峰、吉江林、赵龙龙。

2

所做工作：郑永明、李树生、杨国峰、刘典云、解礼兵、李世峰、吉江林、赵

龙龙等主要负责标准立项、标准起草和编制说明编写等工作。裴毅强、雷基林、陈

玮、吴春玲、李万洋、曹斌、何述超、邓伟等主要负责标准内容的校正等工作。胥

峰主要负责各试验项目资源协调和协调标准立项及验收等工作。

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准制定原则

为了确认在平原排放达标的重型发动机在高原环境下的排放水平，需要制定适

用于高原环境下的重型发动机排放测试方法，在充分总结和比较了国内外最新重型

车用发动机排放测试方法标准的基础上，同时考虑重型车用发动机在高海拔地区与

平原地区的实际工况的差异，并且参考了GB17691—2018《重型柴油车污染物排放

限值及测量方法（中国第六阶段）》标准中的有关内容编写。本文件规定了高海拔

重型车用发动机污染物排放测试要求、系统及方法。

2.1.1通用性原则

本文件规定了在高原环境下重型车装用压燃式发动机所排放的气态和颗粒污染

物的测试方法；以及在高原环境下重型车装用以天然气（NG）或液化石油气（LPG）

作为燃料的点燃式发动机所排放的气态污染物的测量方法。

本文件适用于压燃式或气体燃料点燃式车用发动机在发动机台架上开展高海拔

排放测试，非道路移动机械用发动机的高原排放测试也可参照使用，通用性高。

2.1.2指导性原则

本文件提出的方法能为高海拔地区发动机污染物排放测量提供指导作用。目前

使用的GB17691—2018标准所规定的排放物测试方法不适用于大气因子大于1.07

的高海拔地区，而本文件提出的方法可以实现高海拔地区车用发动机污染物排放的

测量。

2.1.3协调性原则

本文件提出的方法与目前使用的国家标准中的方法协调统一、互不交叉。仅作

为一种更便捷、精确度更高、更高效的方法对目前使用的方法进行补充。

2.1.4兼容性原则

本文件提出的重型车用发动机高原排放测量方法充分考虑了试验室条件、试验

用设备及试验测量参数等，具有普遍适用性。

2.2标准主要技术内容

3

本文件共分为6章，规定了重型车用发动机高原排放试验方法和要求。内容包

括范围、规范性引用文件、术语和定义、试验条件、试验程序、试验结果。

2.3关键技术问题说明

本文件提出针对高海拔地区的重型车用发动机污染物排放的测量方法，因此要

求试验室条件为建立于高海拔地区或带海拔模拟功能。若采用进排气海拔模拟试验

室进行本文件所述试验，发动机的ECU及增压器（若有）需要进行改造，适应高海

拔模拟下的试验需求，以保证增压器处于正常工作状态、ECU控制器准确识别当前

试验的模拟海拔。

2.4标准主要内容的论据

GB17691—2018标准规定试验室测试须满足0.93-1.07的大气因子条件，但

1000米以上高海拔重型车用发动机的工作环境已超过试验室的大气因子要求，即试

验室测评与实际使用环境偏差过大，导致发动机的试验室测量方法未能全面覆盖车

辆的使用场景，尤其是大气因子超过1.07的高海拔地区。

在不考虑大气因子的前提下，采用GB17691-2018标准规定的试验方法进行重

型车用发动机污染物测量，依据标准生成的瞬态排放循环（WHTC）和稳态排放循环

（WHSC）工况在高海拔地区不适用。因此，本文件提出重型车用发动机高海拔排放

测量方法，使得高海拔重型车用发动机的试验测评工况覆盖整车实际应用的工况需

求，以准确测量并评价高海拔重型车用发动机排放的污染物。

2.5标准工作基础

牵头起草单位中汽研汽车检验中心（昆明）有限公司具有丰富的发动机高原研

发和性能测试评价经验。

三、明确是否有对应的国家标准或行业标准

美国EPA汽车排放法规规定海拔高度在1219米以上地区为高原地区，在0～

1676米海拔范围内运行的重型车辆，必须满足1676米海拔的NTE（no-to-exceed

method,工况区达标法）排放限值的规定，超过该海拔高度则不作要求。

欧洲和日本大部分地区海拔高度低于1000米，欧六法规对OBD的NOx控制要求

覆盖海拔范围0～1600米，OBD系统硬件诊断要求覆盖到2500米海拔。而欧七标准

草案则提高了海拔要求，提出整车试验扩展海拔要求覆盖到1800米。

中国的排放法规起步较晚，但在高海拔要求方面进展较快，如GB17691重型车

排放法规在海拔方面的要求演变：在国一、二阶段对海拔未作要求，到国三、四、

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五阶段要求试验环境海拔不得高于1000米，在最新的国六阶段排放法规中非标准循

环的环境压力允许到73kPa（相当于2700米海拔）；最新国六阶段法规对整车PEMS

要求海拔则达到2400米。

但上述国内外法规标准对海拔的要求主要集中于整车方面，对发动机排放测试

则限定在平原地区。因此，国内尚无对应的国家标准或行业标准，本标准为拾遗补

缺类标准。

四、主要试验（或验证）情况分析

在本文件起草过程中，分析了GB17691-2018标准规定的试验方法在高原试验

室的应用结果，并对比本文件提出的重型车用发动机高原污染物测量方法，二者的

试验结果存在差异，同时本文件提出的高海拔测试工况是基于高原动力需求更大为

原则，更贴合重型车用发动机在高海拔地区的实际使用情况。

4.1重型车高海拔下输出动力需求增加

统计不同海拔下某款重型车实际道路测试的运行工况差异，分析不同工况占比

情况，如下图示，10%载荷下整车PEMS高负荷工况占比（≥80%）随着海拔的升高呈

现略微的增加，而随着载荷（50%和100%载荷）的增加高负荷工况占比（≥90%）随

着海拔的升高而增加，这是由于随着载荷的增加重型车对高负荷工况需求增加，而

海拔的升高将导致发动机进气量的减小从而导致动力性损失，这进一步加剧了重型

车对高负荷工况的需求。通过以上分析表明重型车高海拔下输出动力需求增加。

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4.2当前排放循环工况法的不适用性

在不考虑大气因子的要求条件下，分析按GB17691-2018法规生成的不同海拔

下重型车用发动机台架WHTC和WHSC循环负荷及工况占比差异。如下图示，随着海

拔的升高，采用当前方法生成的WHTC和WHSC循环工况的不同负荷工况占比保持不

变，与整车PEMS下高负荷工况的增加不相符，表明按照当前方法生成的高海拔WHTC

和WHSC循环工况无法代表发动机在高海拔的实际负荷变化，不适用于高原环境。

4.3提出满足高原实际负荷变化的高原工况法

为解决当前方法生成的高海拔WHTC和WHSC循环无法体现随着海拔的升高高负

荷工况增加的变化趋势，即要解决随着海拔的升高发动机动力性损失致使相比平原

环境下的WHTC和WHSC循环高负荷工况点无法达到的问题。

参考GB27840-2021的5.5.2“当试验车辆不能达到CHTC行驶工况要求的加速

度或试验车速时，应将加速踏板完全踩到底”，和GB18352.6-2016的C.1.2.6.7.4

“如果车辆无法跟踪车速曲线，应将输出功率保持在可能的最大值，直到车速重新

回到目标车速”。

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本文件针对发动机在高海拔动力性损失的特殊性，参考整车工况法针对动力性

不足时的处理方法，提出在高海拔地区依据本标准第5条描述的方法生成WHTC和

WHSC循环工况，即依据平原外特性曲线生成WHTC和WHSC循环工况，并对超过当前

高原环境下能够达到的最大扭矩点以当前最大扭矩值进行替换。如下图所示新生成

的排放测试循环考虑了在高海拔下发动机动力性降低的影响，高负荷工况占比随着

海拔的升高而增加。

对新方法生成的不同海拔WHTC循环工况与PEMS工况（由于不同海拔实际PEMS

工况一致性较差，本次采用基于平原50%载荷的PEMS路谱采用相同的方法生成不同

海拔的PEMS的发动机工况）进行比对，可以看到不同海拔下PEMS工况的不同负荷

占比与WHTC工况的不同负荷占比一致性较强，相关系数均大于0.95。

4.4两种方法对排气污染物的影响

分析新方法和当前方法生成的WHTC循环不同海拔下的污染物排放结果，如下图

所示，新方法由于提高了高负荷工况占比循环功相比当前方法更大，并随着海拔的

升高差距逐渐拉大，同时由于高负荷的增加CO排放相比当前方法更高，而THC和

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NOx排放两种方法有差异，但没有明显规律。

分析新方法和当前方法生成的WHSC循环不同海拔下的污染物排放结果，如下图

所示，新方法由于提高了高负荷工况占比循环功相比当前方法更大，并随着海拔的

升高差距逐渐拉大，同时由于高负荷的增加CO排放相比当前方法更高，而THC和

NOx的比排放与WHTC循环相同两种方法有差异，但没有明显规律。

4.5高海拔试验边界条件验证

高原环境下，需要对发动机的进排气边界条件进行监控及状态确认，并对发动

机额定点的边界条件进行设置。根据本文件的边界条件控制要求，对发动机的排气

背压、进气负压、中冷压降及中冷后温度进行确定。试验时，高原环境下控制发动

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机的排气背压、进气负压、中冷压降和中冷后温度控制范围应与平原保持一致，排

气背压在规定值的80%-100%，如果规定的上限值≤5kPa，则控制在规定的上限值的

±1kPa内；进气负压在规定的上限值的±300Pa；中冷压降在规定的上限值的±1kPa

内，中冷后温度在规定的上限值的±5K。

经检验，在1900m额定点采用模拟法和计算法的排气背压计算值与模拟值相差

约为2kPa；1900m额定点的进气负压计算值与模拟值相差约为0.3kPa；1900m额定

点的中冷压降计算与模拟值的差值小于1kPa；中冷后温度的计算值与台架模拟值的

偏差小于2℃。能够较好的确认高海拔的试验边界。

五、标准中涉及专利的情况

本文件不涉及专利问题。

六、预期达到的社会效益、对产业发展的作用的情况

本文件为国内首次基于高原特殊环境对发动机性能的影响，提出针对高海拔重

型车用发动机污染物排放的测量方法，为规范发动机高原产品的适应性开发提供测

试方法和评价依据，对于推动重型车用发动机向“清洁、低碳”化发展和推广应用

具有重要意义。

七、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况，

国内外关键指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况

本标准项目尚未检索到相关的国际标准和国外先进标准。

八、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制

性标准的协调性

本文件属于内燃机专业领域标准体系中“内燃机与附属装置”大类。

本文件与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。

九、重大分歧意见的处理经过和依据

本文件在制定过程中无重大分歧意见。

十、标准性质的建议说明

本文件为中国内燃机学会标准，属于团体标准,供学会会员和社会自愿使用。

十一、贯彻标准的要求和措施建议

本文件为团体标准，目前正在制定阶段，建议标准发布实施后，标准工作组成

员单位应积极宣传贯彻本文件，及时采用本文件或按照本文件的规定和要求，并严

格按本文件要求来执行。

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建议本文件的实施日期为批准发布后1个月。

十二、废止现行相关标准的建议

无。

十三、其他应予说明的事项

无。

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《重型车用发动机高原污染物排放测量方法》

编制说明（征求意见稿）

一、工作简况

1.1任务来源

本项目根据中国内燃机学会文件“中内会字〔2022〕27号《关于2022年第二

批团体标准立项的公告》，任务书编号：2022-37,标准项目名称《重型车用发动机

高原污染物排放测量方法》进行制定，为新制定项目。

1.2编制背景与目标

我国高原地区幅员辽阔，分布在中西部11个省份，民用汽车保有量5992万辆，

海拔超过1000米的地级市就有83个、国土面积占比达到50.7%、覆盖人口1.8亿。

同时，高原地区大气压力低、含氧量低、海拔起伏大，相对于东部低海拔地区，机

动车燃烧恶化、热负荷增大，可靠性下降等引起尾气污染物排放增加，机动车在高

原环境下的排放需要更加关注。另外，柴油车NOx和颗粒物排放能够占到汽车排放

总量的80%和90%；随着国家“一带一路”战略、西部大开发战略以及“碳达峰、碳

中和”的目标要求，同时为贯彻落实《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》，完善高原地区柴油机排放测试和监控，使环境主管部门

有法可依、生产企业有法可守。因此，研究如何开展高海拔条件下车用柴油机高原

排放测试具有重要意义。

1.3主要工作过程

2022年7月项目立项及准备；

2022年8月～2023年5月标准研究及标准初稿起草，编写征求意见稿；

2023年5月～7月完成征求意见稿。

1.4主要参加单位和工作组成员及其所做的工作

本标准由中汽研汽车检验中心（昆明）有限公司提出，中国内燃机学会、中汽

研汽车检验中心（天津）有限公司、天津大学、昆明理工大学、潍柴动力股份有限

公司、广西玉柴机器股份有限公司、昆明云内动力股份有限公司、安徽江淮汽车股

份有限公司等单位共同负责起草。

主要成员有：郑永明、胥峰、刘典云、李树生、杨国峰、裴毅强、雷基林、陈

玮、吴春玲、李万洋、曹斌、何述超、邓伟、解礼兵、李世峰、吉江林、赵龙龙。

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所做工作：郑永明、李树生、杨国峰、刘典云、解礼兵、李世峰、吉江林、赵

龙龙等主要负责标准立项、标准起草和编制说明编写等工作。裴毅强、雷基林、陈

玮、吴春玲、李万洋、曹斌、何述超、邓伟等主要负责标准内容的校正等工作。胥

峰主要负责各试验项目资源协调和协调标准立项及验收等工作。

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准制定原则

为了确认在平原排放达标的重型发动机在高原环境下的排放水平，需要制定适

用于高原环境下的重型发动机排放测试方法，在充分总结和比较了国内外最新重型

车用发动机排放测试方法标准的基础上，同时考虑重型车用发动机在高海拔地区与

平原地区的实际工况的差异，并且参考了GB17691—2018《重型柴油车污染物排放

限值及测量方法（中国第六阶段）》标准中的有关内容编写。本文件规定了高海拔

重型车用发动机污染物排放测试要求、系统及方法。

2.1.1通用性原则

本文件规定了在高原环境下重型车装用压燃式发动机所排放的气态和颗粒污染

物的测试方法；以及在高原环境下重型车装用以天然气（NG）或液化石油气（LPG）

作为燃料的点燃式发动机所排放的气态污染物的测量方法。

本文件适用于压燃式或气体燃料点燃式车用发动机在发动机台架上开展高海拔

排放测试，非道路移动机械用发动机的高原排放测试也可参照使用，通用性高。

2.1.2指导性原则

本文件提出的方法能为高海拔地区发动机污染物排放测量提供指导作用。目前

使用的GB17691—2018标准所规定的排放物测试方法不适用于大气因子大于1.07

的高海拔地区，而本文件提出的方法可以实现高海拔地区车用发动机污染物排放的

测量。

2.1.3协调性原则

本文件提出的方法与目前使用的国家标准中的方法协调统一、互不交叉。仅作

为一种更便捷、精确度更高、更高效的方法对目前使用的方法进行补充。

2.1.4兼容性原则

本文件提出的重型车用发动机高原排放测量方法充分考虑了试验室条件、试验

用设备及试验测量参数等，具有普遍适用性。

2.2标准主要技术内容

3

本文件共分为6章，规定了重型车用发动机高原排放试验方法和要求。内容包

括范围、规范性引用文件、术语和定义、试验条件、试验程序、试验结果。

2.3关键技术问题说明

本文件提出针对高海拔地区的重型车用发动机污染物排放的测量方法，因此要

求试验室条件为建立于高海拔地区或带海拔模拟功能。若采用进排气海拔模拟试验

室进行本文件所述试验，发动机的ECU及增压器（若有）需要进行改造，适应高海

拔模拟下的试验需求，以保证增压器处于正常工作状态、ECU