中国在非道路移动机械排放管理方面采用了类似于欧盟标准的管理架构，分阶段出台逐步加严的管理法规。

第一、第二阶段：

中国对非道路移动机械的排放管理始于2007年，于当年发布了《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国I、II阶段）》（GB 20891-2007）。其中，第一阶段标准自2007年10月起逐步实施，第二阶段自2009年10月起实施。该标准大体上等效于欧盟非道路排放标准的第一、第二阶段要求，但做出了一些调整。

第三、第四阶段：

中国环境保护部（现生态环境部）于2014年5月发布了《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段）》（GB 20891-2014）。在发布非道路第三阶段和第四阶段标准要求后，第三阶段标准于2014年10月1日开始实施。而对于第四阶段标准，当时仅规定了排放限值及测量方法，由于总体技术要求还不完善，实施时间当时也未规定。

在第三阶段标准实施五年多后，2020年底，生态环境部与国家市场监督管理总局联合发布了《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第三、四阶段）》（GB 20891-2014）修改单，要求自2022年12月1日起，所有生产、进口和销售的560kW以下（含560kW）非道路移动机械及其装用的柴油机应符合第四阶段要求。

非道路移动机械国四阶段标准以《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第三、四阶段）》（GB 20891-2014）为基础，结合环境管理新需求、非道路移动机械国三标准实施情况及行业技术现状，主要对以下技术要求进行了修改完善：

• 更加关注整机排放要求：新增车载法整机测试要求，对37kW以上机械实际使用过程的污染物排放使用便携式排放测试系统（PEMS）进行测量，规定90%以上有效功基窗口的CO和NO_X的比排放量不应超过相应功率段限值的2.5倍。此外，参考欧标要求，增加了柴油机非标准循环工况的测试方法及限值要求。

• 新增颗粒物粒子数量限值要求：为解决非道路移动机械冒黑烟的问题，新增颗粒物粒子数量（PN）限值，规定其排放必须小于等于5×10¹²个/千瓦时，通用技术手段为加装柴油颗粒捕集器（DPF）。标准不对技术路线进行固化和限制，鼓励企业使用更高效的污染排放控制技术。

• 提出远程监控及定位要求：为保证排放控制系统在实际使用过程中始终正常发挥作用，防止用户在使用过程中恶意破坏拆除污染控制装置，参考欧盟四阶段法规提出排放控制系统远程监控要求，并向监管平台实时发送排放及定位相关数据。

• 给出指定的劣化系数：通过前期标准实施，管理部门获取了大量柴油机劣化趋势特征数据，此次修订给出指定的劣化系数，明确企业可采用指定的劣化系数代替耐久实测劣化系数，大幅降低企业的测试费用和研发成本。

• 将三轮汽车纳入非道路标准统一管理：为推进三轮车行业技术升级，同时考虑三轮汽车与非道路农业机械发动机通用的实际情况，本着减轻企业研发和试验负担的原则，将三轮汽车纳入非道路移动机械四阶段标准进行统一管理。 

从国三到国四阶段，不同功率段非道路移动机械采用不同的排放控制技术，增加成本有所不同。37kW≤P<75kW功率段主要采用的技术路线是加装颗粒捕集器（DPF），75 kW≤P<130 kW功率段主要技术路线是加装氧化型催化转化器（DOC）+颗粒捕集器（DPF），130 kW≤P<560 kW功率段主要技术路线是加装氧化型催化转化器（DOC）+颗粒捕集器（DPF）+选择性催化还原装置（SCR），升级成本约占总成本的10%-15%。37kW以下功率段的柴油机，技术上只需要进一步优化进气、燃油喷射系统即可，成本在量产的情况下几乎可以忽略不计。排放标准的升级，将带动后处理生产企业等排放控制相关行业发展，推动柴油机行业技术升级。

表1. 非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值 

第三和第四阶段非道路移动机械排放标准要求进行耐久性测试。传统的耐久性测试通常要求制造商在代表性工况循环下（接近实际使用条件，包括行驶和作业操作）对发动机进行测试，测试时间至少为发动机使用寿命周期的四分之一或更长。表2展示了对耐久性测试时间的具体要求。在2020年进行标准修订时，为耐久性测试提供了劣化系数，制造商可以选择使用预设的劣化系数以降低合规测试成本，即无需通过耐久性测试，即可计算出最终的排放测试结果。表3提供的劣化系数，这是基于实际道路发动机测试结果生成的。采用劣化系数有望显著降低制造商的测试成本。

表2. 耐久性测试要求

表3. 第四阶段标准中的规定劣化系数

中国的非道路移动机械排放标准整体上类似于欧盟的排放标准框架，其中第三阶段等效于欧盟的Stage III A阶段标准，第四阶段等效于欧盟Stage III B阶段标准。但在中国的标准中额外涵盖了一些欧盟标准未涉及的小型柴油发动机。而对于最小功率范围的发动机，中国非道路移动机械标准下的排放限值与美国非道路Tier 1/2标准是相同的。

与欧盟标准（2004/26/EC）相比，中国非道路移动机械第三和第四阶段标准主要有以下几方面主要变化：

• 适用范围更广：中国非道路移动机械排放标准涵盖了更大的发动机功率区间，包括小于19kW或大于560kW的发动机；

• 中国非道路移动机械排放标准中未包含等效于欧盟Stage IV阶段的技术要求；

• 中国非道路移动机械排放标准要求特定发动机按照ISO 8178标准中的规定进行G2测试循环；

• 中国非道路移动机械排放标准中增加了对催化转化器性能特点的描述要求；

• 基准油的燃料参数要求不同，例如：欧盟Stage III A阶段标准规定硫含量上限为300 ppm，中国第三阶段标准为350 ppm；

• 中国非道路移动机械排放标准简化了一致性检查规定。

Tier 1-3阶段标准

美国针对新生产非道路发动机的首部联邦排放标准为1994年颁布的Tier 1标准（联邦法规40 CFR 第 9 和 89 部分），适用于功率大于 37 kW（50 马力）的发动机，在1996年至2000年期间分阶段实施。1996 年，美国环保局（EPA）、加州空气资源委员会（CARB）以及发动机制造商签署了《非道路柴油机原则声明》（SOP）。1998 年 8 月 27 日，EPA 基于《原则声明》的内容出台了相关法规，将功率低于 37 千瓦（50 马力）的机械设备也纳入了Tier 1标准管理范围，于2000年至2008年期间分阶段实施。随后，又对所有机械设备实施了更严格的Tier 2和Tier 3阶段标准。总体而言，Tier 1到3阶段标准主要通过先进的发动机设计即可实现排放达标，几乎不使用或仅需要有限使用氧化催化器等尾气后处理技术。Tier 3阶段的氮氧化物（NO_x）+ 碳氢化合物（HC）排放限值在严格程度上与 2004年道路柴油机标准相当，但Tier 3标准中并未针对颗粒物（PM）制定限值要求。

Tier 4阶段标准

2004年5月11日，EPA颁布了Tier 4阶段排放标准，在2008年至2015年间分阶段实施。与Tier 1–3阶段标准相比，Tier 4阶段提出了更加严格的限值，要求PM和NO_x排放减少90%。因此，满足Tier 4阶段标准就需要通过应用排放控制技术来实现，包括先进的尾气后处理系统，其控制方案与2007–2010年道路重型柴油机标准所要求的技术方案类似。

适用范围

非道路标准涵盖了各种尺寸的移动式非道路柴油发动机，这些发动机被广泛应用于建筑、农业和工业设备上。EPA对“非道路发动机”的定义秉承着可移动/可携带的原则，包括安装在以下设备上的发动机：可自行推进的设备；在运行功能的同时可由设备自身推进的设备；可携带或可运输的设备，其特征为配有车轮、滑架、提手、小推车、拖车或平台。换言之，非道路发动机是指除以下情况外的所有内燃机：道路车辆发动机、固定式发动机（或在同一地点使用超过 12 个月的发动机）、仅用于竞赛的发动机，以及航空器发动机。受监管的典型机械包括：农用拖拉机、挖掘机、推土机、轮式装载机、反铲装载机、平地机、柴油草坪拖拉机、伐木设备、便携式发电机、滑移装载机以及叉车等。

豁免范围

非道路柴油机排放法规并不适用于所有非道路柴油机。豁免情况包括：

• 铁路机车发动机：由EPA另行管理；

• 船舶发动机：由EPA另行管理，功率低于 37 kW（50 马力）的船用发动机适用Tier 1-2阶段标准，但不适用Tier 4阶段非道路标准；部分豁免船用标准的船舶发动机可能适用非道路标准；

• 地下采矿设备发动机：矿山中的柴油机排放和空气质量由美国矿山安全与健康管理局（MSHA）监管；

• 娱乐设备发动机（单缸排量低于50 cm³）。

Tier 1-3阶段排放标准

Tier 1阶段标准在1996年至2000年期间分阶段实施，Tier 2阶段标准在2001年至2006年期间实施，Tier 3阶段标准在2006年至2008年期间实施（Tier 3 标准仅适用于功率为37–560 kW的发动机）。

自Tier 2阶段开始，法规采用了新的压燃式（柴油）发动机定义，使其与道路发动机的定义保持一致。该定义侧重于发动机的工作循环，而不是点火方式，并以有无节气门作为区分柴油循环与奥托循环的指标。这一定义允许了一种可能性：如果天然气发动机配备了火花塞，但符合柴油循环特征，也可被视为压燃式发动机。

法规同时还纳入了多项其他规定，例如排放积分的平均、储存和交易制度，以及适用于平均排放的最大“系族排放限值”（FEL）。

表1展示了Tier 1-3阶段的排放限值。非道路排放法规采用公制单位，所有标准均以克/千瓦时（g/kWh）表示。所有功率等级的发动机还必须在加速/重载/峰值模式下分别满足20%/15%/50%的烟度标准。

表1. EPA Tier 1-3非道路柴油机排放标准  g/kWh（g/bhp·hr）

“蓝天系列”发动机

2002年，EPA制定了一套更严格的自愿性“蓝天”（Blue Sky）标准（表2）。蓝天系列发动机的排放水平低于强制性标准——整体上减排幅度不低于40%。达到这一自愿性标准的制造商，其发动机可获得“蓝天系列”认证标识。选择获得该认证的制造商需承诺在发动机的整个使用寿命周期内保持其排放水平符合“蓝天”标准。

“蓝天”标准适用于以下类型的发动机：

• 陆上非道路柴油发动机；
• 娱乐及商用船舶柴油发动机；
• 功率超过 25 马力的陆上非道路点燃式发动机。

表2. EPA“蓝天”自愿性非道路柴油机排放标准  g/kWh (g/bhp·hr)

Tier 4阶段排放标准

Tier 4阶段排放标准自2008年开始分阶段实施，至2015年全面生效。Tier 4 标准对氮氧化物（适用于功率大于56 kW的发动机）和颗粒物（适用于功率大于19 kW的发动机）限值进行了大幅加严，同时对碳氢化合物（HC）排放也提出了更严格的要求。一氧化碳（CO）排放限值则与 Tier 2–3阶段保持相同。表3展示了针对功率不超过560 kW的发动机的Tier 4排放标准。

表3. Tier 4排放标准——不超过560 kW, g/kWh (g/bhp-hr)

2011车型年的合规要求被称为Tier 4过渡期（又称Tier 4i或Tier 4A），而最终标准（NO_x/HC 合规）有时会被称为Tier 4 B阶段。

在过渡期间，制造商可选择按规定比例满足发动机Tier 4阶段标准，或在每一车型年将所有发动机在一个替代的NO_x限值下进行认证。替代NO_x标准为：

功率56–130 kW的发动机：

• 选项 1：NO_x = 2.3 g/kWh = 1.7 g/bhphr（使用Tier 2 积分达标，适用于2012–2013车型年）
• 选项 2：NO_x = 3.4 g/kWh = 2.5 g/bhphr（不使用Tier 2积分，适用于2012–2014车型年）

功率130–560 kW的发动机：

• NO_x = 2.0 g/kWh = 1.5 g/bhp·hr（适用于2011–2013车型年）

表4. Tier 4排放标准—560kW以上发动机, g/kWh (g/bhp-hr)

Tier 2–Tier 3阶段标准中的烟度标准和测试规程对于某些发动机仍然适用。颗粒物（PM）排放标准认证值为0.07 g/kWh或更低的发动机，可视为符合烟度排放标准，因为这种低颗粒物排放较低的发动机本身烟度排放就很低。

Tier 4阶段法规并不要求非道路发动机必须采用封闭式曲轴箱通风。然而，对于采用开放式曲轴箱的发动机，必须测量曲轴箱排放，并将其计入尾气排放总量以评估是否满足排放标准要求。

与早期标准类似，Tier 4阶段法规中也包含了排放平均、积分储存与交易，以及用于排放平均的车队排放限值（FEL）等规定。

Tier 4非道路发动机还必须满足NTE排放上限，该上限的测量不依赖任何特定的测试循环。NTE排放上限自2011年起适用于功率大于130 kW的发动机；2012年起适用于56–130 kW的发动机；2013年起适用于小于56 kW的发动机。对于大多数发动机，NTE排放上限会设定为各污染物常规标准限值的1.25倍；对于NO_x认证排放值低于2.5 g/kWh或PM认证排放值低于0.07 g/kWh的发动机，其NTE排放上限系数为1.5。NTE排放上限适用于发动机认证阶段以及整个使用寿命周期。增加这些测试要求的目的是防止通过“失效装置”控制发动机，使其在测试工况循环下实现合规排放，而在非测试工况循环工况下产生超标排放。

非道路发动机的排放是在稳态测试循环下测量的，该测试循环名义上与ISO 8178 C1标准中的8工况稳态测试循环相同。对于某些特定设备发动机，可以使用ISO 8178标准中的其他测试循环，例如恒速发动机（采用D2五工况循环）、额定功率小于19 kW的可变速发动机（采用G2循环）以及船用发动机（采用E3循环）。

1998年Tier 2和Tier 3阶段将测量对象从总碳氢化合物（THC）改为非甲烷碳氢化合物（NMHC）。由于当时EPA尚没有测量柴油机尾气中甲烷的标准方法，制造商可以用自己的方式来测量非甲烷碳氢化合物，也可以先测量总碳氢化合物，再从测得的碳氢化合物质量中减去 2%作为甲烷修正值。

瞬态测试：Tier 4阶段标准要求发动机在稳态和非道路瞬态循环（NRTC）下都进行测试。瞬态测试要求从2013年起开始对功率低于56 kW的发动机实施，从2012年起适用于 56-130 kW的发动机，从2011年起适用130-560 kW的发动机，功率超过560 kW的发动机可不进行瞬态测试。此外，任何功率类别的恒速可变负载发动机也不适用于瞬态测试。

NRTC测试规程包含冷启动测试，在计算最终结果时，冷启动排放占5%权重，热启动排放占95%权重。

燃料：在对Tier 1至Tier 3阶段发动机进行认证测试时，应使用硫含量不超过0.2%质量百分比（2000 ppm）的燃料。到了Tier 4阶段，为了让发动机能够使用对硫含量具有敏感性的排放控制技术，例如颗粒捕集器和 NO_X吸附器，EPA要求在2007年至2010 年期间分阶段降低非道路柴油燃料中的硫含量：

• 2007年6月起，非道路、火车机车和船用（NRLM）柴油燃料的硫含量限值为500 ppm；

• 2010年起，硫含量限值为15 ppm（超低硫柴油）。

非道路发动机在其整个使用寿命周期内都必须满足排放标准要求。EPA要求对法规涵盖的所有发动机应用劣化系数（DF）。劣化系数是应用于认证排放测试数据的一个系数，用于反映发动机在其使用寿命结束时的排放水平。

表5展示了EPA针对发动机测试环节所规定的使用寿命周期及在用发动机测试周期要求（按发动机功率级别划分），Tier 4标准中的发动机使用寿命周期与此相同。

表5. 使用寿命周期及召回测试周期规定

1998 年法规：在签署发布1998年法规时，EPA预计到2010年，非道路发动机产生的NO_X排放每年可减少约100万吨，相当于减少3500万辆乘用车上路排放。满足排放标准的成本预计会使典型的新非道路柴油机械的购买价格增加不到1%，对于少部分机械设备，标准合规可能会导致价格上涨2-3%。在实施该标准的情况下，预计每减排一吨NO_X的成本为600美元。

Tier 4阶段标准：当所有相对老旧的非道路发动机全部更新换代为Tier 4阶段发动机后， 预计每年可减少NO_X排放73.8万吨，减少PM排放12.9万吨。到2030年，预计每年可避免 1.2万例提早死亡。对于绝大多数机械设备，增加排放控制装置的成本预计占设备总价的1-3%。例如，一台175马力，价格约23万美元的推土机，增加先进排放控制系统并重新设计以适配改进后的发动机的成本最高为6900美元。根据EPA的评估，使用硫含量15 ppm燃料的平均成本增幅为每加仑7美分，但这一数字预计可因低硫柴油带来的维护成本节省而减少至4美分。

第一阶段/第二阶段标准

欧盟于1997年12月15日首次颁布了非道路移动机械排放法规（欧盟法规Directive 2002/88/EC）。该法规将非道路柴油机排放管理分为两个阶段，其中第一阶段（Stage I）于1999年开始实施，第二阶段（Stage II）根据发动机输出功率的不同，于2001年至2004年间逐步开始实施。

2002年12月9日，欧洲议会通过了欧盟法规 Directive 2002/88/EC，对原非道路排放标准Directive 97/68/EC进行了修订，增加了对19 kW以下非道路移动机械用小型汽油通用发动机（小通机）的排放标准。修订后的标准还扩大了第二阶段标准对于恒速发动机的管理适用范围。在该标准中，小通机的排放标准在很大程度上与美国的小通机排放标准是协同一致的。

第三阶段/第四阶段标准

欧洲议会于2004年4月通过了非道路发动机的第三/第四阶段（Stage III/IV）排放标准（欧盟法规 Directive 2004/26/EC），并于2005年2月通过了适用于农业和林业拖拉机的相关标准（欧盟法规 Directive 2005/13/EC）。第三阶段标准被进一步划分为 IIIA 阶段和 IIIB 阶段，在2006年至2013年间逐步实施；第四阶段标准则于2014年开始生效。除了第一和第二阶段标准中已涵盖的发动机类别外，IIIA阶段标准还适用于内陆船舶发动机。此外，某些类别的火车机车发动机也适用IIIA和IIIB阶段非道路排放标准。

2010年，欧盟又通过了两项补充法规。其中，欧盟法规Directive 2010/26/EU提供了关于 IIIB和第四阶段发动机测试与认证的更多技术细节要求；Directive 2010/22/EU 则对此前适用于农业和林业拖拉机的管理法规进行了修订。

第五阶段标准

欧盟议会于2016年7月通过了第五（Stage V）阶段排放标准，并于同年9月作为欧盟法规 (EU) 2016/1628刊登在《欧盟官方公报》上。该标准进一步收紧了对非道路发动机及其设备的排放要求，尤其对颗粒物（PM）设定了更严格的排放限值。与此同时，新提出的颗粒物粒子数量（PN）限值，这一要求将推动制造商为功率在19 kW至560 kW之间的非道路发动机配备颗粒捕集器（DPF）。

第五阶段排放标准最早自2018年开始对新认证发动机实施，自2019年起开始适用于所有新销售发动机与设备。第五阶段法规取代了此前复杂、多层次的欧盟排放监管体系，建立起了一套统一的总体性法规。 

图1展示了欧盟与美国在非道路移动机械颗粒物（PM）和氮氧化物（NO_X）排放限值方面的最新比较，单位为克/千瓦时（g/kWh）。从对比来看，美国Tier 4 Interim和Tier 4 Final 标准在PM排放方面分别严于欧盟IIIB和第四阶段标准；不过，美国标准并未强制要求非道路移动机械配备颗粒物捕集器滤（DPF）。欧盟第五阶段提出了一项新的颗粒物限值标准：对于功率在130 kW至560 kW之间的发动机，PM限值降至0.015 g/kWh，比美国Tier 4 Final标准的要求还低 25%。这一限值，结合欧盟提出的新的颗粒物粒子数量（PN）标准，将大幅提升非道路机械采用DPF的可能性，从而显著减少19 kW至560 kW非道路发动机的碳烟排放。欧盟第五阶段非道路发动机排放标准，有望成为全球其他地区效仿的最佳实践基准。

图1. 欧盟及美国非道路移动机械PM和NO_X排放限值对比

第一/第二阶段标准

欧盟的非道路排放标准通常会设定两个实施日期，分别为：

• 型式核准实施日期：自规定日期起，所有新申请型式核准认证的机型必须符合排放标准要求；

• 市场新售（或首次注册）实施日期：自规定日期起，所有新投放市场的发动机必须符合排放标准要求。

表1中所列出的实施日期为市场新售实施日期，在大多数情况下，型式核准实施日期会比市场新售实施日期提早一年。表中同时还列出了第一阶段（Stage I）和第二阶段（Stage II）标准下的排放限值，其中第一阶段排放限值是“发动机直接排放限值”（engine-out limits），即尾气不经过后处理装置之前必须达到的排放水平。

表1. 欧盟第一和第二阶段非道路柴油发动机排放标准

对于在市场新售实施日期之前已经生产出的发动机，欧盟标准法规下提供了最长两年的清库存周期，具体期限（0至2年不等）由欧盟各成员国自行决定，因此该法规的具体实施时间在不同国家可能有所差异。

适用范围

欧盟第一和第二阶段非道路排放标准所涵盖的非道路机械设备包括：工业钻机、压缩机、建筑用轮式装载机、推土机、非道路货车、道路用挖掘机、叉车、道路维护设备、扫雪车、机场地面服务设备、高空升降设备和移动式起重机。农业和林业用拖拉机虽然适用相同的排放标准，但其实施日期有所不同。船舶、火车机车、飞机和发电机组所使用的发动机并不属于第一阶段和第二阶段（Stage I/II）标准的适用范围。

第三/第四阶段标准

欧盟将第三阶段（Stage III）标准分为了两个子阶段，即IIIA阶段和IIIB阶段，下表展示了第三和第四阶段（Stage IV）非道路柴油发动机标准的具体限值。这些排放限值适用于表中所示功率范围内的所有非道路柴油发动机，但不包括火车机车、铁路用车辆和内河船舶所用的动力发动机。

表2、表3、表4中的实施日期同样指的是市场新售实施日期。第三和第四阶段标准也为所有在市场新售实施日期前生产的发动机提供了两年的清库存周期。除部分例外情况外，型式核准认证实施日期通常比市场新售实施日期提早一年。

表2. 欧盟IIIA阶段非道路柴油发动机排放标准

表3. 欧盟IIIB阶段非道路柴油发动机排放标准

表4. 欧盟第四阶段非道路柴油发动机排放标准

第三和第四阶段（Stage III/IV）标准中还设定了氨排放限值，要求在整个测试循环中，氨平均排放值不得超过25 ppm。

IIIB阶段标准中还增加了颗粒物（PM）排放限值，为0.025 g/kWh，相比第二阶段标准（Stage II）大约可减少90%的PM排放量。为达到这一限值，发动机应需要配备颗粒物捕集器（DPF）。第四阶段（Stage IV）标准则进一步引入了非常严格的氮氧化物（NO_X）限值，为 0.4 g/kWh，预计这将需要通过应用选择催化还原（SCR）等NO_X后处理技术来实现合规。

适用范围

第三和第四阶段（Stage III/IV）标准仅适用于新生产车辆和机械设备，对于在已经投入使用的机械设备（不包括铁路车辆、火车机车及内河船舶动力发动机）上更新置换的发动机，应符合其当初投放市场时所需满足的排放限值。

其他管理规定

• 还原剂：对于需要采用还原剂的后处理系统，例如控制氮氧化物排放的SCR系统中所应用的尿素水溶液，根据补充法规Directive 2010/26/EU的要求，必须监测还原剂的余量是否过低、还原剂的质量以及喷射量。

• 燃油：在IIIA阶段，型式核准认证和生产一致性验证所使用的基准油，其硫含量不得超过300 ppm。要满IIIB和第四阶段标准中的颗粒物（PM）与氮氧化物（NO_X）排放限值，某些后处理技术将需要使用超低硫燃油（ULSF）。因此，IIIB阶段和第四阶段将基准油的硫含量限值降至不得超过10 ppm。

• 耐久性：在第三和第四阶段标准下，发动机的使用寿命（即排放耐久性周期）对于功率在37 kW及以下的恒速发动机为3000小时，非恒速发动机为5000小时；对于功率高于37 kW的发动机为8000小时。

第五阶段标准

第五阶段标准引入了更严格的颗粒物（PM）排放限值，并对功率在19 kW至560 kW之间的发动机新增了颗粒物粒子数量（PN）排放要求。表5展示了五阶段非道路发动机排放限值。

如图2所示，第五阶段标准中颗粒物（PM）限值相比于第一阶段降低了97%，碳氢化合物（HC）与氮氧化物（NO_X）排放限值则降低了 94%。以功率在130 kW至560 kW的柴油压燃式非道路发动机（NRE）为例，第五阶段的PM限值降至0.015克/千瓦时（g/kWh），相比第四阶段的限值（0.025 g/kWh）降低了约40%。

此外，第五阶段标准还新增了颗粒物粒子数量（PN）限值：1×10¹² #/kWh。在PN限值与更严格的PM限值相结合的情况下，将确保柴油发动机颗粒物控制的最佳可行技术——颗粒物捕集器（DPF）在非道路机械中的广泛应用。

表5. 欧盟第五阶段非道路柴油发动机排放标准

注：

# 若定义了“A 系数”，对于纯燃气或部分燃气发动机，碳氢化合物（HC）排放限值应按以下公式计算：HC = 0.19 + (1.5 × A × GER)。其中，GER为燃气能量比，指在相应测试循环中的平均燃气能量比例。平均GER应通过热起动瞬态测试循环确定，适用于非道路稳态循环（NRSC）以及瞬态循环（NRTC）。如果按上述公式计算出的HC排放限值超过0.19 + A 的数值，则应将HC 限值设定为 0.19 + A。

* 或采用满足以下条件的限值：(HC+NO_X)*CO 0.784≤8.57；CO≤20.6g/kWh and (HC+NO_X)≤2.7g/kWh。

CI=压燃式发动机（通常为柴油机）

SI=点燃式发动机（通常为内燃机或汽油机）

ALL=所有发动机

图2. 第一阶段至第五阶段HC+NO_X及PM排放限值

在第一和第二阶段标准下，发动机排放测试采用ISO 8178 C1标准中的8工况循环进行测量，单位为克/千瓦时（g/kWh）。测试所使用的燃油含硫量为0.1%–0.2%（质量百分比）。

为了更真实地反映实际使用条件下的排放情况，欧盟与美国环保局（EPA）合作。共同开发了一套新的瞬态测试规程，称为非道路瞬态循环（NRTC工况）。NRTC测试需要进行两次：一次为冷启动，一次为热启动。最终的排放结果按权重平均计算：冷启动占比10%，热启动占比90%。NRTC测试与原有的稳态测试循环（ISO 8178 C1）并行实施，原稳态测试称为非道路稳态循环（NRSC工况）测试。

• NRSC（稳态）测试适用于第一阶段、第二阶段和IIIA阶段的非恒速发动机，以及所有阶段的恒速发动机；制造商可选择采用NRTC（瞬态）工况来进行IIIA阶段发动机测试。

• 对于IIIB和第四阶段，必须采用NRSC与NRTC两种工况来测量气态污染物和颗粒物的排放。

欧盟第五阶段排放标准相比此前阶段（I–IV阶段）在排放测试和合规性验证方面引入了多项新的和更严格的测试要求。这些变化不仅提高了排放控制的技术门槛，也加强了排放监管的全面性与真实性。以下是关键的新增测试要求与改进点：

• 首次强制引入便携式排放测量系统（PEMS），目标是评估发动机在实际运行工况下的排放表现，而非仅限于实验室测试。适用范围包括安装于部分拖拉机和大型非道路机械上的75 ≤ P ≤ 560 kW 的压燃式发动机。

• 第V阶段标准扩展了测试适用范围，涵盖了小于19 kW和大于>560 kW的发动机，将测试要求扩展至更多设备类型：如小型设备、铁路、内陆船舶辅助发动机等。

• 第V阶段标准首次引入了对颗粒物粒子数量（PN）的测试要求，尤其对中高功率段（37–560 kW）的发动机，测试要求颗粒物捕集效率达到非常高的水平。PN 测试对测试精度和测试设备也提出了更高要求，通常需在稀释通道系统（CVS）中进行测定。

• V阶段标准强化了对耐久性测试的要求，规定制造商需通过符合实际使用年限的排放耐久性方案，证明发动机在预期寿命内不会排放超标（可通过实际寿命测试或等效工程分析方式，如劣化系数来验证）。