便攜式排放測試系統（PEMS）實現國產化替代——非道路移動機械法規測試應用

一、行業背景：非道路移動機械排放治理的緊迫性

我國非道路移動機械（主要包括工程機械和農業機械）保有量持續增長，其排放污染問題日益突出。2023年數據顯示，工程機械、農業機械排放的 NOx分別占移動源排放總量的14%、17%；排放的顆粒物（PM）分別占移動源排放總量的26%、33%。非道路移動機械排放已成為影響空氣質量的主要污染源，亟需有效治理。

圖1 2014-2023年工程機械和農業機械保有量變化趨勢

圖2 2023年工程機械和農業機械的NOx和PM排放量分擔率

二、政策驅動：標準升級與監管強化

排放標準升級是移動源污染治理的關鍵舉措。2022年12月，非道路機械國四標準全面實施；2025年2月，生態環境部進一步提出將研究制定國五標準，推動排放控制技術與國際接軌。根據現行法規，第四階段非道路柴油移動機械需采用便攜式排放測試系統（PEMS）進行實際工況排放測試，要求CO和NOx的比排放量低于標準工況排放限值的2.5倍，合規門檻顯著提高。

圖3 非道路機械國四標準實際工況排放測試的PEMS設備安裝示意圖

三、技術挑戰：PEMS國產化需求凸顯

長期以來，PEMS設備依賴進口，導致三大核心問題：

1. 技術受制于人：與我國儀器國產化戰略矛盾；

2. 運維效率低下：核心部件需返廠校準，周期長達數月；

3. 適配性不足：難以滿足中國特色的標準創新需求。

四、解決方案：四方儀器PEMS實現國產化突破

四方儀器基于20年氣體傳感技術積累，推出自主知識產權的Gasboard-9805便攜式排放測試系統，具備以下優勢：

1. 技術自主：打破進口壟斷；

2. 服務高效：本土化技術支持，縮短運維周期；

3. 前瞻適配：支持機動車歐7標準、非道路國四/歐V標準，可擴展至未來的機動車國七、非道路國五升級需求。

圖4 Gasboard-9805便攜式排放測試系統的歐7標準配置方案

五、應用驗證：性能對標國際Top品牌

5.1 實驗室對比試驗

在WHTC標準工況下，Gasboard-9805與實驗室基準設備的比對試驗顯示：

NOx質量排放速率曲線基本重合，相關系數R2=0.94；

累計總量差異僅8.82%，優于國六標準規定的15%誤差限值。

圖5 Gasboard-9805與實驗室基準設備比對試驗的NOx質量排放速率曲線

圖6 Gasboard-9805與實驗室基準設備比對試驗的NOx累積量曲線

5.2 實際工況測試

Gasboard-9805便攜式排放測試系統已在多類非道路移動機械的實際工況測試中完成驗證，數據穩定性與進口設備相當，且適應性更強。

圖7 叉車實際工況排放測試現場與NOx質量排放數據

圖8 收獲機實際工況排放測試現場與NOx質量排放數據

圖9 寬體自卸車實際工況排放測試現場與NOx質量排放數據

圖10 拖拉機實際工況排放測試現場與NOx質量排放數據