便携式排放测试系统（PEMS）实现国产化替代——非道路移动机械法规测试应用

一、行业背景：非道路移动机械排放治理的紧迫性

我国非道路移动机械（主要包括工程机械和农业机械）保有量持续增长，其排放污染问题日益突出。2023年数据显示，工程机械、农业机械排放的 NOx分别占移动源排放总量的14%、17%；排放的颗粒物（PM）分别占移动源排放总量的26%、33%。非道路移动机械排放已成为影响空气质量的主要污染源，亟需有效治理。

图1 2014-2023年工程机械和农业机械保有量变化趋势

图2 2023年工程机械和农业机械的NOx和PM排放量分担率

二、政策驱动：标准升级与监管强化

排放标准升级是移动源污染治理的关键举措。2022年12月，非道路机械国四标准全面实施；2025年2月，生态环境部进一步提出将研究制定国五标准，推动排放控制技术与国际接轨。根据现行法规，第四阶段非道路柴油移动机械需采用便携式排放测试系统（PEMS）进行实际工况排放测试，要求CO和NOx的比排放量低于标准工况排放限值的2.5倍，合规门槛显著提高。

图3 非道路机械国四标准实际工况排放测试的PEMS设备安装示意图

三、技术挑战：PEMS国产化需求凸显

长期以来，PEMS设备依赖进口，导致三大核心问题：

1. 技术受制于人：与我国仪器国产化战略矛盾；

2. 运维效率低下：核心部件需返厂校准，周期长达数月；

3. 适配性不足：难以满足中国特色的标准创新需求。

四、解决方案：四方仪器PEMS实现国产化突破

四方仪器基于20年气体传感技术积累，推出自主知识产权的Gasboard-9805便携式排放测试系统，具备以下优势：

1. 技术自主：打破进口垄断；

2. 服务高效：本土化技术支持，缩短运维周期；

3. 前瞻适配：支持机动车欧7标准、非道路国四/欧V标准，可扩展至未来的机动车国七、非道路国五升级需求。

图4 Gasboard-9805便携式排放测试系统的欧7标准配置方案

五、应用验证：性能对标国际Top品牌

5.1 实验室对比试验

在WHTC标准工况下，Gasboard-9805与实验室基准设备的比对试验显示：

NOx质量排放速率曲线基本重合，相关系数R²=0.94；

累计总量差异仅8.82%，优于国六标准规定的15%误差限值。

图5 Gasboard-9805与实验室基准设备比对试验的NOx质量排放速率曲线

图6 Gasboard-9805与实验室基准设备比对试验的NOx累积量曲线

5.2 实际工况测试

Gasboard-9805便携式排放测试系统已在多类非道路移动机械的实际工况测试中完成验证，数据稳定性与进口设备相当，且适应性更强。

图7 叉车实际工况排放测试现场与NOx质量排放数据

图8 收获机实际工况排放测试现场与NOx质量排放数据

图9 宽体自卸车实际工况排放测试现场与NOx质量排放数据

图10 拖拉机实际工况排放测试现场与NOx质量排放数据