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标准编号：GB/T 8190.1-2023~.9-2017 | 全称：往复式内燃机 排放测量 第5部分：试验燃料（系列标准） | 发布年份：2017年（部分2023年更新） | 所属领域：产品质量检验-内燃机排放 | 数据来源：国家标准全文公开系统 | 更新日期：2026年7月15日
核心摘要：GB/T 8190系列标准规定了往复式内燃机气态和颗粒排放物的测量方法，其中的第5部分（GB/T 8190.5）专门定义了排放试验用基准燃料的技术要求。该标准是内燃机排放认证、型式核准和环保监管的核心技术依据，明确了不同燃料类型（如柴油、汽油、天然气等）的理化指标，确保全球测试结果的可比性。
1.1 标准定位与核心作用
GB/T 8190系列标准（共9部分）是往复式内燃机排放测量的基础性技术规范，其中第5部分《试验燃料》规定了用于排放试验的基准燃料的详细技术规格。该标准的核心作用在于：通过统一试验燃料的组成和理化性能，消除因燃料差异导致的排放测试结果偏差，从而确保不同实验室、不同国家间测试数据的可比性和可重复性。适用场景包括：内燃机研发阶段的排放标定、环保部门的型式核准检验、生产企业的出厂一致性检查以及第三方检测机构的CMA扩项。该标准不适用于航空发动机或非往复式内燃机（如燃气轮机）的排放测试。
1.2 法律地位与监管框架
1. 十六烷值（Cetane Number, CN）
定义：衡量柴油自燃性能的指标，数值越高，燃料越易着火。
在该标准中的作用：基准柴油的十六烷值规定为52~54（GB/T 8190.5-2017），低于此范围可能导致燃烧延迟、排放异常（如NOx升高）。
为什么重要：错误使用低十六烷值燃料会得出不真实的排放结果，导致发动机被误判为不合格。
2. 硫含量（Sulfur Content）
定义：燃料中硫元素的质量百分比。
在该标准中的作用：基准柴油硫含量规定≤10 mg/kg（即10 ppm），基准汽油硫含量≤10 mg/kg。高硫燃料会损坏后处理系统（如DPF、SCR），导致颗粒物和SO₂排放异常升高。
为什么重要：硫含量是排放测试的“红线”参数，超标燃料会使测试结果无效。
3. 馏程（Distillation Range）
定义：燃料在特定温度下蒸发出的体积百分比，反映燃料的挥发性。
在该标准中的作用：基准柴油的90%馏出温度（T90）规定在340~355°C之间，基准汽油的终馏点（FBP）≤210°C。馏程影响混合气形成和燃烧过程。
为什么重要：馏程偏离会导致燃烧不完全或爆震，直接影响HC和CO排放值。
4. 辛烷值（Octane Number, RON）
定义：衡量汽油抗爆震性能的指标，研究法辛烷值（RON）越高，抗爆性越好。
在该标准中的作用：基准汽油的RON规定为95~97（GB/T 8190.5-2017）。低辛烷值燃料在点燃式发动机中会引起爆震，导致功率下降和排放恶化。
为什么重要：使用不符合辛烷值要求的燃料，会错误评估发动机的抗爆震能力和排放水平。
5. 密度（Density at 15°C）
定义：燃料在15°C时的质量与体积之比。
在该标准中的作用：基准柴油密度规定为835~845 kg/m³，基准汽油密度规定为730~760 kg/m³。密度影响喷油量和空燃比。
为什么重要：密度偏差会导致空燃比失调，使CO和NOx排放测量值偏离发动机真实性能。
6. 芳烃含量（Aromatic Content）
定义：燃料中芳香烃类化合物的质量百分比。
在该标准中的作用：基准柴油芳烃含量规定≤20%（m/m），基准汽油芳烃含量规定≤35%（V/V）。芳烃是PM和PAH（多环芳烃）的前体物。
为什么重要：芳烃含量过高会显著增加颗粒物排放，掩盖DPF的实际过滤效率。
7. 氧含量（Oxygen Content）
定义：燃料中氧元素的质量百分比（通常来自含氧添加剂）。
在该标准中的作用：基准汽油氧含量规定≤2.7%（m/m），基准柴油氧含量无强制要求。氧含量影响燃烧速度和NOx生成。
为什么重要：含氧燃料（如乙醇汽油）会导致NOx排放升高，使用非基准燃料会干扰排放标定。
| 燃料类型 | 适用发动机 | 判定参数及阈值 | 附加条件 | 引用条款 |
|---|---|---|---|---|
| 基准柴油 | 压燃式发动机 | 十六烷值：52~54 硫含量：≤10 mg/kg 密度（15°C）：835~845 kg/m³ 馏程T90：340~355°C 芳烃含量：≤20%（m/m） | 不得添加金属添加剂； 氧化安定性合格 | GB/T 8190.5-2017 表1 |
| 基准汽油 | 点燃式发动机 | 研究法辛烷值（RON）：95~97 硫含量：≤10 mg/kg 密度（15°C）：730~760 kg/m³ 终馏点（FBP）：≤210°C 芳烃含量：≤35%（V/V） 氧含量：≤2.7%（m/m） | 不得含铅； 烯烃含量≤10%（V/V） | GB/T 8190.5-2017 表2 |
| 基准天然气 | 气体燃料点燃式发动机 | 甲烷含量：≥90%（m/m） 总硫含量：≤50 mg/m³ 热值：35~45 MJ/m³ 沃泊指数：45~55 MJ/m³ | 不得含液态烃； 水露点低于-10°C | GB/T 8190.5-2017 表3 |
| 基准液化石油气（LPG） | LPG点燃式发动机 | 丙烷含量：≥95%（m/m） 硫含量：≤50 mg/kg 蒸气压（40°C）：≤1550 kPa 残留物：≤100 mg/kg | 不得含丁二烯； 腐蚀性合格 | GB/T 8190.5-2017 表4 |
GB/T 8190系列标准共9部分，各部分之间相互独立又相互引用。以下为标准文本的核心章节结构：
第5部分（试验燃料）的附录A还提供了基准燃料的检验报告格式，附录B列出了燃料供应商的资质要求。
第一代：GB/T 8190.5-1999（等效ISO 8178-5:1997）
1999年首次发布，等效采用ISO 8178-5:1997。规定了基准柴油和基准汽油的技术指标，但硫含量限值较宽松（柴油硫含量≤500 mg/kg），未涵盖天然气和LPG燃料。
第二代：GB/T 8190.5-2017（修改采用ISO 8178-5:2008）
2017年修订版，修改采用ISO 8178-5:2008。主要变化：柴油硫含量从500 mg/kg降至10 mg/kg（降幅98%），新增基准天然气和LPG的技术规格，汽油辛烷值从RON 91~93提升至95~97。这是目前现行有效版本。
第三代：GB/T 8190.1-2023（总则更新）
2023年更新了第1部分（总则），增加了对氨燃料、氢燃料等新型燃料的术语定义，但第5部分（试验燃料）的正式修订版仍在制定中。预计未来版本将纳入甲醇、二甲醚等替代燃料的基准燃料规格。
6.1 十六烷值测定方法（GB/T 386）
试验原理：在标准单缸试验机上，通过调节压缩比使燃料的着火延迟期与标准燃料（正十六烷和α-甲基萘的混合物）一致，从而确定十六烷值。
装置：CFR（合作燃料研究）试验机，配备可变压缩比系统。
试样：约500 mL基准柴油，无需预处理。
步骤：将试样注入试验机，调节压缩比至着火延迟期为13°曲轴转角，记录压缩比读数，查表得十六烷值。
输出参数：十六烷值（CN），无量纲。
工程意义：十六烷值直接影响发动机冷启动性能、燃烧噪声和NOx排放。CN低于48会导致启动困难和白烟排放增加。
6.2 硫含量测定方法（GB/T 11140或SH/T 0689）
试验原理：紫外荧光法——将试样在高温下燃烧，硫元素转化为SO₂，在紫外光照射下产生荧光，荧光强度与硫含量成正比。
装置：紫外荧光硫分析仪，检测限可达0.1 mg/kg。
试样：约20 μL基准柴油或汽油。
步骤：试样注入石英管，在1000°C下燃烧，SO₂随载气进入荧光室，测量荧光信号。
输出参数：硫含量（mg/kg）。
工程意义：硫含量是排放测试的“污染”指标。硫会毒化三元催化器和DPF，使用硫含量>10 mg/kg的燃料会导致后处理系统性能永久下降。
6.3 馏程测定方法（GB/T 6536）
试验原理：在标准蒸馏装置中，对100 mL试样进行加热，记录馏出液体积与温度的关系。
装置：自动馏程测定仪，配备100 mL量筒和温度传感器。
试样：100 mL基准柴油或汽油。
步骤：试样放入蒸馏烧瓶，以5~10°C/min的速率加热，记录初馏点（IBP）、10%、50%、90%馏出温度和终馏点（FBP）。
输出参数：各馏出百分比对应的温度（°C）。
工程意义：馏程反映燃料的挥发性。对于柴油，T90过高会导致燃烧不完全和PM排放增加；对于汽油，FBP过高会引起机油稀释和未燃HC排放。
6.4 芳烃含量测定方法（GB/T 11132）
试验原理：荧光指示剂吸附法——将试样通过装有荧光指示剂的硅胶柱，不同烃类（饱和烃、烯烃、芳烃）在紫外灯下显示不同荧光颜色，通过测量各色带长度计算含量。
装置：荧光指示剂吸附色谱仪。
试样：约0.75 mL基准汽油或柴油。
步骤：试样注入硅胶柱，用异丙醇洗脱，在紫外灯下读取芳烃色带长度。
输出参数：芳烃含量（%V/V或%m/m）。
工程意义：芳烃是PM和PAH的前体物。芳烃含量低于10%会导致发动机功率下降（能量密度低），高于35%会显著增加PM排放和致癌风险。
| 要求项 | 具体规定 |
|---|---|
| 试样类型 | 基准柴油、基准汽油、基准天然气、基准LPG，均为商品级或定制级燃料 |
| 试样尺寸（体积） | 每项试验至少需要：十六烷值测定500 mL、硫含量20 μL、馏程100 mL、芳烃含量0.75 mL。全项测试至少需5 L燃料 |
| 试样数量 | 每个试验点至少1份试样；若进行重复性验证，需3份平行试样 |
| 状态调节 | 试样应在20±2°C、相对湿度40%~60%的环境中放置至少24小时，确保温度稳定 |
| 容器与储存 | 使用玻璃或聚四氟乙烯容器，密封避光保存。基准柴油储存期不超过6个月，基准汽油不超过3个月 |
| 取样方法 | 按GB/T 4756《石油液体手工取样法》进行，确保代表性 |
场景一：环保部门的型式核准检验
当发动机生产企业申请排放型式核准时，必须使用符合GB/T 8190.5-2017的基准燃料进行排放测试。例如，一台非道路用柴油机在NRSC试验循环中，使用硫含量为10 mg/kg的基准柴油，测得的PM排放为0.015 g/kWh，低于国四限值（0.025 g/kWh）。若使用了硫含量50 mg/kg的市售柴油，PM排放可能升至0.04 g/kWh，导致型式核准失败。检验机构需提供燃料的第三方检测报告，证明其符合标准要求。
场景二：发动机研发阶段的排放标定
在发动机研发实验室，工程师使用基准燃料进行燃烧优化。例如，调整喷油正时和EGR率时，必须使用固定规格的基准柴油（十六烷值53±1），以确保标定数据具有可重复性。若换用不同批次的市售柴油（十六烷值波动在48~56之间），标定结果无法重现。研发阶段还需根据标准要求，验证燃料的馏程和密度是否在公差范围内，避免因燃料差异导致误判。
场景三：第三方检测机构的CMA扩项
检测机构申请CMA资质时，需证明具备按GB/T 8190.5-2017进行燃料检验的能力。扩项评审要求：机构必须配备十六烷值试验机、紫外荧光硫分析仪、自动馏程仪等设备，并建立燃料接收、储存和处置的SOP。评审员会现场抽查一份基准柴油样品，要求检测机构在24小时内出具十六烷值、硫含量和馏程的检测报告，偏差须在标准规定的重复性限内（如十六烷值重复性限±0.5）。
场景四：企业出厂一致性检查
发动机生产企业需定期对生产线上的发动机进行排放一致性检查，使用标准规定的基准燃料。例如，每月抽取一台发动机在WHTC循环上测试NOx排放。若发现NOx排放从0.46 g/kWh上升至0.52 g/kWh，需首先排查燃料是否变质（如硫含量升高或十六烷值下降）。企业应建立燃料批次追溯系统，每批燃料的检测报告保存不少于5年。
Q1：如果使用市售柴油代替基准柴油进行排放测试，结果是否有效？
A1：无效。根据GB/T 8190.5-2017第1章，排放试验必须使用标准规定的基准燃料。市售柴油的硫含量、十六烷值和馏程波动范围远超基准燃料的公差，例如市售柴油硫含量可能高达350 mg/kg（国六柴油限值10 mg/kg，但实际可能更高），这会导致PM排放测量值偏高50%以上。检测机构若使用市售燃料，其出具的排放报告不具备法律效力，型式核准申请会被退回。
Q2：基准柴油的十六烷值为什么规定在52~54之间？
A2：这是为了平衡冷启动性能和排放水平。十六烷值低于48会导致柴油机冷启动困难、白烟排放增加；高于56则燃烧过于迅速，导致NOx排放升高和燃烧噪声增大。52~54的区间代表了现代柴油机的典型需求，同时确保与ISO 8178-5国际标准一致。根据GB/T 8190.5-2017表1的注1，该范围是根据全球主要柴油机厂商的共识确定的。
Q3：基准汽油的氧含量为什么不能超过2.7%？
A3：氧含量限制是为了避免含氧燃料对排放测试的干扰。乙醇、MTBE等含氧添加剂会增加燃料中的氧原子，导致燃烧更充分，从而降低CO和HC排放，但会升高NOx排放。如果氧含量超过2.7%（相当于添加约7%的乙醇），测试结果会高估发动机的CO减排能力，低估其NOx排放水平。根据GB/T 8190.5-2017表2的注2，该限值源自ISO 8178-5:2008。
Q4：基准天然气对甲烷含量的要求是什么？为什么？
A4：基准天然气的甲烷含量必须≥90%（m/m）。这是因为天然气的主要成分是甲烷，但不同气源中乙烷、丙烷和惰性气体（如N₂、CO₂）的含量差异很大。高甲烷含量（>90%）确保燃料具有一致的热值和燃烧特性。如果甲烷含量低于85%，发动机的爆震倾向和NOx排放会显著变化。根据GB/T 8190.5-2017表3，甲烷含量每降低1%，NOx排放可能升高0.5~1.0 g/kWh。
Q5：基准燃料的检验报告需要包含哪些内容？
A5：根据GB/T 8190.5-2017附录A，检验报告必须包含：燃料类型和批号、供应商名称、生产日期、储存条件、所有规定参数的检测结果（含不确定度）、检测方法标准编号、检测机构名称和CMA/CNAS资质章。关键参数如十六烷值、硫含量和馏程必须附注重复性限。报告有效期为燃料保质期（柴油6个月，汽油3个月），超过有效期需重新检验。
Q6：如果基准燃料的某个参数超出公差，能否继续使用？
A6：不能。根据GB/T 8190.5-2017第4章，任何参数超出表1~表4规定的公差范围，该批次燃料即被判定为不合格，不得用于排放试验。例如，基准柴油的十六烷值若为55.5（超过上限54），则燃料不合格。此时应联系供应商退换货，并重新取样检验。使用不合格燃料进行的排放测试，其数据无效，需重新测试。
Q7：实验室如何确保基准燃料的储存条件符合标准？
A7：实验室应建立燃料储存SOP，包括：使用不锈钢或玻璃容器，密封避光，储存温度15~25°C，湿度≤60%。基准柴油应远离氧化剂（如硝酸盐），基准汽油应远离火源和静电。每批燃料到货后，需在24小时内完成外观检查（无色透明、无沉淀和水分），并记录储存温度曲线。根据GB/T 8190.5-2017第5章，储存超过3个月的燃料需重新检验硫含量和馏程。
结论1：GB/T 8190.5-2017规定了基准柴油、汽油、天然气和LPG四种燃料的技术规格，是内燃机排放测试的强制性燃料依据。
结论2：基准柴油的十六烷值必须控制在52~54之间，硫含量不得超过10 mg/kg，馏程T90必须在340~355°C范围内。
结论3：基准汽油的研究法辛烷值（RON）必须为95~97，硫含量≤10 mg/kg，终馏点（FBP）≤210°C，氧含量≤2.7%（m/m）。
结论4：基准天然气的甲烷含量必须≥90%（m/m），总硫含量≤50 mg/m³，沃泊指数为45~55 MJ/m³。
结论5：基准LPG的丙烷含量必须≥95%（m/m），硫含量≤50 mg/kg，蒸气压（40°C）≤1550 kPa。
结论6：使用不符合GB/T 8190.5-2017的燃料进行排放测试，测试结果无效，型式核准申请将被退回。
结论7：基准燃料的检验报告必须包含所有规定参数的检测结果、不确定度及检测方法标准编号，有效期柴油为6个月、汽油为3个月。
结论8：燃料的十六烷值、硫含量和馏程是排放测试中最关键的三个参数，任何一项超出公差即判定为不合格燃料。
结论9：实验室必须建立基准燃料的储存SOP，储存温度15~25°C，密封避光，超过3个月需重新检验。
结论10：GB/T 8190系列标准共9部分，第5部分（试验燃料）与其他部分（如第2部分气态排放物测量、第4部分试验循环）共同构成完整的排放测量技术体系。
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相关标准编号：
本文基于国家能力项目库2026年7月版数据和GB/T 8190.1-2023~.9-2017标准正式文本编写。具体检测参数及限值仅供参考，检验判定请以国家标准正式文本和CMA资质检测机构出具的检测报告为准。
发布时间：2026年7月15日 | 数据版本：能力项目库2026-07-01 | 下次更新建议：GB/T 8190.5修订发布时（预计2027年）
