文/楊曉慈

非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，是當(dāng)前無(wú)法替代的移動(dòng)機(jī)械領(lǐng)域的配套動(dòng)力，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。由于擁有巨大保有量，其造成的環(huán)境污染一直是國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。國(guó)家一直在推進(jìn)建立健全非道路機(jī)械、船舶、鐵路機(jī)車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)，積極跟蹤和參與機(jī)動(dòng)車(chē)、非道路移動(dòng)機(jī)械、燃油等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂，推進(jìn)機(jī)動(dòng)車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際接軌勢(shì)在必行。

2016年底，歐盟最新非道路機(jī)械用內(nèi)燃機(jī)氣體和顆粒污染物排放相關(guān)的條例EU2016/1628發(fā)布，本文就EU2016/1628中非道路柴油機(jī)相關(guān)部分，與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中的排放限值、有效壽命、劣化系數(shù)及基準(zhǔn)油品等重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行分析比較。

一、EU2016/1628簡(jiǎn)介

EU2016/1628于2016年9月簽署，2016年10月6日生效，于2017年1月施行。該條例主要用于已安裝或?qū)⒁惭b到非道路機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)，按照發(fā)動(dòng)機(jī)分類(lèi)對(duì)其氣體污染物及顆粒物的排放限值進(jìn)行了規(guī)定。

1. 發(fā)動(dòng)機(jī)分類(lèi)和排放限值

由于非道路移動(dòng)機(jī)械包括各種類(lèi)型內(nèi)燃機(jī)，所以在同一條例中規(guī)范如此寬泛的設(shè)備需要按照燃燒類(lèi)型、功率（P）、運(yùn)行概況（恒速或變速）進(jìn)行分類(lèi)。對(duì)比之前的歐盟排放指令97/68/EC，EU2016/1628增加了壓燃式內(nèi)燃機(jī)的功率段，擴(kuò)大了點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的功率段，并增加了雪地機(jī)車(chē)、全地形車(chē)、多用途越野車(chē)及發(fā)電機(jī)組用發(fā)動(dòng)機(jī)。重新劃分的分類(lèi)見(jiàn)表1。

表1 發(fā)動(dòng)機(jī)分類(lèi)

相較于97/68/EC， EU2016/1628對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)分類(lèi)進(jìn)行了重新劃分，新增了幾個(gè)類(lèi)別，對(duì)原有分類(lèi)也進(jìn)行了細(xì)化，所以EU2016/1628的排放限值劃分得非常細(xì)致。新條例中點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的排放限值采用了限值要求更高的EPA標(biāo)準(zhǔn)，壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的排放限值增加了顆粒物數(shù)量和質(zhì)量的限值要求。

2. 測(cè)試循環(huán)、有效壽命和劣化系數(shù)

EU2016/1628在97/68/EC的基礎(chǔ)上，新增三個(gè)測(cè)試循環(huán)C2 & H & LSI-NRTC。三個(gè)測(cè)試循環(huán)都用于點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)場(chǎng)合。由于發(fā)動(dòng)機(jī)分類(lèi)的細(xì)化，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)有效壽命試驗(yàn)的時(shí)間作出相應(yīng)調(diào)整。由于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排放限值增加了顆粒物數(shù)量要求，劣化系數(shù)要求也作出相應(yīng)調(diào)整。

3. 過(guò)渡期限

EU2016/1628有一定的過(guò)渡期限，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同類(lèi)別，型式批準(zhǔn)日期從今年起到2020年初，投放市場(chǎng)日期從2019年起到2021年初。

二、EU2016/1628非道路柴油機(jī)部分和GB 20891-2014差異分析

1. 排放限值差異

EU2016/1628中，非道路柴油機(jī)類(lèi)別劃分主要是整機(jī)年產(chǎn)量少于100輛或用于移動(dòng)吊車(chē)類(lèi)（NRE），排放限值見(jiàn)表2。GB 20891-2014排放限值見(jiàn)表3。

表2 EU2016/1628 NRE類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)排放限值（第五階段）

表3 GB 20891-2014排放限值

相較于表3所示GB 20891-2014的排放限值要求，EU2016/1628對(duì)功率段劃分略有不同。GB 20891-2014在56 kW～130 kW功率段細(xì)分了2個(gè)功率段，而EU2016/1628在小于37 kW功率段范圍里細(xì)分了3個(gè)功率段。

GB 20891-2014第三階段的排放限值明顯要比EU2016/1628的要求寬松，第四階段的排放限值則比較接近EU2016/1628的要求。GB 20891-2014第四階段的限值與EU2016/1628相比，CO限值在小于37 kW功率段要求略嚴(yán)格，其余功率段基本一致；HC限值在大于560 kW功率段略寬松，其余功率段基本一致；NOx限值除了在大于560 kW功率段保持一致以外，其余都明顯寬松于EU2016/1628；HC+NOx的限值在19 kW～37 kW功率段寬松于EU2016/1628，其余基本一致；顆粒物質(zhì)量限值要顯著寬松于EU2016/1628的要求，并且對(duì)顆粒物質(zhì)量沒(méi)有限值要求。

2. 有效壽命差異

有效壽命指的是發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，各污染物排放結(jié)果要滿足標(biāo)準(zhǔn)限值的要求。不同功率段的發(fā)動(dòng)機(jī)，其有效壽命也是不一樣的。標(biāo)準(zhǔn)要求至少選擇發(fā)動(dòng)機(jī)有效壽命的25%來(lái)進(jìn)行耐久性試驗(yàn)。EU2016/1628中非道路柴油機(jī)類(lèi)別劃分主要是NRE類(lèi)，其有效壽命要求見(jiàn)表4。GB 20891-2014中有效壽命要求見(jiàn)表5。

表4 EU2016/1628 NRE類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)有效壽命要求

表5 GB 20891-2014有效壽命要求

由表5可知，EU2016/1628的有效壽命要求大多保持一致。唯一例外的是EU2016/1628中的NRE-c-3類(lèi)別發(fā)動(dòng)機(jī)，有效壽命要求為3 000 h，而GB 20891-2014中則要求該功率段的恒速發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速以3 000 r/min為界限，3 000 r /min及以上的發(fā)動(dòng)機(jī)有效壽命為3 000 h，小于3 000 r/min的發(fā)動(dòng)機(jī)有效壽命為5 000 h。

3. 劣化系數(shù)差異

EU2016/1628對(duì)測(cè)定劣化系數(shù)（DF）有兩種方法。一種方法與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)一致，可采用發(fā)動(dòng)機(jī)有效壽命的25%來(lái)進(jìn)行耐久性試驗(yàn)，并采用合適的回歸方程確定有效壽命期終點(diǎn)的排放值，以確定DF。另一種是EU2016/1628中直接給出固定的DF。企業(yè)可以直接采用分配的DF進(jìn)行計(jì)算，來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)有效壽命終期的排放值是否符合限值要求。

4. 基準(zhǔn)油品差異

GB 20891-2014和EU2016/1628在基準(zhǔn)柴油的技術(shù)要求上也存在一些差異，主要體現(xiàn)在十六烷值和多環(huán)芳香烴兩個(gè)項(xiàng)目。EU2016/1628對(duì)十六烷值和多環(huán)芳香烴的數(shù)值范圍要求更寬泛一些。另外，相較于我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，EU2016/1628在技術(shù)要求上多了4個(gè)項(xiàng)目，分別是總污染、潤(rùn)滑性（60 ℃時(shí)HFRR磨痕直徑）、110 ℃氧化安定性以及脂肪酸甲酯。

三、結(jié) 語(yǔ)

新發(fā)布的EU2016/1628和GB 20891-2014相比，試驗(yàn)方法上并沒(méi)有變化，兩者最主要的差異還是體現(xiàn)在排放限值和所采用的基準(zhǔn)柴油上。歐盟開(kāi)始實(shí)行更嚴(yán)格的排放限值，體現(xiàn)了國(guó)際上對(duì)非道路柴油機(jī)排放污染的重視，非道路柴油機(jī)的排放依舊是未來(lái)一段時(shí)間各國(guó)的關(guān)注重點(diǎn)。GB 20891-2014主要采標(biāo)歐盟的條例，此次新條例的出臺(tái)勢(shì)必也會(huì)推進(jìn)我國(guó)非道路柴油機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的更新發(fā)展。

國(guó)家對(duì)非道路柴油機(jī)節(jié)能減排的要求和相應(yīng)法規(guī)的出臺(tái)，促進(jìn)了非道路柴油機(jī)整體水平的提高，為柴油機(jī)的可持續(xù)發(fā)展和提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。近幾年是非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)更新?lián)Q代的關(guān)鍵時(shí)期，整個(gè)柴油機(jī)的領(lǐng)域?qū)?huì)進(jìn)行重新洗牌，淘汰一些規(guī)模小、技術(shù)力量薄弱、排放差的企業(yè)。新技術(shù)、新工藝和新材料將會(huì)大量應(yīng)用在非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)行業(yè)，在一些農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)?huì)出現(xiàn)以氣體為燃料等的新型動(dòng)力，這也是國(guó)家能源清潔化和多樣化戰(zhàn)略的要求。提高自主開(kāi)發(fā)能力和創(chuàng)新能力將是未來(lái)企業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。