于清 蔣波

摘 要：非道路移動(dòng)機(jī)械在我國的各行各業(yè)的應(yīng)用十分廣泛，是提高勞動(dòng)效率的有效保證。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)證實(shí)，非道路移動(dòng)機(jī)械工作中的尾氣排放污染，已成為現(xiàn)階段城市空氣污染的重要來源之一，因此，通過分析現(xiàn)階段非道路移動(dòng)機(jī)械的使用現(xiàn)狀及排氣問題，分析了排氣標(biāo)準(zhǔn)制定的主要因素，并介紹了優(yōu)化排氣問題的主要技術(shù)方法和路線。

關(guān)鍵詞：非道路移動(dòng)機(jī)械；尾氣；污染；標(biāo)準(zhǔn)；技術(shù)處理

中圖分類號(hào)：X322 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.09.001

隨著非道路移動(dòng)機(jī)械在我國的工業(yè)、建筑業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用越來越多，其在各個(gè)行業(yè)的發(fā)展與提升效率方面都起到了重要的作用，例如建筑上使用的推土機(jī)、壓路機(jī)、攤鋪機(jī)以及農(nóng)業(yè)上使用廣泛的拖拉機(jī)、收割機(jī)等，不僅顯著節(jié)省了人力資源的消耗，更提升了作業(yè)效率與作業(yè)效果。與此同時(shí)，非道路移動(dòng)機(jī)械所使用的柴油機(jī)在排放環(huán)保性上出現(xiàn)了較為明顯的問題，特別是在我國主要城市空氣污染日益嚴(yán)重的今天，機(jī)動(dòng)車的尾氣污染已經(jīng)成為了空氣污染的主要因素，非道路移動(dòng)機(jī)械與普通的機(jī)動(dòng)車相比，具有種類繁多、應(yīng)用廣泛、保有量大以及排放污染嚴(yán)重等眾多特點(diǎn)。因此，對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)和處置方法的研究具有重要意義。

1 非道路移動(dòng)機(jī)械的排放及使用現(xiàn)狀

1.1 使用范圍大且數(shù)量多

我國的非道路移動(dòng)機(jī)械所覆蓋的行業(yè)非常廣泛，且存在著流動(dòng)作業(yè)、跨地區(qū)作業(yè)的特點(diǎn)。很多企業(yè)或個(gè)人購買非道路移動(dòng)機(jī)械時(shí)，不會(huì)去相關(guān)的管理部門辦理登記手續(xù)，且沒有相關(guān)的政策要求對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械進(jìn)行強(qiáng)制登記，就使得非道路移動(dòng)機(jī)械的購買與使用只是購買者的個(gè)人行為。由于缺乏對(duì)我國非道路移動(dòng)機(jī)械的尾氣排放監(jiān)督與處罰的相關(guān)規(guī)定，非道路移動(dòng)機(jī)械的環(huán)保性能只能依靠使用者的環(huán)保意識(shí)來保證。同時(shí)，由于流動(dòng)性強(qiáng)，覆蓋范圍廣，對(duì)于地區(qū)性的非道路移動(dòng)機(jī)械的數(shù)量統(tǒng)計(jì)十分困難，現(xiàn)階段擁有的數(shù)據(jù)與實(shí)際的使用量也存在較大的差距，參考意義不強(qiáng)。

1.2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及制度缺乏

針對(duì)于非道路移動(dòng)機(jī)械尾氣排放的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我國頒布的可供使用的標(biāo)準(zhǔn)僅有《非道路移動(dòng)機(jī)械用小型點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物排放限值與測量方法》及部分地方性準(zhǔn)則。而對(duì)于非道路移動(dòng)機(jī)械的相關(guān)監(jiān)督與處罰規(guī)定仍然缺乏，這就導(dǎo)致了相關(guān)管理與執(zhí)法人員在對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械進(jìn)行檢查時(shí)，只能對(duì)其進(jìn)行尾氣的檢測與評(píng)定，然后通過告知的方式通知使用者，但卻無法對(duì)排放不合格的非道路移動(dòng)機(jī)械進(jìn)行處罰或限期整改，這在一定程度上減弱了非道路移動(dòng)機(jī)械管理的職能發(fā)揮。

1.3 監(jiān)督與管理工作不規(guī)范

現(xiàn)階段我國監(jiān)督管理部門對(duì)于非道路移動(dòng)機(jī)械尾氣排放問題的管理還比較薄弱，盡管監(jiān)督部門對(duì)于非道路移動(dòng)機(jī)械的使用和質(zhì)量有明確要求，但是，由于非道路移動(dòng)機(jī)械在實(shí)際使用時(shí)租賃數(shù)量多、使用人員復(fù)雜、機(jī)械流動(dòng)性大，所以監(jiān)督管理實(shí)施的過程難度很大。同時(shí)，監(jiān)督管理人員在進(jìn)行監(jiān)管的過程中，往往更加重視機(jī)械的安全性和可靠性檢查，而對(duì)于排放質(zhì)量的檢查并不重視。一些對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械的尾氣檢測，也多用于判斷機(jī)械性能的好壞，而對(duì)于排放過程中的環(huán)境污染是否合格并不做判斷。

1.4 排放污染問題嚴(yán)重

在非道路移動(dòng)機(jī)械工作的過程中，其尾氣排放中的顆粒物量遠(yuǎn)高于普通機(jī)動(dòng)車，根據(jù)美國的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，非道路移動(dòng)機(jī)械排放中的一氧化碳、氮氧化物總量遠(yuǎn)高于普通道路行駛的機(jī)動(dòng)車，且尾氣排放中的顆粒物超過60%以上來自于非道路移動(dòng)機(jī)械。這說明使用量相對(duì)較小的非道路移動(dòng)機(jī)械已逐漸成為動(dòng)力機(jī)械污染的主要來源之一，對(duì)其尾氣排放的控制以及環(huán)保性能的檢測必須要不斷加強(qiáng)。

2 非道路移動(dòng)機(jī)械尾氣標(biāo)準(zhǔn)分析

對(duì)于非道路移動(dòng)機(jī)械的尾氣標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)國家所制定的細(xì)則和方向均存在較多不同。但是通過制定柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放新標(biāo)準(zhǔn)，來促使柴油機(jī)和非道路移動(dòng)機(jī)械的生產(chǎn)制造企業(yè)研究和使用新技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)新排放標(biāo)準(zhǔn)是行之有效的手段。同時(shí)對(duì)于已經(jīng)售出和正在使用的非道路移動(dòng)機(jī)械，可對(duì)其進(jìn)行尾氣排放檢測，并參照《非道路移動(dòng)機(jī)械用小型點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物排放限值與測量方法》的相關(guān)細(xì)則進(jìn)行評(píng)定，再就是有目的的對(duì)現(xiàn)有機(jī)械進(jìn)行改造與升級(jí)，采用政府補(bǔ)貼的方式，減輕用戶改造自身機(jī)械的消費(fèi)，通過對(duì)現(xiàn)有非道路移動(dòng)機(jī)械的改造升級(jí)，不僅能達(dá)到尾氣排放的環(huán)保要求，更能夠提升機(jī)械的使用性能和壽命。要真正實(shí)現(xiàn)尾氣排放質(zhì)量達(dá)標(biāo)，還應(yīng)對(duì)柴油的品質(zhì)進(jìn)行一定的控制，保證高品質(zhì)燃油的足量供應(yīng)，嚴(yán)禁不合格燃油流入市場使用。

美國與歐盟的非道路移動(dòng)機(jī)械的排放標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過多年的發(fā)展，具有較高的代表性。美國早在20世紀(jì)70年代就通過了《空氣凈化法案》，并同時(shí)成立了美國聯(lián)邦環(huán)保署，通過一系列的調(diào)查研究證實(shí)了非道路移動(dòng)機(jī)械使用量很大（如圖1），且尾氣排放總量與道路發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎一樣高。就顆粒物排放而言，非道路發(fā)動(dòng)機(jī)排放量還要遠(yuǎn)高于道路發(fā)動(dòng)機(jī)。從發(fā)達(dá)國家建立的排放標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)來看，對(duì)于小功率柴油機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)要求日益嚴(yán)格，這說明越是小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)用到非道路移動(dòng)機(jī)械上時(shí)，越受到成本和用途的制約，而不會(huì)采用先進(jìn)的增壓、E-GR、電控等技術(shù)來降低排放的污染程度。因此，針對(duì)于單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放必須要依靠機(jī)內(nèi)凈化解決，而高要求的排放限值也只能依靠機(jī)內(nèi)凈化再通過排氣后處理解決。由于我國單缸柴油機(jī)產(chǎn)量最大，按功率計(jì)算約占總產(chǎn)量的40%左右，從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，對(duì)全功率段提出排放限值要求是非常必要的。隨著科技的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)、新材料及新工藝等在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用，已使發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能煥然一新，排放標(biāo)準(zhǔn)的建立能夠有效推動(dòng)工程機(jī)械柴油機(jī)技術(shù)進(jìn)步，從而降低非道路移動(dòng)機(jī)械尾氣排放的環(huán)境污染。

3 尾氣排放的技術(shù)處理

對(duì)于非道路移動(dòng)機(jī)械的尾氣處理，主要應(yīng)從三方面進(jìn)行考慮，即燃油噴射系統(tǒng)的改進(jìn)，空氣系統(tǒng)的優(yōu)化以及增加尾氣后處理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)（如圖2所示），其中常用的技術(shù)方法如下。

（1）廢氣再利用技術(shù)。主要是將產(chǎn)生的廢氣循環(huán)回發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸，能夠在一定程度上降低氮氧化合物的排放。通過對(duì)循環(huán)廢氣進(jìn)行降溫處理，能夠有效降低汽缸燃燒室的溫度，使氮氧化物的排放量減少近40%，但是也可能會(huì)因?yàn)槠诇囟冉档投a(chǎn)生過多的顆粒物，導(dǎo)致柴油機(jī)的效率降低，再生次數(shù)增加，油耗增加，發(fā)動(dòng)機(jī)后處理設(shè)備的壽命減少，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)操作性降低，使用和維護(hù)成本升高。

（2）降低排量與轉(zhuǎn)速。在保證發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率不變的情況下，通過降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排量能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化排氣的效果，當(dāng)柴油機(jī)的排氣量下降10%左右，燃油效率則能夠提高1%～4%，這種做法較適用于非道路移動(dòng)機(jī)械使用。同時(shí)，對(duì)于某些非道路移動(dòng)機(jī)械的柴油機(jī)，在滿足實(shí)際工作要求的前提下，對(duì)其進(jìn)行降速控制也能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，當(dāng)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速下降200轉(zhuǎn)時(shí)，其燃油經(jīng)濟(jì)性能夠提高1%～3%。

（3）提升燃燒效率。柴油機(jī)的燃燒效率直接影響到排氣的環(huán)保程度，通過增加缸內(nèi)壓力，能夠有效提升汽缸的最大壓縮比，從而增強(qiáng)柴油機(jī)汽缸內(nèi)燃料燃燒的程度，減少有害物質(zhì)的排出，柴油機(jī)缸內(nèi)壓力的增加要求汽缸的強(qiáng)度也必須同時(shí)滿足要求，否則容易對(duì)汽缸造成一定程度的損壞。要提升燃燒效率，還可以考慮通過改善空氣與燃料的混合程度來優(yōu)化燃料的疏松與燃燒效果，以提高柴油機(jī)性能并減少污染物質(zhì)的排放。

（4）顆粒物的催化與過濾。通過催化器處理燃燒過程中產(chǎn)生的顆粒物，主要是利用鉑、鈀等貴金屬作為催化劑，通過氧化收集表面顆粒物及氣態(tài)污染物，能夠有效降低一氧化碳和碳?xì)浠衔镆约邦w粒物質(zhì)的排放。通過過濾器對(duì)顆粒物及污染物進(jìn)行過濾，也能夠有效降低顆粒物質(zhì)對(duì)空氣的污染，改善排氣質(zhì)量。

4 結(jié)語

對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械的尾氣排放質(zhì)量進(jìn)行約束與優(yōu)化，能夠顯著降低非道路移動(dòng)機(jī)械在工作過程中產(chǎn)生的空氣污染。隨著我們對(duì)空氣污染來源的研究越來越深入，對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械的排氣效果的監(jiān)督與治理會(huì)越來越嚴(yán)格，通過制定符合我國國情的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通過有效的技術(shù)處理和專業(yè)手段，一定能夠?qū)⒎堑缆芬苿?dòng)機(jī)械的排放問題有效解決。

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