姜代華

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與社會的發(fā)展，對道路用柴油機(jī)的排放法規(guī)愈發(fā)嚴(yán)格，道路用柴油機(jī)的排放水平得到了很大的改善。隨著各類非道路移動機(jī)械在日常的生產(chǎn)生活活動中的大量應(yīng)用，非道路用柴油機(jī)的污染問題也愈發(fā)得到重視，因此，本文通過對柴油機(jī)排放物中的氣體與顆粒物生成機(jī)理進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的技術(shù)解決方案，以期為相關(guān)人員提供參考

關(guān)鍵詞：非道路；柴油機(jī)；排放技術(shù)；研究

引言

隨著全球溫室效應(yīng)的嚴(yán)重化，環(huán)保問題逐漸受到了社會各界的廣泛關(guān)注，綠色可持續(xù)發(fā)展逐漸成為城市發(fā)展的主題。在對城市進(jìn)行建設(shè)時(shí)，需要各種機(jī)械設(shè)備的配合，如壓路機(jī)、挖掘機(jī)等設(shè)備，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行時(shí)，也需要相關(guān)拖拉機(jī)、收割機(jī)等機(jī)械化設(shè)備的配合。隨著近年來這些非道路用機(jī)械設(shè)備的廣泛應(yīng)用，其產(chǎn)生的尾氣污染也迅速增長，就目前為止，我國對于這些非道路用機(jī)械的排放污染缺少相關(guān)的法律規(guī)定，導(dǎo)致其產(chǎn)生污染物的比重日益增加。因此應(yīng)及時(shí)對這些非錄用柴油發(fā)動機(jī)的尾氣排放進(jìn)行控制，進(jìn)而改善我國大氣環(huán)境的質(zhì)量。

1 研究背景

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，市政工程和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對于機(jī)械數(shù)量的要求持續(xù)整長，我國非道路發(fā)動機(jī)產(chǎn)量迅猛增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前我國非道路用發(fā)動機(jī)的年產(chǎn)量已經(jīng)超過三千萬臺，并且其用途廣泛，沒有相關(guān)替代產(chǎn)品。這些非道路發(fā)動機(jī)的碳?xì)浜偷趸锱欧帕繜o比巨大，若按總產(chǎn)量的百分之十內(nèi)銷進(jìn)行估算，執(zhí)行非道路發(fā)動機(jī)排放二階段限值后，這些發(fā)動機(jī)的碳?xì)浜偷趸锱欧帕繉p少三千噸以上，減排效果非常顯著。我國當(dāng)前對非道路發(fā)動機(jī)污染物的排放控制技術(shù)與道路發(fā)動機(jī)相比仍處于落后狀態(tài)，因此有著更高的減排潛力，隨著相關(guān)部門對非道路發(fā)動機(jī)排放的日益重視，將會有愈來愈嚴(yán)格的排放法規(guī)以及新的排放控制技術(shù)應(yīng)用于非道路發(fā)動機(jī)的排放控制工作中。

2 非道路用柴油機(jī)排放路線

由于非道路柴油機(jī)的功率范圍較廣，結(jié)構(gòu)形式較多，其用途也比較廣泛，對于動力性能、安全性能以及成本要求相對較高，因此，出于對其經(jīng)濟(jì)性的考慮，無法使用車用柴油機(jī)的成熟排放控制技術(shù)，進(jìn)而造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。隨著人們環(huán)保意識的不斷提升，社會對于環(huán)境污染問題愈發(fā)關(guān)注，非道路柴油機(jī)的排放控制問題也愈發(fā)受到重視，我國相關(guān)部門也在不斷完善、出臺相關(guān)的排放法規(guī)，柴油機(jī)產(chǎn)商也在積極研發(fā)新技術(shù)來控制非道路用柴油機(jī)的排放水準(zhǔn)。

2.1 非道路用柴油機(jī)國4排放法規(guī)

在我國，非道路排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施起步較晚，非道路第1階段排放法規(guī)要求在2007年十月一日起才正式執(zhí)行，至2009年十月一日起實(shí)施非道路第2階段排放法規(guī)，2014年十月一日起實(shí)施非道路移動機(jī)械用柴油機(jī)第3階段要求。對應(yīng)的法規(guī)分別是：GB20891-2007非道路移動機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放限制及測量方法（1、2階段）、GB20891-2014非道路移動機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放限制及測量方法（3、4階段）。

2.2 非道路用柴油機(jī)排放技術(shù)路線

非道路用柴油機(jī)的排放控制技術(shù)可以參考路用柴油機(jī)的排放控制技術(shù)，結(jié)合非道路用柴油機(jī)的實(shí)際使用用途以及特點(diǎn)來選擇合適的排放控制技術(shù)，如活塞方案優(yōu)化、渦流比方案優(yōu)化、廢氣再循環(huán)技術(shù)等技術(shù)，充分考慮道路用柴油機(jī)與非道路用柴油機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中的差異，選擇合適的排放控制技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化應(yīng)用，進(jìn)而控制柴油機(jī)燃燒過程中的排放指標(biāo)，減少有害成分的產(chǎn)生。

2.3 排放技術(shù)路線對比

目前，降低柴油機(jī)排放的控制技術(shù)主要有兩個(gè)技術(shù)路線。一是通過廢氣再循環(huán)技術(shù)降低排放的氮氧化物的排放量，同時(shí)結(jié)合采用DOC、POC以及DPF等后期處理裝置來控制顆粒物的排放量。另外一種則是通過對缸內(nèi)燃燒進(jìn)行優(yōu)化，從而降低顆粒排放量，同時(shí)結(jié)合使用SCR技術(shù)控制氮氧化物的排放量。在具體選擇何種排放路線時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮，選擇最適合的排放路線。

3 非道路用柴油機(jī)國4排放技術(shù)

3.1 內(nèi)部廢氣再循環(huán)技術(shù)

EGR技術(shù)是控制柴油發(fā)動機(jī)機(jī)缸內(nèi)氮氧化物氣體產(chǎn)生的有效措施之一，其主要工作原理是將柴油機(jī)產(chǎn)生的廢氣部分重新通過廢氣再循環(huán)閥門重新進(jìn)入氣缸內(nèi)，繼續(xù)參與柴油機(jī)燃燒過程，進(jìn)而有效抑制氮氧化物的產(chǎn)生。

3.2 外部廢氣再循環(huán)技術(shù)

廢氣再循環(huán)裝置從結(jié)構(gòu)上可以分為內(nèi)部裝置與外部裝置，內(nèi)部廢氣再循環(huán)裝置指的是讓一部分廢氣不排出氣缸，在下一次燃燒開始前對混合氣進(jìn)行稀釋，其主要通過進(jìn)排氣門的相位來進(jìn)行控制，不需要對發(fā)動機(jī)的本體進(jìn)行改動。外部廢氣再循環(huán)裝置可以靈活控制各況點(diǎn)的廢氣循環(huán)率，更換平衡排放與油耗的關(guān)系，但成本較高。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)外部廢氣循環(huán)裝置與內(nèi)部廢氣循環(huán)裝置進(jìn)行技術(shù)路線對比，根據(jù)排放結(jié)果來選擇最優(yōu)路線。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著人們環(huán)保意識的普遍增強(qiáng)，對這些非道路用柴油機(jī)械的排放物進(jìn)行控制的需求也愈發(fā)急迫。因此，對非道路用柴油機(jī)的排放理論與技術(shù)進(jìn)行研究對于城市的可持續(xù)發(fā)展有著無比重要的意義。本文主要針對非道路用柴油機(jī)的排放物生成機(jī)理、相關(guān)法律法規(guī)以及排放優(yōu)化的方法進(jìn)行研究，并且對非道路國四法規(guī)進(jìn)行了深入理解，對滿足非道路國4排放法規(guī)要求的技術(shù)進(jìn)行探尋，以期為相關(guān)人員提供參考價(jià)值，為我國的環(huán)境保護(hù)工作作出一定貢獻(xiàn)。

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