小型非道路柴油機(jī)排放技術(shù)路線綜述

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1、小型非道路柴油機(jī)排放技術(shù)路線綜述摘要：ＧＢ２０８９１—２００７（非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放限值及測量方法（中國Ｉ、Ⅱ階段）》已經(jīng)實(shí)施，為滿足此法規(guī)，探討一種開發(fā)低成本柴油機(jī)的路線。關(guān)鍵詞：小型非道路柴油機(jī)排放控制1.引言能源與環(huán)保是當(dāng)今世界發(fā)展的兩大主題。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，非道路用柴油機(jī)的污染物排放問題日益得到人們的普遍關(guān)注。世界主要國家均制定了非道路用柴油機(jī)的排放法規(guī)。要滿足未來更嚴(yán)格的排放法規(guī)，需要對原有機(jī)型進(jìn)行技術(shù)升級，進(jìn)行排放控制研究。隨著全球工業(yè)高度發(fā)展，環(huán)保已經(jīng)成為人們最為關(guān)注的問題之，各國家和地區(qū)都先后推出了本地的環(huán)保法規(guī)來保護(hù)我們的地球。然而在城市大氣污染中汽車和工

2、程機(jī)械的污染是不可忽視的一分，發(fā)達(dá)的國家首先在汽車上執(zhí)行了排放法規(guī)，而后在工程機(jī)械其它內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力設(shè)備上執(zhí)行。我國在汽車和工程機(jī)械排放法規(guī)執(zhí)上相對較晚，但從這幾年汽車排放標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)的進(jìn)度來看是很快。中國農(nóng)業(yè)的日漸現(xiàn)代化，小型非道路柴油機(jī)在農(nóng)業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。由于小型非道路柴油機(jī)的應(yīng)用，節(jié)省了大量的勞動(dòng)力，提高了我國糧食的產(chǎn)量，農(nóng)業(yè)機(jī)械化是我國農(nóng)業(yè)的必然趨勢，所以小型非道路柴油機(jī)在我國還有很廣泛的發(fā)展空間[1]。2.排放的法規(guī)目前世界上非道路用機(jī)動(dòng)設(shè)備排放標(biāo)準(zhǔn)以美國和歐盟的標(biāo)準(zhǔn)最具代表性。美國是世界上治理尾氣排放最早的國家。1964年，美國加利福尼亞州在世界上率先邁出了控制車輛尾氣排放的第一步，

3、1970年美國國會通過了“凈化空氣法案”，并組建了美國聯(lián)邦環(huán)保署(EPA)。同年，歐洲和日本也制定了相應(yīng)的排放控制標(biāo)準(zhǔn)。此后的幾十年，各國都相繼制定了越來越嚴(yán)格的汽車排放標(biāo)準(zhǔn)。但非道路用機(jī)動(dòng)設(shè)備尾氣排放引起的空氣污染問題，并未引起人們的重視。直到20世紀(jì)90年代，歐美國家才開始著手研究和限制非道路用機(jī)動(dòng)設(shè)備的尾氣排放[2]。非道路用柴油機(jī)的排放法規(guī)在美國最為嚴(yán)格，目前僅有美國和中國對所有功率段柴油機(jī)都提出其排放限值。中國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB20891-2007給出了中國非道路用柴油機(jī)排放Ⅰ階段和Ⅱ階段的限值。美國、歐盟、日本的≤37kW的非道路用柴油機(jī)法規(guī)排放限值如表1、表2和表3所示，中國現(xiàn)行的≤

4、37kW的非道路用柴油機(jī)法規(guī)排放限值如表4所示。分析表1～表4可以看出，美國是控制排放最嚴(yán)的國家，最早提出控制非道路用柴油機(jī)排放。我國單缸柴油機(jī)產(chǎn)量最大，按功率計(jì)算占總產(chǎn)量的近40%，因此從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，對全功率段提出排放限值要求是非常必要的。但我國起步較晚，以2009年10月執(zhí)行第Ⅱ階段限值為例，它與美國2000年開始執(zhí)行的第Ⅰ階段限值是相同的，兩者相差10年。日本和歐盟等國小功率、單缸柴油機(jī)用量較少，歐盟對18kW以下的柴油機(jī)尚未提出排放法規(guī)限值[3]。表1　美國≤37kW的非道路用柴油機(jī)法規(guī)排放限值柴油機(jī)功率/kw階段實(shí)施年份COHC+NOxPMP＜8Tier120008.010.

5、51.00Tier220058.07.50.80Tier420086.67.50.408≤P＜18Tier120006.69.50.80Tier220056.67.50.80Tier420086.67.50.4028≤P＜37Tier119995.59.50.80Tier220045.57.50.60Tier4interln20085.97.50.30Tier4final20135.04.70.03表2　歐盟≤37kW的非道路用柴油機(jī)法規(guī)排放限值柴油機(jī)功率/kw階段實(shí)施年份CONOxHCPMP＜18/////18≤P＜37Stage1/////Stage220015.58.01.50.8Sta

6、ge3A20085.57.50.6表3　日本≤37kW的非道路用柴油機(jī)法規(guī)排放限值柴油機(jī)功率/kw階段實(shí)施年份CONOxHCPMP＜18/////8≤P＜18Tier220035.09.01.50.818≤P＜37Tier220035.08.01.50.60Tier320075.06.01.00.30Tier420125.04.00.70.02表4　中國≤37kW的非道路用柴油機(jī)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的排放限值柴油機(jī)功率/kw階段實(shí)施年份CONOxHCPMP＜18Tier12007.1012.318.4/Tier22009.108.010.51.08≤P＜18Tier12007.108.412.9/Tier

7、22009.106.69.50.818≤P＜37Tier12007.108.410.82.11.0Tier22009.105.58.01.50.8另外，從國外排放法規(guī)看，由于小功率柴油機(jī)多為單缸或兩缸柴油機(jī)，對18kW以下的柴油機(jī)排放法規(guī)限值加嚴(yán)量相對較大，功率段要少，如美國從現(xiàn)在到2013年，法規(guī)有Tier3，Tier4初和Tier4終共3個(gè)階段，但18kW以下的柴油機(jī)排放限值僅都為一個(gè)階段限值