基于4缸柴油機的非道路國4排放技術研究

姜代華

摘 要：隨著我國經濟的進步與社會的發展，對道路用柴油機的排放法規愈發嚴格，道路用柴油機的排放水平得到了很大的改善。隨著各類非道路移動機械在日常的生產生活活動中的大量應用，非道路用柴油機的污染問題也愈發得到重視，因此，本文通過對柴油機排放物中的氣體與顆粒物生成機理進行分析，并提出相應的技術解決方案，以期為相關人員提供參考

關鍵詞：非道路；柴油機；排放技術；研究

引言

隨著全球溫室效應的嚴重化，環保問題逐漸受到了社會各界的廣泛關注，綠色可持續發展逐漸成為城市發展的主題。在對城市進行建設時，需要各種機械設備的配合，如壓路機、挖掘機等設備，在農業生產進行時，也需要相關拖拉機、收割機等機械化設備的配合。隨著近年來這些非道路用機械設備的廣泛應用，其產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械的排放污染缺少相關的法律規定，導致其產生污染物的比重日益增加。因此應及時對這些非錄用柴油發動機的尾氣排放進行控制，進而改善我國大氣環境的質量。

1 研究背景

隨著我國城市化進程的不斷推進，市政工程和農業生產對于機械數量的要求持續整長，我國非道路發動機產量迅猛增加。據統計，當前我國非道路用發動機的年產量已經超過三千萬臺，并且其用途廣泛，沒有相關替代產品。這些非道路發動機的碳氫和氮氧化物排放量無比巨大，若按總產量的百分之十內銷進行估算，執行非道路發動機排放二階段限值后，這些發動機的碳氫和氮氧化物排放量將減少三千噸以上，減排效果非常顯著。我國當前對非道路發動機污染物的排放控制技術與道路發動機相比仍處于落后狀態，因此有著更高的減排潛力，隨著相關部門對非道路發動機排放的日益重視，將會有愈來愈嚴格的排放法規以及新的排放控制技術應用于非道路發動機的排放控制工作中。

2 非道路用柴油機排放路線

由于非道路柴油機的功率范圍較廣，結構形式較多，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，出于對其經濟性的考慮，無法使用車用柴油機的成熟排放控制技術，進而造成了嚴重的環境污染。隨著人們環保意識的不斷提升，社會對于環境污染問題愈發關注，非道路柴油機的排放控制問題也愈發受到重視，我國相關部門也在不斷完善、出臺相關的排放法規，柴油機產商也在積極研發新技術來控制非道路用柴油機的排放水準。

2.1 非道路用柴油機國4排放法規

在我國，非道路排放標準實施起步較晚，非道路第1階段排放法規要求在2007年十月一日起才正式執行，至2009年十月一日起實施非道路第2階段排放法規，2014年十月一日起實施非道路移動機械用柴油機第3階段要求。對應的法規分別是：GB20891-2007非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限制及測量方法（1、2階段）、GB20891-2014非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限制及測量方法（3、4階段）。

2.2 非道路用柴油機排放技術路線

非道路用柴油機的排放控制技術可以參考路用柴油機的排放控制技術，結合非道路用柴油機的實際使用用途以及特點來選擇合適的排放控制技術，如活塞方案優化、渦流比方案優化、廢氣再循環技術等技術，充分考慮道路用柴油機與非道路用柴油機在實際應用中的差異，選擇合適的排放控制技術進行優化應用，進而控制柴油機燃燒過程中的排放指標，減少有害成分的產生。

2.3 排放技術路線對比

目前，降低柴油機排放的控制技術主要有兩個技術路線。一是通過廢氣再循環技術降低排放的氮氧化物的排放量，同時結合采用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燃燒進行優化，從而降低顆粒排放量，同時結合使用SCR技術控制氮氧化物的排放量。在具體選擇何種排放路線時，應結合實際情況進行綜合考慮，選擇最適合的排放路線。

3 非道路用柴油機國4排放技術

3.1 內部廢氣再循環技術

EGR技術是控制柴油發動機機缸內氮氧化物氣體產生的有效措施之一，其主要工作原理是將柴油機產生的廢氣部分重新通過廢氣再循環閥門重新進入氣缸內，繼續參與柴油機燃燒過程，進而有效抑制氮氧化物的產生。

3.2 外部廢氣再循環技術

廢氣再循環裝置從結構上可以分為內部裝置與外部裝置，內部廢氣再循環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行稀釋，其主要通過進排氣門的相位來進行控制，不需要對發動機的本體進行改動。外部廢氣再循環裝置可以靈活控制各況點的廢氣循環率，更換平衡排放與油耗的關系，但成本較高。在實際應用中，應根據外部廢氣循環裝置與內部廢氣循環裝置進行技術路線對比，根據排放結果來選擇最優路線。

4 結語

綜上所述，隨著人們環保意識的普遍增強，對這些非道路用柴油機械的排放物進行控制的需求也愈發急迫。因此，對非道路用柴油機的排放理論與技術進行研究對于城市的可持續發展有著無比重要的意義。本文主要針對非道路用柴油機的排放物生成機理、相關法律法規以及排放優化的方法進行研究，并且對非道路國四法規進行了深入理解，對滿足非道路國4排放法規要求的技術進行探尋，以期為相關人員提供參考價值，為我國的環境保護工作作出一定貢獻。

參考文獻

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