内容发布更新时间 : 2024/11/8 13:57:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
表38 欧洲现行标准与本标准限值的比较 单位：g/kWh
国家或地区 欧盟 中国 欧盟 中国 欧盟 中国 欧盟 中国
功率段划分 37≤P<56 56≤P<75 75≤P<130 130≤P≤560 CO 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 3.5 3.5 HC+NOX 4.7 4.7 0.19+3.3 4.7 0.19+3.3 4.0 0.19+2.0 4.0 PM 0.025 0.4 0.025 0.4 0.025 0.3 0.025 0.2 本标准对发动机动率段的划分与欧盟标准一致，与美国现行标准功率段的划分略有差异，美国现行标准中各功率段发动机的限值如表39所示。其中，从56kW到560kW功率段的发动机NOx的排放限值为0.4g/kWh，较本标准NOx限值要求严格90%。
表39 Tier4 过渡时期排放限值 单位：g/kWh
功率（kW） P<19 19≤P <56 56≤P <130 130≤P ≤560 P >560 实施日期 2008 2013 2012-2014 2011-2014 2011-2014 CO 6.6 5.0 5.0 3.5 3.5 NMHC / / 0.19 0.19 0.19 NMHC+NOX 7.5 4.7 / / / NOX / / 0.4 0.4 0.4 PM 0.40 0.030 0.20 0.20 0.20 8 实施本标准的环境效益及经济技术分析
8.1 实施本标准的环境（减排）和社会效益
本标准生效实施后，非道路移动机械用柴油机的排气污染物排放水平进一步降低，单机各污染物减排量约在20%-30%之间，预计每年非道路移动机械NOX将减排20万吨左右，颗粒物减排3万吨左右。
标准的实施会使得非道路移动机械用柴油机技术水平进一步提高，逐步向车用柴油机靠拢，进一步缩小我国非道路移动机械用柴油机排放控制体系与欧美的差距。同时，标准的实施，会引导企业调整产业结构，对产品进行升级换代，使得产品结构更加合理，推动整个柴油机行业技术进步。同时产品的升级换代，会带来良好的投资环境，吸引更多的企业进行投资，增加就业岗位，拉动经济增长。 8.2 燃油可行性分析
非道路移动机械用柴油机III阶段，排放技术水平基本等同于车用柴油机第III阶段，它们采用了很多相同的技术，例如高压共轨、电控EGR等，这些技术要求质量更好品质的燃油。燃油的有效供应是有效实施本标准的先决条件。
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目前我国已经建立了比较完善的燃油标准体系，与柴油相关的国家标准见表40。根据GB252-2011《普通柴油》标准规定，在2013年7月1日全国开始全面供应硫含量低于350ppm的柴油，届时已经具备了满足标准要求的市售燃油条件，本标准实施具有燃油可行性。
表40 我国柴油标准
燃料名称 标准号 备注 十六烷值≥45、硫含量≤0.2% （2013年6月30日前） 十六烷值≥45、硫含量≤0.035% （2013年7月1日开始） 修改采用EN 590-1999，2010年1月1日实施，过渡期到2011年6月30日；硫含量≤0.035% 普通柴油 GB252-2011 车用柴油 GB 19147-2009 8.3 发动机技术可行性及成本分析
从市场调研和部分试验的情况看，要达到本标准制订的第III阶段排放限值，发动机生产企业还有大量的工作要做，很多机型基本上要淘汰。在济南汽车检测中心试验室台架上，我们选择了一批能够满足本标准要求的机型和具备满足本标准潜力的机型进行了大量的摸底试验，下面分别介绍一下各功率段达标发动机的主要技术及成本。
8.3.1 对于最大净功率130≤Pmax≤560kW的发动机
对于130≤Pmax≤560kW的发动机，要满足本标准的排放限值要求，需要采用共轨、单体泵等车用机III阶段的技术，传统的增压或增压中冷技术，已经不能满足本标准要求。这类机型主要由车用发动机的企业提供，企业已经具有相对成熟的排放控制技术，技术不存在问题，对达到本标准的要求没有技术难度。虽然柴油机成本增加2000-5000元/台，约占总成本的10%-15%左右，但该部分机型利润大，能够在产品销售、产量增加等过程中慢慢消化吸收。
该功率段共测试了6台不同配置的发动机，从测试的结果看，基于本标准的排放限值，1#、2#机型都采用了机械泵、增压中冷技术， NOX+THC超标， 3#、4#、5#、6#机型全部为高压共轨、增压中冷机型，能够满足本标准要求。数据统计见图8。
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图8 130≤Pmax≤560kW发动机污染物测试数据
8.3.2 对于最大净功率37≤Pmax＜130kW的发动机
对于75≤Pmax＜130kW和37≤Pmax＜75kW功率段的发动机，主要为大、中型农机、叉车、挖掘机等配套，大部分机型采用自吸，个别机型采用增压或增压中冷，部分出口机型采用涡流室、增压或增压中冷。由于该功率段国内的主要农机企业努力开拓国外市场，为了满足国外排放标准的要求，发动机企业在排放控制上已经做了很多投入。
（1）对自然吸气机型进行改进，采用增压或增压中冷技术。增压器成本增加约1000元/台。
（2）部分增压机型排放情况接近标准限值要求的，可以通过调整提前角来
达到要求，所带来的问题是油耗大约增加10%左右。
（3）对部分增压机型排放情况离限值差距较大的，可以通过采用中冷技术
来解决，由于非道路工程机械发动机工作状况的特殊性，在工作的时候没有迎面风，所以一般情况下采用水-空中冷器，但水-空中冷器对改变NOX的排放程度很有限，在有些情况下，非但不能降低排放，反而会稍微增加NOX的排放量，这时采用强制风冷情况会好一些，但会消耗一部分发动机功率。水-空中冷器成本约增加1000～2000元/台。 （4）采用EGR技术，EGR机内净化措施成本约为600～800元/台。 75≤Pmax＜130kW功率段共测试了5台不同配置的发动机，从测试的结果看，基于本标准的排放限值，4#机型采用机械泵、增压技术，5#机型采用机械泵、增压中冷技术，其NOX+THC超标。1#、2#机型采用增压中冷技术，3#机型为增压中冷、高压共轨技术。测试数据统计见图9。
37≤Pmax＜75kW功率段共测试了5台不同配置的发动机，从测试的结果看，基于本标准的排放限值，2#、3#机型为自吸、机械泵，NOX+THC超标，1#机型
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采用机械泵、增压中冷技术，4#机型采用机械泵、增压技术， 5#机型为自吸、涡流室。测试数据统计见图10。
图9 75≤Pmax＜130kW发动机污染物测试数据
图10 37≤Pmax≤75kW发动机污染物测试数据
8.3.3 对于最大净功率19≤Pmax＜37kW的发动机
对于19≤Pmax＜37kW的发动机，主要为小型工程机械、小型农业机械和小型拖拉机等配套，GB20891-2007标准在制定的过程中，充分考虑了小功率柴油机的现状，采用了欧美第I阶段的排放限值，经过近几年的发展，我们已经具有了大量满足欧美第II阶段限制要求的机型。但该部分机型因为包含部分单缸机，由于技术应用的问题，满足标准要求难度很大，建议企业该功率段提升为小缸径多缸柴油机。
该功率段共测试了7台不同配置的多缸发动机，从普测的结果看，基于本标准的排放限值，1#、5#、6#、7#为机械泵、直喷机型，其中1#、5#NOX+THC超标。其余机型都是机械泵、自吸、涡流室。测试数据统计见图11。
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图11 19≤Pmax≤37kW发动机污染物测试数据
8.3.4 对于最大净功率Pmax＜19kW的发动机
对于8≤Pmax＜19kW 和0＜Pmax＜8kW的发动机，该功率段发动机主要是为拖拉机、场院机械、水泵、空压机和农副产品加工机械配套的单缸发动机。功率段有部分出口机型，采用卧式、涡流室，高喷油压力、DOC等改进措施，排放情况较好，能够满足本标准的要求，但成本增加约20%-30%。
综上分析，我们认为针对各功率段机型，排放控制技术是可行的，成本的增加在可以接受的范围内。见表39。
表39 各功率段机型达标技术及成本增加
机型 130≤Pmax≤560kW 75≤Pmax＜130kW 19≤Pmax＜37kW 采用技术 共轨，增压中冷、EGR等 增压中冷、EGR等 提高油泵、油嘴喷油压力、涡流室、增压中冷等 重新设计新机型、提高油泵、油嘴喷油压力、涡流室等 占整机成本比例 10%-15% 10%左右 10%-15% Pmax＜19kW 20%-30% 8.4 测试设备可行性分析
由于车用和非道路第I、II阶段排放标准已经实施多年，环保部定点委托的各个排放检测机构，如济南汽车检测中心、国家汽车质量监督检验中心（长春）、国家机动车质量监督检验中心（重庆）、国家机动车产品质量监督检验中心（上海）、中国汽车技术研究中心、国家汽车质量监督检验中心（襄樊）等都有完善的排放测量设备，如560kW以下的测功机，测量颗粒物的部分流系统和测量气体排放的系统等。
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