在用非道路移動(dòng)機(jī)械排氣煙度排放限值及測(cè)量方法

1、（征求意見(jiàn)稿）上海市地方標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明0一五年五月項(xiàng)目統(tǒng)一編號(hào)：滬環(huán)科（2014-40）承擔(dān)單位：上海機(jī)動(dòng)車檢測(cè)中心編制組主要成員：標(biāo)準(zhǔn)所技術(shù)管理負(fù)責(zé)人：標(biāo)準(zhǔn)處項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：上海市地方標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明1 .項(xiàng)目背景1.1 任務(wù)來(lái)源根據(jù)上海市環(huán)?？蒲许?xiàng)目合同書，由上海機(jī)動(dòng)車檢測(cè)中心負(fù)責(zé)非道路移動(dòng)機(jī)械排氣煙度測(cè)量方法制訂的研究工作，項(xiàng)目統(tǒng)一編號(hào)為：滬環(huán)科（2014-40）。1.2工作過(guò)程2014年8月，市環(huán)保局下達(dá)任務(wù)后，上海機(jī)動(dòng)車檢測(cè)中心立即成立了課題研究小組，開(kāi)展前期調(diào)研工作。2014年9月15日課題組召開(kāi)了項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)議，確立了具體的科研技術(shù)路線及研究方案。2014年11月7日，課題組到上海市環(huán)境科學(xué)

2、研究院開(kāi)展調(diào)研活動(dòng)，了解有關(guān)非道路移動(dòng)機(jī)械相關(guān)管理政策及信息技術(shù)咨詢。2014年12月3日，課題組到上海市農(nóng)機(jī)安全監(jiān)理所對(duì)上海市非道路農(nóng)業(yè)機(jī)械保有量、運(yùn)行情況及管理方法等方面進(jìn)行調(diào)研。2014年12月4日，課題組在上海市建筑建材業(yè)行政管理服務(wù)中心，與上海市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督總站、上海市機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)、上海市建設(shè)安全協(xié)會(huì)等企業(yè)協(xié)會(huì)就上海市非道路工程機(jī)械保有量、運(yùn)行情況及管理政策情況等進(jìn)行座談交流。2015年1月26日，課題組對(duì)外岡鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)合作社已有的非道路農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行情況及工作特點(diǎn)等方面進(jìn)行調(diào)研。2015年2月13日，課題組到上海市環(huán)境保護(hù)局就項(xiàng)目進(jìn)展情況及測(cè)試樣車需求等事項(xiàng)進(jìn)行了匯報(bào)，明確了后續(xù)

3、工作計(jì)劃要求。2015年3月11日至3月22日，課題組對(duì)上海機(jī)動(dòng)車檢測(cè)中心兩臺(tái)叉車在怠速、自由加速以及實(shí)際工作狀態(tài)下的排氣煙度進(jìn)行了實(shí)測(cè)工作。2015年3月25日，課題組到上海市天佐建設(shè)工程有限公司施工場(chǎng)地（楊高中路云山路地鐵9號(hào)線延伸工地）作業(yè)的非道路工程機(jī)械進(jìn)行調(diào)研，為選取樣機(jī)及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試做前期準(zhǔn)備。2015年4月20-24日，課題組對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的非道路工程機(jī)械挖掘機(jī)、起重機(jī)等設(shè)備在怠速、自由加速、自由加載等工況下進(jìn)行了煙度測(cè)試。2 .標(biāo)準(zhǔn)制定必要性分析2.1 日益糟糕的空氣質(zhì)量需求根據(jù)2013中國(guó)環(huán)境狀況公告，京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等重點(diǎn)區(qū)域及直轄市、省會(huì)城市和計(jì)劃單列市共74個(gè)城市按照

4、新標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展監(jiān)測(cè)，依據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2013年新標(biāo)準(zhǔn)第一階段監(jiān)測(cè)實(shí)施城市各指標(biāo)不同濃度區(qū)間城市比例（GB3095-2012）XSSO2、NO2、PMio、PM2.5年均值，CO日均值和03日最大8小時(shí)均值進(jìn)行評(píng)價(jià)，74個(gè)城市中僅?？?、舟山和拉薩3個(gè)城市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)，僅占4.1%;超標(biāo)城市比例為95.9%。根據(jù)2013上海市環(huán)境狀況公報(bào)全年有124個(gè)污染日，其中首要污染物為細(xì)顆粒物（PM2.5）的有87天，占70.2%;首要污染物為03的天數(shù)為33天，占比26.6%;首要污染物為可吸入顆粒物（PM10）的天數(shù)有4天，占3.2%。上海市全年達(dá)標(biāo)天數(shù)比例僅為67.4%,重度及以上污染天數(shù)比例為6.3

5、%。主要污染物為PM2.5、PMio和NO2。PM2.5年均濃度為62微克/立方米，超標(biāo)0.77倍；PMio年均濃度為84微克/立方米，超標(biāo)0.20倍；NO2年均濃度為48微克/立方米，超標(biāo)0.20倍；SO2、CO和O3均達(dá)標(biāo)。2.2 政策法規(guī)要求為應(yīng)對(duì)嚴(yán)重的大氣染污情況，2013年9月10日國(guó)務(wù)院印發(fā)大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃，主要內(nèi)容有行動(dòng)大十條，小三十五條。在發(fā)布該行動(dòng)計(jì)劃后，國(guó)務(wù)院于2014年4月30日發(fā)布了大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施情況考核辦法（試行）（考核十條），考核指標(biāo)中明確提出了將機(jī)動(dòng)車污染控制作為單項(xiàng)考核指標(biāo)。該考核辦法的發(fā)布明確了環(huán)保治理作為地方政府政績(jī)的考核內(nèi)容，這是以前從未有過(guò)

6、的現(xiàn)象。同時(shí)該考核辦法的實(shí)施確保了行動(dòng)計(jì)劃內(nèi)容落到實(shí)處。上海市政府在國(guó)務(wù)院頒布相關(guān)條款后，也相應(yīng)發(fā)布了地方相關(guān)政策法規(guī)。在2013年10月18日上海市政府發(fā)布上海市清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃（2013-2017），2014年5月26日上海市政府又發(fā)布了關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)黃標(biāo)車和老舊車輛環(huán)保治理的實(shí)施方案，2014年7月25日上海市政府頒發(fā)了上海市大氣污染防治條例，從而使環(huán)境治理具體實(shí)施有法（例）可依。在上海市大氣污染防治條例中第四十條以及第八十七條分別明確提出針對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械排放要求及處罰措施。為應(yīng)對(duì)上海市大氣污染防治條例的有效實(shí)施，制訂非道路移動(dòng)機(jī)械排氣煙度排放限值及測(cè)量方法顯得尤為重要。3 .上海市非

7、道路移動(dòng)機(jī)械現(xiàn)狀分析在國(guó)家相關(guān)移動(dòng)污染源劃分中非道路移動(dòng)污染源分為陸用機(jī)械、水上船舶、軌道機(jī)械和航空機(jī)械四個(gè)大類，相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍正是按照這個(gè)劃分來(lái)分別定義各自適用范圍。本標(biāo)準(zhǔn)適用陸用非道路移動(dòng)機(jī)械。3.1 非道路移動(dòng)機(jī)械種類分類非道路移動(dòng)機(jī)械按照設(shè)備工作場(chǎng)地可分為以下幾類：1）建筑工程機(jī)械（裝載機(jī)、推土機(jī)、挖掘機(jī)壓路機(jī)、非道路用卡車等）2）港作機(jī)械（起重機(jī)械、吊塔機(jī)械等）3）企業(yè)場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)械（叉車、廠內(nèi)運(yùn)輸車輛、材料裝卸機(jī)械等）4）農(nóng)林機(jī)械（包括大型拖拉機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)、木材切割運(yùn)輸機(jī)械等）5）機(jī)場(chǎng)地勤設(shè)備6）鐵路機(jī)車7）船舶發(fā)動(dòng)機(jī)非道路移動(dòng)機(jī)械按照用途又可分為如下幾類：1）娛樂(lè)車輛（

8、越野摩托車和全地面越野車等）2）割草機(jī)，清掃風(fēng)機(jī)（樹(shù)葉、積雪）3）海上游艇（摩托艇和油輪）4）測(cè)井儀器（工業(yè)鉆探）5）工業(yè)機(jī)械（鏟車、清掃車，叉車等）6）農(nóng)用拖拉機(jī)7）推土機(jī)、挖掘機(jī)和篩選機(jī)等工程機(jī)械8）火車發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)、噴氣式和螺旋槳式飛機(jī)3.2 上海市非道路移動(dòng)機(jī)械保有量由于歷史發(fā)展緣由，截止目前為止，有關(guān)上海市非道路移動(dòng)機(jī)械保有量尚無(wú)相關(guān)資料可鑒。在上海市環(huán)境保護(hù)部協(xié)調(diào)下，課題組分別走訪調(diào)研了各條線行政主管部門以及行業(yè)協(xié)會(huì)，針對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械的保有量、種類分布、技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研，對(duì)上海市非道路移動(dòng)機(jī)械情況大致摸了一個(gè)底。各非道路移動(dòng)機(jī)械設(shè)備（按應(yīng)用領(lǐng)域）相對(duì)應(yīng)主管部門及保有量情況如下

9、表3,1所示。表3.1非道路移動(dòng)機(jī)械保有量及對(duì)應(yīng)主管部門序號(hào)應(yīng)用領(lǐng)域主管部門保有量（萬(wàn)臺(tái)）1建筑工程機(jī)械市建管委1.02港作機(jī)械市交通委市質(zhì)監(jiān)局2.03企業(yè)場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)械市質(zhì)監(jiān)局3.54農(nóng)林機(jī)械市農(nóng)委1.75機(jī)場(chǎng)地勤設(shè)備國(guó)際機(jī)場(chǎng)公安分局機(jī)場(chǎng)集團(tuán)0.5合計(jì)8.7備注：本表所列保有量與實(shí)際保有可能有所出入。3.2.1 建筑工程機(jī)械建筑工程機(jī)械行政主管部門為上海市建設(shè)管理委員會(huì)。當(dāng)前上海市建設(shè)管理委員會(huì)未針對(duì)建筑工程機(jī)械執(zhí)行備案登記管理制度。施工場(chǎng)地及建設(shè)工地作業(yè)的非道路移動(dòng)機(jī)械（挖掘機(jī)、起重機(jī)等）由上海市建設(shè)機(jī)械檢定中心出具有關(guān)安全方面的檢定報(bào)告證書即可施工作業(yè)，而由于施工場(chǎng)地非道路移動(dòng)機(jī)械作業(yè)時(shí)

10、間短及流動(dòng)性較強(qiáng)等特點(diǎn)，因此獲取上海市在用建筑工程機(jī)械保有量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)還比較困難。課題組通過(guò)走訪調(diào)研各行業(yè)協(xié)會(huì)及施工現(xiàn)場(chǎng)，初步評(píng)估上海市建筑工程機(jī)械約為1.0萬(wàn)臺(tái)。3.2.2 港作機(jī)械柴油虧起圖3.1港作機(jī)械保有量情況（按燃料分類）他燃料氣兩用化氣然氣油1電其油液天汽160014001200晝1000I:4002000港作機(jī)械行政主管部門為上海市交通管理委員會(huì)和上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局。港作機(jī)械需每年在上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局下屬的上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院進(jìn)行年檢，目前管理方式為年檢備案管理制度。課題組通過(guò)走訪調(diào)研該院,獲取到港作機(jī)械保有量約為2萬(wàn)臺(tái)左右。港作機(jī)械種類分布主要以叉車、牽引車和吊

11、車為主，該類機(jī)械燃料種類主要以柴油為主，天然氣輔之。港作機(jī)械按燃料類型分布情況如下圖3.1所示。160014004002000電其他燃料油氣兩用液化氣天然氣汽油柴油圖3.1港作機(jī)械保有量情況（按燃料分類）12001000800600400200。一一生前港作機(jī)械備案材料信息中無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)排放階段信息欄,為分析現(xiàn)有港作機(jī)械發(fā)從備案登記資料信息分析，港作機(jī)械各功率段分布情況如下圖3.2所示。從圖可見(jiàn)，叉式裝卸車功率段分布在37kW至560kW之間，其中37kW至56kW的保有量與56kW至130kW的保有量基本一致，而港作牽引車作業(yè)噸位均較大，因此功率段主要分布在130kW至560kW之間。16001

12、400130,560)75,130)56,75)37,56)(19,37)<19圖3.2港作機(jī)械功率段分布情況動(dòng)機(jī)排放水平情況，課題組依據(jù)港作機(jī)械設(shè)備的登記時(shí)間推斷滿足適用排放標(biāo)準(zhǔn)階段。典型柴油叉車和柴油牽引車滿足排放階段情況如下圖3.3所示。在柴油叉車中，國(guó)0排放階段數(shù)量占叉車總量的38.1%,國(guó)1占叉車總量的32.0%,國(guó)2占叉車總量的29.9%;柴油牽引車中，國(guó)0排放階段數(shù)量占牽引車總量的82.6%,國(guó)1占牽引車總量的2.8%,國(guó)2占牽引車總量的14.6%。港作機(jī)械一義車圖3.3港作機(jī)械滿足相應(yīng)排放階段情況從圖3.3中各機(jī)械所占比例我們也可以看出港作機(jī)械設(shè)備的使用特點(diǎn)，如港作叉車使

13、用頻率較高的機(jī)械設(shè)備，幾乎每年均有更新，因此每個(gè)排放階段保有量幾乎保持一致，設(shè)備更新速度較快，而港作機(jī)械牽引車使用頻率沒(méi)有叉車那么高，另外港作機(jī)械設(shè)備單臺(tái)設(shè)備價(jià)格昂貴，因此設(shè)備更新速度較慢。3.2.3 企業(yè)場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)械企業(yè)場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)械行政主管部門為上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局。該類機(jī)械設(shè)備每年需在上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局下屬的上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院進(jìn)行檢驗(yàn)，該類機(jī)械保有量約為3.5萬(wàn)臺(tái)（不含電力車輛，含電力約為5.8萬(wàn)輛）。按照車型及燃燒燃料種類分布如圖3.4所示，場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)械中主要以廠內(nèi)叉車為主，占總量的90%以上，燃料種類以柴油和電為主要?jiǎng)恿?lái)源。6000050000400003000

14、020000100000電其他燃料油氣兩用液化氣天然氣汽油柴油圖3.4場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)械按燃料類型分類從備案登記資料信息分析，場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)械功率段分布情況如下圖3.5所示從圖中可看出，廠內(nèi)叉車主要功率段分布在19kW56kW之間。這個(gè)功率段與場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)械主要工作噸位在1.52.5噸之間的關(guān)系相吻合。6000050000400003000020000100000>560130,560)75,130)56,75)37,56)(19,37)圖3.5場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)械功率段分布情況<19企業(yè)場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)械備案登記材料無(wú)排放階段信息欄，為分析企業(yè)場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)械當(dāng)前排放水平情況，課題組依據(jù)場(chǎng)（廠）內(nèi)

15、機(jī)械登記時(shí)間推斷滿足適用排放標(biāo)準(zhǔn)階段，對(duì)場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)械保有量較大的柴油叉車和柴油車輛滿足排放階段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其情況如下圖3.6所示。其中柴油叉車中，國(guó)0排放階段數(shù)量占叉車總量的26.3%,國(guó)1排放階段數(shù)量占叉車總量的19.7%,國(guó)2排放階段數(shù)量占叉車總量的54.0%;廠內(nèi)車輛中，國(guó)0排放階段數(shù)量占廠內(nèi)車輛總量的49.5%,國(guó)1排放階段數(shù)量占廠內(nèi)車輛總量的27.5%,國(guó)2排放階段數(shù)量占廠內(nèi)車輛數(shù)量的23.0%。場(chǎng)內(nèi)機(jī)械一叉車iqooo9QQ。00007000600050004000500020001000ZOQ62007NOQg2QO9201020112012場(chǎng)內(nèi)機(jī)械-廠車圖3.6場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)

16、械中柴油叉車和柴油汽車滿足排放階段情況從圖3.6中，我們可看出場(chǎng)（廠）內(nèi)機(jī)械的使用特點(diǎn)，如場(chǎng)（廠）內(nèi)叉車為使用頻率較高的機(jī)械設(shè)備，每年均有更新，隨著近幾年我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，場(chǎng)內(nèi)叉車增多，因此在國(guó)2排放階段保有量較高，幾乎占據(jù)一半，與此相反的是場(chǎng)（廠）內(nèi)車輛使用頻率較低，而且價(jià)格昂貴，設(shè)備更新速度較慢，在國(guó)0排放階段的廠內(nèi)車輛占總量的近一半。3.2.4 農(nóng)林機(jī)械農(nóng)林機(jī)械行政主管部門為上海市農(nóng)業(yè)管理委員會(huì)。該類機(jī)械需在上海市農(nóng)業(yè)管理委員會(huì)下屬的上海市農(nóng)機(jī)安全監(jiān)理所進(jìn)行備案登記。課題組根據(jù)上海市農(nóng)機(jī)所提供的農(nóng)林機(jī)械設(shè)備備案信息以及結(jié)合上海市農(nóng)業(yè)機(jī)械化管理統(tǒng)計(jì)年報(bào)的數(shù)據(jù)，分析得出本市農(nóng)林機(jī)械設(shè)備保有量

17、約為3.7萬(wàn)臺(tái)。農(nóng)林機(jī)械主要集中在小功率發(fā)動(dòng)機(jī)，因此使用燃料有柴油、汽油、天然氣（CNG）、電等多能源型設(shè)備，其具體分布情況如下圖3.7所示。電其他燃料油氣兩用液化氣天然氣汽油柴油圖3.7農(nóng)業(yè)機(jī)械保有量情況（按燃料類型分類）i1圖3.8農(nóng)林機(jī)械功率段分布情況>560130,560)75,130)56,75)37,56)(19,37)<19160001400012000&10000悚80006000400020000160001400012000后'10000及t公80006000400020000農(nóng)林機(jī)械中主要以植保機(jī)械和拖拉機(jī)為主，其中以柴油和汽油為主要燃料來(lái)源，

18、具保有量按燃料類型分布，情況如圖3.7所示。為進(jìn)一步分析農(nóng)林機(jī)械現(xiàn)狀技術(shù)特點(diǎn)，課題組將農(nóng)林機(jī)械設(shè)備按功率段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分布，具體情況如圖3.8所示。由圖可看出，農(nóng)林機(jī)械主要以拖拉機(jī)為主，功率主要分布在19kW56kW之間，而植被機(jī)械主要為19kW的小型點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。同樣農(nóng)林機(jī)械備案材料中也無(wú)排放階段信息欄，為進(jìn)一步研究農(nóng)林機(jī)械排放水平現(xiàn)狀，課題組依據(jù)農(nóng)林機(jī)械登記時(shí)間推斷滿足適用排放標(biāo)準(zhǔn)階段，選取保有量較大的拖拉機(jī)和聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。如下圖3.9所示，其中拖拉機(jī)中，在國(guó)0排放階段的數(shù)量占62.6%,在國(guó)1排放階段的數(shù)量占11.3%,在國(guó)2排放階段的數(shù)量占26.1%;聯(lián)合收割機(jī)中，在國(guó)0排放階段

19、數(shù)量占10.1%,在國(guó)1排放階段數(shù)量占21.7%,在國(guó)2排放階段的數(shù)量占68.2%。農(nóng)林機(jī)械一聯(lián)合收割機(jī)圖3.9農(nóng)業(yè)機(jī)械中拖拉機(jī)和聯(lián)合收割機(jī)的登記時(shí)間3.2.5 機(jī)場(chǎng)地勤設(shè)備機(jī)場(chǎng)地勤設(shè)備無(wú)相應(yīng)行政主管部門，由機(jī)場(chǎng)自行負(fù)責(zé)管理，無(wú)相應(yīng)備案登記制度，因此較難掌握機(jī)場(chǎng)地勤設(shè)備保有量及種類分布情況。課題組通過(guò)調(diào)研走訪上海市機(jī)場(chǎng)集團(tuán)相關(guān)部門工作人員，初步評(píng)估上海市機(jī)場(chǎng)地勤設(shè)備約為0.5萬(wàn)輛,主要使用燃料為柴油。機(jī)場(chǎng)地勤設(shè)備種類主要包括客車、貨車和專用工程車等，其中專用工程車的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)客車和貨車。貨車和專用工程以柴油為主，汽油輔之，客車中以柴油和汽油兩種為主要燃料來(lái)源，保有量分布情況如下圖3.10所示

20、40002500200015003500300010005000汽油柴油圖3.10機(jī)場(chǎng)地勤機(jī)械分布情況（按燃料類型分類）3.3 排放控制技術(shù)2009我國(guó)于2007年10月1日針對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械實(shí)施國(guó)I排放標(biāo)準(zhǔn)，于年10月1日實(shí)施國(guó)II排放標(biāo)準(zhǔn)，目前我國(guó)于2014年10月1實(shí)施國(guó)田排放標(biāo)準(zhǔn)。非道路移動(dòng)機(jī)械排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施日期與歐美國(guó)家相比晚了將近8年，橫向與我國(guó)車用發(fā)動(dòng)機(jī)相應(yīng)排放階段標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施也相對(duì)滯后了7年。因此我國(guó)整個(gè)非道路移動(dòng)機(jī)械行業(yè)排放水平相對(duì)比較落后。柴油機(jī)排放主要控制原理如下表3,1所示。表3.1柴油機(jī)排放主要控制原理1）增壓和增壓中冷將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣廢氣能量利用渦輪增壓器將進(jìn)氣進(jìn)行增壓，加大

21、進(jìn)氣量，防止混合氣過(guò)濃，因缺氧而生成微粒。對(duì)增壓后空氣進(jìn)行冷卻（可能包括EGR系統(tǒng)混合的部分廢氣）控制NOx的生成。雖然NOx排放控制與發(fā)動(dòng)機(jī)整體設(shè)計(jì)相關(guān)，但每降低10c進(jìn)氣溫度，則可對(duì)應(yīng)降低NOx排放量5%-7%。比較典型的做法是，通過(guò)熱交換器對(duì)增壓后的空氣進(jìn)行冷卻（通稱中冷器），降低進(jìn)氣溫度，增加進(jìn)入氣缸內(nèi)的空氣密度，加大發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率。發(fā)動(dòng)機(jī)需要增壓器在所有工況提供足夠的空氣量來(lái)保證合適的空燃比，控制PM生成，大缸徑柴油機(jī)在第1、2階段使用普通增壓器基本可滿足要求，而小缸徑柴油機(jī)因?yàn)檗D(zhuǎn)速快，排放控制難度大，采用帶放氣閥的廢氣渦輪增壓器，大缸徑柴油機(jī)在第3階段也需要該技術(shù)。通過(guò)小渦殼技術(shù)增

22、加增壓比，保證低轉(zhuǎn)速時(shí)獲得足夠的進(jìn)氣量，而高轉(zhuǎn)速時(shí)通過(guò)打開(kāi)旁通閥放掉部分廢氣，以保證增壓器不超速。2）廢氣再循環(huán)EGR（ExhaustGasRecycle從排氣中引出一部分經(jīng)冷卻/或不冷卻，與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣混合重新進(jìn)入氣缸，利用廢氣中的大量惰性氣體參與燃燒來(lái)降低燃燒溫度，以減少NOx生成幾率。按照EGR廢氣取氣點(diǎn)分為三種型式：高壓EGR、低壓EGR和內(nèi)部EGR:高壓EGR系統(tǒng)是從渦輪增壓器上游端取氣后進(jìn)入進(jìn)氣歧管，特點(diǎn)是壓力高于排氣壓力，需要文特里管、進(jìn)氣節(jié)氣門、泵等硬件裝置，存在使得渦輪增壓器動(dòng)能降低的缺點(diǎn)；低壓EGR系統(tǒng)是從渦輪增壓器下游端取氣。但該系統(tǒng)一般不會(huì)在柴油機(jī)中應(yīng)用，因?yàn)樵鰤浩?、中?/p>

23、器等容易被排氣中顆粒物或其它成分污染。內(nèi)部EGR系統(tǒng)是通過(guò)控制氣門開(kāi)啟時(shí)間，或設(shè)計(jì)排氣門在一個(gè)工作循環(huán)中再打開(kāi)一次，引導(dǎo)相鄰氣缸的廢氣通過(guò)排氣歧管進(jìn)入氣缸。雖然EGR系統(tǒng)混合廢氣進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，使得進(jìn)氣溫度提升。但因?yàn)檫M(jìn)氣溫度升高而使得NOx增加的量低于因?yàn)槿紵^(guò)程混入廢氣而使得的NOx降低的量，所以在標(biāo)準(zhǔn)前期，由于NOx控制不難，EGR只是可選擇的一種技術(shù)變通或低成本技術(shù)方案，有部分生產(chǎn)企業(yè)選擇非冷卻EGR系統(tǒng)，或內(nèi)置EGR系統(tǒng)。因?yàn)镋GR系統(tǒng)在降低NOx的同時(shí)，會(huì)使得PM排放和燃料消耗量增加，必須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各工況點(diǎn)確定最佳的EGR率和空燃比，隨著第3階段標(biāo)準(zhǔn)要求加嚴(yán)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器對(duì)EGR系

24、統(tǒng)引出的廢氣進(jìn)行冷卻和通過(guò)電控系統(tǒng)精確控制EGR率成為各生產(chǎn)企業(yè)控制NOx的重要技術(shù)手段。3）噴油系統(tǒng)具有高噴射壓力、噴射規(guī)律經(jīng)電控柔性可調(diào)的電控噴油系統(tǒng)是先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的代表。國(guó)外發(fā)展階段是從機(jī)械泵、中間階段存在機(jī)械式電控預(yù)行程泵（在我國(guó)由于沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的更高級(jí)系統(tǒng)，是被列入國(guó)家高新產(chǎn)品支持內(nèi)容的，在汽車國(guó)III階段得到廣泛應(yīng)用）和最后階段的電控單體泵、共軌系統(tǒng)及泵噴嘴系統(tǒng)。機(jī)械式電控預(yù)行程泵除了使用、適用性較好，比較適合我國(guó)國(guó)情外，靈活控制性無(wú)法達(dá)到先進(jìn)噴油系統(tǒng)的高度。各排放階段供油系統(tǒng)壓力見(jiàn)下表3.2。表3.2各排放階段供油系統(tǒng)壓力標(biāo)準(zhǔn)階段泵端壓力MPa嘴端壓力第1階段80100第2

25、階段100120第3階段120-110110-160第4階段140-160160-1S0上海市大部分非道路移動(dòng)機(jī)械設(shè)備的排放水平均處于國(guó)I、國(guó)R之內(nèi)，尤其是建筑工程機(jī)械，由于設(shè)備價(jià)格昂貴，設(shè)備更新速度慢，排放水平低下。而農(nóng)林機(jī)械由于獲得國(guó)家農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼政策影響，設(shè)備更新較快，設(shè)備排放水平較好。非道路移動(dòng)機(jī)械設(shè)備滿足各排放階段采取的技術(shù)手段見(jiàn)下表3.2。表3.3各排放階段技術(shù)手段國(guó)I國(guó)n國(guó)出國(guó)IV優(yōu)化燃油供給優(yōu)化噴油系統(tǒng)優(yōu)化噴油系統(tǒng)優(yōu)化進(jìn)氣系統(tǒng)增壓中冷電控系統(tǒng)增壓中冷冷卻EGR電控系統(tǒng)后處理階段（EGR+DPF、燃燒優(yōu)化+SCR）3.4 運(yùn)行工況非道路移動(dòng)機(jī)械設(shè)備種類繁多，各個(gè)機(jī)型運(yùn)行工況復(fù)雜多樣。

26、課題組選取了工程機(jī)械類以及發(fā)電機(jī)類設(shè)備等作為典型樣機(jī)進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)典型樣機(jī)在實(shí)際工作過(guò)程中運(yùn)行工況的調(diào)研，各非道路移動(dòng)機(jī)械運(yùn)行工況見(jiàn)下表3.3所示。通過(guò)表可以看出，不同類型非道路移動(dòng)機(jī)械運(yùn)行工況是不一致的。表3.4非道路移動(dòng)機(jī)械運(yùn)行工況機(jī)型名稱怠速自由加速自由加載穩(wěn)定轉(zhuǎn)速挖掘機(jī)起重機(jī)推土機(jī)叉車發(fā)電機(jī)備注：表不適用表本不適用4 .國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究4.1 國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)針對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械不可見(jiàn)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)有：GB20891-2014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(cè)量方法（中國(guó)第三、四階段），該標(biāo)準(zhǔn)適用于非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)（含額定凈功率不超過(guò)37kW的船用柴油機(jī)）和在道路

27、上用于載人（貨）的車輛裝用的第二臺(tái)柴油機(jī)；GB26133-201O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(cè)量方法（中國(guó)第一、二階段），該標(biāo)準(zhǔn)適用于非道路移動(dòng)機(jī)械用凈功率不大于19kW點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。針對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械可見(jiàn)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)有北京地標(biāo)DB11/184-2013在用非道路柴油機(jī)械煙度排放限值及測(cè)量方法；深圳地標(biāo)SZJGXX-201X在用非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)排氣煙度排放限值及測(cè)量方法GB/T9487-2008柴油機(jī)自由加速排氣煙度的測(cè)量方法。4.2 國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)外可參考標(biāo)準(zhǔn)為77/537/EEC關(guān)于各成員國(guó)測(cè)量農(nóng)用或林用輪式拖拉機(jī)用柴油機(jī)污染物排放的法律，目前該標(biāo)準(zhǔn)已廢棄

28、。由于國(guó)外非道路移動(dòng)機(jī)械已實(shí)施第四階段排放標(biāo)準(zhǔn)，顆粒限值已非常低，因此針對(duì)非道路的煙度未有相關(guān)限值要求。5 .標(biāo)準(zhǔn)制定內(nèi)容5.1 測(cè)量方法課題組在針對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械工作實(shí)測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，非道路移動(dòng)機(jī)械煙度在啟動(dòng)的煙度是非常大的，因此本標(biāo)準(zhǔn)采用非道路移動(dòng)機(jī)械設(shè)備在啟動(dòng)煙度、自由加速煙度、自由加載煙度等三個(gè)工況以及林格曼煙度法作為非道路移動(dòng)機(jī)械排氣煙度的測(cè)量方法。啟動(dòng)煙度測(cè)量方法：發(fā)動(dòng)機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)（冷機(jī)或熱機(jī)均可），司機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)直至發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)定怠速，不透光煙度計(jì)開(kāi)啟測(cè)量時(shí)刻應(yīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前510秒開(kāi)始，直至非道路移動(dòng)機(jī)械設(shè)備發(fā)動(dòng)機(jī)到達(dá)穩(wěn)定怠速，測(cè)量煙度數(shù)值穩(wěn)定在±0.03m-1,測(cè)量

29、結(jié)束，也可通過(guò)有經(jīng)驗(yàn)具有相應(yīng)資質(zhì)的檢驗(yàn)人員或采用林格曼煙度計(jì)連續(xù)觀察或監(jiān)測(cè)非道路移動(dòng)機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)從停止至啟動(dòng)整個(gè)過(guò)程的林格曼煙度值。自由加速煙度：在進(jìn)行自由加速測(cè)量時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)直至發(fā)動(dòng)機(jī)到達(dá)穩(wěn)定怠速轉(zhuǎn)速后，將油門踏板快速、連續(xù)地完全踩到底（必須在1秒內(nèi)完成），使噴油泵在最短時(shí)間內(nèi)供給最大油量，并在該位置至少保持2秒以上。自由加速煙度過(guò)程至少進(jìn)行6次，以便吹凈排氣系統(tǒng)殘留顆粒物和雜質(zhì)，直到測(cè)量結(jié)果不再穩(wěn)定下降為止，計(jì)算結(jié)果取最后三次自由加速最大測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值。自由加載煙度：現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)人員根據(jù)受檢機(jī)械裝置的實(shí)際工作狀態(tài)確定加載方法，在機(jī)械裝置連續(xù)正常工作過(guò)程中（例如裝載機(jī)從鏟土到裝載完畢的全過(guò)

30、程），用不透光煙度計(jì)連續(xù)測(cè)量機(jī)械裝置連續(xù)工作3次全過(guò)程的排氣光吸收系數(shù)，最終讀取3次最大測(cè)量值的平均值作為計(jì)算結(jié)果。林格曼煙度法：具有相應(yīng)資質(zhì)的檢驗(yàn)人員或采用林格曼煙度計(jì)對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械啟動(dòng)煙度以及自由加載法（例如挖掘機(jī)從挖掘裝載至卸載的全過(guò)程）全過(guò)程的連續(xù)觀測(cè)或連續(xù)測(cè)量，確定林格曼煙度值。5.2 標(biāo)準(zhǔn)限值課題組依據(jù)選取典型樣機(jī)的測(cè)試數(shù)據(jù)，以及通過(guò)比對(duì)車用發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物（PM）限值與非道路移動(dòng)機(jī)械顆粒物限值，設(shè)置非道路移動(dòng)機(jī)械排放標(biāo)準(zhǔn)限值如下表5.1所小。經(jīng)培訓(xùn)認(rèn)可的排放監(jiān)管人員，可采用目測(cè)法測(cè)量或林格曼煙度計(jì)，非道路機(jī)械在任何狀態(tài)下均不應(yīng)有明顯的可見(jiàn)煙度，都不超過(guò)林格曼1級(jí)。表5.1非道路柴油

31、機(jī)械煙度限值類別限值啟動(dòng)煙度<35m-1（或2級(jí)）I類-1-1.6mII類1.0m-1注：具體規(guī)定如下：所有注冊(cè)登記或銷售的非道路柴油機(jī)械，需滿足啟動(dòng)煙度限值，限值為林格曼煙度。2015年10月1日以前注冊(cè)登記或銷售的非道路柴油機(jī)械，執(zhí)行I類限值。2015年10月1日（含）以后登記注冊(cè)或銷售的非道路柴油機(jī)械，執(zhí)行n類限值標(biāo)準(zhǔn)。5.3 結(jié)果判定根據(jù)各非道路用柴油機(jī)械的實(shí)際情況，可以選擇自由加速煙度和自由加載煙度兩種方法其中之一作為檢測(cè)，并加做啟動(dòng)煙度測(cè)量，如任一測(cè)量結(jié)果超過(guò)規(guī)定限值，均可判定該機(jī)械煙度排放檢驗(yàn)不合格。5.4 限值制定依據(jù)課題組對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，測(cè)試樣機(jī)共19臺(tái)，測(cè)試機(jī)型涵蓋挖掘機(jī)、起重機(jī)、叉車、壓路機(jī)、裝載機(jī)等。非道路移動(dòng)機(jī)械品牌有常州現(xiàn)代、長(zhǎng)沙中聯(lián)、鄭州宇通、林德中國(guó)、三一重工、日立建機(jī)、成都神鋼、合力叉車、龍工叉車、山東山工、廈工機(jī)械、福田雷沃、山東臨工等非道路移動(dòng)機(jī)械廠家。啟動(dòng)煙度最大測(cè)量數(shù)值為18.5m-1,最小為0.24m-1,根據(jù)上海市非道路移動(dòng)機(jī)械保有量調(diào)查，2008年前機(jī)型（擬淘汰機(jī)型）保有量占比約為32%,根據(jù)此比率設(shè)定啟動(dòng)煙度限值為3.5m-1,不合格率約為33%,與設(shè)定目標(biāo)比率保持一致，因此本標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)煙度設(shè)定3.5m-1符合技術(shù)要求。在設(shè)定自由加速煙度限值與自由加載煙度限值時(shí)，本標(biāo)