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把脉土方机械冒黑烟现象
信息来源:厦门市产品质量监督检验院 发布时间:2019-11-13 13:15:24 点击数:
 专家简介
俞明欢,厦门市产品质量监督检验院[国家场(厂)内机动车辆质量监督检验中心]工程机械整机实验室工程师。研究方向:工程机械、机动车辆、非道路移动机械排放等检验检测;相关检测标准的研究和制修订、试验方法和仪器设备研究开发等。
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第一部分 行业概况

土方机械是指使用轮胎、履带或步履的自行式或拖式机械,具有工作装置和/或附属装置(作业机具),主要用于土壤、岩石或其他物料的挖掘、装载、运输、钻孔、摊铺、压实或挖沟作业。主要机种包括:推土机、装载机、挖掘机、自卸车、铲运机、平地机和压路机等。进入21世纪以来,我国经济高速发展,在社会固定资产投资规模不断扩大的驱动下,我国土方机械行业快速发展。目前,我国是土方机械生产制造大国,也是土方机械消费大国。

土方机械大多搭载非道路移动机械用柴油机,其排放对空气质量和环境的影响不容忽视,已成为大气污染物排放的重要来源。相比机动车污染控制的日益严格,对于保有量巨大的土方机械的监管稍显不足。近年来,我国非道路移动机械保有量和总功率快速增加,对大气环境污染的贡献日益凸显。非道路移动机械的NOxPM排放量已经接近机动车,冒黑烟现象十分普遍,是大气污染的重要来源,迫切需要加快遏制其大气污染物的排放。 

第二部分 标准解读

为深入贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》等法律法规,落实《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》和《国务院关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》等文件要求,防治非道路移动机械污染大气环境,保障生态环境安全和人体健康,生态环境部和国家市场监督管理总局于2018927联合发布了GB 36886-2018《非道路移动柴油机械排气烟度限值及测量方法》,并于2018121日起实施。

根据现行国家强制性标准GB 20891-2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》,201641日起所有制造、进口和销售的非道路移动机械应装用符合本标准第三阶段要求的柴油机。调查显示,在用的土方机械多搭载国Ⅰ或国Ⅱ排放阶段的柴油机,而新生产的土方机械多搭载国Ⅲ排放阶段的柴油机。针对市场上有搭载多种排放阶段柴油机的土方机械,标准GB 36886-2018《非道路移动柴油机械排气烟度限值及测量方法》也作出了不同的规定:GB 20891-2007第二及以前阶段排放标准的非道路柴油移动机械,执行表1中Ⅰ类限值;GB 20891-2007第三及以后阶段排放标准的非道路柴油移动机械,执行表1中Ⅱ类限值。

同时,标准GB 36886-2018规定了两种排气烟度的限值:光吸收系数和林格曼黑度级数。其中光吸收系数是通过不透光烟度计连续测量柴油机排气得到,该方法得到的结果较为准确可靠;林格曼黑度级数是通过观测比对排气烟度与林格曼烟气黑度图得到,该方法适用于现场突击检查,应用方便灵活。

目前,《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》关于第四阶段的排气污染物排放限值的实施时间、《非道路柴油移动机械污染物排放控制技术要求》标准的制修订工作已经开始征求意见。可以预见,将来对土方机械的污染物排放的要求会愈加严苛。

第三部分 原因分析

影响土方机械排气烟度的因素非常多,有:发动机选型不当、排气通道堵塞、燃烧不充分等。

土方机械在产品设计之初就要考虑发动机的选型,发动机的功率和扭矩输出曲线应与机器的实际使用状况相匹配,避免小马拉大车或者动力过剩情况的出现,这两种情况均会影响排气烟度的大小。

排气不通畅导致排气背压升高,尾气不能及时排干净,此时排气阻力加大,增加了排气功率损失并导致动力不足,进而开始冒黑烟。导致排气不畅的原因可能有:消声器内部零件脱落、损坏后移位并堵塞排气通道;排气通道内部太脏而堵塞排气通道。

燃烧不充分就会影响排气烟度。可能的原因有:喷油器的喷射质量严重恶化、活塞环与气缸壁磨损严重导致气体渗漏增多、空气滤清器脏污、供油开始时间过迟、气门传动机构严重磨损、气门开启的高度降低和时间推迟时间致使进气量减少和排气不干净。

第四部分 建议与措施

1、政府监管部门

一方面,建议加强对厦门辖区内生产土方机械企业的排气烟度生产一致性监督检查和排放检测标准等信息的宣贯。着重从发动机选型、排气系统设计等环节入手,确保从生产源头环节就符合国家排放标准。

另一方面,厦门区域内的在用土方机械由于不良维护保养、使用劣质燃油等原因,冒黑烟现象屡见不鲜,已成为厦门区域大气污染物排放的一大重要来源。建议加强对二手土方机械交易、销售燃油及维护保养材料等环节的监管,在市场流通环节排除可能出现的环境污染因素。

2、生产企业

生产符合国家排放标准的产品是企业履行社会责任的基本体现。要改善土方机械的排气烟度,生产企业在发动机选型时就应优先选用稳定可靠的发动机环保技术,例如:EGR系统、增压器、高压喷油泵、颗粒捕集器等先进技术。

3、消费者

消费者在购置新土方机械和二手土方机械时,首先注意的是土方机械应符合国家强制性标准GB 20891-2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》,即选购搭载第三阶段或更高要求柴油机的土方机械。在后期维护保养时,还要注意以下几个方面:保持空气滤清器的清洁干净;供油系统应能保证供给充足干净和足够压力的燃油;检查气缸密封性,保证气缸有足够的压缩压力;加足冷却水、清洗冷却系统以保证发动机工作温度正常。

 

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