文/楊曉慈

非道路移動機械用柴油機的應用領(lǐng)域廣闊，是當前無法替代的移動機械領(lǐng)域的配套動力，在我國國民經(jīng)濟中占有重要地位。由于擁有巨大保有量，其造成的環(huán)境污染一直是國家重點關(guān)注的問題。國家一直在推進建立健全非道路機械、船舶、鐵路機車排放標準，積極跟蹤和參與機動車、非道路移動機械、燃油等技術(shù)標準的制訂，推進機動車排放標準與國際接軌勢在必行。

2016年底，歐盟最新非道路機械用內(nèi)燃機氣體和顆粒污染物排放相關(guān)的條例EU2016/1628發(fā)布，本文就EU2016/1628中非道路柴油機相關(guān)部分，與我國標準中的排放限值、有效壽命、劣化系數(shù)及基準油品等重點內(nèi)容進行分析比較。

一、EU2016/1628簡介

EU2016/1628于2016年9月簽署，2016年10月6日生效，于2017年1月施行。該條例主要用于已安裝或?qū)⒁惭b到非道路機械的發(fā)動機，按照發(fā)動機分類對其氣體污染物及顆粒物的排放限值進行了規(guī)定。

1. 發(fā)動機分類和排放限值

由于非道路移動機械包括各種類型內(nèi)燃機，所以在同一條例中規(guī)范如此寬泛的設備需要按照燃燒類型、功率（P）、運行概況（恒速或變速）進行分類。對比之前的歐盟排放指令97/68/EC，EU2016/1628增加了壓燃式內(nèi)燃機的功率段，擴大了點燃式發(fā)動機的功率段，并增加了雪地機車、全地形車、多用途越野車及發(fā)電機組用發(fā)動機。重新劃分的分類見表1。

表1 發(fā)動機分類

相較于97/68/EC， EU2016/1628對發(fā)動機分類進行了重新劃分，新增了幾個類別，對原有分類也進行了細化，所以EU2016/1628的排放限值劃分得非常細致。新條例中點燃式發(fā)動機的排放限值采用了限值要求更高的EPA標準，壓燃式發(fā)動機的排放限值增加了顆粒物數(shù)量和質(zhì)量的限值要求。

2. 測試循環(huán)、有效壽命和劣化系數(shù)

EU2016/1628在97/68/EC的基礎(chǔ)上，新增三個測試循環(huán)C2 & H & LSI-NRTC。三個測試循環(huán)都用于點燃式發(fā)動機試驗場合。由于發(fā)動機分類的細化，對于發(fā)動機有效壽命試驗的時間作出相應調(diào)整。由于壓燃式發(fā)動機排放限值增加了顆粒物數(shù)量要求，劣化系數(shù)要求也作出相應調(diào)整。

3. 過渡期限

EU2016/1628有一定的過渡期限，根據(jù)發(fā)動機不同類別，型式批準日期從今年起到2020年初，投放市場日期從2019年起到2021年初。

二、EU2016/1628非道路柴油機部分和GB 20891-2014差異分析

1. 排放限值差異

EU2016/1628中，非道路柴油機類別劃分主要是整機年產(chǎn)量少于100輛或用于移動吊車類（NRE），排放限值見表2。GB 20891-2014排放限值見表3。

表2 EU2016/1628 NRE類發(fā)動機排放限值（第五階段）

表3 GB 20891-2014排放限值

相較于表3所示GB 20891-2014的排放限值要求，EU2016/1628對功率段劃分略有不同。GB 20891-2014在56 kW～130 kW功率段細分了2個功率段，而EU2016/1628在小于37 kW功率段范圍里細分了3個功率段。

GB 20891-2014第三階段的排放限值明顯要比EU2016/1628的要求寬松，第四階段的排放限值則比較接近EU2016/1628的要求。GB 20891-2014第四階段的限值與EU2016/1628相比，CO限值在小于37 kW功率段要求略嚴格，其余功率段基本一致；HC限值在大于560 kW功率段略寬松，其余功率段基本一致；NOx限值除了在大于560 kW功率段保持一致以外，其余都明顯寬松于EU2016/1628；HC+NOx的限值在19 kW～37 kW功率段寬松于EU2016/1628，其余基本一致；顆粒物質(zhì)量限值要顯著寬松于EU2016/1628的要求，并且對顆粒物質(zhì)量沒有限值要求。

2. 有效壽命差異

有效壽命指的是發(fā)動機在規(guī)定的時間內(nèi)，各污染物排放結(jié)果要滿足標準限值的要求。不同功率段的發(fā)動機，其有效壽命也是不一樣的。標準要求至少選擇發(fā)動機有效壽命的25%來進行耐久性試驗。EU2016/1628中非道路柴油機類別劃分主要是NRE類，其有效壽命要求見表4。GB 20891-2014中有效壽命要求見表5。

表4 EU2016/1628 NRE類發(fā)動機有效壽命要求

表5 GB 20891-2014有效壽命要求

由表5可知，EU2016/1628的有效壽命要求大多保持一致。唯一例外的是EU2016/1628中的NRE-c-3類別發(fā)動機，有效壽命要求為3 000 h，而GB 20891-2014中則要求該功率段的恒速發(fā)動機的額定轉(zhuǎn)速以3 000 r/min為界限，3 000 r /min及以上的發(fā)動機有效壽命為3 000 h，小于3 000 r/min的發(fā)動機有效壽命為5 000 h。

3. 劣化系數(shù)差異

EU2016/1628對測定劣化系數(shù)（DF）有兩種方法。一種方法與我國標準一致，可采用發(fā)動機有效壽命的25%來進行耐久性試驗，并采用合適的回歸方程確定有效壽命期終點的排放值，以確定DF。另一種是EU2016/1628中直接給出固定的DF。企業(yè)可以直接采用分配的DF進行計算，來確定發(fā)動機有效壽命終期的排放值是否符合限值要求。

4. 基準油品差異

GB 20891-2014和EU2016/1628在基準柴油的技術(shù)要求上也存在一些差異，主要體現(xiàn)在十六烷值和多環(huán)芳香烴兩個項目。EU2016/1628對十六烷值和多環(huán)芳香烴的數(shù)值范圍要求更寬泛一些。另外，相較于我國標準，EU2016/1628在技術(shù)要求上多了4個項目，分別是總污染、潤滑性（60 ℃時HFRR磨痕直徑）、110 ℃氧化安定性以及脂肪酸甲酯。

三、結(jié) 語

新發(fā)布的EU2016/1628和GB 20891-2014相比，試驗方法上并沒有變化，兩者最主要的差異還是體現(xiàn)在排放限值和所采用的基準柴油上。歐盟開始實行更嚴格的排放限值，體現(xiàn)了國際上對非道路柴油機排放污染的重視，非道路柴油機的排放依舊是未來一段時間各國的關(guān)注重點。GB 20891-2014主要采標歐盟的條例，此次新條例的出臺勢必也會推進我國非道路柴油機標準的更新發(fā)展。

國家對非道路柴油機節(jié)能減排的要求和相應法規(guī)的出臺，促進了非道路柴油機整體水平的提高，為柴油機的可持續(xù)發(fā)展和提高國際競爭力打下了堅實的基礎(chǔ)。近幾年是非道路移動機械用柴油機更新?lián)Q代的關(guān)鍵時期，整個柴油機的領(lǐng)域?qū)M行重新洗牌，淘汰一些規(guī)模小、技術(shù)力量薄弱、排放差的企業(yè)。新技術(shù)、新工藝和新材料將會大量應用在非道路移動機械用柴油機行業(yè)，在一些農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)霈F(xiàn)以氣體為燃料等的新型動力，這也是國家能源清潔化和多樣化戰(zhàn)略的要求。提高自主開發(fā)能力和創(chuàng)新能力將是未來企業(yè)發(fā)展的重點。