杨杰

　　●除汽车排放外，农机、工程机械、林业机械、发电机

　　组等大量非公路机动机械的排放状况令人忧虑。

　　●面对与发达国家排放法规标准的差距，我国应作何谋

　　略?

　　●非公路机动机械发动机排放法规将日趋严格，是否已

　　引起企业的足够重视?你们有所行动了吗?

　　编者按正当我国中拖生产形势转暖，产品在满足国内需

　　求的同时，还有批量销往国外，深受许多国家欢迎，并且得

　　到欧美农场主青睐的时候，却突然出现了这样一个问题：就

　　在今年我国20～30马力拖拉机出口美国时，美国环保署以不

　　符合美国环保法规为由，阻挡该产品进口，致使我国的一些

　　企业猝不及防。众多厂家顿起疑云，这是不是美国设置的贸

　　易障碍?美国环保署提出的理由能否立足?问题的症结在哪

　　里?为此，本周刊特邀请了上海内燃机研究所的专家杨杰先

　　生作了专题分析，并由此引发了我国非公路机动机械排放达

　　标的话题。

　　盘点现状

　　世界上，除公路行驶的汽车外，有相当一部分机动机械

　　如农业机械、工程机械、林业机械、园林机械、中小船舶、

　　发电机组、内燃机车等，国际上统称为非公路机动机械(N

　　o n-R o ad M o b ile M ach in-e ry简称N R-M

　　M)，其中使用内燃机作为动力的估计约占世界内燃机总量的

　　30%。由于这一类机械作业状况比较复杂，机器负荷起伏，

　　排放状况较差，同样也成为影响人类生存环境的主要污染

　　源。

　　从80年代开始，世界各国政府和联合国有关机构就十分

　　重视N R M M内燃机排放工作。国际标准化组织于1991年7月

　　在内燃机技术委员会(ISO/TC70)专门设立排放测量分技术

　　委员会(SC8)以负责制定非公路用内燃机排放标准。随着

　　ISO/TC70/SC8工作进展，ISO8178关于非公路用内燃机排

　　放测量的四个标准首先出台。

　　世界上很多国家都采用了国际标准，并制定了相应法

　　规，欧盟、日本、美国早在1996年就付诸实施了。我国是

　　(ISO/TC70)成员国，考虑到排放标准及法规制定时间长，

　　耗资巨大。我国也就等同采用了ISO8178中三个标准(对应我

　　国标准G B/T8190.1—1999，G B/T8190.2—1999，G

　　B/T8190.4—1999)，并参照欧洲排放法规限值，制定相应

　　法规(JB8891—1999)，从2000年1月1日开始实施。表1列

　　出了我国非公路用内燃机排放达标进度表。大体是起点较

　　低，循序渐进。由于法规规定限值目前对企业产品触动不

　　大，并未引起多数企业重视。可是一旦企业产品出口，特别

　　是出口到欧盟、日本、美国等发达国家，由于不同法规的要

　　求，争执便会出现。

　　按照国际惯例，进入该国产品必须符合所在国标准及法

　　规。我国即将加入W TO，必须遵循贸易的通常规则。我国对

　　进口的这一类产品也存在是否符合我国有关标准及排放法规

　　的问题。由于我国法规与日本、欧盟、美国法规相差较大，

　　不是在一个水平上，无法满足这些国家对环保法规的要求，

　　因此我国中拖出口受阻问题也就不难解释了。

　　实际上ISO8178采用十一工况(它由欧洲十三工况演化而

　　来)，对气体排放物、颗粒排放物测量以及稳态烟度测量方

　　法都是我国企业很熟悉的办法。由于N R M M所用发动机具有

　　非常宽广功率范围和结构形成，使用场合也不一样，因此以

　　十一工况为基础，针对不同用途发动机实际使用工况再加以

　　简化。(如拖拉机、工程机械、联合收割机按C 1循环八个工

　　况考核)

　　我国是发展中国家，非公路机械如拖拉机、农用机动三

　　轮车、联合收割机、中小型船舶、工程机械、收获机械、植

　　保机械、排灌机械等年产量达600多万辆(艘、台)，是汽车

　　产量的四倍。由于它们当中有些机械作业时间短、使用期限

　　长，相应的保有量就比较大;再加上管理、维护水平低，单

　　机排放量往往高出同排量汽车发动机好几倍，因此对这一类

　　机动机械排放控制已到了刻不容缓的地步。

　　如何应对

　　排放限值的制定，是和一个国家工业水平、技术水平相

　　适应的，也是一个国家发达程度的象征，不是一蹴而就的

　　事。虽然我国非公路用发动机排放指标还远低于车用发动机

　　排放指标，而我国车用发动机排放指标又落后于发达国家10

　　～15年左右，但我们除了知难而进、奋力直追之外，别无出

　　路。如果我们的产品不能与其他国家在同一起跑线上，我们

　　将永远受制于人，走出国门、进入较为发达国家的市场，只

　　能是天方夜谭。同时也改变不了我国农机、工程机械产品在

　　国际市场上“廉价商品”形象，只能进入尚无排放法规要

　　求、相对比较落后的国家。

　　按照我国N R M M柴油机排放限值，即使到2005年以后我

　　国第三阶段排放限值，也只接近于Eu ro 1限值。虽然这一限

　　值，相对发达国家差距仍很大，但就我国实际控制水平而

　　言，很多企业还有相当难度。据我们抽样分析，现有产品品

　　种三分之一以上不能满足我国2005年排放限值。对于柴油机

　　而言，主要是N O x和PM的排放，如果像欧洲或美国一样对颗

　　粒物排放也给予严格限制，不合格的程度就更高。

　　我国对于非公路用发动机排放标准贯彻实施已有一段时

　　日，1998年开始，我国在内燃机产品质量监督检测中把有关

　　排放及烟度指标作为强制性指标，即“一票否决”，达不到

　　指标便判为不合格产品，必须整改。按我国《质量法》规

　　定，不合格产品是不允许生产和销售的，从这一点不难看出

　　我国政府对治理发动机排放的决心。

　　为了解决非公路用内燃机排放污染问题，工程农机行

　　业、内燃机行业必须从标准制定、加强立法、重视开发、提

　　供优质零部件、建立基础实验室等几方面着手。

　　1.组织制定有关控制和降低非公路用内燃机排放标准

　　在国家技术监督局、国家环保总局领导下，根据我国实

　　际、借鉴国外经验，组织制定科学、全面、系统的控制和降

　　低非公路用内燃机标准。我国与很多国家一样，等同采用

　　ISO8178的几项标准的制定适合我国国情的限值法规，该项工

　　作已于1999年3月完成全部转化及报批工作，并于同年9月批

　　准。今年将根据工作进展逐步完善，形成我国非公路用内燃

　　机全面、系统的标准化和法规体系。

　　2.加强控制和降低非公路用内燃机排放标准立法工作

　　加强立法和严格执法是控制和降低非公路用内燃机排放

　　的有效措施，合理的制定其排放限值，使其既不迁就落后，

　　又要考虑与世界水平相接近，并且要制定现行和未来的排放

　　法规以及具体达标时间表，推动标准及法规的贯彻实施，通

　　过强化产品质量监督检测，强制推行法规实施。

　　3.做好技术开发工作

　　总体上来看，国际上对非公路用内燃机，相对车用发动

　　机而言，要求要低一些，但随着法规日益严格，只是时间上

　　的差距，如欧盟公路与非公路内燃机排放指标时间跨度上相

　　差八年左右。但这不能简单认为N R-M M发动机就是比车用

　　发动机水平低。实际上世界上为N R M M配套的发动机如卡特

　　比勒、康明斯、约翰·迪尔、柏金斯等公司产品都具有世界

　　柴油机发展前沿水平。

　　降低汽油机和柴油机排放，主要技术基本上与车用发动

　　机要求是一致的，即对汽油机而言采用电子控制技术、汽油

　　喷射、高能点火，采用稀薄燃烧;结构上采用多气门，可变

　　进气流截面及可变配气定时系统，废气再循环等。对于小汽

　　油机采用点火提前自动控制，分开式定量润滑及干式曲轴

　　箱。柴油机采用电控技术，新型喷油系统(如泵喷嘴、高压

　　共轨系统)，低惯量小压力室喷油器，提高喷射压力和喷射

　　速率，广泛采用增压及增压中冷，结构上采用多气门可变几

　　何截面涡轮增压器等。对于要求更高的非公路机动机械甚至

　　可以采用排气后处理，或单一燃料气体发动机以满足超低排

　　放要求(如坑道、仓储、船舱用N R M M)。一般情况下，对

　　于现在大量生产的发动机在不采用排气后处理的情况下依靠

　　机内本身性能优化，严格控制发动机质量，辅以必要措施也

　　完全可以达到我国现有的排放法规。但是随着法规不断严

　　格，以后用于汽车上的很多技术也会移植到非公路用内燃机

　　产品上。目前在开发产品时，行业中一些主导企业已注意到

　　这一主流发展趋势，开发的产品已经接近或达到欧Ⅱ法规，

　　如上柴D114、玉柴6112、重发6N T5.9、潍柴W D615等产

　　品，为扩大工程机械出口作出贡献。如果说过去这一类产品

　　比较偏重于节能方面，今后对于非公路用内燃机产品“节省

　　能量、降低排放、高可靠性”将是产品研究开发的主旋律。

　　4.提高发动机测试水平

　　新标准和排放限值法规要求生产企业必须具备一定试验

　　条件，虽然它要求用台架试验的条件比车用发动机要求低得

　　多，但仍须具备按循环工况要求的试验台架;排放物要用专

　　用取样系统收集起来，用先进的分析仪器测定其数量。这就

　　需要配备发动机试验台架及排放分析仪，如果要进一步发展

　　还必须具有颗粒物测量仪。配备一套完整的排放分析装置投

　　入也很大，不是一般小企业所能承受的，所以贯彻执行非公

　　路用内燃机排放标准及限值法规，也必须依靠技术进步和先

　　进的测试装备的支撑。

　　关注趋势

　　据专家分析，随着对汽车和卡车废气排放控制的日益严

　　格，问题的重心将有所转移，N R M M也将要成为影响空气质

　　量的一个大问题。我们对环保法规的日益严格及客户的共同

　　要求，也必将推进N R M M制造商采用绿色发动机。

　　随着全球人们对环境的关注，发动机排放法规肯定是越

　　来越严格，很多专家早就断言，“如果发动机排放问题不解

　　决，必将受到限制使用。”好在现在的内燃机技术发展不仅

　　跨越了欧Ⅰ、欧Ⅱ、甚至向欧Ⅲ、欧Ⅳ迈进，超低排放，零

　　排放的发动机也在研制开发之中。内燃机在一定程度上，已

　　不是过去那种“传统机械产品”形象，而成为机、电、仪一

　　体高新技术产品。因此严格排放法规的认真执行，必将引起

　　我国工程、农机领域一大批企业动荡、分化改组，所以有远

　　见的企业家应看到这一发展势头，加快企业的技术改造，不

　　断提高产品水平，迎接新世纪的挑战。

　　我 国非 公 路用 柴 油机 排 放限 值

　　表1 2000 1 1日起执行序号

　　实施日期 比排放量(g/kW.h

　　CO HC NOx PT 1 2000.1.1

　　12.3 2.6 15.8 / 2 2002.

　　1.1 8.4 2.1 10.8 / 3

　　待定 4.9 1.2 9.0 0.7 日本非公路

　　机动机械(N RM M )排放限值实施 日期 功率(kW)

　　60 排放〔g/(kW.h〕

　　NO X CO HC

　　7.5～15 13 6 2.5 1996～

　　1998 15 ～30 11 6 2.0

　　30～260 9.5 6 1.5 欧洲联盟

　　非公路机动机械排放限值实施 日期 功率(kW) 比

　　排 放量〔g/(kW.h〕

　　NO X CO HC PM

　　第 一阶段 1998.6.30 130 ～

　　560 9.2 5.0 1.3 0.54 1998.6.30

　　75～130 9.2 5.0 1.3 0.70

　　1998.6.30 37～75 9.2 6.5 1.3

　　0.85

　　第 二阶段 1999.12.31 13 ～

　　37 8.0 5.5 1.5 0.80 2000.12.

　　31 130 ～560 6.0 3.5 1.0 0.

　　20 2001.12.31 75 ～130 6.0 5.0 1.0

　　0.30

　　2002.12.31 37 ～75 7.0 5.0 1.3

　　0.40 美国非公路机动机械排放限值实施日期 功率(kW)

　　比排放 量〔g/(kW.h〕

　　NOX CO HC PM 1996.1.1 130 ～

　　560 1997.1.1

　　75～130 1998.

　　1.1 37 ～75 9.2 11.4 1.3 0.

　　54

　　2000.1.1 560 以上

　　美国未来计划法规实施日期 功率(kW)

　　比排放量 〔g/(kW.h〕

　　NM HC +NO X CO PM

　　第 一阶段 1999.1.1 19～

　　37 5.5

　　8 ～9 9.4 6.6 0.8 2000.1.

　　1

　　8以下 10.5 8 1.0

　　第 二阶段 2006.1.1 560 以

　　上 2002.1.1

　　450 ～560 6.4 2001.1.

　　1 225 ～450 3.5 0.2

　　2003.1.1 130 ～225 6.6

　　75～130 5.0 0.30 2004.1.

　　1 37～75 0.40

　　19～37 5.5 0.59

　　8～19 7.5 6.6 2005.1.

　　1 8以下 8.0 0.80

　　第 三阶段

　　450～560 2006.

　　1.1 225 ～450 3.5

　　130～225 4.0 尚未 确定

　　2007.1.1 75 ～130

　　5.0 2008.1.1 37～75 4.7