非道路移动机械用柴油机国四排放升级结构改进策略研究
柴油机排放性能优化措施探究
柴油机排放性能优化措施探究随着世界范围对地球环境的日益重视，柴油机的排放污染问题成为技术攻关的一个重要课题。
如何通过技术手段和先进的生产工艺等措施降低柴油机排污染？针对此问题，以非道路柴油机为例，提出改善柴油机排放性能，减少排放污染的主要措施。
标签：柴油机；排放；性能；优化1 前言随着世界范围对地球环境的日益重视，柴油机的排放污染问题成为技术攻关的一个重要课题。
众所周知柴油机具有良好的效率优势，但其所造成的排放污染远比汽油发动机高，其排放的成份也更为复杂，因此，对人体健康影响也更为严重。
在柴油机的排放污染中，主要成分有：氮氧化物（NOX）、颗粒物（PM）、硫氧化物（SOX）、一氧化碳（CO）等，其中有的污染成份存在一定的关联性，当通过技术手段降低一种排放物含量时，另一种排放物含量会必然增加，这就给技术解决柴油机的排放增加了很大的难度，怎样通过对柴油机的排放性能优化，使得柴油机运行更加经济、稳定、低排放运行，本文主要针对非公路柴油机排放性能做进一步的探讨。
2 排放性能优化的主要措施为优化非道路柴油机的工作效率，针对非道路柴油机排放物以氮氧化物（NOX）、颗粒物（PM）为主，因此对柴油机排放性能主要采取的优化措施有机内优化和机外优化，以达到节能减排之目的。
2.1 机内优化2.1.1 科学选择燃烧方式NOX是在燃烧产生的高温环境下，由空气中的O2和N2的化合作用产生的，与所用的碳氢燃料（不含N和O）组成无关。
影响NOX生成率的主要因素有：（1）温度—NOX生成与温度之间呈指数关系。
当温度低于1800K后，即达到NOX的冻结温度。
（2）当量比Φ—Φ<1.0，则造成富O2环境，有利于NOX的生成。
（3）高温区停留时间—例如汽油机的ε较小，燃烧产物在膨胀冲程中停留时间较长，生成的NOX就比柴油机（ε大）多。
对于NOX最主要的是降低燃烧温度，其技术措施有：中间冷却、推迟燃烧、合理设计喷油率曲线、废气再循环等；对于PM：PM——是由碳粒，可溶性有机成分和硫酸盐共同组成的。
非道路移动柴油机械排放法规现状与发展趋势
非道路移动柴油机械排放法规现状与发展趋势发布时间：2022-07-24T03:42:32.710Z 来源：《中国建设信息化》2022年6期作者：骆达伟陈黎峰[导读] 中国非道路交通排放标准某些移动机械设备起步较晚，从2007年第一和第二阶段排放标准到2014年第三和第四阶段排放标准，在技术内容、管理方法等方面与欧美标准体系相似骆达伟陈黎峰浙江省特种设备科学研究院，浙江杭州 310000摘要：中国非道路交通排放标准某些移动机械设备起步较晚，从2007年第一和第二阶段排放标准到2014年第三和第四阶段排放标准，在技术内容、管理方法等方面与欧美标准体系相似。
控制对象仅是未安装在特定移动机器和设备中的马达。
3级越野排放标准出台以来，有关环保部门逐步认识到，如果只对发动机采取严格控制措施，而不在移动越野机械实际运行期间的污染物排放水平上，实施效果将大大降低。
中国《空气污染防治法》于2016年1月1日生效，其中第四章第三节涉及"预防和减少机动车、船舶和移动机械的污染"，包括《预防和减少现场空气污染条例》。
它遍历生产、进口、销售、使用和报废等所有环节，并界定与每个环节相关联的责任主体，如生产企业、车辆、船舶或机械的所有者、检验设施和维护。
在此基础上，地方工程研究仅供参考。
关键词：非道路移动机械排放法规；发展；方法引言现在是互联网时代，经过四个阶段，肯定是通过互联网手段控制排放。
不在道路上移动的整个机械的排放，不应按照那些规定单独进行相应的实验。
以前有一个非本地移动机械发动机的标准，但仍在要求额外的标准。
除了采购符合国家标准的发动机外，发动机安装在其上后，还按照国家规定单独进行整体实验，将发动机安装到机器中，按照新的测试模式循环进行测试，达标之后，机械才是达标状态。
1我国排放法规发展趋势从环境保护的角度来看，近5年来，我国重点建设绿色低碳发展结构，深化大气污染治理工作，大气污染治理和大气污染物减排工作取得了相当大的成效，目前大气污染物排放总量基本达到2000年水平。
非道路机械排放减少措施
非道路机械排放减少措施
非道路机械是指除公路机动车、船舶、飞机以外的移动机械。
非道路机械排放对环境产生了不可忽视的影响，严重威胁人类健康和生态环境。
为减少非道路机械排放对环境的影响，需要采取以下措施：
1. 开发低污染燃料
非道路机械使用的柴油等燃料含硫量高，燃烧后会产生大量的PM2.5等排放物。
因此，需要研发低硫、低芳烃的清洁燃料来减少非道路机械的污染排放。
2. 确保机械维修保养
非道路机械长期使用会出现故障、磨损等情况，如果不及时处理，会极大地增加其排放量。
因此，需要加强对非道路机械的维修保养，确保其顺畅运转，减少排放。
3. 推广清洁能源
清洁能源可以有效地减少非道路机械的排放，对于非道路机械可以采用天然气、液化石油气、电力等清洁能源代替传统柴油或汽油等燃料，以达到减排的效果。
4. 加强监管
加强对非道路机械的监管力度，严格控制其排放标准，加强对非道路机械的排放监测和管理，实行排放许可制度，对于达不到排放标准的非道路机械，要严格限制或予以淘汰。
通过以上措施的实施可以有效地减少非道路机械排放对环境的影响，促进环保事业的发展，提高人民群众的生活质量。
非道路移动机械排放法规及实施对策分析
非道路移动机械排放法规及实施对策分析摘要：由于作业条件差、工作环境恶劣等因素影响，非道路移动机械中柴油机的使用范围非常广，然而当前还没有降低排放的、比较成熟的技术，其尾气排放量非常大，对环境的污染非常严重。
随着近年来人们对环境问题关注度的提升，非道路移动机械的排放问题开始引起了人们的重视。
在这种背景下，本文着重就其法规及落实的有关问题进行分析。
关键词：非道路移动机械；污染物；排放；法规；实施伴随经济与社会的不断发展，人们对环境保护的认识不断加深，因此有关环境污染治理问题的研究也更为深入。
在治理环境污染的时候，最常见的方式和手段就是对机动车辆污染物实施严格控制，但并未认识到需要控制非道路移动机械的污染物排放。
有关研究显示，一台此类机械排放出的尾气与50～86辆标准排放汽车几乎等同。
可见污染的主要来源不仅包含机动车辆污染物，此类飞道路移动机械的排放量也非常大，同样是污染的重要来源之一，因此，有必要对此类机械的污染进行严格治理。
一、对非道路移动机械的概述非道路移动机械是指那些不能够在道路上驱动、运行，同时可以发挥出两方面功能。
由于此类机械无法实现自驱动，但可以从两处地点移动。
这种机械设备最典型的是工农业领域中的机械设备，其中用于工业领域的机械设备主要有压路机、推土机、挖掘机等，用于农业生产中的机械设备主要为拖拉机、收割机等。
不仅工农业领域中用到的机械设备属于此类机械设备，同时林业、牧业等设备，机场地勤设备等，均处于此类机械设备。
因此，此类机械的范围非常广，并且不同设备类型的污染特点不同，可见此类机械设备的污染治理工作也极为复杂。
二、非道路国四排放法规的新要求与实施伴随工程项目规模的扩大，此类机械设备的应用范围进一步拓宽，压路机、推土机等设备开始在施工领域中广泛应用，这些设备不仅会排放出大量尾气，同时还容易引发多种类型的污染，严重影响周边居民的工作与生活。
所以，应该加强对此类设备污染的治理。
针对此类机械设备污染的治理，国家环保部门专门提出了排气烟度限值以及测量方法，对此类机械的应用，进一步提升了排气烟度的标准。
放眼未来：非道路移动机械设备的尾气排放控制措施
放眼未来：非道路移动机械设备的尾气排放控制措施我国整个非道路移动机械行业排放水平相对比较落后。
针对排气烟度不合格的非道路移动机械，应当鼓励采用合适的技术改造方案治理，万不可技术方案未经验证之前就一拥而上，导致社会资源浪费，挫伤企业的改造积极性和增大企业负担。
近年来非道路车辆和机械发展迅速，污染物排放已呈快速上升之势。
随着我国第一个非道路源移动机械污染物排放国家标准的正式颁布执行，结束了非道路源移动机械无控排放的状态，为全国非道路移动机械污染防治提供了有力的管理手段，拉开了非道路移动机械污染防治的大幕。
不同地方标准分别采用启动烟度、自由加速和自由加载以及以无量纲林格曼黑度表示的林格曼烟度法等测量方法，不透光烟度（单位：m-1）作为计量单位，制定的检测方法各有差异。
我国于2015年10月1实施国Ⅲ排放标准。
非道路移动机械排放标准实施日期与欧美国家相比晚了将近8年，与我国车用发动机相应排放阶段标准实施也相对滞后了7年。
因此我国整个非道路移动机械行业排放水平相对比较落后。
针对排气烟度不合格的非道路移动机械，应当鼓励采用合适的技术改造方案治理，万不可技术方案未经验证之前就一拥而上，导致社会资源浪费，挫伤企业的改造积极性和增大企业负担。
由于非道路移动机械的价格相对较高，老旧产品的剩余价值也相对较高。
如果强行报废的话，企业的经济损失相对比较大，特别是当今经济持续下行的大环境下更加需要保护好企业利益。
通过对其排放水平进行治理要采用一种相对经济可行的排放治理措施，实现企业、地区、百姓的三方利益共赢的方案才是最佳的。
根据目前的技术水平和排放治理的目标，有以下三种治理措施：对喷油泵进行调整或更新；加装颗粒触媒/DPF/POC等后处理产品；更换同型号的燃气发动机或者满足国四及以上排放要求的柴油发动机。
采用对喷油泵进行调整或更新，产品的采购费用大约在2000元左右，费用较低但实际作用效果有限，由于旧发动机的调校代价远远大于采购产品的费用，且大部分旧发动机由于磨损程度不一无法得出满意的一致性和排放效果，得不偿失。
基于4缸柴油机的非道路国4排放技术研究
基于4缸柴油机的非道路国4排放技术研究随着我国经济的进步与社会的发展，对道路用柴油机的排放法规愈发严格，道路用柴油机的排放水平得到了很大的改善。
随着各类非道路移动机械在日常的生产生活活动中的大量应用，非道路用柴油机的污染问题也愈发得到重视，因此，本文通过对柴油机排放物中的气体与颗粒物生成机理进行分析，并提出相应的技术解决方案，以期为相关人员提供参考标签：非道路；柴油机；排放技术；研究引言随着全球温室效应的严重化，环保问题逐渐受到了社会各界的广泛关注，绿色可持续发展逐渐成为城市发展的主题。
在对城市进行建设时，需要各种机械设备的配合，如压路机、挖掘机等设备，在农业生产进行时，也需要相关拖拉机、收割机等机械化设备的配合。
随着近年来这些非道路用机械设备的广泛应用，其产生的尾气污染也迅速增长，就目前为止，我国对于这些非道路用机械的排放污染缺少相关的法律规定，导致其产生污染物的比重日益增加。
因此应及时对这些非录用柴油发动机的尾气排放进行控制，进而改善我国大气环境的质量。
1 研究背景随着我国城市化进程的不断推进，市政工程和农业生产对于机械数量的要求持续整长，我国非道路发动机产量迅猛增加。
据统计，当前我国非道路用发动机的年产量已经超过三千万台，并且其用途广泛，没有相关替代产品。
这些非道路发动机的碳氢和氮氧化物排放量无比巨大，若按总产量的百分之十内销进行估算，执行非道路发动机排放二阶段限值后，这些发动机的碳氢和氮氧化物排放量将减少三千吨以上，减排效果非常显著。
我国当前对非道路发动机污染物的排放控制技术与道路发动机相比仍处于落后狀态，因此有着更高的减排潜力，随着相关部门对非道路发动机排放的日益重视，将会有愈来愈严格的排放法规以及新的排放控制技术应用于非道路发动机的排放控制工作中。
2 非道路用柴油机排放路线由于非道路柴油机的功率范围较广，结构形式较多，其用途也比较广泛，对于动力性能、安全性能以及成本要求相对较高，因此，出于对其经济性的考虑，无法使用车用柴油机的成熟排放控制技术，进而造成了严重的环境污染。
非道路机械用柴油机排放升级技术分析及展望
非道路机械用柴油机排放升级技术分析及展望发布时间：2021-06-21T02:30:34.699Z 来源：《防护工程》2021年5期作者：张重阳1 刘包锋2[导读] 近年来，车用柴油机技术突飞猛进，使柴油机变得更清洁、更高效，目前发动机污染排放水平已降低至原来的千分之一左右，柴油机的最高效率已逼近55%，可再生合成燃料取得进展。
更高等级的排放法规，促使柴油机采用更多现代技术，也对车辆冷却系统提出更高的要求。
随着非道路移动机械保有量的增加，其排放物对环境造成的污染日趋严重，世界各国纷纷制定更加严格的法规控制排放，我国针对非道路移动机械用柴油机的第四阶段排放法规实施指日可待。
张重阳1 刘包锋21.洛阳智能农业装备研究院有限公司河南省洛阳市 4710002.洛阳拖拉机研究所有限公司河南省洛阳市 471000摘要：近年来，车用柴油机技术突飞猛进，使柴油机变得更清洁、更高效，目前发动机污染排放水平已降低至原来的千分之一左右，柴油机的最高效率已逼近55%，可再生合成燃料取得进展。
更高等级的排放法规，促使柴油机采用更多现代技术，也对车辆冷却系统提出更高的要求。
随着非道路移动机械保有量的增加，其排放物对环境造成的污染日趋严重，世界各国纷纷制定更加严格的法规控制排放，我国针对非道路移动机械用柴油机的第四阶段排放法规实施指日可待。
工程机械行业同样面临着新一轮的技术升级和竞争，各企业都致力于发展新的技术，使排放满足法规的要求。
关键词：非道路机械；柴油机；排放技术；发展分析引言国内非道路移动机械用柴油机的第四阶段排放法规颁布与实施早已引起工程机械行业的广泛关注，促使行业开展新一轮的技术升级，相关新技术应用得以重视。
基于水冷中冷的双循环冷却系统的冷却散热技术是车辆共性关键技术，能够以最佳方式改善柴油机涡轮增压空气的高效供给，提高柴油机高效燃烧、清洁排放性能，也决定着车辆系统的动力性、节能性、可靠性及环保性。
基于水冷中冷的双循环冷却系统在一定程度上也代表着车辆冷却系统现代技术的发展。
非道路用柴油机排放现阶段及国四排放升级
非道路用柴油机排放现阶段及国四排放升级
马辉林
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2017(000)032
【摘要】文章介绍非道路用柴油机排放现状,结合非道路用柴油机的特点,分析非道路国四技术路线,供业内同仁以及关注非道路排放法规的有关人员参考.
【总页数】2页(P179-180)
【作者】马辉林
【作者单位】安徽全柴动力股份有限公司,安徽全椒239500
【正文语种】中文
【中图分类】TK42
【相关文献】
1.浅谈我国现阶段非道路移动机械用柴油机排放标准
2.非道路移动机械用柴油机国四排放升级结构改进策略研究
3.非道路用柴油机国四排放升级技术分析
4.非道路移动机械用柴油机国四排放升级结构改进策略研究
5.升级非道路国四排放对国内企业的影响
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表1GB20891-2014排放限值
1原机特征
该柴油机原机开发年代较早，主要结构特征：龙门式灰铸铁机体，斜插式机油泵，2气门整体式铸铁缸盖；非涨断式合金钢连杆，侧置凸轮轴，球铁曲轴；自然吸气和增压机型覆盖55-80马力拖拉机配套，最大爆发压力12MPa；机油耗0.35g/kW·h。
2国4机开发目标
以拖拉机和联合收割机为主要配套对象，功率和最大扭矩指标确定为两档，拟根据计算分析结果和初步试验结论确定最终SOP产品技术指标：
表2动力性开发目标
额定功率最大扭矩
却较好，未出现温度过高情况。
②各缸机体水套内冷却液流动组织情况差异较大，导致各缸缸套温度分布不均匀，额定工况下缸套最高温度为198.95℃，最大扭矩工况下为265.28℃。
最大扭矩工况下缸套温度偏高，建议优化冷却系统。
③缸套温度分布呈现四角较高的趋势，缸套缸间部分温度较高。
④各缸缸盖流量分布不均匀性明显，四缸流量最大，一缸流量最小，额定工况流量不均匀度为61.7%，最大扭矩工况为51.8%。
因此各缸缸盖火力面温差较大，额定工况火力面最高温度最大相差10℃（一缸最高，四缸最低），最大扭矩工况相差6℃，可以通过优化水套出入水口布置、上水孔位置和尺寸进行优化改善。
⑤缸盖排气道侧冷却液流量及流动情况明显高于进气道侧流量，符合对高热负荷的排气道加强冷却的需求。
4.2缸盖&机体疲劳分析：用Abaqus计算缸盖&机体应力场、高周疲劳安全系数及低周疲劳寿命。
均小于其材料抗拉极限（250MPa）。
图2机体高周疲劳安全系数最低点
4.2.2机体主轴承壁计算结果表明，只有第四主轴承壁最低安全系数为0.75，不满足可靠性要求，需要进行结构优化，见图3和图4。
设计优化后第四主轴承壁优化后最低安全系数达到1.28，已满足可靠性要求。
4.2.3气缸盖存在应力大于抗拉极限（250MPa）的位置见图5，在额定工况下，最大值为27
5.04MPa；缸盖高周疲劳安全系数最低值为1.095；缸盖低周疲劳寿命最低值为345
6.9。
最大扭矩工况下：应力最大值为294.57MPa；缸盖高周疲劳安全系数最低为0.934，不满足可靠性要求；缸盖低周疲劳寿命最低值为3088.7。
图5缸盖应力危险点
图1受热零部件热流固耦合计算流程
图3主轴承高周疲劳分析-第四主轴承壁(原结构)
图4主轴承高周疲劳分析-第四主轴承壁优化(优化后)
图6烟度试验结果
本项目产品主要用于农业机械，农业机械动力对可靠性和配件等方面要求较高，老产品结构成熟，维修方便，配件体系健全，用户欢迎在这种成熟产品上进行排放升级。
本项目原定最大功率目标为117kW，通过计算分析，综合考虑市场需求和技改投入，选择了103kW功率指标以避免大规模技改的策略，既有利于市场应用和售后服务，也有利于降低成本，特别是可以避免大规模技改带来的一系列问题。
参考文献:
[1]左正兴，廖日东，等.高强化柴油机结构仿真与分析[M].北京：北京理工大学出版社，2010.
[2]刘胜吉，赵宇超，王建.中国中小功率非道路柴油机低排放技术路线的探讨[J].内燃机工程，2017（06）.。