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小型通用汽油机发展概况及相应排放法规

发布时间:2013-01-21

 

201131日国标 GB26133-2010《非道路移动机械用小型点燃式发动机排气污染物排放限值与测量方法》实施以来,国内外企业相继进行了国标认证申报,自国标实施以来截至2012.12.26环保部公布的发布稿认证证书统计。国内已有48家企业768种机型通过国I阶段认证,17家企业123种机型通过国II阶段认证。

 

非道路机械通常指拖拉机、工程机械、农业机械、发电机组、林业机械、园艺机械、娱乐机械、通用式内燃机组等以往复内燃机为动力的机械。非道路机械用内燃机有柴油机和汽油机两大类,我国是小型内燃机生产的主要基地。如图142001年我国的小型汽油机的产量约为40~60万台,2005年逐步达到600万台,到2010年底,猛增至2000万台。目前,我国生产的小型汽油机以出口为主,2010年的出口份额达80%左右。早期的产品主要销往东南亚,现在很大一部门产品销往美国、欧洲等地,产品附加值较高。

 

 

 

近年来,国内外在技术、管理等方面采取了一系列措施之后,初步遏制了机动车排放迅速增长的势头,随着机动车污染物排放降低,非道路机械的污染物排放逐渐显得突出。美国和欧盟研究结果表明:随着道路车辆排放控制的成效日益显著,原本居于次要位置且较少受到关注的非道路污染源变为主要污染,如在美国家庭用园艺机械、小型发电机组广泛使用。(美国环保署统计,2003年道路车辆与非道路机械总排放量中,约21%CO16%HC排放(汽油机的排放污染物主要为这两种)来自小型汽油机,所以,美国环保署(EPA)率先制定了非道路机械(NRMN)用内燃机排放法规限值,目前实施的是第二阶段的排放限值,2011年起将实行第三阶段,欧盟则紧随其后,目前实施的是类似EPAII阶段的排放限值。因此,我国生产的小型内燃机要销往欧美,就必须取得EPA或者欧洲的相关认证,这也成为我们产品进入欧美市场的主要技术壁垒。

国内外通用小型汽油机得基本结构:功率在10kW以下的采用单缸风冷、顶置气门布置,少量采用侧置气门,99%以上采用化油器供油;较大功率的小型汽油机采用两缸或多缸。目前,国外试验样机通过机内净化,不加任何后处理即能达到EPAIII阶段的标准,但批量产品要达到美国EPA第三阶段排放法规限值,目前,除必要的机内净化外,还需联合采用机外净化。如美国主要采用三效催化剂,利用催化反应加速排气中各成分之间可能进行的化学反应,使其接近平衡组成,显著减小污染物的排放。这种方案的优点在于,小型汽油机混合气多偏浓造成催化器内燃烧氧含量偏低,从而不易造成消声器过热,安全要求易达到;缺点是催化剂用量多,成本过高。另外,还可采用氧化催化剂加二次补气的方案,氧化催化剂的使用不像三效催化剂那样严格,也不需使用最昂贵的Rh金属,剂量也可大大减少,但缺点是补气后氧含量大增,HC与氧燃烧产生大量的热造成消声器过热,安全性能难以达标。鉴于上述状况,国内已在研究单靠机内净化(改进机内净化手段),加上二次补气的方案,目前以取得成功,并获得了国家专利。