农业机械排放研究现状及展望

2020-12-28胡金义

时代农机 2020年5期

胡金义，尹靖

（河南科技职业大学汽车工程学院，河南周口46000）

1 引言

近几年，大气重度污染现象频发，严重影响居民出行及身体健康，也给国民经济造成了严重损失，在非道路移动机械产生污染物中农业机械排放占有一半以上的比例，而农业机械主要是农用拖拉机，我国是农业大国，农用拖拉机基数较大，而且农用拖拉机分布广泛，作业工况环境复杂，农用拖拉机实际工况下的研究较少，排放控制难度较大，随着农业现代化水平的提高及公众环境意识的提升，对农用拖拉机排放的要求会更高。

2 国内相关研究现状

2.1 农业机械排放贡献率的相关研究

通过排放清单可以清晰看出农业机械各污染物贡献率的多少，许多国内学者利用基于燃油消耗的因子建立一种模型计算出非道路移动源排放清单[1-6]，发现农机排放物贡献率较大，农机污染治理空间较大，但是对于国内建立清单的现状胡乃涛等人[7]提出了存在的问题：建立排放清单模型单一，不具有普及性，适应性较差，对非道路农用柴油机的排放研究较少，国内相关标准的制定落后与欧洲及美国，生产企业对于先进的减排技术的应用与开发较少，阻碍了未来排放技术在我国的研究与发展。

2.2 农用拖拉机排放特性相关研究

付明亮等人[8-10]利用PEMS，在怠速、行驶、耕作三种工况下对农用拖拉机、联合收割机等农业机械进行排放测试研究，研究实际作业模式下，基于时间、基于燃油、基于里程等分析CO、HC、NOx 等排放因子的排放特性。

2.3 减少农用柴油机排放，提高排放性能的优化与探索

关于技术路线方面，谭丕强等人[11]对现在农业机械柴油机排放现状进行总结，目前关于农业机械采用的减排路线主要是油品升级、机内净化技术、机外减排技术等，范京龙[12]通过对目前国内农用柴油机械的现状，总结出了电控化、高压化、直喷化三种技术路线，加快燃油标准的制定，油料的升级，老旧农机回收等制度的配合也是重中之重。关于催化剂使用方面，相关学者也做了相关研究。关于技术升级方面，有学者通过优化增压技术，改变燃油供给系统及各方面优化配合来减少污染物排放。

3 农业机械排放研究存在的不足

（1）研究对象的缺失：关于非道路柴油机排放特性的研究面狭窄，研究主要局限于燃料的供给改善，机内外净化路线来优化排放性能；通过一定的模型建立排放清单分析非道路各类机械污染物贡献率或者从生命周期的角度分析农用机械的排放影响；通过改变发动机转速负荷等因素建立与排放特性的关系等，很少针对农用旋耕机，农用运输车等农用机械做实况下的排放研究，这无疑会阻碍下一阶段非道路排放法规的制定。

（2）海拔高度对排放影响的研究缺失：尤其海拔高度对农用机械排放的影响相关方面的研究少之又少，我国海拔高度在1000m 以上的地区占国土面积的58%以上，海拔高度在2000m 以上的地区占国土面积的33%以上，且高原大气压力低、空气密度小、温度低、紫外线强、昼夜温差大、风沙大等特点影响着柴油机的排放等性能，对柴油机影响显著，其中大气压力的变化是影响柴油机排放性能的主要因素，大气压力的降低导致在进入气缸空气容积不变的情况下质量减小，燃料不完全燃烧，导致尾气排放物增加，为解决高原环境给柴油机带来的动力影响采用的涡轮增压技术，提升了柴油机进气温度，热负荷上升，NOx排放增加，至今关于高原环境非道路移动源的排放限值及测量方法没有出台。

（3）柴油替代燃料的瓶颈：生物柴油的研究是减少燃油车排放有一措施，但是生物柴油的原料来源存在不可再生问题，而且生物柴油存在普及难度较大，生产技术成小作坊化的模式，而且生物柴油也是碳燃料，随之产生的温室气体也成为众矢之的，全球温度上升会带来全方面的危机，全球气候行动进展报告《排放差距报告2019》显示全球温度上升2℃比上升1.5℃所带来的环境影响：海平面上升100cm，几乎所有的珊瑚礁灭绝，农作物和植物受影响面积达到100%，北冰洋每十年将会出现一次无冰现象，受灾居民会大幅度上升。

（4）农机报废更新速度较低：由于我国家庭承包制的农业发展模式，农机保有量位居世界前列，保有基数庞大，报废更新力度较低，云南省农业农村厅和云南省财政厅于2019 年9 月11 日联合印发《云南省2019 年农机报废更新补贴试点工作实施方案》，截止2019 年10 月23 日，共收到农机报废更新补贴申请33 份，完成初审15 份，实施报废更新补贴2 台，可见报废更新速度缓慢。

（5）后处理排放装置试用范围有限：由中国统计年鉴2018 可见，我国近几年大、中、小拖拉机保有量保持不变，报废车辆数目有限，由此看出我国农用拖拉机产销量很低，而我国关于农用拖拉机减排技术的研究局限应用于新生产车辆，新生产车辆数目相对于我国农机保有量来说微乎甚微，所以研究并没有达到实际减排效果。