柴油机尾气排放工程机械论文

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1国内外工程机械柴油机尾气排放的影响现状

国内专家目前从减少环境污染（环境保护）的宏观层面考虑，认为柴油机尾气排放最主要的危害是有助于形成光化学烟雾、灰霾等。与国内对工程机械柴油机尾气排放的研究纠结于环境派生污染的宏观层面不同，设在法国里昂的世界卫生组织（WTO）下属的国际癌症研究机构（InternationalAgencyforResearchonCancer，简称IARC）在2012年的六月份重新评估了柴油发动机尾气排放，已经把对柴油机尾气排放的研究上升到了对人的健康直接影响的微观层面（劳动保护的角度），其已把柴油发动机的尾气排放归入使人类致癌的1类致癌物，与石棉、砒霜和芥子气的致命性处于同一级别，具有高度致癌性。IARC将柴油发动机的尾气排放的致癌级别由1988年的2A级别（可能致癌）提升至目前的级别1（致癌）。IARC的专家敦促人们尽量减少接触柴油发动机的尾气排放，他们表示：（调整柴油发动机的尾气排放的致癌级别的）决定是基于最新的“有说服力的”科学证据。IARC在一份声明中称“（独立专家）工作组发现，柴油发动机的尾气排放是导致肺癌的原因之一，亦会增加患膀胱癌的风险。”有关结论在国外专家针对矿工、铁路工人、卡车司机等高风险人群进行的专项调查中得到了验证。

2工程机械柴油机尾气排放的对策

尽管存在争议，在瑞士和瑞典已经有针对所谓的“移动式非公路柴油发动机车辆（如：工程机械）”安装柴油机微粒捕集器的责任与义务。美国的EPATier4Final排放标准和欧盟的非道路用机动设备第四阶段(IV阶段)排放标准也对工程机械柴油机尾气排放提出了更高的要求，将在全球范围使得“工程机械采用柴油机微粒捕集器技术”成为一种所谓的趋势，但目前所谓的柴油机微粒捕集器并非是完美无缺的技术，也即：目前的柴油机尾气净化装置技术并非万能。德国的许多工程机械使用企业认为：从柴油机微粒捕集器的再生、维护保养和其在一些场合导致柴油机油耗增加的角度来讲，其使用成本很高；出厂后再进一步加装柴油机微粒捕集器的工程机械的使用成本更高，例如对于使用了很多年的工程机械，光是加装柴油机微粒捕集器的相关费用就可能达到其工程机械剩余价值的50%，甚至更高；欧洲建筑施工企业认为：如果通过法规的形式强制“包括工程机械在内的非道路用机械”的柴油机使用微粒捕集器会大大增加企业的施工成本，甚至会威胁到建筑施工企业的生存，特别是给那些中小企业带来巨大的风险；而且已有包括德国在内的欧洲学者通过测试发现新研发的柴油发动机反而比前几代柴油发动机排出了更多更细小的颗粒物，而这些更细小的颗粒物的大部分几乎能无阻碍地通过许多微粒捕集器；马克斯普朗克协会在柏林的弗里茨哈伯研究所及在罗马的神经生物学和分子医学研究所在分子生物学领域的研究表明：这些更小的颗粒物的排放尽管符合欧盟非道路用机动设备第四阶段排放标准，但其与旧式柴油机排出的烟尘颗粒相比会杀死更多的人体免疫细胞，更确切地讲也即会杀死更多的人体巨噬细胞。这对于工程机械使用者和其周围的工地施工人员的健康来说更加不利，因为太细小的颗粒物吸入人体后很难再排出体外，其对于工程机械使用者和其周围的工地施工人员的免疫系统、呼吸系统及循环系统等的负面影响是长久持续的。柴油机烟尘微粒在微粒捕集器中的燃烧甚至可导致增加氮氧化物（NOx）的浓度，而且可以产生二次排放的出现，如产生极其危害健康的多环芳烃8。

因而，在将来不仅急需进一步改进包括柴油机微粒捕集器等在内的许多所谓现成的技术，而且减少工程机械柴油机尾气排放对人及周围环境的不良影响的对策也不应该仅仅局限于局部某种“单一”技术的开发，绝不能单单给工程机械柴油机装个尾气净化装置了事，应从一个“整体”的角度来通盘考虑，如：提高“工程机械整机的燃料使用效率，减少无用功”等就是间接降低工程机械柴油机尾气污染物的很好的途径之一。因为依笔者之见，工程机械柴油机尾气排放的问题已经不是单纯某一单个技术在未来的突破就能解决的，其需要跨学科的合作才能解决。这种跨学科的合作方式不仅仅需要各相关专业领域的专业人员之间的交流,还包括制定法规的决策人员和工程机械生产企业的研发技术人员、建筑业及在那里工作的人员、专业协会、研究所、高等院校及社会团体之间的交流，这不仅是一个旧技术改进和新技术开发的过程，而且还应该是一个社会过程。技术和施工组织及管理方面的减少工程机械柴油机尾气排放的措施，包括：如研制新一代工程机械柴油机零部件及总成技术（包括新一代催化反应器及新一代柴油机微粒捕集器）、怠速阶段的工程机械柴油发动机自动停机功能、恢复正常工况时工程机械柴油发动机自动启动功能、研制能量回收系统、研制新一代混合动力驱动的工程机械、研制新一代电驱动工程机械、通过使用节能液压零部件优化能源利用、通过优化工作装置优化能源利用、优化工程机械工作装置快速更换系统、使用节省燃料的液压油、通过人员培训优化工程机械的操作过程等等，其中的一些是和工程机械智能化有关的。工程机械在工地施工中无法避免怠速工况。欧洲一些发达国家的技术人员目前致力于开发工程机械柴油发动机自动停机功能，其可减少怠速时间，从而减少“无谓的燃料”消耗，间接降低工程机械柴油机尾气污染物的排放总量。展示了实现工程机械柴油发动机自动停机功能的主要元件之间的联系。取决于工程机械的类型（例如：装载机、液压挖掘机或者自卸车等）、工地现场组织和工作任务不同，各个工程机械负载周期是有区别的。基于Liebherr液压挖掘机有限责任公司及Zeppelin工程机械有限责任公司提供的资料和STRABAG股份公司的调查表明：目前液压挖掘机怠速工况约占其整个在建筑工地中的运行时间的百分之二十五至百分之三十五之间。欧洲国家专项调查表明：在建筑工地中，目前这类工程机械的平均怠速工况占其整个运行时间的百分之三十二。

怠速时间乘以怠速油耗再乘以国内建筑工地上大量的工程机械的数量，这其中的确蕴含着一个非常可观的节省燃料的潜力，故减少怠速时间从这个角度讲是一个很有价值的方法来间接减少工程机械柴油机尾气污染物的排放总量。工程机械柴油发动机自动停机功能除了可以减少柴油机尾气污染物的排放，还可以减少噪音和振动，这提高了工程机械操作人员的劳动和健康保护。当然进一步保持和提高机械效率也很重要，如：在研发时，考虑减少机械的摩擦来减小额外功，考虑在额外功一定时增大有用功；在新一代产品研发时，进一步改进结构，使它更合理；在使用中，按照技术规程定期保养、定时润滑，使工程机械处于良好的运行状态。故上面所讲的“整体”不仅仅是把工程机械柴油机作为一个整体来考虑技术的提升，还应该从“工程机械整机效率”的角度考虑工程机械柴油机技术改进和其他总成或系统（如：工程机械工作装置）技术提升的合理匹配问题；上面所讲的“整体”也不应仅仅局限于通过“工程机械整机性能”的改进（技术革新、技术整合）来降低其柴油机尾气污染物，我们应该把“降低工程机械柴油机尾气污染物的排放”放在“技术和法规政策”相结合的大背景下，通过合理的建筑施工现场环境污染局部及总体预测、污染预防、实时监控、评价、责令整改及奖惩等综合管理体系来实现；即使将来有了先进的技术、有了像样的法规，最终还是要看能不能真正落实，也即最终是否能对各个具体建筑施工现场环境中各种各样“包括建筑施工现场所有的各辆工程机械的柴油机等尾气排放在内的”所有污染物采取局部及总体预测、污染预防、实时监控、评价、责令整改及奖惩等综合管理。在中国柴油油品质量和西方发达国家相比还有差距，并且中国工程机械核心技术和西方发达国家相比还有不小差距的前提下，这种建筑施工现场环境污染局部及总体预测、污染预防、实时监控、评价、责令整改及奖惩等综合性排放治理管理方式就显得尤为重要。

3结语

一些西方发达国家正在考虑是否将柴油机尾气排放对人（如：工程机械驾驶人员及工程机械所在工地的施工人员）的健康的直接影响列入职业病的范畴。在中国经济转型的当下，该到了向建筑工地粗放式施工说再见的时候了，这其中“考虑工程机械驾驶人员及工程机械所在工地的施工人员的职业健康问题”也应该提上议事日程。柴油机尾气排放工程机械论文

作者：罗阳　单位：不来梅大学生产技术系