摘要：为了解天津市非道路工程机械排放水平，对天津市非道路工程机械的机械类型和排放阶段开展了调查研究，建立了天津市非道路工程机械排放水平清单。抽选出1078辆次非道路工程机械，在其类型、排量、排放阶段和排放烟度方面进行测试与分析，并阐述了机械烟度排放不合格的原因。本研究有利于天津市非道路移动污染源排放清单的建立和非道路移动污染源排放控制工作的进一步开展。
关键词：非道路工程机械；排放水平；烟度
1非道路工程机械保有量清单
通过调查，天津市各区县非道路工程机械保有量达1.3万余辆，其中挖掘机、装载机、叉车和压路机4种机械保有量占比最高，达到67.67%。按机械类型划分，天津市非道路工程机械保有量构成见图1.按照排放阶段划分，天津市不同类型工程机械排放阶段分布见图2。图2所示为各类柴油机械的排放阶段分布情况，其中进口机械按其排放标准转换为我国对应的非道路柴油机械排放阶段。整体来看，天津市中心城区柴油机械以国二标准为主，占保有量的52%，国三和国一标准分别占19%和24%，国一前标准仅占5%，柴油机械的排放控制水平总体较好。相比其他柴油机械，国三阶段叉车保有量占比达36%，其主要原因是新增叉车以电动驱动为主，单车价格偏低，更换频率较快。
2非道路工程机械排放水平调查
通过对天津市东丽区、河西区、滨海新区等3个区域内60余个建筑工地和生产企业进行环保执法检查，并按照天津市地方标准《在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法》（DB12/588―2015）累计完成1078辆次的烟度测试，同时收集天津市各区生态环境部门日常入场非道路环保执法检查排放数据。测试车型包括挖掘机、推土机、起重机、装载机、压路机、摊路机和发电机组等，生产日期主要集中在2009～2013年，各车型测试次数所占百分比。1078辆次非道路工程机械排放水平调查样本的排放标准分布见图4，其中达到国三阶段的仅占2%，而达到国一和国二排放阶段的比例分别为21%和67%，这部分机械整体排放水平较差，加上使用年限普遍较长，排放恶化趋势明显。可看出，排量6L以上的占比为68%，中等排量的占比为21%，3L以下的仅占11%。非道路工程机械工作强度大、载荷量高，需要有强劲的动力为稳定的工作提供保障，所以其发动机排量普遍较高。不同车型非道路工程机械发动机平均排量情况见图6。从图6可看出，起重机和推土机的平均排量均在9L以上，远超非道路工程机械用柴油机的平均排量；挖掘机、装载机和压路机的平均排量在7L左右，和非道路工程机械用柴油机的平均排量相差不大；叉车由于工作负荷远小于其他非道路工程机械，故其平均排量也远小于其他非道路工程机械，其发动机平均排量仅为3.03L。由于挖掘机在所有非道路工程机械中占据了近一半的数量，故应成为非道路工程机械监管的主要对象。尽管推土机和起重机仅约占所有非道路工程机械数量的20%，但是由于起重机和推土机所用的发动机排量远超其他非道路工程机械，故也应成为非道路工程机械重点监管对象。
3非道路工程机械烟度测试及结果分析
本项研究根据天津市地方标准《在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法》（DB12/588―2015）中规定的3种测试方法：自由加载法、自由加速法和林格曼烟度法。根据所选改装机械的实际工作情况，对于不同非道路机械，分别采用自由加载法或自由加速法进行烟度测试[5]。对1078辆次非道路工程机械的自由加速烟度值进行了统计。同时，对挖掘机、装载机、叉车、压路机、起重机、推土机的自由加速烟度值进行了分类统计。由统计结果看，已完成的1078辆次非道路工程机械烟度测试中，93.2%的非道路工程机械满足天津市《在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法》（DB12/588―2015）中Ⅰ类标准限值要求，77%满足Ⅱ类标准限值要求，35.3%满足Ⅲ类标准限值要求。对烟度排放未达到《在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法》（DB12/588―2015）中I类标准限值的机型进行了研究分析，导致烟度排放不合格的原因包括3个方面：（1）使用年限过长。工程机械工作强度大、环境恶劣等因素，均会加速机械的老化速度，随着使用年限的增加，发动机排放烟度值增加。（2）油品问题。经调查，部分工地存在自己的小油库，其油品质量差，同时不少车主用普通柴油代替车用燃油，两者均会影响燃油在发动机内的燃烧雾化以及硫化物的排放，导致烟度排放不合格[6]。（3）不注重维护保养。测试发现，不少使用年限较短的车辆也发现比较严重的超标问题，问题出现在车辆在使用前期缺少必要的维护保养，一般等到机械不能正常工作时才进行维修，致使车辆长时间处在不正常的工作状态，导致烟度排放不合格。可看出，随着非道路工程机械使用年限的增加，车辆排放烟度值也随之增加。使用年限为1～2年的新车，其排放烟度值低于0.6m-1，满足天津市《在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法》（DB12/588―2015）Ⅲ类标准限值要求。针对使用年限12年、13年的车辆烟度值低于使用年限11年的现象，开展了调研，分析原因如下：（1）使用年限12年以上的车型在本次测试试验中的样本数量太少，可能存在数据失真的情况，不具有代表性。（2）该类机械价值较高，车主平时注重保养并按时维修，车辆排放劣化不明显，排放较低。
4结语
（1）天津市非道路工程机械排放标准达到国二及以上排放标准的占比71%，93.2%的非道路工程机械满足天津市《在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法》（DB12/588―2015）中Ⅰ类标准限值要求，控制水平总体较好，但是随着使用年限增加，呈现排放恶化的趋势，需要对其加强排放污染控制。（2）由于挖掘机在所有非道路工程机械中占比高达35.49%，且排量与烟度排放水平较高，故应成为非道路工程机械监管的主要对象。尽管推土机和起重机存量虽相对较少，但是由于起重机和推土机所用的发动机排量远超其他非道路工程机械，故也应成为非道路工程机械的重点监管对象。（3）非道路工程机械柴油机械的排放受使用年限、油品优劣和机械保养情况的影响，应加强对使用年限较长的非道路工程机械的监测和监管。降低柴油油品含硫量，规范对在用非道路工程机械的保养流程等手段都可以使非道路工程机械的排放情况有所改善。
作者:肖旭 王文峰 张潇文 王计广 单位:中国汽车技术研究中心有限公司
