談農(nóng)機(jī)動力排氣污染的危害與控制措施

解秀麗

摘 要：近幾年，我國農(nóng)用柴油機(jī)、汽油機(jī)的數(shù)量增長很快，在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的同時，這些柴油機(jī)、汽油機(jī)排氣所造成的空氣污染已成為公害。通過對汽油機(jī)、柴油機(jī)排氣危害的闡述，提醒人們要關(guān)注農(nóng)機(jī)動力源的排放污染問題，并提出了控制措施。

關(guān)鍵詞：農(nóng)機(jī)動力；排氣污染；柴油機(jī)；汽油機(jī)

中圖分類號：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.020

“十二五”以來，國家不斷加大農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼政策扶持力度，采取多項(xiàng)措施加大資金投入，實(shí)施項(xiàng)目建設(shè)，廣大農(nóng)民購機(jī)用機(jī)和地方政府發(fā)展農(nóng)機(jī)化的積極性空前高漲，僅吉林省到2014年底，農(nóng)機(jī)總動力達(dá)3000萬kW，農(nóng)用拖拉機(jī)保有量114.2萬臺。到2015年，全省大中型拖拉機(jī)達(dá)到48.08萬臺，50馬力以上拖拉機(jī)達(dá)到9.21萬臺，小型拖拉機(jī)66.13萬臺。配套農(nóng)機(jī)具達(dá)到了270.73萬部，其中大中型農(nóng)機(jī)具81.1萬部，小型農(nóng)機(jī)具189.63萬部。

農(nóng)機(jī)總動力不斷增長，農(nóng)用柴油機(jī)、汽油機(jī)的數(shù)量也隨之猛增，在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的同時，這些柴油機(jī)、汽油機(jī)排氣所造成的空氣污染已形成公害，不能不引起有關(guān)方面的重視。

1 危害

1.1 汽油機(jī)排氣危害

汽油機(jī)排氣中的污染物質(zhì)主要有一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化合物（NOX）以及少量的二氧化硫（SO2）、鉛的化合物、碳煙等。其中一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔锶呶：ψ畲螅U化物危害也很大。被吸到肺里即與血紅素結(jié)合成為碳氧血紅蛋白，破壞了血液的輸氧能力，使人體缺氧，感到頭暈、疲勞，嚴(yán)重時會發(fā)生虛脫，甚至死亡。汽油機(jī)排出的一氧化碳在各種污染物中濃度最大，在怠速空轉(zhuǎn)時排出的濃度約為5%。碳?xì)浠衔锖偷趸衔锶绫晃饺梭w內(nèi)能促使癌細(xì)胞的發(fā)展，嚴(yán)重危害人體健康。二氧化硫吸入人體內(nèi)遇到水分即形成亞硫酸，也同樣危及人體健康。碳煙排在空氣中，會污染空氣、影響環(huán)境。使用含四乙鉛抗爆劑的汽油，燃燒后即產(chǎn)生含鉛的化合物，影響人體健康，因此，汽油的煉制過程中要控制加入四乙鉛的數(shù)量。碳?xì)浠衔镏械?-4苯并芘和NOX被吸入人體內(nèi)會導(dǎo)致癌細(xì)胞的產(chǎn)生，尤其是3-4苯并芘是世界上公認(rèn)的致癌化合物。碳?xì)浠衔锖偷趸衔镌谔柟庾贤饩€的照射下形成化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生臭氧、醛等煙霧物質(zhì)，對呼吸道和眼睛、喉嚨等器官有刺激作用。二氧化氮被吸入到肺里，與血液中血紅蛋白結(jié)合能力特別強(qiáng)，比一氧化碳的作用還大，能夠破壞血液的輸氣作用。二氧化氮在肺里遇到水還能形成硝酸、亞硝酸等，危害人體健康。汽油機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)主要是對一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔镞@三種排氣公害進(jìn)行限制，有的國家只對一氧化碳和碳?xì)浠衔镞M(jìn)行限制。

1.2 柴油機(jī)排氣危害

柴油機(jī)在理想燃燒條件下，柴油機(jī)燃燒產(chǎn)物中的成分是二氧化碳、水蒸氣 、氮?dú)夂瓦^量的氧氣，這些成分基本上都是無害的。但是，由于實(shí)際燃燒過程受到諸如柴油品質(zhì)與霧化質(zhì)量、燃燒室內(nèi)換氣條件、可燃混合氣形成速度以及燃燒室狀態(tài)等因素的制約。柴油機(jī)燃燒產(chǎn)物中除含有上述無害的主要成分外，還會含有少量的一氧化碳、未燃碳?xì)?、氫、氮氧化物及碳煙等有害成分。柴油機(jī)排出的氮氧化合物中，一氧化氮約占90%，二氧化氮只占其中很少的一部分。

2 控制措施

2.1 汽油機(jī)

汽油機(jī)排放的污染物質(zhì)的多少與其各部分總成的技術(shù)狀況有關(guān)，技術(shù)狀況完好的汽油機(jī)，有害氣體的排放量可下降30%～40%。因此，減少機(jī)具排氣污染主要應(yīng)對汽油機(jī)進(jìn)行正確調(diào)整，及時維護(hù)。應(yīng)采取如下措施：

（1）盡量使用較稀的混合氣，汽油機(jī)排出的CO、HC、NOX的濃度與混合氣的濃度密切相關(guān)，如CO的濃度隨混合氣濃度降低而降低。使用濃混合氣，有害氣體總的排放量明顯增加；使用稀混合氣，有害氣體總的排放量明顯減少。

（2）火花塞間隙適當(dāng)調(diào)大。點(diǎn)火不可靠是廢氣中HC增多的重要原因，適當(dāng)增大火花塞間隙，可以提高點(diǎn)火能力。海獅發(fā)動機(jī)火花塞電極間隙：通用尖端型正確電極間隙為0.8 mm；白金端型新火花塞的正確電極間隙為1.1 mm，最大電極間隙為1.3 mm。

（3）防止發(fā)動機(jī)水溫過低。發(fā)動機(jī)溫度過低，混合氣燃燒反應(yīng)減慢甚至中斷，未燃混合氣隨廢氣帶走，造成排放HC增多。應(yīng)盡量避免低溫和不正常啟動；在冬季起動前應(yīng)預(yù)熱發(fā)動機(jī)。

（4）及時清潔空氣濾清器。空氣濾清器堵塞，充氣量下降，混合氣偏濃，排放CO數(shù)量增多。在使用中必須及時清除濾芯上的臟物，定期更換濾芯，以保持暢通。

2.2 柴油機(jī)

影響柴油機(jī)排放有害物形成的因素很多，主要是負(fù)荷或燃空比、轉(zhuǎn)速、噴油定時、噴油系統(tǒng)參數(shù)，燃燒室形狀、進(jìn)氣渦流和增壓等。

（1）對燃燒室的改造。多年來，各廠對發(fā)動機(jī)燃燒室進(jìn)行了改進(jìn)。如采用慧星燃燒室，改善了動力性能，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)6000 r/min時，燃燒仍然良好；燃燒噪音低，比一般直噴式低8分貝；排污少，煙度不大于三波許。復(fù)合燃燒室、花瓣燃燒室，變截面預(yù)燃室等都是新型燃燒室，其共同特點(diǎn)是：改善燃燒狀態(tài)，可在降低最高爆發(fā)壓力、壓升率、燃燒噪音和排放等方面，獲得較佳的綜合指標(biāo)。

（2）采用廢氣渦輪增壓。渦輪增壓柴油機(jī)是將柴油機(jī)匹配上合適的廢氣渦流增壓器。渦流增壓柴油機(jī)突出的優(yōu)點(diǎn)是比非增壓柴油機(jī)的排煙、碳?xì)浠衔锱欧帕康?0%左右，氮氧化合物排量也能下降20%左右，且排氣噪音較低。

（3）推遲噴油定時能顯著降低直噴式柴油機(jī)的氮氧化物排放量。若結(jié)合使用強(qiáng)化噴油或選擇合適燃燒室形狀及進(jìn)氣渦流，則能在推遲噴油定時下，防止一氧化碳濃度過高和排煙濃度。

（4）氧化催化法是降低一氧化碳和碳?xì)浠衔锱欧诺臋C(jī)外凈化。水洗法有良好的除煙作用。鋇鹽添加劑具有良好的消煙作用。但上述辦法都有它的不足之處，尚未大量采用。

我國已經(jīng)開始研制低污染柴油機(jī)，在6135、4105、295等機(jī)型上發(fā)展了低污染柴油機(jī)的變型產(chǎn)品。