談農機動力排氣污染的危害與控制措施

解秀麗

摘 要：近幾年，我國農用柴油機、汽油機的數量增長很快，在提高農業生產效率的同時，這些柴油機、汽油機排氣所造成的空氣污染已成為公害。通過對汽油機、柴油機排氣危害的闡述，提醒人們要關注農機動力源的排放污染問題，并提出了控制措施。

關鍵詞：農機動力；排氣污染；柴油機；汽油機

中圖分類號：X701 文獻標識碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.020

“十二五”以來，國家不斷加大農機購置補貼政策扶持力度，采取多項措施加大資金投入，實施項目建設，廣大農民購機用機和地方政府發展農機化的積極性空前高漲，僅吉林省到2014年底，農機總動力達3000萬kW，農用拖拉機保有量114.2萬臺。到2015年，全省大中型拖拉機達到48.08萬臺，50馬力以上拖拉機達到9.21萬臺，小型拖拉機66.13萬臺。配套農機具達到了270.73萬部，其中大中型農機具81.1萬部，小型農機具189.63萬部。

農機總動力不斷增長，農用柴油機、汽油機的數量也隨之猛增，在提高農業生產效率的同時，這些柴油機、汽油機排氣所造成的空氣污染已形成公害，不能不引起有關方面的重視。

1 危害

1.1 汽油機排氣危害

汽油機排氣中的污染物質主要有一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、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、碳氫化合物和氮氧化合物三者危害最大，鉛化物危害也很大。被吸到肺里即與血紅素結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，嚴重時會發生虛脫，甚至死亡。汽油機排出的一氧化碳在各種污染物中濃度最大，在怠速空轉時排出的濃度約為5%。碳氫化合物和氮氧化合物如被吸到人體內能促使癌細胞的發展，嚴重危害人體健康。二氧化硫吸入人體內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、影響環境。使用含四乙鉛抗爆劑的汽油，燃燒后即產生含鉛的化合物，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量。碳氫化合物中的3-4苯并芘和NOX被吸入人體內會導致癌細胞的產生，尤其是3-4苯并芘是世界上公認的致癌化合物。碳氫化合物和氮氧化合物在太陽光紫外線的照射下形成化學反應，產生臭氧、醛等煙霧物質，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合能力特別強，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。汽油機排放標準主要是對一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化合物這三種排氣公害進行限制，有的國家只對一氧化碳和碳氫化合物進行限制。

1.2 柴油機排氣危害

柴油機在理想燃燒條件下，柴油機燃燒產物中的成分是二氧化碳、水蒸氣 、氮氣和過量的氧氣，這些成分基本上都是無害的。但是，由于實際燃燒過程受到諸如柴油品質與霧化質量、燃燒室內換氣條件、可燃混合氣形成速度以及燃燒室狀態等因素的制約。柴油機燃燒產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、未燃碳氫、氫、氮氧化物及碳煙等有害成分。柴油機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

汽油機排放的污染物質的多少與其各部分總成的技術狀況有關，技術狀況完好的汽油機，有害氣體的排放量可下降30%～40%。因此，減少機具排氣污染主要應對汽油機進行正確調整，及時維護。應采取如下措施：

（1）盡量使用較稀的混合氣，汽油機排出的CO、HC、NOX的濃度與混合氣的濃度密切相關，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）火花塞間隙適當調大。點火不可靠是廢氣中HC增多的重要原因，適當增大火花塞間隙，可以提高點火能力。海獅發動機火花塞電極間隙：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）防止發動機水溫過低。發動機溫度過低，混合氣燃燒反應減慢甚至中斷，未燃混合氣隨廢氣帶走，造成排放HC增多。應盡量避免低溫和不正常啟動；在冬季起動前應預熱發動機。

（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

影響柴油機排放有害物形成的因素很多，主要是負荷或燃空比、轉速、噴油定時、噴油系統參數，燃燒室形狀、進氣渦流和增壓等。

（1）對燃燒室的改造。多年來，各廠對發動機燃燒室進行了改進。如采用慧星燃燒室，改善了動力性能，發動機轉速達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。復合燃燒室、花瓣燃燒室，變截面預燃室等都是新型燃燒室，其共同特點是：改善燃燒狀態，可在降低最高爆發壓力、壓升率、燃燒噪音和排放等方面，獲得較佳的綜合指標。

（2）采用廢氣渦輪增壓。渦輪增壓柴油機是將柴油機匹配上合適的廢氣渦流增壓器。渦流增壓柴油機突出的優點是比非增壓柴油機的排煙、碳氫化合物排放量低40%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的氮氧化物排放量。若結合使用強化噴油或選擇合適燃燒室形狀及進氣渦流，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氫化合物排放的機外凈化。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。

我國已經開始研制低污染柴油機，在6135、4105、295等機型上發展了低污染柴油機的變型產品。