拖拉機(jī)節(jié)能減排新技術(shù)

項(xiàng)達(dá)尚

摘 要：在我國(guó)農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，拖拉機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中無(wú)法取代的動(dòng)力工具，但隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)不斷的發(fā)展，拖拉機(jī)保有量的逐年增長(zhǎng)，拖拉機(jī)已漸漸的成為我國(guó)農(nóng)村的一個(gè)新的污染源，因此，搞好拖拉機(jī)節(jié)能減排技術(shù)，即節(jié)能又環(huán)保，不但是農(nóng)村生產(chǎn)生活的需要，也是拖拉機(jī)技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；拖拉機(jī)；節(jié)能；環(huán)保

技術(shù)推廣拖拉機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要工具，拖拉機(jī)的能源消耗占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能源消耗的比重較大。作好拖拉機(jī)的節(jié)能減排，可降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，增加農(nóng)民收入，減少污染物的排放，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。拖拉機(jī)的節(jié)能減排主要通過(guò)提高燃油利用率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，減少發(fā)動(dòng)機(jī)有害物質(zhì)的排放，對(duì)排放的尾氣進(jìn)行循環(huán)利用，利用化學(xué)手段對(duì)有害排放物進(jìn)行無(wú)害化處理。主要的技術(shù)包括渦輪增壓技術(shù)，高壓共軌技術(shù)，廢氣再循環(huán)技術(shù)，催化脫硝技術(shù)等。

1.渦輪增壓技術(shù)

（1）渦輪增壓的原理，渦輪增壓技術(shù)現(xiàn)在主要用的是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)，它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。

（2）渦輪增壓的特點(diǎn)是，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)功率及扭矩要增大20%-30%。由于渦輪增壓器回收了廢氣的能量，增加了進(jìn)氣量，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率和熱效率，安裝渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)油耗降低5%-10%，安裝渦輪增壓后，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲相對(duì)減少，排氣煙度及排氣中的有害成分也減少，減少了污染。

（3）渦輪增壓的主要部件，渦輪增壓比傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)增加的主要部件包括渦輪增壓器和中冷器，中冷器：是增壓系統(tǒng)的一部分。當(dāng)空氣被高比例壓縮后會(huì)產(chǎn)很高的生熱量，從而使空氣膨脹密度降低，而同時(shí)也會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高造成損壞。為了得到更高的容積效率，需要在注入汽缸之前對(duì)高溫空氣進(jìn)行冷卻。這就需要加裝一個(gè)散熱器，原理類似于水箱散熱器，將高溫高壓空氣分散到許多細(xì)小的管道里，而管道外有常溫空氣高速流過(guò)，從而達(dá)到降溫目的（可以將氣體溫度從150攝氏度降到50攝氏度左右）。由于這個(gè)散熱器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓器之間，所以又稱作中間冷卻器，簡(jiǎn)稱中冷器。

2.高壓共軌技術(shù)

（1）高壓共軌的原理，高壓共軌是指柴油機(jī)電控共軌式柴油噴射系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，高壓油泵和噴油之間有一個(gè)大容積的共軌管，高壓油泵把油輸送進(jìn)共軌管中并維持一定的壓力，共軌管通過(guò)高壓油管與分別與每個(gè)噴油嘴相連，噴油器上的電磁閥控制噴油的開(kāi)始和結(jié)束，噴油時(shí)間與噴油壓力決定噴油量，“高壓”是指噴油系統(tǒng)壓力比傳統(tǒng)柴油機(jī)要高出3倍，最高能達(dá)到200mpa（而傳統(tǒng)柴油機(jī)噴油壓力在60-70mpa），壓力大霧化好燃燒充分，從而提高了動(dòng)力性，最終達(dá)到省油的目的。“電控”是指噴油系統(tǒng)由電腦控制，ecu（俗稱電腦）對(duì)每個(gè)噴油嘴的噴油量、噴油時(shí)刻進(jìn)行精確控制，能使柴油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性達(dá)到最佳的平衡，而傳統(tǒng)的柴油機(jī)則是由機(jī)械控制，控制精度無(wú)法得以保障。

（2）高壓共軌技術(shù)特點(diǎn)，改善了柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性和工作可靠性，它比傳統(tǒng)增壓柴油機(jī)燃燒效率提高8%、二氧化碳排放低10%、噪音下降15%，徹底改變了柴油機(jī)在人們心目中“噪音大、冒黑煙”的形象。對(duì)噴油定時(shí)的控制精度高，反應(yīng)速度快，改進(jìn)了柴油機(jī)的調(diào)整控制；柴油機(jī)具有自我保護(hù)功能和故障診斷功能；控制策略靈活。

（3）高壓共軌系統(tǒng)的組成。高壓共軌系統(tǒng)由五分組成，即高壓油泵、共軌腔及高壓油管、噴油器、電控單元、各類傳感器和執(zhí)行器。

3.廢氣再循環(huán)技術(shù)（egr）

（1）廢氣再循環(huán)技術(shù)原理，所謂egr，即exhaust gas recirculation，是廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的英文簡(jiǎn)稱，它的重要功用是將柴油機(jī)產(chǎn)生的廢氣的一小局部再送回氣缸。再循環(huán)廢氣由于具有惰性，會(huì)延緩燃燒過(guò)程，到達(dá)減少nox的生成量的效果（nox在高溫富氧的環(huán)境下產(chǎn)生），egr對(duì)降低氮氧化物排放十分有效，根據(jù)測(cè)試可發(fā)減少氮氧化物90%以上。最終完成了發(fā)起機(jī)排放程度的提升。

（2）廢氣再循環(huán)技術(shù)的特點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦即ecu根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷（節(jié)氣門(mén)開(kāi)度）、溫度、進(jìn)氣流量、排氣流量，溫度控制電磁閥適時(shí)地打開(kāi)，進(jìn)氣管真空度經(jīng)電磁閥進(jìn)入egr閥真空膜室，膜片拉桿將egr閥門(mén)打開(kāi)，排氣中的少部分廢氣經(jīng)egr閥進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，與混合氣混合后進(jìn)入氣缸參與燃燒。少部分廢氣進(jìn)入氣缸參與混合氣的燃燒，降低了燃燒時(shí)氣缸中的溫度，因nox是在高溫條件下生成的，故抑制了nox的再次生成，從而降低了廢氣中的nox的含量。但是，過(guò)度的廢氣參與再循環(huán)，將會(huì)影響混合氣的著火、性能，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、低速、小負(fù)荷及冷機(jī)時(shí)，再循環(huán)的廢氣會(huì)明顯地影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。所以，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速、低速、小負(fù)荷及冷機(jī)時(shí)，ecu控制廢氣不參與再循環(huán)，避免發(fā)動(dòng)機(jī)性能受到影響；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)超過(guò)一定的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及達(dá)到一定的溫度時(shí)，ecu控制少部分廢氣參與再循環(huán)，而且，參與再循環(huán)的廢氣量根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度及廢氣溫度的不同而不同，以達(dá)到廢氣中的nox最低。egr發(fā)動(dòng)機(jī)要求燃油的硫含量要低于500ppm，柴油中硫含量高，燃油燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳跟水結(jié)合在一起腐蝕egr通道，導(dǎo)致egr的損壞。

（3）廢氣再循環(huán)主要零部件，包括ecu、各種傳感器（包括水溫傳感器、進(jìn)氣溫度壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、油門(mén)位置傳感器等）、電磁閥、egr閥等。

4.scr廢氣脫硝技術(shù)

（1）scr廢氣脫硝技術(shù)原理，scr是selective catalytic reduction 的縮寫(xiě)，是有選擇性催化還原法，在反應(yīng)過(guò)程中，nh3和nox反應(yīng)生成n2和h2o。

（2）scr廢氣脫硝技術(shù)的特點(diǎn)，采用尿素-scr凈化方案的發(fā)動(dòng)機(jī)，其燃油消耗可節(jié)省5%-7%，扣除因使用尿素而增加的費(fèi)用，還有節(jié)油2%-3%的優(yōu)勢(shì)。在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)根本工作環(huán)境下，scr能降低氮氧化物排放65%-99%。這種技術(shù)適合我國(guó)高含硫柴油。scr在拖拉機(jī)上的使用需要增加scr本身的重量，還要增加尿素貯液罐和尿素的重量。

（3）工藝流程。scr廢氣脫硫裝置主要由尿素水溶液儲(chǔ)罐、輸送裝置、計(jì)量裝置、噴射裝置、催化器以及溫度和排氣傳感器等組成。尿素溶液的噴射量是根據(jù)柴油機(jī)的工況、催化器溫度和環(huán)境狀態(tài)來(lái)精確計(jì)量的。氨氣與nox發(fā)生催化氧化還原反應(yīng)，將nox還原為無(wú)害的n2和h2o。

5.結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，各國(guó)都制定了越來(lái)越嚴(yán)格的法規(guī)用來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)能源的消耗和發(fā)動(dòng)機(jī)的有害廢氣。新的環(huán)境政策促使各農(nóng)機(jī)生產(chǎn)廠商采取不同的應(yīng)對(duì)措施，來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，今后越來(lái)越多的新技術(shù)將用在拖拉機(jī)制造中。

（作者身份證號(hào)碼：320924198612311717）