探索非道路國四升級：不僅僅是排放升級
每次排放升級都帶給行業帶來不小的震動，國二升級令農機行業進入了實質性排放控制階段，國三升級推動農機行業進入了電控時代……
2月22日，環保部發佈《非道路移動機械及其裝用的柴油機污染物排放控制技術要求》徵求意見稿（以下簡稱《標準》），
那麼，什麼是國四排放？如何升級到國四排放？有哪些技術方案可以選擇？國四升級又將帶給行業哪些影響？在此小編給大家做一簡單介紹。
什麼是國四排放？
為了控制大氣污染，我國對不同領域的動力機械污染物排放量進行了限制。在非道路領域，國三排放標準的實施令氮氧化物（NOx）排放量降低了50%左右。
非道路移動機械國三及國四排放污染物限值對比
這一標準，將我國與世界主流國家的非道路排放標準進一步拉近。
2008年，
而在《標準》的編制說明文件中，又提出了鼓勵性的更高目標性要求，相當於美國與歐盟的四階段標準，目的在於引導企業提早規劃非道路新產品的技術路線。
如何升級到國四排放？
從技術上說，國三升級與國四升級是一脈相承的關係，邁入國三電控時代後，國四升級的技術壁壘就不再明顯，只是要求更加嚴格。
在國三時代，非道路柴油機技術迎來了大的變革。電控技術首次應用在非道路柴油機上，通過精確控制燃油噴射時間以及噴射量，達到國三排放標準。
到了國四升級，由於對顆粒物的限制更高，所以在電控系統的基礎上，需加裝後處理系統。
在《標準》中，環保部已經明確37～560 kW的非道路移動機械應加裝壁流式顆粒物捕集器（DPF）。
然而，儘管降低顆粒物的方案已經明確，但國四升級的整體技術路線仍需企業按照成本及技術實現難易程度的平衡點，找到最佳排放路線。
技術路線如何選擇？
在這裡，我們需要清楚的是環保部限制的是哪些排放污染物，
在《標準》給出的污染物排放限值中，主要是對一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOx）以及顆粒物（PM）做出了限定。一般來說，CO和HC的排放限值容易達到，所以並不需特別對待，需採取措施的是氮氧化物和顆粒物。
高壓共軌或單體泵技術可以在燃燒階段很好地減少排放污染物的產生，增壓中冷及廢氣再迴圈技術（EGR）則是進一步改善燃燒環境，減少排放。這3者是國三升級普遍採用的技術方案，也是國四階段可選擇的缸內減排技術。
在後處理方面，降氮氧化物的措施有選擇性催化還原轉換器（SCR），降HC、CO的有氧化催化轉換器（DOC），降顆粒物的有顆粒氧化催化轉化器（POC）以及顆粒捕集器（DPF）。效果和實現難度各不相同。由於環保部已經推薦DPF，所以POC一般來說均不再選擇。
國外的企業，大多技術路線採用高壓共軌+EGR（可選）+不同的後處理技術，具體見下表。而國內企業最終選擇哪種技術路線，仍需企業綜合考量決定。
國際各企業針對T4過渡標準採取的技術路線
對企業和用戶有哪些影響？
如果說國三升級是柴油機技術升級，那麼國四升級，更多的則是監管升級。從《標準》中，我們可以看到國家對推動排放升級的決心，並為配合監管給出了不少技術手段。
首先，由點到面控制排放。《標準》引入控制區的概念，消除之前典型的點工況無法代表整個工況的情形。
其次，實施即時線上及遠端監管。《標準》明確，柴油機系統需配備排放控制診斷系統（NCD與PCD），即時診斷排放故障，並給出故障代碼和應對機制，比如降低在用設備使用性能，迫使使用者處理故障等。
排放控制診斷系統還需提供標準化或無限制訪問介面，以便於監管。
此外，《標準》要求37～560 kW非道路機械配裝精准定位系統，採集時間、經緯度資訊即時上傳至監控中心，實現遠端監控。
再次，實施全壽命、實際工況監管。國三階段標準僅要求發動機進行台架試驗，並不能覆蓋全生命週期和實際工況。因此，《標準》提出在用符合性的要求，即對已銷售的機械進行田間抽查測試，以實現全壽命和實際工況監管。
在此要求中，提出了企業自查的概念，即除了環保部抽查外，企業還需定期對已銷售產品進行自查，並報送和公開自查結果。
最後，資訊透明化。《標準》要求，在不涉及生產企業機密內容的情況下，包括產品資訊、測試及自查結果等進行資訊公開。
而在升級成本方面，環保部給出了調研結果，不同功率段的成本增加大致在5%～20%。
各功率段國四升級增加成本情況
因此，國四升級不僅僅是排放升級，更需要全行業認真對待。
而在新一輪的排放升級過程中，企業、用戶等行業參與者如何看待？敬請關注農業機械雜誌社的後續報導。
減少排放。這3者是國三升級普遍採用的技術方案，也是國四階段可選擇的缸內減排技術。在後處理方面，降氮氧化物的措施有選擇性催化還原轉換器（SCR），降HC、CO的有氧化催化轉換器（DOC），降顆粒物的有顆粒氧化催化轉化器（POC）以及顆粒捕集器（DPF）。效果和實現難度各不相同。由於環保部已經推薦DPF，所以POC一般來說均不再選擇。
國外的企業，大多技術路線採用高壓共軌+EGR（可選）+不同的後處理技術，具體見下表。而國內企業最終選擇哪種技術路線，仍需企業綜合考量決定。
國際各企業針對T4過渡標準採取的技術路線
對企業和用戶有哪些影響？
如果說國三升級是柴油機技術升級，那麼國四升級，更多的則是監管升級。從《標準》中，我們可以看到國家對推動排放升級的決心，並為配合監管給出了不少技術手段。
首先，由點到面控制排放。《標準》引入控制區的概念，消除之前典型的點工況無法代表整個工況的情形。
其次，實施即時線上及遠端監管。《標準》明確，柴油機系統需配備排放控制診斷系統（NCD與PCD），即時診斷排放故障，並給出故障代碼和應對機制，比如降低在用設備使用性能，迫使使用者處理故障等。
排放控制診斷系統還需提供標準化或無限制訪問介面，以便於監管。
此外，《標準》要求37～560 kW非道路機械配裝精准定位系統，採集時間、經緯度資訊即時上傳至監控中心，實現遠端監控。
再次，實施全壽命、實際工況監管。國三階段標準僅要求發動機進行台架試驗，並不能覆蓋全生命週期和實際工況。因此，《標準》提出在用符合性的要求，即對已銷售的機械進行田間抽查測試，以實現全壽命和實際工況監管。
在此要求中，提出了企業自查的概念，即除了環保部抽查外，企業還需定期對已銷售產品進行自查，並報送和公開自查結果。
最後，資訊透明化。《標準》要求，在不涉及生產企業機密內容的情況下，包括產品資訊、測試及自查結果等進行資訊公開。
而在升級成本方面，環保部給出了調研結果，不同功率段的成本增加大致在5%～20%。
各功率段國四升級增加成本情況
因此，國四升級不僅僅是排放升級，更需要全行業認真對待。
而在新一輪的排放升級過程中，企業、用戶等行業參與者如何看待？敬請關注農業機械雜誌社的後續報導。