非结构化道路（共7篇）
非结构化道路 篇1
1 绪论
随着科技的不断发展和人类生活水平的不断提高,人们对智能汽车的关注也在不断提升,智能汽车的研究具有较大的现实意义,其中最重要的作用之一是可以提高汽车驾驶的安全性。道路识别算法是智能车无人驾驶研究的一个重要部分。
常见的行驶道路主要分为结构化道路和非结构化道路两种,本文重点对非结构化道路进行分割。许多学者在这方面进行了研究,如贾嫣等[1]针对雨雪天气的特殊性利用HSV空间中的H空间进行模糊增强,并选取阈值进行道路的粗分,使用形态学对图像的降噪,最后使用边缘检测得到道路边缘。熊思等[2]利用高斯金字塔对图像进行降采样,对图像进行双边滤波抑制噪声,采用基于小波变换求模极大值的方法对滤波后的图像提取边缘,通过阈值法去除非道路边缘点,给出基于斜率和截距的K-means聚类算法,实现道路方程拟合。吕艳鹏等[3]应用MATLAB使用Otsu法对道路图像进行分割,再利用数学形态学和阀值面积消去法对图像进行去噪处理,然后利用Roberts算子检测出道路边缘,最后利用最小二乘法对图像进行曲线拟合,得到平滑的道路边界曲线。吕艳鹏等[4]对非结构化道路的彩色图片利用熵、对比度等纹理特征值作为BP神经网络的输入层,进行网络训练。,然后将图片中的每一个20×20 小块的纹理特征值输入BP神经网络的输入层,经过运算判断小块是否为道路部分。龚建伟等[5]提出了一种结合多线程技术和多层感知器自监督在线学习技术的道路识别算法,算法中道路图像采集、分类器训练、训练集更新、分类器识别等计算操作分别在各自线程中实现,算法具有较好的自适应性及实时性。
我们根据道路的灰度特征,利用分块方法计算每块的灰度方差,并通过区域生长分割道路区域。
2 道路图像预处理
道路图像预处理主要是为了去除一些与道路无关系的干扰信息以及对道路图像特征信息进行增强处理。
2.1 图像分割
根据道路图像中的道路分布可知,一般情况下道路处于图像的中下部。为了提高处理速度,去除每一幅图像的1/3 上部部分,只保留与道路信息相关的下部2/3部分,如图1所示。
2.2 图像灰度化
由于大多数道路及边缘没有颜色特征,而道路中的灰度变化比道路边缘小,因此先将彩色图像(图1a)进行灰度化处理,采用平均法将道路的彩色图像变为灰度图像,如图2a所示:。
Gray=(B+G+R)/3
2.3 图像平滑滤波
平滑滤波是对图像进行模糊处理和降低噪声,常用的3×3和5×5均值滤波器如下[6]:
由于本文需突出道路边缘信息,因此滤波器不易过大,选择3×3大小即可。图2b为图2a滤波后的结果,
3 道路图像分块
为了区分道路与道路边缘的区域,同时又为了消除一定的干扰信息,对图像进行分块处理,以每个块作为一个处理单元(以下称为单元块),根据道路及边缘的特征,通过对单元块中的像素灰度分析,确定单元块的位置是否处于道路内部及道路边缘。
3.1 单元块的大小
单元块的大小确定是道路识别的关键。单元块过大,会导致块中灰度信息过多,不能突出道路边缘的特征;单元块过小,会突出干扰信息,使道路识别结果出错。经过实验得出w/20×w/20(w为图像宽度)单元块的处理效果较好,考虑到要突出弯曲道路边缘信息,单元块选定为长矩形区域较合适,即单元块的宽度为w/20左右,高度为w/30左右。如图3a所示。
3.2 单元块的特征值
为了区分道路与道路边缘,采用单元块中的像素灰度均方差作为单元块的特征值。
使用如下简化式代替均方差:
式中:I(i,j)-----单元块中像素灰度值
M、N-----单元块的宽与高(以像素为单位)
可以得出,单元块处于道路中时,特征值较小;单元块处于道路边缘时,特征值偏大。而单元块处于道路外时,其特征值不确定,取决于道路外的环境特征。如图3b所示,图中的灰度大小代表特征值的大小。从图中可以看出,道路中的单元块特征值基本上都小于道路边缘上的特征值,根据这个特点,设定合适的阈值(称为单元块阈值),从道路中部开始进行区域生长,将道路提取出来。
3.3 单元块阈值的确定
单元块的阈值取决于道路中的灰度变化情况,如果道路较少裂痕与干扰信息,道路区域内是一个特征值较小的连通域,所选的阈值可偏小;否则选的阈值偏大些。如图4显示了不同阈值效果图。当阈值较小为8 时,如图4a,道路中的水印及接缝影响较大;当阈值较大为22 时(如图4d),道路的连通域延伸到边缘外部,不能提取出道路信息。可见,阈值的取值范围还是较大的。经过对大量道路图像的试验,阈值取值在14 左右比较好。图5为不同道路的提取结果。
从图5 中可以看出,低于阈值的区域除了道路区域外,还有道路外的部分区域,为了从这些低于阈值的区域中定位道路区域,本文提出使用改进的区域生长法识别道路区域。
4 道路分割
4.1 区域生长法
区域生长是从满足检测准则的点开始,在各个方向上生长区域,当其邻近点满足一致性准则就并入小块区域中,当新点并入后再用新的区域重复这一过程,直到没有可并入的邻近点时生成过程就完成。区域生长的分割方法的关键是在于定义一个一致性准则,用来判断两个邻接的区域是否可以合并[6]。
区域生长法的两个关键点是选取起始生长点和确定生长准则。一般情况下,起始生长点的选取是随机性的,但对于本文中的道路识别,需要生长道路区域而不是其他区域,因此必须选择道路区域中的单元块种子作为起始生长块,即在道路区域内选择单元块小于愈生长的单位也是以单元块为单位而不是像素。根据前面的实验结果,生长的规则是单元块的特征值小于阈值,是全局特征而不是局部特征,这样可以消除道路中的干扰因素,否则如果起始生长点的特征值偏大或偏小,会影响整体生长结果。
4.2 改进型区域生长法
改进型的区域生长法基本思想是:1)根据道路图像的分布特点定位道路区域中的一个种子单元块。一般可取图像中下位置处的单元块。如果种子单元块的特征值大于阈值,则把该单元块合并到道路区域;否则不合并到道路区域。2)对其四邻域单元块进行搜索,计算四邻域单元块的特征值,如果大于阈值,则把该单元块合并到道路区域。3)对每个新合并的单元块重复(2),直到没有大于特征值的单元块为止,就完成了区域生长的分割。
图6是改进型区域生长法的生长过程图,图中白色区域为道路区域。图7 为两个道路区域标记结果图。从图中可以看出道路区域确定后,道路边缘线的提取与拟合就非常方便。
5 结束语
本文提出了基于单元块的道路区域分割算法,该方法是根据道路中灰度特征,以单元块作为单位,选取合适特征值和阈值,通过改进的区域生长法,对道路区域和非道路进行分割处理,该方法可以降低噪声的影响。改进的区域生长法是以单元块为生长单位,生长的规则考虑的是全局特征,可以消除生长区域的误差引起整体生长结果。本文方法比较适用于道路路面灰度比较均匀且没有大面积的障碍物覆盖道路边缘的情况下,而实际道路环境路况会比较复杂,在以后的研究中应该考虑各种因素的影响的情况。
增压技术对非道路柴油机影响探析 篇2
涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、组合式涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器三种, 它们的工作原理简介如下:
(1) 废气涡轮增压器是通过将发动机排放的仍具有一定能量的气体循环进入到涡轮进一步膨胀做功, 涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮的驱动是废气涡轮的作用工作, 然后, 将新鲜空气通过压气机压缩进一步送入气缸中, 通常情况下, 压气机和废气涡轮组合为一体。废气涡轮增压器最大的特点是工作稳定, 结构简单。在一般的柴油机械中, 如果科学合理的加装废气涡轮增压后, 可以降低油耗约5%, 提高输出功率30%。对发动机整体的经济性能、动力性能、排放性能等都有较好的改善, 因此, 得到了较好的推广应用。
(2) 组合式涡轮增压器是由进气惯性增压和废气涡轮增压经过科学组合而构成的。在本增压系统中, 不仅具有前述废气涡轮增压系统, 还有共振室、共振管、稳压箱组成的进气惯性增压系统。通过对压力峰值的利用, 对增压后的进气压力进一步提高。此增压系统对柴油机低速转矩的改善很有利, 也可以提高机械的加速性能。
(3) 复合式废气涡轮增压器是将废气涡轮增压器与废气动力涡轮通过串联进行增压作业。一方面废气能量在驱动废气涡轮增压器以外, 还将多余的废气驱动低压废气动力涡轮, 动力涡轮与发动机输出轴通过液力耦合器、齿轮变速器进行联接, 从而达到增压增效。废气动力涡轮则直接作用于曲轴, 废气能量转化为功率。复合式废气涡轮增压器一般适用于要求高增压度的柴油机上面, 达到经济性能、动力性能大幅提高的目的。
2 涡轮增压系统与柴油机的匹配
在柴油机中, 当采取涡轮增压技术时, 如何使增压系统和发动机之间能够在复杂的工况条件下仍能配合良好的安全运行, 需要科学合理地选取正确的运行参数, 这也是一个复杂的过程。在涡轮增压技术中, 发动机和增压器之间只通过发动机的排气和进气系统将两者联系, 也就是说二者只存在气动关系。当发动机因工况的变化, 排气能量出现波动, 直接影响到增压器的进气, 然后因相对的气动关系, 又影响到发动机排气流量、温度以及发动机的整体性能。可以说增压系统和发动机系统在工作过程中, 需要根据不同的工况, 不断协调平衡。针对此情况, 涡轮增压系统与柴油机的匹配需要满足以下条件:
(1) 发动机运行应尽可能位于压气机的高效率圈和压气机高效率区域, 且无堵塞或喘振。
(2) 发动机负荷特性中, 排气背压与增压压力的交点, 应越低越好, 总之应处于低荷区域。
(3) 压气机应工作于高效率区域, 并具有较为宽广的流量范围, 达到预设的压比。
(4) 为保证达到压气机所需要的功率, 涡轮应具有较好的流通能力, 在柴油机运行中保持较高的效率。
(5) 增压系统应根据匹配设计要求, 达到相应空气流量、增压压力、燃油消耗率、功率等技术参数。在低负荷区域工作时, 油耗应处于良好。
(6) 为保证增压器与柴油机在复杂工况条件安全稳定的运行, 增压器不允许出现排气温度过高、燃烧压力过高、超速等现象。
3 增压技术对柴油机的主要影响
3.1 喷油压力
为了保证较短的喷油持续期和较高的喷油率, 在对柴油机增压后, 喷油的压力也必须相应提高, 从而达到降低燃油消耗的目的。提高喷油压力, 还可以使炭烟排放量降低, 达到低碳环保提高燃油效率之目的。在实验中, 我们将其他参数不变, 仅在实验柴油机上将喷油压力分别提升到200bar、220bar、235bar、250bar。在标定转速时, 随着喷油压力的提升, 我们发现整机的比油耗在较小的一个范围变化。在标定转矩转速时, 随着喷油压力的增加, 柴油机油耗波动幅度较大, 呈先增后减的变化。无论是在标定转矩转速还是标定转速, 油耗最低时, 喷油压力均为200bar。
经分析, 当喷油压力增加, 但油耗没有明显降低的主要原因为:在提高喷油压力的过程中, 一般采用提高柱塞运动速率和增大喷油柱塞直径来实现。这样, 就不可避免地在喷油压力增大的同时增加了驱动系统的负荷, 造成油泵传动功率上升, 油泵传动功率上升, 抵消了提高喷油压力所带来的好处。因此, 提高喷油压力并非完全有利于降低油耗。另一方面, 在实验也发现提高喷油压力, 对NOx比排放有升高的趋势, 但变化的范围很小, 对HC、CO的排放影响也很小。在转矩转速下, 随着喷油压力的增加, 烟度出现了较大的上升幅度。而在标定转速时, 烟度变化范围很小。分析后认为, 在提高喷油压力, 可以将油雾细化, 从而对炭烟排放有所改善。但在不变动柴油机燃烧室结构, 喷油压力的增加, 也会增加喷注贯穿距离, 增加落壁油量, 进而恶化混合气, 升高排温, 使烟度增加。在进气量相对较少的转矩转速, 这种现象更为明显。在对柴油机多次实验后, 综合考虑排放和油耗等因素, 将喷油压力选定为200bar较为科学。
3.2 压缩比
在对柴油机进行增压的过程中, 发现随着增压空气温度上升, 循环平均温度也在升高, 从而提高了柴油机的热负荷。为了降低燃烧压力, 可以采取降低压缩比来实现。在保证其他相关技术参数不变的前提下, 在实验中分别选取压缩比为16、16.5、17.5, 来比较不同压缩比下, 比油耗、比排放、比烟度的变化。在转矩转速下, 随着压缩比的增加, 比油耗不断下降, 变化较为明显。而在标定转速时, 随着压缩比的增加, 比油耗变化很小。可以看出, 压缩比的增加, 对转矩转速下燃油的经济性有很明显的影响, 较好的提高了燃烧效率。另一方面, 压缩比增加后, 实验柴油机标定转速处烟度变化不大, 但在转矩转速区烟度明显降低。在压缩比增加以后, 可以加快自燃前中间化学反应速度和可燃混合气体的形成, 缸内温度增加, 滞燃期缩短, 提高了燃烧效率, Soot排放也减小了。但, 实验中也发现, 在压缩比增加后, 燃烧室单位容积的含氧量也随之增加, NOX排放增加。针对柴油机的排放受压缩比的影响, 合理的压缩比应根据Soot排放和NOX排放情况进行科学选择, 一般选取压缩比为17.5时, Soot排放和NOX排放较为合理, 也满足柴油机在大部分工况条件的工作需要。
3.3 气门重叠角
在对自然吸气式柴油机进行增压时, 考虑到排温和发动机热负荷的影响, 会加强气门重叠间的扫气作用, 这一般采用增加气门重叠角来实现。但是针对ω型燃烧室, 因大活塞隙难以满足, 对气门重叠角加大范围有所限制。否则, 活塞会在上止点附近与气门发生干涉, 致使燃烧恶化。在实验中, 当气门重叠角调整到20°CA时, 扫气效率较好, 排气所消耗的泵气功减少, 柴油机油耗明显降低。同时, 增加气门重叠角可以降低燃烧始点温度, NOX排放降低。也发现, 增加气门重叠角在标定转速片排温升高, 但在转矩转速处, 排温几乎没受到影响。在对气门重叠角调整时, 需要综合考虑排放、排温、油耗三方面的相互影响, 经多次试验, 科学分析后, 气门重叠角在20°CA时, NOX排放和油耗都得到较好的改善, 但柴油机的HC、CO、排温略有增加, 但影响不大。
4 结束语
通过增压技术在非道柴油机上的运用, 可以进一步降低整机的油耗、排温和排放, 但必须综合考虑各方面的影响来选择折衷的方案。可以通过不断试验, 对柴油机的压缩比、进排气门正时及喷油压力等参数的调整, 使得柴油机的经济性和动力性得到进一步提高。
摘要：在非道路移动机械中, 柴油机凭借其低油耗、高转矩低油耗等性能优势, 在市场占有主导地位。柴油机在使用增加技术后, 高负荷区的经济运行范围进一步扩大, 机械效率也得到了明显提高。增压技术在非道路柴油机上的运用, 必须综合考虑各方面的影响来选择折衷的方案。
关键词：增压,柴油机,油耗,排放
参考文献
[1]张志强, 马朝臣, 杨长茂.涡轮增压器性能试验台数据采集及处理系统[J].节能技术, 2005, (01) .
[2]黄若.涡轮增压器产业技术的现状与发展[J].内燃机工程, 2003, (01) .
非结构化道路 篇3
单缸柴油机在我国农业机械、小型移动式动力机械中应用广泛,我国小型柴油机年产总量已占世界年产量的80%以上。因为结构限制及环保要求不断提高等多方面原因,降低小型柴油机排放迫在眉睫[1],其中颗粒排放的控制尤为突出。柴油机的颗粒物粒径小,比表面积大,吸附性很强,易成为空气中各种有毒物质的载体吸入肺中不能呼出,并进入人体血液循环导致各种疾病的发生,严重影响人类健康,因此国内外法规对颗粒排放限值不断加严。在此背景下,需要通过机内净化(如柴油机喷油系统、换气系统与燃烧室结构优化设计和匹配等)来降低烟度[2],同时降低机油消耗以降低尾气的颗粒排放,出口美国、印度等国的机型还需采用低颗粒型的氧化型催化器进一步降低其排放。柴油机尾气约50%的颗粒排放来源于未完全燃烧的机油[3],批量生产柴油机的机油消耗影响因素较多,科研人员对降低车用多缸发动机机油消耗开展了大量研究工作[4],但针对单缸柴油机结构特点的研究报道甚少。批量生产的中小型柴油机机油消耗偏高且波动大,受结构、生产和使用条件的限制,降低柴油机颗粒排放难度更大。本文以186FA柴油机为样机展开降低机油消耗的研究,对曲轴箱负压、配缸间隙、气缸孔实际工作圆柱度及活塞环参数进行改进试验和分析,研究减少机油消耗量以降低颗粒排放的途径和控制措施。
1 研究样机和小型柴油机的排放限值
186FA柴油机的技术参数见表1。原机机油耗较高,实测样机机油耗为2.31g/(kW·h),颗粒物排放难以满足环保要求。对批量生产186FA柴油机的统计表明,其机油消耗一般在1.7 ~3.5g/(kW·h)范围。对非道路柴油机,中国已于2011年实施GB 20891第Ⅱ阶段排放限值(表2),美国已于2010年实施EPA Tire 4排放限值(表3),颗粒排放限值较前一阶段均大幅度降低。
2 小型柴油机降低机油消耗的研究
2.1 曲轴箱压力控制
发动机曲轴箱内的压力变化对机油消耗的影响很大[5],但单缸柴油机与多缸柴油机曲轴箱压力变化规律差异较大。多缸机多个活塞在不同方向上运动,曲轴箱内容积变化较小,因此压力波动峰值较小。单缸柴油机仅一个活塞往复运动,当活塞向上运动时,曲轴箱内容积增大造成负压,反之当活塞向下运动时,若曲轴箱无通风装置,曲轴箱内容积减小产生正压,曲轴箱的压缩比一般为1.25~1.50,故单缸柴油机压力波动峰值较大。此外柴油机工作时气缸内的少量混合气通过活塞环开口和侧向间隙、活塞与缸套间隙、气门与气门导管间隙等窜入曲轴箱,混合气聚集也会导致曲轴箱内压力上升,会使得曲轴箱内的机油窜入燃烧室和泄漏,机油的不完全燃烧导致颗粒排放差。综上,曲轴箱需采用特定通风结构,保持单缸柴油机曲轴箱压力为定值且为负压,必须采用单向阀式呼吸器,使箱内的气体容易排出而不易吸入,且柴油机曲轴箱通风应为闭式结构,即曲轴箱内的气体排出后需进入气缸而不能排到大气中,一般将其通过管路引到空滤器后的进气管流入气缸。柴油机曲轴箱负压大小直接影响发动机密封性、机油消耗及尾气排放,因此在空气滤清器的流阻已确定的情况下,呼吸器内气道是否通畅直接影响负压大小。
186FA柴油机的气缸盖罩的呼吸器结构如图1所示。原机改进前的呼吸器单向阀座如图2(a)所示。台架试验表明:原柴油机标定工况运行时曲轴箱负压在80~110mm水柱之间波动,负压略高于空滤器的流阻,曲轴箱压力高,机油流入气缸内燃烧的量相对会增加。停机后拆下气缸盖罩,发现上窜至气门摇臂室的机油较多,从气门杆与气门导管间下窜到气缸内的机油现象也较明显。针对该问题,对呼吸器结构进行分析。经过分析认为:5孔的长度较长;呼吸器的呼吸滚珠的行程过大,造成呼吸器工作频率不协调;呼吸器的呼吸滚珠直径偏大(6.4mm)。针对以上三点,对其进行改进,改进后呼吸器单向阀座如图2(b)所示。呼吸滚珠直径由原来的6.4mm改为6.2mm,同时对图1气门罩壳内的孔道适当加大,减少沿程阻力,改进后的呼吸器流通面积变化小及滚珠质量减轻都使流阻减少。试验表明:柴油机工作时改进后的结构曲轴箱负压值为240~270mm水柱,负压值略低于空滤器压阻。停机后拆下气缸盖罩,发现气门摇臂室内的机油量正常,在保证气门杆润滑的同时,减少了流入气缸和排气道的机油量。机油消耗试验结果显示:改进前机油消耗率2.31g/(kW·h),改进后为1.48g/(kW·h),表明控制曲轴箱负压对柴油机机油消耗有明显的影响。
2.2 活塞与气缸套的配缸间隙
活塞-气缸套配合间隙(即配缸间隙)是指柴油机活塞裙部与气缸孔之间的间隙。发动机活塞与气缸必须具有一定的配缸间隙:首先,考虑活塞裙部的载荷和速度等影响,一定的配缸间隙可以保证活塞裙部的足够润滑,避免缸套与活塞的急剧磨损或损坏;其次,柴油机活塞是由铝合金制造的,铝合金与铸铁缸套材质的膨胀系数有很大差别。合理的配缸间隙对于发动机的整机性能具有重要的影响。如果配缸间隙太大,会引起“敲缸”、密封不良(漏气、窜油)、动力性能下降,机油耗增加;太小则气缸壁难以得到充分的润滑油。随着发动机温度上升,再加上活塞裙部没有足够的膨胀余地,活塞和气缸壁产生干磨擦,发动机过热,润滑油膜被破坏,活塞环和活塞表面拉伤,且气缸壁局部高温粘附烧伤,金属表面熔化,引起活塞“粘缸”,即产生熔着磨损,使气缸壁和活塞裙部及活塞环外圆表面形成轴向磨痕甚至沟糟,导致气缸窜气,燃油、润滑油消耗增加,发动机功率下降,严重的还会引起“抱缸”而把连杆拉断等严重故障[6]。186FA柴油机机体的缸套直径的基本尺寸及其公差为:Φ86+0.0350,活塞裙部的基本尺寸和公差为Φ86-0.05-0.07,配合间隙可达0.050~0.105mm。
选取0.050~0.105mm范围内多种配缸间隙进行对比试验。试验过程发现:活塞-缸套的配合间隙在0.07~0.09mm之间时,活塞与缸套之间的摩擦阻力减小,排气温度下降到450~480℃,燃油消耗率最低为270~273g/(kW·h),活塞裙部承压面的摩擦痕迹范围正常;当配缸间隙小于0.07mm时,间隙过小,摩擦阻力增大,活塞裙部承压面的摩擦痕迹范围较大,整机油耗、排气温度增高,燃油消耗率最大值达282g/(kW·h);当配缸间隙超过0.09mm时,活塞组的密封性能下降,动力性能降低,致使燃油耗和排气温度也升高。0.07mm和0.12mm的两台柴油机机油耗试验结果相差0.53g/(kW·h)。试验得到柴油机综合性能最佳的活塞-缸套的配合间隙为0.07~0.09mm。
2.3 柴油机气缸孔工作状态下的变形量控制
气缸套是发动机核心部件之一,工作时受力复杂,实际工作状态的变形量大小影响气缸的密封性。变形量偏大会造成缸套与活塞、活塞环的贴合度降低,不仅加剧了燃气泄漏,而且会造成机油的非正常上窜,使机油消耗增大[7,8,9]。
工作状态的气缸孔变形量受热负荷、机械负荷的影响[10],变形量用圆柱度来评价。气缸盖螺栓拧紧后的气缸孔变形量[11]能反映出柴油机工作状态机械负荷的作用。气缸盖螺栓预紧力越大,气缸盖与机体贴合得越紧密,贴合面单位面积的压应力增大,密封性能提高。但是在气缸套刚性不变的情况下,单位面积压应力的增大及气缸盖螺栓的拉伸变形都会引起气缸孔变形。186FA小型柴油机用铸铁气缸套与铸铝机体一体铸造后加工成型,气缸孔圆柱度要求≤0.01mm,即圆柱度在0~0.01mm满足要求,但在实际工作状态下的圆柱度才是影响机油消耗的关键要素。通过测量机体受气缸盖螺栓拧紧力等机械负荷作用时气缸孔的变形量来研究实际工作状态下气缸孔的圆柱度对机油消耗的影响。
为了准确地测量186FA气缸孔在受机械负荷作用下的圆柱度变化,模拟原机气缸盖结构加工了在气缸盖螺栓拧紧后可在气缸孔上方测量气缸孔尺寸的专用气缸盖。186FA柴油机机体为侧盖封闭式曲轴箱,测量时将侧盖按装配要求拧紧力矩装配,下部无法测量。首先测量成品机体的气缸孔圆柱度,再按装配拧紧力矩等要求安装测量专用气缸盖和机体侧盖等,测量受安装机械负荷后的气缸孔圆柱度。
实际测量发现,气缸孔上部产生断面收缩变形,缸孔下部产生断面扩张变形。这是因为气缸盖螺栓产生的预紧力通过气缸盖底面、缸垫传递到机体,挺柱推杆室的存在使机体气缸孔周向材料不均,曲轴箱上部受力加强筋的布置等使气缸孔在周向和轴向的变形不均匀。此外,不同企业生产的机体测量结果也有差异,说明气缸孔变形与生产工艺条件及压铸材料分布等有关。不同企业生产的机体试验结果显示,实际受力气缸孔的圆柱度在0.018~0.082mm范围,差异较大。与机体生产企业分析找出减少受力后圆柱度变化的因素进行控制,如在机体珩磨时按气缸盖螺栓力矩值给机体施加一定的力,保证柴油机机体受力后圆柱度测量值在0.03mm以下。
2.4 活塞环参数控制
活塞环参数和质量是影响柴油机机油耗的关键要素,其中油环对机油耗的影响最为关键,活塞环部造成的机油异常消耗中,60%~80%是由油环引起的[12]。气环主要起到密封气体作用,对机油耗也产生重要影响。186FA柴油机有两道气环和一道油环结构,对活塞环的油环与缸壁的接触宽度及第二道气环开口间隙[13]进行改进。
活塞环的刮油能力一般用活塞环的比压来评价[14,15]。一方面,高的比压会使环和缸壁间的油膜厚度降低,活塞下行后,残留在缸壁上的润滑油量较少,有利于降低机油耗;另一方面,高的比压能促使环更好地贴向缸壁,下行时将超出形成油膜所需润滑油的过量部分刮落,降低机油消耗量;因此提高油环比压对降低润滑油消耗量极为明显。但比压不宜过高,原因是过高的比压易导致局部润滑油膜的破裂,造成活塞环外圆面和缸壁间的直接金属接触,增加发动机拉缸的风险;过高的比压使环和缸壁间的摩擦力大大增加,使该摩擦副的摩擦损失上升,燃油消耗量会有所增加,不利于节能。综上,合理的比压设计对提升发动机性能至关重要。
186FA柴油机油环用螺旋弹簧的内衬环,切向弹力Ft为40N,变化范围允差为20%,油环与缸壁接触面宽度B为(0.4±0.1)mm,如图3 所示。选取不同B值(0.25、0.30、0.35、0.40、0.50),对其进行计算并比较各比压值,见表4。油环比压为1.2~2.5MPa是设计推荐值,而原设计的油环比压值超出推荐值范围。计算分析后改进油环参数为切向弹力Ft为(40±4)N,油环与缸壁接触面宽度B为(0.3±0.05)mm,油环比压在1.20~2.05MPa范围,有利于降低机油耗和保证柴油机综合性能。
试验结果表明:增大第二道环开口间隙可明显减小机油耗。这是因为第二道环开口间隙增大,能更好地将第一道环与第二道环间的气体泄掉,起到良好的泄压作用,增大第一道环及油环上下侧面的压力差,从而延长第一道环及油环停留在环槽底部的时间,强化了活塞环侧面密封,降低了机油耗。因此,为了降低机油耗,将第二道环的开口间隙0.30mm改成0.45mm。
2.5 改进后的试验对比
改进呼吸器、配缸间隙、气缸孔实际工作圆柱度及活塞环后,进行了整机性能试验和机油耗试验。186FA柴油机试验样机的配缸间隙是0.07mm,气缸孔实际工作圆柱度是0.023mm,油环切向弹力38N,接触面宽0.29mm。整机机油耗实测结果为0.65g/(kW·h),标定工况燃油消耗率是273.3g/(kW·h),烟度1.8BSU,实测柴油机颗粒排放为0.43g/(kW·h)。在排气消声器中加装氧化催化剂,柴油机测量的初次颗粒排放为0.27g/(kW·h),劣化试验后能满足美国EPA Tire4排放限值和安全要求。小批生产并抽查了五台柴油机进行检测,其机油消耗量都在1.0g/(kW·h)以下。
3 结论
(1)单缸柴油机需使用单向阀式呼吸器的闭式曲轴箱通风系统,通过呼吸器参数优化控制曲轴箱压力为负值,此值略低于柴油机空气滤清器流阻值能有效减少柴油机的机油消耗量。对186FA柴油机呼吸器改进后优化了曲轴箱负压值,机油消耗率降至1.48g/(kW·h),比原机下降了35.9%。
(2)气缸套-活塞运动副实际工作状态下的技术参数优化是降低小型柴油机机油消耗的关键,通过控制柴油机配缸间隙和气缸孔受力后实际工作圆柱度,减少油环与缸壁接触面宽度和控制油环比压,186FA柴油机机油消耗率降低至0.65g/(kW·h),与改进前相比下降了56.1%。
(3)通过控制机油消耗,186FA柴油机颗粒排放实测达到0.43g/(kW·h),柴油机加装氧化催化剂初次颗粒排放实测为0.27g/(kW·h),达到了美国EPA Tire4排放限值和安全要求。
摘要：以186FA柴油机为样机,通过对曲轴箱负压、配缸间隙、气缸孔实际工作圆柱度及活塞环参数改进试验和分析,得出了小型单缸柴油机减少机油消耗量降低颗粒排放的技术措施和机理。经控制参数优化,186FA柴油机机油耗由2.31g/(kW·h)降至0.65g/(kW·h),柴油机颗粒排放降低至0.43g/(kW·h)。加装氧化催化剂后处理,柴油机达到了美国EPA Tire4排放限值和安全要求。
非结构化道路 篇4
机动车排放到大气环境中的微粒按粒径尺寸分为三种分布区域:微粒碳核尺寸为0.005~0.05μm,称为核模式,占质量分数5%~20%,微粒数密度超过90%的微粒分布于该模式;大部分微粒直径为0.05~1μm,称为累积模式,碳化物凝聚和吸附过程主要在该区域完成;大于10μm的微粒称为粗粒子模式,占排放微粒质量的5%~20%。大量的研究结果表明[1,2]:柴油机排放微粒尺寸大部分小于0.1μm,数量浓度约为107~108个/cm3,属于纳米或超细微粒。
国外对发动机排气颗粒数量浓度的研究表明,排气颗粒的数量浓度受测试条件、燃料、工况等多种因素的影响很大,与气体的变化特征有显著的差异。而国内在发动机超细颗粒物排放的研究还较少,因此有必要进行深入研究。对于车间或封闭厂房里使用的工程车辆的颗粒排放对工作人员的影响更大。本研究以北京市售0#柴油作为燃料,用发动机台架提供的各种工况对样气进行两级稀释,利用ELPI对颗粒物排放进行采样测量分析,获取各工况下数量浓度分布、粒径大小分布、面积浓度分布情况。结果表明:非道路车用柴油机排放颗粒形态主要集中在累积模式。
1 试验设备与方法
试验台架结构如图1所示。试验样机为新昌柴油机厂生产的A498BPG非道路车用柴油机,参数如表1所示。
测功器是德国生产的SCHENCK HT350电力测功器,颗粒分析器是芬兰DEKATI公司生产的静电低压撞击器(ELPI)。ELPI主要由串级撞击器、线管级电晕和多通道静电计3部分组成。采样流量为10L/min,带过滤级的串级撞击器测量粒径范围7nm~10μm[3]。串级撞击器的收集原理如图2所示。
用ELPI测量颗粒物不同于滤纸法的直接称重,进入串级撞击器前的气溶胶首先进入一个荷电区,在荷电区内颗粒根据各自的空气动力学粒径均匀带电。因而当颗粒在串级撞击器中被收集后会释放出微弱的电流,这个电流值被对应通道的具有极高灵敏度的静电计测得。对这些实时测得的电流值用各级对颗粒的捕集效率进行校正后,就可得到对应通道中一定粒径范围内颗粒物的实时数量浓度。
由于颗粒物包括多孔结构的干炭烟和实体结构的可溶性有机物(SOF),在不同工况下,密度是不同的。由于测量的为空气动力学粒径[4],以当量水球直径作为测量粒子的当量直径,因此假定颗粒的密度为1.0g/cm3,这个值介于干炭烟与SOF的密度之间[5]。
根据GB 17691—2005标准[6]对压燃式发动机汽车排气污染物测量方法的要求,设计了一旁流式采样管,采样管和排气管的连接用皮管密封。图3为双稀释取样系统示意图,总稀释比为64∶1。
试验时发动机转速为1200~2400r/min,每间隔200r/min取一转速,进行万有特性试验。
2 试验结果与分析
2.1 三种负荷下,不同转速时粒径与数量浓度的关系
发动机在特定负荷(100%、50%、0)条件下,分别取1200、1600、2000、2400r/min转速进行颗粒数和粒径分布对比分析,结果如图4所示。
从图4可知,在高负荷、中高转速(2000r/min)下颗粒的数量浓度最大,达1.5×107个/cm3。此时由于转速一定,进气量不变,燃空比较大,燃油雾化扩散不均匀度增加,燃烧不充分,容易生成大粒径颗粒。所以从结果看出,高负荷时粒径分布朝大颗粒方向发展。随着转速进一步升高,进气量也增加,燃空比下降,有利于燃油雾化混合,燃烧充分,数量浓度逐渐下降,并且颗粒大小分布趋向于小粒径成分偏多,数量浓度都在0.04~0.2μm之间出现峰值,在中等负荷时候最明显。低负荷时颗粒比较小,粒径分布在各个转速下都主要集中在0.04μm以下,此时数量浓度对中高转速不是很敏感。
2.2 三种转速下,不同负荷时粒径与数量及面积浓度的关系
发动机在三种转速(1200、1800、2400r/min)下进行负荷特性试验,分析对比了不同转速、负荷条件下,粒径与数量浓度和面积浓度的关系,结果如图5和图6所示。
从图5可看出,随着转速的升高,数量浓度整体呈上升趋势。在同一转速下,随着负荷的增大,由于进气量不变,燃空比增大,混合变差,导致燃烧不充分。粒径值从<0.04μm逐渐变化成较大的,并在0.07~0.12μm之间产生峰值。三种转速下,超小颗粒(粒径<0.04μm)数量都是0负荷时最多;粒径主要为0.07~0.2μm,这是由于低负荷时燃空比都比较小,燃油雾化混合均匀,燃烧充分。随着转速的升高,低负荷时颗粒浓度不断下降,中高负荷时颗粒浓度都是先增加后减少。高负荷时燃烧开始出现恶化,生成较大粒径的颗粒。
从图6可以看出,颗粒表面积浓度都是在高负荷时最大,这是由于高负荷时燃空比较大,油气混合不充分,燃烧不完全,产生大量大颗粒的结果。而颗粒表面积主要由粒径决定,在相同数量级的数量浓度下,大粒径颗粒对面积浓度影响很大。所以在同一个转速下,高负荷的颗粒面积浓度均最大,并随着负荷的降低面积浓度都有下降的趋势;低负荷时变化不明显,这是因为在低负荷都是超小颗粒,表面积十分小。
3 结论
(1) 非道路车用柴油机排放颗粒数量浓度,高 负荷时,最大数量浓度出现在2000r/min,达1.5×107个/cm3;高转速下,最大数量浓度出现在空负荷时,达2.9×107个/cm3;低速时,最大数量浓度出现在空负荷时,达3.5×107个/cm3。
(2) 非道路车用柴油机排放颗粒粒径分布,高负荷时主要集中在0.04~0.2μm的颗粒累积模式,低负荷时主要集中在<0.04μm的核模式;高转速时,除空负荷外,粒径主要集中在0.04~0.2μm,低转速时,粒径有所增大,除低负荷外,其他负荷粒径主要集中在0.05~0.3μm。
(3) 非道路车用柴油机排放颗粒粒径表面积浓度,高负荷时,最高达5×105μm2/cm3,低负荷时由于粒径比较小,表面积浓度一般在104μm2/cm3数量级;中等转速时面积浓度达到峰值,随着转速的升高或降低,面积浓度都有所下降。
摘要：通过非道路车用柴油机台架试验,利用静电低压撞击器(ELPI)对其排气颗粒粒径分析后发现:非道路车用柴油机排气颗粒物主要集中在粒径为0.051μm的累积模式;高负荷、中高转速下颗粒浓度最大,低负荷低转速时粒径尺寸最小;一定转速下,较低负荷时颗粒浓度及粒径都比较小,随着负荷的增加粒径增大。对于非道路车用柴油机,控制微小颗粒生成是控制颗粒物排放的主要研究方向。
关键词：内燃机,柴油机,非道路,排放,颗粒物
参考文献
[1]Kittelsion D,Aenold M,Watts W.Review of diesel particulatematter sampling methods[R].Department of Mechanical Engi-neering,University of Minnesota,1999.
[2]成晓北,黄荣华,陈德良.直喷式柴油机排放微粒尺寸分布特性[J].燃烧科学与技术,2006,12(4):51-55.Cheng X B,Huang R H,Chen D L.Characteristics of dieselparticule size distribution of direct injection diesel engine[J].Journal of Combustion Science and Technology,2006,12(4):51-55.
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[4]保罗A.巴伦,克劳斯.维勒克.气溶胶测量:原理、技术及应用[M].北京:化学工业出版社,2006.
[5]刘双喜,陈杰峰,李孟良,等.ELPI在重型车车载PM测试中的应用研究[J].汽车工程,2007,29(7):42-45.Liu S X,Chen J F,Li M L,et al.A study on the application ofelectrical low pressure impactor to the on-board measurement ofparticulate matter in heavy duty vehicle[J].Automotive Engi-neering,2007,29(7):42-45.
非结构化道路 篇5
柴油机以其良好的经济性和可靠性得到了广大使用者的认可，目前在农业领域得到了广泛应用。然而随着人们环保意识的日益增强，已经开始关注非道路柴油机的排放问题。我国从2007年正式实施《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法》(Ⅰ、Ⅱ阶段)，其中I阶段从2007年10月1日开始实施，Ⅱ阶段从2010年10月1日开始实施。从I阶段升级到Ⅱ阶段时，柴油机的喷油系统与燃烧室结构需要进行优化设计和匹配，提高柴油机喷油系统的性能，进而优化燃烧过程的机内净化措施，才能使柴油机能满足GB20891Ⅱ阶段的排放要求。本文以东方红LR4B3-24型柴油机为例介绍柴油机满足非道路国Ⅱ排放升级的技术方案。
1 国内排放法规及现状
1.1 国内排放法规
我国目前实施的《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法》(Ⅰ、Ⅱ阶段)主要参考了欧盟标准，是在欧盟(指令97/68/EC)标准的基础上，新增了农业和渔业机械方面的要求。表1、表2分别为I、Ⅱ阶段排气污染物限值。从2010年10月1日起开始执行第Ⅱ阶段，与第I阶段限值相比，NOx排放量降低了24%～35%，颗粒物排放下降20%～63%。
1.2 国内现状
我国目前的技术装备和相关工艺水平与国外同期水平相比存在很大差距，内燃机企业的开发创新和技术储备严重不足，特别是农业领域使用的柴油机差距更加明显。表3为目前国内外非道路移动机械用柴油机主要性能指标对比。
与国外同期的柴油机相比，国内柴油机存在高排放、低比功率、高油耗和可靠性差等不足，因此专门为国内非道路市场开发出高质量、低污染的专用发动机已经到了刻不容缓的地步。一拖(洛阳)柴油机有限公司基于以上原因，决定开发出高质量、低污染的东方红系列柴油机来满足国内非道路移动机械市场需求。
2 技术指标
东方红LR4B3-24型柴油机为一拖集团与英国里卡多公司联合设计，利用CAD/UG等三维技术和CAE分析技术对重要部件全面优化，设计出了独特的多曲面高强度缸体。运用湿式缸套高位下支撑技术，活塞强制喷油冷却技术，低涡流进气道的整体缸盖，全面提升了柴油机的使用可靠性。还运用了国际最新的内燃机燃烧技术，优化匹配的燃油喷射系统，采用P系列或J系列喷油器。使该机型的排放指标全面达到《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法》(Ⅰ、Ⅱ阶段)中的Ⅱ阶段规定。主要设计技术指标见表4。
3 技术方案
3.1 新型燃烧室
新型燃烧室底部中央的凸起较大即缩口ω如图1所示，可以提高空气利用率。顶部有微缩口，在燃烧上止点后的膨胀行程中仍能保持较强的涡流，对加强柴油机燃烧过程后期的扩散燃烧十分有利，不致造成燃烧品质的严重恶化。缩口燃烧室提高了进气涡流的保持性，燃烧过程中在活塞顶燃烧室缩口内产生强烈的挤压涡流，与进气涡流一起形成复杂的空气运动，引发强烈的紊流促进燃油与空气的混合，加速扩散燃烧，同时降低PM排放。
3.2 小压力室或无压力室喷油器
喷嘴结构型式对柴油机的有害排放物特别是HC和PM中有机可溶成分(SOF)排放量的影响很大。压力室的存在使针阀落座关闭后压力室中仍存在燃油，且此部分燃油靠高温蒸发在无喷射状态下进入燃烧室内燃烧，燃烧不完全导致经济性差，排放指标恶化。采用5×0.28的多孔无压力室喷嘴，可以有效地降低了HC和SOF排放。
在喷嘴流量一定的情况下，多孔数、小孔径喷嘴的喷射压力提高，燃油雾化良好，改善了燃烧效率。由于喷孔数的增加，使燃油在汽缸内的分布更加均匀，减少了局部燃烧高温点，降低了局部高温区的温度。多孔数、小孔径不仅对改善PM排放效果显著，而且还可以明显降低NOX排放的生成。
3.3 内部EGR技术
EGR技术是目前减少柴油机NOX排放的首选。EGR是把一定数量的废气引入到发动机的进气系统，使得进气充量中惰性气体的比例增加。由于柴油机排放的废气是一种惰性气体，进气与再循环废气混合后将减少混合气体的含氧量，同时减小热容，降低最高燃烧温度和NOX的形成量。
3.4 改进活塞环及缸套珩磨参数
采用硼铜替代钒钛材料新型平台珩磨网纹，使缸套更加耐磨，且和活塞环之间密封更好。改进活塞环及缸套珩磨参数，采用新型平台珩磨网纹，减少润滑油消耗量，从而降低PM中SOF成分的排放。
4 相关试验
4.1 性能试验
委托相关法定检验部门对LR4B3-24型柴油机样机进行性能试验，试验结果表明柴油机性能完全达到设计要求。样机的主要性能指标与设计指标的比较见表5。样机的全负荷速度特性曲线如图2所示。
4.2 排放试验
委托相关法定检验部门对LR4B3-24型柴油机样机进行排气污染物检测试验，检测结果表明柴油机排气污染物限值完全达到《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法》(Ⅰ、Ⅱ阶段)中的Ⅱ阶段规定。样机排气污染物的实测值与标准值比较见表6。
5 结束语
LR4B3-24型柴油机的研制取得了圆满的成功，排放指标全面达到《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法》(Ⅰ、Ⅱ阶段)中的Ⅱ阶段规定。柴油机具有动力性好、噪声低、节油显著和可靠性好等特点，可以广泛适合农业机械的使用，是国内农业机械的首选动力。
参考文献
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[3]刘胜吉等.满足单缸柴油机国Ⅱ排放的技术难题与对策[J].小型内燃机与摩托车, 2009, 38 (4) :85-88.
非结构化道路 篇6
随着社会经济的发展,非道路用柴油机的污染物排放问题日益得到人们的普遍关注。20世纪90年代,美国、日本以及欧盟国家均制定了非道路用柴油机的排放法规。我国于2007年4月发布GB 20891—2007《非道路移动机械用柴油机机排气污染物排放限值及测量方法(中国一、二阶段)》2010-12-30发布了GB 26133—2010《非道路移动机械用小型点燃式发动机排气污染物排放限值与测量方法(中国Ⅰ、Ⅱ阶段)》。
2014年5月16日发布GB20891—2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》。2016年1月14日,为推进非道路机械污染减排,改善大气环境质量,环境保护部依据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》和《大气污染防治行动计划》发布2016年第5号《关于实施国家第三阶段非道路移动机械用柴油机排气污染物排放标准的公告》。
环境保护部2016年第5号公告就《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》(GB 20891—2014)的实施要求、责任主体和监督检查等有关事项予以公告。
首先是为分步实施《非道路标准》第三阶段标准列出时间表。GB20891—2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》2014年4月28日批准,2014年5月16日发布,自2015年10月1日起,所有制造和销售的非道路移动机械用柴油机,其排气污染物排放必须符合本标准第三阶段要求。自2016年4月1日起,所有制造、进口和销售的非道路移动机械不得装用不符合《非道路标准》第三阶段要求的柴油机(农用机械除外)。意味着凡进行排气污染物排放型式核准的非道路移动机械用柴油机都必须符合第三阶段要求。自2016年12月1日起,所有制造、进口和销售的农用机械不得装用不符合《非道路标准》第三阶段要求的柴油机。
其次,明确了非道路移动机械生产企业作为环保生产一致性管理的责任主体,应确保实际生产、销售的机械达到《非道路标准》相应要求。同时,按照《中华人民共和国大气污染防治法》将相关环保信息进行公开。
再次,是明确执行力度,加强监督,严格检查。环境保护部将加强生产、销售环节监督检查,严厉打击违法生产销售不达标产品行为。对生产、进口和销售不符合《非道路标准》要求的,环境保护部会同有关部门依法进行处罚。
纵观GB 20891—2014标准,具体执行时应把视角聚集在发动机产品的耐久试验时间和排气污染物排放限值两个部分。
GB 20891—2014标准,把不同转速和有效寿命的发动机耐久试验时间按3个功率段作出规定,已经将从小到大所有功率发动机都涵盖在内,这一点应引起小型农机企业的重视。
第三阶段主要对一氧化碳(CO)、碳氢化合物(CH)与氮氧化物(Nox)混合物及颗粒物(PM)做出了明确要求。而在第四阶段不但提高了各排放指标的要求,还把碳氢化合物(CH)和氮氧化物(Nox)作为单项指标进行规定。
环境保护部2016年第5号公告的发布,立即引起农机化主管单位和相关企业的重视,积极响应,采取有效应对措施,积极配合公告标准的实施。
农业部农机化司对“国Ⅲ”排放升级工作给予高度重视,从农机产品鉴定与排放升级的对接,农机购置补贴政策与“国Ⅲ”排放升级的工作协调等多方面给予配合。2015年9月,农机化管理司李伟国司长专门听取了农机工业协会和约翰迪尔、福田雷沃、中国一拖、山东五征、常州东风和苏州久保田等企业的汇报,共同探讨了升级工作的解决方案。生产企业在公告发布以后,不少柴油机企业、农机主机企业以及销售企业就已经开始“响应”国家的要求,从技术、制造和服务等各个方面启动升级工作。
在政策推动方面,农业部作为行业主管部门,主要做了以下工作:一是在农机化快速发展的新形势下,为进一步推进简政放权,充分发挥农机试验鉴定机构作用,2015年7月15日,农业部部长韩长赋签发(中华人民共和国农业部令2015年第2号)农业部关于修订《农业机械试验鉴定办法》的决定,颁布新修订的《农业机械试验鉴定办法》。二是为贯彻《农业机械试验鉴定办法》,顺利推进推广鉴定改革,做好农业机械推广鉴定大纲制修订期间的衔接工作,明确排放标准升级后证书信息变更原则,加强国家质量监督抽查不合格产品推广鉴定证书的管理,农业部办公厅于2016年3月29日发布了《农业部办公厅关于做好当前农业机械推广鉴定有关工作的通知》(农办机[2016]6号)。三是为规范农业机械推广鉴定工作,明确推广鉴定的内容、程序和要求,依据新发布的《农业机械试验鉴定办法》修订了《农业机械推广鉴定实施办法》(农业部公告第2331号),并于2016年1月1日起施行。
做为推广鉴定执行机构,农业部农业机械试验鉴定总站主要做了以下工作:一是为规范开展部级推广鉴定证书有效期满续展和有效期内变更工作,按照《农业机械推广鉴定实施办法》及(农办机[2016]6号)要求,总站于2015年5月6日发布了《关于印发农业机械部级推广鉴定受理和信息变更有关规定的通知》(农机鉴〔2015〕63号),2016年5月30日发布了《关于部级推广鉴定证书有效期满续展和有效期内变更等有关工作的通知》(农机鉴〔2016〕70号)文件。二是根据新发布的《农业机械推广鉴定实施办法》农业部农业机械试验鉴定总站组织专家全面修订了部级推广鉴定大纲,为以后的推广鉴定工作奠定了良好基础。
为便于理解,以下是对《农业机械试验鉴定办法》、《农业机械推广鉴定实施办法》等相关政策变化情况加以对照分析,仅供参考。
《农业机械试验鉴定办法》的主要变化情况
(1)新办法:第十八条农机鉴定机构应当在试验鉴定结束之日起15日内向企业出具鉴定报告。
老办法:第十八条农机鉴定机构应当在试验鉴定结束之日起15日内向企业出具鉴定报告,并在企业无异议后将鉴定报告和有关材料报送农业机械化行政主管部门。
理解要点:本条明确了鉴定报告由农机鉴定机构直接向企业出具鉴定报告,免除了报送环节。
(2)新办法:删除第二十条。
老办法:第二十条省级以上人民政府农业机械化行政主管部门应当对农机鉴定机构报送的鉴定报告和有关材料进行审查。审查内容包括:材料是否全面准确;鉴定程序是否符合有关规定。审查工作应当在收到鉴定报告和有关材料之日起15日内完成。
理解要点:本条因发证主体变化而取消。
(3)新办法:第二十一条农机鉴定机构应当在指定媒体上公布通过鉴定的产品和相应的检测结果。
老办法:第二十一条省级以上人民政府农业机械化行政主管部门应当在指定媒体上对审查通过的鉴定产品进行公告。同时,由农机鉴定机构公布相应的检测结果。
理解要点:本条明确了公布通过鉴定的产品和相应的检测结果的行为主体因发证主体变化而改变。
(4)新办法:第二十二条对通过推广鉴定的产品,农机鉴定机构应当在公布后10日内颁发农业机械推广鉴定证书,产品生产者凭农业机械推广鉴定证书使用农业机械推广鉴定专用标志。
老办法:第二十二条对通过推广鉴定的产品,省级以上人民政府农业机械化行政主管部门应当在公告后10日内颁发农业机械推广鉴定证书,产品生产者凭农业机械推广鉴定证书使用农业机械推广鉴定专用标志。
理解要点:发证主体由鉴定的农业机械化行政主管部门改为农机鉴定机构
(5)新办法:第二十三条第二款农业机械推广鉴定证书和标志的有效期自签发之日起至第5年的12月31日止。
老办法:第二十三条农业机械推广鉴定证书和标志的式样由农业部统一制定、发布。农业机械推广鉴定证书和标志的有效期为四年。禁止伪造、涂改、转让和超范围使用农业机械推广鉴定证书和标志。
理解要点:本条明确了推广鉴定有效期变化较大,由“5年”改成“4年”,推广鉴定证书标志的有效期自签发之日起第5年的12月31日止”,。细算起来,按照获证时间的不同,有效期满时间也有所不同,有的获证晚是不足四年即到期,有的获证早可能是将近五年多一点。《推广鉴定实施办法》要求提前6个月申报,申报的时候,按照要求来说,有的可以稍微晚一点,有的必须得提前,以免过期或续展的时候无法安排。
(6)新办法:第二十六条获得农业机械推广鉴定证书产品的商标、企业名称和生产地点发生改变的,生产者应当凭相关证明文件向原发证机构申请变更换证;改变结构、型式和生产条件的,应当重新申请鉴定。
老办法:第二十六条获得农业机械推广鉴定证书产品的商标、企业名称和生产地点发生改变的,生产者应当凭相关证明文件向原发证机关申请变更换证;改变结构、型式和生产条件的,应当重新申请鉴定。
理解要点:本条明确了获得农业机械推广鉴定证书产品信息变更申报因发证主体变化而改变。
(7)新办法:第二十八条中的
老办法:第二十八条通过鉴定的产品,有下列情形之一的,由省级以上人民政府农业机械化行政主管部门取消被选型资格或收回、注销农业机械推广鉴定证书和标志,并予公告:
①产品出现重大质量问题,或出现集中的质量投诉后生产者在规定期限内不能解决的;②商标、企业名称和生产地点发生改变未申请变更的;③改变结构、型式和生产条件未重新申请鉴定的;④在国家产品质量监督抽查或市场质量监督检查中有严重质量问题的;⑤国家明令淘汰的;⑥通过欺诈、贿赂等手段获取鉴定结果或证书的;⑦涂改、转让、超范围使用农业机械推广鉴定证书和标志的。
理解要点:本条明确了获得农业机械推广鉴定证书产品发生违规情况时采取措施的执行者由“省级以上人民政府农业机械化行政主管部门”修改为“原发证机构”。
(8)新办法:第十条作为第四项增加一项:“申请前三年内,未因违反本办法第二十八条第一、三、四、六项的规定被收回、注销农业机械推广鉴定证书和标志。”
《农业机械推广鉴定实施办法》的变化情况
本办法自2016年1月1日起施行。2010年农业部公告第1438号、《农业部关于印发<农业机械试验鉴定机构能力认定办法>和<农业机械推广鉴定证书和标志管理办法>的通知》(农机发〔2005〕9号)同时废止(上一版自2010年10月1日起实施)。
与老办法相比,新办法共8章39条,老办法共7章35条,主要变化如下。1.推广鉴定申请
新办法:第七条申请者应当提交加盖法人公章的以下材料:①《农业机械推广鉴定申请表》一式三份;②企业法人营业执照复印件一份;③产品定型证明文件复印件一份;④产品企业标准复印件一份;⑤产品使用说明书一份;⑥国家实施生产许可和强制性认证等管理的产品,应当提供相应证书及附件的复印件一份;⑦农机推广鉴定大纲规定的其他材料。
前款规定的产品定型证明文件由《企业承诺书》和以下材料之一组成:①全国工业产品生产许可证书;②强制性产品认证证书;③自愿性产品认证证书;④其他单位按相关部门规定出具的产品鉴定证书;⑤具有资质的产品质量检验机构或通过实验室认可的企业实验室出具的型式试验报告。
老办法:第七条申请部级推广鉴定的产品应当是定型产品,批量生产一年以上,在两个以上省(自治区、直辖市)销售。累计销售量满足如下要求:小型农业机械产品不少于500台,中型农业机械产品不少于100台,大型农业机械产品(或成套设备)不少于30台(套)。对国家重点推广、农业生产急需或创新型产品可适当放宽要求。
申请省级推广鉴定的产品,销售区域和累计销售量等要求由各省、自治区、直辖市人民政府农业机械化行政主管部门确定。
第八条推广鉴定的申请者对申请材料的真实性负责,申请材料应当加盖法人公章,具体内容包括:①推广鉴定申请表(参考格式见附表1)一式三份;②企业法人营业执照复印件一份,代理申请的还需提供境外委托方的登记注册证明和委托授权书复印件;③产品定型证明文件复印件一份;④产品执行标准文本及其登记注册证明或备案材料复印件一份;⑤产品使用说明书一份;⑥国家实施生产许可和强制性认证等管理的产品,应当提供相应证书及附件的复印件一份;⑦推广鉴定大纲规定的其他文件及证明材料。
推广鉴定申请表应当按照一个独立的申请产品填写,符合推广鉴定大纲涵盖机型规定的,可与主机型合并申报。被涵盖机型的生产和销售情况应当分别满足本办法第七条的要求,同时分别提供本条第⑤、⑥项要求的材料。
推广鉴定证书有效期届满,需要继续保持资格的,原证书申请者应当提前一个作业季节或在有效期届满6个月前,按照本条规定重新提出推广鉴定申请,但无需提供本条第一款第③项要求的材料。
产品定型证明文件可以是所申请产品的省级以上相关鉴定证书,也可以是省级以上农业机械定型鉴定证书、产品质量认证证书、生产许可证及其附件。省级推广鉴定证书可以作为申请部级推广鉴定产品的定型证明文件。
理解要点:本条放宽了申请材料要求,尤其是放款对产品定型证明文件的认可,另外新增加了企业承诺书》要求。
2.推广鉴定受理
新办法:第十二条申请农机推广鉴定的产品有下列情形之一的,不予受理:①未列入农机推广鉴定产品种类指南的;②生产量、销售量不满足要求的;③国家明令淘汰的;④申请材料不全或不符合要求的;⑤申请前三年内,因违反《农业机械试验鉴定办法》第二十七条第一、三、四、六项的规定被撤销农机推广鉴定证书的;⑥应当不予受理的其他情形。
老办法:第十一条有下列情形之一的,不予受理:①未列入最新公布的推广鉴定产品种类指南的产品;②销售量、销售区域不满足要求;③国家明令淘汰的产品;④申请材料不齐全或内容不符合要求;⑤应当不予受理的其他情形。
理解要点:本条增加了申请前三年内,因违反《农业机械试验鉴定办法》第二十七条第一、三、四、六项的规定被撤销农机推广鉴定证书的产品不予受理条款。
3.推广鉴定鉴定内容
新办法:第十五条农机推广鉴定内容主要包括:安全性评价;适用性评价;可靠性评价。
老办法:第十五条推广鉴定依据农业部和省级人民政府农业机械化行政主管部门发布的推广鉴定通则和相关产品推广鉴定大纲进行。有部级推广鉴定通则和大纲的,应当按照部级推广鉴定通则和大纲鉴定。鉴定内容包括:①技术要求与性能试验;②安全检查;③可靠性试验;④适用性评价;⑤使用说明书审查;⑥三包凭证审查;⑦生产条件审查;⑧用户调查。
以集团公司(总公司)名义申请,其下属不同子公司、分公司(工厂)生产同一商标(牌号)和型号产品的,应当分别进行产品试验和生产条件审查。
理解要点:推广鉴定内容由8大项改为3性评价,主要是把使用说明书审查、三包凭证审查、生产条件审查去掉了,把性能试验和用户调查涵盖在可靠性评价和适用性评价中了,是不能取消的。
4.推广鉴定报告
新办法:第十六条农机鉴定机构独立完成推广鉴定任务的,应当由该机构出具农机推广鉴定报告。与具有资质的产品质量检验机构合作完成的,由鉴定机构出具农机推广鉴定报告。
第十七条农机鉴定机构应当在鉴定报告签发之日起15个工作日内向申请者出具农机推广鉴定报告。申请者对鉴定结果有异议的,可以在收到农机推广鉴定报告之日起15个工作日内向出具报告的农机鉴定机构申请复验一次。复验费用由责任方承担。
老办法:第十八条农机鉴定机构独立完成推广鉴定任务的,应当由该机构出具推广鉴定报告。合作完成的,由牵头机构出具推广鉴定报告。农机鉴定机构对其出具的推广鉴定报告负责。
合作完成推广鉴定任务的农机鉴定机构根据各自承担的工作量合理分配鉴定费用,不得超标准收费和重复收费。
第十九条推广鉴定项目不符合鉴定要求的,短期内可以整改的内容允许企业整改一次,但整改期限不得超过3个月。整改后仍不符合要求的,推广鉴定结论为不通过。
第二十条农机鉴定机构于鉴定结束之日起15日内向申请者出具推广鉴定报告。经申请者确认无异议,推广鉴定结论为通过的,按规定上报相应人民政府农业机械化行政主管部门审批颁发推广鉴定证书。
申请者对鉴定结果有异议的,可以在收到推广鉴定报告之日起15日内向出具报告的农机鉴定机构申请复验一次。复验费用由责任方承担。
农业部农业机械试验鉴定总站负责部级推广鉴定报告等材料的审核,应当于收到材料之日起15日内完成审核工作,并将通过审核的汇总上报农业部审批发证。
理解要点:与具有资质的产品质量检验机构合作完成的,由农机推广鉴定报告鉴定机构出具。
5.推广鉴定公告
新办法:第十八条农业部农业机械试验鉴定总站负责对通过部级农机推广鉴定的产品进行公告并颁发部级农机推广鉴定证书;省级农机鉴定机构负责对通过省级农机推广鉴定的产品进行公告并颁发省级农机推广鉴定证书。
通过农机推广鉴定的产品原则上每季度公告一次,其鉴定报告的相关内容应当在公告之日起10个工作日内公布。
老办法:第二十一条省级以上人民政府农业机械化行政主管部门以公告的形式公布经批准通过推广鉴定的产品和企业,并在指定媒体上发布相关信息,推广鉴定公告原则上每季度发布1次。农机鉴定机构应当同时公布相应检测结果。
理解要点:对通过部级农机推广鉴定的产品进行公告由省级以上人民政府农业机械化行政主管部门改为农机鉴定机构。
6.推广鉴定标志
新办法:第十九条获得农机推广鉴定证书的产品,生产企业按照农业部规定的式样自行制作专用标志,并加施在获证产品本体的显著位置。
第二十一条农机推广鉴定标志的名称为“农业机械推广鉴定证章”,由基本图案、证书编号组成。
老办法:第二十一条申请者于公告后10日内向受理机构领取推广鉴定证书并定购专用标志。
理解要点:农机推广鉴定标志由向受理机构领取改为生产企业按照农业部规定的式样自行制作专用标志。7.推广鉴定信息变更
新办法:第二十三条农机推广鉴定证书有效期内证书信息发生改变的,证书持有者应当在30日内向原农机推广鉴定受理机构提出证书变更的书面申请并提交相关证明材料。
申请证书变更的,应当交回原证书。
产品规格发生变化且超出相关产品农机推广鉴定大纲允许范围的,应当重新申请推广鉴定。
第二十四条农机鉴定机构对证书变更申请的书面材料进行审查核实,可以确定申请变更的信息未涉及产品变更的,应当直接变更;涉及产品变更的,应当安排进行产品一致性检查,经确认后15个工作日内完成证书变更。变更后的证书编号和有效期截止日期保持不变。
第二十五条对经批准变更农机推广鉴定证书的产品和企业,按照本办法第十八条的有关规定予以公告。
老办法:第二十二条推广鉴定证书有效期内,证书信息、产品结构型式、生产条件等发生变化,证书持有者应当在1个月内向原推广鉴定受理机构提出书面报告及相关证明材料。
受理机构根据报告情况提出处理意见。符合证书变更条件的,应当通知企业申请证书变更。产品结构型式和生产条件发生较大变化的,应当通知企业重新申请推广鉴定。
企业申请证书变更或重新申请推广鉴定时,应当同时交回原证书。
第二十三条农机鉴定机构对证书变更申请进行审查核实后,上报所属人民政府农业机械化行政主管部门审批换证。根据相关书面材料,确定申请变更的信息不涉及产品结构型式和生产条件变化的,可以直接报送证书变更;不能确定的,应当进行产品一致性确认和生产条件审查。经确认和审查,产品结构型式没有改变,生产条件发生变化但满足要求的,可以报送证书变更;产品结构型式发生较大变化,或生产条件发生变化且不满足要求的,不予变更证书。
第二十四条对经批准变更推广鉴定证书的产品和企业,按照本办法第二十一条的有关规定予以公告。变更后的证书应当同时注明变更前的相关内容及换证日期,原证书编号及有效期不变。
理解要点:证书有效期内证书信息发生改变、超出相关产品农机推广鉴定大纲允许范围的,应当重新申请推广鉴定。涉及产品变更的,应当安排进行产品一致性检查,经确认后15个工作日内完成证书变更。变更后的证书编号和有效期截止日期保持不变。经批准变更农机推广鉴定证书的产品和企业,按规定予以公告。
8.推广鉴定续展
新办法:第二十二条农机推广鉴定证书有效期满申请续展的,农机鉴定机构应当对产品一致性和证书、标志使用情况进行检查,符合要求的,颁发新的农机推广鉴定证书。
老办法:由大纲确定。
理解要点:对产品一致性和证书、标志使用情况进行检查,不做性能试验和生产条件审查。
9.推广鉴定有效期内的监督
新办法:第二十六条省级以上人民政府农业机械化行政主管部门应当组织对通过农机推广鉴定的产品进行监督抽查。监督抽查内容包括:①制造商名称、地址及产品一致性情况;②证书和标志使用情况。
老办法:第二十六条省级以上人民政府农业机械化行政主管部门应当组织对通过推广鉴定的企业和产品进行监督检查。监督检查内容包括:①生产条件检查;②企业名称、地址及产品一致性检查;③证书和标志使用情况检查。
理解要点:对通过农机推广鉴定的产品进行监督抽查内容去掉了生产条件检查。
农办机[2016]6号文
为贯彻《农业机械试验鉴定办法》,顺利推进推广鉴定改革,做好农业机械推广鉴定大纲制修订期间的衔接工作,明确排放标准升级后证书信息变更原则,加强国家质量监督抽查不合格产品推广鉴定证书的管理,农业部办公厅于2016年3月29日发布了《农业部办公厅关于做好当前农业机械推广鉴定有关工作的通知》(农办机[2016]6号)。其主要内容如下。
1.做好农业机械推广鉴定大纲制修订期间的衔接工作
(1)关于产品销售量和生产量。申请鉴定的产品,其销售量应满足:中小型农业机械不少于100台,大型农业机械(或成套设备)不少于25台(套);其生产量应不少于现行有效部、省级农业机械推广鉴定大纲规定的抽样基数。
理解要点:为推进农机新产品的投放市场进程,对销售量要求予以放宽,不在执行大纲中的要求。
(2)关于鉴定依据和内容。鉴定的具体技术依据执行现行有效的部、省级农业机械推广鉴定大纲,其中鉴定内容调整为:技术要求和性能试验、安全检查、可靠性评价、适用性评价及使用说明书审查等5项内容。
理解要点:取消三包凭证和生产条件审查。
(3)关于有效期满续展。企业提出续展申请的,按《农业机械推广鉴定实施办法》规定进行续展。续展检查的内容为产品一致性和证书、标志使用情况,检查方法仍按照以往获证产品有效期内监督检查相关规定进行。部级鉴定的续展任务原则上由原鉴定机构承担。
2016年1月1日起至新推广鉴定大纲颁布实施之日止,受理的鉴定项目按本通知要求执行。新推广鉴定大纲颁布实施后,受理的鉴定项目依据新大纲进行鉴定;新收费标准发布前,鉴定费用参照现行收费标准进行核算和收取。2015年12月31日之前受理的鉴定项目按原规定办理。
理解要点:明确要求续展检查的内容为产品一致性和证书、标志使用情况,检查方法仍按照以往获证产品有效期内监督检查相关规定进行。
2.明确排放标准升级后证书信息变更原则
农用柴油机、拖拉机以及其他农业机械,因农用柴油机排放标准升级到中国第三阶段而引起的产品信息变化,企业可在现行相关规定允许变化范围内自主变更,无需申报变更和备案。鉴定机构已受理企业变更申请的,不再进行审查确认。如产品型号发生变化,企业应向原受理机构申请办理推广鉴定证书信息变更。
理解要点:因农用柴油机排放标准升级到中国第三阶段而引起的产品信息变化,在现行相关规定允许变化范围内由企业自主变更无需申报变更和备案。鉴定机构已受理企业变更申请的,不再进行审查确认。除产品型号发生变化,企业应向原受理机构申请办理推广鉴定证书信息变更。
3.加强国家质量监督抽查不合格产品推广鉴定证书管理
获得农业机械推广鉴定证书的农业机械产品,在证书有效期内,国家质量监督抽查或市场质量监督检查不合格且向社会公布的,证书颁发机构自得知公布情况后,应当根据《农业机械试验鉴定办法》第二十七条之规定撤销该产品的农业机械推广鉴定证书并向社会公布,同时告知同级农业机械购置补贴政策实施管理部门。
理解要点:在证书有效期内,国家质量监督抽查或市场质量监督检查不合格且向社会公布的,由证书颁发机构撤销该产品的农业机械推广鉴定证书并向社会公布。
存在问题与思考
非道路用农业机械排放控制是一项系统工程,在“国Ⅱ”升“国Ⅲ”的关键时期,主要通过提升油品质量,改善燃烧过程和改进柴油机设计等方面降低有害物排放。政策的支持已经为行业的发展奠定了良好基础,大限将至,相关企业要提高认识,积极应对,不断创新技术,生产出符合排放要求的绿色动力源。
1.存在问题
在“国Ⅲ”过程中仍然存在不少问题,给“国Ⅲ”标准实施带来影响。
(1)柴油机排放升级到“国Ⅲ”,在技术上还存在不少问题。(启动、燃油供给、电气设备和信号处理等)
(2)非道路国Ⅲ排放柴油机与农机的匹配性能仅有台架试验是不可靠的,必须进行田间作业试验,才有可能解决农田恶略作业环境下柴油机的稳定性、可靠性等问题。
(3)“国Ⅱ”升“国Ⅲ”,增加的成本与农机购置补贴政策的支持
(4)农机产品生产和销售季节非常集中,短期消化“国Ⅱ”排放产品困难。
(5)油品质量不匹配。发动机升到“国Ⅲ”,如果柴油不升级,“国Ⅲ”的发动机可能就消化不好,就容易出故障。为了保证符合排放要求,对喷油泵和喷油器的要求更为严苛,所以使用清洁质优的柴油,才能保证较好的使用柴油机,以及延长柴油供给系统的使用寿命。
(6)“国Ⅲ”产品技术培训、售后服务、配件供应、柴油机的维修问题,也给实施“国Ⅲ”标准带来影响。
过去的“国Ⅱ”发动机故障,一般机手、小维修店就可以修,升“国Ⅲ”之后,维修需要专用仪器检测,需要生产企业提供解码器等支持,并要由专业人员操作解决,机手和一般维修点就不能修理了。维修体系不健全、维修能力不足、配件供应不到位、服务不及时,势必会造成短期出现维修成本提高,维修方便性降低情况。
2.几点思考
(1)2015年10月停止生产“国Ⅱ”发动机、2016年4月1日停止销售“国Ⅱ”发动机产品,这是早就公布了的,生产和销售等各方面早就应该有所准备了。
(2)2016年1月14日,国家环境保护部发布《关于实施国家第三阶段非道路移动机械用柴油机排气污染物排放标准的公告》[2016年第5号],明确配备“国Ⅱ”发动机的农业机械生产和销售截止日期为2016年12月1日。
(3)如果2016年12月1日之后再生产和销售以“国Ⅱ”柴油机为动力的农用机械,将属违规行为。
(4)实施时间延后一个节点,2016年12月1日后,所有生产和销售的农用柴油机必须符合“国Ⅲ”排放标准。这个门槛早晚要跨越。
(5)现在可能还有不少国Ⅱ产品积压,到年底要是还有没有销售出去的是不是还需要继续延后,何时是个尽头?
非结构化数据:被忽视的富矿 篇7
在数据分析行业, 大致的统计是, 世界上约80%的数据都是非结构化数据。此前, 数据分析对象绝大部分是结构化数据, 比如姓名、性别、年龄这些信息, 可以以Word, Excel等形式呈现的数据。而非结构化数据是更加“莫可名状”的:它们通常藏在我们的聊天记录、邮件、发布的图片、语音以及视频中。
在中美两国科技界对未来技术的甄选中, 大数据分析通常位列其中, 而非结构化数据又被认为是大数据产业的一个核心。目前, 国内的现有数据绝大部分是结构化的, 对于非结构化数据的分析处在“有概念、无工具”的状态。
点评:大数据分析, 特别是对非结构化数据的分析, 是未来技术发展的方向。对于非结构化数据的分析工具来说, 电商平台海量的商家数据、客户评论就是一个富矿。如果利用好这些非结构化数据, 未来就能打开庞大的市场。