非道路移动机械检测

技术概述

非道路移动机械检测是当前环境保护与大气污染治理工作中的重要环节。随着我国工业化进程和城市化建设的加速推进，挖掘机、推土机、装载机、叉车等非道路移动机械的数量急剧增加。这些机械大多采用柴油发动机作为动力源，由于其工作环境特殊、负荷变化大、维护保养相对滞后，导致其尾气排放成为城市空气污染的重要来源之一。据统计，非道路移动机械排放的氮氧化物和颗粒物在城市移动源排放中占有相当大的比例，对环境空气质量的影响日益凸显。

从技术层面来看，非道路移动机械检测是指依据国家相关法律法规和排放标准，利用设备对非道路柴油移动机械的排气烟度、气态污染物等指标进行监测和评定的过程。检测技术的核心在于准确捕捉机械在不同工况下的排放特征。与道路车辆相比，非道路移动机械的发动机技术水平相对落后，且长期处于高负荷运转状态，燃烧不充分现象较为普遍，这使得其排放的颗粒物浓度往往高于普通柴油车辆。

我国对于非道路移动机械的排放监管经历了从松到紧的演变过程。早期，由于监管重点主要集中在道路机动车，非道路移动机械的排放管理存在较大的盲区。近年来，随着《中华人民共和国大气污染防治法》的修订实施以及《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）》等标准的发布，非道路移动机械检测工作逐步走上正轨。特别是"国四"标准的实施，对非道路移动机械的排放控制提出了更高的要求，也推动了检测技术的升级换代。

非道路移动机械检测不仅关乎环境保护，还涉及到机械设备的维护保养和节能降耗。通过检测，可以及时发现机械发动机存在的故障或性能下降问题，如喷油嘴堵塞、进气系统泄漏、涡轮增压失效等，从而指导用户进行针对性的维修保养，延长设备使用寿命，降低燃油消耗成本。因此，非道路移动机械检测具有显著的环境效益和经济效益双重价值。

检测样品

非道路移动机械检测的样品对象主要是指在非道路上行驶或作业的各类移动机械和运输设备。根据相关标准的定义和分类，检测样品的范围相当广泛，涵盖了工程机械、农业机械、林业机械、材料装卸机械、机场地面设备等多个类别。以下是主要的检测样品类型：

• 工程机械类：这是非道路移动机械检测中最为常见的样品类型，主要包括挖掘机、推土机、装载机、压路机、摊铺机、平地机、铲运机、旋挖钻机等。这类机械通常在建筑工地、道路施工等场所作业，使用频率高，排放强度大。
• 农业机械类：包括拖拉机、联合收割机、插秧机、播种机、喷药机等。农业机械具有较强的季节性使用特征，但在农忙季节往往长时间连续作业，排放总量不容忽视。
• 林业机械类：如伐木机、造林机、挖坑机、木材削片机等。这类机械多在林区作业，由于作业环境偏远，监管难度相对较大。
• 材料装卸机械类：主要包括叉车、堆高机、牵引车等。这类机械广泛应用于工厂厂区、物流园区、港口码头等场所，作业环境相对封闭，污染物容易积聚。
• 机场地面设备：如飞机牵引车、行李牵引车、平台升降车、客梯车等。机场作为重点管控区域，对地面服务车辆的排放要求较高。
• 其他类型：还包括发电机组、空气压缩机、水泵机组、混凝土泵车、起重机、压裂车、修井机等，以及在这些机械上使用的辅助柴油机动力单元。

在进行检测时，需要对样品机械的基本信息进行登记确认，包括机械名称、型号、出厂编号、发动机型号、发动机出厂编号、生产日期、额定功率、燃油类型等。这些信息是判断机械适用排放阶段标准的重要依据。同时，还需要确认机械的运行状态，确保被检测机械处于正常工作温度，且无明显的机械故障，以保证检测结果的代表性和准确性。

值得注意的是，检测样品的确定还需要考虑机械的使用场所。根据各地非道路移动机械排气污染监督管理的规定，某些特定区域（如高排放非道路移动机械禁止使用区）内的在用机械是监管和检测的重点对象。此外，新生产或进口销售的机械也需要进行型式检验或生产一致性检查，这属于另一类检测样品范畴。

检测项目

非道路移动机械检测项目依据检测目的和适用标准的不同而有所差异。总体而言，检测项目主要分为排气污染物检测和辅助检查项目两大类。排气污染物检测是核心内容，针对在用机械和新生产机械，其检测项目和控制限值也存在明显区别。

一、在用非道路移动机械检测项目

对于已在实际使用的非道路移动机械，目前主要执行的检测依据是《非道路柴油移动机械排气烟度限值及测量方法》（GB 36886-2018）。主要检测项目包括：

• 排气烟度：这是在用机械检测最核心的项目。排气烟度反映了机械发动机燃烧状况的好坏，是评价颗粒物排放水平的间接指标。根据测量方法的不同，分为林格曼烟度法和光吸收系数法。林格曼烟度法通过比对烟气的黑度与标准色阶来判定；光吸收系数法则利用光学原理测量烟气对光的吸收程度。
• 林格曼黑度级数：采用林格曼烟度计进行测量，结果以林格曼黑度级数（0-5级）表示。该指标直观反映烟气颜色的深浅，适用于现场快速筛查。
• 光吸收系数：采用不透光烟度计进行测量，结果以光吸收系数（m⁻¹）表示。该方法测量精度高，受人为因素影响小，是目前主流的检测手段。

二、新生产及进口机械型式检验项目

对于新生产或进口销售的非道路移动机械，需要依据GB 20891等标准进行更为严格的型式检验。检测项目涵盖了气态污染物和颗粒物，具体包括：

• 一氧化碳（CO）：一种无色无味的有毒气体，是燃油不完全燃烧的产物。高浓度的一氧化碳会对人体的神经系统造成损害。
• 碳氢化合物（HC）：未燃烧或燃烧不完全的燃油及其裂解产物的总称。碳氢化合物是形成光化学烟雾的重要前体物。
• 氮氧化物：主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），是发动机高温燃烧条件下空气中的氮气和氧气反应生成的。氮氧化物是导致酸雨、光化学烟雾和雾霾的重要污染物。
• 颗粒物（PM）：柴油机排放的主要污染物之一，主要由碳烟、可溶性有机物和硫酸盐等组成。颗粒物特别是细颗粒物（PM2.5）可深入人体肺部，严重危害呼吸系统和心血管系统健康。

三、辅助检查项目

为了确保检测的有效性和合规性，检测过程中还需要进行多项辅助检查：

• 外观检查：检查机械的污染控制装置是否齐全，是否存在严重破损或私自改装情况，排气管是否存在漏气现象。
• 发动机基本信息核对：核对发动机型号、编号与登记信息是否一致，确认排放阶段。
• 仪表及故障灯检查：检查机械仪表盘工作是否正常，是否有发动机故障灯常亮等异常情况。
• 燃油规格检查：必要时对使用的燃油进行取样检测，确认是否符合国家相关标准。

检测方法

非道路移动机械检测方法根据检测对象、检测目的和现场条件的不同，有多种技术路线可供选择。科学合理的检测方法是保证检测结果准确性、可靠性和可比性的前提。

一、自由加速法

自由加速法是在用非道路移动机械排气烟度检测最常用的方法。其基本操作流程如下：

首先，机械操作人员将发动机怠速运转，使发动机温度达到正常工作状态。检测人员将烟度计的取样探头插入排气管中，深度不小于300mm。然后，操作人员迅速将油门踏板踩到底，维持约4秒钟后松开。在加速过程中，发动机转速迅速上升，排气烟度也随之变化。测量系统记录下加速过程中的最大烟度值。重复进行上述操作至少3次，取算术平均值作为最终检测结果。

自由加速法的优点是操作简便、耗时短、不需要复杂的底盘测功机设备，非常适合现场移动检测。但其缺点也很明显，由于是在非稳态工况下测量，受操作人员踩油门速度、发动机响应特性等因素影响较大，结果的重现性有时不如稳态工况法。

二、加载减速法

加载减速法也称为 lug-down 法，这种方法通过给发动机施加外部负荷，使其在较高负荷工况下运行，从而测量排气烟度。该方法通常需要配合底盘测功机或发动机台架使用。

在检测过程中，首先将机械驱动轮置于测功机上，逐步增加负荷，使发动机分别在全负荷转速的100%、90%、80%等工况点稳定运行，同时测量各工况点的烟度值。加载减速法能够较好地模拟机械实际作业时的排放状况，测量结果更接近真实排放水平。但对于履带式机械或无法在测功机上进行测试的机械，该方法的应用受到限制。

三、稳态工况法

稳态工况法主要用于新生产机械的型式检验。该方法在发动机台架上进行，按照标准规定的测试循环（如非道路稳态测试循环，NRSC），在多个固定的转速和扭矩工况点下稳定运行，分别测量各工况点的污染物排放质量，并计算加权平均比排放量。

稳态工况法测量精度高，能够全面反映发动机在各种典型工况下的排放性能，是评价发动机排放控制水平最的方法。但由于需要的台架设备和较长的测试时间，一般不适用于在用机械的日常监督检测。

四、便携式排放测试系统（PEMS）法

随着技术的发展，便携式排放测试系统在非道路移动机械检测中的应用越来越广泛。PEMS设备体积小、重量轻，可以直接安装在机械上，跟随机械进行实际作业，实时测量各种污染物的排放浓度和质量流量。

PEMS法能够获取机械在真实作业场景下的排放数据，最能反映机械的实际排放水平。这种方法特别适用于复杂工况下的排放测试研究以及特殊机械的检测需求。随着"国四"标准的实施，部分类型的非道路移动机械在型式检验中已要求进行实际道路（或实际作业）排放测试（RDE），PEMS法成为重要的技术手段。

检测仪器

非道路移动机械检测离不开化的检测仪器设备。根据检测方法和检测项目的不同，需要配置不同类型的仪器。随着检测技术的进步，检测仪器正向着智能化、集成化、便携化的方向发展。

• 不透光烟度计：这是目前在用非道路移动机械排气烟度检测中使用最广泛的仪器。其工作原理是：一束光穿过充满排烟的测量室，光源发出的光被烟气吸收和散射，透射光被接收器接收。通过测量入射光和透射光的强度，计算出光吸收系数。不透光烟度计具有响应速度快、测量精度高、读数客观等优点。仪器通常由光源、测量室、光电接收器、气泵、显示屏等组成。现代不透光烟度计多配备了嵌入式打印机和数据传输模块，可直接打印检测报告或上传数据至监管平台。
• 林格曼烟度计：林格曼烟度计是一种简易的目测烟度仪器，由印有不同黑度级别标准色阶的卡片或望远镜式观察器组成。检测人员通过比较烟气颜色与标准色阶，判断烟气的林格曼黑度级数。该仪器成本低、携带方便，但测量结果受检测人员主观因素和环境光线影响较大，通常用于初步筛查或辅助判断。
• 气体分析仪：用于检测一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物等气态污染物。常见的有不分光红外气体分析仪（NDIR）用于测量CO和HC，化学发光分析仪（CLD）或电化学传感器用于测量NOx。在进行新机械型式检验或PEMS测试时，需要使用高精度的气体分析仪。
• 颗粒物测量仪：用于测量颗粒物（PM）质量或数量。常用的有滤膜称重法采样器，通过采集一定体积的排气并通过滤膜，测量滤膜在采样前后的质量差来计算颗粒物质量浓度。近年来，微量振荡天平（TEOM）法和激光散射法颗粒物监测仪也被广泛应用，可以实现实时在线监测。
• 发动机转速仪：用于实时测量发动机转速，是自由加速法检测过程中必不可少的辅助仪器。通过监测发动机转速变化，可以判断加速过程是否符合测试规范要求。
• 便携式排放测试系统（PEMS）：PEMS是一种集成了气体分析仪、颗粒物监测仪、流量计、GPS模块等多种传感器于一体的综合性测试设备。它可以安装在机械上，实时记录机械运行过程中的排放数据、位置信息和工况参数，通过专用软件进行数据分析和报告生成。
• 底盘测功机：用于模拟机械行驶或作业时的道路阻力，使机械在室内条件下能够承受负荷运行。底盘测功机由滚筒、功率吸收装置、测量控制系统等组成，主要配合加载减速法使用。

为了保证检测仪器的准确可靠，所有仪器设备必须定期进行计量检定或校准，并在检定/校准有效期内使用。检测机构还应建立完善的仪器设备管理制度，做好日常维护保养和期间核查工作。

应用领域

非道路移动机械检测的应用领域十分广泛，涵盖了政府监管、企业管理、设备维护等多个层面。通过检测手段的实施，有效推动了非道路移动机械排放控制水平的提升和大气环境质量的改善。

一、政府环境监管执法

这是非道路移动机械检测最主要的应用领域。各级生态环境主管部门依据《大气污染防治法》等法律法规，组织开展非道路移动机械排放的监督检查。执法人员携带便携式检测设备进入建筑工地、物流园区、矿山码头、工业企业等场所，对在用机械进行抽测。对于排放超标的机械，依法责令限期治理或予以处罚。同时，各地划定禁止使用高排放非道路移动机械的区域，检测结果是判定是否违规的重要依据。通过严格的监管执法，形成了对非道路移动机械排放污染的有效震慑。

二、工程机械销售与准入

新生产和进口的非道路移动机械必须符合国家规定的排放标准，方可出厂销售和使用。制造企业需要对产品进行型式检验和生产一致性检查，第三方检测机构出具的合格检测报告是产品上市销售的前置条件。此外，在工程机械租赁行业，业主方往往要求租赁方提供机械的排放检测合格证明，作为工程准入的必要条件。这促使机械租赁企业更加重视设备的排放控制状态。

三、企业环境管理与自证合规

越来越多的生产企业、物流企业、建筑施工单位主动开展非道路移动机械排放检测，作为企业环境管理的重要内容。通过定期检测，企业可以建立机械排放管理台账，做到心中有数。在企业申请环保绩效分级评价、绿色工厂认证等荣誉时，非道路移动机械检测报告是重要的支撑材料。同时，良好的环保表现也有助于企业规避环保违法风险，提升企业形象和市场竞争力。

四、设备维护保养与故障诊断

非道路移动机械排放状况与发动机技术状态密切相关。排放超标往往是发动机存在故障的表现，如喷油器雾化不良、气缸磨损、进气系统堵塞等。通过检测发现排放异常，可以反向推断机械存在的故障隐患，指导维修人员进行针对性的检修。相比于传统的拆解检查，排放检测是一种非侵入式的快速诊断手段。定期进行排放检测，有助于及时发现和消除故障，延长设备使用寿命，降低维修成本，同时还能节约燃油消耗，实现经济效益和环保效益的双赢。

五、科研与标准制修订

检测数据是制定环保政策和技术标准的重要依据。科研机构和行业协会通过大量检测数据的收集分析，研究非道路移动机械排放特征和变化规律，评估现有排放标准的实施效果，为下一阶段排放标准的制修订提供技术支撑。例如，通过对大量实际在用机械的检测数据分析，可以了解当前机械的排放达标率、劣化规律，为制定更加科学合理的在用机械排放限值提供参考。

常见问题

1. 哪些机械属于非道路移动机械？是否包含电动机械？

非道路移动机械是指用于非道路上的各类移动机械和可运输工业设备，主要包括工程机械、农业机械、林业机械、材料装卸机械等。根据目前的监管要求，非道路移动机械检测主要针对装配柴油发动机的机械。对于电动机械、液化石油气机械等非柴油动力机械，目前尚未纳入排气烟度检测范围，因为这些机械不存在柴油机排气烟度问题。但随着监管精细化，部分城市已要求对这类机械的动力来源进行登记备案。

2. 非道路移动机械检测依据的标准是什么？

对于在用非道路移动机械，执行《非道路柴油移动机械排气烟度限值及测量方法》（GB 36886-2018）。对于新生产和进口的非道路移动机械用柴油机，执行《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）及其修改单。检测机构应根据检测目的选择适用的标准。

3. 排气烟度限值是多少？

根据GB 36886-2018，排气烟度限值分为两类。一类是林格曼黑度，限值为林格曼黑度1级（相当于烟气颜色很淡，几乎透明）。另一类是光吸收系数，根据机械的生产日期和额定功率不同，限值有所区分。例如，2009年10月1日前生产的机械，光吸收系数限值为2.26 m⁻¹~3.16 m⁻¹；2009年10月1日之后生产的机械，限值为1.61 m⁻¹~2.07 m⁻¹。限值的设定考虑了不同排放阶段机械的技术水平，体现了"老机老标准、新机新标准"的原则。

4. 检测不合格怎么办？

如果非道路移动机械检测不合格，首先应立即停止使用该机械。然后，需要对机械进行维修治理。常见的治理措施包括：清洗或更换喷油器、更换空气滤清器、校验喷油泵、检修涡轮增压系统、调整气门间隙等。如果发动机磨损严重，可能需要进行大修或更换发动机。维修治理完成后，应重新进行检测，合格后方可继续使用。对于经维修治理仍无法达标的老旧机械，应考虑淘汰更新。

5. 机械主如何准备迎接检测？

为确保检测顺利通过，机械主平时应做好以下工作：定期对机械进行维护保养，按规定更换机油、三滤等易损件；使用符合国家标准的合格燃油；避免长时间怠速运转；发现机械冒黑烟、动力下降等异常情况及时检修。在检测前，应确保机械已充分预热，处于正常工作温度，因为冷机状态下燃烧不充分，容易导致烟度偏高。同时，配合检测人员做好信息登记和操作配合工作。

6. "国三"和"国四"机械有什么区别？检测要求有何不同？

"国三"和"国四"是指非道路移动机械柴油机排放标准的不同阶段。"国四"标准相比"国三"标准，排放限值大幅加严，同时增加了对颗粒物数量（PN）的限值要求和实际作业排放测试要求。从技术路线上看，"国四"机械普遍采用高压共轨燃油喷射系统、废气再循环（EGR）、选择性催化还原（SCR）、柴油颗粒过滤器（DPF）等先进的排放控制技术。在在用机械检测方面，两者目前均执行GB 36886的烟度限值要求，但由于"国四"机械技术水平更高，其正常情况下烟度排放远低于限值，更容易达标。

7. 检测周期是如何规定的？

目前国家层面并未对在用非道路移动机械的强制检测周期作出统一规定。检测主要依据生态环境主管部门的行政检查进行。但部分地区已出台地方性法规或规范性文件，要求重点管控区域内的机械定期进行排放检测。此外，一些大型企业出于内部管理需要，也会制定机械定期检测计划。建议机械使用者关注所在地的具体政策要求，并主动开展自查自测。