在农业机械化进程中,拖拉机作为重要的动力设备,其技术标准的更新换代备受关注。国四标准的实施,相较于国三,在多个方面带来了显著变化。这些变化不仅关乎环保,更对拖拉机的性能、使用成本和维护保养产生了深远影响。
一、排放性能大不同
(一)污染物排放限值更严格
国三拖拉机主要通过提高发动机喷油压力,使燃料燃烧更充分,以此降低多数有害气体的排放水平。然而,这种方式在高温、高压环境下,易导致氮氧化物(NOx)排放物增加。而国四标准对氮氧化物、颗粒物等污染物的排放限值提出了更为严苛的要求,相较于国三,污染物排放标准降低了 50% – 60% ,能有效减少废气排放,特别是 NOx 的生成和排放,更好地控制了排气污染,有利于环境保护 。
(二)排放控制技术升级
国三柴油机排放基本与拖拉机整机关联较小,只要发动机符合国三排放标准即可,通常无需整机厂家额外增添设备。但国四柴油机必须增加排气后处理技术,且这一工作主要由拖拉机等整机厂家牵头负责,发动机厂家仅起协助作用。从主流拖拉机厂家国四产品的准备情况来看,实现国四主要有两类技术路线,即电控 + SCR、电控 + EGR + POC,其中主流技术路线是电控 + SCR 。
- 电控 + SCR 技术原理:SCR 即选择性催化还原系统,该技术利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理。车用尿素溶液存储于专门的储存罐中,通过压缩空气将尿素溶液喷洒向热的发动机尾气(约 300℃ – 500℃),尿素气化后产生还原效率高的氨气,氨气与尾气中的 NOx 在 SCR 催化器中发生反应,转化为无害的水蒸气和 N₂,同时吸收有害的烟气颗粒 。
- 与国三排放控制的本质区别:国三主要依靠发动机内部的优化来控制排放,而国四则引入了发动机机外净化技术,通过排气后处理系统进一步降低污染物排放,实现了更为高效、全面的排放控制 。
二、技术构造差异显著
(一)尾气后处理系统的增加
国四拖拉机相较于国三,最直观的变化就是增加了尾气后处理系统 – SCR 。以 100 马力以上拖拉机为例,该系统需要定期补充尿素。若不添加尿素,车载诊断系统 – OBD 就会发出报警;超过 2 小时仍未添加,OBD 将限制发动机扭矩输出,致使发动机工作无力,无法正常使用;若更长时间不加,发动机甚至会被锁死 。
(二)车载诊断系统(OBD)的应用
国四拖拉机新增的 OBD 主要用于排放控制,它能够存储导致发动机排放超标的故障信息,便于维修人员进行诊断和维修。一旦 OBD 检测到发动机后处理关闭,会自动控制限制发动机扭矩输出,以确保排放符合标准 。
(三)发动机及相关部件的优化
为满足国四排放标准,发动机的燃油、进气系统等也进行了升级。同时,部分国四拖拉机对水箱、变速箱、传动轴等细节部位进行了全面优化。例如,有的国四拖拉机水箱宽度增加,散热面积更大,水箱左右两侧毛刷改为铁板及海绵密封结构,增强了水箱的密封性及散热性,减少了水箱堵塞的可能性;还有的增加了变速箱强制润滑,对拖拉机在坡地或丘陵作业时的变速箱轴承更有利 。
三、购置成本有变化
由于国四拖拉机在技术和配置上的升级,其生产成本有所增加,这也导致产品销售价格相较于国三有所上涨。不同品牌、不同马力段的拖拉机价格涨幅存在差异。例如,道依茨法尔产品一般来说国三改国四后产品价格成本涨幅在 10 – 25% 之间,按千瓦分段划分:20 – 37 千瓦涨幅 500 – 2000 元;37 – 102 千瓦涨幅 7000 – 15000 元;102 千瓦以上涨幅 25000 – 30000 元。英轩重工产品中,中拖涨幅较高,在 15% – 25% 左右,大拖涨幅 10% – 15% 左右,如 50 马力涨幅 2000 – 3000 元,60、70 马力涨幅 10000 元左右 。
四、使用与维护保养有别
(一)燃油与尿素使用要求
- 燃油质量要求提高:国四发动机为保证排放达标和良好的运行性能,对燃油质量的要求更高。使用不符合标准的燃油,可能导致发动机故障,影响后处理系统的正常工作,进而增加维修成本 。
- 尿素添加需定期进行:对于 100 马力以上配备 SCR 系统的国四拖拉机,需要定期添加尿素。用户需养成定期检查尿素液位的习惯,确保在作业过程中尿素充足,以免因尿素缺失导致发动机性能受限 。
(二)保养周期与内容调整
国四拖拉机的保养周期和内容与国三相比也有所不同。由于后处理系统的存在,需要对其进行定期检查和维护,确保系统正常运行。同时,为防止后处理堵塞,需要全面升级切换低灰分机油 。
(三)维修难度与技术要求提升
国四拖拉机因技术门槛提高,在维修时对技术人员的专业知识和技能要求更高。过去针对国三拖拉机的维修经验,在国四产品上难以完全适用。例如,后处理系统出现故障时,需要专业的诊断设备和技术人员进行排查和修复,这对主机企业和发动机生产企业的售后服务能力提出了严峻挑战 。
国四拖拉机在排放性能、技术构造、购置成本以及使用与维护保养等方面与国三存在诸多区别。在 “碳达峰、碳中和” 的新时代背景下,国四拖拉机的推广应用是农业机械发展的必然趋势。虽然国四拖拉机在购置和使用成本上有所增加,但其在环保性能和整体性能上的提升,将为农业可持续发展带来积极影响。用户在选择购买拖拉机时,应充分考虑这些差异,结合自身实际需求和使用场景,做出更为合适的决策 。