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2其他国外标准
国外其他地区及国家也很少制定与养路机械相关的标准。如欧盟国家,除法国以外,在养路机械方面均直接采用EN标准,其养路机械产品多由企业制定企业标准自行规范。法国在EN标准的基础上,对部分养路机械制定标准加以规范,主要有以下11项:(1)NFF58-001:2013《轨道机械在UIC轨距铁路上运行的符合EN14003-1:2011的法国技术要求》;(2)NFF58-002:1991《轨道施工及维护机械在UIC轨距铁路上运行的维修设备》;(3)NFF58-003:1991《轨道施工及维护机械在UIC轨距上使用的属于企业的“路轨”器材的工作条件》;(4)NFF58-004:1991《轨道施工及维护机械道砟联合扒筛机规范》;(5)NFF58-005:1991《轨道施工及维护机械快速导洞工作面使用的联合扒筛机规范》;(6)NFF58-006:1994《轨道施工及维护机械高速线路更新工作的线路更新顺序规范》;(7)NFF58-007:1992《轨道施工及维护机械连续捣固与平整机械规范》;(8)NFF58-008:1992《轨道施工及维护机械捣固和平整机械规范》;(9)NFF58-009:1992《轨道施工及维护机械道岔捣固和平整机械规范》;(10)NFF58-010:1992《轨道施工及维护机械道砟稳定器规范》;(11)NFF58-012:2011《铁路设施轨道施工及维护使用便携式机械和手推车的安全要求》。从国际和国外铁路养路机械标准的数量及构成上看,国际国外并没有建立起与铁路养路机械发展相适应的技术标准体系。虽然法国制定了部分铁路养路机械标准,但近20年来,并没有随着铁路养路机械技术的发展、产品的多样化而强化标准化工作。标准化工作的理念及管理模式、市场经济的规范程度等多方面因素,影响了国际国外铁路养路机械标准化工作的发展。
3我国铁路养路机械技术标准体系
3.1技术标准情况概述
我国铁路充分重视标准对于规范产品设计、制造、检验、使用、维护等所起的重要作用。无论是小型养路机械,如捣固镐、小型道砟清筛机、液压起拨道器、钢轨钻孔机、扣件螺栓机动扳手等,还是大型养路机械,如捣固车、道砟清筛机、动力稳定车、钢轨打磨车等,已经制定或正在制定相应的铁道标准。目前,我国养路机械技术标准主要包括铁道国家标准、铁道行业标准、中国铁路总公司技术标准及铁路专用产品标准性技术文件。此外,还包括大量产品制造企业制定并实施的企业标准,这些标准也是支持我国铁路养路机械制造及运用的重要组成部分,是技术标准体系中不可或缺的支持性标准。
3.2技术标准体系概述
标准体系是由标准组成的系统,即标准体系组成的基本单元是标准。一个行业(或专业门类)的所有标准,都存在着客观的内在联系,存在着互相制约、互相衔接匹配的关系,而不是标准的简单堆砌。同时,任何一个技术标准体系是有确定范围的,并且被置于更大的体系或环境之中。在我国铁路高速、普速、重载三大技术标准体系中,线路工程都是必不可少的子体系之一,它包括铁路线路、桥梁、隧道产品的设计、制造、检验及养护维修等相关技术标准。铁路养路机械相关技术标准则是线路工程子体系的重要组成部分。铁路养路机械技术标准体系是以养路机械技术要素为主要内容的技术标准的有机整体,其标准体系通过直观的标准体系表来表达,标准体系表由标准体系结构图和标准体系标准项目明细表构成。标准体系表是编制标准制修订规划和计划的依据之一,是一定范围内包括现有、应有和预计制定标准的蓝图,它将随着科学技术的发展而不断更新和充实。标准体系表用以表达标准体系的构思、设想、整体规划,是表达标准体系概念的模型。
3.3技术标准体系结构图建议
对于不同的层面,如行业层面、制造企业层面等,所需构建的技术标准体系结构是不同的。针对我国国家铁路养路机械技术标准体系结构的确定,借鉴了我国高速、普速、重载三大技术标准体系的研究成果,但并没有按照其通用基础标准、设计标准、工艺标准、试验标准、材料标准等的结构形式进行构建,而是根据养路机械技术特性,即根据养路机械作业对象及作业方式的不同划分结构,使养路机械技术标准体系能够很好地与我国高速、普速、重载三大技术标准体系兼容。养路机械标准体系采用3层结构,第1层包括通用基础、大型养路机械和小型养路机械3个子系统;第2层是在第1层每个子系统之下,按照专业机型形成不同的类别;第3层则是标准体系的基本单元——标准。我国铁路养路机械技术标准体系结构建议如图1所示。
3.4技术标准体系明细表建议
在技术标准体系结构的基础上,提出由现行有效的国家标准(GB)、铁道行业标准(TB)、中国铁路总公司标准(Q/CR)、标准性技术文件(TJ)、正在制修订的标准以及标准制定建议组成的标准明细表建议,见表1。
2工程机械柴油机尾气排放的对策
尽管存在争议,在瑞士和瑞典已经有针对所谓的“移动式非公路柴油发动机车辆(如:工程机械)”安装柴油机微粒捕集器的责任与义务。美国的EPATier4Final排放标准和欧盟的非道路用机动设备第四阶段(IV阶段)排放标准也对工程机械柴油机尾气排放提出了更高的要求,将在全球范围使得“工程机械采用柴油机微粒捕集器技术”成为一种所谓的趋势,但目前所谓的柴油机微粒捕集器并非是完美无缺的技术,也即:目前的柴油机尾气净化装置技术并非万能。德国的许多工程机械使用企业认为:从柴油机微粒捕集器的再生、维护保养和其在一些场合导致柴油机油耗增加的角度来讲,其使用成本很高;出厂后再进一步加装柴油机微粒捕集器的工程机械的使用成本更高,例如对于使用了很多年的工程机械,光是加装柴油机微粒捕集器的相关费用就可能达到其工程机械剩余价值的50%,甚至更高;欧洲建筑施工企业认为:如果通过法规的形式强制“包括工程机械在内的非道路用机械”的柴油机使用微粒捕集器会大大增加企业的施工成本,甚至会威胁到建筑施工企业的生存,特别是给那些中小企业带来巨大的风险;而且已有包括德国在内的欧洲学者通过测试发现新研发的柴油发动机反而比前几代柴油发动机排出了更多更细小的颗粒物,而这些更细小的颗粒物的大部分几乎能无阻碍地通过许多微粒捕集器;马克斯普朗克协会在柏林的弗里茨哈伯研究所及在罗马的神经生物学和分子医学研究所在分子生物学领域的研究表明:这些更小的颗粒物的排放尽管符合欧盟非道路用机动设备第四阶段排放标准,但其与旧式柴油机排出的烟尘颗粒相比会杀死更多的人体免疫细胞,更确切地讲也即会杀死更多的人体巨噬细胞。这对于工程机械使用者和其周围的工地施工人员的健康来说更加不利,因为太细小的颗粒物吸入人体后很难再排出体外,其对于工程机械使用者和其周围的工地施工人员的免疫系统、呼吸系统及循环系统等的负面影响是长久持续的。柴油机烟尘微粒在微粒捕集器中的燃烧甚至可导致增加氮氧化物(NOx)的浓度,而且可以产生二次排放的出现,如产生极其危害健康的多环芳烃8。
因而,在将来不仅急需进一步改进包括柴油机微粒捕集器等在内的许多所谓现成的技术,而且减少工程机械柴油机尾气排放对人及周围环境的不良影响的对策也不应该仅仅局限于局部某种“单一”技术的开发,绝不能单单给工程机械柴油机装个尾气净化装置了事,应从一个“整体”的角度来通盘考虑,如:提高“工程机械整机的燃料使用效率,减少无用功”等就是间接降低工程机械柴油机尾气污染物的很好的途径之一。因为依笔者之见,工程机械柴油机尾气排放的问题已经不是单纯某一单个技术在未来的突破就能解决的,其需要跨学科的合作才能解决。这种跨学科的合作方式不仅仅需要各相关专业领域的专业人员之间的交流,还包括制定法规的决策人员和工程机械生产企业的研发技术人员、建筑业及在那里工作的人员、专业协会、研究所、高等院校及社会团体之间的交流,这不仅是一个旧技术改进和新技术开发的过程,而且还应该是一个社会过程。技术和施工组织及管理方面的减少工程机械柴油机尾气排放的措施,包括:如研制新一代工程机械柴油机零部件及总成技术(包括新一代催化反应器及新一代柴油机微粒捕集器)、怠速阶段的工程机械柴油发动机自动停机功能、恢复正常工况时工程机械柴油发动机自动启动功能、研制能量回收系统、研制新一代混合动力驱动的工程机械、研制新一代电驱动工程机械、通过使用节能液压零部件优化能源利用、通过优化工作装置优化能源利用、优化工程机械工作装置快速更换系统、使用节省燃料的液压油、通过人员培训优化工程机械的操作过程等等,其中的一些是和工程机械智能化有关的。工程机械在工地施工中无法避免怠速工况。欧洲一些发达国家的技术人员目前致力于开发工程机械柴油发动机自动停机功能,其可减少怠速时间,从而减少“无谓的燃料”消耗,间接降低工程机械柴油机尾气污染物的排放总量。展示了实现工程机械柴油发动机自动停机功能的主要元件之间的联系。取决于工程机械的类型(例如:装载机、液压挖掘机或者自卸车等)、工地现场组织和工作任务不同,各个工程机械负载周期是有区别的。基于Liebherr液压挖掘机有限责任公司及Zeppelin工程机械有限责任公司提供的资料和STRABAG股份公司的调查表明:目前液压挖掘机怠速工况约占其整个在建筑工地中的运行时间的百分之二十五至百分之三十五之间。欧洲国家专项调查表明:在建筑工地中,目前这类工程机械的平均怠速工况占其整个运行时间的百分之三十二。
怠速时间乘以怠速油耗再乘以国内建筑工地上大量的工程机械的数量,这其中的确蕴含着一个非常可观的节省燃料的潜力,故减少怠速时间从这个角度讲是一个很有价值的方法来间接减少工程机械柴油机尾气污染物的排放总量。工程机械柴油发动机自动停机功能除了可以减少柴油机尾气污染物的排放,还可以减少噪音和振动,这提高了工程机械操作人员的劳动和健康保护。当然进一步保持和提高机械效率也很重要,如:在研发时,考虑减少机械的摩擦来减小额外功,考虑在额外功一定时增大有用功;在新一代产品研发时,进一步改进结构,使它更合理;在使用中,按照技术规程定期保养、定时,使工程机械处于良好的运行状态。故上面所讲的“整体”不仅仅是把工程机械柴油机作为一个整体来考虑技术的提升,还应该从“工程机械整机效率”的角度考虑工程机械柴油机技术改进和其他总成或系统(如:工程机械工作装置)技术提升的合理匹配问题;上面所讲的“整体”也不应仅仅局限于通过“工程机械整机性能”的改进(技术革新、技术整合)来降低其柴油机尾气污染物,我们应该把“降低工程机械柴油机尾气污染物的排放”放在“技术和法规政策”相结合的大背景下,通过合理的建筑施工现场环境污染局部及总体预测、污染预防、实时监控、评价、责令整改及奖惩等综合管理体系来实现;即使将来有了先进的技术、有了像样的法规,最终还是要看能不能真正落实,也即最终是否能对各个具体建筑施工现场环境中各种各样“包括建筑施工现场所有的各辆工程机械的柴油机等尾气排放在内的”所有污染物采取局部及总体预测、污染预防、实时监控、评价、责令整改及奖惩等综合管理。在中国柴油油品质量和西方发达国家相比还有差距,并且中国工程机械核心技术和西方发达国家相比还有不小差距的前提下,这种建筑施工现场环境污染局部及总体预测、污染预防、实时监控、评价、责令整改及奖惩等综合性排放治理管理方式就显得尤为重要。