在新的联邦标准下，迫使今年柴油发动机变得更加清洁，拖拉机、推土机和反铲挖掘机排放的浓浓烟尘和气体正逐渐成为历史。
虽然卡车和公共汽车已经实现了清洁化，但农业和建筑设备要跟上步伐却花费了更长的时间。
这是因为这些柴油动力车辆有各种形状和尺寸，工作负荷需求各不相同，而且并非总能找到方便的地方在发动机上安装过滤器。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑订阅我们的新闻，以支持我们屡获殊荣的新闻报道。 订阅。通过购买订阅，您将有助于确保未来能够继续报道那些影响我们当今世界的发现和思想的重大新闻。
各种新技术正在生产更清洁的农用和建筑机械。其中包括低硫柴油燃料、颗粒物捕集过滤器，以及具有燃油喷射软件、废气再循环系统或防止污染物形成的催化剂的更高效发动机。
代表发动机制造商的柴油技术论坛执行董事艾伦·谢弗说：“达到这个阶段是一个真正的挑战。但所有这些工作实际上消除了柴油发动机中的氮氧化物和颗粒物。”
这些新技术是由美国环境保护署最新的排放标准促成的，该标准今年开始对农场、建筑工地和公用事业中使用的新型非道路柴油发动机生效。
根据这些Tier 4标准，与1996年的发动机相比，2014年型号的细颗粒物（与心脏病发作和呼吸道疾病有关）和氮氧化物（导致烟雾）减少了90%。
谢弗说，制造商已经超出了标准要求，将两种污染物减少了99%。通过提高燃油效率和使用过滤器，二氧化碳（一种与气候变化有关的温室气体）也减少了。
然而，新的拖拉机、挖掘机和其他非道路柴油机仍然比卡车和公共汽车更脏。它们每千瓦时允许排放的颗粒物和氮氧化物大约多50%。
重型卡车，由于它们都具有相同的设计，已经使用类似的技术来减少污染七年了。但谢弗说，对于农用和建筑设备来说，“一种尺寸并不适合所有情况”。
降低排放的基础是超低硫柴油燃料。2007年，柴油燃料中允许的硫含量从百万分之500降至2010年的百万分之15。
发动机制造商也在发动机层面或通过捕集污染物的过滤器来控制排放。
劳斯莱斯动力系统公司旗下的全球非道路柴油发动机制造商MTU America的工业销售主管斯科特·伍德拉夫表示，“安装方式几乎是无限多种的”。
全球最大的非道路柴油发动机制造商之一卡特彼勒公司的营销和销售支持主管马修·德尔泽尔表示，该公司大约十年前就开始对其中型发动机进行改造，为新标准做准备。
来源：美国环保署
德尔泽尔说，该公司在燃烧阶段处理氮氧化物（通过回收和再循环废气），并在燃烧后处理颗粒物，主要使用过滤器。
伍德拉夫说，MTU America希望限制其对在排放阶段捕集污染物的依赖。相反，他们主要使用气缸燃烧控制，该控制系统控制发动机的定时和几何形状，以防止污染物首先形成。他们还添加了选择性催化还原，该技术使用催化剂触发化学反应，将氮氧化物转化为无害元素。
伍德拉夫说，该公司最大的投资是限制燃烧本身，主要通过改进发动机软件和燃油喷射。
这些修复措施并不便宜。MTU和卡特彼勒都表示，研发成本很高，但他们拒绝透露具体成本。
美国环保署在2004年估计，新技术将花费17亿美元，并使每台机器的总成本增加1%到3%。对于一台售价10万美元的拖拉机来说，这相当于高达3000美元。建筑和农用设备的价格可能从每台数万美元到数十万美元不等。
然而，伍德拉夫表示，最新标准增加的成本远远高于美国环保署最初的估计——每台发动机增加30%到60%。
美国农场局国会关系主管安德鲁·沃尔姆斯利表示，农民对柴油法规“有点担心”，因为设备成本正在上升。
联邦法规不包括鼓励农民购买新的、更清洁设备的激励措施。
沃尔姆斯利说：“我们很擅长用胶带和电线把旧设备拼凑在一起”，他还补充说，仍然看到20世纪50年代和60年代的拖拉机和联合收割机的情况并不罕见。
这些标准旨在保护公众健康，以及农民和建筑工人的健康。柴油废气是致癌物，PM2.5与呼吸道疾病和心脏病发作导致的死亡有关。建筑工人、卡车司机和铁路工人更容易患上与柴油相关的疾病。此外，氮氧化物有助于形成臭氧，臭氧是雾霾的主要成分。
美国环保署估计，到2030年，新标准每年将避免12,000人过早死亡和8,900人住院。
来源：美国环保署
农用和建筑设备的排放量已经大幅下降。与十年前相比，非道路柴油机的氮氧化物和PM2.5排放量已经下降了25%到31%。
美国肺脏协会对柴油制造商取得的进步“非常满意”，但该协会国家政策项目助理副总裁珍妮丝·诺伦表示，对旧发动机仍然存在担忧。
诺伦说：“柴油面临的挑战是，车队需要很长时间才能更新换代。像拖拉机和发电机这样的东西往往不经常使用，因此不必经常更换，所以旧设备仍然是一个严重的健康问题。”
德尔泽尔说，卡特彼勒公司没有鼓励回收旧设备的措施，但燃油经济性的提高可能是一种自然的激励措施。
美国环保署官员没有回应环境健康新闻就此报道反复提出的采访请求。
该规则的最后阶段将于明年开始实施，适用于采矿卡车、机车和船舶中使用的750马力以上的发动机。
伍德拉夫说：“我们只是希望这些标准能让我们在他们再次修改该死的规则之前卖出这些发动机。我完全支持标准，但如果法规继续下去，一些公司将会不复存在。”
市场趋势表明，自20世纪20年代以来一直是重型发动机首选动力来源的柴油仍将继续存在。
据市场研究公司弗里多尼亚集团的一份报告显示，柴油发动机行业在全球每年产生约1430亿美元的收入，预计未来两年，公路和非公路柴油机的销量将增长约6.7%。
谢弗说：“柴油发动机为我们经济的许多方面提供动力。使该行业清洁化并没有使人们远离它。如果说有什么不同的话，那就是它为该行业在未来保持竞争力提供了平台。”