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    某國三非道路柴油機(jī)高壓油泵的選配

    2016-11-19 03:18:09齊歡寧張相坤
    山東青年 2016年4期
    關(guān)鍵詞:排放匹配

    齊歡寧 張相坤

    摘 要:為了改善非道路柴油機(jī)的排放性能,使之達(dá)到國家第3階段非道路用柴油機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。以一臺樣本分別與直列柱塞式機(jī)械噴油泵、轉(zhuǎn)子式機(jī)械分配泵和電控式VE分配泵進(jìn)行匹配,研究其對排放性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,在其他條件不變的情況下,電控式VE分配泵可以有效降低柴油機(jī)的有害物排放量,使之達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)第3階段排放標(biāo)準(zhǔn)。

    關(guān)鍵詞:非道路柴油機(jī);排放;燃油系統(tǒng);匹配

    引言

    近年來,隨著我國對環(huán)保的要求日益增高,國家對非道路柴油機(jī)采取了更加嚴(yán)格的排放法規(guī)。非道路柴油機(jī)主要應(yīng)用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、固定動力、拖拉機(jī)等非道路機(jī)械,但非道路用柴油機(jī)與汽車相比工作環(huán)境更加惡劣(無迎風(fēng)面、冷卻效果差),而且出于成本的考慮,非道路柴油機(jī)一般不會采用車用柴油機(jī)成熟的排放技術(shù)。

    我國非道路柴油機(jī)將于2016年4月份起實(shí)行《非道路移動機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放限值及測量方法(中國第三、四階段)》(GB20891-2014)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了非道路柴油機(jī)排氣污染物第三、四階段的排放限值。

    本文以一臺非道路直噴柴油機(jī)為研究樣本,為達(dá)到國家第三階段標(biāo)準(zhǔn),對其排放性能進(jìn)行研究。樣機(jī)與三種高壓油泵分別進(jìn)行匹配,并進(jìn)行一系列排放試驗(yàn)。

    1.樣機(jī)與高壓油泵的基本情況

    樣機(jī)為一臺拖拉機(jī)用直噴柴油機(jī),具體參數(shù)如表1所示。三種高壓油泵分別為直列柱塞式機(jī)械噴油泵、轉(zhuǎn)子式機(jī)械分配泵和電控式VE分配泵。

    2.技術(shù)措施及試驗(yàn)設(shè)備

    試驗(yàn)研究中,采用SAXON JUNKALOR Infralyt ELD排放分析儀檢測排放中的HC、CO、NOX。測試HC、CO和NOX分別為氫火焰離子化分析儀(F ID)、不分光紅外分析儀(ND IR)和化學(xué)發(fā)光法(CLD)。在試驗(yàn)過程中,同時采用Opacilyt 1030顆粒排放測試儀對排氣中的顆粒物進(jìn)行檢測,該儀器用的是分流稀釋系統(tǒng);測量煙度的儀器為YK-YD-99數(shù)字式排氣煙度計。排放標(biāo)準(zhǔn)及測量方法采用《非道路移動機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放限值及測量方法(中國第三、四階段)》(GB 20891-2014)規(guī)定的非道路柴油機(jī)8工況測試方法,試驗(yàn)工況及加權(quán)系數(shù)見表2,排放限值見表3。

    3.試驗(yàn)結(jié)果與分析

    3.1 直列柱塞式機(jī)械噴油泵

    4缸直列柱塞式噴油泵在發(fā)動機(jī)的每一個氣缸上都有一個分泵與噴油器相對應(yīng)。使得發(fā)動機(jī)各缸噴油量基本相等、供油提前角和供油持續(xù)角基本一致并且能迅速停止供油,以防止噴油器發(fā)生滴漏現(xiàn)象。柴油機(jī)NOX的生成與供油速率和噴油壓力有關(guān),在其他條件不變的情況下,供油速率和噴油壓力升高后NOX會升高,據(jù)此選擇合適參數(shù)的柱塞噴油泵。樣機(jī)采用的直列柱塞式機(jī)械噴油泵參數(shù)如表4所示。

    3.2轉(zhuǎn)子式機(jī)械分配泵

    轉(zhuǎn)子式機(jī)械分配泵由滑片式二級輸油泵、高壓泵、油量控制閥和供油提前角自動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等部分組成,具有零件數(shù)目少,結(jié)構(gòu)緊湊,通用性高,防污性好等優(yōu)點(diǎn)。本次試驗(yàn)中我們選用德爾福DP310系列轉(zhuǎn)子泵,其主要參數(shù)如表6所示。

    3.3電控式VE分配泵

    VE型分配泵是單柱塞式高壓燃油噴射泵,它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是用一組供油元件通過分配機(jī)構(gòu)定時定量地將燃油分別供給柴油機(jī)各氣缸。VE型分配泵集噴油泵、調(diào)速器、輸油泵和供油提前器等機(jī)構(gòu)于一身,是封閉的一個整體。VE型分配式噴油泵結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。具有高速性能好、使用可靠、功能齊全、安裝布置方便等優(yōu)點(diǎn)。試驗(yàn)中選用的VE分配泵主要參數(shù)如表8所示。

    3.4綜合分析

    根據(jù)綜合分析,對比試驗(yàn)結(jié)果如表10所示。

    從對比結(jié)果可知,電控式VE分配泵排放結(jié)果最優(yōu),各項污染物排放都低于限值,滿足使用需求。

    4.結(jié)束語

    本文研究了非道路用柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的選配,經(jīng)過分析對比試驗(yàn),確定柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的最優(yōu)選配方案,非道路用柴油機(jī)滿足更高階段排放要求。電控式VE分配泵調(diào)速特性、噴射壓力及噴油規(guī)律可滿足非道路用柴油機(jī)排放需求。

    [參考文獻(xiàn)]

    [1]劉巽俊.內(nèi)燃機(jī)的排放與控制[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

    [2]GB 20891-2014.非道路移動機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放限值及測量方法(中國第三、四階段)[S].中國國家環(huán)境保護(hù)總局,2014.

    [3]譚丕強(qiáng),胡志遠(yuǎn),樓狄明,等.非道路用直噴式柴油機(jī)排放性能改進(jìn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報,2007,38(5):190-194.

    [4]高波,黃歡,高治宏等.某增壓中冷柴油機(jī)滿足非道路國三排放的試驗(yàn)研究[J].現(xiàn)代車用動力,2015,(3):40-47.

    [5]陳希穎,居鈺生,張慶等.非道路移動機(jī)械用柴油機(jī)中國第三階段排放標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].現(xiàn)代車用動力,2015,(3):1-6.

    (作者單位:山東科技職業(yè)學(xué)院汽車工程系,山東 濰坊 261053)

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