某國三非道路柴油機(jī)高壓油泵的選配

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。

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