某國三非道路柴油機高壓油泵的選配

齊歡寧　張相坤

摘 要：為了改善非道路柴油機的排放性能，使之達到國家第3階段非道路用柴油機排放標準的要求。以一臺樣本分別與直列柱塞式機械噴油泵、轉子式機械分配泵和電控式VE分配泵進行匹配，研究其對排放性能的影響。試驗結果表明，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的有害物排放量，使之達到國家排放標準第3階段排放標準。

關鍵詞：非道路柴油機；排放；燃油系統；匹配

引言

近年來，隨著我國對環保的要求日益增高，國家對非道路柴油機采取了更加嚴格的排放法規。非道路柴油機主要應用于工程機械、農業機械、固定動力、拖拉機等非道路機械，但非道路用柴油機與汽車相比工作環境更加惡劣（無迎風面、冷卻效果差），而且出于成本的考慮，非道路柴油機一般不會采用車用柴油機成熟的排放技術。

我國非道路柴油機將于2016年4月份起實行《非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限值及測量方法（中國第三、四階段）》（GB20891-2014）。該標準規定了非道路柴油機排氣污染物第三、四階段的排放限值。

本文以一臺非道路直噴柴油機為研究樣本，為達到國家第三階段標準，對其排放性能進行研究。樣機與三種高壓油泵分別進行匹配，并進行一系列排放試驗。

1.樣機與高壓油泵的基本情況

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

2.技術措施及試驗設備

試驗研究中，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）和化學發光法（CLD）。在試驗過程中，同時采用Opacilyt 1030顆粒排放測試儀對排氣中的顆粒物進行檢測，該儀器用的是分流稀釋系統；測量煙度的儀器為YK-YD-99數字式排氣煙度計。排放標準及測量方法采用《非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限值及測量方法（中國第三、四階段）》（GB 20891-2014）規定的非道路柴油機8工況測試方法，試驗工況及加權系數見表2，排放限值見表3。

3.試驗結果與分析

3.1 直列柱塞式機械噴油泵

4缸直列柱塞式噴油泵在發動機的每一個氣缸上都有一個分泵與噴油器相對應。使得發動機各缸噴油量基本相等、供油提前角和供油持續角基本一致并且能迅速停止供油，以防止噴油器發生滴漏現象。柴油機NOX的生成與供油速率和噴油壓力有關，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，據此選擇合適參數的柱塞噴油泵。樣機采用的直列柱塞式機械噴油泵參數如表4所示。

3.2轉子式機械分配泵

轉子式機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節機構等部分組成，具有零件數目少，結構緊湊，通用性高，防污性好等優點。本次試驗中我們選用德爾福DP310系列轉子泵，其主要參數如表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，它的結構特點是用一組供油元件通過分配機構定時定量地將燃油分別供給柴油機各氣缸。VE型分配泵集噴油泵、調速器、輸油泵和供油提前器等機構于一身，是封閉的一個整體。VE型分配式噴油泵結構緊湊、體積小、重量輕。具有高速性能好、使用可靠、功能齊全、安裝布置方便等優點。試驗中選用的VE分配泵主要參數如表8所示。

3.4綜合分析

根據綜合分析，對比試驗結果如表10所示。

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

4.結束語

本文研究了非道路用柴油機燃油系統的選配，經過分析對比試驗，確定柴油機燃油系統的最優選配方案，非道路用柴油機滿足更高階段排放要求。電控式VE分配泵調速特性、噴射壓力及噴油規律可滿足非道路用柴油機排放需求。

[參考文獻]

[1]劉巽俊.內燃機的排放與控制[M].北京：機械工業出版社，2003.

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

[3]譚丕強，胡志遠，樓狄明，等.非道路用直噴式柴油機排放性能改進[J].農業機械學報，2007，38（5）：190-194.

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

[5]陳希穎，居鈺生，張慶等.非道路移動機械用柴油機中國第三階段排放標準關鍵技術研究[J].現代車用動力，2015，（3）：1-6.

（作者單位：山東科技職業學院汽車工程系，山東 濰坊 261053）