非道路第四階段柴油機排放限值及技術(shù)路線

摘要：隨著環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)機械化以及國家降排趨勢的情況，非道路第四階段的升級工作已有序進行。本文分析了當前國家法規(guī)以及控制技術(shù)要求，2022年12月底將執(zhí)行非道路第四階段法規(guī)要求?，F(xiàn)各發(fā)動機廠家都在探索適合本公司的配置以及技術(shù)路線，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)總結(jié)出當前升級非道路T4的技術(shù)路線，并指出當前所存在的問題以及描述解決方案，為順利進行排放升級提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵字：第四階段排放限值;技術(shù)路線;非道路柴油機。

現(xiàn)階段非道路移動機械定義為：指用于非道路上的各類機械，（1）自驅(qū)動或具有雙重功能：既能自驅(qū)動又能進行其他功能操作的機械;（2）不能自驅(qū)動，但被設(shè)計成能夠從一個地方移動或被移動到另一個地方的機械。其中分類為以下幾種：農(nóng)業(yè)機械、工業(yè)鉆探設(shè)備、工程機械、水泵、材料裝卸機械、雪犁裝備、發(fā)電機組、機場地勤設(shè)備、空氣壓縮機、漁業(yè)機械等。

隨著污染日益加劇，非道路發(fā)動機保有量日益增加。為防治非道路移動機械用柴油機污染物排放對環(huán)境的污染，改善環(huán)境空氣質(zhì)量?，F(xiàn)非道路機械排放問題日益突出，從而國家實施了排放升級。

1、非道路機械T4法規(guī)限值。

2014年5月國家正式發(fā)布“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）”其中規(guī)定了排氣污染物中的一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）和氮氧化物 （NOx）、顆粒物（PM）等限值。其中指出了非道路第四階段的排放物限值要求。試驗結(jié)果不應(yīng)超出表1中規(guī)定的排放限值。

2020年12月國家正式發(fā)布“非道路柴油移動機械污染物排放 控制技術(shù)要求”該準則是對“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）”的補充說明。詳細描述了對各種試驗的補充說明。其中試驗項目如表2 所示。

相信隨著國家排放法規(guī)的升級和技術(shù)的研發(fā)會與發(fā)達國家的差距越來越小。

2、非道理第四階段排放技術(shù)路線。

隨著非道路第四階段法規(guī)的執(zhí)行。各大發(fā)動機廠商進行技術(shù)路線的探索以及技術(shù)方面的研究，科技是第一生產(chǎn)力，技術(shù)的進步從而保證法規(guī)的順利實施。其中包括：升級燃油系統(tǒng)、優(yōu)化發(fā)動機燃燒室、優(yōu)化進排氣管道、增加后處理等方案。本文主要是對于燃油系統(tǒng)的研究以及分析。

2.1高壓共軌燃油系統(tǒng)。

高壓共軌系統(tǒng)其主要特點為噴射壓力高以及多次噴射能夠精準控制噴油時刻和噴油量，從而達到降低排放物的目的

現(xiàn)階段發(fā)動機37kw以上有兩種技術(shù)方案，一類是通過使用選擇性催化還原（SCR）技術(shù)，利用尿素溶液對尾氣中的氮氧化物進行處理。另一類是通過顆粒捕集器（DPF）或者顆粒催化轉(zhuǎn)化器（DOC），針對燃燒產(chǎn)生的微粒進行廢氣再循環(huán)技術(shù)。

因非道路發(fā)動機其工作環(huán)境惡劣等原因現(xiàn)階段各大發(fā)動機廠商傾向于第一種技術(shù)方案，現(xiàn)主要問題為DPF再生問題。如再生控制不合理會導(dǎo)致DPF堵塞或者燒壞等情況的發(fā)生。后續(xù)著重優(yōu)化行車再生的控制策略。以保證再生順利進行。

2.2全電控分配泵系統(tǒng)

全電控分配泵系統(tǒng)是在半電控分配泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行升級。其油量執(zhí)行器精準控制噴油量，TCV精準控制噴油時刻。

現(xiàn)階段發(fā)動機37kw以下有兩種技術(shù)方案，一類是通過高壓共軌系統(tǒng)控制多次噴射和軌壓以實現(xiàn)法規(guī)要求。另一類是通過全電控分配泵系統(tǒng)實現(xiàn)法規(guī)要求。兩種技術(shù)路線各有優(yōu)勢。

全電控分配泵系統(tǒng)其主要用于自吸機型。現(xiàn)階段主要有兩方面難點。

其一，油量執(zhí)行器控制，為滿足瞬態(tài)試驗順利達標需優(yōu)化控制策略。

其二、TCV定時控制。為滿足定時響應(yīng)性優(yōu)化等壓閥、泵頭端面等參數(shù)。

3、結(jié)束語

3.1分析當前法規(guī)，簡單總結(jié)出現(xiàn)非道理第四階段排放法規(guī)要求以及試驗項目。

3.2總結(jié)當前主流噴射燃油系統(tǒng)種類。并指出當前所存在的弊端，為后續(xù)的開發(fā)提供依據(jù)。

參考文獻

[1] 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）

[2] HJ 1014—2020 非道路柴油移動機械污染物排放 控制技術(shù)要求

作者簡介：李耿君，1989，男，漢，籍貫：山東省海陽市，學(xué)歷：本科，單位：龍口龍泵燃油噴射有限公司，研究方向：電控系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計，單位所在省市及郵編：山東煙臺，264000