叉车用中小功率柴油机(T-ZZB 1874—2020).pdf

ICS 27.020 CCS J 91 T/ZZB 18742020 叉车用中小功率柴油机 Small and medium power diesel engine for forklift 2020-11-18 发布 2020-12-01 实施浙江省品牌建设联合会 发 布 团体标准 T/ZZB 18742020 I 目 次 前言.II1 范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.14 基本要求.15 技术要求.26 试验方法.67 检验规则.68 标志、包装、运输、贮存.89 质量承诺.8附录 A（规范性）粒子数量测量规程.10 T/ZZB 18742020 II 前 言 本文件按照GB/T 1.1给出的规则起草。本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由浙江省品牌建设联合会提出并归口管理。本文件由绍兴市标准化研究院牵头组织制定。本文件主要起草单位：浙江新柴股份有限公司。本文件参与起草单位（排名不分先后）：绍兴市标准化研究院、绍兴市标准化协会、浙江杭垫科技有限公司、南京威孚金宁有限公司、新昌县宏宇制冷有限公司。本文件主要起草人：桂梓南、陈希颖、曲相军、张煜超、张瑛、孙一栋、盛伟鹏、季业成、郭培培、王斌、张建锋、张益锋、苗文旱、卢业武、石松、王旭东、周振德、付杰。本文件评审专家组长：余子英。本文件由绍兴市标准化研究院负责解释。T/ZZB 18742020 1 叉车用中小功率柴油机 1 范围 本文件规定了叉车用中小功率柴油机（以下简称“柴油机”）的术语和定义、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存和质量承诺。本文件适用于功率范围为19 kWP56 kW叉车用柴油机。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 725 内燃机产品名称和型号编制规则 GB/T 1147.12017 中小功率柴油机 第 1 部分：通用技术条件 GB/T 1147.2 中小功率柴油机 第 2 部分：试验方法 GB/T 1173 铸造铝合金 GB/T 3821 中小功率内燃机清洁度限值和测量方法 GB/T 6072.1 往复式内燃机 性能 第1部分：标准基准状况，功率、燃料消耗和机油消耗的标定及试验方法 GB/T 6388 运输包装收发货标志 GB/T 71842008 中小功率内燃机 振动测量及评级 GB/T 9439 灰铸铁件 GB 11122 柴油机油 GB/T 140972018 往复式内燃机噪声限值 GB/T 18297 汽车发动机性能试验方法 GB 19147 车用柴油 GB/T 20651.1 往复式内燃机 安全 第 1 部分：压燃式发动机 GB 208912014 非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国、阶段）GB/T 21404 内燃机 发动机功率的确定和测量方法 一般要求 GB/T 28239 非道路用柴油机燃料消耗率和机油消耗率限值及试验方法 GB 36886 非道路柴油移动机械排气烟度限值及测量方法 JB/T 4198.1 工程机械用柴油机 技术条件 JB/T 11323 中小功率柴油机 可靠性评定方法 3 术语和定义 GB 208912014、GB/T 21404、GB/T 28239、JB/T 4198.1界定的术语和定义适用于本文件。4 基本要求 T/ZZB 18742020 2 4.1 研发设计 4.1.1 应具备采用三维数值设计手段，采用数值仿真对缸内燃烧过程进行分析优化、对关键零部件进行强度校核和耐久性评估。4.1.2 应具备采用潜在失效模式分析、测量系统分析、统计过程控制等工具对产品进行设计、验证。4.2 原材料 4.2.1 柴油机机体采用的材料应符合 GB/T 9439 中 HT275 及以上的要求。4.2.2 柴油机气缸盖采用的铸造铝合金应符合 GB/T 1173 的要求，其抗拉强度应不小于 250 MPa。4.3 工艺及装备 4.3.1 活塞、曲轴、凸轮轴等关键部件应采用自动化装配和在线检测工艺。4.3.2 应具备在装配过程中对螺栓拧紧参数（力矩/角度）、压装压力/位移数据、泄漏检测数据、电气检测数据等信息进行实时自动采集的能力。4.3.3 生产线信息系统应采用符合标准的软件和硬件设备，并把设备控制层、区域控制层、数据服务器等连接在一起，实现质量数据的采集、分析和生产过程的监控。4.4 检验检测 4.4.1 应具备柴油机关键零部件（机体、气缸盖、曲轴、凸轮轴、活塞、连杆等）尺寸精度、金属材料化学成分分析、强度等项目的检测能力。4.4.2 应具备柴油机整机基本性能、可靠性、耐久性、尾气排放、振动、噪声、冷起动等项目的检测能力。4.4.3 应具有三坐标、光谱分析仪、尾气排放分析系统等测量设备。应具有噪声实验室、冷起动实验室。5 技术要求 5.1 一般要求 5.1.1 柴油机及零部件制造所依据的技术文件及图纸应是受控且有效的版本。5.1.2 柴油机型号编制应符合 GB/T 725 的规定。5.1.3 柴油机所采用的柴油符合 GB 19147 规定。5.1.4 柴油机所采用的润滑油按 GB 11122 规定的 CI-4 级及以上机油。5.1.5 柴油机各系统的工作介质应符合说明书的规定，工作介质中的添加剂应无毒、无腐蚀和无附着沉淀。5.1.6 柴油机应配备保证正常运行所必需的仪表和指示系统。5.2 技术规格 5.2.1 制造厂应在产品技术文件中提供柴油机的主要技术规格和参数。5.2.2 制造厂应在使用说明书中给出主要的特性曲线。5.2.3 制造厂应在使用说明书中提供柴油机的外形图样，并应注明外形尺寸、安装尺寸和连接尺寸。5.3 外观及装配要求 T/ZZB 18742020 3 柴油机表面油漆均匀、光滑、牢固、美观，外露件表面平整光滑，钣金件表面不得有皱纹，焊接件焊缝均匀、平整，防锈措施有效，零部件不允许有碰伤、锈蚀、漏装等缺陷。5.4 功率标定 5.4.1 柴油机铭牌上的额定功率应按 GB/T 6072.1 的规定进行表示。5.4.2 柴油机实际额定功率与铭牌对应功率的最大允许偏差为3%，当试验环境状况与标准环境状况有差异时，其功率应按 GB/T 6072.1 进行修正。5.5 加权燃料消耗率 柴油机的加权燃料消耗率限值应符合表1的规定。表1 柴油机加权燃料消耗率限值 额定功率 P/kW 加权燃料消耗率限值 gew/（g/kWh）19P37 281 37P56 270 5.6 机油消耗率 柴油机机油耗率限值应符合表2的规定。表2 柴油机机油消耗率限值 额定功率 P/kW 柴油机机油消耗率限值 gm/（g/kWh）19P56 0.3 5.7 各缸工作均匀性 柴油机在额定工况运转时，各缸参数的不均匀性应符合表3的规定。表3 各缸工作均匀度要求 各 缸 工 作 参 数 最大偏差 压缩压力 3%最高爆发压力 4%排气温度 5%指示功率 4%5.8 扭矩储备 柴油机扭矩储备率应20%，最大扭矩点转速与额定点转速之比应70%。5.9 调速特性 柴油机在额定工况下的稳定调速率n(%)应8%。T/ZZB 18742020 4 5.10 最低可调空载转速（最低空载稳定转速）柴油机在最低可调空载转速下，稳定持续运转时间不少于5 min，稳态转速波动率应不超过30 r/min。5.11 最低满载持续转速（最低工作稳定转速）柴油机允许的最低满载持续转速及其连续运转时间应符合表4的规定。表4 最低工作满载持续转速及其连续运转时间要求 最低工作稳定转速（占额定转速的百分数）%连续运转时间 min 55 30 5.12 起动性能 柴油机在环境温度为-8 时，不采用任何机外措施进行3次起动，保证2次能够顺利起动，每次起动时间不超过15 s。5.13 安全要求 柴油机的起动安全性、正常停机、应急停机、防火、防爆、超速保护等安全要求应符合GB/T 20651.1的要求。5.14 倾斜 柴油机应在表5所列的横倾和纵倾条件下工作。表5 横倾、纵倾要求 柴油机用途 倾斜角度/（）叉车 横倾 纵倾 15 20 5.15 密封性 柴油机各密封面及管路，在预热、磨合运行及性能试验期间，经紧固后不允许出现油、气、水渗漏。柴油机额定工况下活塞漏气量一般不超过名义进气量的1%。5.16 热平衡 柴油机的热平衡性能应符合有关标准或制造厂技术文件的规定。5.17 机械振动 柴油机的振动值应符合GB/T 71842008表A.1的C级及以上要求。5.18 清洁度 柴油机的整机清洁度限值应符合GB/T 3821的规定。5.19 噪声 T/ZZB 18742020 5 柴油机噪声限值应符合GB/T 140972018中3级及以上要求。5.20 烟度 柴油机全负荷最大烟度和自由加速烟度限值应符合表6的要求。表6 全负荷最大烟度和自由加速烟度限值 额定功率 P kW 光吸收系数 m-1 19P37 0.6 37P56 0.4 5.21 排放 柴油机的气体和颗粒污染物排放限值应符合表7的要求。表7 柴油机的气体和颗粒污染物排放限值 额定功率 P/kW 排放限值 一氧化碳 CO（g/kWh）氮氧化物+碳氢化合物NOx+HC（g/kWh）颗粒质量 PM（g/kWh）颗粒数 PN（/kWh）19P56 5.0 4.7 0.015 11012 5.22 热冲击 柴油机按GB/T 1147.2的规定进行热冲击试验时，其受热零件应无裂纹或漏水、漏气、漏油现象发生。5.23 可靠性 柴油机产品按JB/T 11323规定下进行可靠性考核时，考核指标为：a)首次故障前平均工作（MTTFF）时间不低于 800 h；b)平均故障间隔时间（MTBF）不低于 1 200 h；c)无故障综合评分值（Q）不低于 65 分。5.24 耐久性 柴油机应按GB/T 1147.2的规定进行台架耐久试验，试验后应符合表8的规定。表8 柴油机耐久性要求 项 目 技 术 要 求 主要件a损坏 不允许 试验后主要性能指标变化额定工况燃油消耗率升高值不超过标定值的 4%，机油消耗率升高值不超过标定值的 30%。非主要件损坏 不超过 3 件 故障停机 不超过 3 次 a 柴油机主要件见 GB/T 1147.12017 中附录 A。T/ZZB 18742020 6 6 试验方法 6.1 试验用测试设备、仪器、仪表的精度应符合 GB/T 6072.1 的规定。6.2 外观及装配要求检查采用目测法。6.3 表 9 中的检测项目试验方法按 GB/T 1147.2 的规定执行。表9 检测项目试验方法 序号 项目 1 功率标定 2 机油消耗率 3 各缸工作均匀性 4 扭矩储备 5 调速特性 6 最低可调空载转速（最低空载稳定转速）7 最低满载持续转速（最低工作稳定转速）8 起动性能 9 热平衡 10 热冲击 11 耐久性 6.4 柴油机加权燃油消耗率试验应按 GB/T 28239 的规定执行。6.5 安全要求检测试验方法应按 GB/T 20651.1 的规定执行。6.6 倾斜检查试验方法在具有相应倾斜角度的试验场地进行验证。6.7 柴油机油、水密封性检查采用目测法，活塞漏气量试验方法按 GB/T 18297 的规定执行。6.8 机械振动检查试验方法应按 GB/T 71842008 的规定执行。6.9 整机清洁度检查试验方法应按 GB/T 3821 的规定执行。6.10 噪声试验方法应按 GB/T 140972018 的规定执行。6.11 全负荷最大烟度、自由加速烟度试验方法应按 GB 36886 的规定执行。6.12 气体和颗粒物排放测试方法按 GB 208912014 的附录 B 中稳态试验循环（NRSC）和瞬态试验循环（NRTC）的规定执行。颗粒数量（PN）测量按附录 A 检测。6.13 柴油机可靠性检验试验方法应按 JB/T 11323 的规定执行。7 检验规则 7.1 检验分类 柴油机的检验分为出厂检验、型式检验和抽查检验。7.2 出厂检验 7.2.1 每台柴油机应由制造厂质量检验部门检验合格，并签发产品合格证方能出厂。7.2.2 出厂检验项目按表 10 的规定。7.2.3 每台产品应进行出厂检验，出厂检验项目均合格则判定该产品合格。T/ZZB 18742020 7 7.3 型式检验 7.3.1 有下列情况之一时，应进行型式检验：a)产品定型时；b)如材料、生产工艺发生重大改变可能影响产品质量时；c)关键零部件转厂采购、生产可能影响产品质量时；d)国家质量监督机构提出要求时。7.3.2 型式检验的项目按表 10 的规定。7.3.3 型式检验的样品数量为 1 台，从出厂检验合格的产品批中抽取。7.3.4 柴油机型式试验的所有项目合格，才判定为合格。7.4 抽查检验 7.4.1 为考核柴油机生产企业批量生产产品制造质量的一致性，由政府有关部门或生产企业检验部门根据生产批量大小、按有关判定规则定期抽取一定数量的产品对主要性能进行的检验为抽查检验。7.4.2 检验项目见表 10。表10 检验项目 序号 检验项目 技术要求 试验方法 型式检验 出厂检验 抽查检验 1 外观及装备要求 5.3 6.2 2 功率标定 5.4 6.3 3 加权燃油消耗率 5.5 6.4 4 机油消耗率 5.6 6.3 5 各缸工作均匀性 5.7 6.3 6 扭矩储备 5.8 6.3 7 调速特性 5.9 6.3 8 最低可调空载转速（最低空载稳定转速）5.10 6.3 9 最低满载持续转速（最低工作稳定转速）5.11 6.3 10 起动性能 5.12 6.3 11 安全要求 5.13 6.5 12 倾斜 5.14 6.6 13 密封性 5.15 6.7 14 热平衡 5.16 6.3 15 机械振动 5.17 6.8 16 清洁度 5.18 6.9 17 噪声 5.19 6.10 18 烟度 5.20 6.11 19 排放 5.21 6.12 20 热冲击 5.22 6.3 21 可靠性 5.23 6.13 22 耐久性 5.24 6.3 T/ZZB 18742020 8 表10（续）序号 检验项目 技术要求 试验方法 型式检验 出厂检验 抽查检验 注1：需要进行的项目；可不进行的项目；按需要选定的项目。注2：在“”及“”的项目中若包含多项内容时，也可择需进行部分内容。注3：可靠性试验应单独抽取2台样机进行试验。8 标志、包装、运输、贮存 8.1 标志 8.1.1 柴油机应具有牢固的铭牌，铭牌上至少要标明下列内容：a)制造厂名称、商标；b)产品型号、用途；c)柴油机订货代号；d)产品执行标准编号；e)额定功率/额定转速，kW/(r/min)；f)后处理型式；g)出厂编号、出厂日期（年、月）；h)厂址；i)符合排放功率段/限值阶段；j)系族名称；k)柴油机净质量，kg；l)信息公开号/信息入库号。8.1.2 柴油机一般应在飞轮或输出端的机体部位或飞轮壳上标出旋转方向，同时在飞轮上或适当位置标出第一缸上止点位置。8.1.3 安全警示标志应置于明显部位。8.2 包装和运输 8.2.1 柴油机应和随机配件、工具和技术文件一起牢固包装，制造厂在征得用户同意后可采取简易包装。8.2.2 包装箱的包装储运标志应符合 GB/T 191 的规定。8.2.3 包装箱的收发货标志符合 GB/T 6388 的规定。8.3 贮存 8.3.1 柴油机产品应贮存在通风、干燥、无腐蚀性物质的仓库内。8.3.2 在按照制造厂规定的产品油漆、封存、包装、储运的技术要求下，柴油机的有效封存期自出厂之日起不少于 12 个月。出口柴油机按有关标准规定。9 质量承诺 9.1.1 制造厂自产品出售起 12 个月时间内，因产品质量问题引起的损坏或不能正常工作的，应免费为用户维修或更换零部件。T/ZZB 18742020 9 9.1.2 接到客户诉求后 2 小时内响应，服务网点内的地区 12 小时服务人员到现场，国内网点外地区48 小时内服务人员到现场。T/ZZB 18742020 10 A A 附 录 A（规范性）粒子数量测量规程 A.1 取样 粒子数量排放可以采用GB 208912014附录C.1.2.1所述的稀释系统连续取样测定。用于一级和二级排气稀释系统（如需）的稀释气应流经附件GB 208912014附录C.1.2.1规定的空气过滤器。为减少和稳定稀释气中碳氢化合物浓度，在稀释气通过空气过滤器滤纸前也可先用活性碳过滤。推荐在空气过滤器滤纸前和活性炭刷（如使用）后放置附加粗颗粒滤纸。A.2 粒子数量取样补偿-全流稀释系统 为对粒子数量取样稀释系统中抽取的质量流量补偿，所抽取的质量流（经过滤）应返回稀释系统。作为替代，稀释系统中的总质量流量可对抽取的粒子数量取样流进行数学修正。如果从稀释系统中抽取的用于测量粒子数量和颗粒物质量样气之和的总质量流量小于稀释通道中总稀释排气流量（med）的0.5%，则可忽略修正或返回稀释系统。A.3 粒子数量取样补偿-部分流稀释系统 A.3.1 对部分流稀释系统，从稀释系统中抽取的用于粒子数量测量取样的排气流量应计入控制取样比例。可通过向流量测量装置上游的稀释系统返回粒子数量取样气流进行数学修正来实现。对总体取样型部分流稀释系统，为粒子数量取样而抽取的排气流量，应在颗粒物质量计算时进行修正。A.3.2 用于控制取样比例输入稀释系统的瞬态排气流量（qmp），也应按照下列方法之一进行修正：a)如果抽取的粒子数量取样流直接排掉，应用下面的公式：exmdwmdewmpqqqqs 式中：qmp 部分流稀释系统中的排气取样流量，kg/s；qmdew 稀释排气质量流量，kg/s；qmdw 稀释空气质量流量，kg/s；qex 粒子数量取样质量流量，kg/s。无论何时，向部分流系统控制器发送的qex信号都应精确至qmedw的0.1%内。信号发送频率不低于1 Hz。b)当抽取的粒子数量取样流完全或部分排掉，但等量气流被回流到位于气流测量装置上游的稀释系统时，应用下面的公式：swexmdwmdewmpqqqqq 式中：qmp 部分流稀释系统中的排气取样流量，kg/s；qmdew稀释排气质量流量，kg/s；qmdw 稀释空气质量流量，kg/s；T/ZZB 18742020 11 qex 粒子数量取样质量流量，kg/s；qsw 对粒子数量取样进行补偿而输送回稀释风道的质量流量，kg/s。无论何时，向部分流系统控制器发送的qex与qsw的差值都应精确至qmedw的0.1%内。信号发送频率不低于1 Hz。A.3.3 PM测量修正 当从总体部分流稀释系统抽取粒子数量测量样气时，考虑抽取的气流影响，颗粒物质量（mPM）应按如下方式进行修正。即使过滤后的抽取气流返回到部分流稀释系统时也需要进行修正。)(,exsedsedPMcorPMmmmmm 式中：mPM,cor因粒子数量取样，修正后的颗粒物质量，g/test；mPM 颗粒物质量，g/test；msed 流经稀释通道的稀释排气总质量，kg；mex 用于粒子数量取样，从稀释通道中抽取的稀释排气总质量，kg。A.3.4 部分流稀释取样比例 为测量粒子数量，按排气质量流量将用于控制部分流稀释系统按比例从排气取样。具体比例数通过对取样和排气流的回归分析进行检查。A.4 粒子数量的确定 A.4.1 数据转换 对部分流稀释系统，对粒子数量信号与试验循环和排气质量流速进行数据转换，以消除粒子数量取样和测量系统的滞后时间。A.4.2 试验循环中排出的粒子数量的确定 如果用部分流稀释系统对粒子数量取样，试验循环中排出的粒子数量应采用下列公式计算：610293.1rsEDFWfckMN 式中：N 试验循环排出的粒子数量，#；MEDFW循环当量稀释排气质量，kg/test；k 标定系数。用于修正粒子计数器到标准测试设备下的标定系数，不适用于内部标定的粒子计数器，当为内部标定时，k=1粒子数量；sc 校正至标准条件（273.2 K、101.33 kPa）的稀释排气中的粒子平均浓度，每立方厘米的粒子数；rf试验时稀释设定的挥发性粒子去除器的平均粒子浓度衰减系数。sc 应根据下面的公式计算：T/ZZB 18742020 12 nccniiiss1.式中：isc.粒子计数器非连续测量的稀释排气中粒子数量浓度值（每立方厘米的粒子数）校正至标准条件（273.2 K、101.33 kPa）；n试验过程中粒子数量浓度测量次数。A.4.3 用全流稀释系统测定粒子数量 当采用全流稀释系统对粒子数量进行取样时，试验循环中排出的粒子数量应按照下列公式计算：610293.1rsedfckMN 式中：N试验循环的粒子数量，#；Med计算的试验循环期间稀释排气总质量，kg/test；k标定系数。用于修正粒子计数器到标准测试设备下的标定系数，不适用于内部标定的粒子计数器，当为内部标定时，k=1；sc 校正至标准条件（273.2 K、101.33 kPa）的稀释排气中的粒子平均浓度，每立方厘米的粒子数；rf试验时稀释设定的挥发性粒子去除器的平均粒子浓度衰减系数。sc应根据下面的公式计算：nccniiiss1.式中：isc.粒子计数器非连续测量的稀释排气中粒子数量浓度值（每立方厘米的粒子数），校正至标准条件（273.2 K、101.33 kPa）；n试验过程中粒子数量浓度测量次数。A.4.4 试验结果 A.4.4.1 比排放的计算 对于每一个单独热启动NRTC和冷启动NRTC循环，粒子数量比排放按下式计算：actWNe 式中：N 总的粒子数量，#；e 粒子数量比排放量，#/kWh；T/ZZB 18742020 13 Wact实际循环功，kWh。对于采用NRSC，粒子数量比排放按下式计算：式中：Pi 工况i下的发动机功率 kW；WFi 工况i的加权系数-；.iN 工况i下的颗粒物数量#/h。在柴油机发生周期性再生的情况下，比排放量应使用适用的相乘的再生因子或适用的相加的再生因子进行修正。试验期间并未发生周期性再生情况的，应采用向上系数（kru,m或kru,a）。试验期间发生周期性再生情况的，应采用向下系数（krd,m或krd,a）。A.4.4.2 具有周期性再生功能的排气后处理系统 对装备具有周期性再生后处理系统的柴油机，热态NRTC排放应加权处理，式中e为未再生时的平均粒子数量（#/kWh），re为再生条件下的平均粒子数量（#/kWh）。再生调整因子应选择相应公式计算。A.4.4.3 加权平均后的NRTC试验结果 对NRTC，最终试验结果应按照下列公式之一、根据冷启动和热启动（包括相关的周期性再生）试验加权平均。a)相乘的再生调整因子或没有周期性再生后处理的柴油机：)90.0()10.0()90.0()10.0(,hotcoldacthotcoldrWWNNke b)相加的再生调整因子：)90.0()10.0()90.0()10.0(,hotcoldacthotcoldrWWNNke式中：Ncold NRTC冷态循环排放的粒子数量，#；Nho tNRTC热态循环排放的粒子数量，#；Wact,coldNRTC冷态试验循环的实际循环功，kWh；Wact,hot按NRTC热态试验循环的实际循环功，kWh；kr 再生因子，对没有周期性再生后处理的柴油机，kr=1。A.4.4.4 试验结果的有效位数 NRSC试验结果及加权平均的NRTC试验结果，应保留3位有效数字。用于计算最终比排放量的中间值可不做任何圆整有效位数的调整。T/ZZB 18742020 14 A.5 背景粒子数量的确定 A.5.1 应柴油机生产企业要求，可以于试验前或试验后，对稀释通道背景粒子取样，取样点在稀释空气过滤器下游，以便计算通道背景粒子数量。A.5.2 通道背景粒子数量在型式试验时不可扣除。如果能够证明通道背景粒子数量影响明显，可应柴油机生产企业要求并经生态环境主管部门同意，在一致性检查试验时从稀释排气实际测量值中减去。_