内燃叉车排放标准及国产叉车达标现状.pdf

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1、专题综述专题综述Special Topics第 3 9卷 2 0 0 8年 1 1 月工程机械徐庆华，任家权（安徽叉车集团公司）叉车按动力型式可分为内燃叉车和电动叉车，内燃叉车以发动机为动力，功率强劲，对路面的要求低，使用范围广，但发动机是通过燃烧柴油、汽油、石油液化气等燃料产生动力，燃烧排放的尾气中会存在一氧化碳、碳氢化合物、氧化氮、颗粒物等有害物质。在世界环境污染问题日趋严重的今天，环境恶化已成为制约经济发展、危害人民健康的重要因素。为保护大气环境，各国纷纷制订了相关排放法规以限制尾气的排放，内燃叉车的生产和销售也受限制，尤其发达国家对其环保要求更高。1相关排放标准状况叉车属于非道路工业车

2、辆，其排放的好坏主要取决于发动机排放控制情况的优劣。在非道路用发动机排放控制方面，国际上美国开始的最早，欧盟、日本紧跟其后，中国的非道路车辆排放标准目前也进入了实施阶段。1.1国际非道路车辆排放标准状况美国环保署（EPA）在 1994 年针对除机车、船舶和地下矿用设备以外超过 37 kW 的非道路柴油发动机发布了第一套排放标准第阶段。19962000年，根据发动机规格不同分阶段执行第阶段标准，NOx 和颗粒物的排放量分别比未采用排放标准前降低了 31和 60。经过第阶段（20002006 年）以后，20062008 年间分阶段执行 37560 kW 发动机的第阶段，NOx 和颗粒物的排放量比第

3、 1 阶段分别再降低 60和 40，并计划在 20112014 年执行第阶段（暂时阶段和最终阶段），NOx 和颗粒物的排放量均比未采用排放标准前降低 96。欧盟（EU）第一个非道路移动机械排放控制标准（指令 97/68/EC）发布于 1998 年 2 月 27 日，其第阶段于 1999 年执行，第阶段根据发动机的功率不同分别于 20012004 年逐步执行。目前执行的第阶段分两步：第一步（阶段A）仅包括气态排放物，从 2005 年 12 月 31 日到 2007 年 12 月 31 日，与第阶段限值相比，NOx 排放量降低了 30；第二步（阶段B）涵盖颗粒物排放，将于 2010 年 12 月3

4、1 日至 2011 年 12 月 31 日之间执行，与第阶段相比颗粒物排放下降约 90。第阶段将从 2014年开始执行。目前柴油叉车涉及的最具代表性的国际排放标准有美国环保署（EPA）和欧盟（EU）非道路车辆用柴油机排放标准，汽油叉车涉及的排放标准是美国环保署（EPA）非道路车辆用大型（大于 19 kW）点火式发动机排放标准，分别见表 1 和表 2。1.2中国非道路车辆排放标准状况我国最早用于非道路发动机排放控制的排放标准是 2003 年 4 月 1 日发布的两个北京地方标准DB11/1842003 非道路柴油机排气可见污染物限值及测量方法 和 DB11/182003 非道路柴油机排气污染物限

5、值及测量方法。标准等同采用了欧洲第和第阶段的排放限值，执行时间分别为 2003 年1 月和 2005 年 1 月。目前我国正在实施的 GB208912007非道路内燃叉车排放标准及国产叉车达标现状!摘要：以发动机为动力的内燃叉车，其排放的好坏取决于发动机的排放控制情况。介绍国际及中国非道路车辆排放标准状况，给出欧美非道路车辆用柴油机排放进程表和GB20891-2007 标准中规定的非道路移动机械用柴油机排放污染物排放限值及执行日期。指出安装在叉车上的发动机也应满足发动机型式核准的特征：进气压力降不应超过已经型式核准的发动机规定的压力降；排气背压不应超过已经型式核准的发动机规定的背压。介绍目前国

6、产叉车的达标现状。关键词：内燃叉车；排放标准；现状作者简介：徐庆华（1964 ），女，安徽人，高级工程师，学士，专业方向为叉车设计。1专题综述专题综述Special Topics工程机械第 3 9卷 2 0 0 8年 1 1 月额定净功率 Pmax/kW排放限值/（g/（kW h）COHCNOxHC+NOxPM130Pmax5605.01.39.20.5475Pmax1305.01.39.20.737Pmax756.51.39.20.8518Pmax378.42.110.81.08Pmax188.412.90Pmax812.318.41）排气污染物限值是在排气后处理（若安装）之前，柴油机排气口

7、处应达到的限值。移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法 标准（、阶段）参考了欧盟标准。在欧盟（指令97/68/EC）基础上，增加了对农、渔业机械的要求；在第阶段增加了对小于 37 kW 柴油机的排放控制，在第阶段增加了对小于 18 kW 的柴油机的排放控制等。GB208912007 标准中规定的非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值分别见表 3 和表4，GB208912007 标准中规定的型式核准执行日期见表 5。GB208912007 标准还规定：自表 5 规定型式核准执行日期后一年起，所有制造和销售的非道路移动机械用柴油机排气污染物排放必须符合该标准要求。目前，我国还没有非道路车辆

8、用大型（大于19 kW）点火式发动机排放标准。表 1欧美非道路车辆用柴油机排放进程表美国环保署（EPA）欧盟（EU）注：表 1 中不同功率段的发动机对应年份的尾气中 NOx、HC、CO、PM（g/（kW h）有两种排列形式，分别为：NOx/HC/CO/PM 和(NOx+HC)/CO/PM。阶段/时间HC+NOxCO阶段/20044.05.0阶段/20072.74.4表 2大于 19 kW 的非道路车辆用汽油机 EPA 标准（EPA420-F-02-037）额定净功率 Pmax/kW排放限值/（g/（kW h）COHCNOxHC+NOxPM130Pmax5603.51.06.00.275Pmax

9、1305.01.06.00.337Pmax755.01.37.00.418Pmax375.51.58.00.88Pmax186.69.50.80Pmax88.010.51.0表 3非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值1)（第阶段）表 4非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值（第阶段）g/（kW h）2专题综述专题综述Special Topics第 3 9卷 2 0 0 8年 1 1 月工程机械发动机型号排量/L功率/转速/kW/(r/min)适用叉车吨位/t2008 年需要满足的欧美标准符合排放标准情况五十铃 C2402.36934.5/2 50013.5欧 III、美 IV欧 III久

10、保田 V24032.43436.5/2 60013.5欧 III、美 IV欧 III、美 IV久保田 V36003.6246.9/2 40023.5欧 III、美 III欧 III、美 III洋马 4TNE922.65933/2 45023.5欧 III、美 IV欧 III、美 IV洋马 4TNE983.31944.3/2 30023.5欧 III、美 III欧 III、美 III康明斯 A23002.2935/2 60013欧 III、美 IV欧 III、美 IV康明斯 B3.3-C653.2647/2 40023.5欧 III、美 III欧 III、美 III康明斯 QSB4.54.582

11、/2 200510欧 III、美 III欧 III、美 III珀金斯 1104D-44TA4.483/2 200510欧 III、美 III欧 III、美 III发动机型号排量/L功率/转速/kW/(r/min)适用叉车吨位/t2008 年需要满足的欧美标准符合排放标准情况通用 GM3.02.96746/2 80023.5美美马自达 F22.18436.5/2 70013美美3结束语虽然近年来我国叉车需求旺盛，但排放水平参差不齐。目前国产大小吨位的叉车均有符合现行国际先进（如欧美）排放标准的品种，但这些叉车的主机大都采用的是进口发动机。由于进口发动机价格较高，使得整车成本增加，为满足不同的市场

12、需求，价格较低的国产发动机也大量用在叉车上。目前叉车常用的国产发动机对燃料等系统稍作调整，一般能够达到 GB208912007 第阶段的要求，但与欧美现行标准的要求还有相当大的差距，这并不是说国内发动机公司没有能力做到，而是受到成本等因素的限制。目前国内大多为叉车配套的发动机公司正在积极改进发动机以通过 GB208912007 的认证，并着眼国际市场的最新标准研究电喷、后处理等排放改进措施，以期走向国际市场。从汽车发动机的排放发展来看，我们有理由相信非道路车辆用国产发动机的排放水平也会和汽车发动机一样，逐步与世界接轨。通信地址：安徽省合肥市望江西路 15 号安徽叉车集团公司技术中心（23002

13、2）（收稿日期：2008-06-23）表 6目前部分叉车用进口柴油机的排放等状况一览表（110 t 叉车）表 7目前部分叉车进口汽油机的排放等状况一览表（13.5 t 叉车）与安装在其它非道路移动机械上要求一样，安装在叉车上的发动机也应满足发动机型式核准的下列特征：a）进气压力降不应超过已经型式核准的发动机规定的压力降；b）排气背压不应超过已经型式核准的发动机规定的背压。2中国叉车排放达标现状近年来，中国叉车市场销量以每年 30%以上的平均速度快速增长。2007 年中国年产销叉车约十四万台。国内生产量较大的叉车生产厂主要有合力叉车、杭州叉车及大连叉车等厂家。安徽叉车集团公司是“HELI”品牌的

14、叉车制造商，已经成为世界叉车10 强，浙江杭叉工程机械股份有限公司和大连叉车有限责任公司也均进入世界 20 强。其中杭州叉车以23 t 为主，柴油机采用新昌 490、五十铃 C240等，汽油机有日产 K 系列等；合力叉车在 13.5 t 中占有主导地位，同时生产 3 t 以上叉车，柴油机采用久保田 V2403、康明斯 QSB4.5、朝柴 6102 等，汽油机有日产 K 系列、美国 GM3.0 等；大连叉车以 5 t 以上为主，也生产 3 t 以下的小吨位叉车，柴油机采用玉柴 6105，朝柴 6102 及进口五十铃和三菱发动机。目前国产部分叉车用进口柴油机和进口汽油机的排放状况见表 6 和表 7

15、。第阶段第阶段2007 年 10 月 1 日2009 年 10 月 1 日表 5型式核准执行日期3Construction Machinery and EquipmentVol 39 No 11Abstracts in English!Emission Standard for Internal Combustion Forklifts aswell as Standard Compliance Situation of Domestic ForkliftsF o r f o r k l i f t s w i t h i n t e r n a l c o m b u s t i o n e

16、 n g i n e a s p o w e r s o u r c e,t h e i re m i s s i o ns i t u a t i o nm a i n l y d e p e n d s o nt h e c o n t r o l o f t h e e n g i n e e-m i s s i o n.F o r e i g n a n dd o m e s t i c e m i s s i o ns t a n d a r d s o f o f f-r o a dv e-h i c l e s a r ed i s c u s s e di nt h ea r

17、t i c l e.Wh a t a l s op r e s e n t e da r et i m es c h e d u l e f o r e m i s s i o nc o n t r o l o f o f f-r o a dv e h i c l e s i nE u r o p ea n dA m e r i c a a s w e l l a s c o n t a m i n a n t l i m i t s a n d i m p l e m e n t i n g t i m e s f o rd i e s e l e n g i n e s o no f f-

18、r o a dv e h i c l e s s p e c i f i e di nG B 2 0 8 9 1-2 0 0 7.I t i s p o i n t e d o u t t h a t t h e e n g i n e s e q u i p p e do nf o r k l i f t s s h o u l da l s oc o m p l y w i t ht h e c h a r a c t e r i s t i c s v e r i f i e db y e n g i n e t y p e a p p r o v a l s,i.e.t h ei n

19、t a k ea i r p r e s s u r ed r o ps h o u l d n t e x c e e dt h ep r e s s u r ed r o ps t i p u l a t e df o r t h ee n g i n ev e r i f i e db yt y p ea p p r o v a l a n dt h ee x h a u s t b a c kp r e s s u r ea l s os h o u l d n t e x c e e dt h eb a c kp r e s s u r es t i p u l a t e d.P

20、r e s e n t s i t u a t i o no f s t a n d a r dc o m p l i a n c eo f d o m e s t i cf o r k l i f t s a r e d e s c r i b e d.Keywords:Internal combustion forklift;Emission standard;Present situationApplication of Direct Torque Control Technology to Construction Machinery Industry and Its Prospect

21、ive OutlookD i r e c t t o r q u ec o n t r o l t e c h n o l o g yi san e wt y p eo f s p e e dc o n t r o lt e c h n o l o g y.I tf e a t u r e sf a s tt o r q u er e s p o n s e,s i m p l ea n dc l e a rs t r u c t u r ea s w e l l a s h i g hr o b u s t n e s s s ot h a t i t i s a p p l i e dt

22、oc o n-s t r u c t i o n m a c h i n e r y i n d u s t r y a n d o t h e r i n d u s t r i e s a n dp o s i t i v e e f-f e c t s h a v e b e e n o b t a i n e d.Wi t h t h e t e c h n o l o g y,h i g hs p e e dc o n t r o la c c u r a c ya n df a s t d y n a m i ct o r q u er e s p o n s ec a nb eo

23、 b t a i n e da n dr e a l z e r o-s p e e df l o a t i n g s t o po f l i f t i n g a n dc r o w dm e c h a n i s m s a r ea c h i e v e d.C o m b i n e dw i t hh i g hp e r f o r m a n c eD S P(d i g i t a l s i g n a lp r o c e s s i n g),d i g i t a l d i r e c t t o r q u e c o n t r o l i s r

24、e a l i z e d,w h i c hs p e e d su pt h ed i g i t a l p r o g r e s s o f d o m e s t i cc o n s t r u c t i o nm a c h i n e r y.D o-m e s t i c c o n s t r u c t i o n m a c h i n e r y i n d u s t r y i n r a p i d d e v e l o p m e n t p r o-v i d e saw i d e r s p a c ef o r t h ea p p l i c

25、a t i o no f d i r e c t t o r q u ec o n t r o lt e c h n o l o g y.T h e r e s e a r c hi nd i r e c t t o r q u e c o n t r o l t e c h n o l o g y w i t ha u t o n o m o u si n t e l l e c t u a l p r o p e r t yw i l l p r o m o t eh e a l t h yd e v e l o p-m e n t o f c o n s t r u c t i o nm

26、 a c h i n e r y i n d u s t r y a n do t h e r r e l a t e di n d u s-t r i e s.Keywords:Direct torque control;Construction machinery;Autonomous intellectual propertyModel CZL5154LS Asphalt Sprayer with Rear-locatedEngineM o d e l C Z L 5 1 5 4 L Sa s p h a l t s p r a y e r w i t hr e a r-l o c a

27、t e de n g i n ei s an a t i o n a l p a t e n t p r o d u c t f r o mC h e n z h o uR o a dB u i l d i n g M a c h i n e r yWo r k s,R o a d-b r i d g eG r o u p.M a i nt e c h n i c a lp a r a m e t e r sa n ds t r u c t u r a l f e a t u r e s a r e:8 mo f t h e m a x i m u ms p r a y i n g w i d

28、 t h,v a r i o u sw i d t h s c a n b e o b t a i n e d b y 5 0 0 m mi n c r e m e n t f r o mt h e b a s i s w i d t ho f 2 m,9 0 0 0 Lo f l o a d i n g c a p a c i t y,0.2 L/m 2 o f t h e m i n i m u ms p r a y-i n g v o l u m e a n d w i t h a w i d e r s p r a y i n g v o l u m e r a n g e.F a c

29、 t o r s i n f l u-e n c i n gt h es p r a y i n gv o l u m ea r ea n a l y z e d.T h es p e e do f a s p h a l tp u m po na na s p h a l t s p r a y e r w i t hr e a r-l o c a t e de n g i n e w i l l n o t b ei n f l u e n c e db ye n g i n ea n dh y d r a u l i cp u m po nt h ec h a s s i s s ot

30、h a th i g h e r s p r a y i n g a c c u r a c y c a n b e o b t a i n e d d u e t o d e c r e a s e di n f l u-e n c i n g f a c t o r s.A d v a n t a g e s i na s p h a l t s p r a y i n g v o l u m e r a n g e a n dc o n t r o l p e r f o r m a n c eo f s p r a y e r s w i t hr e a r-l o c a t e

31、de n g i n ea r ea f-f i r m e d a n d t h e i r d e v e l o p i n g t r e n d i s p o i n t e d o u t.T h e o r e t i c a l b a s i sa n d m e t h o d f o r t h e s p r a y e r t e s t a r e s u g g e s t e d,w h i c h p r o v i d e s r e f-e r e n c e f o r t h e s p r a y s o p e r a t i o n.Keyw

32、ords:Asphalt sprayer with rear-located engine;Asphalt spraying volume;Control scheme;Test dataAn Electric Control System on a New Kind of PaverA ne l e c t r i c c o n t r o l s y s t e mf e a t u r i n gi n t e l l i g e n c e,i n f o r m a t i o na n de r g o n o m i c si so n eo ft e c h n i c a

33、li c o n sf o ra na s p h a l tc o n c r e t ep a v e r s;i t i s a l s oah o t p o i n t i nm a r k e t c o m p e t i t i o na n df o c u s t oi m p r o v et h eb a s i cm a c h i n ep e r f o r m a n c e s.S o m en e wd e s i g n si ne l e c t r i cc o n t r o l s y s t e mo f m o d e l WT L 9 5 2

34、 2p a v e r a r ed e s c r i b e d:C A Nb u s a s d a t a i n t e r a c t i o n a n d C A Nb u s d a t a s h a r i n g.T h e s y s-t e mf u n c t i o n s i n c l u d e:c o n t r o l a n dm o n i t o r i n g o f t h e e n g i n e,c o n-t r o l o f m a t e r i a l c o n v e y i n ga n dd i s t r i b u

35、 t i n g,c o n t r o l o f c o m p a c t i o ns y s t e m,m o n i t o r i n g o f p a v e m e n t s m o o t h n e s s a n dm a i np a r a m e t e r sa s w e l l a s f a i l u r e d i a g n o s i s.As e p a r a t e c o n s o l e i s m o r e c o n v e n i e n tf o r o p e r a t i o n.T h e c o n t r o

36、 l l e r a n d d i s p l a y e r c a n b e p r o g r a m m e d i n-d e p e n d e n t l yt or e a l i z eh u m a n-c o m p u t e ri n t e r a c t i o n.T h et r a v e ls y s t e mf e a t u r e s a u t o m a t i c t r a c k i n g s t e e r i n g,w h i c hm a k e s t h e o p-e r a t i o ns i m p l e a

37、n dp r e c i s e.T h e s e s y s t e m s a r e n o t o n l y i n d e p e n-d e n t f r o me a c ho t h e r b u t a l s oi n t e r r e l a t e ds ot h ep a v e r b e c o m e sm o r e c o m f o r t a n d e r g o n o m i c a l.Keywords:CAN bus;Material conveying and distributing device;Compacting devic

38、e;Leveling System;PID controlSolving Method for Tilt Link Bending and InadequateBucket Rolling back of a LoaderA s a ni m p o r t a n t p a r t o f l o a d e r,t h e p e r f o r m a n c e s o f w o r ka t t a c h-m e n t e x e r t a d i r e c t i n f l u e n c e o n w o r k e f f i c i e n c y a n d

39、 e c o n o m i c i n-d e x e s o f t h e c o m p l e t e m a c h i n e.T w o f a i l u r e s o f a w o r k a t t a c h m e n t,t i l t l i n kb e n d i n ga n di n a d e q u a t er o l l i n gb a c ko f t h eb u c k e t,a r ea n a l y z e d.I n f l u e n c e s o f c u s t o m e r o p e r a t i n g h a b i t s,s u c h a s r e l y i n g