内燃叉车排放标准及国产叉车达标现状.pdf

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 1996 2000 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 2000 2006 年 以后 2006 2008 年间分阶段执行 37 560 kW 发动 机的第 阶段 NOx 和颗粒物的排放量比第 1 阶段 分别再降低 60 和 40 并计划在 2011 2014 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 2001 2004 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 31 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 184 2003 非道路柴油机排气可见污染物限 值及测量方法 和 DB11 18 2003 非道路柴油机排 气污染物限值及测量方法 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 GB20891 2007 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 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 NOxPM 130 Pmax 5605 01 39 2 0 54 75 Pmax 1305 01 39 2 0 7 37 Pmax 756 51 39 2 0 85 18 Pmax 378 42 110 8 1 0 8 Pmax 188 4 12 9 0 Pmax 812 3 18 4 1 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 GB20891 2007 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 GB20891 2007 标准中规定的型式核准执行日 期见表 5 GB20891 2007 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 NOxPM 130 Pmax 5603 51 06 0 0 2 75 Pmax 1305 01 06 0 0 3 37 Pmax 755 01 37 0 0 4 18 Pmax 375 51 58 0 0 8 8 Pmax 186 6 9 50 8 0 Pmax 88 0 10 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 t 2008 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 5001 3 5欧 III 美 IV欧 III 久保田 V24032 43436 5 2 6001 3 5欧 III 美 IV欧 III 美 IV 久保田 V36003 6246 9 2 4002 3 5欧 III 美 III欧 III 美 III 洋马 4TNE922 65933 2 4502 3 5欧 III 美 IV欧 III 美 IV 洋马 4TNE983 31944 3 2 3002 3 5欧 III 美 III欧 III 美 III 康明斯 A23002 2935 2 6001 3欧 III 美 IV欧 III 美 IV 康明斯 B3 3 C653 2647 2 4002 3 5欧 III 美 III欧 III 美 III 康明斯 QSB4 54 582 2 2005 10欧 III 美 III欧 III 美 III 珀金斯 1104D 44TA4 483 2 2005 10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 t 2008 年需要满足的 欧美标准 符合排放标准情况 通用 GM3 02 96746 2 8002 3 5美 美 马自达 F22 18436 5 2 7001 3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 GB20891 2007 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 GB20891 2007 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 230022 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 1 10 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 1 3 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2 3 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 1 3 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 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 3 Construction Machinery and Equipment Vol 39 No 11 Abstracts in English Emission Standard for Internal Combustion Forklifts as well as Standard Compliance Situation of Domestic Fork lifts F 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 n g i n e a s p o w e r s o u r c e t h e i r e 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 t i c l e Wh a t a l s op r e s e n t e da r et i m e s 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 d A 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 r d i e s e l e n g i n e s o no f f 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 o c 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 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 e d 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 e e 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 e s t i p u l a t e d P 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 c f 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 situation Application of Direct Torque Control Technology to Con struction Machinery Industry and Its Prospective Outlook D 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 l t 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 r s 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 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 l a 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 b t a i n e da n d r 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 e a 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 l p 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 e a l i z e d w h i c hs p e e d s u 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 a t i o no f d 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 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 h a 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 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 property Model CZL5154LS Asphalt Sprayer with Rear located Engine M 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 t e de n g i n ei s a n 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 y Wo 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 d s 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 t h v a r i o u s w 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 h o 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 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 t p 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 e i 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 h a t h 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 d c 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 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 s a 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 Keywords Asphalt sprayer with rear located engine Asphalt spraying volume Control scheme Test data An Electric Control System on a New Kind of Paver A 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 d e r g o n o m i c si so n eo ft e c h n i c a li c o n sf o ra na s p h a l tc o n c r e t e p 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 o i 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 n e 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 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 t i n g c o n t r o l o f c o m p a c t i o n s 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 s a 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 t f o r o p e r a t i o n T h e c o n t r o l l e r a n d d i s p l a y e r c a n