摘 要：为了改善非道路柴油机的排放性能，使之达到国家第3阶段非道路用柴油机排放标准的要求。以一台样本分别与直列柱塞式机械喷油泵、转子式机械分配泵和电控式VE分配泵进行匹配，研究其对排放性能的影响。试验结果表明，在其他条件不变的情况下，电控式VE分配泵可以有效降低柴油机的有害物排放量，使之达到国家排放标准第3阶段排放标准。
关键词：非道路柴油机；排放；燃油系统；匹配
引言
近年来，随着我国对环保的要求日益增高，国家对非道路柴油机采取了更加严格的排放法规。非道路柴油机主要应用于工程机械、农业机械、固定动力、拖拉机等非道路机械，但非道路用柴油机与汽车相比工作环境更加恶劣（无迎风面、冷却效果差），而且出于成本的考虑，非道路柴油机一般不会采用车用柴油机成熟的排放技术。
我国非道路柴油机将于2016年4月份起实行《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（中国第三、四阶段）》（GB20891-2014）。该标准规定了非道路柴油机排气污染物第三、四阶段的排放限值。
本文以一台非道路直喷柴油机为研究样本，为达到国家第三阶段标准，对其排放性能进行研究。样机与三种高压油泵分别进行匹配，并进行一系列排放试验。
1.样机与高压油泵的基本情况
样机为一台拖拉机用直喷柴油机，具体参数如表1所示。三种高压油泵分别为直列柱塞式机械喷油泵、转子式机械分配泵和电控式VE分配泵。
2.技术措施及试验设备
试验研究中，采用SAXON JUNKALOR Infralyt ELD排放分析仪检测排放中的HC、CO、NOX。测试HC、CO和NOX分别为氢火焰离子化分析仪（F ID）、不分光红外分析仪（ND IR）和化学发光法（CLD）。在试验过程中，同时采用Opacilyt 1030颗粒排放测试仪对排气中的颗粒物进行检测，该仪器用的是分流稀释系统；测量烟度的仪器为YK-YD-99数字式排气烟度计。排放标准及测量方法采用《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（中国第三、四阶段）》（GB 20891-2014）规定的非道路柴油机8工况测试方法，试验工况及加权系数见表2，排放限值见表3。
3.试验结果与分析
3.1 直列柱塞式机械喷油泵
4缸直列柱塞式喷油泵在发动机的每一个气缸上都有一个分泵与喷油器相对应。使得发动机各缸喷油量基本相等、供油提前角和供油持续角基本一致并且能迅速停止供油，以防止喷油器发生滴漏现象。柴油机NOX的生成与供油速率和喷油压力有关，在其他条件不变的情况下，供油速率和喷油压力升高后NOX会升高，据此选择合适参数的柱塞喷油泵。样机采用的直列柱塞式机械喷油泵参数如表4所示。
3.2转子式机械分配泵
转子式机械分配泵由滑片式二级输油泵、高压泵、油量控制阀和供油提前角自动调节机构等部分组成，具有零件数目少，结构紧凑，通用性高，防污性好等优点。本次试验中我们选用德尔福DP310系列转子泵，其主要参数如表6所示。
3.3电控式VE分配泵
VE型分配泵是单柱塞式高压燃油喷射泵，它的结构特点是用一组供油元件通过分配机构定时定量地将燃油分别供给柴油机各气缸。VE型分配泵集喷油泵、调速器、输油泵和供油提前器等机构于一身，是封闭的一个整体。VE型分配式喷油泵结构紧凑、体积小、重量轻。具有高速性能好、使用可靠、功能齐全、安装布置方便等优点。试验中选用的VE分配泵主要参数如表8所示。
3.4综合分析
根据综合分析，对比试验结果如表10所示。
从对比结果可知，电控式VE分配泵排放结果最优，各项污染物排放都低于限值，满足使用需求。
4.结束语
本文研究了非道路用柴油机燃油系统的选配，经过分析对比试验，确定柴油机燃油系统的最优选配方案，非道路用柴油机满足更高阶段排放要求。电控式VE分配泵调速特性、喷射压力及喷油规律可满足非道路用柴油机排放需求。
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（作者单位：山东科技職业学院汽车工程系，山东 潍坊 261053）
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