非道路第四阶段柴油机排放限值及技术路线

摘要：随着环境污染、农业机械化以及国家降排趋势的情况，非道路第四阶段的升级工作已有序进行。本文分析了当前国家法规以及控制技术要求，2022年12月底将执行非道路第四阶段法规要求。现各发动机厂家都在探索适合本公司的配置以及技术路线，根据现有技术总结出当前升级非道路T4的技术路线，并指出当前所存在的问题以及描述解决方案，为顺利进行排放升级提供理论依据。

关键字：第四阶段排放限值;技术路线;非道路柴油机。

现阶段非道路移动机械定义为：指用于非道路上的各类机械，（1）自驱动或具有双重功能：既能自驱动又能进行其他功能操作的机械;（2）不能自驱动，但被设计成能够从一个地方移动或被移动到另一个地方的机械。其中分类为以下几种：农业机械、工业钻探设备、工程机械、水泵、材料装卸机械、雪犁装备、发电机组、机场地勤设备、空气压缩机、渔业机械等。

随着污染日益加剧，非道路发动机保有量日益增加。为防治非道路移动机械用柴油机污染物排放对环境的污染，改善环境空气质量。现非道路机械排放问题日益突出，从而国家实施了排放升级。

1、非道路机械T4法规限值。

2014年5月国家正式发布“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）”其中规定了排气污染物中的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化物 （NOx）、颗粒物（PM）等限值。其中指出了非道路第四阶段的排放物限值要求。试验结果不应超出表1中规定的排放限值。

2020年12月国家正式发布“非道路柴油移动机械污染物排放 控制技术要求”该准则是对“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）”的补充说明。详细描述了对各种试验的补充说明。其中试验项目如表2 所示。

相信随着国家排放法规的升级和技术的研发会与发达国家的差距越来越小。

2、非道理第四阶段排放技术路线。

随着非道路第四阶段法规的执行。各大发动机厂商进行技术路线的探索以及技术方面的研究，科技是第一生产力，技术的进步从而保证法规的顺利实施。其中包括：升级燃油系统、优化发动机燃烧室、优化进排气管道、增加后处理等方案。本文主要是对于燃油系统的研究以及分析。

2.1高压共轨燃油系统。

高压共轨系统其主要特点为喷射压力高以及多次喷射能够精准控制喷油时刻和喷油量，从而达到降低排放物的目的

现阶段发动机37kw以上有两种技术方案，一类是通过使用选择性催化还原（SCR）技术，利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理。另一类是通过颗粒捕集器（DPF）或者颗粒催化转化器（DOC），针对燃烧产生的微粒进行废气再循环技术。

因非道路发动机其工作环境恶劣等原因现阶段各大发动机厂商倾向于第一种技术方案，现主要问题为DPF再生问题。如再生控制不合理会导致DPF堵塞或者烧坏等情况的发生。后续着重优化行车再生的控制策略。以保证再生顺利进行。

2.2全电控分配泵系统

全电控分配泵系统是在半电控分配泵系统的基础上进行升级。其油量执行器精准控制喷油量，TCV精准控制喷油时刻。

现阶段发动机37kw以下有两种技术方案，一类是通过高压共轨系统控制多次喷射和轨压以实现法规要求。另一类是通过全电控分配泵系统实现法规要求。两种技术路线各有优势。

全电控分配泵系统其主要用于自吸机型。现阶段主要有两方面难点。

其一，油量执行器控制，为满足瞬态试验顺利达标需优化控制策略。

其二、TCV定时控制。为满足定时响应性优化等压阀、泵头端面等参数。

3、结束语

3.1分析当前法规，简单总结出现非道理第四阶段排放法规要求以及试验项目。

3.2总结当前主流喷射燃油系统种类。并指出当前所存在的弊端，为后续的开发提供依据。

参考文献

[1] GB 20891—2014  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）

[2] HJ 1014—2020 非道路柴油移动机械污染物排放 控制技術要求

作者简介：李耿君，1989，男，汉，籍贯：山东省海阳市，学历：本科，单位：龙口龙泵燃油喷射有限公司，研究方向：电控系统研发设计，单位所在省市及邮编：山东烟台，264000