摘要：非道路T4較T3的排放標(biāo)準(zhǔn)有著數(shù)量級(jí)的嚴(yán)苛提升，將會(huì)給叉車動(dòng)力所帶來(lái)的技術(shù)升級(jí)將在叉車市場(chǎng)形成前所未有的挑戰(zhàn)，借鑒成熟的車機(jī)國(guó)Ⅳ、國(guó)Ⅴ升級(jí)技術(shù)雖然能大大縮短開(kāi)發(fā)周期，但不能沿用車機(jī)的技術(shù)開(kāi)發(fā)思路，必須根據(jù)叉車的使用工況細(xì)化并重新搭配各型叉車的T4技術(shù)路線，才能滿足叉車的實(shí)際需求。

前言：

2016年4月1日，叉車行業(yè)主流廠家都進(jìn)行了第三階段(以下簡(jiǎn)稱T3)柴油動(dòng)力切換，其中，單體泵技術(shù)、VE泵技術(shù)、共軌技術(shù)等成為產(chǎn)品升級(jí)的主流技術(shù)方案。在這整整一年的時(shí)間里，各種技術(shù)路線都經(jīng)歷了數(shù)輪次的市場(chǎng)驗(yàn)證及優(yōu)化改進(jìn)，完成了由推廣初期的產(chǎn)品可靠性不高到產(chǎn)品逐步成熟的過(guò)程。

1、技術(shù)背景

由于叉車行業(yè)的特殊性，整個(gè)行業(yè)的龍頭企業(yè)體型都較為龐大，管理規(guī)范，市場(chǎng)占有率高，社會(huì)責(zé)任感較強(qiáng)，在面對(duì)國(guó)家排放升級(jí)的要求時(shí)，顯得認(rèn)真嚴(yán)肅，不存在弄虛造假的現(xiàn)象，使得整個(gè)叉車行業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于其他非道路行業(yè)完成了T3排放升級(jí)的切換。

T3叉車產(chǎn)品的不斷成熟，為非道路第四階段(以下簡(jiǎn)稱T4)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)及技術(shù)升級(jí)提供了大量的成熟經(jīng)驗(yàn)。T3階段，大部分叉車生產(chǎn)企業(yè)均使用了兩種或三種以上的柴油動(dòng)力技術(shù)路線。雖然VE泵的技術(shù)路線當(dāng)下還是T3叉車市場(chǎng)主力，但電控高壓共軌技術(shù)叉車的市場(chǎng)投放，成為整個(gè)國(guó)內(nèi)叉車市場(chǎng)走向電控化和智能化的重要開(kāi)端，也將會(huì)加速縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之間內(nèi)燃叉車品質(zhì)、使用感受之間的差距。2016年3-3.5噸叉車主流T3技術(shù)銷量占比如下圖(估算數(shù)據(jù)，僅供參考)。

據(jù)行業(yè)消息，2019年上半年，叉車行業(yè)將迎來(lái)T4階段的排放升級(jí)。目前的情形來(lái)看，叉車京四排放已經(jīng)實(shí)施，且監(jiān)管愈發(fā)嚴(yán)苛；自2016年7月至今，深圳地區(qū)已累計(jì)完成非道路移動(dòng)機(jī)械排氣檢測(cè)一萬(wàn)臺(tái)次的檢測(cè)任務(wù)；鄭州地區(qū)也于2016年7月起實(shí)施了非道路移動(dòng)機(jī)械冒黑煙有獎(jiǎng)舉報(bào)的措施；而杭州、上海等地也有頒布比T3排放更為嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的趨勢(shì)。

2、排放標(biāo)準(zhǔn)解析

如圖2所示，從T3升級(jí)到T4，37-75KW功率段的PM排放限值提高了16倍，75-130KW功率段的PM排放限值提高了12倍，更為關(guān)鍵的是，所有T4功率段的排放均增加了瞬態(tài)工況循環(huán)的排放限制達(dá)標(biāo)要求。與車機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)比較而言，叉車T4的排放標(biāo)準(zhǔn)中部分指標(biāo)已經(jīng)超過(guò)了車機(jī)國(guó)Ⅳ的排放標(biāo)準(zhǔn)。

3、叉車T4動(dòng)力的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

由于T4排放升級(jí)的技術(shù)難度呈數(shù)量級(jí)的提升，面對(duì)已在日程的T4排放升級(jí)，其實(shí)留給我們的技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間已經(jīng)不多。從升級(jí)的趨勢(shì)來(lái)看，成熟車用國(guó)Ⅳ、國(guó)Ⅴ排放控制技術(shù)將會(huì)大量移植到叉車T4技術(shù)升級(jí)中來(lái)，總體呈現(xiàn)如下技術(shù)趨勢(shì)：

1）、電控高壓共軌技術(shù)將會(huì)成為T4叉車柴油動(dòng)力首選，電控VE泵、電控單體泵技術(shù)將會(huì)遭到淘汰。由于T4階段排放測(cè)試中瞬態(tài)工況的要求，電控VE泵在響應(yīng)速度和控制精度上完全不能滿足，遭到淘汰已成為必然，而電控單體泵技術(shù)在噴射精確程度上的固有缺陷，使得采用電控單體泵技術(shù)的T4叉車后處理系統(tǒng)非常復(fù)雜和龐大，對(duì)比高壓共軌將無(wú)任何優(yōu)勢(shì)的可能。反觀電控高壓共軌，其精確的噴射量控制、快速的跟隨響應(yīng)控制、豐富的功能擴(kuò)展接口，將會(huì)和車機(jī)國(guó)Ⅳ、國(guó)Ⅴ一樣，成為市場(chǎng)近乎唯一的技術(shù)路線。

2）、國(guó)產(chǎn)電控高壓共軌將會(huì)成為叉車市場(chǎng)的技術(shù)主角。從2011年開(kāi)始的車機(jī)國(guó)Ⅳ動(dòng)力切換過(guò)程來(lái)看，以BOSCH為代表的高壓共軌產(chǎn)品也是經(jīng)歷1-2年的產(chǎn)品成熟期，才逐步穩(wěn)定并大規(guī)模應(yīng)用開(kāi)來(lái)，直到當(dāng)下在國(guó)內(nèi)車機(jī)市場(chǎng)取得了90%以上的市場(chǎng)份額。而國(guó)產(chǎn)高壓共軌雖然同步于車機(jī)國(guó)Ⅳ的推廣，但受限于控制策略、可靠性水平、傳感器及執(zhí)行器等關(guān)鍵技術(shù)成熟度的限制，未能及時(shí)跟上BOSCH的步伐，普遍落后2-4年的時(shí)間。在經(jīng)過(guò)近5年的快速發(fā)展后，國(guó)產(chǎn)電控高壓共軌產(chǎn)品已經(jīng)逐步成熟，且在T3階段的叉車、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域開(kāi)始了規(guī)模應(yīng)用，并取得了大部分客戶的認(rèn)可。此外，國(guó)內(nèi)叉車市場(chǎng)較為龐大，市場(chǎng)需求多種多樣，對(duì)控制功能、特殊使用等應(yīng)用開(kāi)發(fā)性能需求較多，國(guó)內(nèi)廠家在開(kāi)發(fā)周期、同步開(kāi)發(fā)上的靈活優(yōu)勢(shì)將完全凸顯出來(lái)，并將成為國(guó)外品牌無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)存在，因此，國(guó)產(chǎn)電控高壓共軌將成為T4階段的市場(chǎng)的最優(yōu)選擇。

3）、1800Bar電控高壓共軌技術(shù)將會(huì)在37KW以上的T4叉車上規(guī)模應(yīng)用，并會(huì)逐步成為高壓共軌技術(shù)主力。目前，國(guó)產(chǎn)品電控高壓共軌技術(shù)比較成熟的廠家包括：遼寧新風(fēng)、重汽重油、北油等數(shù)家，這幾家的產(chǎn)品均已在T3階段的叉車市場(chǎng)得到了不同程度的應(yīng)用，T3階段普遍采用的是1600Bar的共軌技術(shù)，T4階段的1800Bar共軌技術(shù)將在燃油霧化、噴射精度等方面較前者提升一個(gè)臺(tái)階，同時(shí)對(duì)提高機(jī)內(nèi)凈化效果、降低污染物排放、提升燃燒質(zhì)量有著較為顯著的積極影響，并將成為T4叉車動(dòng)力的主力。漳州電動(dòng)叉車

4）、后處理技術(shù)將在T4階段的大于37Kw功率段叉車上規(guī)模應(yīng)用。高壓共軌動(dòng)力在應(yīng)對(duì)叉車較為平緩轉(zhuǎn)速的普通使用工況時(shí)，排放較好，僅需要簡(jiǎn)單的后處理裝置加上良好的機(jī)內(nèi)凈化控制策略即可滿足，但在面對(duì)叉車常用的急加速急減速等瞬態(tài)工況時(shí)，僅靠簡(jiǎn)單的后處理已無(wú)法滿足污染物的排放控制，需要使用效率更高的后處理裝置。在各型叉車的具體應(yīng)用布置方面，7噸及以上的叉車機(jī)艙空間較大，后處理的選擇余地也較大，但對(duì)于3.8-5噸叉車，其功率集中在45-70KW，普遍使用495、498、4102動(dòng)力配置，無(wú)法留給后處理裝置足夠的布置空間。從技術(shù)角度來(lái)看，提升進(jìn)氣效率、提高機(jī)內(nèi)凈化效率、使用EGR系統(tǒng)及DOC+POC的后處理系統(tǒng)可以滿足該功率段叉車的需求。

5）、DPF的后處理系統(tǒng)并不適合叉車使用。國(guó)內(nèi)的主流叉車生產(chǎn)企業(yè)普遍有過(guò)高壓共軌+DOC+DPF的歐Ⅳ或Tire4F排放應(yīng)對(duì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高壓共軌及DPF技術(shù)并不陌生，但普遍的評(píng)價(jià)并不高。主要原因有如下四點(diǎn)：一是DPF對(duì)于布置方式和排氣管路的長(zhǎng)度、保溫措施要求嚴(yán)格，體積較大，難于布置；二是應(yīng)用DPF系統(tǒng)的整車標(biāo)定較為復(fù)雜、周期較長(zhǎng)，一款叉車的整車標(biāo)定達(dá)到甚至超過(guò)三個(gè)月的時(shí)間，且任何管路尺寸或溫度(保溫)的變化都將導(dǎo)致重新標(biāo)定；三是叉車主要使用中低轉(zhuǎn)工況，對(duì)DPF的再生工況非常不利；四是DPF系統(tǒng)對(duì)油品質(zhì)量較為敏感，在往常的歐Ⅳ的整車試驗(yàn)中，使用國(guó)內(nèi)油品，DPF的堵塞是常見(jiàn)的問(wèn)題，往往是整車試驗(yàn)還未做完，后處理已經(jīng)堵塞，只能換用進(jìn)口的油品重新完成試驗(yàn)。雖然目前國(guó)內(nèi)大部分的油品已經(jīng)升級(jí)到國(guó)Ⅳ、國(guó)Ⅴ階段，但中部、西部地區(qū)的油品仍然堪憂，特別是湖南、河南、河北、山東等地區(qū)3.8元/升為例的柴油(如圖3所示)將會(huì)是T4叉車后處理系統(tǒng)的致命威脅。初步估算，即使只有5%應(yīng)用DPF后處理系統(tǒng)的叉車使用劣質(zhì)柴油，都將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)叉車售后服務(wù)系統(tǒng)的癱瘓。

6）、在滿足了柴油的使用要求之后，更低的機(jī)油消耗率成為T4階段叉車動(dòng)力的又一關(guān)鍵技術(shù)。眾所周知，機(jī)油中的硫等元素對(duì)后處理的效率有較大的負(fù)面影響，想要維持后處理的較高效率，必須對(duì)機(jī)油消耗率做出嚴(yán)格限制。從車機(jī)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，更高效率的摩擦副將成為必然的選擇，而使用特殊材質(zhì)的活塞環(huán)、特殊工藝的缸內(nèi)涂層以及特殊結(jié)構(gòu)的活塞將成為T4技術(shù)升級(jí)的必要條件。漳州叉車

7）、更高過(guò)濾等級(jí)的柴油過(guò)濾系統(tǒng)也將成為必然的選擇。共軌系統(tǒng)噴射壓力的提高，使得整個(gè)燃油系統(tǒng)對(duì)雜質(zhì)及水分含量的敏感度陡增，燃油中顆粒的存在會(huì)對(duì)高壓元件造成侵蝕、拉絲腐蝕等不利影響，而燃油中水分的存在會(huì)形成氣穴、氣蝕、電化學(xué)腐蝕等，也會(huì)危害高壓元件，從而會(huì)大大降低可靠性和使用壽命，同時(shí)會(huì)對(duì)軌壓形成一定的波動(dòng)影響。從使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，>98%@5μm的過(guò)濾效率和>92%的水分離效率的燃油過(guò)濾系統(tǒng)將成為T4叉車的常規(guī)配置。

4、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，T4階段叉車動(dòng)力所帶來(lái)的技術(shù)升級(jí)將在叉車市場(chǎng)形成前所未有的挑戰(zhàn)，借鑒成熟的車機(jī)國(guó)Ⅳ、國(guó)Ⅴ升級(jí)技術(shù)可以大大縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，但汽車與叉車的使用工況差別巨大，因此不能沿用車機(jī)的開(kāi)發(fā)思路，必須根據(jù)叉車的使用工況細(xì)化并重新搭配各型叉車的T4技術(shù)路線，才能滿足頻繁作業(yè)叉車的實(shí)際需求。