叉車用發(fā)動機的現(xiàn)狀及展望

浙江新昌柴油機總廠   章水
    摘要  本文主要對我國內(nèi)燃叉車配套用內(nèi)燃機的行業(yè)簡況，配套機型，配套內(nèi)燃機的技術(shù)參數(shù)和特性等現(xiàn)狀進行控討，對今后的發(fā)展提出若干建議與展望。
    關(guān)鍵詞：內(nèi)燃叉車  內(nèi)燃機  配套
    我國叉車動力裝置構(gòu)成比例大體是：內(nèi)燃叉車占全部叉車的93.86%，電瓶叉車占6.14%；在全部內(nèi)燃叉車中，柴油叉車占62.4%,汽油叉車占37.6%。按叉車起重量劃分，2-4t的占全部內(nèi)燃叉車的75.9%；而起重量為2-4t級的內(nèi)燃叉車中柴油叉車占60%，在起重量大于5t的內(nèi)燃叉車中，汽油叉車僅占16%，并有減少的趨勢。在全部汽油叉車中，起重量為2-4t的占80.8%，5-6t占7.9%，其余為1.75t以下；在全部柴油叉車中，起重量為2-4t的占72.9%，起重量為5-6t占22.2%，兩者之和占全部柴油叉車的95%以上。汽油機驅(qū)動的叉車一般缸徑小于92mm，柴油叉車則采用缸徑小于105mm的多缸發(fā)動機。
1 叉車發(fā)動機現(xiàn)狀
    現(xiàn)有叉的主要動力裝置是汽油機的柴油機。極少數(shù)廠家配用液化發(fā)動機。國產(chǎn)配套汽油機有475、480、492、495和解放CA10等機型；柴油機有285、290、485、490、495、498、4100、4105、698、6102、6110、6130等機型。上述機型除少數(shù)屬工程機械用發(fā)動機外，其余大都是車用型、通用型、或與其相似的變型產(chǎn)品。
    國產(chǎn)叉車采用的配套發(fā)動機主要技術(shù)參數(shù)見表1。由于受配套件、材質(zhì)、、工藝水平等限制，在噪聲、煙度、排放、可靠性、使用壽命等方面，與國外同類產(chǎn)品相比，仍有一定差距。出口的叉車及供國內(nèi)機場、港口、外資企業(yè)等使用的叉車多采用進口發(fā)動機配套。主要有日本日產(chǎn)公司的A15、H20、H25等型號汽油機，五十鈴公司的FLB1、C240、6BD1等型號柴油機，韓國大宇公司的DC24型柴油機，日本馬士達公司的XA、HA等柴油機，英國珀金斯發(fā)動機公司的1004型，意大利依維柯公司的8061Si35以及日本三菱公司的6D16、6D22C、6D22TC等機型。
表1 部分叉車配套發(fā)動機的主要技術(shù)參數(shù)
叉車起重量(t) 型號 燃油 缸數(shù)-缸徑×沖程(mm) 排量(L) 功率/轉(zhuǎn)速(kW/r/min) 扭矩/轉(zhuǎn)速(N·m/r/min)
1.0-1.75 475 汽油 4-75×77 1.36 21.4/2600 83.3/1900
475C2 柴油 4-75×80 1.41 25.7/3000 85/2200
480G 柴油 4-80×90 1.81 25/2600 103/1800
2.0-3.0 485G 柴油 4-85×100 2.27 38.2/3000 139.2/2100
490G 柴油 4-90×100 2.54 36.8/2600 152/1900
592GA 汽油 4-92×92 2.45 40/3000 147/2100
SF498G 柴油 4-98×98 2.96 44.1/2500 176/1800
LD495 柴油 4-95×115 3.26 42.6/2600 181.3/2100
3.5-4.5 BY495G 汽油 4-95×100 2.84 70/2600 190/1600
4RG1 柴油 4-100×125 3.93 55.2/2400 250/1600
5.0-7.0 4RAG3 柴油 4-105×125 4.33 60.3/2400 269.5/1600
6102G3 柴油 6-102×110 5.39 64/2200 296/1650
CA10B 汽油 6-101.6×114.3 5.56 66/2400 303.8/1200
8.0-10.0 6102G7 柴油 6-102×118 5.79 80.9/2500 353/1650
X6110G 柴油 6-110×130 7.41 92/2300 490/1800
13.5-16.0 D6114G 柴油 6-114×135 8.27 100/2200 460/1600
6130G 柴油 6-130×150 11.94 117.6/2000 617/1300
20.0=25.0 6135AZK-1 柴油 6-135×150 12.90 154/2100 784/1500
2 叉車用發(fā)動機的配套要求
    叉車使用地區(qū)廣泛，氣候差異甚大，工作環(huán)境惡劣，灰塵大，工況經(jīng)常變化，負荷較重。因此，叉車發(fā)動朵應(yīng)具有良好的動力性與燃油經(jīng)濟性的工作可靠性，長的使用壽命，好的冷啟動性能和易于維修保養(yǎng)等。同時，還要求結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，符合標準法規(guī)的壞保指標。通常，一臺好的叉車發(fā)動機應(yīng)具有下列基本特性：
   （1）能適應(yīng)連續(xù)持久的工作和承受較負荷，標定功率為小時功率。叉車汽油機應(yīng)裝有限速器。
   （2）叉車發(fā)動機在工作時經(jīng)常受到較大沖擊和較強的振動，因而機體和附件應(yīng)有足夠的剛度和強度，且安裝固定多采用三點式支承。
   （3）為保證能在急變化的負荷狀態(tài)下工作，一般宜采用全程式調(diào)速器，其瞬時調(diào)速率應(yīng)小于12%，穩(wěn)定調(diào)速率小于8%。
   （4）為適應(yīng)港口、碼頭作業(yè)環(huán)境，要求發(fā)動機有較大的扭矩適應(yīng)性，通常扭矩儲備系數(shù)應(yīng)大于12%（還變矩器的除外）。
   （5）為適應(yīng)液壓泵和輔助設(shè)備的需要，發(fā)動機應(yīng)有輔助功率輸出狀置。對于中小噸位的叉車，液壓泵應(yīng)直接安裝在發(fā)動機上，其輔助輸出功率要求為總功率的50%—100%。
   （6）叉車常在傾斜的地面上作業(yè)，要求發(fā)動要能在前后或左右傾斜狀態(tài)下正常工作。通常要求發(fā)動機能在縱傾20º、橫傾15º狀態(tài)下工作。
   （7）叉車常在空氣含塵量較多的環(huán)境作業(yè)。要求有高效率的空氣濾清器，加油口，通氣口和管接頭處都應(yīng)有防塵密封。
   （8）為適應(yīng)-40ºC—+45ºC多種氣候環(huán)境下工作，對燃油、潤滑油、潤滑脂、冷卻液、電瓶等有特殊要求，其相關(guān)系統(tǒng)要作改裝。寒冷地區(qū)要解決冷啟動問題，勢帶地區(qū)要有防過熱裝置。
   （9）為適應(yīng)高原地區(qū)工作需要，應(yīng)設(shè)置增壓器以補償高原功率的降低，要求在海拔1000—2000m甚至3000m地區(qū)作業(yè)而不降低功率。
   （10）對在坑道、船艙等環(huán)境作業(yè)的叉車，應(yīng)有廢氣凈化裝置；對有較大涉水深度工作的叉車其電氣備等要有密封保護；在有煤氣的環(huán)境作業(yè)，需有特殊的防爆設(shè)施。
   （11）要有高的可靠性和長的使用壽命。對新開發(fā)的叉車發(fā)動機目標值應(yīng)為：柴油機首次故障期大于800h。第一次大修期6000—10000h；汽油機的目標值參照汽車用發(fā)動機的要求。
   （12）叉車發(fā)動機的廢氣排放、煙度、噪聲等環(huán)保指標應(yīng)達到國家標準或行業(yè)標準的規(guī)定并盡快與國際標準接軌。
   （13）發(fā)動機的體積功率比，燃油和機油消耗率，轉(zhuǎn)速儲備系數(shù)、最低工作穩(wěn)定思索速以及機械振動技術(shù)性能指標應(yīng)符合叉車的配套要求。
3 關(guān)于未來發(fā)展的建議
   （1）應(yīng)當開發(fā)叉車專用發(fā)動機。叉車行業(yè)多年來強烈希望有國產(chǎn)專用叉車發(fā)動機，尤其是引時的叉車項目沒有相應(yīng)地引進配套發(fā)動機，限制了引進技術(shù)的全面國產(chǎn)化。30多年來，叉車產(chǎn)品水平中有了長足的進步，但最高年產(chǎn)量一直在2萬臺左右徘徊，叉車發(fā)動機看需求量不足全部多缸內(nèi)燃機產(chǎn)量的1%。由于內(nèi)燃機行業(yè)是技術(shù)密集性很高的行業(yè)。產(chǎn)品適宜按專業(yè)分工組織大批量生產(chǎn)，而叉車的特點是小批量多品種，因此建設(shè)叉車專用發(fā)動機廠是不經(jīng)濟的。建議叉車行業(yè)與內(nèi)燃機行業(yè)加強合作，將叉車內(nèi)燃機作為一個整體進行研究、試驗，優(yōu)化發(fā)動機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，滿足叉車行業(yè)發(fā)展的需要。
  （2）叉車發(fā)動機選型應(yīng)當相對集中，目前，叉車行業(yè)選用發(fā)動機有“雜、亂、散”的現(xiàn)象。同一噸位的叉車往往選有多家發(fā)動機廠的產(chǎn)品。據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)在叉車行業(yè)選用國產(chǎn)發(fā)動機的型號多達50多個（不包括10多個進口機型），變型品種超過百種，由30余家發(fā)動朵廠供貨。例如某廠生產(chǎn)485、490二個型號發(fā)動機，為滿足叉車主機廠的要求，又生產(chǎn)多咱尺寸結(jié)構(gòu)和形狀差異不大的叉車專用進水管，曲軸皮帶輪，飛輪、離合器殼，進氣管，排氯管，節(jié)溫器殼和風扇墊塊等，形成40多種變型品種。這種狀況給發(fā)動朵廠的生產(chǎn)組織還來了困難，生產(chǎn)成本相應(yīng)上升，給用戶的維修和配件購置帶來麻煩。建議以重點企業(yè)和名優(yōu)產(chǎn)品為對象，對叉車發(fā)動機進行評選和規(guī)劃，盡快制訂叉車發(fā)動機系列及規(guī)格型譜，改變“雜、散、亂”的現(xiàn)狀。
   （3）叉車發(fā)動機制造質(zhì)量亟提高。據(jù)報道，國產(chǎn)發(fā)動機的故障率一般要占故障數(shù)的40%左右。突出的問題是可靠性差，首次故障期和故障間隔時間有條有理 ，與國外先進產(chǎn)品相比，有較大的差距。主要故障是“漏水、漏油、漏氣”，不但故障資助數(shù)多且故障重復率高；其次是燃油系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)的故障，采用非直噴燃燒室的部分柴油機啟動困難等。這是內(nèi)燃機行業(yè)正在努力解決的問題。
   （4）環(huán)保指標亟待改善。叉車多在車間、倉庫、船艙、碼頭等處工作，對廢氣排放、煙度、噪聲等環(huán)保指標要求較高。目前我國內(nèi)燃機行業(yè)制訂的相應(yīng)標準與先進國家同類標準相比，差距較大。環(huán)保問題已成為21世紀全球關(guān)注的熱點。我國發(fā)動機的制造水平大約落后于先進國家10—20年。在國產(chǎn)發(fā)動機中，增壓技術(shù)的應(yīng)用尚不普遍，電控技術(shù)遠未達到實用階段，液化石油氣發(fā)動機亦未批量生產(chǎn)。當前，應(yīng)用新技術(shù)，開發(fā)節(jié)能、節(jié)材、低污染、高可靠性的叉車發(fā)動機，改變依靠進口的被動局面，是發(fā)動機行業(yè)和叉車行業(yè)的共同愿望。
  （5）推動聯(lián)合，發(fā)展規(guī)模經(jīng)濟。在組建叉車企業(yè)集團時，應(yīng)考慮發(fā)動機的生產(chǎn)與配套問題，建議采取多種方式與配套的發(fā)動機廠開展橫向聯(lián)合，由緊密聯(lián)合到兼并某些合適的、條件較好的發(fā)動機廠，使其直接為叉車和工程機械服務(wù)，以便更好地解決叉車用發(fā)動機的配套問題。