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能减排成为叉车发动机市场主旋律
发布时间:2013/3/11 | --------浏览次数:454 次

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能减排成为叉车发动机市场主旋律

http://china.toocle.com 2010年06月0408:01 生意社

生意社0604日讯  

  1.绿色动力是21世纪机械革命的一个大趋势

  随着全球经济一体化进程的明显加快,我国物流业迎来了空前的发展机遇。目前,我国社会的物流费用达75万多亿,叉车是物流工程技术装备的一个重要手段。2007年我国机动工业车辆(包括电动平衡重乘驾式叉车、电动乘驾式仓储叉车、电动步行仓储叉车、内燃平衡重式叉车)销量为15.2415万台,比2006年同期增长了36.6%,非机动工业车辆(手动液压托盘搬运车和手动叉车)销量为225万台,比2006年同期增长了23.6%。从市场容量的角度分析,叉车使用的范围要广阔得多,遍及各个经济领域。这个产业的成长主要受国家经济发展水平、工业化程度、国家经济增长动力源分布以及人们的叉车使用意识等因素的影响。随着我国物流业的飞速发展和我国经济体制改革的不断深入,叉车在品种、质量、数量等各个方面还会有长足的发展。国内叉车市场主要由电瓶、燃气等四大类构成。随着叉车业的发展,叉车产品的种类与型号也越来越多,特别是一些龙头企业,都在明显向着多品种的方向发展。在物流系统的保管、装卸搬运、流通加工、配送等各环节,叉车都明显扮演着不可缺少的角色,并逐渐成为现代物流业的好帮手

  近年来,叉车市场已经从高成长阶段进入平稳发展阶段。叉车的环保性也是目前中国叉车的主要发展趋势,核心的发动机也由柴油发动机/汽油发动机向电瓶发动机的趋势发展。目前中国电瓶叉车大约占市场份额的20%左右,其他的都是内燃型叉车,估计2008年末电瓶叉车的比率大概能增长到23%左右。按照动力方式来分类,叉车可以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,使用范围广,缺点是排气和噪声污染环境,有害人类健康。电动叉车利用蓄电池作为动力源,使用时无尾气排放,低噪声,操作方便而灵巧,运行平稳。在国内,每提到绿色环保,大家都不约而同地想起电动叉车,其实内燃叉车也环保。电动叉车在使用时无尾气排放,但是报废后如果处理不当,电瓶也会造成严重的环境危害。同时,内燃叉车如果采用高档发动机,尾气排放也能降到很小。要使叉车的性能更优越,首先要发展高效、高性能发动机,从而提高叉车的低噪、低振、低排放的性能,减轻对环境的污染。

  时下发展绿色动力新能源已经成为车用发动机业的共识,不仅因为燃油价格上升的原因,为了节约传统能源,减少环境污染,提高车用发动机的科技含量,为了我们的后世子孙,新能源绿色动力是21世纪机械革命的一个大势所趋。我国叉车保有量达70万台,但叉车的排污和能耗十分严重,我们已经感受到了石油供应的日益紧张。同时,车用石油消耗所产生的空气污染和CO2排放也正在变成愈来愈严重的问题,我国已经成为世界上第二大CO2排放国,由此产生的国际政治和经济争端将会愈演愈烈。这充分表明,我国所面临的石油安全与交通能源问题将来势更猛、影响更大、挑战更加严峻。按传统交通能源动力系统发展下去,不可持续,实现我国包括各种机动车辆(叉车)在内,车用新能源动力系统转型是大势所趋。在目前情况下,特别是在国内,新能源绿色动力要让用户接受,首要的问题是市场上要出现供多种选择的新能源车型,且它们在与传统燃油动力比较时能够占据优势。

  2.我国叉车动力装置构成比例和配套要求

  我国叉车动力装置构成比例大体是:内燃叉车占全部叉车的93.86%,电瓶叉车占6.14%;在全部内燃叉车中,柴油叉车占62.4%,汽油叉车占37.6%。按叉车起重量划分,24t的占全部内燃叉车的75.9%;而起重量为24t级的内燃叉车中柴油叉车占60%,在启重量大于5t的内燃叉车中,汽油叉车仅占16%,并有减少的趋势。在全部汽油叉车中,启重量为24t的占80.8%,56t7.9%,其余为1.75t以下;在全部柴油叉车中,启重量为24t的占72.9%,启重量为56t22.2%,两者之和占全部柴油叉车的95%以上。汽油机驱动的叉车一般缸径小于92mm,柴油叉车则采用缸径小于105mm的多缸发动机。常见国产配套汽油机有4754804924956100等机型;柴油机有28529048549049549841004105698610261106130等机型。上述机型除少数属工程机械用发动机外,其余大都是车用型、通用型、或与其相似的变型产品。

  由于受配套件、材质、、工艺水平等限制,在噪声、烟度、排放、可靠性、使用寿命等方面,与国外同类产品相比,仍有一定差距。出口的叉车及供国内机场、港口、外资企业等使用的叉车多采用进口发动机配套。主要有日本日产公司的A15H20H25等型号汽油机,五十铃公司的FLB1C2406BD1等型号柴油机,韩国大宇公司的DC24型柴油机,日本马士达公司的XAHA等柴油机,英国珀金斯发动机公司的1004型,意大利依维柯公司的8061Si35以及日本三菱公司的6D166D22C6D22TC等机型。

  叉车使用地区广泛,气候差异甚大,工作环境恶劣,灰尘大,工况经常变化,负荷较重。因此,叉车发动机应具有良好的动力性与燃油经济性的工作可靠性,长的使用寿命,好的冷启动性能和易于维修保养等。同时,还要求结构紧凑,体积小,符合标准法规的坏保指标。

  通常,一台好的叉车发动机应具有下列基本特性:能适应连续持久的工作和承受较负荷,标定功率为小时功率。叉车汽油机应装有限速器;叉车发动机在工作时经常受到较大冲击和较强的振动,因而机体和附件应有足够的刚度和强度,且安装固定多采用三点式支承;为保证能在急变化的负荷状态下工作,一般宜采用全程式调速器,其瞬时调速率应小于12%,稳定调速率小于8%;为适应港口、码头作业环境,要求发动机有较大的扭矩适应性,通常扭矩储备系数应大于12%(有变矩器的除外);为适应液压泵和辅助设备的需要,发动机应有辅助功率输出装置。对于中小吨位的叉车,液压泵应直接安装在发动机上,其辅助输出功率要求为总功率的50%100%;叉车常在倾斜的地面上作业,要求发动要能在前后或左右倾斜状态下正常工作;叉车常在空气含尘量较多的环境作业。要求有高效率的空气滤清器,加油口,通气口和管接头处都应有防尘密封;为适应多种气候环境下工作,对燃油、润滑油、润滑脂、冷却液、电瓶等有特殊要求,其相关系统要作改装。寒冷地区要解决冷启动问题,热带地区要有防过热装置;为适应高原地区工作需要,应设置增压器以补偿高原功率的降低,要求在海拔10002000m甚至3000m地区作业而不降低功率。对在坑道、船舱等环境作业的叉车,应有废气净化装置;对有较大涉水深度工作的叉车其电气备等要有密封保护;在有煤气的环境作业,需有特殊的防爆设施;要有高的可靠性和长的使用寿命。对新开发的叉车发动机目标值应为:柴油机首次故障期大于800h。第一次大修期600010000h;汽油机的目标值参照汽车用发动机的要求。叉车发动机的废气排放、烟度、噪声等环保指标应达到国家标准或行业标准的规定并尽快与国际标准接轨。发动机的体积功率比,燃油和机油消耗率,转速储备系数、最低工作稳定转速以及机械振动技术性能指标应符合叉车的配套要求。

  3.节能减排推动叉车动力技术

  内燃叉车以发动机为动力,功率强劲,使用范围广,缺点是排气和噪声污染环境,有害人类健康。环保要求推动了动力技术的更新:TCM20世纪70年代更新了3.58t柴油叉车,将预热燃烧室改为直喷式,省油17%20%;上世纪80年代初Perkins发动机推出扁唇式燃烧系柴油机,省油7%8%;上世纪80年代中期德国Deute公司开发出F913G型叉车专用柴油机,省油60%,降噪6 dB,而瑞典推出柴油机电瓶混合动力叉车;上世纪90年代液化石油气(LPG)叉车、压缩天然气(CNG)叉车、丙烷叉车等低公害叉车面市,且发展势头强劲,叉车尾气排放符合欧洲标准。

  电动叉车具有能量转换效率高、无废气排放、噪声小等突出优点,是室内物料搬运的首选工具,但其受电瓶容量限制,功率小,作业时间短。目前国内外均在不断改进铅酸电瓶技术,通过提高材料纯度等使其在复充电次数、容量和电效率方面有了很大提高。由于技术的进步,电动叉车现已突破只能用于小吨位作业的局限性。目前国际上电动叉车的产量已占叉车总量的40%(国内为10%15%),在德国、意大利等一些西欧国家电动叉车比例高达65%。对室内作业、靠近人群作业以及整个的食品行业而言,电瓶叉车是最好的选择;除了完全没有废气污染外,低噪音也使得作业环境更令人愉快。

  未来叉车将广泛采用电子燃烧喷射和共轨技术。发动机尾气催化、净化技术的发展将有效降低有害气体和微粒的排放。LPGCNG等燃料叉车及混合动力叉车将进一步发展。新型电瓶燃料电池在各大公司的共同努力下,将克服价格方面的劣势,批量进入市场,如:林德采用德龙智能型充电机,具有全自动功能、自我诊断功能、充电效率高、节能性好、质量可靠、电压匹配性好、使用寿命长等特点,在正常使用(每次放电量达80%)及良好的保养条件下,电池可反复充放电1500(相当于6)。目前林德电池的使用寿命可达8年以上。目前全球汽车巨人正联合致力于电动汽车的研究,电动汽车的动力、传动、控制、安全等技术在叉车上的应用,将会使电动叉车整机性能有一个质的变化。

  微电子技术、传感技术、信息处理技术的发展和应用,对提高叉车业整体水平,实现复合功能,以及保证整机及系统的安全性、控制性和自动化水平的作用将更加明显,使电子与机械、电子与液压的结合更加密切。未来叉车的发展在于其电子技术的应用水平。如:林德电动前移式叉车采用感应式电子转向系统,给操作者提供变量扭矩反馈以确保完美的控制性能,所需转向力极微。实现以微处理器为核心的机电液一体化是未来叉车控制系统发展的主方向,即以微处理器为核心,控制由局部控制向网络化方向发展,使整车保持最佳工作状态,实现叉车的智能化作业。对于电动车辆,传统的电阻调速控制器已被淘汰,而新型MOSFET晶体管因其门极驱动电流小,并联控制特性好且有软、硬件自动保护和硬件自诊断功能等优点,得到广泛采用。串励和他励控制器仍是市场的主导产品,交流控制技术则处于起步阶段。随着交流调速控制系统成本的降低与闭式交流电机技术的成熟,交流电机叉车将会因其功率大、维护性能好而取代直流电机叉车。采用电子转向系统与动力转向比可节能25%,它可根据叉车使用工作状况,适时控制电机转速,是叉车节能降噪的有效措施。另外,MOSFET晶体管比电阻式调速可节能20%,释放式再生制动可节能5%8%,采用液压电机控制器和负载势能回收技术可分别节能20%5%

  4.LPG叉车动力节能减排新亮点

  世界上石油储量约有100,164亿桶,中东海湾战争以来,世界石油价格年年涨幅惊人,曾经一度突破每桶70美元大关,而在国际市场上,LPG(液化石油气)的平均价格仅是汽油的40%60%。由于LPG在常温条件下,在容器中具有一定的饱和蒸气压,在发动机上可以省却燃料泵。同时气态LPG与空气按比例充分混合后可以达到完全燃烧,发动机缸体、发火栓不会沾污,发动机缸体不会结碳,可以延长发动机的使用寿命。使用LPG做燃料不仅可以降低使用成本还可以起到节能环保的目的。液化石油气车突出优点:低排放,燃烧完全、干净,污染低,尾气中含硫量少,有效地降低噪音及改善室内空气品质;高安全性,符合美国法规标准;高可靠性,减少对排气管消音器及转换器等触媒的损伤;降低爆震对内燃机的损坏;积碳减少,延长火花塞寿命;经济性好,燃料价廉。液化石油气车适宜场所:适于各类仓储、集装箱内的物料搬迁、堆垛工作;适于高清洁度要求的各类食品、化工、卫生行业;适于气源丰富的地区和企业:适于环保要求较高的城市及地区。目前,各大品牌的叉车厂商均推出了使用LPG的内燃平衡重式叉车,并得到推广应用。XG 25-30OM公司系列新型LPG液化石油气平衡重式叉车。在OM叉车系列中,XG系列的设计是基于将人机工程学与实用性相结合的概念,其最大的亮点就在于采用了LPG(液化石油气)作为能源,叉车排放少、噪音小,既能满足用户对叉车功率和适用范围的要求,又能同时提高产品的节能效果和适应日益苛刻的环保要求,减少排放和噪音污染以及对人体健康的伤害。在保证叉车工作效率的情况下,达到最大化的环保性及耗能的经济性。

  随着我国政府对节能减排工作的高度重视和相关法律制度的完善及各种配套政策的推出,在工业车辆中广泛推广应用LPG发动机将是一个重要的发展方向。

  随着我国政府对节能减排工作的高度重视和相关法律制度的完善及各种配套政策的推出,在工业车辆中广泛推广应用LPG发动机将是一个重要的发展方向。

  5.合力环保型叉车达到国际先进水平

  随着全球性日益严格的环保要求,欧、美相继出台了关于工业车辆的ECEPA分阶段实施的排放标准,如EC标准的StageⅠStageⅡStageⅢEPATierⅠ, TierⅡ, TierⅢ。上述标准的制定及推行实施成为了内燃叉车准入欧、美市场的技术壁垒。

  合力的内燃叉车品种和吨位级别都较多,这给环保型叉车的研制带来了人力和研制周期上的困难。但为了拓展国际市场,合力拥有的国家级技术中心及相关部门不等不靠,同心协力,从国内外行业标准的理解与市场调研开始,经过发动机等零部件的选型、整车设计、试验、改进、再试验……,最终一款又一款的叉车通过了外方认证。在环保型叉车研发过程中,合力积极邀请国外专家进行现场指导。首先按中国叉车行业标准要求的项目检测,再按照环保型叉车发动机的要求增做进气阻力、排气阻力、燃油阻力等试验,确保发动机装车后的排放达标。合力环保型叉车采用了闭回路式燃料控制系统、电脑ECU自动修正空燃比、3元催化系统、CAN总线技术等等。这些新技术和系统方案的应用,使合力的环保型叉车项目的技术水平处于国内领先水准,达到国际先进水平。如今,合力的多款叉车均达到了世界最严格的排放标准。

  6.未来叉车发动机的市场发展方向

  在竞争空前激烈的现代产业中,物料搬运与仓储设备是降低供应链成本不可或缺的重要工具。近年来,国内外叉车市场都产生了很大的变化,国际知名叉车企业如林德、丰田、永恒力、小松、伟轮、OM和力至优等的最新产品让我们领略到世界最先进的叉车技术;而安徽合力、台励福、宝骊、友嘉、一拖、上力、靖江、梯佑、如意、虎力、诺力、鼎力、中力、美科斯等本土品牌发展迅速,吹响了与国际同行竞技的号角。近年国内叉车行业民营企业异军突起,发展迅猛。

  过去以生产仓储类手动叉车为主的企业如宁波如意、友嘉等纷纷涉足平衡重式叉车,而且产品已经形成系列。与此同时,电动叉车引领着叉车行业发展方向,林德公司一改以往展示其优越的静压技术的特色,开发出E16型三支点电动叉车和前移式叉车;而永恒力和力至优展示的更是清一色电动产品。透过国内外叉车制造企业产品的变化,可以看出国际叉车的发展趋势。

  小松公司的B×50系列23t内燃叉车在保持其产品优越的耐用性和可靠性的同时,赋予产品以新的功能,使产品的操作能力得到优化,安全系数和经济性能得到提高。双联泵可单独操作动力转向和提升装置,怠速条件下的提升速度比以前车型提高一倍。即使叉车处于怠速状态时,超级的提升液压系统也能快速提升货物,由于不再需要加速,故油耗得到显著改善。提升高度可以微调,因而不会使货物或托盘产生急剧振动,从而消除了货物损坏的危险。2.5t柴油叉车与以前同型号相比较油耗降低了10%

  引进和开发叉车专用发动机。叉车行业多年来强烈希望有国产专用叉车发动机,尤其是引进的叉车项目没有相应地引进配套发动机,限制了引进技术的全面国产化。多年来,叉车产品水平中有了长足的进步,但最高年产量一直在2万台左右徘徊,从叉车发动机看,需求量不足全部多缸内燃机产量的1%。由于内燃机行业是技术密集性很高的行业。产品适宜按专业分工组织大批量生产,而叉车的特点是小批量多品种,因此建设叉车专用发动机厂是不经济的。叉车行业应与内燃机行业加强合作,将叉车内燃机作为一个整体进行研究、试验,优化发动机产品结构,满足叉车行业发展的需要。

  叉车发动机选型应当相对集中。目前,叉车行业选用发动机有杂、乱、散的现象。同一吨位的叉车往往选有多家发动机厂的产品。据不完全统计,现在叉车行业选用国产发动机的型号多达50多个(不括进口机型),变型品种超过百种,由30余家发动机厂供货。例如某厂生产485490两个型号的发动机,为满足叉车主机厂的要求,又生产多种尺寸结构和形状差异不大的叉车专用进水管,曲轴皮带轮,飞轮、离合器壳,进气管,排气管,节温器壳和风扇垫块等,形成40多种变型品种。这种状况给发动机厂的生产组织还来了困难,生产成本相应上升,给用户的维修和配件购置带来麻烦。行业应以重点企业和名优产品为对象,对叉车发动机进行评选和规划,尽快制订叉车发动机系列及规格型谱,改变杂、散、乱的现状。

  叉车发动机制造质量亟提高。据报道,国产发动机的故障率一般要占故障数的40%左右。突出的问题是可靠性差,与国外先进产品相比,有较大的差距。主要故障是漏水、漏油、漏气,其次是燃油系统,电气系统的故障等,都是极待解决的问题。

  环保指标亟待改善。叉车多在车间、仓库、船舱、码头等处工作,对废气排放、烟度、噪声等环保指标要求较高。目前我国内燃机行业制订的相应标准与先进国家同类标准相比,差距较大。环保问题已成为21世纪全球关注的热点。我国发动机的制造水平大约落后于先进国家1020年。在国产发动机中,增压技术的应用尚不普遍,电控技术远未达到实用阶段,液化石油气发动机亦未批量生产。当前,应用新技术,开发节能、节材、低污染、高可靠性的叉车发动机,改变依靠进口的被动局面,是发动机行业和叉车行业的共同愿望。

  随着人们对环境污染危害的深刻认识,环保已成为世界共同关注的焦点,因此,环保型叉车将成为市场主流;其次,自动仓储系统、大型超市的纷纷建立,刺激了对室内搬运机械需求的增长,高性能电动叉车、前移式叉车、窄巷道叉车等各类仓储机械迅速发展是未来叉车市场的又一特征;另外,全球经济一体化必将带来全球工业的国际化,使得各国间及国内贸易大幅上升。有资料表明全世界集装箱吞吐量每年以30%左右的速度递增。贸易的增加将推动现代集装箱搬运与堆垛设备的高速发展。

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