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明日切换:带你看懂各品牌“国四”挖机如何升级!

【第一工程机械网 原创】明天(12月1日)非道路移动机械“国四”排放标准正式实施!第一工程机械网小编梳理了国内外知名工程机械制造商推出的“国四”挖掘机。经过技术路线的对比,小编发现“国四”技术亮点集中体现在“全电控”、“无感再生”、“后处理越级升级”、“功率提升油耗下降”、“新增智能技术”、“‘国四’机不一定都用尿素”等关键词。

不同级别排放要求

不同级别排放要求

本文小编从发动机制造商的应对策略,外资品牌和国产品牌的“国四”新品技术路线等三个角度来看本轮非道路移动机械的排放升级情况。话不多说,我们来看看它们是怎么做的吧!

发动机的战场:应用场景之别,或没有最大赢家

早在2007年,欧美就已经进入四阶段排放,经过十多年的发展,外资品牌主机制造商和发动机厂商技术相对更成熟。超过几十亿小时的运行经验让他们在应对“国四”排放标准时更从容。他们将这些成熟技术和丰富的经验移植至中国市场,本土化的研发更能满足中国用户的需求。

全球知名发动机制造商康明斯就充分利用其在美国EPA Tier 4、欧洲Stage 5的技术和经验,为中国不同市场量身定制,提供更加适合工程设备及其施工特点的定制化产品,而非“一刀切”。

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就发动机在“国四”挖掘机的配套方面,康明斯或是大赢家。在11月26日康明斯全线产品升级发布会上,广西柳工机械股份有限公司副总裁袁世国,徐工集团挖掘机械有限公司副总经理丁贺,中联重科土方机械公司副总经理吴元峰,三一重机总工程师、全球研发中心主任曹东辉,山东临工研究总院中挖院院长、山东临工“国四”负责人张建永等国内挖机制造商代表悉数出席,可见一斑。

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事实上并不是康明斯一枝独秀。就潍柴稍早之前透露的消息看,潍柴在挖掘机配套方面,打造了林德液压+潍柴发动机液压动力总成概念,这套黄金动力总成搭载履带挖机后表现突出,油耗降低15%、效率提升10%。潍柴黄金动力总成搭载履带挖掘机后,销量已破万台大关。潍柴计划在2023年将这一数字提高到3万。

搭载潍柴黄金动力总成的挖掘机

搭载潍柴黄金动力总成的挖掘机

玉柴也于11月30日晚八点发布其非道路“国四”动力,产品包括A、F、K三大技术平台17大系列,排量覆盖2.5~20L,功率覆盖40~950马力,功率范围较“国三”阶段得到进一步拓展,可满足农业装备、工程机械领域全场景需求。

据不完全统计,在本轮非道路“国四”排放升级,国内外知名发动机制造商均推出了自己的技术路线。

部分发动机厂商的技术路线

部分发动机厂商的技术路线

外资品牌:发动机和主机厂联动,切换更加丝滑

正如前文所讲,外资品牌在欧美的技术和经验让它们在这次切换中更从容。而像卡特彼勒、小松、沃尔沃、斗山等兼具发动机制造和整机制造能力的品牌,在在本轮排放标准的切换上可谓“丝滑”。

早在2017年,卡特彼勒在中国发布新一代Cat®(卡特)液压挖掘机,率先将中国工程机械行业全面推进到“智能机器时代”。当年的全新的“电液控制技术”已经展示其挖掘机的黑科技。

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在“国四”新品上,卡特彼勒采用自主研发全电控系统与发动机完美匹配,效率高。针对不同功率的挖掘机,卡特彼勒给出两条技术路线,针对功率在130kW以下,DOC+DPF就可以,无需使用尿素溶液,省时省心。

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功率超过130kW以上的,采用DOC+DPF+SCR技术路线,仅需少量的尿素,辅以电控液压技术降低保养成本。搭载得到验证的后尾气处理装置设计,维护零负担。再生时及其运行无间断,充分延长机器运行时间。

小松“国四”挖掘机后处理装置

小松“国四”挖掘机后处理装置

小松的切换也类似。据了解,小松“国四”系列新品搭载小松新一代发动机,配置新型发动机电子控制系统,燃油经济性更高。搭配工程机械用排气后处理系统:小松柴油颗粒物捕捉器(KPDF)+废气再循环系统(EGR)+选择性催化还原系统(SCR)+闭式曲轴箱通风系统(KCCV)+可变截面涡轮增压器(VGT),减少NOx和PM的同时,降低燃油消耗量并减小噪音。

小松“国四”挖掘机

小松“国四”挖掘机

以小松PC375LC-11M0“国四”挖掘机为例,它采用CLSS闭式中央负荷感应系统,复合动作流畅,装车作业高效。整机配备小松日本原装进口主泵和主阀,整体匹配和可靠性进一步提升。对比上一代机型PC360-8M0,燃油消耗降低13%。

沃尔沃遍达发动机

沃尔沃遍达发动机

以沃尔沃建筑设备“国四”挖掘机升级为例,沃尔沃遍达发动机独有的尾气后处理越级升级,可靠性更高,在后处理越级科技加持下,沃尔沃“国四”挖掘机的排放值不但低于“国四”标准要求的,还拥有更低的燃油消耗。

沃尔沃“国四”挖掘机

沃尔沃“国四”挖掘机

以沃尔沃EC400挖掘机为例,该机搭载满足“国四”标准的沃尔沃发动机,配备自动怠速、自动停机和自动重启功能,避免不必要的燃油消耗及磨损,相较上一代产品燃油效率提高约10%,生产效率提高16%。

斗山DX150W-10“国四”挖掘机

斗山DX150W-10“国四”挖掘机

在欧洲,严苛的工业用Stage V排放限值,现代斗山运用独有的ULFC(Ultra Low Fuel Consumption))燃烧技术和后处理(DPF+SCR)系统,持续提高发动机性能并降低油耗。

除了欧美市场的经验外,为契合中国的作业环境和环保要求,现代斗山在新机上市一年前就展开包括高原、高寒、炎热地区等测试,以轮挖产品DX150W-10为例,它搭载斗山新型DL06六缸发动机,最高功率达110kW,燃油效率比上代机型最大可改善20%,配合DPF之后更加长寿。

日立建机全新HIOS IV液压系统

日立建机全新HIOS IV液压系统

拥有超10年全球现场经验的DPF(柴油颗粒的后处理滤清器)技术的日立建机也表示,“我们的DPF系统结构简单、无需添加尿素溶液,省力省心,而且性能稳定、故障率低,在海外拥有超10万台的主机销量”。在性能方面,日立建机6A新品深度优化了发动机和液压系统的匹配,减少压力损耗,提高能量利用率,有效提升作业效率和燃油效率。

国产品牌:找好伙伴,实现“功率提升,油耗下降”的神奇功效

广西柳工机械股份有限公司首席科学家初长祥表示,不管是增加的后处理EGR废气循环,还是后处理,减少NOx的排放的同时,势必增加油耗。然而,目前发布“国四”新品的品牌几乎都宣称其新品功率提升8%~10%,油耗降低10%~20%。

“功率变大、油耗减少”,这是怎么做到的?答案或许在定制化发动机和全电控液压系统。

山东临工“国四”挖掘机技术路线

山东临工“国四”挖掘机技术路线

技术亮点:山东临工中大挖产品全系更换康明斯发动机,采用全电控液压系统,油耗降低、效率增加。

就这一问题,山东临工总工程师迟峰给出的解释是:“我们采用的是临工专属发动机,低油耗区宽,扭矩大,匹配更大排量的液压泵,挖机转速更低,整机在低油耗区工作,提高效率的同时降低油耗。”

康明斯后处理SCR介绍

康明斯后处理SCR介绍

初长祥也表示,当非道路国四排放标准执行一再延迟之际,柳工和广西康明斯并没有停止联合开发“国四”新品的步伐,他认为整机油耗的降低,不仅除了发动机,还在整机的匹配、零部件上,柳工的驼峰曲线对油耗的降低起重要作用。

采用全电控液压技术后的泵室略显空旷

采用全电控液压技术后的泵室略显空旷

纵观各大品牌,中大挖机均采用全电控液压系统,少了前端的先导泵,管路更加简单。通过比例阀控制(全电控技术路线之一),降低了液压先导的流阻损耗和传递响应滞后等影响,实现更高效的功率分配,提高燃料利用率,进而实现降低油耗的目的。

同时,全电控实施之后有利于主机厂家实现泵阀动力电控自主化。具备研发和制造能力的厂家已经开始“自制”,对主泵主阀配件商的依赖度降低。

徐工挖机G系列新品采用先进的控制技术,实现更低的燃油效率和更高的作业效率;强化产品智能化属性,搭建出全新的挖掘机健康管理系统。

徐工挖机G系列新品采用先进的控制技术,实现更低的燃油效率和更高的作业效率;强化产品智能化属性,搭建出全新的挖掘机健康管理系统。

自主电控的开发的下一步是,智能控制、智能辅助功能变得更易实现,比如智能找平、精准修坡、智能辅助挖掘等。因此,在“国四”挖掘机上,不少品牌宣称智能化更高,就不足为怪了。比如,三一“国四”挖掘机新品增加智能称重、电子围墙、全新升级遥控技术。

写在最后:如果说本轮非道路“国四”排放升级是柴油机最后的高光时刻的话,那么,11月20日,潍柴发布全球首款本体热效率52.28%柴油机和54.16%天然气发动机商业化产品,彼时的潍柴无疑是最闪耀的烟花。

未来“国四”挖掘机是否如厂家所说的省油,发动机的热效率究竟有多高,在新一轮排放标准升级中,谁能赢得更大的市场份额,我们拭目以待。在“国四”切换之后,我们将持续关注用户的使用反馈。更多“国四”产品使用报告、施工案例等,请关注第一工程机械网的后续报道。

责任编辑: Tracy Wang

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