单钢轮压路机发动机燃油系统性能提升技术研究

崔玉艳，郭军胜

（1.徐工集团工程机械股份有限公司 道路机械分公司，江苏 徐州 221004；2.徐工集团工程机械股份有限公司 铲运机械分公司，江苏 徐州 221004）

随着环保要求的日益严格，国家加大力度整治污染源，对非道路移动机械的排放要求日渐严苛，非道路工程机械发动机排放升级为国三排放，并为全面切换国四排放做准备。排放升级后，燃油喷油系统由机械泵变为高压共轨。高压共轨系统对燃油品质要求较高，某些地区燃油存在品质差、燃油含水量高、杂质多等情况，导致发动机燃油系统故障增多。同时，在一些环境气候寒冷、海拔高的国家和地区，普遍存在启动困难等问题。针对这些问题，迫切需要对国三发动机燃油系统油品适应性和低温启动性能进行改进提升。

通过对一款单钢轮压路机不同行驶作业工况进行检测和试验，对燃油系统分析研究，合理增加多级过滤和电动泵油及加热功能，达到既不影响燃油进油阻力，又能提高燃油过滤精度和低温启动性能，提高满足国三排放的压路机在不同地区和环境条件下适应性。

1 燃油系统提升设计方案

发动机（相关参数见表1）原燃油系统只是一级粗滤加一级精滤，现再增加一级油水分离器。普通的柴油发动机燃油滤清器只有单一的过滤燃油中杂质的功能，而该油水分离器是在增加一级过滤的基础上，集成了电动泵油、加热除蜡、除水滤清三大功能。主要结构和功能如下：

1）滤清器体 内置燃油过滤器滤芯，用于过滤燃油中的杂质。

2）电动泵 替代发动机的手压油泵实现柴油泵油。

3）加热器 滤清器内置加热器，由24V电源供电。当加热器温度低于7℃±4℃时，开始工作，加热燃油，使燃油升温，以防止燃油温度过低起动困难。当加热器温度达到上限温度24℃±4℃时，温控器自动断开，加热器停止工作。

4）放水报警 滤清器底部水杯中预埋水位传感器，水位传感器通过电阻的变化，由控制器的检测水位并报警，提醒用户及时放水。

表1 徐工某单钢轮压路机配置的发动机相关参数

2 测试与分析

使用INC7038车载测试系统对单钢轮压路机燃油系统进行燃油进油阻力检测试验。

2.1 测试方案

按原机状态（方案1，见图1a）、在原机燃油预滤器前加装选配的油水分离器（方案2，见图1b，有电动除气功能）及单装选配的油水分离器（方案3，见图1c）进行试验，分别按振动作业试验时检测燃油进油阻力及原地试验（怠速约0.5分钟，扭矩点转速1 400rpm左右约0.5分钟，额定点转速1 800rpm左右约0.5分钟，高怠速，约0.5分钟），检测燃油进油阻力的变化。作业试验现场见图1d。

图1 燃油系统进油阻力检测试验

2.2 测试内容和测试要求（表2）

2.3 试验过程描述

表2 测试内容和测试要求 （测点布置见图1e、f)

原机状态下（方案1，见图1a），安装完连接测试设备，经检测各测量点数据均正常。开始进行试验，作业试验按一档试验约10分钟后，进行原地试验，发动机启动后，怠速约0.5分钟，踩油门控制转速在扭矩点转速1 400rpm左右，约0.5分钟，踩油门控制转速在额定点转速1 800rpm左右，约0.5分钟，再踩油门控制转速至高怠速，约0.5分钟，检测燃油进油阻力的变化。方案1试验结束后，在原机的燃油预滤器前加装一个选配的燃油油水分离器（方案2，见图1b，有电动除气功能），改装后再次进行试验，试验方法与方案1基本相同。再次对燃油系统进行改装，将原机的燃油预滤器拆卸，单装选配的燃油油水分离器（方案3，见图1c），改装后试验方法与方案1基本相同。试验结束后，拆卸试验设备，将燃油系统再次回复到方案2状态，对改装后的状态进行考核试验。

2.4 试验数据

作业试验数据见表3，试验曲线见图2所示（因3种方案在作业试验时的发动机转速和作业速度基本相同，故方案2、3只列出燃油进油阻力曲线）。

表3 压路机作业试验数据

原地试验数据见表4，试验曲线见附图3所示（因3种方案在原地试验时的发动机转速基本相同，故方案2、3只列出燃油进油阻力曲线）。

2.5 试验结果

从试验数据分析来看，按现行试验条件，方案1在作业试验时燃油进油阻力最大12.76kPa, 在原地试验时怠速8.04kPa，扭矩点转速9.11kPa，额定点转速9.4kPa，高怠速9.55kPa。

方案2在作业试验时燃油进油阻力最大19.57kPa，在原地试验时怠速13.24kPa，扭矩点转速15.8kPa，额定点转速16.16kPa，高怠速16.68kPa。

表4 压路机原地试验数据

图2 压路机作业试验

图3 压路机原地试验

方案3在作业试验时燃油进油阻力最大18.78kPa，在原地试验时怠速12.11kPa，扭矩点转速14.47kPa，额定点转速15.12kPa，高怠速15.14kPa。

原机状态（方案1）的燃油进油阻力相对较小，在原机预滤器前再加装一个预滤器（方案2）的燃油进油阻力相对较大，3种方案在作业和原地试验时的燃油进油阻力均符合发动机的配套要求（-30～20kPa）。

3 结 论

本文通过实验测试单钢轮压路机发动机燃油系统上的油水分离器，不同工况的测试数据表明，整机燃油系统增加该油水分离器过滤等级满足发动机燃油系统进油阻力，改善了燃油系统进油油品质，提高国三、国四发动机燃油性能，并对其它工程机械燃油系统设计有一定的借鉴作用。