摘要：非道路T4較T3的排放標準有著數量級的嚴苛提升，將會給叉車動力所帶來的技術升級將在叉車市場形成前所未有的挑戰(zhàn)，借鑒成熟的車機國Ⅳ、國Ⅴ升級技術雖然能大大縮短開發(fā)周期，但不能沿用車機的技術開發(fā)思路，必須根據叉車的使用工況細化并重新搭配各型叉車的T4技術路線，才能滿足叉車的實際需求。

前言：

2016年4月1日，叉車行業(yè)主流廠家都進行了第三階段(以下簡稱T3)柴油動力切換，其中，單體泵技術、VE泵技術、共軌技術等成為產品升級的主流技術方案。在這整整一年的時間里，各種技術路線都經歷了數輪次的市場驗證及優(yōu)化改進，完成了由推廣初期的產品可靠性不高到產品逐步成熟的過程。

1、技術背景

由于叉車行業(yè)的特殊性，整個行業(yè)的龍頭企業(yè)體型都較為龐大，管理規(guī)范，市場占有率高，社會責任感較強，在面對國家排放升級的要求時，顯得認真嚴肅，不存在弄虛造假的現象，使得整個叉車行業(yè)遠遠早于其他非道路行業(yè)完成了T3排放升級的切換。

T3叉車產品的不斷成熟，為非道路第四階段(以下簡稱T4)產品的開發(fā)及技術升級提供了大量的成熟經驗。T3階段，大部分叉車生產企業(yè)均使用了兩種或三種以上的柴油動力技術路線。雖然VE泵的技術路線當下還是T3叉車市場主力，但電控高壓共軌技術叉車的市場投放，成為整個國內叉車市場走向電控化和智能化的重要開端，也將會加速縮短與發(fā)達國家之間內燃叉車品質、使用感受之間的差距。2016年3-3.5噸叉車主流T3技術銷量占比如下圖(估算數據，僅供參考)。

據行業(yè)消息，2019年上半年，叉車行業(yè)將迎來T4階段的排放升級。目前的情形來看，叉車京四排放已經實施，且監(jiān)管愈發(fā)嚴苛；自2016年7月至今，深圳地區(qū)已累計完成非道路移動機械排氣檢測一萬臺次的檢測任務；鄭州地區(qū)也于2016年7月起實施了非道路移動機械冒黑煙有獎舉報的措施；而杭州、上海等地也有頒布比T3排放更為嚴格標準的趨勢。

2、排放標準解析

如圖2所示，從T3升級到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)的排放限制達標要求。與車機排放標準比較而言，叉車T4的排放標準中部分指標已經超過了車機國Ⅳ的排放標準。

3、叉車T4動力的技術發(fā)展趨勢

由于T4排放升級的技術難度呈數量級的提升，面對已在日程的T4排放升級，其實留給我們的技術準備時間已經不多。從升級的趨勢來看，成熟車用國Ⅳ、國Ⅴ排放控制技術將會大量移植到叉車T4技術升級中來，總體呈現如下技術趨勢：

1）、電控高壓共軌技術將會成為T4叉車柴油動力首選，電控VE泵、電控單體泵技術將會遭到淘汰。由于T4階段排放測試中瞬態(tài)工況的要求，電控VE泵在響應速度和控制精度上完全不能滿足，遭到淘汰已成為必然，而電控單體泵技術在噴射精確程度上的固有缺陷，使得采用電控單體泵技術的T4叉車后處理系統(tǒng)非常復雜和龐大，對比高壓共軌將無任何優(yōu)勢的可能。反觀電控高壓共軌，其精確的噴射量控制、快速的跟隨響應控制、豐富的功能擴展接口，將會和車機國Ⅳ、國Ⅴ一樣，成為市場近乎唯一的技術路線。

2）、國產電控高壓共軌將會成為叉車市場的技術主角。從2011年開始的車機國Ⅳ動力切換過程來看，以BOSCH為代表的高壓共軌產品也是經歷1-2年的產品成熟期，才逐步穩(wěn)定并大規(guī)模應用開來，直到當下在國內車機市場取得了90%以上的市場份額。而國產高壓共軌雖然同步于車機國Ⅳ的推廣，但受限于控制策略、可靠性水平、傳感器及執(zhí)行器等關鍵技術成熟度的限制，未能及時跟上BOSCH的步伐，普遍落后2-4年的時間。在經過近5年的快速發(fā)展后，國產電控高壓共軌產品已經逐步成熟，且在T3階段的叉車、工程機械、農業(yè)機械等領域開始了規(guī)模應用，并取得了大部分客戶的認可。此外，國內叉車市場較為龐大，市場需求多種多樣，對控制功能、特殊使用等應用開發(fā)性能需求較多，國內廠家在開發(fā)周期、同步開發(fā)上的靈活優(yōu)勢將完全凸顯出來，并將成為國外品牌無法比擬的優(yōu)勢存在，因此，國產電控高壓共軌將成為T4階段的市場的最優(yōu)選擇。

3）、1800Bar電控高壓共軌技術將會在37KW以上的T4叉車上規(guī)模應用，并會逐步成為高壓共軌技術主力。目前，國產品電控高壓共軌技術比較成熟的廠家包括：遼寧新風、重汽重油、北油等數家，這幾家的產品均已在T3階段的叉車市場得到了不同程度的應用，T3階段普遍采用的是1600Bar的共軌技術，T4階段的1800Bar共軌技術將在燃油霧化、噴射精度等方面較前者提升一個臺階，同時對提高機內凈化效果、降低污染物排放、提升燃燒質量有著較為顯著的積極影響，并將成為T4叉車動力的主力。漳州電動叉車

4）、后處理技術將在T4階段的大于37Kw功率段叉車上規(guī)模應用。高壓共軌動力在應對叉車較為平緩轉速的普通使用工況時，排放較好，僅需要簡單的后處理裝置加上良好的機內凈化控制策略即可滿足，但在面對叉車常用的急加速急減速等瞬態(tài)工況時，僅靠簡單的后處理已無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用布置方面，7噸及以上的叉車機艙空間較大，后處理的選擇余地也較大，但對于3.8-5噸叉車，其功率集中在45-70KW，普遍使用495、498、4102動力配置，無法留給后處理裝置足夠的布置空間。從技術角度來看，提升進氣效率、提高機內凈化效率、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。國內的主流叉車生產企業(yè)普遍有過高壓共軌+DOC+DPF的歐Ⅳ或Tire4F排放應對經驗，對高壓共軌及DPF技術并不陌生，但普遍的評價并不高。主要原因有如下四點：一是DPF對于布置方式和排氣管路的長度、保溫措施要求嚴格，體積較大，難于布置；二是應用DPF系統(tǒng)的整車標定較為復雜、周期較長，一款叉車的整車標定達到甚至超過三個月的時間，且任何管路尺寸或溫度(保溫)的變化都將導致重新標定；三是叉車主要使用中低轉工況，對DPF的再生工況非常不利；四是DPF系統(tǒng)對油品質量較為敏感，在往常的歐Ⅳ的整車試驗中，使用國內油品，DPF的堵塞是常見的問題，往往是整車試驗還未做完，后處理已經堵塞，只能換用進口的油品重新完成試驗。雖然目前國內大部分的油品已經升級到國Ⅳ、國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%應用DPF后處理系統(tǒng)的叉車使用劣質柴油，都將會導致整個叉車售后服務系統(tǒng)的癱瘓。

6）、在滿足了柴油的使用要求之后，更低的機油消耗率成為T4階段叉車動力的又一關鍵技術。眾所周知，機油中的硫等元素對后處理的效率有較大的負面影響，想要維持后處理的較高效率，必須對機油消耗率做出嚴格限制。從車機的經驗來看，更高效率的摩擦副將成為必然的選擇，而使用特殊材質的活塞環(huán)、特殊工藝的缸內涂層以及特殊結構的活塞將成為T4技術升級的必要條件。漳州叉車

7）、更高過濾等級的柴油過濾系統(tǒng)也將成為必然的選擇。共軌系統(tǒng)噴射壓力的提高，使得整個燃油系統(tǒng)對雜質及水分含量的敏感度陡增，燃油中顆粒的存在會對高壓元件造成侵蝕、拉絲腐蝕等不利影響，而燃油中水分的存在會形成氣穴、氣蝕、電化學腐蝕等，也會危害高壓元件，從而會大大降低可靠性和使用壽命，同時會對軌壓形成一定的波動影響。從使用經驗來看，>98%@5μm的過濾效率和>92%的水分離效率的燃油過濾系統(tǒng)將成為T4叉車的常規(guī)配置。

4、結語

綜上所述，T4階段叉車動力所帶來的技術升級將在叉車市場形成前所未有的挑戰(zhàn)，借鑒成熟的車機國Ⅳ、國Ⅴ升級技術可以大大縮短產品開發(fā)周期，但汽車與叉車的使用工況差別巨大，因此不能沿用車機的開發(fā)思路，必須根據叉車的使用工況細化并重新搭配各型叉車的T4技術路線，才能滿足頻繁作業(yè)叉車的實際需求。