收割机不同速度的排放及燃油消耗特性

      由于作业工况是联合收割机最主要的工况，对作业工况进一步研究，以4#谷物联合收割机为例，分别在3.9、5.9、7.2 km/h 速度进行作业。分析结果表明，随着速度的增加，燃油消耗增加，这主要是因为发动机不仅要提供收获部分工作的动力，而且还要提供保证行走的动力，速度增加，发动机负荷增加，燃油消耗增加。CO基于时间和基于油耗的排放因子随速度增加而增加，这主要是因为，发动机负荷增加，所需要的燃油增加，燃烧室过量空气系数减少，利于CO生成。HC基于时间的排放因子，随速度增加而增加，HC基于油耗的排放因子基本不变。NOx基于时间和基于油耗的排放因子则是中等速度较高，这主要是因为低速时，发动机负荷较低，燃烧温度较低，不利NOx产生；而高速时，发动机负荷较大，但氧浓度降低，同样不利 NOx产生。PM排放因子则与NOx排放因子相反，PM基于时间和基于油耗低排放因子为中速时最低，这主要是因为低速时，负荷较低，空燃比高，缸内温度较低，有利PM生成；而高速时，负荷较高，过量空气系数减少，且喷油持续期延长，喷油量增加，造成燃烧气局部过浓，燃烧恶化，颗粒物形成速率急剧增加。
      将测试的排放数据与油耗数据转化为基于燃油消耗的排放因子，联合收割机各工况下的排放因子和谷物、玉米联合收割机的综合排放因子可以看出，CO、HC 基于燃油消耗的排放因子怠速工况明显高于行走和作业工况，这主要是因为怠速工况下燃烧温度较低，燃烧不充分，导致 CO、HC 排放增加；NOx基于燃油消耗的排放因子为行走工况下最高，主要是因为怠速工况燃烧温度较低，不利 NOx生成，而作业工况，发动机负荷增加，喷油量增加，导致过量空气系数较少，氧含量减少，抑制 NOx生成；PM 基于燃油消耗的排放因子为作业工况下最高，此工况，发动机负荷较大，喷油量增加，过量空气系数减少，造成燃烧气局部过浓，燃烧恶化，导致颗粒物形成。对比谷物、玉米综合排放因子，谷物联合收割机排放较玉米联合收割机恶劣，谷物收割机排放因子 CO、HC、NOx和PM分别是玉米联合收割机的1.85、2.52、1.02 和 1.10 倍。这主要原因可能：1）因为谷物联合收割机使用小时数较大，大部分机械老旧，发动机排放恶劣，而玉米联合收割机多为新车，排放相对较好。2）因为谷物收割机多为国Ⅰ以前排放标准的发动机，而玉米收割机多为国Ⅰ、国Ⅱ的发动机。