收割機不同速度的排放及燃油消耗特性

      由于作業工況是聯合收割機最主要的工況，對作業工況進一步研究，以4#谷物聯合收割機為例，分別在3.9、5.9、7.2 km/h 速度進行作業。分析結果表明，隨著速度的增加，燃油消耗增加，這主要是因為發動機不僅要提供收獲部分工作的動力，而且還要提供保證行走的動力，速度增加，發動機負荷增加，燃油消耗增加。CO基于時間和基于油耗的排放因子隨速度增加而增加，這主要是因為，發動機負荷增加，所需要的燃油增加，燃燒室過量空氣系數減少，利于CO生成。HC基于時間的排放因子，隨速度增加而增加，HC基于油耗的排放因子基本不變。NOx基于時間和基于油耗的排放因子則是中等速度較高，這主要是因為低速時，發動機負荷較低，燃燒溫度較低，不利NOx產生；而高速時，發動機負荷較大，但氧濃度降低，同樣不利 NOx產生。PM排放因子則與NOx排放因子相反，PM基于時間和基于油耗低排放因子為中速時最低，這主要是因為低速時，負荷較低，空燃比高，缸內溫度較低，有利PM生成；而高速時，負荷較高，過量空氣系數減少，且噴油持續期延長，噴油量增加，造成燃燒氣局部過濃，燃燒惡化，顆粒物形成速率急劇增加。
      將測試的排放數據與油耗數據轉化為基于燃油消耗的排放因子，聯合收割機各工況下的排放因子和谷物、玉米聯合收割機的綜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況明顯高于行走和作業工況，這主要是因為怠速工況下燃燒溫度較低，燃燒不充分，導致 CO、HC 排放增加；NOx基于燃油消耗的排放因子為行走工況下最高，主要是因為怠速工況燃燒溫度較低，不利 NOx生成，而作業工況，發動機負荷增加，噴油量增加，導致過量空氣系數較少，氧含量減少，抑制 NOx生成；PM 基于燃油消耗的排放因子為作業工況下最高，此工況，發動機負荷較大，噴油量增加，過量空氣系數減少，造成燃燒氣局部過濃，燃燒惡化，導致顆粒物形成。對比谷物、玉米綜合排放因子，谷物聯合收割機排放較玉米聯合收割機惡劣，谷物收割機排放因子 CO、HC、NOx和PM分別是玉米聯合收割機的1.85、2.52、1.02 和 1.10 倍。這主要原因可能：1）因為谷物聯合收割機使用小時數較大，大部分機械老舊，發動機排放惡劣，而玉米聯合收割機多為新車，排放相對較好。2）因為谷物收割機多為國Ⅰ以前排放標準的發動機，而玉米收割機多為國Ⅰ、國Ⅱ的發動機。