影响小型通用汽油机排放的因素分析.pdf

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1、第25卷第5期2012年9月机电产品开发与剀新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsVOI．25．NO．5Sep．，2012文章编号：1002—6673(2012)05—071—03影响小型通用汽油机排放的因素分析赵永．杨民(山东华盛中天机械集团有限公司，山东临沂276017)摘要：为了满足美国EPA和欧盟排放法规规定的固定用途小型通用汽油机排放要求，本文首先分析了影响小型通用汽油机排放的因素，主要有过量空气系数、混合气成分、点火系统、转速、负荷等，然后分别详细分析了过量空气系数、点火系统、供油

2、系统、转速与负荷、调速器的稳定性及排气催化技术对小型通用汽油机排放的影响。提出了有效的解决措施。关键词：小型通用汽油机：排放；过量空气系数中图分类号：TK411．5文献标识码：Adoi：lO．3969／i．issn．1002—6673．2012．05．028O引言中国的小型通用汽油机行业已有几十年的历史，近几年，小型通用汽油机行业呈现出飞速发展的势头，产品主要以各种形式销往国外。影响产品出口的主要因素是汽油机严格的排放法规，如美国联邦环保署(EPA)、美国加州大气资源局(CARB)和欧盟都分别制定了非道路用小型发动机排放法规。要满足这些排放法规的限值要求．对通

3、用汽油机的排放性能、动力性、经济性和可靠性都有很高的要求，因此提高小型通用汽油机的综合性能的研究非常紧迫m。1美国加州最新颁布的排放标准小型通用汽油机消费在美国市场占有非常重要的地位．美国加州在排放控制方面一直引领美国排放标准发展．因而美国加州最近颁布的小型通用汽油机排放标准引起了国内外小型通用汽油机企业的格外关注。表l给出了美国加州颁布的排放标准。从表1可以看出，美国加州标准在2006年以后主要加严的是排量大于80raL的小型通用汽油机，HC+NO，排放加严了约35％，CO排放要求没有变化田。美国EPA和欧盟排放法规规定固定用途小型通用汽油机采用的试验工况及

4、限值要求如表2所示，是标定转速下的负荷特性及怠速工况，最终整机排放结果是由各个稳态工况下测得的排放值按加权系数求出，因此在调整化油器时，掌握不同工况点排放对最终排放结果的贡献率(综合考虑各工况的排放权重和成分浓度等因收稿日期：2012—06—04作者简介：赵永(1978一)，女，山东人，大专学历，助理工程师，设计师。主要研究方向：通用小型汽油机的研发。素)是非常必要的，在确定了贡献率较大的工况以后再根据这些工况的废气成分特点对化油器进行调整。表1美国加州最新颁布的排放标准极限值I-IC+NOxCO型式年排量分类／mLg／(kW·h)<50505362005及以

5、后>50．≤8072536>80，<22516．15492006≥22512．1549>80，<22510。O5492007≥22512．1549>80，<22510．05492008及以后≥2258．0549表2B试验循环的工况点组成和排放权重转速额定转速怠速工况点(i)123456负荷(％)10075502510O权重(WFi)9％20％29％30％7％5％整机排放物C0HC+NOxNO。(欧盟)1限值g／(kW·h)≤610≤12．1≤lO2影响小型通用汽油机排放的因素如图1所示。影响小型通用汽油机排放的因素主要有过量空气系数、混合气成分、点火系统、转速

6、、负荷、燃烧室积炭、机油温度、空气滤清器、调速器的稳定性、曲轴箱通风、怠速转速等。上述因素中，过量空气系数和点火系统是影响小型通用汽油机排放的主要因素，图1影响小型通用汽油机排放的因素71·产品与市场·已有的研究表明过量空气系数是最主要的影响因素口1。3影响因素分析3．1过量空气系数在标定工况点过量空气系数值相同的情况下，随着部分负荷工况的过量空气系数增加。CO和HC都呈现下降的趋势，NO，在低负荷区略有增加。特别是在25％、50％低负荷工况，混合气的浓度在0．84～0．87之间，氧含量较标定工况点增多使燃烧完全，HC、CO生成量少．油耗也低，这两个工况对整机

7、HC排放值影响最大。另外，由于在低负荷区域，气门开度比较小，进人燃烧室内的新鲜混合气的数量较少，气缸压力下降，燃烧温度不高，这就抑制了NO，的生成，而在75％一100％负荷之间，节气门开度大，进气量增加，缸内压力增大，气体燃烧温度比较高，NO，生成量大，所以在低负荷工况下，过量空气系数对HC、CO的影响比较明显；而在高负荷工况下，对NO。的生成影响比较大。低负荷区增大过量空气系数对整机排放的降低是有利的，但过大的过量空气系数可能会造成汽油机工作不稳定。甚至出现游车现象，因此应根据化油器参数的匹配综合考虑，得到合理的过量空气系数特性[41。3．2点火系统点火系统

8、各技术参数对汽油机HC排放都有一定的影