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1、第25卷第5期2012年9月機電產(chǎn)品開發(fā)與剴新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsVOI．25．NO．5Sep．，2012文章編號：1002—6673(2012)05—071—03影響小型通用汽油機排放的因素分析趙永．楊民(山東華盛中天機械集團有限公司，山東臨沂276017)摘要：為了滿足美國EPA和歐盟排放法規(guī)規(guī)定的固定用途小型通用汽油機排放要求，本文首先分析了影響小型通用汽油機排放的因素，主要有過量空氣系數(shù)、混合氣成分、點火系統(tǒng)、轉速、負荷等，然后分別詳細分析了過量空氣系數(shù)、點火系統(tǒng)、供油
2、系統(tǒng)、轉速與負荷、調(diào)速器的穩(wěn)定性及排氣催化技術對小型通用汽油機排放的影響。提出了有效的解決措施。關鍵詞：小型通用汽油機：排放；過量空氣系數(shù)中圖分類號：TK411．5文獻標識碼：Adoi：lO．3969／i．issn．1002—6673．2012．05．028O引言中國的小型通用汽油機行業(yè)已有幾十年的歷史，近幾年，小型通用汽油機行業(yè)呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的勢頭，產(chǎn)品主要以各種形式銷往國外。影響產(chǎn)品出口的主要因素是汽油機嚴格的排放法規(guī)，如美國聯(lián)邦環(huán)保署(EPA)、美國加州大氣資源局(CARB)和歐盟都分別制定了非道路用小型發(fā)動機排放法規(guī)。要滿足這些排放法規(guī)的限值要求．對通
3、用汽油機的排放性能、動力性、經(jīng)濟性和可靠性都有很高的要求，因此提高小型通用汽油機的綜合性能的研究非常緊迫m。1美國加州最新頒布的排放標準小型通用汽油機消費在美國市場占有非常重要的地位．美國加州在排放控制方面一直引領美國排放標準發(fā)展．因而美國加州最近頒布的小型通用汽油機排放標準引起了國內(nèi)外小型通用汽油機企業(yè)的格外關注。表l給出了美國加州頒布的排放標準。從表1可以看出，美國加州標準在2006年以后主要加嚴的是排量大于80raL的小型通用汽油機，HC+NO，排放加嚴了約35％，CO排放要求沒有變化田。美國EPA和歐盟排放法規(guī)規(guī)定固定用途小型通用汽油機采用的試驗工況及
4、限值要求如表2所示，是標定轉速下的負荷特性及怠速工況，最終整機排放結果是由各個穩(wěn)態(tài)工況下測得的排放值按加權系數(shù)求出，因此在調(diào)整化油器時，掌握不同工況點排放對最終排放結果的貢獻率(綜合考慮各工況的排放權重和成分濃度等因收稿日期：2012—06—04作者簡介：趙永(1978一)，女，山東人，大專學歷，助理工程師，設計師。主要研究方向：通用小型汽油機的研發(fā)。素)是非常必要的，在確定了貢獻率較大的工況以后再根據(jù)這些工況的廢氣成分特點對化油器進行調(diào)整。表1美國加州最新頒布的排放標準極限值I-IC+NOxCO型式年排量分類／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試驗循環(huán)的工況點組成和排放權重轉速額定轉速怠速工況點(i)123456負荷(％)10075502510O權重(WFi)9％20％29％30％7％5％整機排放物C0HC+NOxNO。(歐盟)1限值g／(kW·h)≤610≤12．1≤lO2影響小型通用汽油機排放的因素如圖1所示。影響小型通用汽油機排放的因素主要有過量空氣系數(shù)、混合氣成分、點火系統(tǒng)、轉速
6、、負荷、燃燒室積炭、機油溫度、空氣濾清器、調(diào)速器的穩(wěn)定性、曲軸箱通風、怠速轉速等。上述因素中，過量空氣系數(shù)和點火系統(tǒng)是影響小型通用汽油機排放的主要因素，圖1影響小型通用汽油機排放的因素71·產(chǎn)品與市場·已有的研究表明過量空氣系數(shù)是最主要的影響因素口1。3影響因素分析3．1過量空氣系數(shù)在標定工況點過量空氣系數(shù)值相同的情況下，隨著部分負荷工況的過量空氣系數(shù)增加。CO和HC都呈現(xiàn)下降的趨勢，NO，在低負荷區(qū)略有增加。特別是在25％、50％低負荷工況，混合氣的濃度在0．84～0．87之間，氧含量較標定工況點增多使燃燒完全，HC、CO生成量少．油耗也低，這兩個工況對整機
7、HC排放值影響最大。另外，由于在低負荷區(qū)域，氣門開度比較小，進人燃燒室內(nèi)的新鮮混合氣的數(shù)量較少，氣缸壓力下降，燃燒溫度不高，這就抑制了NO，的生成，而在75％一100％負荷之間，節(jié)氣門開度大，進氣量增加，缸內(nèi)壓力增大，氣體燃燒溫度比較高，NO，生成量大，所以在低負荷工況下，過量空氣系數(shù)對HC、CO的影響比較明顯；而在高負荷工況下，對NO。的生成影響比較大。低負荷區(qū)增大過量空氣系數(shù)對整機排放的降低是有利的，但過大的過量空氣系數(shù)可能會造成汽油機工作不穩(wěn)定。甚至出現(xiàn)游車現(xiàn)象，因此應根據(jù)化油器參數(shù)的匹配綜合考慮，得到合理的過量空氣系數(shù)特性[41。3．2點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)
8、各技術參數(shù)對汽油機HC排放都有一定的影
