通用小型汽油機(jī)進(jìn)排氣過(guò)程優(yōu)化及燃燒分析.pdf

1、歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)通用小型汽油機(jī)的排放法規(guī)不斷加嚴(yán),給我國(guó)通用小型汽油機(jī)產(chǎn)品出口制造了很大的技術(shù)壁壘。目前,國(guó)產(chǎn)小型汽油機(jī)產(chǎn)品認(rèn)證樣機(jī)性能較好,但批量生產(chǎn)中部分產(chǎn)品存在排放污染物高、不同批次產(chǎn)品之間性能散差偏大,一些機(jī)型使用催化劑后,其消聲器溫度高,安全性差,與國(guó)外同類產(chǎn)品相比存在較大的差距。因此,開(kāi)展通用小型汽油機(jī)排放生成機(jī)理與主要影響因素的研究、對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、消除技術(shù)壁壘有著重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)用價(jià)值。
　　 本文研究了通用小

2、型汽油機(jī)進(jìn)、排氣系統(tǒng)優(yōu)化對(duì)汽油機(jī)性能和排放的影響,以出口量最大的168F汽油機(jī)為研究對(duì)象進(jìn)行試驗(yàn)研究和理論分析,研發(fā)出用于通用小型汽油機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)的穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)和試驗(yàn)分析方法,試驗(yàn)分析得出該類機(jī)型汽油機(jī)的氣道是壓鑄結(jié)構(gòu),工藝因素的限制及結(jié)構(gòu)存在設(shè)計(jì)缺陷,導(dǎo)致氣道的流通能力差,流通系數(shù)低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于砂型鑄造的氣道性能；通過(guò)對(duì)樣機(jī)進(jìn)、排氣道三維造型和CFD分析,得出了影響通用小型汽油機(jī)壓鑄進(jìn)、排氣道流通性能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)要素。在滿足壓鑄工藝的同時(shí),

3、對(duì)進(jìn)、排氣道進(jìn)行結(jié)構(gòu)形狀和關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì),并壓鑄出帶新型進(jìn)、排氣道的氣缸蓋,穩(wěn)流試驗(yàn)表明進(jìn)、排氣道的流通系數(shù)大幅提高,其中進(jìn)氣道提高了13.1％。
　　 將氣道優(yōu)化前后的氣缸蓋分別裝配在同一臺(tái)汽油機(jī)上,進(jìn)行了整機(jī)性能試驗(yàn)、示功圖采集和放熱規(guī)律計(jì)算,研究分析了進(jìn)、排氣過(guò)程變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的影響。結(jié)果表明:裝有新氣缸蓋的汽油機(jī)進(jìn)氣量增加,充量系數(shù)提高。經(jīng)化油器匹配,汽油機(jī)功率從3.86kW提高到4.10kW,提高了6.3％,燃油

4、耗降低了11.3g／kWh；外特性上最大轉(zhuǎn)矩提高了5.8％,整機(jī)CO排放有所下降,HC+NOx排放從12.66下降到10.14g／kWh,汽油機(jī)綜合性能提高。對(duì)裝新氣缸蓋的樣機(jī)采用二次空氣補(bǔ)氣,汽油機(jī)CO排放為210.3 g／kWh,HC+NOx排放下降到7.34 g／kWh,使168F汽油機(jī)用機(jī)內(nèi)凈化與二次補(bǔ)氣,不加催化劑達(dá)到美國(guó)第Ⅲ階段排放法規(guī)限值。
　　 研究工作中,研發(fā)完成的“用于通用小型汽油機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)流動(dòng)特性試驗(yàn)裝置