二次空气补气降低CQ188F汽油机排放的试验研究

１ 二次空气补气在通用小型汽油机上的应用
汽油机 的二 次 空气是 指在 混合气 形 成之后 进 入 到气 缸或 直接 补入 到排气 系 统 的空 气 ，这一 技术 相
应称 为二 次空气 补 气技术 。二 次空 气补 气技 术 的工
作原 理就 是将一 定 量 的新 鲜 空气 引入 到汽油 机 的排 气 管 中 ，提 高排 气 中 的氧浓度 ，使废 气 中的 Ｃ Ｏ和
美国Ｅ Ｐ Ａ第 Ⅲ阶段或 更加 严 格 的排 放 限值 的要求 。 采用机 后 二次 空气补 气技 术具 有结 构 简单 、安装 方 便、 安全性好 、 成本增加不多的特点 ， 适合 Ｃ Ｑ１ ８ ８ Ｆ 汽油 机 的实际应 用 ，对 降低通 用小 型 汽油机 的排 放
具有 广泛 的实 用价值 。
以达 到降低 尾气 中有 害排 放 物含量 的 目的 ；当排气 管 中的压力 大 于外界 压力 时 ，补气 阀使 用 的弹 性簧 片不允 许 热废气 倒 流 。
５ １
试 验 应 用
补 气 簧 片
头
补气 阀 阀体 螺钉 簧 片 限位板 簧片 图 １ 补气 阀结构 示意 图
图２ Ｃ Ｑ１ ８ ８ Ｆ 汽 油 机 整 机 性 能 和 排 放 试 验 的 试 验 台布 置 示 意 图
Ｃ Ｑ ｌ Ｓ Ｓ Ｆ汽油机样机的基本技术规格和参数如下 ：
结 构 型式 ： 单缸 、 四冲程 、 顶 置气 门 、 强制风冷 、 气缸 斜 置 ２ ５ 。 ； 气 缸直径 ： ８ ８ ｍ ｍ；
活塞 行程 ： ６ ４ ｍ ｍ； 压缩 比 ： ８ ． １ ： １ ；
技 术 能够 满足 欧盟 第 １ Ｉ 阶段 、 中 国第 １ Ｉ 阶段 和美 国
Ｃ Ｑ１ ８ ８ Ｆ汽 油机 是 采 用 化 油器 的传 统通 用 小 型 汽 油机 ， 根 据 它 的结 构 特 点 ， 适 合 采用 结 构 简 单 、 安
全 性较 高 、 成本增 加 不多 、 对 汽油机 性 能影 响较 小 的
Ｃ Ｑ１ ８ ８ Ｆ汽油 机 整 机性 能 和 排 放试 验 所 用 主 要
２ 试验研 究与结果分析
２ ． １ Ｃ Ｑ１ ８ ８ Ｆ汽 油机基 本 技术 参数
设备 见表 １ 。
表 １ Ｃ Ｑ１ ８ ８ Ｆ汽 油 机 台 架 测 试 所 用 的 仪 器 仪 表 名 称 型 号 生 产 厂 家
气 系统 中 只需 要 补 气 阀而 不 需 要 另 外 带 控 制 阀装 置， 补 气 阀结 构参 见 图 １ 。它 的工作 原 理 是这 样 的 ：
更 加严 格 的排放 限值 要求 ；因此需要 在 通用小 型汽
油 机 采 取 机 内净 化 技 术 基 础 上再 采 用 机 外 净 化 措 施， 进 一步 降低 排 气 中 Ｃ Ｏ和 ＨＣ的含量 ， 从 而 达 到
总排 量 ： ３ ８ ９ ｅ ｍ ；
排 气分 析仪 ＭＥ ＸＡ － ７ ２ ０ ０ Ｄ
电涡 流测 功器 Ｃ Ｗ一 ９
① ②
燃油 消耗 仪
试Байду номын сангаас验 应 用
二次 空气 补气 降低 Ｃ Ｑ １ ８ ８ Ｆ 汽油机排放 的试 验研 究
张 明 辉
通用 小型汽 油 机是一 种灵 活而操 作 简便 的可 移
动小 型通 用 内燃 机 动力 源 ， 广 泛应 用于 工农业 生 产 、 工程 建设 、 园林 、 家庭 等领 域 。２ ０ １ ２年 ， 我 国通 用 小 型汽 油机 产销 量 约 ２ ３ ０ ０万 台 ， 与２ ０ １ １ 年 持平 。我 国小 汽油 机行业 自 ２ ０ ０ ３年起 ， 出 口所 占总产 销 量 的 比例 一 直在 ８ ０ ％以上ｆ ｌ 】 。通 用 小 型汽 油 机庞 大 的保
Ｅ Ｐ Ａ第 １ Ｉ 阶段排 放 法规 限值 要 求 ， 但 是考 虑 劣化 或
批 量 生产 还不 能够 完 全满 足美 国 Ｅ Ｐ Ａ第 １ Ｉ Ｉ 阶段 或
机 后被 动 式二 次 空气 补气 系统 。 由于 Ｃ Ｑ１ ８ ８ Ｆ汽油 机 工作 时工 况变 化较 为平 滑 ，因此 它 的二次 空 气补
在 进 入 到 气 缸 前 进 行 预 处 理 ，这 种 补 气 方 式 的实 质 是 改 善 汽 油 机 燃 烧 状 况 ；机后 补 气 是 指 将 新 鲜 空 气 引 进 到 排 气 系 统 中对 废 气 进 行 处 理 ， 以减 少 有 害废 气 排 放 量 。
有 量 和生产 量使 其 污染物 排放 Ｅ ｔ 益严 重 ，促 使各 国 政府 相继 对其制 定 了 日益 严 苛 的排 放 污染物 控制 法 规 。 目前 国 内四冲程 通用 小 型汽油 机采 用机 内净 化
气 阀 的簧 片 自动 打 开 （ 图１ ） ， 新 鲜 的 空气 就 会 通 过 补 气 阀进 入 到 Ｃ Ｑ１ ８ ８ Ｆ汽 油 机 排 气 管 内进 行 补 气 ， 靠 燃烧 后 的排气 高 温 ，使 Ｈ Ｃ和 Ｃ Ｏ 与二 次 空 气 中
的Ｏ ： 在 排气 管 中进 行氧 化反 应 ，生 成 Ｃ Ｏ 和 Ｈ ２ ０，
ＨＣ进 一步 与 氧 发生 氧 化反 应 ， 进行“ 二次燃烧” ， 生 成 无 害的 Ｃ Ｏ 和Ｈ ： Ｏ， 从 而 降低排 气 中有 害废 气 Ｃ Ｏ
和 ＨＣ的含量 。二 次 空气 补气 技 术可 以分 为 机前 补 气 与机 后 补气 两 种 ：机 前 补气 是 指 对 空 气 或 燃 油
当Ｃ Ｑ １ ８ ８ Ｆ汽 油机 工作 时 ，每 一次 排 气 门 的循 环 关 闭就会 在排 气管 道 中 出现 脉 冲式 的相对 低 压 ，这样 汽油机 的每 一个 工作 循环 一般 都会 在排 气 管道 内不 同程度地 出现负 的压 力波 ，此 时大 气压 力高 于 排气 管 道 中的气 体压 力 ， 利用排 气 压力 波 出现负 压段 ， 补