通用小型汽油机全球排放标准研究
LJ465Q-2AE1汽油机满足欧Ⅲ排放标准的研究
缸 径 ６ ． １１ ５５１１ １ １
会吸附未燃混合气 的燃油蒸汽 ， 随后 当混合气 中燃油浓度 由于 燃烧而降到零时 ， 油膜就释放 出油气 。由于释放时刻较迟 ， 这
部分油气 只有少部分被氧化 ， 其余被排 出大气 。另外 ， 在燃烧 室壁 面和进 、 气门上生成 的多孔性含碳沉积物也 会吸附燃料 排 及其 蒸汽 ， 并通过后期释放而造成 ＨＣ排放 。
￣ ： ４５ － Ａ １ Ｌ ６ Ｑ ２ Ｅ 发动机是新研 制开发达 到欧Ⅲ排放要 求的汽油机 ， Ｊ 它具有结构 紧凑、 升功率大、 油耗低 、 转速 高、 噪声 小等特点。笔者
介绍 了如何对该汽 油机的燃烧 系统、 气系统 、 火 系统及排 气催化转化 系统进行的优 化设计 。 进 点
关键词 ： 汽油机 ； 生成机理 ； Ⅲ 欧 排疲 ； 设计 优化
表 １ Ｊ ６ Ｑ一 ＡＥ Ｌ ４ ５ ２ １汽油机性 能参数表
型 号 Ｌ４ ５ 一 Ａ Ｊ６ Ｑ ２ Ｅ１
花塞 中心电极周 围、 进排气门头 部周 围以及气缸衬垫气缸孔边 沿 的地方 ， 由于面容 比很大 ， 壁面 的激冷作用 特别强烈 ， 火焰根
本不能在其中传播 ， 从而使被挤入狭 隙内的未燃混合气错过重
时产生 的未燃 Ｈ Ｃ较大 ， 因为该工况下燃烧室壁温较低 ， 形成 淬熄层较厚 ； 同时 已燃气体温度较低及较浓 的混合气使后期氧
化作用较弱。狭隙效应是冷激效应 的主要表现。汽油机燃烧
室中各种狭窄的缝 隙 ， 如活塞 、 活塞环与气缸壁之间的间隙， 火
使人们重视大气环境 的保护工作 。因而， 越来越严格 的排 放法 规 不断 出台。为 了贯彻《 中华人民共和国环境保 护法》 减少汽 ，
通用小型汽油机进排气系统流通特性与排放性能研究
第18卷第4期2011年8月工程设计学报Journal of Engineering DesignVol.18No.4Aug.2011收稿日期:2011-03-19.基金项目:江苏省科技厅科技成果转化项目资助(BA 2007086).作者简介:张振宁(1986 ),男,江苏南京人,硕士,从事中小功率发动机工作过程研究,E -mail:zhangzhenning 0401@.通信联系人:刘胜吉,教授,博士生导师,E -mail:liusj@.DOI:10.3785/j.issn.1006-754X.2011.04.008通用小型汽油机进排气系统流通特性与排放性能研究张振宁,刘胜吉,王 建,李志丹(江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013)摘 要:欧美国家对通用小型汽油机排放法规不断加严,目前中国生产的不同批次通用小型汽油机排放性能差异较大已是行业共有的技术难题.油气混合气浓度对通用小型汽油机排放影响很大,利用作者开发的通用小型汽油机进排气系统稳流试验台,对不同汽油机气缸盖进排气道、空滤器等进行稳流试验,对试验数据进行分析,得出进排气系统流通特性的差异和不同批次的生产波动是批量生产小型汽油机混合气浓度改变和排放性能差异的主要原因.研究结果还表明:通用小型汽油机采用压铸气缸盖,进排气道结构受压铸工艺的限制,流通系数偏低,影响发动机性能的提高,进一步提高进排气系统性能是优化通用小型汽油机性能的一个重要途径.关键词:通用小型汽油机;进排气系统;流通系数;稳流试验台;排放中图分类号:T K 411.3 文献标志码:A 文章编号:1006-754X(2011)04-0270-05The flow character and emission performance for intake and exhaust systemof the non -road spark -ignition small enginesZHA NG Zhen -ning,LIU Sheng -ji,WANG Jian,LI Zh-i dan(Schoo l o f Auto mobile and T raffic Eng ineer ing,Jiang su U niv ersit y,Z henjiang 212013,China)Abstract:Euramerican law s for em ission of non -ro ad spark -ig nition small eng ines become mor erig orous continuously.Now ,the great difference amo ng the non -ro ad spark -ig nition small en -gines w hich is made in China of different batches has becom e the com mon technolog y problem in industry.T he density o f g as mix ture exerts a tremendous influence o n the emission of engine.U -sing developmental steady flow test rig for intake and ex haust system of non -road spark -ignitio n small eng ines,testing the intake and ex haust port in cy linder head,air filter and analyzing the test data,it w as g otten that the difference of the flo w character about the intake -exhaust system and the product w av iness of differ ent batches w as the m ain reason for the change of density of gas mix tur e and the differ ence of the emission perfo rmance.The result show s that intake and ex haust port o f such eng ines using casting cylinder head ar e affected lar gely by the casting technique,and the flo w coefficient is low ,w hich m akes the eng ine perfo rmance hard to be improved.Improving the flo w character of the intake and exhaust sy stem is an important w ay to o ptimize the engine perform ance.Key words:non -road spark -ig nition small engine;intake and ex haust system;flow coefficient;steady flow test rig;emission通用小型汽油机是指除车用、航空以及其他特殊用途以外的小功率非道路用火花点火发动机,其功率国内一般在30kW 以下,欧美在19kW 以内[1].目前,我国生产的通用小型汽油机主要销往国外,年产量已超过2000万台,占世界年产量的40%左右.近年来,欧美国家对通用小型汽油机的排放法规不断加严,如美国计划从2011年开始实施新的第 阶段排放法规[2],排放限值加严了35%左右,且对进口产品实行排放保证金制度.我国小型汽油机企业要想继续保持在欧美高端市场的出口量,必须突破欧美法规中的技术壁垒,从根本上改善小型汽油机产品的性能和排放,保持产品性能的一致性,从而使批量生产的产品都能满足法规的限值.研究表明:油气混合气浓度对通用小型汽油机排放影响很大[3].通过对国内企业生产情况调研发现,在实际批量生产中,通用小型汽油机混合气浓度变化散差较大,是汽油机排放变差的主要原因之一.样机排放认证时,对汽油机匹配的化油器大都进行了细致的试验,且化油器出厂时各量孔和其总成进行了出厂调试和试验,但批量生产的发动机与样机性能差异很大;此外,国内生产的通用小型汽油机最大功率往往达不到日本等国生产的原机水平.影响混合气浓度和功率的因素都与进气量有关[4],因此研究进排气系统性能非常必要,目前对有进气涡流的直喷柴油机进气系统研究很多[5-6],但对通用小型汽油机相关方面的研究甚少.本文介绍了作者开发的通用小型汽油机进排气系统的稳流试验台,对国内几个主要型号的汽油机进排气系统进行了稳流试验和分析,探讨提高小型汽油机性能的途径.-气缸盖;2-连接管;3-空气滤清器;4-气缸筒;5-稳压箱1;6-压力传感器1;7-气门升程调节部件及气门升程传感器;8-工作平台;9-压力传感器2;10-空气流量传感器;11-稳压箱2;12-阀门.图1 小型汽油机进排气稳流试验台F ig.1 Steady flow test rig of small g asoline eng ine1 汽油机进排气系统稳流试验台国内目前针对通用小型汽油机进排气系统研究甚少,作者为此设计开发了专门用于测量通用小型汽油机进排气系统性能的稳流试验台[7],如图1所示.试验台机械部分与柴油机气道试验台相类似,小型汽油机不组织进气涡流,因此不需要涡流量值的测试.考虑到企业使用功能的完善,除能对气缸盖进排气道试验外,增加了可用于检验空气滤清器、消声器的部件功能,设计流量满足国内缸径90mm 以下的各种小型汽油机进排气系统的设计要求.由于通用小型汽油机进排气系统流量较小,当选择测量压差较小时,会出现由于流量计的流量偏小而导致试验结果偏差的现象,所以采用等压差试验时,选用压差 P 1=6~10kPa.通用小型汽油机稳流试验台能满足缸径为45~90mm 的汽油机试验,可根据缸径,气缸套在中间更换.试验台使用中可实现下列功能:1)进排气道流通特性试验.试验台上安装被测气缸盖或进排气道试验芯盒,采用等压差法试验,保持稳压筒上部的压力传感器9的压力为定值,分别测量在不同气门升程下,经进气道(或排气道)的气体体积流量Q 、流动气体温度t,经计算得到整个进、排气道的流通特性和平均流量系数,用于产品气缸盖研发;或仅对最大气门升程进行测量,用于产品进厂检验.2)进排气系统流通特性试验.采用等压差法试验,保持稳压筒上部的压力传感器9的压力为定值,分别测量在不同气门升程或仅最大升程下,经空气滤清器和进气道(或排气道与消声器)的气体体积流量Q 、流动气体温度t ,经计算得到整个进排气系统的流通特性和流量系数,用于产品研发或用最大升程时的流量值控制生产装配中混合气浓度的一致性.3)空气滤清器流阻特性试验与检测.试验时调节气缸盖进气门升程为最大值不变,用压力传感器6和流量传感器10进行空气滤清器阻力与流量特性试验,用于空滤器性能进厂检测.4)消声器流阻特性试验.调节气缸盖排气门升程为最大值不变,进行消声器阻力与流量特性试验,用于消声器性能进厂检测.这样开发的稳流试验台能根据产品研发、进厂检验和汽油机装配中首件检验的要求,完成相应的功能[7].对装配生产中首件检验或抽查检验,并根据实测的流量值,选配化油器(主量孔2~3个组别的分组),通过保证汽油机油气浓度一致性来控制排放性能.2 汽油机进排气系统稳流试验及分析2.1 气缸盖进气道试验研究汽油机进气道的好坏,直接关系发动机循环进气量的大小.性能差的进气道,充量系数难以提高,并影响到发动机功率的提升,同时如果使用相同的271 第4期 张振宁,等:通用小型汽油机进排气系统流通特性与排放性能研究化油器装配,混合气浓度变大,造成H C 排放等变差.图2是3种不同型号通用小型汽油机进气道的流通系数对比,其中水平轴式的188F 与168F 发动机气缸盖进气道气门最大升程时的流通系数较大,188F 达到了0 593,而立轴式1P68F 最大升程的流通系数仅有0 386.在评价气道性能时,AVL 公司采用平均流通系数( )m 来表示气道流通能力[8].根据公式计算,表1中列出了不同机型的进气道平均流通系数,其中1P68F 平均流通系数仅为0 2433,为188F 的722%.图2 不同型号汽油机进气道流通性能对比F ig.2 T he flo w per formance compariso n of differ entsmall g asoline eng ine intake por ts 表1 不同机型汽油机的平均流通系数T able 1 T he av erag e f low coefficient of differ ent t ype eng ines机型188F168F1P 68F 平均流通系数( )m0 33710 33230 2433图3[8]给出了内燃机不同气道流通系数的结果.对不组织旋流的气道,气缸盖气门最大升程的流通系数可以达到0 75[8],AVL 公司最新试验结果可达0 80,显然通用小型汽油机的流通系数要明显小于文献记录的数值.通过对气缸盖结构分析以及对气缸盖的解剖、测量,发现通用小型汽油机气缸盖为压铸件,在压铸模制作过程中往往只注意其制造工艺性,而忽略了气道的流通性,气道拔模斜度偏大,特别是气道加工段与铸造未加工段交接处的中间段截面突然变小.图4为168F 的截面示意图,经过解剖测量发现铸造未加工段截面1处面积为467m m 2,而交接处截面6仅为312mm 2,是截面1面积的66 8%,气道加工段截面7处又上升为393m m 2,这种截面突变,严重影响气流运动[9].压铸气道轴向的任意截面变化必须是渐缩的,这种气道对某一截面,不能像砂型铸造气道那样当在一个方向受限造成尺寸减小时,可以通过在另一个方向加大尺寸来减少截面积的轴向突变,因此压铸气道的流通系数较低.1P68F 气缸盖铸造段气道较长,铸造段倾角较小,且截面突变更明显,所以流通系数最小.在对气缸盖的解剖中还发现了在铸件的内表面由于压铸拔模时产生的毛刺状凸起,被称为脉纹或毛翅的铸造缺陷[10],这种缺陷也很大程度上影响了流通系数的提高.图3 不同气道的 偏差范围F ig.3 T he deviation scope of in different ports图4 168F 气道示意图F ig.4 Schematic diagr am of 168F intake port图5 168F 汽油机同一批次气缸盖进气道流通系数对比F ig.5 Flow coefficient compariso n of 168F cylinderhead intake po rt in o ne batch在168F 气缸盖1个生产批次中任意抽取4个样品,进行了生产一致性检测,如图5所示,发现样品之间流通系数存在一定的差异,最大升程时A 气272 工 程 设 计 学 报 第18卷缸盖样品流通系数为0 514,而D 样品仅为0 486,相差6 6%,气道流通能力的差异是存在的.本文对产生差异的原因进行分析,认为加强进厂检验,对供方提出质量要求,能控制其差异在3%~4%之中.对168F 汽油机气缸盖从不同供方的产品中抽取2个样品进行试验,结果表明最大气门升程时流通系数两者的差异达到15 2%(图6中曲线1和曲线2),远大于同一批次的差异值.显然如果使用相同化油器装配,会造成汽油机混合气浓度变化太大,从而导致整机批量生产时汽油机排放的差异.作者对气道进行改进设计后,流通系数见图6曲线3,与曲线1相比,最大气门升程时流量相差25 1%,说明气道的优化对提高汽油机性能和降低排放非常重要.6 168F 汽油机不同供应商气缸盖进气道流通系数对比F ig.6 Flow coefficient compariso n o f 168F cylinderhead fro m different supplier2.2 空气滤清器试验分析空气滤清器是发动机进气系统的主要零部件,表2中给出空气滤清器对168F 汽油机进气系统流通系数的影响.安装空气滤清器后,发动机的进气流量明显下降,特别是在大气门升程下差异很大,最大气门升程时,装有空气滤清器的气道流通系数由0 509变为0 455,下降了10 6%,这反映出空气滤清器也是影响进气流量的重要因素之一.同时本文选择同一个产品不同批次的2个空气滤清器进行流阻试验,图7是气缸盖最大气门升程时,按空气滤清表2 空气滤清器对进气系统流通系数影响T able 2 T he flo w coefficient o f intake sy st em befor e andaft er assembling air filter安装前后气道流通系数气门升程/mm 123456未装空滤器0.1100.2320.3420.4430.4870.509装空滤器0.1070.2280.3350.3870.4490.455器试验方法[11]测量的空气滤清器流量与阻力的关系,图中明显看出空滤器1的流阻大于空滤器2,当流量为110m 3/h 时,空滤器1流阻比空滤器2大14 8%.造成纸质空气滤清器流阻变化的主要原因是滤纸的质量差异,在批量生产中对空气滤清器流通能力进行检验测量是十分必要的.图7 168F 空气滤清器空气流量与阻力关系F ig.7 T he relat ionship between the flow and resist -ance o f the air filter o f 168F2.3 气缸盖排气道的试验与分析排气道的好坏关系到发动机工作循环结束时缸内残余废气量的多少,性能好的排气道,可以使缸内残余废气系数降低,从而改善发动机性能.作者采用与进气道相同的实验方法对各个型号的汽油机排气道进行了流通特性的研究,对比发现(图8),1P68F 汽油机的排气道流通性能相对较差,最大升程时流通系数仅为0 375,188F 排气道最大流通系数为0 579,这与进气道实验结果趋势是一致的.图8 不同型号汽油机排气道流通性能对比F ig.8 T he f low per formance com par ison o f differ enteng ine exhaust po rts3 汽油机整机试验分析作者选取了图6中样品1和2的2个168F 汽油机气缸盖分别装配在同一台发动机上,进行了整机性能试验.标定工况下,装有性能较好的气缸盖2的发动机功率比装有气缸盖1的发动机大9 4%,油耗低6 0%,过量空气系数也增加了0 062,气缸273 第4期 张振宁,等:通用小型汽油机进排气系统流通特性与排放性能研究盖2的样机功率已接近日本原机标定功率4 1kW.这是因为气缸盖2的进排气系统流通系数较大,每循环进气量较多,残余废气量较少,同时混合气浓度变小,加快了混合气的燃烧速度,燃烧更加充分,所以样机的有效功率相对较大,有效燃油消耗率也优于装有气缸盖1的发动机.同时从表3中可以看出,装有气缸盖2的发动机CO和H C排放明显优于装有气缸盖1的发动机,NO X排放有所恶化.这是因为性能好的气道,进气量增加,混合气变稀,燃烧速度加快,导致了燃烧温度升高,所以改善了CO和H C排放,而NO X排放升高,但是H C+NO X总值是下降的.表3 168F汽油机排放试验结果比较T able3 Com par ison of emissio n test r esult s o f168F样机状态标定工况功率/kW标定工况油耗/(g/(kW h))标定工况过量空气系数整机试验的排放量/(g/(kW h))CO HC NO x HC+N O x气缸盖1 3.71381.20.834413.7210.43 4.0814.51气缸盖2 4.06358.70.896325.02 6.28 5.3111.594 结束语1)通用小型汽油机进排气系统稳流试验台可测量不同型号发动机进排气系统零部件流通性能,用于产品研发和生产一致性检验.在生产中使用它,可以提高通用小型汽油机的产品质量,控制整机排放的一致性.2)试验结果表明:通用小型汽油机气缸盖进排气道由于压铸工艺限制及产品设计的缺陷,流通能力较差,使小型汽油机性能恶化.改进空气滤清器、气缸盖等进排气系统零部件质量,特别是按内燃机流动特性进行气缸盖气道优化设计,能提高通用小型汽油机的气道性能和整机产品质量.3)目前国内通用小型汽油机进排气系统产品生产一致性差,同一型号不同批次的气缸盖、滤清器产品性能差异大是小型汽油机排放性能散差大、整机排放超标的主要原因之一,因此加强生产一致性控制非常必要.参考文献:[1]宫玉胤.2006年中国内燃机工业年鉴:第 部分,通用小型汽油机[M].上海:上海交通大学出版社,2007: 109-112.G ON G Y u-ying.T he2006annua l o f Chinese internalco mbustio n eng ine:Part ,no n-r oad spar k-ignition small eng ines[M].Shanghai:Shang hai Jiao tong U n-iv ersity Pr ess,2007:109-112.[2]王建,刘胜吉.不同排量小型四冲程通用汽油机的排放控制策略[J].小型内燃机与摩托车,2009,38(12):60-62.W A NG Jian,L IU Sheng-ji.Emission contro l str ategy fo r the different displacement small utility S.I.eng ines [J].Sma ll Internal Combustion Eng ine and M o tor cycle, 2009,38(12):60-62.[3]刘胜吉,施万里,王建.过量空气系数对四冲程小型通用汽油机排放的影响[J].小型内燃机与摩托车,2006, 35(5):41-43.L IU Sheng-ji,SH I W an-li,WA N G Jian.T he influence of co eff icient for ex cess air o n the emission o f four-stro ke non-r oad spark-ig nitio n small eng ines[J].Small Internal Combustio n Eng ine and M oto rcycle,2006,35(5):41-43.[4]周龙保.内燃机学[M].北京:机械工业出版社,2006:82-86.ZH OU L ong-bao.Internal co mbustio n engine[M].Be-i jing:China M achine P ress,2006:82-86.[5]KESGI N U g ur.Study o n the desig n of inlet and ex haustsystem of a statio nar y inter nal co mbustio n engine[J].Ener gy Co nv ersio n and M anagement,2005,46(12): 2258-2287.[6]H O RV AT H A ndr as,H O RV AT H Zo ltan.A pplicationo f CF D numer ical simulation for intake po rt shape de-sig n o f a diesel engine[J].Journal of Computat ional andA pplied M echanics,2003,14(2):129-146.[7]刘胜吉,王建,张振宁,等.小型汽油机进排气系统流动特性试验装置和排放控制方法:中国,200810234273 7 [P].2008-11-28.L IU Sheng-ji,WA N G Jian,ZH A NG Zhen-ning,et al.T he flo w test rig fo r small g asoline engine and t he meth-od o f emissio n contro l:China,200810234273 7[P].2008-11-28.[8]刘胜吉,尹必峰.内燃机检验与试验技术[D].镇江:江苏大学汽车与交通工程学院,2007:51-52.L IU Sheng-ji,Y ING B-i feng.T he ex amining and tes-ting t echnolog y of inter na l combustion eng ine[M].Zhenjiang:Jiang su U niversit y,Scho ol of Automo bile and T raffic Engineering,2007:51-52.[9]王建,刘胜吉,张敏华.进气道优化改善168F汽油机性能的研究[J].小型内燃机与摩托车,2008,37(6): 12-15.(下转第292页)参考文献:[1]温诗铸,黄平.摩擦学原理(3版)[M].北京:清华大学出版社,2008:1-3.W EN Sh-i zhu,H U A N G Ping.P rinciples of tribo lo gy (3th ed)[M].Beijing:T sing hua U niver sity Pr ess, 2008:1-3.[2]谢友柏.摩擦学系统的系统工程[J].润滑与密封,1988(6):1-10.XI E Y ou-bai.Systems eng ineer ing of tr ibolo gical system [J].L ubr icatio n Engineer ing,1988(6):1-10.[3]李茂生.工业摩擦学与润滑材料的发展[J].润滑与密封,2010,35(6):126-131.L I M ao-sheng.Industr ial tr ibolo g y and lubr icants in China[J].L ubr ication Engineer ing,2010,35(6):126-131.[4]XIE Y ou-bai.T hr ee axio ms in tribo lo gy[C]//P roceed-ings o f Inter nat ional Symposium o n T ribo-Fatigue.Beijing,China,Octo ber,2000:17-23.[5]Y AN D,N EVIL L E F,RIEGER.Spalling for mationmechanism fo r g ear[J].w ea r,2003,254(12):1307-1317[6]王泽贵,谢小鹏.微米或纳米固体粒子应用在齿轮副间的摩擦学特性[J].工程设计学报,2007,14(4):342-348.WA N G Zhe-gui,XI E Xiao-peng.T ribo lo gical character-istics of micro or nano par ticles bet ween t he g ear pairs [J].Journal o f Engineer ing Design,2007,14(4):342-348.(上接第259页)参考文献:[1]汪柳平,高攸纲.有孔矩形腔的屏蔽效能及其对谐振频率抑制研究[J].电波科学学报,2008,23(3):560-564.W A NG Liu-ping,GA O Yo u-g ang.A naly sis o f shielding effectiv eness for r ectang ular cavity w ith aper tures and r esonance suppression[J].Chinese Jo ur nal of Radio Sc-i ence,2008,23(3):560-564.[2]SH ABIST A A li,DA N IEL S W eile,T H O M AS Clup-per.Effect o f near-field r adiat ors on the radiatio n leak-ag e t hr ough perfo rated shields[J].I EEE T rans Electro-mag n Co mpat,2005,47(2):367-373.[3]石峥,杜平安.孔阵结构近场屏蔽特性有限元数值仿真[J].电子学报,2009,37(3):634-639.SH I Zheng,DU Ping-an.N umer ical simulation of near-field shielding pro per ties fo r aperture arr ays based onF EM[J].A cta Electr onica Sinica,2009,37(3):634-639.[4]路宏敏,罗朋,刘国强,等.矩形机壳屏蔽效能研究[J].兵工学报,2009,30(6):695-700.L U Ho ng-min,L U O Peng,L IU Guo-qiang,et al.Study on shielding effectiv eness o f the r ectang ular enclosure w ith aper ture arra ys[J].A cta A rmament arii,2009,30(6):695-700.[5]P AU L C R.电磁兼容导论[M].闻映红,译.北京:机械工业出版社,2006:439-445.P AU L C R.Int roduct ion t o electro magnetic co mpatibil-i ty[M].T r anslat ed by WEN Y ing-hong.Beijing:China M achine Press,2006:439-445.(上接第274页)W A NG Jian,LI U Sheng-ji,ZH AN G M in-hua.Invest-ig ation on the perfo rmances of the168F gaso line eng ineby o pt imizing the intake por t[J].Small Inter na l Com-bustion Eng ine and M oto rcycle,2008,37(6):12-15. [10]曹文龙.铸造工艺学[M].北京:机械工业出版社,1990:42-50.CAO Wen-lo ng.T he technolog y of casting[M].Be-ijing:China M achine P ress,1990:42-50.[11]中华人民共和国国家发展和改革委员会.JB/T97472005内燃机空气滤清器性能试验方法[S].北京:机械工业出版社,2005:10-19.Chinese N atio nal Development and Refo rm Comm is-sio n.JB/T9747 2005T he testing method of the per-fo rmance fo r the air filter o f int er nal combustio n engine [S].Beijing:China M achine Pr ess,2005:10-194.。
小型通用二冲程汽油机降低排放的研究
Ｈ ＋ Ｏ降 低 了 ２ ． ％ 标 定 功 率 从 １ １ Ｗ降 低 到 ｌＷ ＣＮ ８５ ； ．ｋ ｋ
时 ， ０排 放 基本 不 变 ， Ｃ Ｎ 低 了 ｌ ． ％。可见 ， Ｃ Ｈ ＋ Ｏ降 ２５
的 非 手 持 式 设 备 用 发 动 机
裹 ２ Ｅ Ａ第 ２ 段 非 道 路 用 小 型 汽 油 机 废 气 排 放 标 准 Ｐ 阶
注 ：Ｉ １指 排 量 在 大 丁 ２ ５ ｍ 的 非 手持 式 漫 备 辟 发 动 机 ２ Ｉ讯
维普资讯
２０ ０ ６年 ４月
农 机 化 研 究
第 ４期
汽油机是 控制的重点 。为了达到排放法规的要求 ，
由 １ ２ Ｗ降 低 到 ｌ Ｗ的时 候 ， ０排 放 降低 了 ２ ． ％ ．ｋ ｋ Ｃ ２３，
必 须 使 用 氧 化 催 化 剂 的后 的 处 理 措 施 ， Ｈ 使 ｃ化 合 物
汽 油 机 使 用 氧 化 催 化 剂 后 排 放 结 果 ， Ｈ 为 ｃ
２ ． ５ ／ ｋ ｈ ， Ｃ Ｎ ２ ． ｇ ｋ ｈ 。需 要 说 ２ １ ｇ （ Ｗ・ ） Ｈ ＋ Ｏ 为 ８ ４ ／（Ｗ・ ） 明 的 是 ，取 得 这 样 的 效 果 需 要 调 整 化 油 器 的混 合 气
Ｏ 引 言
据 不 完 全 统 计 ：２ ０ ０ ３年 ，我 国非 道 路 用 小 型 通
用 汽 油 机 的 产 量 为 ６ ０万 台左 右 ；美 国 的年 产 量 为 ０ ２０ ３ ０万 台 左 右 ； 日本 为 ６ ０万 台左 右 …。我 国 非 道 ４
洲排放认证是最基本 的工作 。 １ Ｅ Ａ 排 放 认 证 介 绍 Ｐ
通用小型四冲程汽油机排放性能
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大类 小类 小类 汽油机气缸
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& 4 排放量 H i , h L @i j * . 8 * . 8 * . 8 * . 8 / 8 + / 8 + * 8 F
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7 排放法规简述和试验的基本组成
美国 . 8 最先着手制定通用小型汽油机的实施第 )阶段排放限值 ,
) 9 ) 5 5 5年开始陆 续实施 第 !阶段的 排放限 值 8 3第 ! 阶段增加了产品排放劣化 _ 耐久性 w 的考核要求 3 欧 ! 9 洲 对 通 用 小 型 汽 油 机 的 排 放 要 求8 与美国的相类
基于机内净化通用小型汽油机燃烧与排放性能优化
通用小型汽油机近年来在产销应用和出口方面均取得了良好的成绩。
目前来讲，国内通用小型汽油机主要通过机内净化技术来降低排放，但在批量生产时，其排放合格率不尽如人意。
本文通过分析当前基于机内净化通用小型汽油机燃烧与排放性能存在的问题，提出了相应的优化措施。
1 通用小型汽油机机内净化存在的主要问题降低通用小型汽油机的排放污染是汽油机发展的主要问题和难点。
净化方式可分为机内净化和机外净化。
机外净化的成本比较高，国内的技术水平、产品质量尚未达到要求。
因而机内净化是目前国内主要采用的净化手段。
机内净化以汽油机产生主要污染物的形成机理为核心，运用新技术、工艺等对发动机的结构进行改进。
最终达到提高发动机的燃烧效率，降低排放的目的。
目前来讲通用小型汽油机的机内净化主要存在以下问题：（1）通用小型汽油机的进排气系统存在缺陷。
主要是空气滤清器的气体流通性低，对进气形成不良阻力，进而影响整机的燃烧排放性能。
（2）发动机工作的混合气浓度大，过量空气系数有待优化。
传统的化油器式燃油供给方式仍是国内市场的主流。
这种供给方式为了使发动机能够有稳定的、持续的动力输出，方便启动，在混合气浓度通常较浓且在控制方面往往不理想。
（3）点火提前角的选择不当。
点火提前角对汽油机的动力性、经济性以及节能减排都会产生影响。
点火提前角过大，汽油机难以维持稳定运转，产生恶性爆震。
提前角过小会使燃烧不充分，增加HC、co的排放。
因此需要有效合理的调节点火提前角。
2 基于机内净化通用小型汽油机燃烧与排放性能优化措施2.1进排气系统优化改进进排气过程组织对汽油机的燃烧效率有显著影响。
其中最为关键的因素就是气道流通能力。
影响气道流通能力主要存在两方面的阻力，即气道内沿程阻力和局部阻力。
为了减小两种阻力对气道流通性的影响，笔者认为应从以下三个方面进行改进。
第一，改善空气滤清器的结构。
空气流通距离大，会产生较大的沿程阻力，因此可以在不改变进气口数量及口径的情况下，调节进气管的长度进而有效的减少沿程损失。
小汽油机排放净化器应用中的关键技术
小汽油机排放净化器应用中的关键技术摘要：文章主要对小型汽油机的全球排放标准进行研究，分析了小型汽油机行业现状、几个国家尾气排放标准、排放尾气中的污染成分以及排放控制技术。
关键词：通用小型汽油机；排放标准通用小型汽油机主要被应用到家庭园艺器械、小型农业器械等领域，为其提供使用所需的动力。
但是对着各个国家对道路机车排放的控制，小型汽油机的尾气排放成为了环保部门的重点观察对象。
1全球主要国家和地区通用小型汽油机排放标准1.1美国通用小型汽油机排放标准早在1995年美国就对通用小型汽油机排放标准进行了第一阶段的控制，由美国环境保护局发布了点燃式小型发动机的规定。
此项规定对排放尾气中的污染物进行了限制并且提出了检测污染物方法。
1999年美国环境保护局对小型非道路发动机提出了第二阶段的规定，被限制的机器多为农用机械，例如农用拖拉机、草坪割草机等。
2022美国提出了第三阶段的规定，并且此次给出了限制排放的具体限值，如下表所示。
1.2欧盟通用小型汽油机排放标准1997年欧盟提出了97/68/EC法规并且在1997年正式执行。
2002年再次提出了2002/88/EC法规，不仅对第一次提出的法规进行了修正，并且提出了更加具体的要求。
2004年，欧盟全面进入第二阶段的排放要求，2004/26/EC法规也被提出，表二是欧盟提出的限制排放的具体限值。
1.3我国通用小型汽油机排放标准我国提出《中华人民共和国环境保护法》以及《中华人民共和国大气污染防治法》，从而控制非道路小型发动机的尾气排放对空气质量的污染。
2022年12月30日，我国由国家质量监督检验检疫总局和环境保护部共同发布了《非道路移动机械用小型点燃式发动机排气污染物排放限值与测量方法（中国第一、二阶段）》，此公告已经在2022年得到实施。
2尾气中污染物成份及影响因素汽油机尾气中的污染物有NO某、HC、CO、微粒物（含碳烟、重金属氧化物）及硫化物等，主要是NO某、HC、CO。
通用小型汽油机 标准
通用小型汽油机标准小型汽油机是一种常见的动力设备，广泛应用于农业、园艺、建筑和家庭生活等领域。
为了保障小型汽油机的质量和安全性能，制定了一系列的标准，以便对其进行监督和管理。
本文将介绍通用小型汽油机的标准，以便大家了解和遵守相关规定。
首先，通用小型汽油机的标准主要涉及到机械结构、动力性能、排放标准和安全要求等方面。
在机械结构方面，标准规定了小型汽油机的外形尺寸、重量、安装方式等要求，以确保其能够适应各种工作环境和需求。
在动力性能方面，标准对小型汽油机的功率、转速、燃油消耗率等进行了规定，以保证其具有稳定可靠的动力输出。
同时，排放标准要求小型汽油机的排放物质符合国家相关标准，以减少对环境的污染。
此外，安全要求方面，标准规定了小型汽油机的使用安全性能、防护装置、紧急停车装置等，以保障操作人员的人身安全。
其次，通用小型汽油机的标准制定是为了保障用户的利益和安全。
遵守标准可以有效地提高小型汽油机的质量和可靠性，降低故障率，延长使用寿命。
同时，标准的执行也有利于减少对环境的污染，保护生态环境。
因此，作为小型汽油机的生产厂家和用户，应当严格遵守相关标准，确保产品的质量和安全性能。
最后，通用小型汽油机的标准对于监督和管理也具有重要意义。
相关部门可以依据标准对小型汽油机进行检测和认证，确保产品符合国家和行业标准，从而保障用户权益和公共安全。
同时，标准的执行也有利于规范市场秩序，防止不合格产品的流入，维护行业的良好形象，促进行业的健康发展。
综上所述，通用小型汽油机的标准是保障产品质量和安全性能的重要依据，对于生产厂家、用户和监管部门都具有重要意义。
大家应当充分了解和遵守相关标准，共同维护小型汽油机市场的良好秩序，促进行业的可持续发展。
希望本文能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。
加拿大通用小型汽油机排放法规介绍及与欧美排放法规的差异
法 实体 提交 ， 于我 国 国 内的 制 造 商 来 说 ， 以 由 对 可
其进 口商 来提 交 。一 般处 理周 期为 提交 文件后 ６ 天 ０
内
加拿 大法 规 规 定 了与美 国Ｅ Ａ 二 阶段 排放 法 Ｐ第
内 燃 机 与 配 件
２ １ 年 第 ９期 ０２
３ 认 证 授 予 形 式
放 法规 的主要 差 异 ， 于 国内通机 企业 开拓 新的 市场 有很 大帮 助 。 对 ［ 关键 词 ］ 用 小型汽 油机 通 排放 法规
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ ｄ ：Ｏｆ－ｒ ａ ｍａｌｓ ａ ｋ－ ｇ ｉｉ ｎ ｅ ｇ ｎ Ｅｍｉｓｏ Ｒｅ ｕ ａｉ ｎ ｆ ｏ ｄ ｓ ｌ ｐ ｒ ｉ ｎ ｔｏ ｎ ｉ ｅ ｓ ｉｎ ｇ ｌｔｏ
ｒｎ ｅ ｔ ａ ａａ ｏ ｍ ｎ ｎ ｄ ）提 交 法规 中要 求 的一 致 性 证 明文 Ｃ 件 ， Ｃ的Ｔ ｓｎ ， ｌｅ Ｍａ ａｅ ｎ ｎ ｍ ｓｉｎ 由Ｅ ｅｔ ｇ Ｆｅ ｔ ｎ ｇｍｅ ｔ ｄ Ｅ ｉ ｏ ｓ ｉ ａ ｓ
Ｅ Ｓ １ Ｎ Ｒ Ｇ Ｌ Ｔ Ｏ Ｓ 本 文 以 下 简 称 “ 拿 大 ＭＩＳ０ Ｅ Ｕ Ａ Ｉ Ｎ 。 加
与欧 美发 放 排放 认 证 书 的方 式 不 同 ， 加拿 大 是 以 电子 邮件 的方式 发送 给制造 商 一个许 可 确认 （ｔ ａ一 ２ ｋ ｏ ｌｄ ｅ ｎ ） ｎ ｗｅ ｇｍｅ ｔ，制造 商 收 到发 动 机 系族 的许 可确 认 后 就 相 当于 该 发 动 机 系 族 获得 了 加 拿 大排 放 认
差异。
列 两种情 况 ：
（） １ 发动 机 同时在 美 国和加拿 大销 售 ： 要求 发 动机 符合 美 国Ｅ Ａ的相应 型式 年 的排放 Ｐ
LJ166F汽油机应对排放法规的化油器优化方案
最 大扭 矩 ｌ ｍ； ０Ｎ・
怠 速 １ ４ ｍｉ。 ０ｒ ｎ ４ ／
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ３ ２ １— ４ ２
其 主要性能及排放数据 ， 抽取 ３台样机 ， 先按标定功 率 为 ２８ｋ ． Ｗ，相 应 的转 速 为 ３００ｒ ｉ ０ ｍｎ的状态 进 行 ／ 试 验 ， 出测量 排气 污染 物测 量结 果 如表 ３所 列 。 得
作者简 介 ： 乔富雄 （９ ３ ） 男 （ １８一 ， 壮族 ） 广西柳城人 ， ， 助理工程师 ， 本科学历 ， 研究方 向为汽油机配气机构 。
Ｅ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ７， ０ ２ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｃ ｒ ｇＴ ｃ ｎ ｌｇ ． ２ １ ｉ
关 键 词 ： 油 器 ； 型 汽 油 机 ； 气排 放 ； Ｐ 化 小 尾 ＥＡ
中图分类号 ： Ｋ １ ．１ Ｔ ４ ３８
文献标识码 ： Ａ
文章编号 －６ ２ ５ ５ （ ０ ２ ０ — ０ ５ ０ １ ７ — ４ Ｘ ２ １ ）７ ０ ２ — ３
欧 、 、 等 国多年前 已经针对 点燃 式小 型发动机 美 １ ３ 的排气 污染物 ， 制定 了排放法规 ， 而我 国适 用于 通用小
６０ ６ ６ｏ ９
６ ９５
２ ． ０３ １ ． ９７
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１１ ．８
样 编 油 编 （ （Ｃｈ 标空 比 机 号 化 器 号 嚣 ） ｗ） 的 燃 ０ ） 定 况 工 下 ・
１ ２ １ ．４ １６ ｌ ．４ １２ ｌ１１ ．８ ｌ ．０ １ ２ １ ．６ ２７ ｌ ．６ １８ ３ ３８ ７ ．６ ３ ．８ ９８９ ３ ９．６ ８ ９ ３ ８２ ８ ．９ ４２ １ ４．４ ３ ８２ ５ ．３ ０９ ．９ ０８ ．８ Ｏ９ ．３ ０８ ．８ ０８ ．９ ｌ ３ ４ ５ １
通用小型汽油机进排气系统流通特性与排放性能研究
工
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＥｎ ｉ ｅ ｒ ｎ ｓｇ ｏ ｒ ａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｄｅ ｉｎ ｏ
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Ｖｏ ８ Ｎｏ ４ Ｌ１ ．
Ａｕ ． ２ １ ｇ ０ １
ＤＯＩ １ ． ７ ５ ｊ ｉｓ ．１ ０ － ５ Ｘ． ０ ．２ １ ０ ． ０ １
通 用小型汽油机进排气 系统流通特性 与排放性能研 究
张振 宁 ， 刘胜 吉 ， 王 建 ， 志 丹 李
（ 苏 大 学 汽 车 与 交 通 工 程 学 院 ，江苏 镇 江 ２ ２ １ ） 江 １０ ３
摘 要 ： 欧美 国家 对 通 用 小 型汽 油 机 排 放 法 规 不 断 加 严 ， 目前 中 国 生 产 的 不 同批 次 通 用 小 型 汽 油 机 排 放 性 能 差 异
排 气 系 统 流 通 特 性 的差 异 和 不 同 批 次 的 生 产 波 动 是 批 量 生 产 小 型 汽 油 机 混 合 气 浓 度 改 变 和 排 放 性 能 差 异 的 主 要
原 因． 究结 果 还 表 明 ： 用 小 型 汽 油 机 采 用 压 铸 气 缸 盖 ， 排 气 道 结 构 受 压 铸 工 艺 的 限 制 ， 通 系 数 偏 低 ， 响 发 研 通 进 流 影
动机 性 能 的提 高 ， 一 步 提 高 进 排 气 系 统 性 能 是 优 化 通 用 小 型 汽 油 机 性 能 的一 个 重 要 途 径 ． 进 关键 词 ： 用 小 型 汽 油 机 ； 排 气 系 统 ； 通 系 数 ； 流 试 验 台 ｝ 放 通 进 流 稳 排 中 图分 类 号 ： Ｋ ４ １ ３ Ｔ １ ． 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６７ ４ （０ １０ —２００ １０ —５ Ｘ ２ １ ） ４０ ７—５
EPA第二阶段研究
设计研究33设计研究根据EPA 法规中规定的燃油流量法计算出CL133F 的排放数据。
发动机的排放测试依据EPA 法规中对该类发动机规定的C 循环进行，测试工况和各工况的排放权重如表3所示[2]。
表3C 循环的测试工况和各工况的排放权重排放测试用直接采样系统，使用加热型氢火焰离子法（HFID ）分析仪测试HC ，使用化学发光法（CLD ）分析仪测试NO x ，使用不分光红外线法（NDIR ）分析仪测试CO 、CO 2。
为得到CL133F 原机排放水平，随机抽取3台样机使用上述测试设备和测试循环进行排放测试，测试数据如表4所示。
表43台CL133F 原机排放测试数据从表4可以看出，3台样机的排放测试结果都不能满足EPA 第2阶段限值要求，其中样机1、2是HC+NO x 排放超标，样机3是CO 排放超标；另外，三台样机的CO 、NO x 排放测试结果相差较大。
表5列出3台CL133F 发动机在额定功率点下的排气过量系数，相差也很大。
通过这些测试，证明3台CL133F 原机排放一致性较差。
表53台CL133F 在额定功率点下排气过量空气系数为了改善CL133F 原机排放一致性，选择3号机作为改进基准并提出工况排放贡献率的概念。
MECR i ，j =(W i ，j ×WF i )/∑(W i ，j ×WF i )式中：i ——工况点j ——排放成份W ——尾气中排放成份质量流量WF i ——EPA 测试循环中规定的各测试工况点排放权重表6、7、8和图2分别汇总了3号发动机在各测试工况点3种排放成份的工况排放贡献率。
表63号发动机HC 的工况排放贡献率表73号发动机CO 的工况排放贡献率表83号发动机NO x 的工况排放贡献率从表6、7、8和图2的工况排放贡献率汇总分析，工况点1(额定功率点)对于3号发动机总体的排放贡献率要远大于工况点2(怠速工况点)。
根据3号发动机排放测试数据及在额定功率点下排气过量空气系数，在原化油器的基础上更换了一个小号主量孔进行测试，测试数据如表9所示。
国家排放标准与美国EPA排放标准对于非手持式小型通用汽油机排放测
ｌ
刖 昌
国家 标准 ，监 控强 制性 标准 的执行 和符 合情 况 ，并 协助 各州采 取其 它措 施 以达到 相关 环境 标准 。美 国
是 通用 小 型汽 油机最 大 消费市 场 ，而与 之相关 的排 放法规 ，Ｅ Ｐ Ａ 已于 １ ９ ９ ５发布并 于 １ ９ ９ ７年实施 。 目
非道 路小 型点燃 式发 动机 ，也 可 以称 为通 用小
型汽 油机 。是 指净 功 率小 于 等 于 １ ９ ｋ Ｗ ，火 花塞 点
火非 道路 用发 动机 。 由于其操作 简单 、通 用性 强 的 特点 广泛 应用 于农业 、园林 、发 电 、工程 建设 等诸
多领 域 。 我 国通 用 小 型 汽 油 机 产 量 自 ２ ０ ０ １年 至
氧 化碳 、二 氧化碳 、氮氧化 物 、碳 氢化 合 物 。随
着人类环保意识的增强 ，其排放对环境的影响已被 各 国重视 ，并 制定 了排放 标准 与排 放测量 方法 。在
这方 面 ，欧美 发达 国家走 在世 界 的前端 。
２ ． １ 美国 Ｅ Ｐ Ａ非道路 小型 点燃 式发 动机 排放标 准
部设 在 美 国华 盛顿 ，直 属美 国总统 。在纽 约 、波士 顿 、费城 等地 设 有 １ ０个 分 支 机 构 ，十 几 个试 验 室 等研 究机 构 ；Ｅ Ｐ Ａ领 导着 美 国 的环境 科 学 、研 究 、 教 育和 评 估 工 作 。Ｅ Ｐ Ａ 负 责 对 很 多 环 境 项 目设 立
４ ２
内 燃 机 与 配 件
２ ０ １ ４年第 ７期
比排放 ，单位 为 ｇ ／ ｋ Ｗｈ 。
扭矩
１ ０ Ｏ ＿ ＿ ● ＿ － ● 一
８ ０
通用小型汽油机尾气排放NO的净化
Ｋｅ ｒ ｓ Ｓ ｌｌｓａｋ ｉｎｔ ｎｅ ｇＢ ；Ｅ ｈ ｕｔｅ ｓｉｎ；Ｃ ｔ ｙｉ ｏ ｖ ￣ｅ ：Ｃ ｎ ｅｓ ｎｅｆ ｉｎ ｉｓ ｙｗｏ ｄ ｍａ ｐ ｒ — ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ａ ｓ ｍｉｓｏ ｇ ｉ ｉ ａａｔ ｃ ｃｎ ｅ ｒ ｏ ｖ ｒｉ ｆｃｅ ｃｅ ｌ ｏ ｉ
近几年 ， 随着国￣－， １ 型汽油机生产企业 、 ４ 国内大型摩托车 生产企业 、 新兴民营企业 的介入 ， 小型汽油机的行业呈 现出飞 速发展的势头 ， 并且产 品以各种形式销往 国外 。中国在小型汽 油机 行 业 飞速 发 展 的 同 时 ， 正 面 临 许 多 困难 ， 美 发 达 地 区 也 欧 针对小型汽油机制定的 日益严格的排放法规便是其 中之一… 。 小 型通 用汽 油机 （ 简称小 型 汽油机 ） 目前 主 要参 照美 国现 行 的 Ｅ Ａ排 放标 准 。小型 汽油 机 的排 放 现状 与美 国现行 的 第二 阶 Ｐ 段排放限值相比有不小差距。目前国内使用的小型发动机大部 分为化油器式， 比的变化范围很大。三元催化剂在空燃比变 空燃 化非常狭窄的范围内 ， 才能起作用 ， 且其成本高， 不适应小型汽油 机的排放 。因此有必要进行在各 个负荷工况下都满足排放要求 和价格相对低廉的尾气催化转化技术的应用研究 。
分 类号 Ｕ ６ ４ ４ ７． ８
Ｐ ｒ ｃｔ ｎｏ ｘ ａ ｓ Ｅ ｓｉｎｏ ｎｒａ ｍａｌ ｐ ｒ ・ ｎｔ ｎＥ ｇｎ／ ａ ａａ ， ｕｎＱａｇ Ｈ ｎＮｎ ， ｕｉ ａｉ ｆ ｉ ｆ ｏ ＮＯ Ｅ ｈ ｕ ｔ ｍｉ ｏ ｆ ｓ Ｎｏ －ｏ ｄＳ ｌＳ ａｋｉ ｉ ｏ ｎ ｉｅ Ｙ ｏ ｉ ｎ Ｇ ａ ｉ ， ａ ｉｇ ｇ ｉ Ｊｙ ｎ Ｚ ａｇＬｌ Ｔａ ｃＣ ｌ ｇ ， ｏ ｈａｔ ｏ ｓ ｙＵ ｉ ｒ ￣，Ｈ ｒｉ ５ ００， ．Ｒ．Ｃ ｉａ ／ Ｊｕ ｌ ｏ ｏｔｅｓ Ｆ ｒ ｔ ｈｎ ｉ（ ｒ ｏ ｅｅ Ｎ ｒ ｅｓ Ｆｒ ｔ ｎｖｓ ｉ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅｒ ｅｉ ａｂｎ１０ ４ Ｐ ｈｎ ） ／ｏｍａ ｆ ｒ ａｔ 用 Ｐ —Ｒ ｔ ｈ催 化 器 净 化 方 法 ， 着 重探 讨 了 以 降低 Ｎ 并 Ｏ排 放 为 主 的 Ｐ —Ｒ ｔ ｈ催 化 器 性 能 、 放 温 度 、 排 Ｎ 还 原 催 化 的 性 能 和 转 化 效 率 控 制 等 问题 。试 验 研 究 了 Ｐ —Ｒ Ｏ ｔ ｈ催 化 器 的 转化 效 果 、 间的 相 互 影 响 和 作 用 ， 其 并 提 出相 应 的排 放 建 议 。结 果表 明 ： 贵金 属 Ｒ 当 ｈ的加 入 量 为 ３ ， ｔ ｈ催 化 器 可 有 效 降 低 小 型 汽 油 机 的 Ｎ ０ｇ时 Ｐ —Ｒ Ｏ 排 放 量 ， 高转 化 效 率 达 到 ４ ％ ， 时对 Ｈ Ｃ 最 ８ 同 Ｃ、 Ｏ的 排 放 也 有 一 定 的 降解 作 用 。 关 键 词 小 型 汽 油 机 ； 放 ； 化 器 ； 化 效 率 排 催 转
汽油产品排放标准
标准与法规39Å·ÖÞÅŷűê×¼ÌåϵÓëÃÀ¹úÏàËÆ£¬Ò²»®·ÖΪÒƶ¯ÎÛȾԴºÍ¹Ì¶¨Ê½ÎÛȾԴ£¬Òƶ¯ÎÛȾԴÖÐÓÖ·ÖµÀ·Óë·ÇµÀ·2类。
欧美的法规体系不同点比较多，如法规的编排体系等。
美国EPA法规以独立编号的法规，规定每一类污染源的排放测量方法、限值和管理手段；欧洲是以指令的型式，将非道路移动污染源归为同一指令，随后对指令进行不定期修订，修正案一旦通过，也被赋予一个独立的指令号码，有时不得不兼顾几个指令方可全面了解。
虽然欧洲指令与美国EPA法规都是英文版本，但易读性欧洲指令远胜于美国法规。
由于非道路发动机排放控制刚刚引起各国重视，美国在这个领域走得比欧洲早一些，随着全球贸易对技术法规协调性要求日益增高，欧洲在非道路发动机排放分类、测试方法和限值等方面，基本遵循美国法规的相关规定，但在实施时间和管理方式等方面则依据欧洲的实际情况略有改变。
通用小型汽油机蒸发排放法规浅析
１ 蒸 发 排 放 术 语 介 绍
通 用 小 型汽 油 机 蒸 发 排 放 物 主 要 来 源 于 下 述 方面 ． 参见 图 １
发 动 机 是 因为 蒸 气 的 产 生 率超 过 了蒸 气 吸 附 和 脱
附系统 的容 量 。
昼 间损失 ，昼 问损 失 也 称作 昼 间 换气 损 失 、 呼 吸损 失 ， 系指 由于 温度 变 化从 燃 油 系统 排 放 的碳 氢
排 放 的 方 式 及 采 用 对 应 的技 术 路 线
［ 关键词 ］ 用 小型 限值
Ｋｅ ｒ ｓ Ｓ ｌ Ｏ ｌ Ｒ ａ ｎ ｉ ｅ ｖ ｐ ｒ ｔ ｅｅ ｓ ｉｎ ｅ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｐ ｉａ ｌ ｍｉｓ ｎｌ ｖ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ： ｍａ１ ｆ ｏ ｄｅ ｇｎ ａ ｏ ａ ｉ ｍｉｓ ｓ ｓ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｌｃ ｂ ｅｅ ｓ ｉ ｅ ｆ ＿ Ｅ ｖ ｏ Ｔ Ａｐ ｏ ｅ
０ 前 言
通用 小 型汽 油 机蒸 发排 放 是 指 除 通 用 小 型 汽 油 机 尾 气排 放 之外 ， 动 机所 有 其余 碳 氢 污染 物 的 发 环 境 释放 量 ， 发 排放 控制 的 目的是 尽 量减 少 燃 油 蒸 系统 释 放 到环境 的燃 油蒸 气 。一 般来 说 ， 油系 统 燃 及 曲轴 箱 排 放 到 空 气 中 的碳 氢 占总 排 放 污 染 的
２ ％： 于通用 小 型汽 油机 而言 ， 然燃 油 系统 释放 ０ 对 虽
化 合物 。白天 ， 油 温度增 加 时 ， 油蒸 汽平衡 压 力 燃 燃 增 加 ，一 些燃 油空 气 混合气 从 油箱 排 出 ，即 日间排 放 ； 油 温度 下 降时 ， 油蒸 汽 压力 减 小 ， 合 气 收 燃 燃 混 缩 ， 鲜空 气 从通 风 口吸人 ， 新 当燃 油 再 次 被加 热 时 ， 产 生下 一昼 间排放 循环 。
通用汽油机EPA资料
12
121）
18
气体排放物的计算
13
131）
19
颗粒排放物的计算
14
141）
20
分析和取样系统
15
151）
1）在 GB/T 8190.2 中对该项目列有参照 GB/T 8190.1 可适用的条款。在某些情况下，有关现场条件下不
可避免的差异见 GB/T 8190.2。
G“通用、草地和园艺用”试验循环，功率一般小于 20 kW
0
加权系数
0.09 0.2 0.29 0.3 0.07
0.05
工况号
1
2
3
4
5
（G2 循环）
转速 1)
额定转速
中间转速
6 低怠速
扭矩 1)，％
100 75 50 25 10
0
加权系数
0.09 0.2 0.29 0.3 0.07
0.05
工况号 1
（G3 循环） 转速 1)额定转速ຫໍສະໝຸດ 中间转速2 低怠速
扭矩 1)，％
图 1 扭矩比例
中间转速：对设计在一定转速范围内按全负荷扭矩曲线运行的发动机，如标定的最大扭 矩转速在额定转速的 60％～75％之间，则应将标定的最大扭矩转速定为中间转速。
如标定的最大扭矩转速低于额定转速的 60％，则应将 60％的额定转速定为中间转速。 如标定的最大扭矩转速高于额定转速的 75％，则应将 75％的额定转速定为中间转速。 对非设计在一定转速范围内按全负荷扭矩曲线在稳定工况下运行的发动机，中间转速一 般在最大额定转速的 60％和 70％之间。
100
0
加权系数
0.9
0.1
1）见 GB/T 8190.1—1999 中 11.5 和本标准 3.5、3.6 和第 5、第 6 章。 试验实施
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加 州外 的美 国 ４ ９个州 均采 用 该标 准 。
２ ０ ０ ８年 ９月 ，美 国环 境 保 护 局 （ Ｅ Ｐ Ａ） 签 署
同 时 ，各 国开始关 注 非道路 发 动机排 放 的问题 。在
张爱群
贾
滨研究
１ ７
阶段 的基础 上 再 减 少 ７ ０ ％的 Ｈ Ｃ和 Ｎ Ｏ ｘ排 放 。 除
对９ ７ ／ ６ ８ ／ Ｅ Ｃ法规 的修订 ，该 法规 增 加 了 １ ９ ｋ Ｗ 以 下 的手持 式和 非手持 式 火花点 火 发动机 第一 阶段 和
用途 广泛 的产 品 ，其 三 个 标 志特 征 是 ：非道 路 用 、
小 型和点 燃式 的 ，广 泛应用 于小 型农 业机 械 、小 型
９ ７ ／ ６ ８ ／ Ｅ Ｃ《 控 制 安装 在 非 道 路 移 动 机 械 上 内 燃 机 排放 污染 措施 指令 》 。Ｅ ｔ 本于２ ０世 纪 ９ ０年 代 开 始 对非 道路 移动 污染 源进 行控 制 。
通 用小 型汽 油机 的 主要排 放 污染 物 为 Ｈ Ｃ、Ｃ Ｏ
和 Ｎ ＯＸ．
等于 １ ９ ｋ Ｗ （ ２ ５马力 ） 非道 路 点 燃 式小 型发 动 机 ，
但 不包 括船 用 、娱 乐 用 （ 如 摩 托 车 或 雪 橇 ） 和 玩 具 、船 舶和 飞机 。第 １阶段标 准 的实 施 使得 Ｈ Ｃ排 放 水平 减低 ３ ２ ％。 １ ９ ９ ９年 ３月 ，美 国环 境 保 护 局 （ Ｅ Ｐ Ａ） 发 布 了非手 持式 非 道 路 点 燃 式 小 型 发 动 机 第 １ Ｉ阶段 排 放 法规 （ ４ ０ Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ Ａ Ｒ Ｔ ９ ０ ） ；２ ０ ０ ０年 ６月 ，发 布 了 手持 式 非 道路 点燃 式 小 型 发 动 机第 １ Ｉ阶段 排 放 法 规 。非手 持 式 设 备 （ Ｎ ｏ ｎ ｈ ａ ｎ ｄ ｈ ｅ ｌ ｄ ，如 草 坪 和 园 艺 拖拉 机和 剪 草 机 ）２ ０ ０ １至 ２ ０ ０ ７年 间分 阶段 实 施 ， 并 将 在第 １阶段 的基础 上再 减少 ６ ０ ％的 Ｈ Ｃ和 Ｎ Ｏ ｘ 排放 。手持 式 设备 （ Ｈ ａ ｎ ｄ ｈ ｅ ｌ ｄ ） （ 如 树 叶鼓 风 机 和 链 锯 ）２ ０ ０ ２至 ２ ０ ０ ７年 间 分 阶段 实施 ，并 将 在 第 １
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内 燃 机 与 配 件
２ ０ １ ５年 第 ３期
通 用 小 型 汽 油 机 全 球 排 放 标 准 研 究
张 爱群 贾 滨 丁倩 岚 刘 旭
（ 江 苏 苏美达机 电产 业有 限公 司 天津 内燃机研 究所 ） （ 摘 要 ］ 本文 简要介 绍 了中 国通 用 小型 汽 油机 行 业现 状 ，结合 通 用 小型 汽 油机 出 口所 面 临
全 球对 通用 小 型汽油 机有 排放 要求 的国家和 地
区将会 不断 扩 大 ，预 计 到 ２ ０ ２ ０年 ，全世 界 ６ ４ ％ 的 人 口所 在 的地 区 将 有 排 放 要 求 ，与 ２ ０ １ ０年 相 比 ，
环 保受 益 的人 口将 增 加 ３ ０亿 。排 放 指标 将 成 为 国
的排放 达 标要 求 ，重点介 绍 了美 国、欧盟 、 日本 、加 拿 大 以及 中国的通 用 小型汽 油机排 放标 准要
求 ，并 简要 总结 了通 用 小型汽 油机排放 的现状 。
［ 关键 词 ］ 通 用 小型汽 油机
排放
标 准
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ：Ｓ ｍａ ｌ ｌ Ｏｆ ｆ —ｒ ｏ ａ ｄ Ｓ ｐ ａ ｒ ｋ—ｉ ｇ ｎ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ Ｅｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ
２ ． １ 美 国
工程 机 械 、园 林 工 具 、发 电 机 组 、抢 险 救 援 等 领 域 。２ ０ １ ｌ 一２ ０ １ ３年 ， 中 国通 用 小 型 汽 油 机 的年 产 量分 别 为 ２ ３ ０ ０万 台 、２ ３ ０ ０万 台 和 ２ ４ ０ ０万 台 ，年 总 产值 约 ３ ０ ０亿 人 民 币 ，企 业 数 量 约 １ ５ ０ ０家 ，企 业绝 大 多数 为 民 营企 业 ，绝 大 多 数 属 于 中小 企 业 。 产 品 以出 口为 主 ，出 口 比例 超 过 ８ ０ ％ ，主 要 出 口 目的地 为 北 美 、欧 洲 、东 南 亚 和 非 洲 。２ ０ １ ３年 中
外 越来 越 多 国家和地 区的强制 性要 求 。
２ 全 球 主 要 国 家 和 地 区通 用 小 型 汽 油 机 排 放 标 准
随着 人类 环保 意识 的增 强 ，近年来 ，非道路 移 动机 械废 气 排 放 对 环 境 的影 响 也 引 起 了各 国 的 重 视 ，２ Ｏ世纪 ９ Ｏ年 代 ，在严 格 控 制道 路 车 辆排 放 的
国通用 小型 汽油 机 的产量 约 占世界 产量 的 ４ ０ ％。
１ ９ ９ ５年 ，美 国 环 境 保 护 局 （ Ｅ Ｐ Ａ） 发 布 了非
道路 点燃 式 小 型发 动 机 第 １阶段 （ Ｔ ｉ ｅ ｒ １ ） 排 放 法 规 ，规定 了 点 燃 式 小 型 发 动 机 （ ｓ ｍ ａ ｌ ｌ Ｓ Ｉ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｓ ） 的污染 物 （ Ｈ Ｃ、Ｃ Ｏ和 Ｎ Ｏ ｘ ） 排 放 限值 和 测 量 方 法 。该标 准 于 １ ９ ９ ７年 开 始 实 施 ，适 用 于 功率 小 于
１ 通 用 小 型 汽 油 机 行 业
通用 小 型汽 油机 （ 以下 简称 “ 通机 ” ） 是 一种
非道 路用 移动 污染 源控制 方 面 ，美 国是 较 为先进 的 国家 ，在 １ ９ ９ ０年 《 清 洁 空气 法 》 修 订 之 后 ，逐 步
对非 道路 移动 污染 源开 始进行 控制 。欧盟也 发 布 了