四冲程小型通用汽油机排放性能优化研究

发布时间：2020-06-29 13:33

【摘要】：中国是世界上最大的小型通用汽油机的生产国和出口国,各国越来越严格的排放法规,对于小通机的排放问题提出了更高的要求。本论文对158F四冲程小型通用汽油机的机外系统进行了试验和模拟研究,包括:化油器的优化匹配、二次补气性能研究、后处理系统结构改进和不同种催化剂性能测试四个方面。根据研究需要设计和搭建台架并进行试验,进行了以下研究:(1)开展化油器供油特性匹配试验,通过分析不同主量孔尺寸对污染物排放、油耗和最大功率等指标的影响,筛选出两种主量孔尺寸的化油器,为后续优化方案匹配提供基础。(2)通过台架试验,定量分析了二次补气对发动机排放性能的影响,结果表明:补气使CO的排放降低了12%,HC降低了17%,NOx几乎没有变化。(3)运用AVL FIRE对后处理系统进行了CFD仿真分析,以10%负荷作为边界条件,对基于多孔介质模型的流速场、压力场、温度场和组分场进行了分析,提出了结构优化方案。(4)在满负荷条件下,开展DOC、TWC、空芯三种状态下的排放测试,对比分析了CO、HC、NOx的排放,得到污染物在无催化剂状态依然转化;DOC中没有铑元素依然会对NOx具有还原作用;NOx在TWC中比在DOC中有更高的转化效率。根据上述研究,提出了四种匹配方案,分别是:(1)58主量孔化油器(化油器主量孔尺寸5.8mm)+二次补气+原机DOC+改进后处理系统;(2)56主量孔化油器+二次补气+使用TWC+改进后处理系统;(3)56量孔化油器+二次补气+新型TWC+改进后处理系统;(4)改进后化油器+二次补气+新型TWC+改进后处理系统。最后分别对以上方案进行了优劣分析,为后续开展小通机的优化匹配研究提供了技术方案。
【学位授予单位】：烟台大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH138.51
【图文】：

常见类型

往复活塞式单缸汽油机。我国对小通机的定义标准是功率不高于 30kW 的单缸汽油点燃内燃机，其中功率在欧美定义为不高于 19kW[1,2]。按冲程进行分类可二冲程小通机和四冲程小通机；按使用方式可分为手持和非手持式小通机[3]。机多为单缸、采用风冷、化油器供油，排量范围一般在 20cc-999cc 之间[4,5]。因体积小、质量较轻、便于携带，在生活中具有十分广泛的用途；主要应用于农力灌溉、田间耕地作业、植物修剪绿化、紧急抢险救援、微型工程机械等[6,7]。机已成为社会生产不可替代的一部分，以下是对几种常用小通机类型的展示。a) 小型通用发电机 b) 小型耕地机

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如图 1.3 所示。由图 27%，在内燃机领域的地位巨大的保有量和增长速度将的位置。但由于小通机成本题也变得日益突出。2 2010-2013 年小通机产量出口10年 2011年 2012年产量通用汽油机

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