汽油机排气成分的连续测量分析-北京工业大学学报.PDFVIP

第28卷第2期 北京工业大学学报 V叫28Nn2 2∞2年6月 JoURNALOFBEUnIGPOUrnI(咖CUNⅣERSnY 胁．2002 汽油机排气成分的连续测量分析 事兴虎1，崔海龙1，张西振2，张博彦1，韩爱民1，金克成1 (1北京工业大学环境与能源工程学院，北京l00022；2．扛宁交通高等专科学校机械系，沈阳110122) 摘要：测量并分析了点燃式发动机起动、加速及若干稳定工况运行时排气中。映、c0、Hc、N0、02的体积成 分．结果表明：在发动机起动时，c0排放曲线上有一个峰值存在，在加速时，有一个峰谷存在；在排气的各成分 中，Hc的变化幅度较大}在发动机处于宏观稳定工况时排气中备成分亦呈现出～定波动．o魄，cnHc，NO、侥 的波动系数的变化分男U为O．007～O．020、O．049～O．288、O．1一O．883、0．03～0077，O．024—0．123． 关羹词：汽油机；空燃比；排气成分；汽车排放测量仪 中圈分类号：TK411．5 文献标识码：A 文章编号：0254—0037(2002)02—0173一05 点燃式发动机火焰的高速摄影研究表明”。1不同工作循环燃烧过程的韧期(火核形成阶段)就出现了 差异，即不同循环(同一稳定工况下)的燃烧过程在点火后的同一时刻(同一曲轴转角)其火焰照片的大小、 几何中心位置是不同的；从缸内燃烧压力等得到的表征燃烧过程进展的初期燃烧期、火焰发展期、总燃烧 期的数值亦随着循环的不同而异”…．燃烧循环变动的存在，将导致循环间的最高燃烧温度、压力、排气 温度等的不同．而排气中的有害成分N0受这些因素的影响非常明显，cO、Hc的排出量也同燃烧过程的好 坏密切相关．因此不难推断，各循环的排气的有害成分必然存在着某种程度的差异．作者针对这个问题 进行了点燃式发动机排气成分的连续采样记录，并对记录的数据进行了分析研究． 1 试验装置及方法 试验系统主要由发动机、测功器、废气取样分析系统、数据采集分析系统4部分组成．发动机为四缸 水冷四冲程4920Bw型，缸径为92mm，冲程为92m】[Il发动机安装的化油器为209Al型，测功器为电涡 光分析法，No、02为电化学法．数据采集分析系统为奔月2000计算机及自编的程序． 试验时，首先按照发动机制造厂的规范调整发动机．试验中采集的主要参数有发动机转速(由1缸点 火信号获取)、排气中的。晓、co、Hc、NO、魄的体积分数(由发动机第4缸的排气道出口中心取样)以及水 温、排气温度，发动机转矩、燃油消耗率等． 由于仪器的响应时间等限制，有害成分及发动机转速的采样时间间隔为0．7s．另外考虑到试验用 4920wB发动机存在着严重的缸间排放差异”。1，因此取样探头的位置选为发动机第4缸的排气道出口中心． 2 试验结果与讨论 2．1常温起动、加减速试验结果 起动试验是指水温为室温(试验时为25℃)时所进行的起动试验，在起动前把AvL4000的取样探头 插入取样管，并使采样程序运行，然后迅速起动发动机．由于冷机时，润滑油温度低，粘度大，其稳定息速 收稿日期：200l_07．11． 基金项目：北京市科技新星计划资助项目(xDl002x01) 作者简介：李兴虎【1962-七，男，教授，博士生导师． 万方数据 J型—一． 些．塞士些查兰兰堡 !!堕兰 仅为450r，商n左右． 冷起动时，由发动机第4缸排气道出口中心附近采集到的c哂、Co、Hc、NO、晚及过量空气系数机如 图l所示．由于转速信号由l缸点火信号(每2r一个信号)的时间间隔计算，排气中的c02、Co、HC，NO、 比有一滞后时间，故在转速为0时已能测得CQ、co，HC、NO、Q的排放．该结果表明，发动机起动后02 体积分数迅速下降。c02迅速升高，而cO及NO则是先升高再趋于稳定．特别值得一提的是，起动瞬间的 Co排放峰值接近为冷起动后稳定值的2倍． 为了使冷机很快热起来，有时司机在发动机冷起动后且变速器位于空档时“轰油门4．为了在发动机 台架试验中模拟这种操作过程，作者进行了下述。冷加减速”试验．即待发动机冷起动稳定运转后，在无负 荷的情况下迅速将节气门开大至3000