201107_通用小型汽油机结构_工作_排放_控制技术ppt课件

通用小型汽油机NonroadSmallSpark-IgnitedEngine,江苏大学汽车与交通工程学院王wangjian,1,1.通用小型汽油机基本概况2.通用小型汽油机结构与工作原理3.通用小型汽油机排放及控制4.通用小型汽油机故障及排除方法5.通用小型汽油机我们所做的工作,2,通用小型汽油机基本概况,3,1.定义：非道路用标定功率注：中国在30kW以下；欧盟、美国在19kW以内,通用小型汽油机,4,2、主要结构型式及工作原理,按冲程分：四冲程两冲程按气门布置分：顶置式侧置式按曲轴布置分：垂直轴式水平轴式,5,3、常见命名方式,168FEM2001P68F1E34FBC260,6,4、国内外情况,年生产量：全世界在5000万台左右中国估计2000万台以上，80%出口,7,2006年国内各主要生产区域份额情况,8,5、主要用途,园林机械、娱乐车,割草机与农业机械,小型工程机械,小型游艇,9,通用小型汽油机结构,10,1、整机组成,气缸体总成气缸盖总成运动件总成燃油系统调速系统起动系统电气系统冷却系统进排气系统,11,2、气缸体总成,12,3、气缸盖总成,13,配气定时,14,气门间隙,冷态时在压缩上止点调整到规定数值。,间隙过大：功率下降;噪声大;磨损大。,间隙过小：功率下降;气门积碳;撞击活塞。,15,4、运动件总成,16,5、燃油系统,17,可燃混合气浓度一般用：空燃比或过量空气系数来表示：空燃比A/F=空气质量流量/燃料质量流量（欧美国家）,过量空气系数a=,燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量,完全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量,1kg汽油完全燃烧需要空气14.7kg；理论混合气的空燃比=14.7理论混合气的过量空气系数a=1。a1时的可燃混合气称为稀混合气，a1时的可燃混合气称为浓混合气。,18,1混合室；2怠速调节螺钉和喷口；3怠速过度喷口；4喉管；5怠速空气量孔；6进气口；7阻风门；8主空气量孔；9主喷口；10主喷管；11泡沫管；12泡沫孔；13怠速油道；14怠速油量孔；15节气门；16主量孔；17浮子室；18浮子；19进油阀针,19,对通用小型汽油机，化油器是影响其功率、油耗的关键参数之一。,20,6、调速系统,调速飞锤,调速拨叉,21,调速拨叉,调速支架,调速弹簧,与节气门连,22,7起动、冷却系统,手拉起动盘,导风罩,冷却风扇,导风片,23,8、电气系统,稳定着火的影响因素1）点火能量、电极间隙；2）电极类型；3）缸内混合气的浓度、压力、温度；,24,火花塞工作环境,25,火花塞型号,26,火花塞热值及常见问题,27,通机用火花塞电极间隙0.60.8mm,28,通用小型汽油机排放及控制,29,1、法规的制定及排放的认识,源于：伦敦黑烟；洛杉矶光化学烟雾法规体系：美国EPACARB1960年HCCO;1972年加入NOx的控制日本1966年欧盟1970年我国的排放法规1984年,30,CO燃烧时间短、缺氧HC时间短、缺氧；表面熄火；燃烧室积碳及无用空间的存在等NOx高温、富氧,通用小型汽油机的主要有害排放物,31,2、发动机分类及测试循环的定义,32,33,3、排放限值及耐久要求,EPA阶段排放限值,34,EPA/EU阶段耐久要求,35,通用小型汽油机法规实施时间,36,4、排放控制机内净化化油器优化、进排气系统、点火正时及能量、调速系统、冷却系统机外净化氧化型催化剂+补气阀,37,机内净化过量空气系数对排放的影响,38,机内净化不同化油器方案排放对比,方案1方案2方案3,39,机外净化认识三效催化剂,催化剂：载体、涂层、活性催化剂活性催化剂：铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)、,40,机外净化过量空气系数对催化效率的影响,41,机外净化氧化型催化剂+补气阀,+,42,除排放外的其他要求,安全要求噪声限值电磁干扰,43,通用小型汽油机故障及排除方法,44,故障一：起动困难或无法起动,排除方法点火开关是否在“ON”上；如果有机油低液位保护器，是否有机油或太少；阻风门关闭了吗？检查点火系统：首先观察火花塞是否烧损（更换）或有大量积碳（清除）；电极间隙是否正常；点火？如果不点火并能确定火花塞是好的，检查高压帽和高压线是否完好；如果是，更换点火线圈；检查油路；化油器储油杯内是否有燃油；从油箱到化油器的油路燃油流动是否正常；拆下化油器，检查进油阀针是否活动正常；检查主量孔及泡沫管是否堵塞；检查气门间隙；检查空气滤清器是否堵塞；是否严重拉缸；,45,故障二：功率不足,排除方法阻风门是否打开；气缸盖与气缸体结合处是否漏气；检查火花塞：首先观察火花塞是否烧损（更换）或有大量积碳（清除）；电极间隙是否正常；点火线圈与磁电机间隙是否正常；空气滤清器是否堵塞；检查化油器；检查主量孔及泡沫管是否堵塞；检查气门间隙；气门磨损量检查活塞环是否卡死；有没有拉缸；使用的机油标号是否合适；,46,通用小型汽油机我们所做的工作,47,168F汽油机标定工况机油温度变化时的性能,一：冷却系统设计风冷机进气加热对功率影响特别大,冷却系统计算分析冷却系统改进:冷却能力的加大；冷却风的引导与分配；,48,二:化油器三维模拟计算,49,燃油占混合气浓度百分比,50,三：气道三维模拟计算,优化前,优化后,51,52,四：通用小型汽油机二次补气研究,1.为什么排气管中能补进去空气；废气中有氧才能燃烧(达到燃烧温度)2.补气量多大合适，如何增大？3.不同负荷（试验工况）的补气量有何差异？,53,168通用小型汽油机工作模型,通用小型汽油机二次补气研究,试验与模拟计算结合开展研究：模拟计算，发动机一维计算模型，研究排气压力波变化,分析补气量的变化,SB1SB2-系统边界(环境)；CL1-空气滤清器；I1-化油器；C1-气缸；PL1PL2-消声器模块；MP1MP5-5个测量点；17-7个连接管。,54,75%负荷,100%负荷,50%负荷,怠速,通用小型汽油机二次补气-计算的气缸和排气压力,55,五：平衡分析及降低振动的研究,平衡分析的结果：曲轴平衡块外圆尺寸微小尺寸公差变化，过量平衡量变化较大，引起汽油机振动及生产的一致性差。,图33无轴平衡单缸汽油机简化模型和受力图,56,通用小型汽油机振动试验,专用的振动试验台试验；找出减少振动的技术措施：控制曲轴平衡块尺寸；混合气浓度过稀汽油机循环波动大；调速器工作稳定,图37A、B、C三