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Internal Combustion Engine Parts
通用小型汽油机排放测试方法解析
刘琳;杨建伟;毛文刚;杨锐;刘建辉
(国家摩托车质量监督检验,西安710032
摘要:本文结合排放标准GB26133-2010介绍了通用小型汽油机排放计算方法和采样方式,分析了耐久試验工况选取和耐久时
间的分配原则,详细阐述排放标准中技术要求,结合排放试验中仪器设备的应用、数据的采集和处理,对通用小型汽油机的排放测试
方法和技术要点进行解读,为检验机构和企业提供技术参考
关键词:通用小型汽油机;排放;耐久;测试方法
0引言
K」为NOx湿度校正系数。
我国通用小型汽油机年产量不断增加,随着国家对环
定容稀释采样是将排气与空气进行混合稀释,经过定
境保护的日益重视,其排放污染受到更多的关注。目前为容采样系统CVS采样,将稀释排气和背景气抽入样气袋
止,我国通用小型汽油机的年产量已经超过2400万台,拥和背景气袋,剩余的气体经CVS中的临界流量文氏管测
有广泛的应用范围叫。它可以为发电机组、农业机械、园林出稀释排气总流量。在测试循环结束后,通过排放分析仪
机械、小型工程机械等提供配套动力。我国参考欧盟(EU)分別读出样气袋和背景气袋的浓度,对排气浓度进行背景
指令和美国法规的技术要求,制定了通用小型汽油机行业气的浓度修正,再乘以稀释气体总容积,即得到排气污染
的第一部环保排放标准CB26133-2010《非道路移动机械物的排放值。定容稀释采样的算法如下:
用小型点燃式发动机排气污染物排放限值与测量方法(中
g=uxgrurwx(conc-conca(
国第一、二阶段)》,现执行第二阶段排放限值。作为检测
机构,严格按照标准法规的技术要求对通用小型汽油机进
其中,u系数的值以稀释排气的摩尔质量29g/mol
性,对国内通用小型汽油机企业的监督及产品技术提升具基ら出:对于HC,u的值以碳氢比例的平均值1:1.85为
行排放检测,并确保试验方法的科学性、检验结果的准确
为基
有重要意义。
omw为稀释排气的质量流量,g/h
1通用小型汽油机主要特点
M为污染物气体分子质量,g/mol
所谓通用小型汽油机,简称为通机,是指除车用及特
conc为稀释排气的浓度,106
殊用途以外的非道路用往复活塞式汽油机,其标定功率不
conc为背景气的浓度,10°;
大于19W。其特点是体积小、质量轻、操作简便,通常作DF为稀释比,总稀释比一股不小于4
为动力引擎应用于各类终端产品
2.2耐久工况的选择
从结构上可分为二冲程和四冲程,二冲程通机绝大部
若通机的最终主要用途已知,根据表1所示的选择试
分为单缸,强制风冷,转速高,升功率高,具有较高的强化验循环。若通机最终主要用途不确定,则按照发动机的规
程度和紧凑性。但是随着环保法规的不断严格,四冲程通格选择合适的试验循环。在JBT5135.3-2013(通用小型
机已占领市场,加之我国经济和人民生活水平的提高,通汽油机第3部分:可靠性、耐久性试验与评定方法》规定
机已成为生活必不可少的工具,未来市场空间巨大。
耐久试验循环工况与汽油排放耐久试验考核工况一致,耐
通用小型汽油机排放测试
久性试验推荐每5小时为一个循环,也可以有制造厂按照
2.1采样方式和算法
实际的使用情况调整每循环时间。通机耐久性试验循环时
采样是通机排放测试中重要的一项,采样方法有很多间按照表2规定。耐久试验按照GB26133-2010中排放试
种,通机排放测试常用采样是直接采样法( Direct Sampling)验工况中的权重系数来分配耐久循环时间,在试验台架上
和定容稀释采样法( Constant Volume Samplin)。直接采连续进行,如表3所示的试验工况和权重系数。
样法是将采样探头直接深入排气管内或者深入排气管尾
表1机械设备与循环
部加长的密封管子内,直接将未经稀释排气抽到排放分析
中进行分析。直接采样的算法如下
循环
发动机具有恒定转速及连续负荷
Xconcx1o XKI
CG1循环
非手持式发动机中间转速应用场合
其中,qm为污染物的质量流量,gh;
C2循环
非手持式发动机额定转速应用场合
Mca、为污染物气体分子质量,g/mol
C3循环手持式发动机应用场合,亦适用于FSHI类发动机
Mm为燃油的分子量,g/mol
CH为燃油消耗量,
试验样机在试验之前需要进行必要的磨合,时间不超
TC为排气中的碳含量,%;
过12小时。磨合后需要对汽油机进行保养,磨合不足12
cone为污染物湿基浓度,106
小时的样机其不足时间应并入耐久时间,标定功率的检查
万方数据
34
内燃机与配件
表3试验工况和权重系数
D2循环
工号
发动机转速
额定转速
中间转速
低怠速转速
负荷%
0
10
权重系数
0.05
0.25
0.3
0.3
C]循环
工况号
发动机转速
额定转速
中间转速
低怠速转速
负荷%
50
权重系数
0.09
0.2
0.29
0.3
0.07
C2循环
工况号
发动机转速
额定转速
中间转速
氐怠速转速
负荷%
权重系数
0.09
0.2
0.29
0.3
0.07
0.05
C3循环
工况号
发动机转速
额定转速
中间转速
低怠速转速
负荷%
100
0
阶段Ⅰ权重系数
0.1
阶段Ⅱ权重系数
0.85
0.15
荷,转速为额定转速,对应的耐
置系数①
久时间是27min;第2个工况是
100%负荷]009
75%负荷,转速为额定转速对应
75%负荷
0.2
的耐久时间是60min;第3个工
50%负荷0.29
况是50%负荷,转速为额定转
负荷
速,对应的耐久时间是87min;
10%负荷
第4个工况是25%负荷,转速
6)
0负荷
gomi
Smin
为额定转速,对应的耐久时间
是90min;第5个工况是10%负
sh一个环
荷,转速为额定转速,对应的耐
图1耐久试验工况示意图
久时间是21min;第5个工况是
0%负荷,转速为怠速转速,对应的耐久时间是15min,共计
表2耐久性时间
300min。以通过上述相同的循环不断累加,直至时间达到
耐久试验时间/h
企业申报的耐久时间,即完成该机型的耐久试验。
汽油机类别汽油机排量Vml
耐久试验中每运转10小时允许停机进行一次例行保
养,保养内容根据产品使用说明书或有关技术文件的规
V<66
66≤V<100
500定,并添加机油、紧固外部紧固件。试验中每运行2