168F汽油機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)及供油系統(tǒng)匹配-畢業(yè)論文

JIANGSUUNIVERSITY本科畢業(yè)論文168F汽油機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)及供油系統(tǒng)匹配TheDesignofIntakeandExhaustSystemandtheMatchingofFuelDeliverySystemfor168FGasolineEngine學(xué)院名稱：汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：動(dòng)力（機(jī)械）0802姓名學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師姓名：指導(dǎo)教師職稱：教授2012年6月第一章引言1.1概述目前，發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是高動(dòng)力輸出、低排放、良好的燃油經(jīng)濟(jì)性及高可靠性。本畢業(yè)設(shè)計(jì)所選樣機(jī)168F通用小型汽油機(jī)（如圖1-1），廣泛應(yīng)用在草坪機(jī)械、水泵、電力機(jī)組等設(shè)備上。通用小型汽油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性能和可靠性與進(jìn)氣、供油及油氣量匹配有很大關(guān)系，目前小型汽油機(jī)充氣效率普遍較低，提供進(jìn)氣量并保證油氣比例匹配合理優(yōu)化綜合性能是研究的主要目標(biāo)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是在168F通用小型汽油機(jī)的基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)氣系統(tǒng)，優(yōu)化空氣濾清器結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)大直徑喉口化油器，增加進(jìn)氣量。核心思路是：加大化油器喉口直徑，分析供油規(guī)律變化和發(fā)動(dòng)機(jī)性能變化。圖1-1168F汽油機(jī)1.2168F汽油機(jī)主要參數(shù)表1-1168F汽油機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)168汽油機(jī)型式四沖程、風(fēng)冷、頂置氣門起動(dòng)方式手拉式缸徑×行程/㎜×㎜68×54總排量/ml196壓縮比8.5：1標(biāo)定功率及轉(zhuǎn)速/kW/r·min-14.0/36001.3國(guó)內(nèi)外通用小型汽油機(jī)的發(fā)展近況1.3.1國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況世界上通用小型汽油機(jī)的生產(chǎn)以北美、日本、西歐為最大，以草坪修剪機(jī)、植保機(jī)械和其他農(nóng)田作業(yè)機(jī)械等為最多，工業(yè)用居其次，年產(chǎn)量為4000萬臺(tái)以上，美國(guó)每年銷售這類發(fā)動(dòng)機(jī)在2000萬～2500萬臺(tái)，通用小型汽油機(jī)在歐、美等國(guó)家已廣泛進(jìn)入家庭，市場(chǎng)潛力非常大。2003年，我國(guó)出口通用小型汽油機(jī)比2002年增加2.2倍，其中歐、美市場(chǎng)約占總出口量的57%；出口產(chǎn)品中發(fā)電機(jī)組和園林機(jī)械最多，園林機(jī)械主要出口歐、美國(guó)家，發(fā)電機(jī)組主要出口東南亞、中東地區(qū)。加入世貿(mào)組織后，我國(guó)的機(jī)械制造加工業(yè)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，國(guó)外公司特別是美國(guó)和日本處于經(jīng)濟(jì)效益的考慮，向我國(guó)轉(zhuǎn)移生產(chǎn)場(chǎng)地，利用我國(guó)廉價(jià)勞動(dòng)力為本國(guó)賺取更大利益。而對(duì)我國(guó)來說，通過引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和管理模式，促進(jìn)了我國(guó)通用小型汽油機(jī)技術(shù)發(fā)展，同時(shí)擴(kuò)大了出口，拉動(dòng)了國(guó)內(nèi)通用小型汽油機(jī)生產(chǎn)。2004年，通用小汽油機(jī)行業(yè)中有多家生產(chǎn)企業(yè)通過了美國(guó)EPA認(rèn)證，2004年下半年到2005年上半年，國(guó)內(nèi)已有23家企業(yè)89個(gè)系列發(fā)動(dòng)機(jī)取得了美國(guó)EPA環(huán)保認(rèn)證證書，為產(chǎn)品出口歐美市場(chǎng)取得了通行證，這說明我國(guó)小汽油機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量水平已得到較大提高，正在逐步向國(guó)際水平靠攏。1.3.2國(guó)內(nèi)與國(guó)外技術(shù)水平上的差距目前，我國(guó)現(xiàn)生產(chǎn)的通用小型汽油機(jī)絕大多數(shù)是參照國(guó)外產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的，技術(shù)上只相當(dāng)于20世紀(jì)80年代的水平，產(chǎn)品性能普遍低于國(guó)外同類產(chǎn)品。隨著這幾年我國(guó)通用小型汽油機(jī)行業(yè)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)工藝、先進(jìn)設(shè)備，通用小型汽油機(jī)的技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量在逐年提高，已形成了較完整的生產(chǎn)體系，擁現(xiàn)出了一批有較高知名度的企業(yè)，尤其是中小排量發(fā)動(dòng)機(jī)水平提高較快，工藝設(shè)備已基本接近國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家水平，產(chǎn)品生產(chǎn)基本上能滿足國(guó)內(nèi)配套需求，但國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)指標(biāo)與日本等發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)水平相比仍處于中等水平，其差距主要在以下幾個(gè)方面。a)體積功率：體積功率是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的一個(gè)重要指標(biāo)，國(guó)內(nèi)除個(gè)別合資企業(yè)和新引進(jìn)的技術(shù)品種外，大多數(shù)企業(yè)產(chǎn)品都處于中等水平，隨著產(chǎn)品出口量的逐年增加，產(chǎn)品性能也有明顯的提高，與國(guó)外的差距正在逐步縮小。b)壓縮比與活塞平均速度：壓縮比與活塞平均速度是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化程度的重要參考指標(biāo)，除個(gè)別機(jī)型外，我國(guó)通用小型汽油機(jī)的強(qiáng)化程度略低于日本和歐洲水平。c)平均有效壓力：平均有效壓力是發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程和結(jié)構(gòu)優(yōu)化水平的集中反映，和前2個(gè)指標(biāo)一樣，我國(guó)通用小型汽油機(jī)的平均有效壓力比國(guó)外先進(jìn)水平要低一些，其中二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)更差一些。d)節(jié)能與凈化指標(biāo)：由于能源問題日趨激化，環(huán)保呼聲與日俱增，這就要求通用小型汽油機(jī)在保證產(chǎn)品性能及節(jié)約能源的同時(shí)最大限度地降低排放量。目前，國(guó)外對(duì)通用小型汽油機(jī)已制定了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)要求，而我國(guó)在這方面才剛剛開始。e)產(chǎn)品性能和可靠性差：盡管我國(guó)現(xiàn)有的小排量通用小型汽油機(jī)性能指標(biāo)與國(guó)外同類產(chǎn)品相差不多，但產(chǎn)品一致性和可靠性較差，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在著較大差距，主要是一些企業(yè)設(shè)計(jì)能力差，加工工藝不完善，原材料質(zhì)量不穩(wěn)定，特別是檢測(cè)手段不齊全，操作人員素質(zhì)不高，質(zhì)量監(jiān)督管理不到位等原因造成。f)產(chǎn)品外觀質(zhì)量有待提高：雖然近幾年來我國(guó)通用小型汽油機(jī)的外觀質(zhì)量都有了不同程度的改善和提高，但總體上外觀質(zhì)量還難與日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家媲美。g)目前，我國(guó)生產(chǎn)的通用小型汽油機(jī)還不能達(dá)到很多國(guó)家在質(zhì)量、安全、排放、電磁干擾、振動(dòng)、噪聲等方面的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，這對(duì)通用小型汽油機(jī)產(chǎn)品出口帶來很大制約。1.4研究方法1.4.1進(jìn)、排氣系統(tǒng)的試驗(yàn)研究方法目前，穩(wěn)流試驗(yàn)方法仍廣泛地應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)氣道研究中。穩(wěn)流試驗(yàn)方法包括等壓差法、等體積流量法，模擬氣缸軸向流速法和非穩(wěn)定流動(dòng)的逐點(diǎn)模擬法等.（a）等壓差法在保持氣道壓降不變的情況下，模擬內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣過程，從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)(或從下止點(diǎn)到上止點(diǎn))每隔一定的氣門升程，測(cè)定孔板前后的壓差⊿H和風(fēng)速儀轉(zhuǎn)速nD(或渦流動(dòng)量矩力矩M),測(cè)量結(jié)果經(jīng)計(jì)算機(jī)處理為無因次量。若氣道試驗(yàn)壓降⊿p在250-700mmH20內(nèi)選取，則對(duì)無因次參數(shù)影響不大。（b）等流量法以通過模擬氣缸的體積流量等于通過內(nèi)燃機(jī)氣缸的體積流量的四倍作為模擬條件，以氣道的壓力降如和風(fēng)速儀轉(zhuǎn)速(或渦流動(dòng)量矩M)為評(píng)價(jià)參數(shù)。由于模擬氣缸中氣體密度在試驗(yàn)時(shí)事先不知道，試驗(yàn)時(shí)難于操縱和調(diào)節(jié)，因此往往略去氣缸到孔板流量計(jì)這段管路的壓降，忽略密度差異，用通過孔板流量計(jì)的體積流量作為氣缸模擬流量來控制。（c）模擬氣缸軸向流速法以活塞平均速度作為模擬條件，以風(fēng)速儀轉(zhuǎn)速?！不驕u流動(dòng)量矩力矩M)和氣道阻力壓降⊿p作為評(píng)價(jià)氣道性能的參數(shù)。該方法與等氣缸體積流量法一致。因?yàn)閷?duì)同一氣缸來說，體積流量相等時(shí)，氣流在氣缸內(nèi)的軸向流速也必相等。所以氣道壓降也必然受到大氣條件的影響。若是采用無因次渦流比和氣缸內(nèi)外體積重率比作為評(píng)價(jià)參數(shù)將更加合適，重率比在某種意義上表征了流量系數(shù)。試驗(yàn)是在不同氣門升程下改變氣體流量進(jìn)行測(cè)量的。（d）非穩(wěn)定流動(dòng)的逐點(diǎn)模擬法該方法是以活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)的進(jìn)氣過程內(nèi)，按一定曲軸轉(zhuǎn)角間隔確定一組模擬點(diǎn)，根據(jù)相應(yīng)氣門升程和活塞瞬時(shí)速度進(jìn)行穩(wěn)流模擬，可以近似地測(cè)取內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣終點(diǎn)氣缸內(nèi)渦流比和流量系數(shù)。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，相應(yīng)模擬點(diǎn)的活塞速度也隨之變化，則可以測(cè)到相應(yīng)轉(zhuǎn)速下的渦流比和流量系數(shù)，從而能畫出流量系數(shù)和渦流比隨轉(zhuǎn)速變化的曲線。但是，試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理相當(dāng)復(fù)雜，加之模擬方法本身也是一種近似方法，脫離不了模擬試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)的影響，因此應(yīng)用不多。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要選用的進(jìn)氣系統(tǒng)的試驗(yàn)方法是等壓差法。通過穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)猜想，進(jìn)行進(jìn)氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。1.4.2供油系統(tǒng)的試驗(yàn)研究方法供油系統(tǒng)的試驗(yàn)研究方法主要是化油器匹配。本文選用的化油器為168F汽油機(jī)原裝的P19、P19-1和P23化油器。主量孔型號(hào)主要為66#、69#、70#、73#、75#、77#、78#。通過運(yùn)用DEWE800燃燒分析儀，電渦流測(cè)功機(jī)（9.6kW），OTC公司生產(chǎn)的STARGAS898型五氣分析儀測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性各項(xiàng)指標(biāo)，選擇最優(yōu)化油器與主量孔。通過進(jìn)、排氣系統(tǒng)和供油系統(tǒng)的匹配試驗(yàn)的同時(shí)，還要參考168F進(jìn)、排氣系統(tǒng)與供油系統(tǒng)圖紙，完成優(yōu)化后的進(jìn)、排氣系統(tǒng)與供油系統(tǒng)圖紙繪制。1.5設(shè)計(jì)目的通過完成168F汽油機(jī)進(jìn)、排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)及供油系統(tǒng)匹配，掌握一般的設(shè)計(jì)方法和思路，培養(yǎng)CAD繪圖能力、查詢文獻(xiàn)能力及獨(dú)立思考能力，最終達(dá)到一個(gè)內(nèi)燃機(jī)工程設(shè)計(jì)人員所必備的基本能力要求。1.6預(yù)期結(jié)果和意義進(jìn)行優(yōu)化后的進(jìn)、排氣系統(tǒng)和供油系統(tǒng)能使得整機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性各項(xiàng)指標(biāo)都能得到較明顯的提升。通過設(shè)計(jì)優(yōu)化168F汽油機(jī)的進(jìn)、排氣系統(tǒng)和供油系統(tǒng)，可以學(xué)習(xí)到一般的設(shè)計(jì)方法、思路和流程，鍛煉知識(shí)的聯(lián)通、整合能力，培養(yǎng)獨(dú)立思考能力等，從而初步達(dá)到一個(gè)工程設(shè)計(jì)人員必備的能力。1.7工作任務(wù)1）完成3萬英文字符的專業(yè)論文翻譯。要求翻譯正確、通暢，特別是專業(yè)術(shù)語要規(guī)范；2）完成不少于3000漢字的調(diào)研報(bào)告。要求通過大量參考文獻(xiàn)的閱讀，對(duì)所做內(nèi)容的背景意義，所使用的研究、設(shè)計(jì)方法有深入的理解，據(jù)此可以選擇合適的研究、設(shè)計(jì)方法，制定研究、設(shè)計(jì)計(jì)劃；3）試驗(yàn)研究影響168F汽油機(jī)進(jìn)氣量的主要因素，如空氣濾清器試驗(yàn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)、化油器喉口直徑優(yōu)化試驗(yàn)及與供油量孔匹配，重點(diǎn)是合理確定改變喉口直徑對(duì)供油規(guī)律的變化；4）繪制所設(shè)計(jì)空氣濾清器總成部件、化油器總成及零件、試驗(yàn)所需裝置的的AutoCAD工程圖紙；要求工程圖紙符合繪圖規(guī)范，圖面整潔、能達(dá)到工程應(yīng)用的要求；5）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，包括試驗(yàn)研究的分析報(bào)告。第二章進(jìn)、排氣系統(tǒng)的優(yōu)化2.1空氣濾清器2.1.1空氣濾清器的作用發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中要吸進(jìn)大量的空氣，如果空氣不經(jīng)過濾清，空氣中懸浮的塵埃被吸入氣缸中，就會(huì)加速活塞組及氣缸的磨損。較大的顆粒進(jìn)入活塞與氣缸之間，會(huì)造成嚴(yán)重的“拉缸”現(xiàn)象，這在干燥多沙的工作環(huán)境中尤為嚴(yán)重。空氣濾清器裝在化油器或進(jìn)氣管的前方，起到濾除空氣中灰塵、砂粒的作用，保證氣缸中進(jìn)入足量、清潔的空氣。2.1.2空氣濾清器的結(jié)構(gòu)空氣濾清器的主要組成部分是濾芯和機(jī)殼，其中濾芯是主要的過濾部分，承擔(dān)著氣體的過濾工作，而機(jī)殼是為濾芯提供必要保護(hù)的外部結(jié)構(gòu)（如圖2-1）。如果在使用過程中，長(zhǎng)時(shí)間不給維護(hù)保養(yǎng)，空氣濾清器的濾芯就會(huì)粘滿空氣中的灰塵，這不但使過濾能力下降，而且還會(huì)妨礙空氣的流通，導(dǎo)致混合氣過濃而使發(fā)動(dòng)機(jī)工作不正常。圖2-1空氣濾清器2.1.3空氣濾清器對(duì)進(jìn)氣量的影響空氣濾清器的狀態(tài)和結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)進(jìn)氣量造成一定的影響。一般情況下，當(dāng)干式濾芯浸入油液或水分時(shí)，濾清阻力就會(huì)急劇增大，而從進(jìn)氣口進(jìn)入的空氣量是一定的，隨著濾清阻力的增大，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的空氣量就將相應(yīng)的減少，導(dǎo)致進(jìn)氣量不足的情況出現(xiàn)。同時(shí)，當(dāng)濾清器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理時(shí)，氣流不能順暢的流通，也會(huì)導(dǎo)致進(jìn)氣阻力變大，進(jìn)氣量不足的情況出現(xiàn)。2.2空氣濾清器的優(yōu)化方案本次所選用的188F通用小型汽油機(jī)空氣濾清器的進(jìn)氣孔直徑為4×φ14mm，進(jìn)氣孔長(zhǎng)為76mm。若增大進(jìn)氣孔直徑，從進(jìn)氣孔進(jìn)入空氣濾清器的空氣量就會(huì)增加，而濾清阻力是不變的，因此，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的空氣量也會(huì)相應(yīng)增加，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量充足，性能得以提高。因此空氣濾清器的優(yōu)化主要是增加進(jìn)氣孔直徑，增加進(jìn)入空氣濾清器的空氣質(zhì)量，以達(dá)到增加進(jìn)氣量提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和降低排放的目的。2.3進(jìn)、排氣道的優(yōu)化方案2.3.1進(jìn)氣道的優(yōu)化原進(jìn)氣道的水平方向向垂直方向過渡的最小截面處存在著截面積太小，而且?guī)缀鯙橹苯牵瑳]有圓弧過渡，導(dǎo)致截流系數(shù)相當(dāng)大的問題，使流通截面的突然變化引起“收縮斷面”，使氣體流動(dòng)的阻力增大。所以我們要使氣道的過渡處盡量平滑，使得氣道的截面面積變化規(guī)律最大程度上與合理的變化規(guī)律相符合。我們通過將進(jìn)氣道的水平方向向垂直方向過渡處打磨成圓角，增加最小截面處面積來優(yōu)化。經(jīng)過優(yōu)化處理前后的進(jìn)氣道剖面圖如下：a.優(yōu)化前的進(jìn)氣道剖面圖b.優(yōu)化前的進(jìn)氣道剖面圖圖2-2優(yōu)化前后進(jìn)氣道對(duì)比圖2.3.2排氣道的優(yōu)化原排氣道的水平方向向垂直方向過渡的最小截面處也存在著截面積太小，而且?guī)缀鯙橹苯?，沒有圓弧過渡，導(dǎo)致截流系數(shù)相當(dāng)大的問題，使流通截面的突然變化引起“收縮斷面”，使氣體流動(dòng)的阻力增大。其次排氣道的水平方向錐度過大，也不利于排氣。所以我們要使氣道的過渡處盡量平滑，使得氣道的截面面積變化規(guī)律最大程度上與合理的變化規(guī)律相符合。我們也通過將排氣道的水平方向向垂直方向過渡處打磨成圓角，增加最小截面處面積來優(yōu)化。相對(duì)進(jìn)氣道，我們還適當(dāng)加大了排氣道出口處的截面積，并將水平進(jìn)氣道的錐度減小，加大其流通系數(shù)。我們用銼刀、砂紙將排氣道打磨成我們需要的形狀。經(jīng)過優(yōu)化處理前后的排氣道剖面圖如下：b.優(yōu)化后的排氣道剖面圖a.優(yōu)化b.優(yōu)化后的排氣道剖面圖a.優(yōu)化前的排氣道剖面圖圖2-3優(yōu)化前后排氣道對(duì)比圖2.4試驗(yàn)儀器圖2-4是智能型氣道試驗(yàn)臺(tái)的總體布置圖。氣道試驗(yàn)臺(tái)用葉片風(fēng)速儀測(cè)量渦流轉(zhuǎn)速，只要定期對(duì)葉片風(fēng)速儀的軸承保養(yǎng)維護(hù)即可，方便可行。試驗(yàn)中，可用渦流動(dòng)量矩儀來測(cè)量渦流動(dòng)量矩，然后用公式將渦流動(dòng)量矩?fù)Q算為當(dāng)量葉片轉(zhuǎn)速即可進(jìn)行計(jì)算分析。氣門升程、壓差、溫度、流量、渦流轉(zhuǎn)速等信號(hào)可用二次儀表直接數(shù)字顯示，人工讀數(shù)記錄分析，也可經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換由計(jì)算機(jī)測(cè)量分析。用計(jì)算機(jī)采樣分析可直接打印出試驗(yàn)記錄和計(jì)算結(jié)果，并給出渦流比、流通系數(shù)隨無因次氣門升程的變化曲線，最后計(jì)算出Ricado、FEV、AVL渦流比和平均流量系數(shù)?？紤]到內(nèi)燃機(jī)氣缸直徑變化較大，所以使用大、小流量計(jì)分別測(cè)量大、小缸徑內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣流量，羅茨泵采用兩級(jí)消聲器來降低氣體噪聲。氣道試驗(yàn)臺(tái)還有工作平臺(tái)、氣缸蓋壓緊裝置、氣門升程調(diào)節(jié)裝置和氣缸蓋對(duì)中裝置等，只要一次裝夾即可。換氣缸蓋時(shí)，只要更換模擬缸套。葉片軸承座可取出，使更換葉片更容易。1.氣門升程傳感器2.氣門3.氣缸蓋4.模擬氣缸5.葉片6.磁電式傳感器7.壓力傳感器8.渦流動(dòng)量矩儀安裝接口9.穩(wěn)壓桶10.溫度傳器11.大流量計(jì)閥門12.大流量計(jì)13.小流量計(jì)14.小流量計(jì)閥門15.智能轉(zhuǎn)速表16.氣門升程顯示儀表17.壓力顯示儀表18.溫度顯示儀表19.大流量顯示儀表20.小流量顯示儀表21.穩(wěn)壓桶22.A/D接線盒23.計(jì)算機(jī)24.打印機(jī)25.旁通閥26.泵27.流量調(diào)節(jié)閥圖2-4智能型氣道穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)示意圖2.5試驗(yàn)方法2.5.1空氣濾清器試驗(yàn)將空氣濾清器安裝在氣道穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)上，按圖2-4連接好試驗(yàn)儀器，分別進(jìn)行如下兩組試驗(yàn)：方案一：在空氣濾清器進(jìn)氣孔直徑一定的情況下，通過測(cè)量不同的進(jìn)氣孔長(zhǎng)度下的體積流量，找出進(jìn)氣孔長(zhǎng)度對(duì)進(jìn)氣量的影響。方案二：在空氣濾清器進(jìn)氣孔長(zhǎng)度一定的情況下，通過改變進(jìn)氣孔的直徑，測(cè)量出不同的進(jìn)氣孔直徑時(shí)的體積流量，找出進(jìn)氣孔直徑對(duì)進(jìn)氣量的影響。通過兩組試驗(yàn)，選擇一個(gè)最佳的空氣濾清器進(jìn)氣孔長(zhǎng)度和進(jìn)氣孔直徑。2.5.2進(jìn)、排氣道試驗(yàn)將氣缸蓋安裝在氣道穩(wěn)流試驗(yàn)臺(tái)上，按圖2-4連接好試驗(yàn)儀器，分別進(jìn)行如下兩組試驗(yàn)：方案一：用優(yōu)化前氣缸蓋，測(cè)量其進(jìn)、排氣道流通系數(shù)。方案二：用優(yōu)化后氣缸蓋，測(cè)量其進(jìn)、排氣道流通系數(shù)。2.6試驗(yàn)結(jié)果及分析2.6.1空氣濾清器試驗(yàn)結(jié)果分析空氣濾清器氣道試驗(yàn)方案一的結(jié)果如圖2-5所示：圖2-5方案一由圖可知，進(jìn)氣孔長(zhǎng)度對(duì)進(jìn)氣量的影響并不大。經(jīng)查閱相關(guān)資料可以得知，進(jìn)氣孔的設(shè)置是為了降低進(jìn)氣噪聲，對(duì)進(jìn)氣量的影響并不大?？諝鉃V清器氣道試驗(yàn)方案二的結(jié)果如圖2-6所示：圖2-6方案二由圖可知，開孔后的體積流量有所增加，這是因?yàn)檫M(jìn)氣孔面積增加，從進(jìn)氣孔進(jìn)入空氣濾清器的空氣體積便有所增加。當(dāng)開孔由11mm增加至12.8mm時(shí)，體積流量又有所增加，原因同上。由此可知，當(dāng)進(jìn)氣孔的直徑變大以后，進(jìn)入空氣濾清器的空氣量便有所增加，而濾清器的流阻值是一定的，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量也會(huì)有所增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性會(huì)得到一定的提高。2.6.2進(jìn)、排氣道試驗(yàn)結(jié)果分析對(duì)比方案一及方案二的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們可以得到圖2-7、圖2-8：圖2-7優(yōu)化前后的進(jìn)氣道流通系數(shù)圖2-8優(yōu)化前后的排氣道流通系數(shù)由圖2-7、圖2-8可知，優(yōu)化后的進(jìn)、排氣道流通系數(shù)有了較明顯的提高。因?yàn)閮?yōu)化后的進(jìn)、排氣道水平方向向垂直方向過渡處變成了圓角，氣道的過渡處相對(duì)平滑，最小截面處面積有所增加，使得氣道的截面面積變化規(guī)律最大程度上與合理的變化規(guī)律相符合。因此氣體流動(dòng)的阻力相比優(yōu)化前的進(jìn)、排氣道有所降低，優(yōu)化后的進(jìn)、排氣道流通系數(shù)有了較明顯的提高。第三章供油系統(tǒng)的優(yōu)化3.1化油器3.1.1化油器的作用化油器的主要作用是燃料汽化的準(zhǔn)備以及使燃料和空氣按某種比例混合，以使發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如果沒有足夠的燃料與空氣混合，那么發(fā)動(dòng)機(jī)將在“貧油”狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，這將使發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，也可能會(huì)損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。如果有過量的燃料與空氣混合，發(fā)動(dòng)機(jī)將在“富油”狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，這也將使發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)（化油器溢油），或者運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生大量的煙，甚至出現(xiàn)惡劣的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況（發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)），同時(shí)還會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗量。3.1.2化油器的構(gòu)造及工作原理化油器的主要構(gòu)造化油器由上中下三部分組成，上部分有進(jìn)氣口和浮子室，中間部分有喉口、量孔和噴管，下部分有節(jié)氣門等。在化油器進(jìn)氣口還接有空氣濾清器，因?yàn)榭諝庵泻袎m粒，為了防止因此引起的氣缸和活塞的不正常磨損和早期磨損，空氣一般先經(jīng)過過濾灰塵和雜質(zhì)的空氣濾清器進(jìn)入化油器。而燃料則為了除去其中的雜質(zhì)和水分，就要先經(jīng)過燃料濾清器后再由燃料泵輸入化油器的浮子室。浮子室是一個(gè)矩形容器，存儲(chǔ)著來自汽油泵的汽油，容器里面有一只浮子利用浮面（油面）高度控制著進(jìn)油量。中部的噴管一頭進(jìn)油口與浮子室的量孔相通，另一頭出油口在喉口的咽喉處。（如圖3-1）空氣濾清器2.針閥3.浮子4.噴管5.喉口6.節(jié)氣門7.進(jìn)氣管8.量孔9.浮子室10.進(jìn)氣預(yù)熱套管11.進(jìn)氣門圖3-1化油器工作原理示意圖喉口呈蜂腰狀，兩頭大中間小，其中間咽喉處的截面積最小。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)活塞下行產(chǎn)生吸力，吸入的氣流經(jīng)過咽喉處時(shí)速度最大，靜壓力卻最低，故喉口壓力小于大氣壓力，也就是說喉口咽喉處與浮子室之間產(chǎn)生了壓力差，即有了人們常說的真空度，壓力差愈大真空度愈大。汽油在真空度的作用下從噴管出油口噴出，因?yàn)楹砜谘屎硖幍目諝饬魉偈瞧土魉俚?5倍，因此噴管噴出的油流即被高速的空氣流沖散，形成大小不等的霧狀顆粒，即霧化。初步霧化的油粒與空氣混合成混合氣，經(jīng)節(jié)氣門、進(jìn)氣管道和進(jìn)氣門進(jìn)入氣缸的燃燒室。在這里，節(jié)氣門的開度大小和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了喉口處的真空度，而節(jié)氣門的開度變化直接影響著混合氣的比例成份，這些都是影響發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的重要原因。168F汽油機(jī)的化油器的節(jié)氣門屬于轉(zhuǎn)動(dòng)式節(jié)氣門。轉(zhuǎn)動(dòng)式節(jié)氣門，是在化油器喉口與進(jìn)氣管之間，設(shè)置一繞軸旋轉(zhuǎn)的圓盤形的節(jié)氣門，改變進(jìn)氣道的流通面積。升降式節(jié)氣門其構(gòu)造為一桶形式板形節(jié)氣門，在喉口處作上下運(yùn)動(dòng)，改變喉口處的通道面積。量孔（1）主量孔系統(tǒng)量孔是化油器中校準(zhǔn)燃料和空氣流量的部件。在主油系中的燃料量孔為主量孔，空氣量孔則稱為主空氣量孔、泡沫管改正孔等，如圖3-2所示。1.主量孔2.泡沫孔3.主油井4.主噴孔5.空氣量孔6.泡沫管圖3-2主供油裝置工作示意圖主量孔的作用是配給主要的燃油量，空氣補(bǔ)償量孔是在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，它作為補(bǔ)償量孔和混合管一起向燃油中補(bǔ)加較多的空氣，用增加空氣流量的方法防止混合氣變濃。（2）怠速系統(tǒng)在怠速系統(tǒng)中的燃料量孔稱為怠速量孔、控制量孔、低速量孔等，空氣量孔則稱為怠速空氣量孔、控制空氣量孔、控制泡沫孔等，如圖3-3所示。1.怠速噴孔2.怠速調(diào)節(jié)螺釘3.過渡孔4.空氣量孔5.怠速油道6.怠速量孔圖3-3怠速裝置工作示意圖當(dāng)節(jié)氣門近于全閉時(shí)，喉口內(nèi)的真空度則急劇下降，以致燃油停止通過主量孔流出?？墒前l(fā)動(dòng)機(jī)仍需在怠速下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此必須要有第二套量孔系統(tǒng)。這套系統(tǒng)有一個(gè)出口位于節(jié)氣門的下方，它通常被稱作為“怠速系統(tǒng)”。該系統(tǒng)必須以準(zhǔn)確的比例向發(fā)動(dòng)機(jī)供給空氣和燃油。這一點(diǎn)通過下述兩條途徑來實(shí)現(xiàn)：一方面，通過怠速燃油量孔和怠速空氣量孔，并利用混合氣調(diào)整螺釘控制其混合氣的劑量：另一方面是調(diào)節(jié)節(jié)氣門的位置，用以控制流過節(jié)氣門間隙的空氣量，以便調(diào)整怠速轉(zhuǎn)速。（3）旁通系統(tǒng)所謂“旁通孔”或“過渡孔”，是指設(shè)在節(jié)氣門旁邊，將混合室與一個(gè)供油道接通起來的孔，當(dāng)節(jié)氣門打開時(shí)，它便要掠過此孔。在圖3-3中，節(jié)氣門上方有一個(gè)旁通孔的示意圖。當(dāng)節(jié)氣門開度很小時(shí)，空氣流經(jīng)此孔進(jìn)入怠速系統(tǒng)。當(dāng)節(jié)氣門逐漸打開時(shí)，先是空氣停止從旁通孔流入，混合氣供給量增加。當(dāng)節(jié)氣門進(jìn)一步開大時(shí)，則混合氣就通過旁通孔流出，這樣，混合氣的供給量再度增加，直至節(jié)氣門開大到由主供油系統(tǒng)獨(dú)自承擔(dān)供油任務(wù)為止。此時(shí)，怠速混合氣道中的流動(dòng)方向通常就反過來了。3.1.3化油器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響（1）喉口直徑大的喉口直徑具有較小的阻力，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)充氣增加，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)高速下的充氣量增加，輸出功率增大。然而，大喉口也使發(fā)動(dòng)機(jī)低速功率降低。同時(shí)由于大喉口使燃料霧化不良，經(jīng)濟(jì)性要差。因此，喉口尺寸的選擇十分重要，要考慮很多因素后才能決定。如:動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、加速性、用途、駕駛技術(shù)、愛好、習(xí)慣等等，并且還必須通過試驗(yàn)最后確定。（2）主量孔尺寸主量孔的大小直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和油耗。主量孔大，混合氣濃，過量空氣系數(shù)小，功率增大。主量孔小，混合氣稀，過量空氣系數(shù)大，燃油經(jīng)濟(jì)性好。因此，要根據(jù)設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的目的、用途等選擇主量孔尺寸，然后進(jìn)行燃料調(diào)整試驗(yàn)，以確定最佳尺寸。若用發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的方法，則應(yīng)在外特性上選擇主量孔。對(duì)于一般用途的小型汽油機(jī)，應(yīng)選擇功率大、油耗低的主量孔。（3）針閥錐度及粗細(xì)在柱塞節(jié)氣門式化油器中，節(jié)氣門開度為1/4～3/4之間的過量空氣系數(shù)是由針閥和針閥座的配合來控制的。針閥和針閥座配合尺寸選擇是否恰當(dāng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷性能有較大的影響。當(dāng)針閥直徑和錐度變化時(shí)，部分負(fù)荷時(shí)的過量空氣系數(shù)變化較大，而大負(fù)荷時(shí)則影響較小。針閥選取的原則是:中小負(fù)荷時(shí)應(yīng)按最經(jīng)濟(jì)混合氣選取。針閥位置的變化直接改變了針閥與主噴嘴之間環(huán)形出油斷面的大小。針閥位置高，環(huán)形出油面積增大，混合氣變濃，過量空氣系數(shù)變小，反之則混合氣變稀，過量空氣系數(shù)變大。另外，針閥位置主要影響中小負(fù)荷過量空氣系數(shù)，且高速比低速時(shí)影響大。針閥在最高位置，且高速小負(fù)荷時(shí)，混合氣明顯過濃。（4）主噴嘴主噴嘴尺寸的改變同樣改變了主噴嘴與針閥配合的環(huán)形出油斷面的大小。孔徑增大，混合氣變濃，反之變稀。油孔對(duì)中小負(fù)荷的影響較大，大負(fù)荷時(shí)影響較小。另外，應(yīng)保證從主噴嘴的出油量隨負(fù)荷增加而增加，以校正主油系的過量空氣系數(shù)。（5）主空氣量孔主供油系空氣量孔主要起補(bǔ)償作用，即隨節(jié)氣門上升，混合氣逐漸變稀。其次，從空氣量孔進(jìn)入的空氣與從主噴嘴出來的燃油混合而成泡沫狀油氣混合液，有利于霧化及混合。在節(jié)氣門全開不同轉(zhuǎn)速時(shí)，空氣量孔阻力不同，高速時(shí)，空氣制動(dòng)效果加強(qiáng)，混合氣變稀。大的空氣量孔使空氣補(bǔ)償作用增強(qiáng)，混合氣變稀較多。綜上所述，主供油系中，可變喉口和空氣量孔的補(bǔ)償作用是：當(dāng)節(jié)氣門上升時(shí)，混合氣變稀，針閥則應(yīng)使混合氣加濃，總的保證在正常工作時(shí)，主供油系供給發(fā)動(dòng)機(jī)各工況下過量空氣系數(shù)最佳。因此，必須掌握喉口、空氣量孔、針閥等對(duì)過量空氣系數(shù)的影響，并精確加以配調(diào)。本文陳述的主要是喉口與主量孔對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。3.2化油器的優(yōu)化方案本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)168F化油器的優(yōu)化方案主要分為以下三種：方案一：選用原機(jī)化油器P19，分別匹配66、69、70、73、75、77型號(hào)的主量孔。（P19化油器的喉口直徑為φ15.5mm）方案二：選用P19-1化油器，分別匹配66、70、73、75、77、78型號(hào)的主量孔。（P19-1化油器的喉口直徑為φ16.5mm）方案三：選用P23化油器，分別匹配66、69、70、73、75、77型號(hào)的主量孔。（P23化油器的喉口直徑為φ19mm）3.3試驗(yàn)樣機(jī)及試驗(yàn)條件圖3-4臺(tái)架試驗(yàn)示意圖本次試驗(yàn)主要測(cè)量?jī)x器有DEWE800燃燒分析儀，電渦流測(cè)功機(jī)（9.6kW），OTC公司生產(chǎn)的STARGAS898型五氣分析儀。連接示意圖如圖3-4。通過改變168F汽油機(jī)化油器的喉口直徑、主量孔參數(shù)開展研究工作。試驗(yàn)按美國(guó)EPA排放法規(guī)中的B試驗(yàn)循環(huán)工況(歐盟排放法規(guī)中的G2試驗(yàn)循環(huán))進(jìn)行，見表2，表中同時(shí)給出了現(xiàn)行排放法規(guī)的限值，法規(guī)要求小型汽油機(jī)壽命期內(nèi)(用規(guī)定的耐久劣化試驗(yàn)考核)都必須保持整機(jī)排放不大于限值。表3-1B試驗(yàn)循環(huán)的工況點(diǎn)組成和排放權(quán)重轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速怠速工況點(diǎn)（i）123456負(fù)荷/(%)100755025100計(jì)算權(quán)重/(%)920293075整機(jī)排放物COHC+NOXNOX（歐盟）限值/（g/（kW·h））≤610≤16.1≤103.4試驗(yàn)結(jié)果及分析圖3-5、圖3-6是168F汽油機(jī)分別選用原機(jī)P19化油器和P19-1化油器通過改變主量孔尺寸，在標(biāo)定工況下，過量空氣系數(shù)Φa與主量孔尺寸的關(guān)系。圖3-5P19化油器100%負(fù)荷時(shí)過量空氣系數(shù)Φa與主量孔型號(hào)的關(guān)系圖3-6P19-1化油器100%負(fù)荷時(shí)Φa與主量孔型號(hào)的關(guān)系從圖可以看出，隨著主量孔型號(hào)的增大（即主量孔尺寸的增大），過量空氣系數(shù)Φa減小。原因是汽油機(jī)的進(jìn)氣量是一定的，混合氣的濃度是通過改變噴油量來控制的。而噴油量的多少是由主量孔的直徑來決定的。隨著主量孔直徑的增加，噴油量便有所增加，而進(jìn)氣量是一定的，混合氣變濃。因此過量空氣系數(shù)Φa便隨著主量孔直徑的增加而降低。選用P23化油器時(shí)，168F汽油機(jī)不能正常起動(dòng)。原因是P23化油器的喉口直徑為φ19mm。當(dāng)氣流流過喉口時(shí)，在喉口截面產(chǎn)生的負(fù)壓較小，主噴嘴與浮子室油面的壓差不足以將燃料順利噴入氣缸，因此無法起動(dòng)。介于此種情況，本文對(duì)P23化油器的試驗(yàn)不再贅述。圖3-7、圖3-8是168F汽油機(jī)分別選用P19化油器和P19-1化油器通過改變主量孔尺寸，Φa分別在0.7～0.88、0.69～0.88之間變化，在標(biāo)定轉(zhuǎn)速節(jié)氣門全開時(shí)，功率和油耗隨過量空氣系數(shù)的變化關(guān)系。圖3-7P19化油器過量空氣系數(shù)與功率及油耗的關(guān)系(節(jié)氣門全開)圖3-8P19-1化油器過量空氣系數(shù)與功率及油耗的關(guān)系(節(jié)氣門全開)從圖可以看出，選用P19化油器時(shí)，當(dāng)過量空氣系數(shù)在0.8左右發(fā)動(dòng)機(jī)功率達(dá)到最大值，為4.52kW。選用P19-1化油器時(shí)，當(dāng)過量空氣系數(shù)在0.82左右發(fā)動(dòng)機(jī)功率達(dá)到最大值，為4.61kW。為進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)果的正確性，我們進(jìn)行了不同過量空氣系數(shù)Φa的汽油機(jī)示功圖測(cè)量，圖3-9、圖3-10是測(cè)得的結(jié)果。選用P19化油器時(shí)，當(dāng)Φa為0.8，氣缸峰值壓力最大，指示功率也最大，說明此時(shí)燃燒速度最快，混合氣過濃或過稀，燃燒速度都下降，氣缸壓力降低使做功能力下降，發(fā)動(dòng)機(jī)功率減小。選用P19-1化油器時(shí)，當(dāng)Φa為0.82，氣缸峰值壓力最大，指示功率也最大，說明此時(shí)燃燒速度最快，混合氣過濃或過稀，燃燒速度都下降，氣缸壓力降低使做功能力下降，發(fā)動(dòng)機(jī)功率減小。圖3-9P19化油器不同過量空氣系數(shù)時(shí)的示功圖圖3-10P19-1化油器不同過量空氣系數(shù)時(shí)的示功圖圖3-11是用五氣分析儀對(duì)改變供油量孔來改變選用P19化油器的168F汽油機(jī)標(biāo)定工況Φa后排放值的測(cè)試結(jié)果，過量空氣系數(shù)由五氣分析儀直接給出。從圖中可以看出，隨著Φa增加，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒時(shí)氧氣量較多，燃燒充分，CO生成量降低，燃油消耗率下降；HC排放降低，主要是氣缸內(nèi)相對(duì)空氣量增大使燃燒更充分的結(jié)果，NOx隨Φa的增加而增加，是因?yàn)榛旌蠚庵醒鯘舛容^低，富氧條件不成立，限制了NOx的生成，隨著氧濃度的增加NOx排放量增加。圖3-11168F汽油機(jī)選用P19化油器100%負(fù)荷時(shí)Φa與排放、b的關(guān)系按歐盟和美國(guó)EPA排放法規(guī)考核工況，圖3-12與圖3-13分別給出了部分負(fù)荷工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)Φa與尾氣排放值和燃油消耗率的變化。在部分負(fù)荷工況HC，CO排放值及b隨Φa的變化趨勢(shì)與標(biāo)定全負(fù)荷工況是相同的，但數(shù)值都增大了，相同Φa不同負(fù)荷時(shí)HC，CO排放及b值增大惡化較多；試驗(yàn)范圍內(nèi)NOx、排放值隨Φa增大而增加，變化趨勢(shì)與標(biāo)定全負(fù)荷工況是相同的，NOx排放值隨負(fù)荷減小而明顯下降。圖3-12168F汽油機(jī)選用P19化油器50%負(fù)荷時(shí)Φa與排放、b的關(guān)系隨負(fù)荷減小節(jié)氣門開度變小，汽油機(jī)進(jìn)氣過程氣缸壓力變低，進(jìn)氣量減少，氣缸內(nèi)上一循環(huán)殘余廢氣量基本不變，與大負(fù)荷進(jìn)氣量多相比，小負(fù)荷時(shí)廢氣稀釋了新鮮空氣，使燃燒速度減慢，HC,CO生成量增加，b值增高;另外比較圖3-11～圖3-13我們發(fā)現(xiàn)NOx生成量從100×10-6～600×10-6到40×10-6～80×10-6變化，原因是在低負(fù)荷區(qū)域氣缸壓力下降，燃燒溫度不高，廢氣稀釋了新鮮空氣，使燃燒速度減慢，NOx的生成量小。結(jié)合上述變化規(guī)律，按照美國(guó)EPA和歐盟對(duì)通用小型汽油機(jī)排放法規(guī)中測(cè)試工況及每工況排放值的計(jì)算權(quán)重要求，得出在50%部分負(fù)荷及以下工況，主要需控制汽油機(jī)的HC排放值，這需要適當(dāng)增大過量空氣系數(shù)，而大負(fù)荷工況需減小過量空氣系數(shù)，從而限制NOx生成量。圖3-13168F汽油機(jī)選用P19化油器25%負(fù)荷時(shí)Φa與排放、b的關(guān)系圖3-14～圖3-16分別是用五氣分析儀對(duì)改變供油量孔來改變選用P19-1化油器的168F汽油機(jī)標(biāo)定工況、50%負(fù)荷、25%負(fù)荷Φa后排放值的測(cè)試結(jié)果，其總體趨勢(shì)和選用P19化油器時(shí)是相似的，不再做詳細(xì)論述。圖3-14168F汽油機(jī)選用P19-1化油器100%負(fù)荷時(shí)Φa與排放、b的關(guān)系圖3-15168F汽油機(jī)選用P19-1化油器50%負(fù)荷時(shí)Φa與排放、b的關(guān)系圖3-16168F汽油機(jī)選用P19-1化油器25%負(fù)荷時(shí)Φa與排放、b的關(guān)系為了比較不同喉口直徑的化油器對(duì)排放的影響。在P19、P19-1化油器上分別選用70#和73#主量孔，通過比較不同負(fù)荷下的各項(xiàng)排放指標(biāo)，從而找出不同喉口直徑對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的影響。選用70#主量孔裝P19化油器排放值見表3-2、表3-3表3-2100%負(fù)荷時(shí)排放數(shù)值化油器型號(hào)五氣分析儀測(cè)量值CO/%HC/10-6NOx/10-6P195.7111730P19-13.894760表3-350%負(fù)荷時(shí)排放數(shù)值化油器型號(hào)五氣分析儀測(cè)量值CO/%HC/10-6NOx/10-6P194.5119372P19-13.494504選用73#主量孔裝P19化油器排放值見表3-4、表3-5表3-4100%負(fù)荷時(shí)排放數(shù)值化油器型號(hào)五氣分析儀測(cè)量值CO/%HC/10-6NOx/10-6P1910.4148125P19-15.8122515表3-550%負(fù)荷時(shí)排放數(shù)值化油器型號(hào)五氣分析儀測(cè)量值CO/%HC/10-6NOx/10-6P199.417279P19-15.4134241從表3-2、表3-3、表3-4、表3-5可以看出：與裝P19化油器相比，裝P19-1化油器在主量孔型號(hào)相同時(shí)，CO和HC排放都有所降低，但NOx排放增加。這是由于化油器喉口直徑加大后，進(jìn)氣量增加，混合氣中氧含量增加，燃燒更充分，缸內(nèi)最高溫度升高，使得CO、HC排放降低，NOx排放量增加。由于不同的運(yùn)行工況對(duì)汽油機(jī)工作的穩(wěn)定性、動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能的要求側(cè)重點(diǎn)不同，遵循上述HC，NOx，CO排放物的變化規(guī)律，對(duì)通用小型汽油機(jī)不同排放測(cè)試工況混合氣濃度的要求也有所不同，考慮汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)定負(fù)荷時(shí)的動(dòng)力性及中小負(fù)荷時(shí)的工作穩(wěn)定性要求，可以得出理想混合氣濃度變化規(guī)律。圖3-17和圖3-18分別給出了選用P19和P19-1化油器時(shí)不同方案的過量空氣系數(shù)變化。圖3-17168F汽油機(jī)選用P19化油器不同主量孔化油器特性圖3-17168F汽油機(jī)選用P19-1化油器不同主量孔化油器特性動(dòng)力性優(yōu)、排放值低的168F四沖程通用汽油機(jī)理想化油器特性，按測(cè)試循環(huán)工況，在標(biāo)定工況點(diǎn)考慮汽油機(jī)最大功率要求，選用P19化油器時(shí)，Φa在0.8～0.84為宜，NOx濃度控制在200～600×10-6,CO濃度在7%左右。選用P19-1化油器時(shí)，Φa在0.8～0.84為宜，NOx濃度控制在300～600×10-6,CO濃度在7%左右。168F汽油機(jī)部分負(fù)荷工況，隨著負(fù)荷的減小，Φa應(yīng)略有增大，以利于減少HC排放量，且NOx生成量在小負(fù)荷時(shí)生成量少，此外，中小負(fù)荷工況計(jì)算排放的加權(quán)系數(shù)增大，HC增加必然使整機(jī)排放值增加；另一方而需考慮小負(fù)荷工況汽油機(jī)的工作穩(wěn)定性，Φa也不能太大，太稀的混合氣濃度會(huì)造成汽油機(jī)游車，以Φa不超過0.85為佳，在保證汽油機(jī)工作穩(wěn)定的前提下，部分負(fù)荷盡可能采用稀混合氣，可明顯減少汽油機(jī)HC排放量，汽油機(jī)的燃油消耗率也較低。為實(shí)現(xiàn)上述化油器理性供油特性，標(biāo)定工況點(diǎn)Φa的大小在汽油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)確定的情況下由化油器主量孔大小決定，汽油機(jī)混合氣濃度特性的變化趨勢(shì)可由化油器體節(jié)氣門后的怠速過渡量孔及主供油系統(tǒng)泡沫管尺寸及空氣量孔尺寸調(diào)整改變。綜上所述，當(dāng)168F通用汽油機(jī)選用P19-1化油器，主量孔型號(hào)為70#時(shí)，Φa=0.82，此時(shí)的動(dòng)力性最好，最大有效功率可以達(dá)到4.61kW，同時(shí)經(jīng)濟(jì)性、排放性也較好。第四章結(jié)論1）試驗(yàn)結(jié)果表明:通用小型汽油機(jī)氣缸蓋進(jìn)排氣道由于壓鑄工藝限制及產(chǎn)品設(shè)計(jì)的缺陷，流通能力較差，使小型汽油機(jī)性能惡化。優(yōu)化空氣濾清器、氣缸蓋等進(jìn)排氣系統(tǒng)零部件質(zhì)量，特別是按內(nèi)燃機(jī)流動(dòng)特性進(jìn)行氣缸蓋氣道優(yōu)化設(shè)計(jì)，能提高通用小型汽油機(jī)的氣道性能和整機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)優(yōu)化后的進(jìn)氣系統(tǒng)的流通系數(shù)可以提高35%。2）進(jìn)、排氣系統(tǒng)的優(yōu)化是通過增加空氣濾清器進(jìn)氣孔直徑，按內(nèi)燃機(jī)流動(dòng)特性優(yōu)化進(jìn)、排氣道結(jié)構(gòu)，減小空氣阻力，增加進(jìn)氣量，提高動(dòng)力性。供油系統(tǒng)的優(yōu)化主要是通過喉口直徑和主供油量孔參數(shù)的優(yōu)化組合。經(jīng)優(yōu)化后的168F通用汽油機(jī)功率可由原機(jī)的4.0kW提升至4.6kW。3）當(dāng)168F通用汽油機(jī)選用P19-1化油器，主量孔型號(hào)為70#時(shí)，Φa=0.82，此時(shí)的動(dòng)力性最好，最大有效功率可以達(dá)到4.61kW，同時(shí)經(jīng)濟(jì)性、排放性也較好。致謝歷時(shí)將近四個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。本文是在導(dǎo)師劉勝吉教授和王建老師的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。不僅讓我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，而且還讓我明白了許多為人處世的道理。本文從選題、調(diào)研報(bào)告到論文完成，其中每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。所以在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！另外，在校圖書館查找資料的時(shí)候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最忠心的感謝！感謝我的學(xué)長(zhǎng)陳玉煒，同學(xué)劉偉、孫健等，他們給予我論文很大的幫助。共同的求學(xué)道路上我們互相幫助，結(jié)成了深厚的友誼，讓我無論從學(xué)習(xí)上還是生活上都收獲巨大。感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。感謝所有關(guān)心和幫助過我的人。由于本人學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和學(xué)友批評(píng)和指正！參考文獻(xiàn)[1]劉勝吉,方寶成,王建.影響四沖程通用小型汽油機(jī)排放因素的試驗(yàn)與分析[J].農(nóng)機(jī)化研究,2007(3):115～118[2]劉勝吉,施萬里,王建.過量空氣系數(shù)對(duì)四沖程通用小型汽油機(jī)排放的影響[J].小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車,200635(5):41～44[3]劉勝吉,王建,方寶成.滿足歐美排放法規(guī)的通用小型汽油機(jī)供油系統(tǒng)優(yōu)化匹配[J].小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車,2008,37(1):79～82[4]張振東,王玉順,劉志遠(yuǎn).基于進(jìn)氣量調(diào)節(jié)的汽油機(jī)過量空氣系數(shù)控制研究[J].中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集,2007:339～342[5]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).[M].北京:化工工業(yè)出版社.2002[6]周龍保,劉巽俊,高宗英.內(nèi)燃機(jī)學(xué).[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1999[7]顧宏中.內(nèi)燃機(jī)中的氣體流動(dòng)及其數(shù)值分析.[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社.1985[8]劉勝吉,尹必峰.內(nèi)燃機(jī)檢驗(yàn)與試驗(yàn)技術(shù).[M].江蘇大學(xué)出版社.2005.8[9]木村隆一.化油器的構(gòu)造和調(diào)整.[M].人民交通出版社.1983[10]A.皮爾堡.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)化油器.[M].人民交通出版社.1982[11]魚住順藏等.汽車化油器的結(jié)構(gòu)和特性.[M].人民交通出版社.1987基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與