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浅谈摩托车的机后补气原理及研究
 
慧聪网   2005年11月17日11时13分   信息来源:中国摩托车网    

    1、机后补气主要针对的是汽油机产生的CO和HC

    汽油机混合气形成时间短,特别是摩托车高速汽油机,油气混合时间约在0.2%~1.0%秒,混合不会很均匀,燃烧不会很完善,产生一定的CO和HC属于正常。即使机内净化很好的发动机如:电喷、电控机前补气等往往都要与催化转化装置联合使用,才能取得满意效果。

    发动机爆发冲程中的间隙效应、冷壁效应、积碳和润滑油膜的吸附效应,使部分可燃混合气逃离燃烧。国外诸多学者都做过大量的实验并证明这种现象的存在。仅气缸内各零部件间存在的间隙约占发动机百量的1%~3%,其间隙中藏匿着8%~9%的逃离燃烧的可燃混合气成为排放污染的主要成份。

    上面已叙述了摩托车发动机过程中产生排放CO和HC的机理和必然性,补救的办法是发动机排气后的净气处理。其一是在发动机排出的废气中补充足够的氧,使CO和HC气体在自身的高温下与氧化合并减少污染物是合乎化学常理的,也是最经济的办法;其二是采用催化转化器,促使排出的CO和HC加速氧化,摩托车发动机为了追求功率全部采用浓混合比的混合气。据有关资料介绍,摩托车排出的废气中氧含量只占0.1%,如此可怜数量的氧不可能发挥催化作用。所以,加催化剂也必须补给空气保证净化所需。

    另外,根据有关资料介绍,美国学者测量出在发动机排气过程中,未燃的CO和HC排出有2个高峰期。一个是排气门刚开启时;另一个是排气门即将关闭时。笔者认为这种现象与排气门外到消声器之前的排气管道内积存着极浓的污染物有关。如在此区域补给空气,可使这部分浓污染气体利用自身的高温在富氧环境下氧化净化。实际证明这是非常有效的。广东各摩托车企业机后补气遍地开花,有与催化转化器联合使用的,也有些机内净化搞得不错的厂家,只用机后补气也达到欧Ⅱ排放标准。这无疑为用户带来实惠,一套机后补气装置约合30~100元,因补气方式不同而有所差异。补气装置没有使用寿命的担忧,价钱便宜且简单易行,很受广大客户的欢迎。

    2、机后补气还应深入研究

    机后补气虽然方向对头,但如何提高补气效果尚待深入研究。

    2.1机后补气需要深入研究

    广东各家的补气方案中,有缸头补气和消声器催化剂前补气2种。缸头补气方式又分缸侧面补气和缸头盖上补气。笔者认为只要使用方便,价格适中,用户采用哪种方式无关大局。

    下一步即将执行的欧Ⅲ排放标准的工况法要求冷机起动状态。机后净化加装催化转化器的起燃温度将是大家关心的问题。机后补气可以迅速提高排气温度,有利催化转化器起燃。但是,排气温度应控制到什么范围,急待研究。

    目前,各企业对机后补气的认识是比较肤浅的。按常理随着发动机负荷变化,补气量也应相应改变。由于企业条件所限难于开展进一步探讨。至于补气能否与降低噪声联合开发就更谈不上了。笔者认为,既然认定用机后补气净化排放的方法方向对头,就应加大力度研究探讨,不一定按照国外路子亦步亦趋。期待我们的专家学者、大专院校、研究机构给予这方面大力支持。

    2.2放炮问题

    摩托车发动机采用机后补气,容易产生排气管认炮。笔者认为产生认炮有2种原因:1)混合气油稀;2)混合气油浓。从现象上判断机后补气放炮应是油浓所致。现象一,普遍解决放炮的办法是使用负压补气阀。在高速工作的摩托车急收油门时,化油器柱塞后的真空负压作用下,截断补气阀内补气通路,即立即停止补气。如果是第1种混合气油稀的状态,放炮应该依旧,不补气就不放炮,说明不是油稀;如果油浓使气缸内混合气火焰传播速度减慢,形成后燃和部分未燃混合气从排气门进入排气管,遇到补充的空气中的氧,产生激烈氧化作用就会爆发放炮。如果此时及时截断补气,尽管存在可燃混合所了,但是缺乏氧元素无法产生激烈的氧化作用,即可减少放炮,说明是油浓了。当然这时的排污量增加了。

    笔者曾主持开发了一款骑式125摩托车从没产生过放炮问题。该车装有机后补气系统,曾于2004年10月送天津摩托车质量监督检测所检测,排放指标已超过欧Ⅱ标准。而采用另一种主喷孔供油量大于20%的化油器时就会产生放炮现象,也要改用负压补气阀才可以避免。这些都说明了机后补所炮汽油浓的判断是对的。

    从发动机结构上分析也应当是浓油产生的放炮。产生浓油有3个原因:1)高速工作的发动机急收油门,化油器柱塞关闭,进气流截断,而主喷孔喷出的油流因惯性有滞后喷油;2)高速工作的发动机主要靠化油器主喷孔供油,但是在柱塞后边的怠速孔和过渡孔上空的空气压力都小于大气压力,因此,也会在这两个孔中溢出一些油来。这些燃油不会雾化,而是形成油膜向发动机蠕动,当发动机急收没时造成了柱塞后边的负压,加大了油膜的蒸发量;3)急收油门造成柱塞后面的负压,从怠速喷孔中抽吸出一部分燃油。3股多余的燃油很容易造成发动机富油运转。

    日本学者长尾不二夫主张在关闭节气门时,进气管内真空度加大,从各种接头、进气门导管间隙、节气阀的缝隙里吸进一些空气,会使混合气变稀。按笔者的理解,这种情况是发生在汽车发动机上的。汽车化油器的作用远比摩托车简单的柱塞式化油器完备,省油器、怠速截断等装置可以减少或避免急收油门时混合气变浓的弊端。

 
 
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