小型汽油机进排气系统流动特性试验装置和排放控制方法

摘要

本发明为一种用于小型汽油机进排气系统流动特性试验装置和排放控制方法。小型汽油机进排气系统流动特性试验装置能完成空气滤清器(或消声器)的流量试验、气缸盖进排气道的试验和它们的组合试验，主要由工作平台(14)、模拟缸套(2)、气缸筒(20)、气门升程调节部件(12)、稳压筒(1)、泵(17)、压力传感器(5)、(15)、流量传感器(19)及气门升程传感器(7)等部分组成。本发明试验装置能根据产品研发、进厂检验和汽油机装配中首件检验或在线检验的不同需求进行试验和检验。并以首件检验或在线检验的结果，选配不同主量孔化油器，保证汽油机油气混合比一致，控制汽油机排放性能和批量生产的一致性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽油机试验装置和方法，更具体的说本发明为一种用于小型汽油机进排气系统流动特性试验装置和排放控制方法。

背景技术

目前，国内对于计算评价涡流比的发动机气道试验研究比较多，主要用于柴油机，如文献中记载的智能型的稳流气道试验台已通过生产调试，并投入应用，实践证明既提高了生产厂家的智能化水平，又为产品检测和质量保证提供了依据。系统操作简便，省时省力，维护方便。但是目前国内外对小型通用汽油机在此方面的研究基本处于空白，由于汽油机进、排气系统流动特性差，影响生产产品性能，造成产品质量水平波动大，汽油机整机的油气混合比变化极大，使汽油机动力性、经济性及排放性能不稳定，特别是排放达不到相关法规、标准的要求。此外，由于进、排气系统主要包括空气滤清器、气缸盖的进气道和排气道、消声器四个部分，以往的方法总是将空气滤清器、消声器的流量试验与进、排气道的试验分开在几个独立的试验台上完成，这造成了空间、成本等资源的浪费，在发动机生产企业难以普及使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是通过专项试验来控制汽油机性能和排放水平，提供一种用于小型汽油机进排气系统流动特性试验装置和排放控制方法，该试验装置能对进、排气系统流动特性进行试验，用于进、排气系统产品的研发和改进、生产一致性的在线检验检测，通过控制进、排气流量控制汽油机的油气混合比，保证汽油机功率、油耗的稳定及低的排放性能。同时将空气滤清器、消声器流量试验与气缸盖的进、排气道试验组合到了一个装置上，减少了使用者的购置成本和使用的方便性。

本发明所采用的技术方案是，根据小型汽油机的具体参数设计了整个试验装置的各个组成部分，空气滤清器与发动机气缸盖进气道之间或气缸盖排气道与消声器之间通过一段装有压力传感器的通管相连，气缸盖底面安装在试验台的工作平台上，通过螺栓孔，用工作平台上的定位销保证气缸盖与试验台的气缸相对位置与汽油机实际装配情况相同；在试验台工作平台面上还安装有可移动的配有气门升程传感器的气门升程调节部件，用于试验时调节所需的气门升程值；工作平台下面与气缸筒相联接，在气缸筒中装有用来匹配不同型号发动机试验的模拟气缸。气缸筒与一稳压筒相联接，有两个稳压筒，在第一个稳压筒上部装有压力传感器，用于测量进、排气系统的试验压力；两个稳压筒之间装有空气流量计，在后一个稳压筒接管上装有两个控制空气流量的阀门，一个与大气相通，另一个与抽气泵联接，方便对不同流量进行调整。本试验装置主要评价生产企业的汽油机的进、排气系统或某个部件的原始流动性能。

本装置采用不同调节方式可实现下列功能：①调节进气门升程为最大值不变，能进行空气滤清器阻力与流量特性试验；②调节排气门升程为最大值不变，能进行消声器阻力与流量特性试验；③采用稳流等压差法试验，保持稳压筒上部的压力传感器的压力为定值，分别测量在不同气门升程下，经空气滤清器和进气道(或排气道和消声器)的气体体积流量Q，流动气体温度t，经计算得到进气(或排气)系统的流量值、流动特性和流量系数，④气缸盖上不装配空气滤清器或消声器，或用进、排气道试验芯盒，用③相同的试验方法试验，能试验得出进气道或排气道的流动特性和流量系数。这样本试验装置能根据产品研发、进厂检验和汽油机装配中首件检验或在线检验保证性能一致性控制的不同需求，完成相应的功能。

用本试验装置的功能③用于汽油机批装配的首台机器检测或在线抽检，根据试验测得的进气和排气系统的流量值，选配相应流量的化油器(化油器流量用不同主量孔分3～4个档)，使汽油机运转时的过量空气系数基本为定值，控制批量生产散差，过量空气系数与整机排放有密切关系，从而控制汽油机的低排放结果，保证了批量生产的一致性，满足发达国家不断加严的排放法规限值要求，减少对环境的污染。应用此方法能很好地解决我国批量生产小型汽油机排放散差大、造成产品不合格的行业难题。

本发明的有益效果在于可以在同一台试验装置上完整地对小型汽油机进、排气系统进行试验，方便地了解汽油机进、排气系统的不同组合件的空气流通性能和技术、质量水平。针对不同批的进排气系统质量差异，用最经济、最有效的方法控制汽油机产品的关键指标。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1：小型汽油机进排气系统空气流通性能试验装置原理图。

图中，1.稳压箱，2.模拟气缸，3.空气滤清器或消声器，4.连接管，5.压力传感器一，6.气门升程调节杆，7.气门升程传感器，8空滤器(或消声器)阻力显示仪表，9.气门升程显示仪表，10.气缸内压力显示仪表，11.流量显示仪表12.气门升程调节组件，13.被测气缸盖，14.压力传感器二，15.旁通阀，16.吸风机，17.后稳压箱，18.流量计，19.工作平台，20.气缸筒。

具体实施方式

结合图1，连接管(4)上安装有一个压力传感器一(5)，将连接管一端连接在气缸盖(13)的进(排)气道进(出)口，另一端连接空气滤清器或消声器(3)，工作平台(14)、气缸筒(20)与稳压桶(1)用螺栓连接在一体，模拟气缸(2)内径与被试汽油机缸径相同，不同机型可更换。模拟气缸的顶面有两个定位销，位置尺寸按所试验汽油机的气缸盖螺栓孔相同。气门升程调节部件(12)上装有气门升程传感器(7)和气门升程调节杆(6)，此部件用螺栓固定在工作平台上，且可按气门位置左右、前后调整，保证气门与气门升程调节杆(6)同心。完成功能①、②的试验时，气门升程调为最大，分别记录不同阀门(16)开度的压力传感器一(5)与空气流量计(19)的数值；完成功能③的试验时，气门升程从小到大调节，分别记录不同阀门(16)开度的压力传感器二(15)与空气流量计(19)的数值；完成功能④的试验时，仅试验气缸盖(13)，不装配空气滤清器或消声器(3)，气门升程从小到大调节，分别记录不同阀门(16)开度时，压力传感器二(15)与空气流量计(19)的数值。上述测量结果经计算得出进气系统、排气系统、空气滤清器、消声器的评价参数指标。

对不同的小型汽油机已有的研究成果是：过量空气系数是影响汽油机整机排放值的最关键因素，业已得出过量空气系数与汽油机整机排放的关系。在完成功能③的试验时，能得出汽油机进排气系统的流量参数，选用合适主量孔的化油器，即可保证汽油机过量空气系数值为一定值，对批量生产用首件检验或在线检测的方法控制汽油机油气混合比，使批量生产的汽油机过量空气系数变化在很小的范围内，汽油机排放最低，以此来控制汽油机排放性能和批量生产的汽油机排放值的一致性。化油器不同主量孔与进排气系统的流量参数的关系由试验确定，以技术参数在工艺文件中给出。