小汽油機排放凈化器應用中的關鍵技術

王成存

摘 要：文章主要對小型汽油機的全球排放標準進行研究，分析了小型汽油機行業現狀、幾個國家尾氣排放標準、排放尾氣中的污染成分以及排放控制技術。

關鍵詞：通用小型汽油機；排放標準

通用小型汽油機主要被應用到家庭園藝器械、小型農業器械等領域，為其提供使用所需的動力。但是對著各個國家對道路機車排放的控制，小型汽油機的尾氣排放成為了環保部門的重點觀察對象。

1 全球主要國家和地區通用小型汽油機排放標準

1.1 美國通用小型汽油機排放標準

早在1995年美國就對通用小型汽油機排放標準進行了第一階段的控制，由美國環境保護局發布了點燃式小型發動機的規定。此項規定對排放尾氣中的污染物進行了限制并且提出了檢測污染物方法。1999年美國環境保護局對小型非道路發動機提出了第二階段的規定，被限制的機器多為農用機械，例如農用拖拉機、草坪割草機等。2008美國提出了第三階段的規定，并且此次給出了限制排放的具體限值，如下表所示。

1.2 歐盟通用小型汽油機排放標準

1997 年歐盟提出了97/68/EC 法規并且在1997年正式執行。2002年再次提出了2002/88/EC 法規，不僅對第一次提出的法規進行了修正，并且提出了更加具體的要求。2004年，歐盟全面進入第二階段的排放要求，2004/26/EC 法規也被提出，表二是歐盟提出的限制排放的具體限值。

1.3 我國通用小型汽油機排放標準

我國提出《中華人民共和國環境保護法》以及《中華人民共和國大氣污染防治法》，從而控制非道路小型發動機的尾氣排放對空氣質量的污染。2010 年 12 月 30日，我國由國家質量監督檢驗檢疫總局和環境保護部共同發布了《非道路移動機械用小型點燃式發動機排氣污染物排放限值與測量方法（中國第一、二階段）》，此公告已經在2011年得到實施。

2 尾氣中污染物成份及影響因素

汽油機尾氣中的污染物有 NOx、HC、CO、微粒物（含碳煙、重金屬氧化物）及硫化物等，主要是 NOx、HC、CO。CO 是一種不完全燃燒的產物，其生成主要與混合氣濃度有關，還受工質溫度和化學反應時間影響。國內學者從汽油機污染物生成機理出發，對不同型號的通用小型汽油機進行了研究。結果表明：通用小型汽油機生成的 NOx、HC、CO 與燃油品質、燃油供給方式、整機設計參數、點火系統及尾氣處理裝置等因素有關。

3 我國排放控制技術研究進展

3.1 燃油品質改善

目前，我們國家的汽油燃燒為發動機提供動力中主要由汽油的調和以及催化裂化汽油為主，這樣尾氣的排放中稀烴含量相比較于其他國家高出很多。所以，國內有關部門對汽油的使用有很高的呼聲，建議汽油中烯烴含量降低。汽油中烯烴含量減低對尾氣排放烯烴含量有很大影響。近些年我國市場上銷售的汽油品質也已經有提升，烯烴含量多在12%左右，芳香烴含量控制在28%以下，硫9.5 mg/kg，苯低到 1.0%，總的來說對排放控制已有很大改觀。

3.2 機內凈化電控燃油噴射系統優化

目前，通用小型汽油機工作的方式多是化油器供油，但是使用化油器供油常會遇到化油器量孔的流通問題以及喉管處氣流流動問題導致油氣混合不能到達充分混合的狀態，不僅達不到快速相應的效果，甚至影響到燃油的燃燒效果，最終會導致尾氣排放中“雜質”過多。因此應該將電控燃油噴射系統優化，加強油氣混合均勻程度，提升燃油的霧化效果，這樣不僅可以使發動機為機器提供更好的動力，還能改善尾氣的排放。

3.3 機內凈化點火系統優化

發動機內汽油混合氣的燃燒為發動機提供動力，而其燃燒的程度與點火能量相關，點火的能量高可以提升燃燒速率。此外，發動機內汽油混合氣的燃燒為發動機提供動力，而其燃燒的程度與點火正時相關。當前我國小型汽油機點火系統采用的方式多為電容放點形式，為點火器提供點火。但是這種點火方式并不是最佳的點火方式，難以實現最佳的點火時機，影響汽油的燃燒效果，會造成尾氣中HC以及NOx的排放量。應該將電容點火器更換為數字點火器，這樣點火的時機不會較前或者延遲，數字點火器可以將精確度提升到±0.5°CA。尤其是在二沖程通用小型汽油機的尾氣排放取得很大進展。

4 結論

綜上所述，在通用小型汽油機排放標準方面，美國起步最早，越來越多國家和地區開始關注通用小型汽油機的排放。文章對幾個國家的小型汽油機尾氣排放標準研究，分析尾氣中污染物成份及影響因素并且提出了幾點機內凈化排放控制技術。

參考文獻：

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