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低成本满足摩托车国Ⅲ标准的机外净化系统研究

李广耀  
【摘要】:在节能减排的时代背景下,控制机动车尾气污染的重要性不言而喻。摩托车作为我国机动车保有量的主要构成部分,其尾气污染已日益成为严重的社会公害,引起了社会各方面的广泛关注。为进一步降低摩托车排放污染,我国已于2010年7月1日实施GB14622-2007,即《摩托车污染物排放限值及测量方法(工况法,中国第Ⅲ阶段)》。因此,使摩托车排放水平达到国Ⅲ标准的要求已成为当前一段时期内的紧迫任务。 本研究即在此背景展开,所做的工作是广东省科技计划项目“摩托车节能减排关键技术应用研究(项目编号:2010B0109000015)”的一部分,研究的任务是以广东富兴摩托车公司的一款化油器式摩托车(HB125)为样车,开发一套低成本尾气排放控制系统。 本文采取两级催化剂分别处理冷起动排放问题和其他工况下的污染物排放。具体而言:首先通过对化油器的精细调整,提高了样机的初始排放性能;其次以实验为手段,选择了适合样机的前级氧化型催化剂和主催化剂,并根据排气管温度场确定其安装位置。第三借助CFD的方法设计主催化剂的壳体结构;第四在实验测试的基础上,对二次补气系统作选型设计。系统设计的方案可概括为“精调化油器+二次空气补入+两级催化转化剂”。 实验结果表明:精调化油器后混合气空燃比可控制在12.8≤α≤13.5的范围内,CO排放量平均下降41.59%,HC排放量平均下降16.82%,燃油经济性提高大约0.57%,发动机最大功率下降1.12%,初步达到预期效果。国Ⅲ工况法测试结果表明:新试验车CO、HC和NOx的排放量分别为1.22g/km、0.19g/km和0.13g/km。100h台架实验老化后,CO、HC和NOx的排放量分别为:1.41g/km、0.12g/km和0.21g/km,均可完全可满足国Ⅲ的要求并有较大的净化能力冗余。因此,本研究所设计的低成本尾气后处理系统是合适的,完全可以使样车的排放达标。


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