摩托车排气背压影响试验范文

本站小编为你精心准备了摩托车排气背压影响试验参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

摘要：将摩托车用金属载体放入背压操作台的装置中，选定压力范围，选择自动模式下的定流量模式，给定流量值，进行不同结构参数载体背压数据的分析比较，研究结果表明：载体结构参数对排气背压的影响显著，目数越多、箔片越厚、长度越长、直径越小，排气背压越大，同心圆型载体背压要低于双S型载体。

关键词：载体;结构;排气背压

1概要

随着我国工业现代化进程的纵深发展，人们生活水平的不断提高，能源和环境问题日益突出，在环境保护已成为基本国策的大背景下，我国的排放法规的日益严格，给摩托车的发展带来了巨大挑战，伴随着今年国四法规的实施，耐久里程的增加，对触媒的要求也随之提高。面对国四以及紧接而来的国五，使用载体涂覆催化剂来降低排放是必要的手段之一，摩托车在增加载体后对排气背压肯定是有影响的。目前，国内对于载体结构的研究已经比较成熟，但载体本身对排气背压影响的试验研究较少，本文基于背压测试装置，研究载体参数变化对排气背压的影响，为实际载体应用中的选型和设计提供参考。

2载体结构对排气背压的影响

随着排放法规的加严，气体污染物排放限值越来越严格，国三升级国四后的法规变化[1]见表1,。国三升级国四，摩托车发动机本体保持不变，电喷系统全面使用，但完全靠电喷系统的优化不足以完全达到法规的要求，需要触媒具有更强的转化能力。排放升级从优化触媒出发，一方面是优化载体，增大载体的体积，此优化势必会对消声器的排气背压带来一定的影响，如果载体的直径相同，增加载体的长度，阻力会变大，排气阻力的增加会给发动机带来不利影响[2]，随着载体长度的增加，压力损失会增大,导致发动机的功率下降，油耗上升，同时也会增加触媒的成本；如果载体的体积相同，随着长径比的增大，压力损失也增大，而长径比小时，载体的直径大，必须要求消声器有大的安装空间，因此，优化载体时应当充分考虑触媒的转化效率与底盘和发动机的匹配[3]；另一方面是优化贵金属的配方和含量。本文从优化载体结构的角度出发，在满足法规排放要求的前提下，对比几种常用载体规格对排气背压的影响，进行总结整理，发现排气背压的大小与载体的结构有直接关系，通过选用合适的载体结构，可以优化消声器的排气背压至设计目标，这将有利于减少摩托车发动机的功率损失，使发动机的动力性能充分发挥[4]。影响消声器排气背压的载体结构参数主要有：长度、直径、目数、箔片厚度等，所以，为了满足设计要求，必须要选择合适的载体结构。载体规格选取见表2。

3试验研究及结果分析

3.1试验装置与试验方案a)方案一将金属载体S1-S5，T1放入背压操作台的装置中，见图1，选定压力范围5kPa/10kPa,选择自动模式下的定流量模式，给定流量值：40m³/h、60m³/h、80m³/h、100m³/h、120m³/h、160m³/h、200m³/h，在载体前段设置压力检测点，实验开始后，图表会记录下各流量点的压力值。b)方案二将金属载体T2、T3、S6装入消声器，见图2，将消声器安装在某190排量的发动机上进行实车验证，在载体前段设置压力检测点，发动机转速从怠速状态升至最大转速，记录下不同转速时的背压值。

3.2试验数据与分析本文在以上两种试验方案上分别进行了不同结构参数载体的背压测试，并进行了对比分析。如图3所示，在载体其它结构参数相同的前提下，双S型载体（S1）与同心圆型载体（T1）在背压操作台上进行不同流量下的背压测试，随流量的增加，两种结构载体的背压都呈上升趋势，同流量的状态下，双S型载体的背压都要大于同心圆型载体的背压，最小背压差为2%，最大背压差为8%。如图4所示，在载体其它结构参数相同的前提下，不同目数的载体在背压操作台上进行不同流量下的背压测试，随流量的增加，两种目数双S型载体的背压图3双S型与同心圆型载体的背压值对比都呈上升趋势，同流量的状态下，400目载体（S1）的背压都要大于300目载体（S2）的背压，最小背压差为18%，最大背压差为39%，流量越大，两种目数载体的背压差呈减小趋势。如图5所示，在载体其它结构参数相同的前提下，不同箔片厚度的载体在背压操作台上进行不同流量下的背压测试，随流量的增加，3种箔片厚度双S型载体的背压都呈上升趋势，同流量的状态下，箔片越厚，背压越大，0.03mm(S3)＜0.04mm(S4)＜0.05mm(S5),厚度每增加0.01mm，背压约增加2%～6%。如图6所示，在载体其它结构参数相同的前提下，不同长度的载体在背压操作台上进行不同流量下的背压测试，随流量的增加，两种长度双S型载体的背压都呈上升趋势，背压差呈先降后升的趋势，最小背压差为2%，最大背压差为21%，同流量的状态下，100mm载体（S4）的背压都要大于80mm载体（S1）的背压。如图7所示，在载体其它结构参数相同的前提下，不同目数、直径、型式的载体在发动机台架上进行的消声器背压测试，随发动机转速的增加，消声器的背压都呈上升趋势。3500r/min以下，背压差别不明显，从总体曲线来看：同尺寸参数的T3与S6相比，在各个转速阶段，装载双S型(S6)要比装载同心圆型(T3)载体消声器的背压大，尤其在低速和高速阶段，差别最明显；中高速阶段，装载直径小、目数少、同心圆型载体（T2）的消声器背压最大，说明此阶段载体直径大小对排气背压的影响力大于载体的目数和型式；在5000r/min以下、9000r/min以上，装载直径大、目数多、双S型载体（S6）的消声器背压最大，说明此阶段载体型式对排气背压的影响力大于载体的目数和直径。

4结论

a)相同测试条件下，目数越多、箔片越厚、长度越长、直径越小，排气背压越大，同心圆型载体背压要低于双S型载体，相互关系可总结如表3。b)从有利于减少发动机的功率损失考虑，在设计消声器及载体时尽量考虑选用背压小的载体结构。c)在选择载体结构参数时，还要充分考虑搭载的发动机特性以及与ECU程序的匹配情况，在满足法规排放要求的前提下来选择。

参考文献

[1]GB14622—2016摩托车污染物排放限值及测量方法（中国第四阶段）.中国：环境保护部，2016

[2]帅石金，王建昕，庄人隽.车用催化器流场数值模拟及其在结构优化设计中的应用.内燃机学报，2000

[3]刘彪，梁昱，周立迎.催化转化器载体对流场及压力损失的影响.湖南大学学报，2004

[4]董森，袁兆成.汽油机排气消声器对动力性能影响的模拟分析.现代车用动力，2011

作者：张丹 单位：新大洲本田摩托