降低四冲程摩托车排放新技术在市场上的应用
本文介绍的是四冲程现行车辆为了降低排放,在市场上已经使用过的或正在使用的新技术。当前,不管是新产品上市,还是在用车辆,这些新技术的应用都是非常必要的。
一、摩托车排气中污染物产生的原因
随着工业的飞速发展,汽车摩托车大量进入家庭,工业废气和车辆排气中的有害物每天对大气产生越来越严重的污染。
摩托车排气中的主要成分有:二氧化碳CO2、一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化合物NOX、二氧化硫SO2、水H2O、碳烟尘等,其中CO、HC为有害物质,容易对大气产生污染,并且给自然界环境、动植物和人类带来危害。
有物质燃烧就会有污染,特别是燃烧不完全造成的排气污染物就更为严重了。所以,摩托车的排气污染首先是由于混合气过浓引起的,其次,是排气未进行处理就直接排入到大气中而造成的后果。
二、摩托车排放污染物的成分及其检测
为了加强环境保护,世界各国在各个不同的时期制定了“排放法规”,对生产或在用车辆进行监测。目前世界各国都执行“欧Ⅱ”排放标准,共同保护好地球环境,保护好人类赖以生存的地球。
由于缺氧,汽油燃烧不完全,燃气中有大量的CO、HC成分,国家标准规定:2003年7月1日起生产的摩托车,采用怠速法测量排气中的CO含量≤4%、HC含量≤1000ppm(百万分之一)。
国家标准规定,被测量摩托车要在启动后预热10min,在消声器尾部增加一长600mm、内径40mm专检测的密封管,取样软管长5m,探头伸入深度不小于400mm,插入30s取样。间隔1min后再重测一次,两次取平均值。
三、在用车降低排放物的可行性技术
在市场上,降低四冲程摩托车排放的可行性技术有三种:
1、尽量减少混合气在燃烧过程中有害物质的产生
①加强汽油的雾化,在燃油开关后面加装汽油清洁器磁化处理装置,使汽油彻底干净,容易雾化。
②在汽油中添加“汽油清洁剂”,可以消除燃烧室内的积碳,更有利于燃烧室的洁净燃烧。
③改进空滤器,使进气畅通、过滤更清洁,彻底滤清净化进气,使混合气燃烧洁净。
④改进化油器,特别是怠速喷管的气孔,以提高怠速汽油的雾化质量,尽量将怠速混合比调稀,怠速调到标定转速(不可调得太低)。
⑤提高点火强度,在点火线圈前加装升压装置,尽量减少高压损失,使火花塞电极的点火面积最大,并无积碳,充分保证火花塞的电火花达到最大范围。
2、用排气净化装置
①在未使用排气净化装置的消声器中,应定期地清除积碳,保持清洁、无机油、排气畅通,也有利于降低排放污染。
②使用带有三元触媒催化装置的消声器(俗称为“环保消声器”),使排气中的有害物产生催化反应成水,以降低污染。这项环保新技术的应用可以分为三个阶段:
第一阶段,20世纪80年代初,采用铜Cu、铬Cr、镍Ni作为氧化催化剂,称为三元触媒催化装置。这种消声器主要氧化还原CO、HC,而对NOx无能为力,这种催化剂不仅活性差,而且容易受汽油中硫的伤害而失效,所以使用时间不长。
第二阶段,在多孔陶瓷载体上涂以铂Pt、铑Rh两种贵金属的催化剂,这种催化剂不仅能催化CO、HC反应还原成水,而且还能催化还原NOx,是一种最理想的发排气净化装置。但是铂Pt、铑Rh价格很贵,仅用于轿车上。
第三阶段,在20世纪90年代初,稀土加金属钯复合式催化剂开始被采用,同理,由于稀土和金属钯Pd有增加氧气浓度的催化作用,能在消声器中形成“富氧”条件,以促使CO、HC继续燃烧还原成水。因为稀土和金属钯Pd具有1000℃的高温耐热性,足以点燃120℃~250℃低燃点的CO、HC,而且具有强烈的抗硫和抗铅伤害的能力,所以稀土和金属Pd复合式催化剂的净化效果非常稳定,经济性、实用性较强。
③在采用三元触媒催化装置的第三阶段,同时也开始给消声器加装“二次空气喷射装置”。在进气负压作用下,“二次空气喷射装置”弹簧片工作时提供了过量的氧气,能使CO、HC产生燃烧还原反应,从而降低排放。当然,这种“自然还原方式”虽增加成本不高,但是喷射装置的设计安装技术要求却相当高,而且“二次空气喷射装置”巧妙地利用空滤器,起到良好的消声效果。
3、使用乙醇汽油
在河南、辽宁等省市试用乙醇汽油,即在汽油中加入10%的乙醇,使用后,具有关方面对排气污染物的测量表明:其中CO下降30%、碳氧化合物下降10%,排放中其他有害物质明显减少,可是乙醛含量却有所增加。另外,使用乙醇汽油的发动机动力性能略有下降,而且乙醇对油箱、油箱开关、化油器、发动机等零件具有一定的腐蚀性等。
所以,使用乙醇汽油的摩托车,更要定期地对油箱和化油器的油路,以及发动机有关零件进行清洗保养工作,同时还将促进防腐蚀技术在油箱、油箱开关、化油器、发动机等方面的应用。
尽管如此,当前普通汽油价格上涨时,摩托车用户还是觉得烧乙醇汽油划算。使用乙醇汽油不仅可缓解汽油紧张的矛盾,而且有利于改善环境,还可省钱,真是一件利国利民的大好事。
新产品要达到“欧Ⅱ”排放标准,将促进对空滤器、化油器、发动机进排气系统、点火系统等进行改进设计,实现排气更彻底、进气更充分,汽油雾化更细小、混合更均匀,点火时间更准确、火花强度更猛烈,使混合气在配制、燃烧全过程中都尽量完美,以减少排气后处理的难度,然而,采用化油器的摩托车再匹配“三元触媒催化装置”或者加装“二次空气喷射装置”的消声器也是必不可少的。
对于在用车辆,要想达到“欧Ⅱ”排放标准不是一件容易的事,在检测前,务必按上述有关技术要求对空滤器、化油器、发动机进排气系统、点火系统等进行彻底认真的保养,更换滤芯、滤网或严重磨损、工作效率低的零件,加装必要的净化装置和环保消声器,对化油器、发动机进排气系统、点火系统等进行必要的调整,使之达到最佳的燃烧效果,经过这些处理的摩托车,达标还是有望的。
当然,达到“欧Ⅱ”排放标准最新的技术还是燃油电喷装置,但是造价昂贵,使用受限。目前,我国摩托车行业排放标准执行越严格,燃油电喷装置国产化的步伐就越快,不久的将来,燃油电喷装置将大量应用于摩托车。