[00794268]满足美国EPA Ⅲ排放法规的高性能通用小型汽油机关键技术

通用小型汽油机主要用做小型发电机组、社会生产和家庭省力用小型移动机具的动力，国内外使用广泛，全世界年产量达5000多万台，近10年间中国通机行业快速发展，2009年产量达1900余万台，80%以上出口。全球车用动力排放有效控制后，非道路排放控制日益凸显，欧美对小型汽油机排放法规不断加严，满足排放限值是行业发展难题。项目结合行业现状和国际市场需求，对共性技术开展攻关，研究工作与国际同步，攻克了突破欧美法规技术壁垒的核心技术及生产一致性的控制难题，研发了系列高性能产品，为产品出口欧美高端市场和行业可持续发展提供了技术保障，推进了中国通机行业的进步，形成的成果也丰富了内燃机的基础理论。项目主要创新点：1)突破欧美环保壁垒的低排放控制技术：提出了低排放小型汽油机理想化油器特性理论，应用于产品使整机排放大幅度降低，HC+NOX减少15-50%；形成了压铸气缸盖低流阻气道的设计方法并对气道创新设计应用生产，如用于常柴168F汽油机开发，改进后气道流量系数在最大升程时提高了31.9%，CO、HC整机排放分别降低了17.3%和19.1%；通过机内燃烧优化使40余种机型达到欧美等国第Ⅱ阶段排放法规要求；用机内净化和优化二次补气技术，小型汽油机达到国际最严的2011年开始陆续执行的美国Ⅲ阶段排放限值和安全要求，美国EPA建议方案用三效催化器或催化剂+二次补气。该项目仅用二次补气已在美国实验室测试通过，已完成多个机型的开发。该方案制造成本低、易达产品安全要求，国内外未见报道。2)优化创新设计的整机高性能关键技术：得出了高性能小型汽油机结构设计的关键要素，通过气道创新设计及与供油匹配，点火参数优化、冷却风量的分配，整机平衡量和激振力的分析和试验研究，产品的动力输出增大，最大功率达到日本同类样机最优水平，较原机功率提高5-15%不等；解决了机器运行过热的难题；整机振动烈度最大可下降60.4%，提高了汽油机的动力性、经济性、可靠性和工作稳定性。3)符合国情、经济有效的生产一致性控制技术与装备：针对国内通机行业生产实际，结合国情提出了一种小型汽油机研发和批量生产控制性能、排放一致性的方法和手段，其中小型汽油机进排气流通稳流试验装置和排放控制方法获发明授权；用五气分析仪的整机排放简易测量方法获实用新型授权，已在国内50余家内燃机企业推广使用。项目发表学术论文23篇，共申报发明专利2项，授权1项，授权3项实用新型专利，培养研究生10余名。项目实施以来，与占国内总产量90%以上的生产区域(江苏、上海、浙江、福建、山东、重庆等地)的100余家汽油机整机及化油器、催化器等零部件企业产学研合作，合作经费逾600多万元，项目成果自2005年已陆续应用于产品研发，在缸径34-90mm的数十种汽油机机型上推广应用，累计生产已超过2000万台以上，产生了巨大的经济效益和社会效益。对近三年部分应用企业的统计，项目新增利润31398.2万元，税收18280.1万元，创汇23445.3万美元。