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【摘 要】发动机怠速是排放很严重的工况。汽油机在怠速工况运行时，特别是在化油器式发动机，由于化油器供给的是较浓的混合气，部分燃料因缺氧而不能完全燃烧，造成大量燃烧中间产物排出机外，所以怠速工况是汽油机HC、CO排放浓度很高的工况。汽油机怠速工况下HC和CO排放较高的根本原因在于燃烧组织不良，所以燃烧完全程度是影响HC和CO生成的最直接因素。因此， 降低怠速排放的根本措施在于改善其燃烧过程，本文将叙述汽油机在怠速工况下降低HC和CO排放的方法。
【关键词】汽油 发动机 怠速 排放
一、提高怠速转速
怠速转速对怠速排放有很大的影响。怠速转速越低，要求节气门开度越小，使得残余废气的稀释严重，需要更浓的混合气，这就增加了怠速时CO与HC的排放，如图1所示。怠速转速与怠速所需的空燃比有直接关系，因为转速提高要对应较大的节气门开度和较小的残余废气系数，就可用较大的空燃比。提高怠速转速可使混合气形成和燃烧均获得改善，这不仅是由于可燃混合气在进气管中的移动速度增加所致，而且是提高充气效率和减少残余废气稀释度的结果。
近年来，人们对汽车驱动舒适性要求越来越高，既要求发动机怠速稳定、不熄火，又要求有良好的瞬态响应，即一旦节气门开启，发动机就能迅速平稳地过渡到所需要的任何工况。一般来说，较高的怠速转速有利于瞬态响应。此外，汽车空调和动力转向系统等，也要求发动机以较高的转速空转。因此，怠速转速的提高不仅对改善怠速排放有利，还对从怠速平滑地向正常行驶工况过渡和缩短加速时的燃油滞后时间也有利。
综上所述，对于怠速转速，传统的观点是把怠速转速调得尽可能低，因为怠速时的燃料消耗量随怠速转速提高而增大。因此，怠速转速多在400～500r/min范围内。但在这样低的怠速转速下，降低怠速排放是很困难的。现代高速车用汽油机的怠速转速多在800～1000r/min，使怠速排放大大下降。较高的怠速，对驱动舒适性和附件驱动也很有利。
二、高能点火
高能点火对HC排放的作用有两方面：一是增大了初始火核半径，有助于提高燃烧速率和减小循环变动；二是降低了混合气较稀时的失火概率，使发动机可燃用稍稀的混合气，从而减少了HC排放。图2所示为高能点火和普通点火时HC排放量随空燃比的变化。可见，在怠速工况时，高能点火使HC最低排放量的空燃比增大到了13左右，HC排放也有了明显的下降。
三、增大气门间隙，减小气门重叠角
进、排气门同时开启时，怠速状态进气管内存在较大的真空度，排气管内一部分废气便被吸入汽缸与新鲜混合气混合，由于这部分废气几乎不能参与燃烧，重新进入汽缸后使燃烧温度降低，易造成失火现象，因此使怠速时的HC排放恶化。气门重叠角越大，进入汽缸的废气量就越多，HC排放就越多。
发动机进排气门间隙影响气门重叠角，从而影响汽缸内残余废气的比率。图3给出了气门间隙对HC、CO排放的影响规律。可见，气门间隙越大，HC、CO排放浓度越低。
此外，对进气进行预热，对发动机进行定期维护，及时清除燃烧室内积碳，对减少怠速排放污染物也重要作用。
对于化油器式发动机，要进一步改进化油器怠速系统设计，提高其制造精度，改善怠速调整进行一致性和耐久性，以降低怠速排放。
对于电控汽油喷射式发动机，怠速排放要比化油器式发动机少。这是因为此时的雾化、气化的质量大改善；各缸的空燃比均匀性好；空燃比的控制程度高且稳定；点火时刻的精确控制与点火能量的提高。所有这些因素使进气道多点喷射的汽油机，已可在热怠速时使用过量空气系数φa接近1（空燃比闭环控制）的混合气，而化油器式发动机，一般怠速时φa=0.7～0.8。