摘要：摩托车在高原地区需进行专门的匹配试验，采用空燃比道路试验测量方法，通过摩托车高原状态的匹配，对结果数据进行分析，高原状态较低海拔状态摩托车部分性能有一定降低，如最高车速、加速性能，但燃油经济性优于低海拔状态。通过高原状态匹配，解决了车辆在高原缺氧时的动力严重下降、循环波动、加速打顿等现象，整车综合性能实现最佳，满足了客户的使用需求。

    在高原地区，由于空气中氧含量少，摩托车行驶过程中会出现循环波动、最高车速下降等现象，高原地区摩托车的性能匹配一直是各企业及研究部门的重要课题，很多摩托车生产企业都遇到过客户对该问题的投诉和抱怨。
    摩托车的匹配试验通常是整车企业在实验室内完成，测试环境是低海拔、常规大气压力，很少有研究机构具备能模拟高原环境的底盘测试实验室，高原匹配试验需将车辆送至高海拔地区进行道路测试，道路匹配试验时技术上存在较多的困难，高原状态的摩托车匹配一直以来困扰着制造企业，本文就是以此为目标，解决高原匹配试验的问题。

    1 内燃机工作原理
    摩托车发动机是利用汽油燃烧后产生动力驱动车辆行驶的，化油器将汽油和空气结合形成雾状可燃混合气，可燃混合气中空气与燃油的比称可燃混合气浓度，通常用过量空气系数和空燃比表示，可燃混合气中空气质量与燃油质量之比称空燃比A/F。空燃比是发动机工作时的重要参数，对尾气排放、发动机的动力性和经济性均有很大影响，汽油机的空燃比在12～13时功率最大，在16时油耗最低，在18左右污染物浓度最低。
    过量空气系数是实际燃烧进入的空气质量与理论燃烧所用的空气质量之比，它等于实际空燃比与理论空燃比之比，过量空气系数φ＝AFRactual/AFRstoicno在西欧及美国，内燃机燃烧分析常用空燃比表示，在我国和俄罗斯用过量空气系数表示。过量空气系数大于1时，混合气为稀混合气，小于1时为浓混合气，各种燃料的理论空燃比是不相同的，汽油机理论空燃比是14.7，空燃比大于14.7时为稀混合气，小于14.7时为浓混合气，混合气过稀和过浓都会影响发动机的工作动力性和经济性。表1为空燃比与过量空气系数的关系。
    汽油燃烧时与空气中氧气发生化学反应，产生了
CO、 HC、 C02、 NOX、 H2O等气体成份，氧气的含量决定了反应物CO、HC、NO2的浓度，汽油由CmHn碳氢化合物组成，燃烧时的化学反应过程如下：
CmHn+mO2/2→mCO+Nh2/2
N2+O2→NOx
当氧气浓度充分燃烧时反应式如下：
2H2+O2→2H2O
2CO+O2→2CO2

    汽油机燃烧时空燃比大小直接影响污染物的浓度，图1是空燃比与汽油机排气污染物各成分的关系。汽油混合气越浓，由于空气不足，燃烧不完全，NOx排放不多，但HC、 CO的排放增多；混合气越稀，燃烧完全，HC、CO的排放减少，但NOx增加很多。供给更稀的混合气时，随着燃烧速度的下降，容易产生不稳定燃烧，这时NOx、 CO的排放减少，而HC排放却增多。
    2 测试设备
    2.1怠速排放仪
    摩托车排气污染物测试过程中需使用怠速排放仪，该排放仪用于怠速排放测量、等速排放测量等，并大量应用在摩托车底盘匹配试验中。HORIBA MEXA5 84L是一款精度高、稳定性强的摩托车排放仪，可以测量CO、 C02、HC、NOx, O2这5种组份气体，显示空燃比、过量空气系数等，但使用时需外接220 V电源。
    2.2空燃比测量仪
    空燃比测量仪是汽油机测试混合气空燃比的专业工具，实际空燃比是通过测量废气中的氧浓度获取的。空燃比分析仪包括氧传感器，常用的氧传感器为氧化铅型（ZrO2 )，工作原理为：传感器内有1个ZrO2制成的一端密封的管状体，铅管内外表面覆盖多孔性薄铂层，作为电极，内表面电极与空气相通，外表面与废气接触，错管两侧氧浓度差形成微电压。宽域型氧传感器是空燃比分析仪的核心部件，传感器工作时通过电加热方式，当温度达到300°以上传感器开始工作，稳定工作时达到750°。



    MEXA-110λ型空燃比测试仪如图2所示，可以检测空燃比A/F、空气过量系数λ及氧气浓度，能够满足发动机、整车匹配试验及其他开发试验的需求。该分析仪使用直插式氧化错陶瓷传感器，通过测量尾气中氧气的含量，计算空燃比、过量空气系数的参数；该分析仪小巧、质量轻，既可以使用外部电源，也可以使用摩托车12V电源，便于车载，适合于道路试验，是一种可靠性好、精度高的便携式分析仪。
    MEXA-110 λ分析仪使用前需准备传感器的安装，测量时要先对氧传感器进行校准，并根据需要选择显示模式（空燃比、过量空气系数和氧含量）。