摘 要：在本研究中主要闡述了摩托車電噴系統(tǒng)的排放控制技術(shù)，能夠?qū)δν熊嚻饎?dòng)、暖機(jī)以及高速、加速等多個(gè)方面進(jìn)行排放控制技術(shù)分析。

關(guān)鍵詞：摩托車;電噴系統(tǒng);排放;控制技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.191

近年來，隨著環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，針對(duì)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)也逐漸嚴(yán)格，在摩托車領(lǐng)域中發(fā)動(dòng)機(jī)的管理系統(tǒng)逐漸開始了廣泛應(yīng)用，并逐漸取代化油器。采用電噴技術(shù)其具有排放控制技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其次電噴技術(shù)結(jié)合三元催化器技術(shù)，已經(jīng)被認(rèn)為是目前解決摩托車排放的最佳技術(shù)線路，同時(shí)還能夠達(dá)到摩托車的動(dòng)力要求，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力性和排放的平衡。

1 起動(dòng)和暖機(jī)過程排放控制技術(shù)

根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，起動(dòng)過程從環(huán)境溫度20到30℃開始后將進(jìn)入排放采樣，處于該環(huán)境下給一氧化碳排放帶來一定難度，需要加入濃混合氣，確保氣管比油膜的穩(wěn)定性，以及發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒過程中的穩(wěn)定性。后處理催化劑由于溫度較低還沒有開始運(yùn)行，導(dǎo)致大量的一氧化碳原始排放未經(jīng)處理之后排入大氣中。從檢測(cè)數(shù)據(jù)上來看，在總排放量中有60%為一氧化碳排放量，因此需要采取措施。根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行環(huán)境參數(shù)對(duì)起動(dòng)和怠速暖機(jī)中需要的燃油量，點(diǎn)火角，空氣量進(jìn)行標(biāo)定，確保發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在首次點(diǎn)火時(shí)順利起動(dòng)，平穩(wěn)進(jìn)入起動(dòng)后怠速暖機(jī)控制過程中，確保不會(huì)有多余燃油通過尾氣直接排放。在順利起動(dòng)時(shí)電噴系統(tǒng)可通過精細(xì)調(diào)整噴油，點(diǎn)火，空氣量，使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后能夠有效控制轉(zhuǎn)速和過量空氣系數(shù)并達(dá)到最優(yōu)化的狀態(tài)，保障發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程中的穩(wěn)定性，平衡油膜的建立和揮發(fā)，盡可能減少燃燒不穩(wěn)定產(chǎn)生的原始排放。

2 高速和加速時(shí)的排放控制技術(shù)

當(dāng)摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速循環(huán)和由中低向高速加速時(shí)，氮氧化合物是排放難點(diǎn)，主要是由于處于該過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷相對(duì)較大，導(dǎo)致出現(xiàn)大量的氮氧化物，電噴系統(tǒng)在控制排放氮氧化物時(shí)主要包括以下兩點(diǎn)：對(duì)過量空氣系數(shù)采取閉環(huán)和偏移控制，其次可以優(yōu)化控制對(duì)點(diǎn)火角，這也是一種降低循環(huán)氮氧化物排放的關(guān)鍵方法。通常當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳矩陣輸入點(diǎn)位置時(shí)，在不同負(fù)荷條件轉(zhuǎn)速下點(diǎn)火角不同，隨轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的升高，點(diǎn)火角逐漸增加，電噴系統(tǒng)可對(duì)氮氧化物排放中的不同情況點(diǎn)火角進(jìn)行優(yōu)化。在標(biāo)定時(shí)某一范圍內(nèi)可通過降低最佳點(diǎn)火角，雖然對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩影響不大，但能夠顯著降低氮氧化物排放。因此，通過調(diào)整對(duì)火角，在不影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的情況下能夠降低由于較大點(diǎn)火角產(chǎn)生的爆震影響，同時(shí)還能夠抑制氮氧化物排放，尤其對(duì)于處于高負(fù)荷和高速狀況下的尾氣排放來說是十分明顯的。

3 排放的一致性和耐久性控制

在排放控制中關(guān)鍵是要做好排放一次性，由于發(fā)動(dòng)機(jī)最終排放主要是受到催化劑轉(zhuǎn)換器能的影響，而三元催化劑在一定空燃比范圍中具有較高轉(zhuǎn)換效率，但要求達(dá)到三元催化劑的廢氣具有穩(wěn)定氧含量，能夠保障排放一致性，否則不同部件差異會(huì)使不同摩托車排放結(jié)果存在差異。對(duì)于化油器來說，相同條件下供油誤差率控制在15%的范圍內(nèi)，噴油器的供油誤差在5%，然而包括催化劑和發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒本身誤差，因此這種情況下對(duì)于普通車輛來說要保障較為穩(wěn)定的空燃比是具有一定難度的，而對(duì)電噴系統(tǒng)來說，可通過在排氣管中安裝氧傳感器，進(jìn)一步對(duì)廢氣氧含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整噴油器的噴油量，實(shí)現(xiàn)空燃比閉環(huán)控制，保證空燃比始終處于理想范圍中，使三元催化器能夠處于高效轉(zhuǎn)換條件，不僅能夠有效抑制污染物排放，同時(shí)還能夠保障排放一致性。除此之外，排放的耐久性也是重要的控制內(nèi)容。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間使用之后燃燒情況日益惡劣，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和怠速情況下質(zhì)量降低，增加供油誤差，同時(shí)也會(huì)影響催化劑的本身性能。對(duì)于電噴系統(tǒng)來說由于其具有獨(dú)特的空燃比閉環(huán)控制，但是空氣自學(xué)功能能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)階段中處于最佳的理想空燃比和起動(dòng)怠速質(zhì)量條件，通過空燃比自學(xué)習(xí)，能夠?qū)鞲衅鞣答伒墓┯驼`差經(jīng)處理后，在控制器的儲(chǔ)存器進(jìn)行數(shù)據(jù)更新儲(chǔ)存，每次運(yùn)行之后需要對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償。此外，空燃比閉環(huán)控制能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際空燃比一直處于理想狀態(tài)附近，保障催化劑具有較高的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速過程中監(jiān)測(cè)空氣供給偏差在控制器中得到更新儲(chǔ)存，每次運(yùn)行摩托發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)需要通過怠速執(zhí)行器，能夠?qū)μ幱诘∷俸推饎?dòng)空氣進(jìn)行補(bǔ)償，保障發(fā)動(dòng)機(jī)的良好性能。

4 怠速控制

在整個(gè)排放系統(tǒng)中怠速工況占據(jù)較大比例，良好的怠速控制對(duì)于尾氣排放來說也是十分有利的。對(duì)電噴系統(tǒng)來說發(fā)動(dòng)機(jī)保怠速控制主要是對(duì)點(diǎn)火角和空氣自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè)能夠計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速差距，根據(jù)該差距能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整點(diǎn)火角和怠速執(zhí)行器的空氣，使轉(zhuǎn)速處于目標(biāo)怠速范圍附近。由于能夠調(diào)節(jié)點(diǎn)火角和空氣，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷機(jī)狀態(tài)時(shí)可將發(fā)動(dòng)機(jī)維持在較高怠速狀態(tài)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)能夠促使發(fā)動(dòng)機(jī)在短時(shí)間內(nèi)迅速暖機(jī)，提高催化劑的起燃效率。在熱機(jī)狀態(tài)時(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率比較穩(wěn)定，能夠長(zhǎng)期保持在較低怠速，能夠減少油耗和廢氣的排放。對(duì)于單缸摩托車的發(fā)動(dòng)機(jī)來說，需要將發(fā)動(dòng)機(jī)怠速保持在每分鐘50轉(zhuǎn)的速度內(nèi)，能夠從一定程度上改善排放過程中的穩(wěn)定性和發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速排放結(jié)果。

5 小結(jié)

對(duì)于摩托車的電噴系統(tǒng)來說是一個(gè)較為復(fù)雜的工程，其運(yùn)行參數(shù)較多，功能復(fù)雜，涉及發(fā)動(dòng)機(jī)控制的多個(gè)領(lǐng)域，任何功能參數(shù)改變都會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。本研究從多個(gè)方面闡述了電噴系統(tǒng)對(duì)于尾氣排放控制的作用。同時(shí)由于摩托車電噴系統(tǒng)在不斷發(fā)展，隨著近年來對(duì)于機(jī)動(dòng)車排放污染物要求逐漸提升，人們對(duì)車輛動(dòng)力性能要求也越來越高，電噴系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)前摩托車發(fā)展的關(guān)鍵趨勢(shì)，其應(yīng)用更加廣泛，能夠被廣大摩托車愛好者接受，進(jìn)而為建設(shè)環(huán)保低碳的社會(huì)環(huán)境增添力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉建輝，劉琳，張顯，et al.摩托車電噴系統(tǒng)傳感器工作原理及故障診斷研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2017（04）：70-74.

[2]梁漢榮，侯超.一種摩托車電噴系統(tǒng)的供油結(jié)構(gòu).

作者簡(jiǎn)介：衛(wèi)健輝（1964-），男，廣東廣州人，本科，內(nèi)燃機(jī)工程師，主要從事內(nèi)燃機(jī)開發(fā)及制造方向研究。