摩托車電噴系統(tǒng)排放控制技術

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，能夠對摩托車起動、暖機以及高速、加速等多個方面進行排放控制技術分析。

關鍵詞：摩托車;電噴系統(tǒng);排放;控制技術

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

近年來，隨著環(huán)境污染問題日益嚴重，針對廢氣排放標準也逐漸嚴格，在摩托車領域中發(fā)動機的管理系統(tǒng)逐漸開始了廣泛應用，并逐漸取代化油器。采用電噴技術其具有排放控制技術優(yōu)勢，其次電噴技術結合三元催化器技術，已經(jīng)被認為是目前解決摩托車排放的最佳技術線路，同時還能夠達到摩托車的動力要求，實現(xiàn)動力性和排放的平衡。

1 起動和暖機過程排放控制技術

根據(jù)國家有關標準，起動過程從環(huán)境溫度20到30℃開始后將進入排放采樣，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)動機在燃燒過程中的穩(wěn)定性。后處理催化劑由于溫度較低還沒有開始運行，導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)動機的運行環(huán)境參數(shù)對起動和怠速暖機中需要的燃油量，點火角，空氣量進行標定，確保發(fā)動機能夠在首次點火時順利起動，平穩(wěn)進入起動后怠速暖機控制過程中，確保不會有多余燃油通過尾氣直接排放。在順利起動時電噴系統(tǒng)可通過精細調整噴油，點火，空氣量，使發(fā)動機起動之后能夠有效控制轉速和過量空氣系數(shù)并達到最優(yōu)化的狀態(tài)，保障發(fā)動機燃燒過程中的穩(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 高速和加速時的排放控制技術

當摩托車發(fā)動機處于高速循環(huán)和由中低向高速加速時，氮氧化合物是排放難點，主要是由于處于該過程中發(fā)動機的負荷相對較大，導致出現(xiàn)大量的氮氧化物，電噴系統(tǒng)在控制排放氮氧化物時主要包括以下兩點：對過量空氣系數(shù)采取閉環(huán)和偏移控制，其次可以優(yōu)化控制對點火角，這也是一種降低循環(huán)氮氧化物排放的關鍵方法。通常當發(fā)動機處于最佳矩陣輸入點位置時，在不同負荷條件轉速下點火角不同，隨轉速和負荷的升高，點火角逐漸增加，電噴系統(tǒng)可對氮氧化物排放中的不同情況點火角進行優(yōu)化。在標定時某一范圍內(nèi)可通過降低最佳點火角，雖然對于發(fā)動機轉矩影響不大，但能夠顯著降低氮氧化物排放。因此，通過調整對火角，在不影響發(fā)動機性能的情況下能夠降低由于較大點火角產(chǎn)生的爆震影響，同時還能夠抑制氮氧化物排放，尤其對于處于高負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

在排放控制中關鍵是要做好排放一次性，由于發(fā)動機最終排放主要是受到催化劑轉換器能的影響，而三元催化劑在一定空燃比范圍中具有較高轉換效率，但要求達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使不同摩托車排放結果存在差異。對于化油器來說，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)動機燃燒本身誤差，因此這種情況下對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，而對電噴系統(tǒng)來說，可通過在排氣管中安裝氧傳感器，進一步對廢氣氧含量進行實時監(jiān)測，能夠實時調整噴油器的噴油量，實現(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換條件，不僅能夠有效抑制污染物排放，同時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。當發(fā)動機經(jīng)過長時間使用之后燃燒情況日益惡劣，發(fā)動機起動和怠速情況下質量降低，增加供油誤差，同時也會影響催化劑的本身性能。對于電噴系統(tǒng)來說由于其具有獨特的空燃比閉環(huán)控制，但是空氣自學功能能夠使發(fā)動機在整個階段中處于最佳的理想空燃比和起動怠速質量條件，通過空燃比自學習，能夠將傳感器反饋的供油誤差經(jīng)處理后，在控制器的儲存器進行數(shù)據(jù)更新儲存，每次運行之后需要對誤差進行補償。此外，空燃比閉環(huán)控制能夠使發(fā)動機的實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換效率，同時能夠使發(fā)動機處于怠速過程中監(jiān)測空氣供給偏差在控制器中得到更新儲存，每次運行摩托發(fā)動機時需要通過怠速執(zhí)行器，能夠對處于怠速和起動空氣進行補償，保障發(fā)動機的良好性能。

4 怠速控制

在整個排放系統(tǒng)中怠速工況占據(jù)較大比例，良好的怠速控制對于尾氣排放來說也是十分有利的。對電噴系統(tǒng)來說發(fā)動機保怠速控制主要是對點火角和空氣自動調節(jié)，實時轉速檢測能夠計算發(fā)動機的目標轉速和實際轉速差距，根據(jù)該差距能夠實時調整點火角和怠速執(zhí)行器的空氣，使轉速處于目標怠速范圍附近。由于能夠調節(jié)點火角和空氣，因此在發(fā)動機處于冷機狀態(tài)時可將發(fā)動機維持在較高怠速狀態(tài)，保證發(fā)動機能夠實現(xiàn)穩(wěn)定運行，同時能夠促使發(fā)動機在短時間內(nèi)迅速暖機，提高催化劑的起燃效率。在熱機狀態(tài)時由于發(fā)動機運行效率比較穩(wěn)定，能夠長期保持在較低怠速，能夠減少油耗和廢氣的排放。對于單缸摩托車的發(fā)動機來說，需要將發(fā)動機怠速保持在每分鐘50轉的速度內(nèi)，能夠從一定程度上改善排放過程中的穩(wěn)定性和發(fā)動機的怠速排放結果。

5 小結

對于摩托車的電噴系統(tǒng)來說是一個較為復雜的工程，其運行參數(shù)較多，功能復雜，涉及發(fā)動機控制的多個領域，任何功能參數(shù)改變都會影響發(fā)動機的性能。本研究從多個方面闡述了電噴系統(tǒng)對于尾氣排放控制的作用。同時由于摩托車電噴系統(tǒng)在不斷發(fā)展，隨著近年來對于機動車排放污染物要求逐漸提升，人們對車輛動力性能要求也越來越高，電噴系統(tǒng)的應用已經(jīng)成為當前摩托車發(fā)展的關鍵趨勢，其應用更加廣泛，能夠被廣大摩托車愛好者接受，進而為建設環(huán)保低碳的社會環(huán)境增添力量。

參考文獻：

[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)的供油結構.

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