《摩托车化油器的优缺点及未来发展研讨5538.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《摩托车化油器的优缺点及未来发展研讨5538.docx(13页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、摩托车化油油器的优优缺点及及未来发发展方向向向万林西华大学 08汽设三三班摘要 化化油器因因其具有有体积小小,结构构紧凑、简简单、价价格便宜宜等优点点被广泛泛应用在在摩托车车上,但但是它相相比于电电喷系统统来说,存存在不能能根据具具体工况况适时精精确调整整空燃比比的缺点点,这极极大的限限制了它它的发展展。国标准的的实施,迫迫使各大大生产厂厂家针对对排放对对化油器器系统进进行研究究、改进进。通过过相关单单位的实实验表明明,在未未来的一一段时间间之内,精精调化油油器+尾气后后处理或或电控化化油器+尾气后后处理这这些措施施,将成成为摩托托车应对对国排放的的措施,也也决定化化油器未未来发展展方向关键词
2、:摩摩托车,化化油器 ,精调 ,电控控化油器器 ,尾气气后处理理 随着改改革开放放的逐步步深入,国国民经济不断断地发展展,摩托托车行业业也一同同快速的的发展起起来,中中国摩托托车工业业在国家家的重视视和支持持下,产产销规模模不断扩扩大,目目前已成成为名副副其实的的摩托车车生产大大国。越越来越多多的摩托托车参与与到道路路运输当当中,摩摩托车的的排放问问题就值值得人们们考虑了了。为了了减少对对环境的的污染,自自20110年7月1日起,我我国所有有制造、销销售、注注册登记记的两轮轮摩托车车和两轮轮轻便摩摩托车大大气污染染物排放放须符合合国标准要要求。但但是对于于普通化化油器来来讲根本本达不到到排放的
3、的要求,但但是化油油器又具具有电喷喷系统无无法比拟拟的巨大大价格以以及日常常维护修修理的优优势。因因此,对对化油器器技术的的改进便便成为当当务之急急。同时时化油器器的改进进对另外一些些以化油油器为供供给系统统主要部部件的非非道路机机械,如如:割草草机、油油锯及汽汽油发电电机等设设备的电电喷化发发展打下下坚固的的基础,对对社会、国国家的经经济发展展和人民民生活水水平的提提高也具具有重大大的意义义。1 摩托车车化油器器的优缺缺点1.1 摩摩托车化化油器的的结构及及工作原原理摩托车化化油器主主要是以以柱塞式式化油器器为主,下下面也将将以柱塞塞式化油油器为例例进行摩摩托车化化油器的的简要介介绍。1.1
4、.11柱塞式式化油器器的基本本结构摩托车化油油器主要要零件包包括、进进油阀、 溢油管管、泡沫沫管、喉喉管等,其具体的结构1如图1所示:图1 柱塞塞式化油油器结构构图1.1.22 化油器的工作原原理摩托车化化油器是是根据具具体工况况的不同同而有所所改变的的,包括括了启动动工况、怠怠速工况况、高速速工况。a启动工工况 摩托车车冷启动动时,由由于温度度较低,汽汽油挥发发较少,因因此雾化化效果较较差,为为了使发发动机正正常启动动,需要要供给极极浓的混混合气。此此时阻风风门关闭闭,柱塞塞开度很很小,由由于活塞塞向下运运动,会会在主喷喷管和低低速出油油口产生生很高的的负压,主主喷口和和低速出出油口同同时供
5、油油,同时时由于进进气量很很小,形形成了极极浓的混混合气使使发动机机正常启启动。b.怠速工工况 :柱塞塞开度很很小,由由于柱塞塞的节流流作用,在在低速油油系出油油口处形形成很高高的真空空度。浮浮子室的的燃油经经低速量量孔进入入低速系系,与来自低速速空气道道的空气气在低速速量孔前前端的泡泡沫管内内混合,被被抽人混混合室。c.高速工工况 随着柱柱塞的升升高,低低速出油油口的负负压降低低,主喷喷口的负负压升高高,在负负压作用用下浮子子室燃油油经主量量孔在泡泡沫管内内与来自自空气量量孔的空空气混合合成微小小的油包包气球,从从主油针针、主喷喷管的环环状间隙隙喷入混混合室,与与主空气气道的空空气再次次混合
6、,进进入发动动机。高高速工况况下低速速油系仍仍供油,但但供油比比例逐步步减小。保保证了化化油器根根据不同同工况的的要求调调节了空空燃比。1.2 摩摩托车电电喷系统统的结构构和工作作原理电喷系统通通过各种种传感器器,将发发动机吸吸入的空空气置、发发动机温温度、发发动机转转速与加加减速等等状况转转换成电信信号,送送入控制制器ECCU 。控控制器将将这些信信息与储储存信息息比较、精精确计算算后输出出控制信信号。电电喷系统统不仅可可以精确确控制燃燃油供给给量, 以取代代传统的的化油器器。而且且可以控控制点火火提前角角和怠速速空气流流量等。极极大地提提高了发发动机的的综合性性能。1.2.11 摩托车车电
7、喷系系统的组组成22整个电喷喷系统主主要由传传感器、一一个控制制器(ECU)、执执行器等等三大部部分组成成。传感感器为进进气压力力传感器器、节气气门开度度传感器器、进气气温度传传感器、发发动机温温度传感感器、发发动机转转速传感感器、氧氧传感器器、车体体倾斜传传感器等等。个控制制器为ECUU (行车车电脑) 。执执行器为为DCPP 泵、点火线圈、旁旁通阀等等。其具体结构构如图2所示:图2摩托车车电喷系系统结构构简图1.2.22 摩托车车电喷系系统的工工作原理理通过传感感器检测测进气量量同时传传感器采采集外部部环境和和发动枷枷各工况况的工作作信号, 把信号输送给控制器, 控制器经过分析计算后向执行
8、器发出指令, 由执行器精确供油和适时点火、保证不同工况下进入汽缸的混合气的实际空燃比最大限度地接近该工况下的理想空燃比。1.2.33 摩托车化油油器与摩摩托车电电喷系统统的优缺缺点比较较摩托车化油油器与摩摩托车电电喷系统统相比较较而言,前前者因其其只有操操纵机构构,进油油组件,喉喉管、泡泡沫管、低低速油系系等机构,因此此结构简简单、紧紧凑、制制造加工工方便因因此价格格便宜,每每台摩托托车化油油器只需需要30到100元左右右。同时时还具有有工作可可靠性高高,维修修、保养养技术要要求低、燃燃油的品品质要求求较低的的优势。但但是其缺缺点是不不能根据据具体工工况适时时精确调调整空燃燃比,因因此发动动机
9、动力力性、燃燃油经济济性较低低。而摩摩托车电电喷系统统虽然不不需要化化油器,但但是需要要添加油油泵、ECU、传感感器、喷喷油器等等部件,相相比于化化油器而而言价格格较高,制制造复杂杂、因此此成本较较高,一一套摩托托车电喷喷系统最最便宜也也要500元10000元左右右,由于于是电子子控制因因此工作作可靠性性较低,同同时维修修和保养养的技术术要求较较高。但但是摩托托车的主主要市场在边边远的山山区,其其维修和和保养技技术水平平较低,很很难达到到电喷系系统的要要求。因因此,摩摩托车化化油器还还是有很很大的生生存空间间,但是是由于电电喷摩托托车发动动机具有有动力性性好,燃燃油经济济性好等等巨大的的优势,
10、电电喷技术术可以作作为摩托托车未来来长远的的发展方方向,但但是在现现阶段,化化油器更更具有现现实意义义。2 摩托车车化油器器的未来来发展方方向目前,为了了达到国国III乃至以以后的国国IV排放标标准,考考虑到主主要的尾尾气成分分包括CO、HC、NOX等,为为了减少少由于燃燃烧不完完全而生生成的CO、HC等,可可以采用用二次空空气喷射射系统来来解决。为为了减少少NOX的排放放等,还还可以采采用三元元催化剂剂技术。同同时考虑到汽油油蒸气的的污染,同同时为了了减少燃燃油的浪浪费需要要添加一一个活性性碳罐来来解决该该问题。因因此,考考虑到国国内的经经济以及及技术水水平等因因素,摩摩托车行行业内应应对国
11、标准已已经形成成共识的的技术路路线主要要有以下下三种:3a精调化化油器+二次空空气喷射射系统+催化剂剂+活性碳碳罐。b电控化化油器系系统+催化器器+活性碳碳罐。C电喷系系统+催化器器+活性碳碳罐。2.1、精精调化油油器化油器是用用来使燃燃油雾化化,并与与空气混混合成一一定比例例的混合合气供给给发动机机运转所所需的燃燃料。一一般化油油器由主主油系、低低速油系系、启动动系、燃燃料系及及加速泵泵组成。精精调化油油器主要要对主油油系和低低速油系系调整主要目目的为:化油器器供油特特性修订订,化油油器供油油特性产产品一致致性控制制,化油油器供油油特性的的可靠性性提高。2.1.11主油系系调整主油系的作作用
12、是提提供发动动机在高高速运转转时所需需的燃料料。主油油系包括括主油针针、主泡泡沫管、主主喷管、主主量孔、主主空气量量孔等零零件。主主油系调调整措施施包括改改变油针针装配结结构设计计变化改进主主油针和和主喷管管表面处处理工艺艺,增加加“油针自自动分检检仪”等检测测设备,保保证主油油系各零零件精度度。2.1.22低速油油系调整整低速油系的的作用是是提供发发动机怠怠速工况况时所需需的燃料料。通常常低速油油系包括括怠速量量孔、怠怠速空气气量孔、怠怠速调节节螺钉或或怠速空空气调节节螺钉、柱柱塞调节节螺钉、怠怠速出油口口等。低低速油系系调整措措施包括括提高怠怠速出油油孔加工工精度,增增加设备备保证怠怠速量
13、孔孔精度,设设计改进进柱塞调调节螺钉钉。2.1.33 化油器器精调实实验结果果4根据袁义春春的实验验:将装装精调化化油器的的整车在在“AVLL 355 kWW底盘测功功机”上进行行整车等等速排放放测试,排排放废气气用“日本HOORIBBA MMEXAA13000废气气分析仪仪”进行测测试(催化剂剂前测试试)。精调调化油器器前后各各个工况况点COO和AF测试值值对比图图见图3、图4。图3 精调调化油器器前后各各个工况况点COO测试值值对比图图图4 精调调比油器器前后各各个工况况点AF测试值值对比图图从图1和图图2曲线可可得,调调整以后后CO的排放放量明显显降低,而而实际空空燃比比比调整之之前更加
14、加接近理理论空燃燃比(理理论空燃燃比A/FF=144.7),在在安装后后续尾气气处理装装置三元元催化剂剂以后效效果会更更佳。2.2 电电控化油油器2.2.11 电控化化油器工工作原理理和系统统组成该系统首先先对化油油器进行行改装,添添加旁通通气道和和电磁阀阀,旁通通气道与与主、怠怠油系相相通。旁旁通气道道所流过过的空气气量是通通过一个个电磁阀阀开启和和关闭的的时间不不同来控控制的。其其工作过过程是当当发动机机运转时时,ECCU将从从转速传传感器获获得转速速信号、从从节气门门位置传传感器获获得开度度信号,进进而确定定发动机机所处工工况,并并从已存存储在EECU中中的MAAP中读取相相应的脉脉宽信
15、号号,经温温度修正正(如果是是闭环控控制,还还需要经经过氧传传感器信信号的修修正),用以以驱动电电磁阀的的开启和和关闭,调调节旁通通掺人空空气量,从从而间接接地精确确控制燃燃油供给给量和空空燃比。2.2.22 与化油油器的比比较试验验5根据朱棣.唐琦.黄克菲.用CG1125摩摩托车用用汽油机机1577FM作作为样机机,进行行44节节气门开开度的速速度特性性试验,可可得到一一下结论论 :使用电控化化油器系系统在与与原机化化油器的的功率、扭矩基本相同的前提下,经过对各个工况空燃比的优化,可使燃油消耗率最大下降211 ,CO排放最大下降862 ,HC排放最大下降342 ,但是NOX排放会有一定幅度的
16、升高。由此可以看出电控化油器系统在降低燃油消耗率、降低CO、HC排放方面潜力很大,但在实际使用时,也应考虑NOX升高的不良影响。2.2.33 电控化化油器与与摩托车车电喷系系统的比比较电控化油器器系统对对于每一一工况点点,空燃燃比是可可调的, 值一般可在99171的范围调整。因而,可以做到对每一工况点的优化,使汽油机的各个工况都处于最佳工作状态其优化值通过试验而获得并记人MAP,以便在实际运行中使用。在这方面,该系统的功能与电控汽油喷射系统完全相同。但是相比于电喷系统而言,由于电控化油器吸收了电喷系统与化油器两者的优点,例如相比于普通化油器而言,电控化油器能根据具体工矿适时的调整空燃比,使发动
17、机的性能得到优化,同时排放更好。相比于电喷系统而言,工作可靠性更高,当其中的一个电控环节出现故障以后,影响的仅仅是旁通气道的空气量,此时电控化油器相当于一个普通化油器来使用,只是排放相对提高了一点,但是电喷系统一旦其中的环节出现故障,发动机将无法继续工作。其次,电控化油器系统结构相对简单,比电控汽油喷射系统少了油泵、高压油路、调压器、喷油器等部件,这也使系统的可靠性大大提高同时也降低了成本,一台电控化油器要比电喷系统低200元左右, 再次,电控化油器系统对油品的要求与化油器一样,而电控汽油喷射系统则对汽油的品质要求较高。2.3 尾尾气后处处理不论采用哪哪种改善善方式,后后续的尾尾气处理理装置都
18、都是改善善排放的的重要手手段,这这样就能能轻松的的达到国国III的排放放要求,减减少对大大气的污污染,例例如:二二次空气气喷射系系统,活活性碳罐罐,以及及三元催催化剂等等,可以以使排放放的效果果更好。2.3.11二次空气气喷射系系统的应应用采用空气冷冷却的中中小排量量摩托车车发动机机,在气气缸盖排排气道紧紧靠排气气管出口口处,可可形成较较大的容容积和相相对绝热热保温区区域,由由于在此此区域内内部气体体温度较较高,若若适时喷喷入空气气则可保保证COO和HC氧化化反应的的进行,此此种方式式称为二二次空气气喷射系系统。为为应对排排放法规规的要求求,国外外摩托车车企业广广泛将二二次空气气喷射系系统应用
19、用于摩托托车发动动机,有有些摩托托车发动动机即使使在采用用电子控控制燃料料喷射装装置的情情况下仍仍然应用用了二次次空气喷喷射技术术。因此此,在不不能采用用闭环电电控喷射射系统与与三效催催化转化化器的情情况下,二二次空气气喷射是是排放控控制的主主要技术术措施。2.3.22三元催催化剂催化器由壳壳体、载载体和催催化剂等等组成。由由于摩托托车工况况变化复复杂,行行驶道路路条件差差,排气气温度较较高,摩摩托车催催化转化化器大多多选择金金属载体体。催化化剂通常常是以贵贵金属铂铂Pt、钯Pd、铑Rh以及稀稀土氧化化物等各各种助剂剂为活性性成份。在在尾气中中oz含量较较高的情情况下,全Pt、全Pd或PtPd
20、的催化剂可以高效氧化c0和HC,称作氧化型催化剂。PtRh及PtPdRh催化剂在理论空燃比附近,可同时高效地转化CO、HC和NOX,这3种有害物质,故称作三元催化剂。催化剂对于于不同有有害成份份的转化化率与空空燃比密密切相关关,只有有在理论论空燃比比附近一一个较窄窄的范围围内,CO、HC、NOX,的转转化率才才能同时时达到较较高水平平。发动动机排气气的空燃燃比在实实际范围围与催化化剂的空空燃比特特性之间间良好匹匹配,将将对排放放控制效效果起到到非常重重要的作作用。根据袁义春春的实验验:利用用“日本小小野755 kWW 台架架测控机机”和“MUIIAIASPY00一P5550废气气分析仪仪”测量
21、量三元催催化剂前前后主要要废气物物排放4如图5所示:图5、三元元催化剂剂前后主主要废气气物排放放从表中的数数据我们们可以知知道,加加上三元元催化转转换装置置以后,排放的废气通过三元催化剂的氧化和分解,得到很好的控制,可以满足排放的要求。2.3.33 活性碳碳罐汽油是一种种易挥发发的液体体,在常常温下燃燃油箱经经常充满满蒸气。为为了减少少燃油蒸蒸气泄漏漏到大气气中污染染大气,同同时为了了提高摩摩托车的的经济性性,因此此需要将将燃油蒸蒸气进行行回收再再送入燃燃烧室燃燃烧掉,这个个过程起起重要作作用的是是活性碳碳罐贮存存装置,因因为活性性碳有吸吸附功能能,当摩摩托车运运行或熄熄火时,燃燃油箱的的汽油
22、蒸蒸气通过过管路进进入活性性碳罐的的上部,新新鲜空气气则从活活性碳罐罐下部进进入活性性碳罐。发发动机熄熄火后,汽汽油蒸气气与新鲜鲜空气在在罐内混混合并贮贮存在活活性碳罐罐中,当当发动机机启动后后,装在在活性碳碳罐与进进气歧管管之间的的燃油蒸蒸发净化化装置的的电磁阀阀门打开开,活性性碳罐内内的汽油油蒸气被被吸入进进气歧管管参加燃燃烧,这这样就可可以大大大减少燃燃油蒸气气的污染染,同时时提高了了燃油经经济性。3 结论通过以上上的分析析,我认认为在满满足国排放标标准的前前提下,同同时在当当前国内内技术水水平的前前提下,只只要克服服普通化化油器的的缺点,化化油器仍仍有很大大的生存存空间,比比如采用用精
23、调化化油器、电电控化油油器,同同时根据据合理的的情况选选择后续续的尾气气处理系系统,如如:二次次空气喷喷射系统统、三元元催化转转化剂以以及活性性碳罐等等,这两两种方案案都是可可行的。在在当今国国内的各各大摩托托车生产产厂家,如如:大长长江集团团有限公公司、隆隆鑫机车车有限公公司、建建设摩托托车股份份有限公公司等众众多摩托托车生产产厂家也也采用了了其中的的大部分分技术。因因此在未未来的发发展中,电电子控制制燃油喷喷射系统统是一个个长远的的发展目目标,在在短期内内,精调调化油器器和电控控化油器器加上后后续的尾尾气处理理系统来来解决摩摩托车的的排放问问题的方方案可以以作为化化油器发发展的两两个方向向。参考文献献1吴海海勤,李李国俊.摩托车车化油器器J.摩托车车技术,20002:31.2胡春春明.摩托车车化油器器与电控控汽油喷喷射系统统J.摩托车车电喷技技术,20005,(6):44.3李建建春,陈陈泉,陈陈世强.电控化化油器系系统在小小排量摩摩托车上上的应用用分析J.内燃机机,20110,(1):164袁义义春.摩托车车尾气排排放控制制措施J.内燃机机,20009,(4):37-395朱棣棣.唐琦.黄克菲. 电控化化油器的的开发研研究J.小型内内燃机与与摩托车车,20004:26-28.
限制150内