通用小型汽油机电控化研究

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1、通用小型汽油机电控化研究张晨曦陈玉炜赵晏锋戈永旺余立兵盐城工学院汽车工程学院摘要：通用小型汽油机具有轻巧便宜，操作简单等优点，被广泛应用于农业，建筑，园林等各个领域。近些年，随着环保法规的不断加严，化油器式小型汽油机难以达到未来相关法规的要求。本文以188F汽油机为例，根据其结构特点，挑选合适的电控零部件，将传统化油器供油系统改为电控燃油系统，从而降低小型汽油机排放污染，提高汽油机的各项性能。通过整机标定和排放试骑，改进电控汽油机动力性和经济性，整机排放达到美国EPA第III阶段的限值要求。关键词：通用小型汽油机;电控;排放;性能;0引言通用小型汽油机（简称

2、通机）泛指以汽油为燃料，功率W30kW,不用于道路的小型发动机。它具有轻巧，便宜，操作简单等优点，被广泛应用于小型机具，发电机组，应急发电，［□地灌溉等工具的配套动力，已经成为人类生产生活的重要组成部分。目前，通用小型汽油机均使用化油器式供油系统。在日益严格的排放法规下，化油器燃油供给的小型汽油机将无法达到未来的排放法规。电控燃油供给系统以ECU为中心，利用传感器检测各项数据，根据控制程序准确控制喷油器的喷油量，适用于发动机的各类工况。电控燃油供给系统采用电控技术，能够减少污染物排放，降低燃油消耗率，提高发动机功率。为了满足上述要求，根据188F汽油机的特点

3、，选择合适的电控零配件，对188F汽油机进行改进，从而开发出适用于小型汽油机的电控燃油供给系统。对改进后的汽油机进行试验，调整不同工况下的过量空气系数，改善汽油机的燃烧，实现机内净化，降低污染物排放，从而达到美国EPA第III阶段排放法规限值。通过标定外特性脉谱，优化188F汽油机的性能，提高汽油机动力性，经济性和排放性能。1电控燃油系统的选配本文选用了市场上常见的188F汽油机为样机，对电控燃油系统进行研究。188F汽油机是单缸风冷四冲程结构，其具体参数见表1。表1188F汽油机参数下载原表2188F汽油机电控燃油供给系统研发进行改装试验之前，需要选择适用

4、于188F汽油机的电控系统零配件。这些零配件包括:传感器，ECU和执行器。为了控制成本，在小型汽油机燃油系统上采用的是开环控制策略。传感器方面，选用了压力传感器，转速传感器以及温度传感器等。ECU电子控制单元通过传感器传输的信息，准确的算出喷油量。执行器接收来自电子控制单元ECU的脉冲信号，完成喷油工作。188F汽油机具体的燃油系统结构见图1,改进后的188F汽油机见图2O图1188F汽油机电控燃油供给系统结构图下载原图图2改进后的188F汽油机下载原图3188F汽油机标定试验通过改装和调试，使188F汽油机电控燃油系统能够适用于汽油机的各种工况。为了解改装

5、后的188F汽油机的动力性和污染物排放情况，同时优化其性能，将对改装后的汽油机进行标定试验。3.1外特性标定当节气门全部打开时的速度特性就是外特性。外特性能够表现发动机的最大功率和扭矩。通过对外特性曲线的分析，能够分析发动机的各项参数，比如最大功率,最大扭矩等。标定试验时，要保证188F汽油机处于节气门全开状态，从而使输岀功率保持最高。通过调整测功机扭矩等参数，降低发动机的转速。在转速保持稳定的时候，进行试验，最后将所测得的脉宽数据输进电子控制单元屮。由于淘汰了原先的化油器供油系统，进气通道流通得到改善，额定功率和原机相比提高了10%左右。3.2EPA测试循

6、环标定188F汽油机的排放试验中，引入了劣化系数来推算汽油机使用过长时间后的排放值。如果劣化后的排放值都达到EPA所规定的值的话，说明电控燃油系统达到预期的目标。根据经验公示和相关文献，HC劣化系数为1.5,NOx为1.2。根据过量空气系数与负荷Z间的联系，采用了20种不同的方案进行运算，并挑选其中5种方案将结果画成折线图进行比较，如图3o方案1和方案3虽整机排放低于EPA第III阶段限值，但经劣化计算后超岀了EPA第III阶段限值。使用方案12时，整机排放最低，CO仅为256.85g(kW•h),HC为3.49g(kW•h),NOx为2.98g(kW•h)

7、,HC+NOX劣化后仅为8.16g(kW•h),仍低于EPA第III阶段限值。可见，168F汽油机使用方案12Ot不使用催化剂或二次补气技术，仅通过机内净化，整机排放就可以完全满足EPA第III阶段排放法规的要求，且具有满足未来更严格排放法规的潜力。将方案12中六个工况下的过量空气系数对应的喷油脉宽写入喷油量脉谱中。图3不同空气系数随负荷变化方案下载原图4全文总结木文选取了市场上较为常见的188F汽油机为样机。通过选配合适的的电控系统零配件(燃油泵，喷油器，ECU,传感器等)，完成对原汽油机的改装。对改装后的汽油机进行了标定试验。改装后的汽油机的动力性、经济

8、性和排放性能较原机均得到了提高。参考文献[1]陈玉炜