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1、汽车燃油多点电喷系统一、课题背景在我国,与汽车工业相关的能源与环境问题比较突出。汽车每年约消耗我国汽油总产量的85%,柴油总产量的20%。而我国2000年原油进口达7000万吨,及海湾战争对油价的影响,说明国内油品对国际市场具有较大的依赖性。所以发展代用燃料汽车,关系到国家能源结构调整和能源战略安全。汽车尾气排放是大气主要的污染源之一,世界各国为此加强了对汽车尾气污染的治理。随着世界各国汽车排放法规的不断严格,液化石油气汽车对排放的控制技术也越来越成熟,经过几十年的发展,总体来说,大体经过了三个阶段:第一阶段20世纪70年代时,LPG技术常见于在原汽油车或
2、柴油车基础上加装一套LGP供气系统而成为双燃料汽车,主要是为了解决加气站不足的矛盾。LGP供气系统一般由一个LpG蒸发调压器、混合器、LGP电磁截止阀、LPG气瓶、过滤器和燃气转换开关等元件组成,技术要求低,是改装成LPG车的最简单的形式。与汽油车相比,有一定的排放改善效果,但动力损失大,且同样存在混合气各缸分配不均匀,空燃比调节精度差的缺点,其排放水平尚达不到欧洲l号法规的限值。第二阶段随着世界各国对汽车排放的限制越来越严格,普通PLG汽化系统已很难满足排放上的要求。为此,出现了LGP闭环电控供气技术,即在混合器前安装由步进电机控制的节流阀,在排气系统中
3、安装氧传感器,根据反馈信号进行闭环入控制,可以比较准确地完成对LGP进气量的计量,其控制精度高于第一代产品。这一代产品常匹配三元催化器,排放水平可达到欧洲1号和欧洲2号法规的限值,动力性也比第一代略有提高。目前第二代技术多采用双燃料形式。第三阶段LGP汽车的第三代技术是将汽油喷射技术与LGP供气系统相结合,形成由电控单元(ECU)控制的LGP喷射系统,ECU根据发动机转速、负荷和排气中氧的含量等参数的变化,自动调整供气量,使得对发动机空燃比的控制更加精确。安装三元催化器后,较同等水平的汽油机有害污染物排放下降10%~20%。这一代技术有多种形式(单点喷射、
4、多点喷射、气态喷射和液态喷射等),且以单燃料汽车为主,排放性能可达到欧洲3号、欧洲4号法规的限值,甚至达到美国加州超低排放标准,其动力性与汽油车和柴油车接近。二、燃油喷射系统方案多点喷射(MPI)系统：在每个气缸内装有1个喷油器，电控单元(ECU)控制并按顺序对各缸进行单独喷射或分组喷射，将汽油直接喷射到各缸进气门上方。多点喷射系统的燃油分配均匀性好，进气管可按最大气量来设计。由于它直接控制空燃比，因此，无论发动机处于冷态或热态，其过渡的响应及燃油经济性都是最佳的。但其缺点是，控制系统较复杂、成本较高。主要用于对一些豪华轿车上。多点喷射系统在发动机每一个气
5、缸进气门前方的进气歧管上均安装一只喷油器的燃油喷射系统,如图所示。发动机工作时,燃油适时喷入进气门附近的进气歧管,空气与燃油在进气门附近形成燃油混合气,能够保证各缸得到混合均匀的混合气。该系统的显著特点是燃油喷射与点火控制采用同一个电控单元(ECU)控制。它的燃油供给系统主要由汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、油压调节器、燃油分配管及燃油器组成。气体喷射的燃料供应系统比较简单,系统如图所示,主要由调压蒸发器、气体喷射器(喷嘴)、各种传感器和电控单元(CEU)组成,闭环系统加氧传感器和三元催化转换器.它直接采集原车汽油喷嘴的信号,直接控制喷嘴开启时间进行进气量
6、的调节,保证混合气的浓度在理论空燃比附近,使发动机具有良好的综合性能。另外,电控单元也采集氧传感器信号、节气门传感器信号等,以实现对排放、冷启动的控制。汽油箱三、燃油系统主要部件简介1.汽油箱2．滤清器：由于汽油中含有多种杂质,故在储气瓶和电磁阀之间设有滤清器以滤掉杂质,保证电磁阀的功能和调节器的减压、调压功能不下降。滤清器的滤芯可以拆卸,便于清除滤出的杂质,而且结构坚固,耐压性强。滤芯中央装有永久磁头,可以吸附滤掉通过了滤芯的微小悬浮铁粉,免除铁粉对电磁阀动作灵敏度的影响。3.高压管路高压管路一般用钢或经退火的铜制成,适合在最大压力为4.4MPa工况下工
7、作。4.喷油嘴LPG燃气多点顺序喷射系统,它由顺序气体喷射器,燃气共轨管组成。气体燃料发动机的喷气系统中,最关键的系统是气体喷射器,它的性能的优劣直接影响燃料的喷射质量,从而影响发动机的性能。气体喷射器与汽油和柴油的最大差别是需要较大的流通截面,以保证大的气体流量通过，另外阀体的润滑和密封要求更高,它不同于燃油液体燃料阀体。它应具有以下的作用:1)合适的气体供给压力。2)满足发动机动力性、经济性和排放要求的气体流量及相应的流量特性、3)合适的电磁阀的线圈电压、功率。4)阀体的开关响应时间短,良好的动态相应特性。5).良好的安全性、可靠性和耐久性。6).具有
8、高压逆止作用,防止缸内高压气体倒流。7).具有良好的耐高温特性,温
