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摘要：随着全球范围内机动车尾气排放造成的空气污染日趋严重，保护环境、治理机动车排放污染已受到人们的高度重视，国内外的摩托车的排放法规日益严格。FAI 电子燃油喷射系统在结构、成本、性能等方面比传统电子燃油喷射系统更适合应用于小型汽油机，能够有效降低摩托车排放。
关键词：电子；燃油；喷射系统
引言：近几年，摩托车工业在全国工业较快增长的大格局下，经济运行呈平稳、较快的发展趋势，摩托车产销、出口及企业经济效益等主要指标均保持较快增长。据中汽协会统计，2006 年我国摩托车产销双双突破 2000 万辆，分别达到 2144.35万辆和 2126.67 万辆，比上年增长 20.83%和 19.96%，摩托车产销量及增长速度均达到近年来最好水平。
一、电子燃油喷射系统的优点
目前汽油喷射发动机趋于普及。一方面由于其充气效率高、动力性好，同时燃油消耗及排气污染降低；另一方面电喷装置的价格随微处理器芯片的普及而降低。电喷系统的电控单元能够根据发动机转速、压力、温度等信号，精确控制喷油器的开闭时间，从而为发动机提供合适的空燃比。80年代美国已把电子汽油喷射系统作为定型产品装车使用（如福特公司），它具有控制点火、燃油喷射、废气再循环、爆震控制、可变进气量调节、尾气控制等功能。我国进入90年代以来，上海桑塔纳2000、一汽奥迪汽车业采用汽油喷射系统。随着发动机电控系统专业厂家的出现，中国的发动机电控技术有望得到较大的发展。
汽油发动机可燃混合气的空燃比和点火时刻是影响发动机动力性、经济性和排气净化性的两个主要因素。因此，精确控制空燃比和点火时刻是汽油发动机所面临的主要问题，也是化油器式发动机和电子控制燃油喷射发动机的主要区别。化油器式发动机可燃混合气的配置主要依靠化油器的机械特性，当用化油器供油时，在节气门上部有个喉管，利用空气流动时在喉管出产生的负压，将浮子室内的汽油连续吸出并输送给发动机，其作用与喷雾基本相同。采用汽油喷射供油时，根据监测到的空气量信号以及各种工况参数信号，由发动机电子控制系统计算出发动机燃烧室内的空气量，按照空燃比的要求向喷油器提供喷油脉冲信号，将一定量的汽油通过喷油器供给发动机。
电子控制燃油喷射发动机与化油器发动机相比，具有以下优点：
1.能够按照燃油喷射发动机各种工况的不同要求，控制空燃比和点火提前角，从而使排放性、燃油经济性和动力性达到最佳。
发动机运转中，每一个工况都对应着一个最佳点火角，不同转速、不同负荷与最佳点火角组成三维曲面，称为点火特性图（简称点火MAP）。最早的发动机点火系统不加任何控制装置，也就是说用一个固定点代替优化三维图，为了避免在某一工况下产生爆燃，只好把点火提前角调得比三维优化曲面的最低值还要低。显然，这对发动机的经济性、动力性和排放都是很不利的。在早期的化油器式发动机中，实际点火时间是在静态点火提前角的基础上，通过离心式点火提前角调节装置（随转速变化）和真空式点火提前角调节装置（随负荷变化）来控制的。这两种机械式调节装置，只能随转速和负荷的变化作简单的变化，难以保证发动机在各种工况下都处于最佳点火时间，并且控制系统的响应较慢。后来的电子式无触点点火系统，可以将综合考虑动力性、经济性和排放特性而确定的各工况的最佳点火提前角，作为转速和负荷的函数预先存在ECU中。实际运转时，根据运转条件检索出相应的点火提前角。因此，电控点火系统可以实现复杂的点火提前角控制，使点火时间的设计自由度扩大，这就可以实现点火前角的最优化。但在摩托车最常用的CDI点火系统中，为了简化系统，一般为模拟控制电路，控制的点火提前角只与转速有关，由三段直线构成的折线点火曲线，其中只有一段直线有进角变化。
发动机运转的每一个工况也对应着一个最佳喷油量，不同转速、不同负荷与最佳喷油量组成三维曲面，称为喷油特性图（简称喷油MAP）。在电子燃油喷射系统中，空燃比是由喷油器在各个工况中喷油量的多少来决定的，喷油量的控制由ECU根据发动机的不同运行工况控制喷油器的不同喷射时间来实现。目前为了满足日趋严格的排放法规，降低机动车排放污染物的主要途径是在依靠先进的电子燃油喷射技术基础上，对尾气进行三元催化转化处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是，三元催化转换器对发动机的空燃比要求比较精确，只有在发动机接近理论空燃比（14.7）附近工作时，三种污染气体的净化率才会同时很高。当空燃比偏离理论值时，三种气体中总会有一个或两个转化效率明显下降。因此三元催化转换器对空燃比的要求精度比较很高，一般都是与使用氧传感器的闭环电子控制喷射系统相配合使用。因为在开环控制系统中，发动机各种运行工况下的目标空燃比已经设计好，由ECU根据实际运行工况从存储器中查取，并由此对喷油器喷射持续时间进行计算和控制，因而其控制比较简单。但是，系统发出指令后，执行得如何，ECU无法得知。当发动机在使用过程中，随着行驶里程的增加和环境的变化，最佳喷油量必然会发生相应的变化，而这样的开环控制方式则无法感受和适应变化。它不能感受系统自身所引起的对空燃比的控制误差。为解决这一问题，在许多控制系统中，对空燃比采用闭环控制方式。
2.电喷系统不需要利用文途里效应吸取燃油，因此没有化油器中的狭窄喉管，减少了节流损失，可以不要化油器发动机常用的进气加热措施，因而进气密度提高，使充气效率得到改善。化油器系统装有不同的喉管并设有若干油道和气道。当发动机怠速运转时，节气门几乎全部关闭，节气门前方的喉管处真空度很低，但是其后边的真空度却很高，过度油孔和怠速油孔喷出的燃油量由油孔处的真空度来决定。而在正常转速范围内，燃油量由主油孔吸入喉管，为了保持足够的供油量，主油孔处必须保持足够的真空度，特别使油门全开需要最大的供油量时，因此只有利用流体力学的文途里效应，设计流通面积明显较小的供油喉口。这样一来，进气节流损失就较大，进气密度不高，充气效率不好。电喷系统中装有喷油嘴和若干传感器。它是利用空气流量计或者是压力传感器测量发动机的进气量，电子控制单元（ECU）根据各种传感器（进气温度、发动机转速、氧传感器、节气门开度传感器以及缸盖温度传感器等）提供信号进行计算，修正控制喷油喷油的持续时间，喷油嘴直接将燃油喷入进气管和进气歧管，不需要设计产生真空度的喉口，因此充气效率得到改善。
3.具有良好的瞬态响应特性，改善了汽车、摩托车的加速性。化油器式发动机设有专门的加速系统，有柱塞式和膜片式两种。发动机加速时由踏板通过连杆机构操作，当节气门突然开大时，适量的汽油经过加速油管从加速喷口喷出，增加汽油的供应量使混和气变浓。但是当温度过低时，进气歧管温度也比较低，流经进气歧管混和气油粒雾化较差，即使有加速泵供油，仍然会在加速时出现混和气过稀甚至导致灭车现象。为此，在某些发动机的化油器上加装了一个辅助加速泵，它只在低温时起作用。电子控制燃油喷射发动机系统可根据发动机温度和油门变化速率等，来控制喷油持续时间，将燃油直接喷入进气管和进气歧管。因此在加速过程中能够防止加速时的混和气过稀的现象。在发动机温度过低时，由于燃油挥发性较差，电喷系统根据缸盖温度和节气门的位置变化进行必要的修正，来增加喷油量。
4.由于采用压力喷射，汽油雾化质量比化油器大为改善，有利于快速和完全燃烧。另外在多点喷射汽油机中，不存在进气歧管壁面上的过多的液体油膜，所以各缸混和气分配均匀性好。化油器发动机的燃油在喉管和进气歧管上存在大量液体油膜，这些油膜要经过蒸发和流动才能进入各缸，这就会因汽油雾化不好、流动不均匀而使各缸混和气分配不均。电子控制多点燃油喷射系统直接将燃油喷向进气阀座，大大减少了壁面油膜，各缸混和气分配均匀性得到根本解决。由于电控燃油喷射系统喷油器可以实现高压喷射，汽油从喷孔以较高压力喷出，在空气阻力和高速流动的扰动下，汽油被击碎成雾状，从而大大增加了与空气的接触面积，提高了雾化的细度和均匀度，使燃烧更加充分和完全[18]。采用多点喷射系统后，每个气缸盖安装一个电磁喷油器直接将燃油喷射到进气道内进气门上方，与流经进气歧管的空气相混和，当进气门打开时，被吸入气缸。这种与系统相匹配的进气管的布置形式，充分实现了新鲜充气量数和成分在各个气缸之间的均匀分配，与化油器式进气系统相比，不仅机构简化，而且从根本上解决了相邻气缸进气重叠发生干涉引起的配气不均匀，功率下降和燃油增加的问题。
结束语
电子燃油喷射系统是重要环节之一，它作为一种电脑控制系统，除了要考虑系统本身的因素外，还要注意漏气、堵塞、燃油供给系统以及点火系统等问题；此外，还应该关注发动机的机械系统以及各附属装置。
参考文献：
[1]张泽奇：《摩托车市场走势》2016
[2]欧阳涛：《国内外摩托车排放标准及法规简介》2015.10
[3]李晶华：《我国摩托车电喷技术发展现状》2016.10
论文作者:劳富勇
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第27期
论文发表时间:2019/7/30
标签：发动机论文; 燃油论文; 系统论文; 化油器论文; 工况论文; 汽油论文; 喷油器论文; 《建筑细部》2018年第27期论文;