通用小型汽油机电控化研究

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（简称通机）泛指以汽油为

2、燃料，功率w30k w,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，选择合适的电控零配件，对188f汽油机

3、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1 188f汽油机参数 下载原表2 188f汽油机电控燃油供给系统研发进行改装试验之前，需要选择适用于188f汽油机的电控系统零配件。这些零配 件包括:传感器

4、，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1 188f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3 188f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

5、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. 2 epa测试循环标定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

6、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 (k w h) , hc 为 3. 49g (k w h) , nox 为 2. 98g (k w h) , hc+nox劣化后仅为 8. 16g (k w h),仍低于 e

7、pa 第iii阶 段限值。可见，168f汽油机使用方案12 ot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、经济性和排放性能较原 机均得到了提高。参考文献1 陈玉炜.通用小型汽油机电控燃油系统的研究d.江苏大学，2014.2 丁晓忠，李捷辉，尹必峰.通用小型汽油机控制单元设计与研究j广西大 学学报(自然科学版),2015