電控噴射LPG發(fā)動機的研究開發(fā)
采用電控噴射,LPG發(fā)動機也可像汽油電控噴射一樣,對空燃比、點火時機、怠速及爆震等進行控制。輔以廢氣再循環(huán)( EGR) 和三元催化裝置,既能減少排放,又能簡化結(jié)構省去化油器和混合器等裝置,還可增加充氣效率,獲得良好的動力性和經(jīng)濟性。
電控噴射LPG 發(fā)動機按噴射形式可分為氣態(tài)噴射和液態(tài)噴射,按噴射方式可分為單點噴射和多點噴射,按噴射位置可分為缸外噴射和缸內(nèi)噴射,按控制方式可分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制。
借鑒汽油噴射技術形成的微電腦控制LPG 噴射系統(tǒng),污染排放除NOx 外都比汽油電控噴射更低。據(jù)Texas A &M 大學的報道,試驗樣機的排放可以低于1996 年美國聯(lián)邦車輛排放標準, HC ,CO 及NOx 等指標達到或接近加州大氣保護局 (CARB) 制定的極低排放標準(ULEV) 。
由于LPG能夠與空氣很好混合,直接把LPG 噴入進氣管中,發(fā)動機還是能很好地運行,而且還能保證LPG不泄漏。但是LPG 的密度隨溫度變化, 而且壓力越高,這種變化越明顯,以LPG 中的主要成分丙烷為例,在260 K～350 K之間和在0. 1 MPa ～0. 3 MPa 壓力的條件下,每隔10 K會引起3 %以上的密度變化。武漢理工大學采用一種電子控制氣化系統(tǒng),可以省去混合器,使發(fā)動機的結(jié)構更為簡單。該系統(tǒng)為了更準確地控制LPG的進氣量,在控制中進行了適當補償;系統(tǒng)的控制以轉(zhuǎn)速和進氣絕對壓力作為控制的主要參數(shù),同時把進氣和LPG的溫度、大氣壓力、節(jié)氣門位置和冷卻水溫作為補償參數(shù),對噴油脈寬進行修正。系統(tǒng)采用閉環(huán)控制方式, 電控單元根據(jù)檢測到的傳感器信號,確定發(fā)動機所處的工況,然后根據(jù)MAP 圖獲得基本噴油脈寬,并對基本噴油脈寬做出必要的修正;然后發(fā)出相應的控制信號,驅(qū)動噴射器工作,以供給發(fā)動機最佳的燃料噴射量。
R Barry 等人曾采用一臺經(jīng)過LPG 改造的單缸170 汽油機進行燃用汽油、電控LPG氣體噴射和電控LPG 液體噴射的對比試驗。試驗中氣體的噴射壓力為0. 2MPa ;為了防止液態(tài)的LPG 氣化,一方面采用燃油泵對LPG進行增壓,噴射壓力保持在 1. 0 MPa ,另一方面,在噴嘴附近的貯壓器的上方引出一根管子通入儲氣罐中,讓液態(tài)的LPG保持一定的流動性[5 ] ,也讓氣化的LPG回流來保證噴嘴附近保持液態(tài)。從臺架實驗的外特性曲線分析可知:在高轉(zhuǎn)速和高負荷下,電控LPG液體噴射的輸出扭矩和功率均為最大,說明其充氣效率高且燃料供應充足;而電控氣體噴射的輸出功率比汽油低。
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