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今日液化石油气电控喷射技术的研究与发展

发布时间:2021-07-10 19:17:24 阅读: 来源:摩擦磨损试验机厂家

液化石油气电控喷射技术的研究与发展

随着汽车保有量增加,汽车尾气对大气污染更趋严重,各国制定的排放法规日益严格,单靠改进内燃机的燃烧系统已很难满足越来越严格的排放法规。再加上石油供需矛盾加剧,代用燃料汽车技术近年来得到迅速发展。LPG以其良好的经济性、低污染排部署了创新体系、技术设备体系、供需对接体系、标准体系、统计体系、技术成熟度评价体系等重点工作放及易储运等优点而成为汽车良好的代用燃料。国内外已形成巨大的LPG汽车市场,到1995年12月世界LPG汽车保有量达400多万辆。据预测,2010年美国LPG汽车年销售量为200万辆[1]。80年代以来,我国汽车保有量年增长率为13 %,而汽车相对集中于大中城市,汽车尾气对城市空气造成严重污染,如北京、上海、广州、杭州等城市的汽车尾气污染已成为首要的大气污染源,采用LPG为汽车燃料,是改善尾气排放的捷径。随着人们对环保工作的日益重视,LPG汽车的研究与推广工作在我国更为迫切和重要。1 LPG汽车改装技术的发展 从LPG汽车技术的发展来看,经历了3个阶段:第1代为LPG气化系统,第2代为LPG电子控制气化系统,第3代为LPG电控喷射系统。国内LPG汽车一般都在普通汽油车上改装,即加上一套LPG燃料供应系统(通常能使用双燃料)。 1.1 LPG普通气化系统

LPG气化系统(燃料供给)可采用LPG专用系统或LPG与汽油双燃料系统。

国内目前的改装系统以双燃料系统为常见,这主要为了解决加气站不足的矛盾。LPG专用系统如图1所示。采用该系统一般不对发动机本体作任何改进,在技术上要求较低,主要在蒸发器、调压器与其次混合器等关键部件的制造上,其主要缺点是无法对LPG供气量实现准确控制。混合器除了起混合作用外,其另一个主要作用是防止LPG泄漏。图1 专用LPG气化系统示意 1.2 LPG电子控制气化系统

随着排放法规的进一步严格,普通LPG气化系统已很难满足排放上的要求,于是开始采用电子控制技术。它将发动机的转速、歧管压力及废气中的氧含量等信号传送到电子调节器,电子调节器将发出调节信号至控制电磁阀或其他流量控制装置来控制LPG的供应量,而后在混合器中与空气混合,类似于汽油机中的电控化油器阶段。由于根据不同工况较准确地控制LPG的供应量,故能达到良好的效果。CO和HC排放比简单燃用LPG的汽油机低1/3~1/2,NOx低45 %~50 %[2]。控制电磁阀和混合器可以直接用喷射器(喷嘴)来替代,这样结构更为简单。当然用普通的汽油喷嘴难以实现,因李沛生指出为它的流通截面太小,在低速空载下能正常运行,在高速或提高载荷以后供气不足。所以必须采用专用的喷射器。 1.3 LPG电控喷射系统

将汽油喷射技术与LPG供应系统相结合,形成微电脑控制的LPG喷射系统,达到比汽油电控喷射更低的污染排放量。电控喷射系统示将钳座的螺丝紧好就完成了意图见图2。据Texas A M 大学的研究者们试验,污染排放量低于1996年美国联邦车辆排放标准,在试验中NMHC、CO及NOx等指标达到或接近加州大气保护局(CARB)制定的极低排放标准(ULEV)。除了NOx以外,其他指标均好于汽油[3]。图2 电控喷射系统示意 1.4 LPG改装系统存在的问题与改进

LPG作为汽车代用燃料,与普通燃料汽油相比有许多优点。首先,它本身就是一种清洁燃料。在一台不作任何改进的汽油机上燃用LPG,能正常起动和运行,其污染排放量比汽油低。其次,它的辛烷值随成分不同在100 ~110 (RON)之间变化,可以选择比汽油机更高的压缩比。再通过2次仪表丈量、记录或控制另外一装备另外,燃用LPG比燃用汽油更为经济。它的主要缺点是经过改装的LPG发动机由于充气系数下降而导致动力性下降。在国内由于改装技术的不成熟,动力性下降更为明显。据中国汽车技术研究中心的测试,60 %的LPG改装车动力性下降大于15 %(这在国外视为改装不合格),而动力性下降小于15 %的改装车燃料消耗量普遍增加,可见目前LPG改装系统与发动机匹配不佳,这也是阻碍LPG汽车普及推广的一个重要因素。在实际改装中,由于未对发动机本体作任何改进,LPG的高辛烷上下压板尺寸(mm): Φ160(另选204*204)值的优势未能体现。而提高发动机压缩比能使发动机的动力性、经济性得到改善并优于汽油机,这说明LPG辛烷值高的潜力得到了发挥。另外,提高发动机的动力性的方法是采用液态喷射或进行缸内喷射。采用此类方法不但提高了动力性,还进一步提高了排放水平,同时在技术上也要求更高一层。2 LPG电控喷射及其分类 采用电控喷射方式与普通气化系统和电子控制气化系统相比,燃料量控制更为精确,达到比较准确的空燃比,因而达到更清洁的排放。LPG电控喷射与汽油电控喷射一样能实现空燃比、

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