根据M85的混合比和热值计算后可知,必须将喷油脉宽放大1.7~1.8倍,才能使发动机平稳运行;但喷油脉宽的放大比例多少为最佳,还需要进一步的试验分析和验证。
发动机最直观、最重要的输出特性为动力性及排放特性;因此根据发动机动力和排放指标对脉宽放大比例的要求,寻求的出最佳值,才能满足车辆使用车用甲醇汽油(M85)的要求。
1.动力性试验结果及分析
此项研究在M—TCE汽油机搭建的台架上进行。将汽油机稳定在一定转速和节气门开度的工况下,用示波器测取发动机燃用RON93汽油时的喷油控制信号电压和喷油脉宽,并记录发动机的输出转矩,然后再进行燃用车用甲醇汽油(M85)的喷油脉宽调整试验。
在脉宽调整试验中,利用示波器测量ECU输出的喷油信号,按照发动机输出转矩的变化调整喷油脉宽的展宽量,并记录喷油脉宽的变化和数值。选取发动机输出转矩接近燃用汽油时输出转矩的喷油脉宽,与燃用RON93汽油时的喷油脉宽进行比较,以确定喷油脉宽的调整量。
调整喷油脉宽过程中,喷油量逐渐增加,所以发动机输出转矩会逐渐增加;但喷油量过大时,混合气过浓,使燃烧状况恶化,动力性下降,转矩会开始下降,所以在保证动力性和经济性的前提下,调整后的喷油脉宽量要选取使转矩出现峰值之前,不低于燃用汽油时的转矩区间内的数值。
试验结果见表12-1、表12-2所示。
表12-1 喷油脉宽调整试验数据(第一组)
表12-2 喷油脉宽调整试验数据(第二组)
实验中,为了考察增加喷油脉宽后对燃烧情况产生的影响,并与燃用汽油时进行对比,用尾气分析仪测量了调整过程中每个调整量值下的过量空气系数,见表12-3、表12-4。
表12-3 喷油脉宽调整试验过量空气系数数据(第一组)
表12-4 喷油脉宽调整试验过量空气系数数据(第二组)
根据表12-1和表12-2的数据,调整后的喷油脉宽量选取C、d、e、和g、h、i六组数据,喷油脉宽放大系数在1.16~1.36之间。在这六组实验中,发动机的输出转矩均高于燃用汽油时的输出转矩,保证了发动机的动力性能。从表12-3和表12-4中检测到的过量空气系数λ来看,在调整了喷油脉宽之后,所选六组数据的λ值在0.972~1.0461之间,基本符合发动机对混合气浓度的要求。只有混合气浓度控制在该范围内,发动机的动力性能、燃料经济性能、排放性能才可以达到较为理想的状态。考虑到所选取的工况下,转速和节气门开度都较小,为了保证汽车大负荷加浓的需要,可以考虑对喷油脉宽放大系数的选择略大为佳,最好不低于1.2。(www.daowen.com)
2.排放性能试验结果及分析
此项研究在M—TCE汽油机试验台上进行。试验发动机分别以RON93汽油、车用甲醇汽油(M85)为燃料,调整灵活燃料控制器的脉宽放大比例,测试发动机外特性下排放中的常规排放污染物CO、HC、NOx以及空燃比、喷油脉冲宽度。由于车用甲醇汽油(M85)在不进行喷油脉冲宽度放大的条件下,混合气浓度过稀,本次实验中特地向偏浓方向进行了适当调整。脉冲放大系数分别取1.4、1.35、1.3。
排放污染物浓度对比如图12-16至图12-18所示。
图12-16 CO排放对比
图12-17 HC排放对比
图12-18 N0;排放对比
图12-19、图12-20分别是过量空气系数与喷油脉宽试验曲线。
由测试数据曲线可见,放大系数为1.3时,试验发动机的CO、HC、NOx排放及空燃比最为优秀,并且其动力性能、经济性能也非常理想。对于其他型号的电控汽油机,本技术与测试方法参数的设置完全相同,但设计参数的取值需要以空燃比为依据进行试验确定。综上所述,经过相关理论计算及台架测试,控制器的脉宽放大系数最终被定为1.3。
图12-19 过量空气系数对比
图12-20 喷油脉宽对比
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