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电喷汽油机怠速排放特性研究
通过对电喷汽油机的暖机过程和稳定怠速工况的.排放试验,分析了空燃比、冷却液温度、转速、负荷和点火提前角等参数对怠速排放特性的影响.试验表明:空燃比越大,CO的排放量越小,HC的排放量也随着空燃比的增大而减小,但当过量空气系数λ超过1.2时,HC排放反而会随着空燃比的增大而有所增加;冷却液的温度越低,HC和CO的排放量越大;当怠速转速增加时,HC和CO的排放量明显降低;推迟点火提前角会使HC的排放量减小;怠速工况时NOx的排放量较少,但会随着负荷而变化.
作 者：高照亮 赵祥君 GAO Zhaoliang ZHAO Xiangjun 作者单位：高照亮,GAO Zhaoliang(浙江水利水电专科学校,杭州,310018)赵祥君,ZHAO Xiangjun(军事交通学院,汽车工程系,天津,300161)
刊 名：军事交通学院学报 英文刊名：JOURNAL OF ACADEMY OF MILITARY TRANSPORTATION 年，卷(期)： 12(1) 分类号：U467.48 关键词：汽油机 怠速 排放电喷发动机怠速不良故障诊断与维修
电喷发动机的部件多、结构复杂,并且又广泛地涉及到电子技术和微电脑技术.如果维修人员仍旧用传统的检修方法,往往不能修好,甚至会损坏重要部件.为缩短检查和诊断的时间,文章就电喷发动机怠速的机理、原因和故障排除方法作了简要分析.
作 者：宋新华 作者单位：山东省邹城市兖矿集团铁运处运输队,山东,邹城,273500 刊 名：中国高新技术企业 英文刊名：CHINA HIGH TECHNOLOGY ENTERPRISES 年，卷(期)：2010 “”(3) 分类号：U472 关键词：电喷发动机 故障诊断 维修 怠速控制原理电喷汽油机冷起动空燃比控制与THC排放
在整车转鼓上对直列4缸SAME 4G63电控汽油机的冷起动空燃比以及THC排放进行了测量.通过试验,研究了由于不同的`空燃比控制方案引起的THC排放变化的趋势.研究结果表明,最佳的冷起动空燃比方案应将起动空燃比控制在11.7~12.4之间,实际空燃比向理论空燃比回归的速率将对THC排放的生成产生重要影响.
作 者：张隽 刘雅琴 李理光 Zhang Jun Liu Yaqin Li Liguang 作者单位：张隽,刘雅琴,Zhang Jun,Liu Yaqin(德尔福科技研发中心,上海,31)李理光,Li Liguang(同济大学汽车学院,上海,04)
刊 名：柴油机设计与制造 英文刊名：DESIGN & MANUFACTURE OF DIESEL ENGINE 年，卷(期)： 16(3) 分类号：U4 关键词：电喷汽油机 冷起动 空燃比 THC排放浅论电喷发动机怠速不稳故障的分析与诊断论文
0引言
发动机怠速工况运转约占其使用过程的30%，随着汽车使用里程的增加，发动机会出现怠速不稳的故障。怠速工况好坏直接影响着发动机运转状态、排放污染、燃油消耗。因此，怠速控制在电喷发动机控制中有着举足轻重的位置。掌握怠速控制原理，熟悉怠速不稳的原因和诊断方法是广大维修人员的必备知识与技能。
1怠速控制系统的组成与工作原理
1.1组成
主要由节气门位置传感器、怠速控制阀、发动机转速传感器、车速传感器、冷却液温度传感器、动力转向开关信号、空调开关信号、空挡位置开关信号等组成。
1.2工作原理
怠速控制的实质就是对怠速的进气量进行控制。发动机怠速时，ECU收到与怠速控制相关传感器采集送来的信号，通过比较、分析、判别后，对怠速控制阀下达相应命令，进而控制怠速时的进气量，使发动机转速处于最佳怠速运转状态。
2怠速不稳的原因分析
2.1空气供给系统
空气供给系统中的进气歧管、进气总管出现破裂、密封不严，空气流量计或节气门体有积炭、污垢等，怠速当怠速控制阀出现卡滞、堵塞，控制线路出现接触不良、短路、断路等故障，导致电控单元不能对进气量进行精准控制，造成混合气过浓或过稀，发动机不能正常燃烧，从而引起发动机怠速不稳。
2.2燃油供给系统
由于电控燃油泵、燃油滤清器堵塞、燃油压力调节器故障、油管变形造成燃油压力过低或过高，导致混合气过稀或过浓;若喷油器出现卡滞、堵塞、滴漏，不能完全按照ECU的要求进行喷油，导致喷油质量不好，造成各缸功率不匀，出现发动机怠速不稳。
2.3电子控制系统
当空气流量传感器、温度传感器、氧传感器失效、节气门位置传感器故障、爆震传感器等传感器本身或控制线路及电控单元出现故障，导致喷油量或点火时间失真，引起发动机怠速不稳。
2.4机械系统
当正时皮带位置安装位置错误、配气相位失准，气门卡滞、密封不严，气门弹簧折断、凸轮轴磨损等各种机械原因使发动机功率不一致，造成发动机怠速不稳。
2.5点火系统
点火系统中的点火线圈、点火模块、火花塞等元件出现故障，造成高压火弱或火花塞不点火及点火提前角失准，均有可能造成发动机怠速不稳。
2.6其他因素
当空调开关信号失常或配有自动变速器的车辆，空挡启动开关及其控制电路出现问题，造成发动机怠速不稳。
3怠速不稳的诊断方法
引起发动机怠速不稳故障的原因繁纷复杂，牵涉的系统机构又多，维修人员只要在掌握理论基础上进行科学分析、凭借维修经验、借助仪器设备，最后定能排除故障。通常在发动机怠速不稳故障维修中，可按照以下几个给定的步骤进行故障排除:
3.1询问驾驶员或车主
维修人员接车后应及时向驾驶员或车主询问发动机怠速不稳的故障有多久了，了解故障会在什么环境下出现，故障出现的时候有什么征兆，之前此车做了哪些维修以及驾驶员的驾驶习惯等问题，问题问的越多、越细，对初步判断故障原因，缩短维修时间越有利。
3.2外观初查
(1)对发动机外围部件进行检查，仔细查看是否有松脱、破损现象存在，是否有漏水、漏油、漏气、漏电的现象存在。
(2)打开发动机舱盖，仔细观察发动机怠速运转时是否存在抖动情况，发动机转速表指针的摆动幅度是否偏离怠速正常值，同时留心观察怠速抖动情况是发生在无负荷怠速还是有负荷怠速时。
(3)注意察看排气管，是否会有冒黑烟、是否会出现“突、突”声等现象。通过对发动机的初查一方面帮助维修人员缩小检测范围，另一方面也可以节省维修的时间和维修成本。
3.3读取并分析故障码
在确保发动机温度正常、排气系统无泄漏、用电设备关闭、变速杆在空挡的情况下，启动发动机读取故障码，考虑有时会有历史遗留故障码，清除故障代码，关闭发动机再作启动。启动后，再次读取码。如有故障码按照故障码所示，查找维修资料，按维修手册中的故障码列表排除故障。如果解码器显示系统正常，这个时候更要仔细检查，要考虑一些电器元件由于ECU监测不到，它们发生故障的可能性。
3.4读取并分析数据流
数据流在现代汽车维修中得到广泛应用，可以帮助维修人员查看汽车在工作中的一些实时数据，读取并正确分析数据流也成了现代维修人员必备的基本技能，要熟悉在汽车工作中出现的一些不正确的`数据流并探其究竟。对于发动机怠速不稳，我们要重点关注以下一些数据的变化情况，诸如发动机转速、发动机工况、节气门开度、怠速空气调节值、怠速空气流量学习值、怠速λ学习值、怠速λ调节、吸入空气量、点火提前角、氧传感器信号电压、进气温度、冷却液温度等。
3.5借助相关仪器检测
利用解码器读取故障码或查看相关数据流，根据它们提供的故障信息确定检测内容。在实际维修过程中我们可以借助相关仪器对燃油压力、气缸压力、进气管真空度、尾气排放、波形进行检测和分析，准确查找故障点。
3.6故障排除
经过上述的检查，根据分析的结果，按照维修手册提供的故障排除步骤，选择相应的故障排除方法，发动机怠速不稳的排除方法主要有:对喷油嘴进行清洗或更换，对进气道与节气门进行清洗检查，对相关的电器元件，线束进行检修或更换，发动机机械系统进行修理等等。
4结束语
怠速不稳是发动机常见故障之一，随着新技术在汽车上的应用，发动机的结构也发生了变化，引起发动机怠速不稳的因素会更多，本文通过对汽车发动机怠速不稳现象、原因和诊断方法进行了分析。相信会给广大维修人员解决问题提供了思路。
浅谈基于汽油机缸内直喷技术的发展与排放研究论文
随着石油资源越来越紧缺和近年来全球汽车总保有量日益增多,环境污染加剧,所以G D I技术的发展就是对排放控制必然的结果。因为汽油的燃烧效率低,所以各大汽车制造企业都在研究, 采用不同途径来改进汽油的作功效率。
经过4 0多年的发展, 喷油器位于进气岐管内的汽油喷射(PFI)发动机现被广泛使用,其特点是:利用三效催化器的化学反应,稀有金属铂、钯、铑等与CO、HC和NOx等进行氧化、还原作用,变成无害的H 2O 、CO2、N2气体,排放到大气中,从而达到降低污染的目的,该汽油喷射缺点是:燃油经济性较差。针对上述技术的限制,工程师开发出GD I技术,该技术的优势在于:在PFI技术的低排放基础上, 同时兼备有柴油喷射的负荷高时,燃油经济优良的特点;因此,近些年来,G D I发动机在高、中档轿车上逐渐使用,随装车数量的增加,制造成本的下降,G D I发动机会成为主流技术的代表,得以广泛应用。
1 GDI发动机特点
与传统P F I的区别是:G D I发动机在压缩冲程中,通过安装在汽缸顶部的喷油器,将高压的汽油喷人气缸中, 汽油分子与缸内空气充分接触, 通过吸收进入空气的热量,得以蒸发;与P F I发动机的汽缸壁面吸热相比,混合气的温度大为下降,因此,GDI发动机进气状况明显改善, 发动机燃烧时的爆震现象也大为降低。GDI发动机在传统P FI发动机基础之上,在控制原理和发动机构造都采取方案优化, 从而实现了燃烧机理和混合方式得以改进,达到节能和减排。
2 缸内直喷发动机分类及混合气原理
( 1 )分层燃油喷射汽油机。
G D I系统,因为燃油是分层燃烧( F u e lStratified Injection)故又称为FSI系统。FSI系统的诞生, 实现了汽油机能像柴油机一样直接喷射燃油,并迅速混合点火燃烧。分层燃烧比传统的P F I发动机的燃烧效率高,由于取消了传统的节气门, 实现了电子控制,节流损失也减少、发动机的升功率也得以提高。
F S I系统在进气冲程时,电子节气门开度处于较大位置,解决了节流损失问题,进气时,关键部位是发动机进气歧管中安装一块翻板, 翻板向上开启, 关闭歧管下部, 让进气流在上部迅速通过,活塞头部结构采用形,气流在头部运动,形成进气涡流。喷油时刻在活塞到达上止点前4 5 °～ 6 0°的范围内,喷射时刻与混合过程有密切关系, 汽油喷射到形凹坑位置,与进气的旋涡气流混合成可燃气体。可燃混合气形成的时间非常短, 大约为活塞运动角度4 0°～50°,若超过这个角度,可燃混合气不能燃烧, 分层燃烧的空燃比一般在1 .6～3之间。
( 2 ) 均质混合燃烧。
P R O CO( P r o g r amme Comb u s t i o nInjection)是个稀薄燃烧过程,最先由美国福特汽车公司研制成功, 其本质上也是均质混合方式, 是另一种缸内直喷类型。进气岐管采用螺旋形, 与柴油机相似,汽油喷射到活塞顶上的燃烧室, 利用涡流和滚流进行油气混合,涡流和滚流结合,形成可燃混合气。喷油器安装在活塞顶上的中央位置,在喷油器两侧分布有火花塞,雾化后的汽油需要吸收空气热量, 致使混合气的温度降低, 发动机的压缩比可以提高到ε=15 ,过量空气系数λ可以达到1 .6 ,因而在更广泛的范围内工作。
( 3 ) 均质稀薄燃烧。
该燃烧方式油气混合时间更长, 通过发动机电控系统精确控制喷油器开启时刻,点火时间可以选择的范围更宽,经济性更高, 燃烧过程从火焰中心向周围扩散至整个燃烧室, 点火时间的要求也比分层燃烧低, 因而均质稀燃的过量空气系数λ 可以>1.1。
3 GDI发动机系统的结构
分层稀薄燃烧模式要求喷油时刻较灵活及油束雾化高质量,GD I发动机燃油供给系统分为高、低压两部分。低压部分与P F I发动机相似, 在油箱内的低压汽油泵输送到高压油泵,通过高压共轨喷射系统(与柴油供给系统相似)再配合电控型的喷油器,实行缸内直喷的控制。高压油泵通过发动机凸轮轴机构来驱动, 低压的压力约3 8 0 K p a 经过高压油泵加压后达到8 ～12Mp a,送至分配油轨,ECU控制喷油器工作,喷油器的燃油喷到气缸。G D I发动机供油系统油路。
GDI发动机需要雾化更细、均匀的的混合气微粒,除进气涡流的气流特别强外,对喷油器的结构和雾化质量要求也高。在气缸内,燃油蒸发混合的时间很短,缸内油粒直径约在2 0～2 5 μ m,因此,汽油压力保持在4～13MPa。为达到空气与燃油混合均衡,从燃烧的机理来看,整个燃烧室都需弥漫雾化油粒。所以, 喷油器要保证雾化的汽油微粒速度在喷射方向上速度剧减,燃油不会直接喷到气缸内壁,保持机油的润滑油膜,保证气缸与活塞的充分润滑;而圆周旋转方向上的油粒应保持高速圆周运动,通过直线和圆周两向的运动,涡流型的混合气更利于稀薄燃烧模式,提高燃油的经济性。
4 GDI发动机燃烧喷射系统分析
4 . 1 系统概述
G D I发动机的核心技术是燃烧模式的设计,发动机低负荷时,采用分层稀燃模式;高负荷时采用均质预混模式;依据喷油器、火花塞在气缸盖上的布置;可燃混合气混合类型, 燃烧系统有三种形式。
4 . 2 进气系统
缸内直喷汽油机的进气系统包括热膜空气质量流量计、电子节气门( E P C )、进气歧管压力传感器、废气再循环(EGR)阀和进气歧管翻板转换装置等。
4 . 3 喷油系统
(1)“喷束引导法”(spray-guided system)把燃油喷嘴靠近火花塞来布置, 火花塞安装在喷嘴的旁边, 这样能满足发生在燃烧室内的稀薄燃烧期, 火花塞周围可以形成可供点火的合适混合气浓度。福特、本田公司生产的某些发动机型就采用这种燃烧系统。
(2) “壁面引导法”(wall-guided system)把燃油喷嘴远离火花塞来布置, 混合气油束轨迹与优化设计的活塞顶部相互作用,在火花塞两极附近充满混合比合适的微粒, 如三菱、丰田、日产等一些日本公司开发的机型。
(3) “气流引导法”(flow-guided system)跟“ 壁面引导法”来比较, 喷嘴与火花塞位置也较远, 依据气流运动特性来满足点火性能的要求,F E V、AVL公司研究的喷油系统就是这种方式。
5 GDI发动机所面临主要技术难点的浅析
G D I发动机自身具有了柴油机的燃油经济性,但由于柴油本身的特点:最合适的着火期有两个:自燃着火期,初始着火点期,由于汽油采用点燃方式,火花塞的位置也是不变的,在一定的条件下,所以点火初始时刻也是不变的, 所以在汽油机中想要达到类似于柴油机那样的工作方式时, 首先在不同工况下,混合气浓度要求不同,工况变化时,混合气浓度有一个平稳转换期;另外,因为活塞在缸内的高速运动,不同位置的混合气运动轨道也要的实行控制、调节。在火花塞周围迅速形成可燃混合气,GDI发动机要求有分层燃烧、稀薄燃烧模式控制,因此,围绕着这些核心技术,总结出缸内直喷汽油机技术难点应主要有几方面: ( 1 )燃油喷射系统的适应; ( 2 )油气混合过程的研究;(3)燃烧系统的设计;(4)燃烧排放特性研究和控制。
为了实现燃油喷射微粒化和限制喷雾的穿透力形成较高质量的混合气,燃油喷射系统在高速时应需提高系统本身压力,同时缩短喷油嘴喷油的时间,以便明显提高燃油的'经济性能,在低速时为了防止燃油聚集,应降低燃油系统的压力,并同时延长喷油的时间。GDI的高喷射压力要求使得汽油泵和发动机功率要求增加、汽油的润滑性相对较差。因此, 开发适应性强、功率消耗低、抗磨损能力强的燃油供给系统和喷射系统,是目前直喷汽油机需要解决的一个技术问题。空气与汽油混合的实质就是缸内流场和喷雾的相互作用,流场结构的实现和保持主要是通过燃烧室结构设计来进行,高质量的油气混合气的形成要求喷雾微粒化、分散化和限制直线运动,当缸内流场特性和喷雾特性被确定后,首先需要考虑的因素就是喷油器的布置位置,随之便是对火花塞位置进行考虑以确保稳定的点火。而对汽油喷雾和空气的混合运动情况认识不足加大了这方面技术的开发难度。
6 GDI发动机燃烧技术的发展趋势由以上的研究分析可知,GD I发动机的发展会面临燃油经济性提高、稳定燃烧的控制、性能可靠性以及排放的控制等这些技术难题的研究与解决,GD I发动机的技术在应用、发展上也主要围绕这些核心技术问题来展开分析。
提高发动机的燃油经济性,GD I发动机分层稀燃区域可以实现省油2 0%～2 5%,优化G D I发动机燃烧技术采用最新一代燃烧系统,扩大了混合气分层稀燃的范围,可以提高G DI发动机的燃油经济性。HCC I技术(homogeneous charge compression ignition),也称为均质压燃技术, 是可以实现高效低污染的内燃机燃烧技术, 缸内直喷多段喷射是HC C I燃烧在车用发动机应用上更有前景,并更具可行性的方式。通过上述的技术途径,GDI发动机在满足排放要求的这个前提下,能够很大地提高它的燃油经济性。因此, 随着目前燃油价格不断上涨和碳氧化合物(CO)排放限值越来越严格,降低GDI发动机的废气排放使其满足日益苛刻的排放法规是世界各国研究人员所努力研究的重点。
7 结语
虽然G D I发动机目前还面临着很多技术难题, 高精度与很复杂的电控手段和设备也使得GDI发动机的制造成本变得昂贵,由于它良好的燃油经济性和越发严格的排放法规要求以及现代电子控制、制造等技术的发展条件促使它的推广应用速度迅速加快,社会的要求给GDI的发展提供了直接的动力,GD I发动机也会最终取代P F I发动机, 成为市场车辆的标准配置发动机。
怠速停机技术原理与应用的研究
详细介绍怠速停机技术的发展背景、应用前景、基本原理及技术关键点.文献资料及装车验证结果,均说明了怠速停机技术能够有效地实现节能减排,应用前景广阔.
作 者：董秀辉 龚保全 程传河 刘晓伟 李丰军 DONG Xiu-hui GONG Bao-quan CHENG Chuan-he LIU Xiao-wei LI Feng-jun 作者单位：中国第一汽车集团公司技术中心,吉林,长春,130011 刊 名：汽车电器 英文刊名：AUTO ELECTRIC PARTS 年，卷(期)： “”(4) 分类号：U464.11 关键词：怠速停机 节能 环保 起动机 蓄电池车用汽油机瞬态排放特性的试验研究
文中对汽油机瞬态排放间接测量方法进行了探讨,通过对瞬态排放数据时延和幅值畸变进行修正,可得出较高精度的`瞬态排放间接测量数据.针对汽油机冷起动工况、恒转矩增转速、恒转矩减转速等工况进行了排放测量,得出了相应工况的排放特性,并作了影响因素分析.
作 者：许建民 作者单位：厦门理工学院机械工程系,福建厦门,361024 刊 名：北京汽车 英文刊名：BEIJING AUTOMOTIVE ENGINEERING 年，卷(期)：2009 “”(2) 分类号：U467.4+8 U464.149 关键词：汽油机 瞬态排放 修正方法黑液水煤浆的燃烧和污染排放特性研究
针对造纸黑液的.特点,提出应用水煤浆技术治理黑液的思路.该技术视黑液为资源,对黑液进行合理应用,从而达到了污水零排放目的.使用热天平对黑液水煤浆进行了热重分析.研究表明,黑液水煤浆具有着火点低、燃烬特性较好的燃烧特性.黑液水煤浆的工业炉燃烧试验表明,黑液水煤浆燃烧效率较高(为97.31%),且燃烧后SO2排放达标(SO2排放浓度为67 mg・m-3).
作 者：李志 曹欣玉 王凤寅 俞海淼 周俊虎 周志军 岑可法 LI Zhi CAO Xinyu WANG Fengyin YU Haimiao ZHOU Junhu Zhou zhijun CEN Kefa 作者单位：李志,曹欣玉,俞海淼,周俊虎,周志军,岑可法,LI Zhi,CAO Xinyu,YU Haimiao,ZHOU Junhu,Zhou zhijun,CEN Kefa(浙江大学能源洁净利用与环境工程教育部重点实验室,杭州,310027)王凤寅,WANG Fengyin(山东省新汶矿业集团,泰安,271219)
刊 名：环境科学学报 ISTIC PKU英文刊名：ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAE 年，卷(期)： 25(5) 分类号：X793 关键词：水煤浆 黑液 资源化M85车用燃料的排放特性及催化特性研究
为缓解我国能源危机和环境污染,加深人们对M85甲醇汽油的认识,本文通过大量发动机台架试验和尾气催化转化试验,定量和定性对M85的`常规排放和非常规排放进行了分析.其中,对非常规排放不但详细分析了其产生机理和负荷特性而且简单介绍了试验设备和方法.为了便于说明问题,在相同的试验条件下分别与汽油进行了对比.最后基于催化剂剂老化机理分析如何进一步减少尾气排放,尤其是非常规排放.结果表明M85对汽油在常规排放方面有很大改善.非常规排放,通过专用的催化器完全可以消除影响.研究表明M85燃料应该得到全面的推广.
作 者：高广新 刘丹丹 作者单位：长安大学汽车学院,陕西西安,710064 刊 名：化工之友 英文刊名：FRIEND OF CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：2007 “”(9) 分类号：X8 关键词：甲醇 汽油 排放 催化★ 怠速高的原因
