摩托车电喷系统排放控制技术

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　　摘 要：在本研究中主要阐述了摩托车电喷系统的排放控制技术，能够对摩托车起动、暖机以及高速、加速等多个方面进行排放控制技术分析。
　　关键词：摩托车;电喷系统;排放;控制技术
　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.191
　　 近年来，随着环境污染问题日益严重，针对废气排放标准也逐渐严格，在摩托车领域中发动机的管理系统逐渐开始了广泛应用，并逐渐取代化油器。采用电喷技术其具有排放控制技术优势，其次电喷技术结合三元催化器技术，已经被认为是目前解决摩托车排放的最佳技术线路，同时还能够达到摩托车的动力要求，实现动力性和排放的平衡。
　　1 起动和暖机过程排放控制技术
　　 根据国家有关标准，起动过程从环境温度20到30℃开始后将进入排放采样，处于该环境下给一氧化碳排放带来一定难度，需要加入浓混合气，确保气管比油膜的稳定性，以及发动机在燃烧过程中的稳定性。后处理催化剂由于温度较低还没有开始运行，导致大量的一氧化碳原始排放未经处理之后排入大气中。从检测数据上来看，在总排放量中有60%为一氧化碳排放量，因此需要采取措施。根据不同发动机的运行环境参数对起动和怠速暖机中需要的燃油量，点火角，空气量进行标定，确保发动机能够在首次点火时顺利起动，平稳进入起动后怠速暖机控制过程中，确保不会有多余燃油通过尾气直接排放。在顺利起动时电喷系统可通过精细调整喷油，点火，空气量，使发动机起动之后能够有效控制转速和过量空气系数并达到最优化的状态，保障发动机燃烧过程中的稳定性，平衡油膜的建立和挥发，尽可能减少燃烧不稳定产生的原始排放。
　　2 高速和加速时的排放控制技术
　　 当摩托车发动机处于高速循环和由中低向高速加速时，氮氧化合物是排放難点，主要是由于处于该过程中发动机的负荷相对较大，导致出现大量的氮氧化物，电喷系统在控制排放氮氧化物时主要包括以下两点：对过量空气系数采取闭环和偏移控制，其次可以优化控制对点火角，这也是一种降低循环氮氧化物排放的关键方法。通常当发动机处于最佳矩阵输入点位置时，在不同负荷条件转速下点火角不同，随转速和负荷的升高，点火角逐渐增加，电喷系统可对氮氧化物排放中的不同情况点火角进行优化。在标定时某一范围内可通过降低最佳点火角，虽然对于发动机转矩影响不大，但能够显著降低氮氧化物排放。因此，通过调整对火角，在不影响发动机性能的情况下能够降低由于较大点火角产生的爆震影响，同时还能够抑制氮氧化物排放，尤其对于处于高负荷和高速状况下的尾气排放来说是十分明显的。
　　3 排放的一致性和耐久性控制
　　 在排放控制中关键是要做好排放一次性，由于发动机最终排放主要是受到催化剂转换器能的影响，而三元催化剂在一定空燃比范围中具有较高转换效率，但要求达到三元催化剂的废气具有稳定氧含量，能够保障排放一致性，否则不同部件差异会使不同摩托车排放结果存在差异。对于化油器来说，相同条件下供油误差率控制在15%的范围内，喷油器的供油误差在5%，然而包括催化剂和发动机燃烧本身误差，因此这种情况下对于普通车辆来说要保障较为稳定的空燃比是具有一定难度的，而对电喷系统来说，可通过在排气管中安装氧传感器，进一步对废气氧含量进行实时监测，能够实时调整喷油器的喷油量，实现空燃比闭环控制，保证空燃比始终处于理想范围中，使三元催化器能够处于高效转换条件，不仅能够有效抑制污染物排放，同时还能够保障排放一致性。除此之外，排放的耐久性也是重要的控制内容。当发动机经过长时间使用之后燃烧情况日益恶劣，发动机起动和怠速情况下质量降低，增加供油误差，同时也会影响催化剂的本身性能。对于电喷系统来说由于其具有独特的空燃比闭环控制，但是空气自学功能能够使发动机在整个阶段中处于最佳的理想空燃比和起动怠速质量条件，通过空燃比自学习，能够将传感器反馈的供油误差经处理后，在控制器的储存器进行数据更新储存，每次运行之后需要对误差进行补偿。此外，空燃比闭环控制能够使发动机的实际空燃比一直处于理想状态附近，保障催化剂具有较高的转换效率，同时能够使发动机处于怠速过程中监测空气供给偏差在控制器中得到更新储存，每次运行摩托发动机时需要通过怠速执行器，能够对处于怠速和起动空气进行补偿，保障发动机的良好性能。
　　4 怠速控制
　　 在整个排放系统中怠速工况占据较大比例，良好的怠速控制对于尾气排放来说也是十分有利的。对电喷系统来说发动机保怠速控制主要是对点火角和空气自动调节，实时转速检测能够计算发动机的目标转速和实际转速差距，根据该差距能够实时调整点火角和怠速执行器的空气，使转速处于目标怠速范围附近。由于能够调节点火角和空气，因此在发动机处于冷机状态时可将发动机维持在较高怠速状态，保证发动机能够实现稳定运行，同时能够促使发动机在短时间内迅速暖机，提高催化剂的起燃效率。在热机状态时由于发动机运行效率比较稳定，能够长期保持在较低怠速，能够减少油耗和废气的排放。对于单缸摩托车的发动机来说，需要将发动机怠速保持在每分钟50转的速度内，能够从一定程度上改善排放过程中的稳定性和发动机的怠速排放结果。
　　5 小结
　　 对于摩托车的电喷系统来说是一个较为复杂的工程，其运行参数较多，功能复杂，涉及发动机控制的多个领域，任何功能参数改变都会影响发动机的性能。本研究从多个方面阐述了电喷系统对于尾气排放控制的作用。同时由于摩托车电喷系统在不断发展，随着近年来对于机动车排放污染物要求逐渐提升，人们对车辆动力性能要求也越来越高，电喷系统的应用已经成为当前摩托车发展的关键趋势，其应用更加广泛，能够被广大摩托车爱好者接受，进而为建设环保低碳的社会环境增添力量。
　　参考文献：
　　[1]刘建辉，刘琳，张显，et al.摩托车电喷系统传感器工作原理及故障诊断研究[J].内燃机与配件，2017（04）：70-74.
　　[2]梁汉荣，侯超.一种摩托车电喷系统的供油结构.
　　作者简介：卫健辉（1964-），男，广东广州人，本科，内燃机工程师，主要从事内燃机开发及制造方向研究。
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