新型節能摩托車發動機燃油系統改造

程清偉

摘 要 納米霧化在發動機節能減排中的應用研究，主要為現今市場上摩托車發動機提供一個更加節能環保的燃料供給系統，利用超聲波高頻振蕩的原理，將汽油霧化成直徑約2μm的粒子，然后將深度霧化的汽油霧粒與空氣完全混合，形成比較好的混合氣，節能燃油系統根據不同的摩托車運行工況，調節摩托車節氣門的開度，與新鮮空氣混合，形成比較理想的空燃比。

關鍵詞 燃油系統、超聲波霧化、控制系統、摩托車發動機

中圖分類號：U464 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）19-0140-01

新型高效節能的發動機燃油供給系統，主要為當今摩托車提供比原化油器更加高效節能環保的供油系統，用較低的成本達到較高成本的電控燃油噴射系統的技術指標。該系統主要包括兩大部分：混合氣形成控制系統和燃油細化控制系統。

1 燃油細化控制系統

為了使汽油細化納米級的顆粒，本系統利用超聲波霧化器來細化汽油。由于霧化器要低于液面3～5 mm為最佳，此時霧化量最大。所以本系統采取紅外線液位傳感控制電路來使霧化室的液位保持一定。為了使霧化室的汽油顆粒濃度與發動機實際工況相匹配，本系統把控制霧化器的工作電壓的滑動電阻器設置在油門把手處，根據油門把手的開度來控制霧化器的工作電壓，使其霧化量匹配燃油消耗量，并降低霧化器的電能消耗。經過三極管的放大作用，流經電磁繼電器線圈的電流為1mA，達不到工作電流，開關KM斷開，常閉式電磁閥門電路斷開，閥門失電閉合，不進油。通過這種方式，使得適量的燃油自動供給霧化室，避免了燃油過量導致的浪費，達到節能的效果。其結構如圖1。

圖1 霧化器工作示意圖

2 燃油細化控制系統

其中超聲波霧化器是利用超聲波換能器將高頻電磁振蕩轉化為液體的機械振動，使液體破碎成霧化顆粒[2]。壓電換能器在液體中輻射超強的超聲波，通過薄透聲膜輻射到汽油液體中，在汽油液面產生噴泉狀霧化狀態，超聲波換能器是摩托車燃油系統總電路的核心部分，結構圖與實物圖分別如圖2和圖3所示。

汽油霧粒的直徑是由介質和超聲激發頻率決定，其霧滴的直徑計算公式[3]為：

（1）

式中：為汽油霧滴顆粒的直徑；為汽油顆粒的表面張力系數，汽油的表面張力系數為；為液體的密度，汽油密度為；為振蕩頻率，。

由公式（1）計算得汽油霧粒直徑。表明：超聲波霧化器頻率越高，汽油霧滴越小；汽油溫度越高，油滴與油滴之前的張力越小，則汽油霧滴顆粒越細小。

圖2 超聲波換能器結構圖 圖3超聲波換能器實物圖

當輸入電壓模塊輸出電壓越高，霧化器的工作電壓越高，則功率越大，霧化量越大，霧化室的汽油顆粒濃度越高。經過測試，本系統霧化器的工作電壓與霧化量的關系如圖4所示。

圖4 工作電壓與霧化量的關系圖

為了保持霧化室能有一定的汽油顆粒濃度供應發動機保持最低轉速，本系統將工作電壓設置在23～27.4V之間。電壓調節器設置在油門把手，使其隨油門把手的開度而調整霧化器的工作電壓，從而使汽油顆粒濃度與發動機工況相匹配。

根據摩托車年行駛10000 km計算，安裝了本作品的摩托車，年節省油耗為129升，而按照汽油市場售價為8.17元/升，即每年能夠節省1053.93元。按2012年2月底，全國機動車保有量達2.25億輛來算，可帶來2371.343億元經濟效益。

基于超聲波的摩托車供油系統裝置結構簡單，工序少，大規模生產投入資金少，見效快。隨著全球能源資源的短缺問題出現，油價日趨上漲，低能耗產品成為人們首選。由于系統采用節能策略，將實現減排的同時降低能耗，其推廣可以緩解能源供缺矛盾，迎合當今社會綠色環保的主題，這無疑對國家的可持續發展來說，是一項巨大的貢獻。

參考文獻

[1]朱中平.汽車排氣污染治理實用手冊[M].北京：中國物資出版社，2001：56-70.

[2]崔心存，金國棟.內燃機排氣凈化[M].武漢：華中理工大學出版社，2008：23-30

[3]王務林.汽車催化轉化器系統概論[M].北京：人民交通出版社，1999：8-13.

[4]馮若編著.超聲波手冊[M].南京大學出版社，1999：203-290.

[5]蔡曉峰，何維庚，姜德星，石星宇.壓電陶瓷超聲霧化換能器的研制[J].1994（03）.endprint

摘 要 納米霧化在發動機節能減排中的應用研究，主要為現今市場上摩托車發動機提供一個更加節能環保的燃料供給系統，利用超聲波高頻振蕩的原理，將汽油霧化成直徑約2μm的粒子，然后將深度霧化的汽油霧粒與空氣完全混合，形成比較好的混合氣，節能燃油系統根據不同的摩托車運行工況，調節摩托車節氣門的開度，與新鮮空氣混合，形成比較理想的空燃比。

關鍵詞 燃油系統、超聲波霧化、控制系統、摩托車發動機

中圖分類號：U464 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）19-0140-01

新型高效節能的發動機燃油供給系統，主要為當今摩托車提供比原化油器更加高效節能環保的供油系統，用較低的成本達到較高成本的電控燃油噴射系統的技術指標。該系統主要包括兩大部分：混合氣形成控制系統和燃油細化控制系統。

1 燃油細化控制系統

為了使汽油細化納米級的顆粒，本系統利用超聲波霧化器來細化汽油。由于霧化器要低于液面3～5 mm為最佳，此時霧化量最大。所以本系統采取紅外線液位傳感控制電路來使霧化室的液位保持一定。為了使霧化室的汽油顆粒濃度與發動機實際工況相匹配，本系統把控制霧化器的工作電壓的滑動電阻器設置在油門把手處，根據油門把手的開度來控制霧化器的工作電壓，使其霧化量匹配燃油消耗量，并降低霧化器的電能消耗。經過三極管的放大作用，流經電磁繼電器線圈的電流為1mA，達不到工作電流，開關KM斷開，常閉式電磁閥門電路斷開，閥門失電閉合，不進油。通過這種方式，使得適量的燃油自動供給霧化室，避免了燃油過量導致的浪費，達到節能的效果。其結構如圖1。

圖1 霧化器工作示意圖

2 燃油細化控制系統

其中超聲波霧化器是利用超聲波換能器將高頻電磁振蕩轉化為液體的機械振動，使液體破碎成霧化顆粒[2]。壓電換能器在液體中輻射超強的超聲波，通過薄透聲膜輻射到汽油液體中，在汽油液面產生噴泉狀霧化狀態，超聲波換能器是摩托車燃油系統總電路的核心部分，結構圖與實物圖分別如圖2和圖3所示。

汽油霧粒的直徑是由介質和超聲激發頻率決定，其霧滴的直徑計算公式[3]為：

（1）

式中：為汽油霧滴顆粒的直徑；為汽油顆粒的表面張力系數，汽油的表面張力系數為；為液體的密度，汽油密度為；為振蕩頻率，。

由公式（1）計算得汽油霧粒直徑。表明：超聲波霧化器頻率越高，汽油霧滴越小；汽油溫度越高，油滴與油滴之前的張力越小，則汽油霧滴顆粒越細小。

圖2 超聲波換能器結構圖 圖3超聲波換能器實物圖

當輸入電壓模塊輸出電壓越高，霧化器的工作電壓越高，則功率越大，霧化量越大，霧化室的汽油顆粒濃度越高。經過測試，本系統霧化器的工作電壓與霧化量的關系如圖4所示。

圖4 工作電壓與霧化量的關系圖

為了保持霧化室能有一定的汽油顆粒濃度供應發動機保持最低轉速，本系統將工作電壓設置在23～27.4V之間。電壓調節器設置在油門把手，使其隨油門把手的開度而調整霧化器的工作電壓，從而使汽油顆粒濃度與發動機工況相匹配。

根據摩托車年行駛10000 km計算，安裝了本作品的摩托車，年節省油耗為129升，而按照汽油市場售價為8.17元/升，即每年能夠節省1053.93元。按2012年2月底，全國機動車保有量達2.25億輛來算，可帶來2371.343億元經濟效益。

基于超聲波的摩托車供油系統裝置結構簡單，工序少，大規模生產投入資金少，見效快。隨著全球能源資源的短缺問題出現，油價日趨上漲，低能耗產品成為人們首選。由于系統采用節能策略，將實現減排的同時降低能耗，其推廣可以緩解能源供缺矛盾，迎合當今社會綠色環保的主題，這無疑對國家的可持續發展來說，是一項巨大的貢獻。

參考文獻

[1]朱中平.汽車排氣污染治理實用手冊[M].北京：中國物資出版社，2001：56-70.

[2]崔心存，金國棟.內燃機排氣凈化[M].武漢：華中理工大學出版社，2008：23-30

[3]王務林.汽車催化轉化器系統概論[M].北京：人民交通出版社，1999：8-13.

[4]馮若編著.超聲波手冊[M].南京大學出版社，1999：203-290.

[5]蔡曉峰，何維庚，姜德星，石星宇.壓電陶瓷超聲霧化換能器的研制[J].1994（03）.endprint

摘 要 納米霧化在發動機節能減排中的應用研究，主要為現今市場上摩托車發動機提供一個更加節能環保的燃料供給系統，利用超聲波高頻振蕩的原理，將汽油霧化成直徑約2μm的粒子，然后將深度霧化的汽油霧粒與空氣完全混合，形成比較好的混合氣，節能燃油系統根據不同的摩托車運行工況，調節摩托車節氣門的開度，與新鮮空氣混合，形成比較理想的空燃比。

關鍵詞 燃油系統、超聲波霧化、控制系統、摩托車發動機

中圖分類號：U464 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）19-0140-01

新型高效節能的發動機燃油供給系統，主要為當今摩托車提供比原化油器更加高效節能環保的供油系統，用較低的成本達到較高成本的電控燃油噴射系統的技術指標。該系統主要包括兩大部分：混合氣形成控制系統和燃油細化控制系統。

1 燃油細化控制系統

為了使汽油細化納米級的顆粒，本系統利用超聲波霧化器來細化汽油。由于霧化器要低于液面3～5 mm為最佳，此時霧化量最大。所以本系統采取紅外線液位傳感控制電路來使霧化室的液位保持一定。為了使霧化室的汽油顆粒濃度與發動機實際工況相匹配，本系統把控制霧化器的工作電壓的滑動電阻器設置在油門把手處，根據油門把手的開度來控制霧化器的工作電壓，使其霧化量匹配燃油消耗量，并降低霧化器的電能消耗。經過三極管的放大作用，流經電磁繼電器線圈的電流為1mA，達不到工作電流，開關KM斷開，常閉式電磁閥門電路斷開，閥門失電閉合，不進油。通過這種方式，使得適量的燃油自動供給霧化室，避免了燃油過量導致的浪費，達到節能的效果。其結構如圖1。

圖1 霧化器工作示意圖

2 燃油細化控制系統

其中超聲波霧化器是利用超聲波換能器將高頻電磁振蕩轉化為液體的機械振動，使液體破碎成霧化顆粒[2]。壓電換能器在液體中輻射超強的超聲波，通過薄透聲膜輻射到汽油液體中，在汽油液面產生噴泉狀霧化狀態，超聲波換能器是摩托車燃油系統總電路的核心部分，結構圖與實物圖分別如圖2和圖3所示。

汽油霧粒的直徑是由介質和超聲激發頻率決定，其霧滴的直徑計算公式[3]為：

（1）

式中：為汽油霧滴顆粒的直徑；為汽油顆粒的表面張力系數，汽油的表面張力系數為；為液體的密度，汽油密度為；為振蕩頻率，。

由公式（1）計算得汽油霧粒直徑。表明：超聲波霧化器頻率越高，汽油霧滴越小；汽油溫度越高，油滴與油滴之前的張力越小，則汽油霧滴顆粒越細小。

圖2 超聲波換能器結構圖 圖3超聲波換能器實物圖

當輸入電壓模塊輸出電壓越高，霧化器的工作電壓越高，則功率越大，霧化量越大，霧化室的汽油顆粒濃度越高。經過測試，本系統霧化器的工作電壓與霧化量的關系如圖4所示。

圖4 工作電壓與霧化量的關系圖

為了保持霧化室能有一定的汽油顆粒濃度供應發動機保持最低轉速，本系統將工作電壓設置在23～27.4V之間。電壓調節器設置在油門把手，使其隨油門把手的開度而調整霧化器的工作電壓，從而使汽油顆粒濃度與發動機工況相匹配。

根據摩托車年行駛10000 km計算，安裝了本作品的摩托車，年節省油耗為129升，而按照汽油市場售價為8.17元/升，即每年能夠節省1053.93元。按2012年2月底，全國機動車保有量達2.25億輛來算，可帶來2371.343億元經濟效益。

基于超聲波的摩托車供油系統裝置結構簡單，工序少，大規模生產投入資金少，見效快。隨著全球能源資源的短缺問題出現，油價日趨上漲，低能耗產品成為人們首選。由于系統采用節能策略，將實現減排的同時降低能耗，其推廣可以緩解能源供缺矛盾，迎合當今社會綠色環保的主題，這無疑對國家的可持續發展來說，是一項巨大的貢獻。

參考文獻

[1]朱中平.汽車排氣污染治理實用手冊[M].北京：中國物資出版社，2001：56-70.

[2]崔心存，金國棟.內燃機排氣凈化[M].武漢：華中理工大學出版社，2008：23-30

[3]王務林.汽車催化轉化器系統概論[M].北京：人民交通出版社，1999：8-13.

[4]馮若編著.超聲波手冊[M].南京大學出版社，1999：203-290.

[5]蔡曉峰，何維庚，姜德星，石星宇.壓電陶瓷超聲霧化換能器的研制[J].1994（03）.endprint