摩托車電噴系統排放控制技術

摘 要：在本研究中主要闡述了摩托車電噴系統的排放控制技術，能夠對摩托車起動、暖機以及高速、加速等多個方面進行排放控制技術分析。

關鍵詞：摩托車;電噴系統;排放;控制技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.191

近年來，隨著環境污染問題日益嚴重，針對廢氣排放標準也逐漸嚴格，在摩托車領域中發動機的管理系統逐漸開始了廣泛應用，并逐漸取代化油器。采用電噴技術其具有排放控制技術優勢，其次電噴技術結合三元催化器技術，已經被認為是目前解決摩托車排放的最佳技術線路，同時還能夠達到摩托車的動力要求，實現動力性和排放的平衡。

1 起動和暖機過程排放控制技術

根據國家有關標準，起動過程從環境溫度20到30℃開始后將進入排放采樣，處于該環境下給一氧化碳排放帶來一定難度，需要加入濃混合氣，確保氣管比油膜的穩定性，以及發動機在燃燒過程中的穩定性。后處理催化劑由于溫度較低還沒有開始運行，導致大量的一氧化碳原始排放未經處理之后排入大氣中。從檢測數據上來看，在總排放量中有60%為一氧化碳排放量，因此需要采取措施。根據不同發動機的運行環境參數對起動和怠速暖機中需要的燃油量，點火角，空氣量進行標定，確保發動機能夠在首次點火時順利起動，平穩進入起動后怠速暖機控制過程中，確保不會有多余燃油通過尾氣直接排放。在順利起動時電噴系統可通過精細調整噴油，點火，空氣量，使發動機起動之后能夠有效控制轉速和過量空氣系數并達到最優化的狀態，保障發動機燃燒過程中的穩定性，平衡油膜的建立和揮發，盡可能減少燃燒不穩定產生的原始排放。

2 高速和加速時的排放控制技術

當摩托車發動機處于高速循環和由中低向高速加速時，氮氧化合物是排放難點，主要是由于處于該過程中發動機的負荷相對較大，導致出現大量的氮氧化物，電噴系統在控制排放氮氧化物時主要包括以下兩點：對過量空氣系數采取閉環和偏移控制，其次可以優化控制對點火角，這也是一種降低循環氮氧化物排放的關鍵方法。通常當發動機處于最佳矩陣輸入點位置時，在不同負荷條件轉速下點火角不同，隨轉速和負荷的升高，點火角逐漸增加，電噴系統可對氮氧化物排放中的不同情況點火角進行優化。在標定時某一范圍內可通過降低最佳點火角，雖然對于發動機轉矩影響不大，但能夠顯著降低氮氧化物排放。因此，通過調整對火角，在不影響發動機性能的情況下能夠降低由于較大點火角產生的爆震影響，同時還能夠抑制氮氧化物排放，尤其對于處于高負荷和高速狀況下的尾氣排放來說是十分明顯的。

3 排放的一致性和耐久性控制

在排放控制中關鍵是要做好排放一次性，由于發動機最終排放主要是受到催化劑轉換器能的影響，而三元催化劑在一定空燃比范圍中具有較高轉換效率，但要求達到三元催化劑的廢氣具有穩定氧含量，能夠保障排放一致性，否則不同部件差異會使不同摩托車排放結果存在差異。對于化油器來說，相同條件下供油誤差率控制在15%的范圍內，噴油器的供油誤差在5%，然而包括催化劑和發動機燃燒本身誤差，因此這種情況下對于普通車輛來說要保障較為穩定的空燃比是具有一定難度的，而對電噴系統來說，可通過在排氣管中安裝氧傳感器，進一步對廢氣氧含量進行實時監測，能夠實時調整噴油器的噴油量，實現空燃比閉環控制，保證空燃比始終處于理想范圍中，使三元催化器能夠處于高效轉換條件，不僅能夠有效抑制污染物排放，同時還能夠保障排放一致性。除此之外，排放的耐久性也是重要的控制內容。當發動機經過長時間使用之后燃燒情況日益惡劣，發動機起動和怠速情況下質量降低，增加供油誤差，同時也會影響催化劑的本身性能。對于電噴系統來說由于其具有獨特的空燃比閉環控制，但是空氣自學功能能夠使發動機在整個階段中處于最佳的理想空燃比和起動怠速質量條件，通過空燃比自學習，能夠將傳感器反饋的供油誤差經處理后，在控制器的儲存器進行數據更新儲存，每次運行之后需要對誤差進行補償。此外，空燃比閉環控制能夠使發動機的實際空燃比一直處于理想狀態附近，保障催化劑具有較高的轉換效率，同時能夠使發動機處于怠速過程中監測空氣供給偏差在控制器中得到更新儲存，每次運行摩托發動機時需要通過怠速執行器，能夠對處于怠速和起動空氣進行補償，保障發動機的良好性能。

4 怠速控制

在整個排放系統中怠速工況占據較大比例，良好的怠速控制對于尾氣排放來說也是十分有利的。對電噴系統來說發動機保怠速控制主要是對點火角和空氣自動調節，實時轉速檢測能夠計算發動機的目標轉速和實際轉速差距，根據該差距能夠實時調整點火角和怠速執行器的空氣，使轉速處于目標怠速范圍附近。由于能夠調節點火角和空氣，因此在發動機處于冷機狀態時可將發動機維持在較高怠速狀態，保證發動機能夠實現穩定運行，同時能夠促使發動機在短時間內迅速暖機，提高催化劑的起燃效率。在熱機狀態時由于發動機運行效率比較穩定，能夠長期保持在較低怠速，能夠減少油耗和廢氣的排放。對于單缸摩托車的發動機來說，需要將發動機怠速保持在每分鐘50轉的速度內，能夠從一定程度上改善排放過程中的穩定性和發動機的怠速排放結果。

5 小結

對于摩托車的電噴系統來說是一個較為復雜的工程，其運行參數較多，功能復雜，涉及發動機控制的多個領域，任何功能參數改變都會影響發動機的性能。本研究從多個方面闡述了電噴系統對于尾氣排放控制的作用。同時由于摩托車電噴系統在不斷發展，隨著近年來對于機動車排放污染物要求逐漸提升，人們對車輛動力性能要求也越來越高，電噴系統的應用已經成為當前摩托車發展的關鍵趨勢，其應用更加廣泛，能夠被廣大摩托車愛好者接受，進而為建設環保低碳的社會環境增添力量。

參考文獻：

[1]劉建輝，劉琳，張顯，et al.摩托車電噴系統傳感器工作原理及故障診斷研究[J].內燃機與配件，2017（04）：70-74.

[2]梁漢榮，侯超.一種摩托車電噴系統的供油結構.

作者簡介：衛健輝（1964-），男，廣東廣州人，本科，內燃機工程師，主要從事內燃機開發及制造方向研究。