FAI电喷系统在汽油发电机组上的应用研究.pdf

第42卷第1期
小型内燃机与摩托车
Vol 42 No
2013年2月
SMALL INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND MOTORCYCLE
Feb.2013
FAⅠ电喷系统在汽油发电机组上的应用研究
尉文峰陈红岩张平2
(1-中国计量学院机电工程学院渐江杭州3100342-浙江福爱电子有限公司)
摘要:将FAI电喷系统应用于汽油发电机组上,采用进气道喷射和ECU电子调速控制,克服了原机供
油精度问題。测试结果表明:通过对电喷样机ψ。控制进行优化,电噴样杌在满足EPA第三阶段排放法
规的前提下,也大大降低了油耗。
关犍词:FAI电子燃油喷射系统汽油发电机组供油精度排放油耗
中图分类号:TK413.84
文献标识码:A
文章编号:1671-0630(2013)01-0011-04
Application of IF AI EFI System on Gasoline Generator Sef
g
Zhang Ping
I-college of Mechanical and Electrical Engineering, China Jiliang University( Hangzhou
Zhejiang, 310043, China) 2 Zhejiang FAI Electronics Co., Ltd
Abstract; The main task of this paper is tn apply the FAI system that adopts the methods of PFI port fuel in
jection and E U speed control on generator. This application overcomes the problem of low injection accuracy
of the original machine. The test result indicates the generator that optimizes A control strategies meets the
EPA-III and has lower fuel consumption than original machine
Keywords: FAI EFI system, Gasoline generator set, njection accuracy, Emission, Fuel consumption
的排放法规没有继承性。
针对通用小型汽油机(功率为19kW及以下的汽
而电子燃油喷射已在汽车、摩托车等发动机控
油机),美国环保署(EPA)于200年开始执行第三阶领域被公认为是提高发动机性能改善燃油消耗率,特
段排放法规,该法规规定类非手持式通机的HC+别是降低发动机排放的最基本手段,也是最有效的措
NO.排放限值为10g?(kW?h),比第二阶段下降施之一,当然也适用于通用小型汽油机。当前,在汽油
38%;I类的HC+NO.排放限值为8g?(kW?h)-1,机上得到最广泛应用的电子燃油喷射系统是 BOSCH
比第二阶段下降34%。这一法规的实施必然对国的共轨系统。但是,对小型汽油机,尤其是对于单缸机
内出口型小型内燃机制造企业提出更大的挑战。
而言,其成本的增加势必使产品的性价比有所降低。
当前,传统的化油器供油方式依然在这类小型汽同时,共轨系统也存在结构复杂,布置困难,高压安全
油机上广泛使用,以传统方案应对 EPA III,多数是采隐患等问题。
用“化油器+催化转换器”的技术路线。而对于发动
FAI技术是一种诞生于21世纪的新型非共轨燃
机自身而言,也需要从多方面采取改进措施,随之会产油喷射技术,其产品从根本上克服了 BOSCH系统在
生成本和可靠性问题,并且部分改进对应对愈加严格小型汽油机上应用的问题。从2006年开始FAI产品
作者简介:文峰(1987-),男,顽土研究生,主要研究方向为内然机电喷技术
万方数据
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小型内燃机与摩托车
第42卷
在汽车电子领域逐步推广,并取得较好的市场效果。-开度法,即主要以发动机转速和节气门开度计算进
本文探讨将FAI电喷技术S应用于汽油发电机组以气量大小,并结合目标空燃比得出喷油量。基本点火
实现不采用后处理技术仍满足EPA第三阶段排放法提前角由转速和负荷大小确定,同时根据负载突变量
规要求的可能性,研究还将揭示电喷技术在汽油发电的大小和突变的时间确定其修正值。此外目标空燃
机组上应用的其他优点。
比、基本点火提前角及其修正值等参数,还需要根据动
1FAⅠ电喷汽油发电机组的原理
力性能、转速稳定性、油耗和排放等要求进行优化。
FAI电喷系统的控制对象是发动机,控制单元2实验内容及结果分析
(ECU)通过各种传感器获取发动机运转信息,经过相2.1汽油发电机组Φ控制策略研究
关控制逻辑和模型处理后,向执行器输出控制信号,从
在发动机结构确定的情况下,发动机的CO、HC
而达到控制动力性能、油耗和排放的目的。
和NO等排放量主要取决于可燃混合气的ψ。6?。
实验原机为美国 Champion单缸汽油发电机组,排故需实验得出发动机在不同负荷下的CO、HC和NO
量为439mL,标定功率为7000w。用于汽油发电机组排放量与ψ。的关系,为电喷样机n控制目标的设定
改造的FAI电喷系统如图1所示,主要由电子控制单提供有效的依据。
元(ECU)、FAI燃油喷射单元(以下简称喷嘴)、电子
图2a,b,e分别是FAI电喷样机在转速为3600r
节气门体、角标传感器、缸温传感器、燃油过滤及油气min-'(对应的发电机输出频率为60Hz),电力负荷为
分离器等组成。其中,原机的化油器被喷嘴和节气门25%、50%、75%时的各排放物排放量与n的关系,中。
体所取代;原机的机械调速装置被电子节气门所取代;从0.7递增至1.15。分析3组实验数据得出,在正常
原机的磁电机电感点火改为ECU控制点火提前角的着火极限范围内,随着小。增加,NO,的排放量是先增
ECU-CDI点火或ECU电感点火;油箱上安装燃油过加,在。为1.05~1.15时达到最大值;CO排放量则
滤及油气分离器。除此之外,还增加了ECU、角标传呈ー直减小的趋势;而HC排放量在。为0.7时最
感器、缸温传感器等。
大,随着继续増大,HC逐渐减小,当处于当量比附
近时,HC趋于稳定。当。再增大时,由于混合气过
稀,出现了失火现象,导致排放仪上的HC测量值波动
大,不易记录,故在本实验中未记录,但对n控制目标
的研究不造成影响。
CO的浓度变化规律及绝对数值在不同负荷下都
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基本相同,只取决于b。。但是在a为0.7~0.8之间
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时,CO的测量值明显偏小,这是由于排放仪的CO的
满量程只有10%,即已超量程,但不影响实验结果
分析。
气流方向
NO,和HC的排放量在25%的负荷下,随。的增
燃油方向
控制信号线
加,变化相对较小,NO2的最大值为320×x10°,HC的
传感器信号线
最大值为120×10°;而当负荷为50%时,NO.和HC
喷嘴2.ECU3.节气门体总成4.氧传感器(仇留)5.缸盖温
度传感器6.进气温度传感器(预留)7.油气分离器8.转速传感