(1)精调化油器
提高化油器在怠速、中速(即经济车速区域)和全负荷时的过量空气系数的调整精度,适当提高怠速,应用较稀的混合气再配合稍小一点的点火提前角,即可减少废气排放物中的CO和HC含量。但采用此法有一定的局限性,往往收效甚微。一旦化油器调整不当或可燃混合气比例失控,有时会影响整车的动力性能。因此,不是改善燃烧、降低废气排放的最佳方案。
(2)采用涡流燃烧室
涡流式燃烧室由涡流室和主燃烧室组成。涡流室位于气缸盖上,呈球形或倒钟形,占总压缩容积的50~80%,有切向通道与主燃烧室相通。在压缩行程时,压入涡流室的空气产生强烈的涡流运动,促使喷入其中的燃料与空气混合。着火后混合物流入主燃烧室,形成二次流动,进一步与主燃烧室内的空气混合燃烧。
采用涡流燃烧室,提高燃料燃烧的质量,改善燃烧气体成份(如气体燃料、蒸发性好的燃料等),提高进气温度,增加进气管和气缸中的紊流,以便于化学反应时间加长,使燃烧更加充分。
(3)增强点火强度
增加火花塞电火花的强度,提高火花塞的着火性。这里主要指推广使用宽间隙火花塞和采用突出型火花塞(一般绝缘体的突出量极限值为5.5mm左右),使引擎在低速、低负荷时有较高的工作温度,使容易着火浓度的混合气聚集在火花塞电极间隙处的机率大大增加,最终目的是使发动机容易着火,避免缺火和断火现象的发生。
(4)分层燃烧扫气系统(对二冲程车而言)
采用该系统可将供给气缸的混合气分离成空气、稀薄混合气和浓混合气三种气体状态,利用空气扫气大大减少未燃扫气中的燃油成份,降低排污量,利用浓混合气引燃火焰,利用稀薄混合气正常燃烧,从而显著提高了发动机的热效率,大大降低了发动机的排污量,这种多层状扫气简称MULS。由于分层燃烧扫气系统(英语简称:MILS)与发动机的大小、转速、负荷、用途等无关,适用于各种工况。
(5)电控燃油喷射系统
电控燃油喷射系统主要由ECU电控单元根据上述各传感器提供的发动机各种工况下的不同信号,将发动机吸入的空气量、进气温度、缸体温度、曲轴转速、车辆负荷(通过发动机转速及节气门开度计算)等转换成电信号,然后将电信号输入发动机的微电脑内,微电脑接受这些电信号,经过精确计算处理后输出控制信号,确认发动机在不同负荷下工作所需要的喷油时间、喷油量和点火提前角,并根据其它有关输入信号加以修正,最后确定总喷油量,以控制喷嘴的开启时间、点火时刻,从而实现向发动机提供精确的点火和供油,为发动机配置较为理想的可燃混合气,使发动机按照摩托车所要求的实际工况工作。因此摩托车的操作性和加速性都得到了改善和提高,怠速性能亦更加稳定,燃油消耗较低。经过台架测试和车辆的各种工况的道路试验,采用电子控制燃油喷射系统的摩托车,其实际使用油耗最少可降低10%,同时大大减少了排气污染,再结合采用催化转化技术和活性碳罐技术,即可达到欧Ⅲ排放标准成为人们期望的绿色环保产品。由此可见,采用 “EFI”系统的摩托车与原化油器式供给的混合气相比具有以下优点:
① 采用电控燃油喷射技术,减少了排气污染,降低了发动机的燃油消耗,可以满足更加严格的排放法规的要求。
② ECU电控单元对节气门的变化反应迅速,使摩托车的操纵性能和加速性能都得到改善,并能保持良好的动力性能指标。
③ 由于ECU系统控制非常精确,减少了发动机的爆震倾向,因此允许发动机采用更高的压缩比,从而提高了发动机的热效率。
④ 易于启动,尤其利于冬季低温环境下的冷车启动。电控装置由计算机程序控制不同工况的空燃比,抛弃了化油器式的阻风门启动装置,使冷车启动更加可靠。
⑤ 发动机性能调整便利,可以方便设定发动机在不同工况下的燃油量及点火时间,满足摩托车行驶时对各种路况下发动机性能的要求。
⑥ EFI系统的适应性较强,对于不同型号的发动机只需改变ECU芯片中的 “脉谱图”,而同一种油泵的喷嘴ECU都能够被使用在许多不同规格型号的产品中,这就可以使电喷技术在其它品种的发动机上得到延伸和推广。
(6)直接喷射燃料方式
直接喷射燃料方式是一种先将燃料加压,再用喷油器将燃料直接喷入气缸内的燃料供给方式。直喷式发动机的原理如下:
直喷式发动机(缸内喷注式汽油发动机)与一般汽油发动机的主要区别在于汽油喷射的位置,目前一般汽油发动机上所用的汽油电控喷射系统,是将汽油喷入进气歧管或进气管道上,与空气混合成混合气后再通过进气门进入气缸燃烧室内被点燃作功;而缸内喷注式汽油发动机,顾名思义是在气缸内喷注汽油,它将喷油嘴安装在燃烧室内,将汽油直接喷注在气缸燃烧室内,空气则通过进气门进入燃烧室与汽油混合成混合气被点燃作功,这种形式与直喷式柴油机相似,因此有人认为缸内喷注式汽油发动机是将柴油机的形式移植到汽油机上的一种创举。
缸内喷注的关键在于产生与传统发动机不同的缸内气流运动状态,通过技术手段使喷射入气缸的汽油与空气形成一种多层次的旋转涡流。因此GDI采用了立式吸气口、弯曲顶面活塞、高压旋转喷射器等三种技术手段。 立式吸气口代替传统的横向吸气口,通过来自上方的强大下降气流,形成与以往发动机相反的缸内空气流动-纵向涡流转流。弯曲顶面活塞利用活塞顶的凸起形状,增强了这个纵向涡流转流,再通过高压旋转喷射器喷射出雾状汽油,在压缩冲程后期的点火前夕,被气体的纵涡流融合成球状雾化体,形成一种以火花塞为中心,由浓到稀的层状混合气状态。这样,从总体上看,虽然混合比达到40:1,但聚集在火花塞周围的混合气却很浓厚,很容易点火燃烧。
当然,活塞顶的形状对缸内气流的作用很大。活塞在上止点位置时,活塞头顶面与气缸盖之间的间隙称为燃烧室,燃烧室的容积是决定发动机性能的重要因素。GDI活塞顶面的凸起部分象屋顶,又称“弯曲顶面活塞”,它缩小了燃烧室的容积,有助于形成强势涡流。缩小燃烧室容积必然提高了压缩比,因此GDI的压缩比达到12:1,比以往发动机高出1/3左右。压缩比提高了,缸内温度必然也随之提高,有助于稀燃。压缩比高,输出功率增大,这样也就弥补了稀燃带来的功率损失。
压缩比提高也就意味着缸内压力提高了,与之配合的是高压燃料泵,用高压方式将汽油送进燃烧室内。但是,汽油的性质决定压缩比只能局限于一定的限度内,否则就会出现爆燃,为了避免这一现象,GDI分两步喷射的过程,第一步在进气冲程中喷射汽油以降低气体温度,适应高压缩比;第二步在压缩冲程后期喷射汽油,形成上面阐述过的层状混合气形态。这是一环扣一环的技术,相辅相成,缺一不可。
缸内喷注式汽油发动机的优点是油耗量低,升功率大。混合比达到40:1(一般汽油发动机的混合比是15:1),也就是所谓的“稀燃”。机内的活塞顶部一半是球形,另一半是壁面,空气从气门冲进来后在活塞的压缩下形成一股涡流运动,当压缩行程行将结束时,在燃烧室顶部的喷油嘴开始喷油,汽油与空气在涡流运动的作用下形成混合气,这种急速旋转的混合气是分层次的,越接近火花塞越浓,易于点火作功。由于缸内喷注压缩比达到12,与同体积的一般发动机相比功率与扭矩都提高了10%。
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