[01626468]摩托车发动机汽油喷射电控系统的研究开发

该项目研究是在保留传统二冲程汽油机优点的前提下，通过电子控制技术，开发适于二冲程汽油机的电控装置，并围绕消除燃油泵短路损失或提高低负荷时的发动机燃烧的稳定性，采取各种有效措施，最终达到在基本不降低动力性的前提下，使发动机的燃油经济性得到大幅度改善，排放指标能满足较严格的排放法规要求，这在日益严格的经济性法规与排放法规的前提下，是有立足之地的。　　在长铃集团有限公司的AX100摩托车二冲程汽油机上进行了电控燃油喷射与数字式点火控制系统的研究与开发，主要技术说明及指标如下：　　1. 据AX100摩托车发动机的结构特征，考虑发动机的动力性、经济性、排放指标和制造成本，选择了具有较高性能价格比的燃油半直接喷射方式进行燃油喷射系统的开发。在零部件特性实验研究的基础上，对电控系统的零部件进行了选择。完成了发动机相关部分的结构改造、电控系统各部件的安装设计，以及电控系统整体方案的设计。　　2. 进行了二冲程汽油机电控燃油喷射系统控制硬件与控制软件的设计，完成了二冲程汽油机电控单元（ECU）的开发。在设计中，针对二冲程汽油机的特点采取了一些特殊的方法。硬件设计主要包括了传感器的预处理电路、执行机构的驱动电路、单片机的各扩展电路的设计。软件设计主要包括输入信号的采集与处理、控制量的优化计算、以及输出信号的控制等。　　3. 二冲程汽油机采用电控燃油喷射方式后，对其怠速工况的控制进行了细致的研究。研究了喷嘴隔次喷射、轮流喷射等多种供油方式对二冲程汽油机怠速工况性能的影响。最终确定了怠速控制时的燃油供给方式、喷油延迟时间、怠速转速。试验表明，化油器式二冲程汽油机在改用电控燃油喷射后，怠速排放量可降低很多。　　4. 在保留原发动机所用CDI点火系统的基础上，完成了二冲程化油器式汽油机数字式CDI点火系统的开发研究。并完成了将数字式CDI点火系统与燃油喷射相结合的综合电子控制系统的研究工作。　　5. 设计了兼有运行控制功能和标定控制功能的二冲程汽油机电控系统开发装置。分析了二冲程汽油机电控系统的标定方法。对燃油喷射量、喷油延迟角、点火提前角等控制参数进行了标定，制取了相应的优化控制脉谱。　　6. 完成了控制系统的抗干扰设计。在抗干扰设计时同时采用了软件抗干扰措施与硬件抗干扰措施。此外，针对二冲程汽油机在使用环境、运转性能上与四冲程发动机的不同，还采取了一些特殊的抗干扰手段。试验表明控制系统在采用抗干扰措施后，可以正常的工作。　　7. 进行了二冲程汽油机电控系统ECU的设计，制作了印刷电路板。该ECU单元在设计时，预留了一些接口，当控制对象有变化时，只需接入新的输入信号，并改变控制程序即可使用。因此该电子控制单元具有一定的通用性。　　8. 进行了电控二冲程发动机和化油器式发动机的性能对比实验，实验表明化油器式二冲程汽油机采用电控燃油喷射、数字式CDI点火控制，发动机的动力性、燃油经济性与排放性能都得到了改善。电控发动机在保持原机功率的条件下，外特性油耗率降低10%-17%，怠速时的HC排放为4800ppm，CO排放为1.6%，HC排放值下降了29.4%，CO排放值下降了53%，低于排放法规的限值。同时采用这两项技术时，该二冲程汽油机的性能将得到进一步的改善。该项目研究是在现有的技术条件下进行自主的开发与设计，所设计电宾燃油喷射系统为低压喷射系统，除喷油器与喷油泵是国外产的部件外，其余全部是国产件，并在原机CDI的基础之上，设计了一种适合在摩托车二冲程汽油机上使用的数字式CDI点火器。所研制的数控式燃油喷射与点火系统，技术上比较成熟，国产化率较高，实用性较强，为电控二冲程汽油机的国产化提供了坚实的物质保证。所开发的二冲程汽油机电控燃油喷射系统应用于AX100发动机后，发动机的经济性与怠速排放性能得到了较大提高，其怠速排放指标可以满足较严格的怠速排放法规的要求。但要推广应用该技术，还需要进行一些其它开发研究工作，如：其推广应用仍需要与摩托车发动机和电控喷射器的生产厂一同对所开发的系统进行进一步的完善。