電控噴射LPG發動機的研究開發
采用電控噴射,LPG發動機也可像汽油電控噴射一樣,對空燃比、點火時機、怠速及爆震等進行控制。輔以廢氣再循環( EGR) 和三元催化裝置,既能減少排放,又能簡化結構省去化油器和混合器等裝置,還可增加充氣效率,獲得良好的動力性和經濟性。
電控噴射LPG 發動機按噴射形式可分為氣態噴射和液態噴射,按噴射方式可分為單點噴射和多點噴射,按噴射位置可分為缸外噴射和缸內噴射,按控制方式可分為開環控制和閉環控制。
借鑒汽油噴射技術形成的微電腦控制LPG 噴射系統,污染排放除NOx 外都比汽油電控噴射更低。據Texas A &M 大學的報道,試驗樣機的排放可以低于1996 年美國聯邦車輛排放標準, HC ,CO 及NOx 等指標達到或接近加州大氣保護局 (CARB) 制定的極低排放標準(ULEV) 。
由于LPG能夠與空氣很好混合,直接把LPG 噴入進氣管中,發動機還是能很好地運行,而且還能保證LPG不泄漏。但是LPG 的密度隨溫度變化, 而且壓力越高,這種變化越明顯,以LPG 中的主要成分丙烷為例,在260 K～350 K之間和在0. 1 MPa ～0. 3 MPa 壓力的條件下,每隔10 K會引起3 %以上的密度變化。武漢理工大學采用一種電子控制氣化系統,可以省去混合器,使發動機的結構更為簡單。該系統為了更準確地控制LPG的進氣量,在控制中進行了適當補償;系統的控制以轉速和進氣絕對壓力作為控制的主要參數,同時把進氣和LPG的溫度、大氣壓力、節氣門位置和冷卻水溫作為補償參數,對噴油脈寬進行修正。系統采用閉環控制方式, 電控單元根據檢測到的傳感器信號,確定發動機所處的工況,然后根據MAP 圖獲得基本噴油脈寬,并對基本噴油脈寬做出必要的修正;然后發出相應的控制信號,驅動噴射器工作,以供給發動機最佳的燃料噴射量。
R Barry 等人曾采用一臺經過LPG 改造的單缸170 汽油機進行燃用汽油、電控LPG氣體噴射和電控LPG 液體噴射的對比試驗。試驗中氣體的噴射壓力為0. 2MPa ;為了防止液態的LPG 氣化,一方面采用燃油泵對LPG進行增壓,噴射壓力保持在 1. 0 MPa ,另一方面,在噴嘴附近的貯壓器的上方引出一根管子通入儲氣罐中,讓液態的LPG保持一定的流動性[5 ] ,也讓氣化的LPG回流來保證噴嘴附近保持液態。從臺架實驗的外特性曲線分析可知:在高轉速和高負荷下,電控LPG液體噴射的輸出扭矩和功率均為最大,說明其充氣效率高且燃料供應充足;而電控氣體噴射的輸出功率比汽油低。
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