电控喷射LPG发动机的研究开发
采用电控喷射,LPG发动机也可像汽油电控喷射一样,对空燃比、点火时机、怠速及爆震等进行控制。辅以废气再循环( EGR) 和三元催化装置,既能减少排放,又能简化结构省去化油器和混合器等装置,还可增加充气效率,获得良好的动力性和经济性。
电控喷射LPG 发动机按喷射形式可分为气态喷射和液态喷射,按喷射方式可分为单点喷射和多点喷射,按喷射位置可分为缸外喷射和缸内喷射,按控制方式可分为开环控制和闭环控制。
借鉴汽油喷射技术形成的微电脑控制LPG 喷射系统,污染排放除NOx 外都比汽油电控喷射更低。据Texas A &M 大学的报道,试验样机的排放可以低于1996 年美国联邦车辆排放标准, HC ,CO 及NOx 等指标达到或接近加州大气保护局 (CARB) 制定的极低排放标准(ULEV) 。
由于LPG能够与空气很好混合,直接把LPG 喷入进气管中,发动机还是能很好地运行,而且还能保证LPG不泄漏。但是LPG 的密度随温度变化, 而且压力越高,这种变化越明显,以LPG 中的主要成分丙烷为例,在260 K～350 K之间和在0. 1 MPa ～0. 3 MPa 压力的条件下,每隔10 K会引起3 %以上的密度变化。武汉理工大学采用一种电子控制气化系统,可以省去混合器,使发动机的结构更为简单。该系统为了更准确地控制LPG的进气量,在控制中进行了适当补偿;系统的控制以转速和进气绝对压力作为控制的主要参数,同时把进气和LPG的温度、大气压力、节气门位置和冷却水温作为补偿参数,对喷油脉宽进行修正。系统采用闭环控制方式, 电控单元根据检测到的传感器信号,确定发动机所处的工况,然后根据MAP 图获得基本喷油脉宽,并对基本喷油脉宽做出必要的修正;然后发出相应的控制信号,驱动喷射器工作,以供给发动机最佳的燃料喷射量。
R Barry 等人曾采用一台经过LPG 改造的单缸170 汽油机进行燃用汽油、电控LPG气体喷射和电控LPG 液体喷射的对比试验。试验中气体的喷射压力为0. 2MPa ;为了防止液态的LPG 气化,一方面采用燃油泵对LPG进行增压,喷射压力保持在 1. 0 MPa ,另一方面,在喷嘴附近的贮压器的上方引出一根管子通入储气罐中,让液态的LPG保持一定的流动性[5 ] ,也让气化的LPG回流来保证喷嘴附近保持液态。从台架实验的外特性曲线分析可知:在高转速和高负荷下,电控LPG液体喷射的输出扭矩和功率均为最大,说明其充气效率高且燃料供应充足;而电控气体喷射的输出功率比汽油低。
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