第一章緒論

汽油機(jī)噴油器FT、J噴油物性對(duì)汽油機(jī)的動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性，排放性能指標(biāo)有

很大日勺影響。在電控汽油機(jī)中通過單片機(jī)對(duì)噴油器日勺各個(gè)噴油特性指標(biāo)測量

和控制使噴油器的性能得到更大程度口勺優(yōu)化。此設(shè)計(jì)是通過串口通訊將單片

機(jī)采集到H勺各個(gè)噴油器參數(shù)傳送到上位機(jī)，上位機(jī)通過Labview對(duì)所接受的

到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，到達(dá)對(duì)噴油器參數(shù)和功能日勺愈加精確H勺控制。

近年來，我國的摩托車行業(yè)得到了迅速發(fā)展，我國摩托車產(chǎn)銷量躍居世

界第一，出口躍居世界第二，摩托車已成為我國最具有全球化特性論機(jī)電產(chǎn)

品之一，但伴隨國民環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不停增強(qiáng)和對(duì)摩托車排放污染嚴(yán)重性的

認(rèn)識(shí)不停提高，以及全球日勺能源恐慌，各國對(duì)摩托車日勺排放和經(jīng)濟(jì)性都提出

了更高的規(guī)定。近年來，我國的摩托車排放原則如下；2003年1月1日起執(zhí)

行歐I原則；2004年1月1日起新定型日勺摩托車產(chǎn)品污染物日勺排放到達(dá)相稱

于歐H排放控制水平；2005年1月1日起新定型的輕便摩托車產(chǎn)品污染物的

排放應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)相稱于歐HH勺排放控制水平：2023年前后我國所有新定型的摩

托車產(chǎn)品污染物的排放應(yīng)到達(dá)國際先進(jìn)排放控制水平；2023年我國將實(shí)行等

同于針對(duì)摩托車歐III排放原則日勺第3階段原則。由此可見，我國日勺摩托車排

放原則加嚴(yán)進(jìn)程在不停加緊，這對(duì)我國摩托車行業(yè)來講，將是一種重大的考

驗(yàn)。排放問題處理的好壞將直接關(guān)系到我國摩托車行業(yè)此后日勺可持續(xù)發(fā)展。

在汽油機(jī)普遍采用電控技術(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)性能普遍得到較大提高的今天，稀

薄燃燒技術(shù)為汽油機(jī)性能口勺深入提高提供了廣闊的前景。火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)采

用稀薄燃燒技術(shù)不僅可以提高其燃油經(jīng)濟(jì)性，并且可以改善火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)

對(duì)大氣的污染。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放方面，伴隨空燃比的增長，由于采用稀的混合氣

使燃燒溫度減少，NOx的I排放明顯減少，同步燃燒產(chǎn)物中日勺氧成分有助于HC和

CO的氧化，因此，HC和CO的排放也減小，然而，伴隨空燃比增長到一定程度，

由于燃燒速度的減少也許會(huì)使燃燒不完全，HC的排放會(huì)迅速增長。假如能合

理地設(shè)計(jì)緊湊H勺燃燒室，并組織好空氣運(yùn)動(dòng)使燃燒在短時(shí)間內(nèi)完畢，那么三種

排放都可以大大減少。

汽油機(jī)日勺排放問題在汽車方面己得到有效日勺處理：

方案一采用三效轉(zhuǎn)化器，該方案是目前在汽車領(lǐng)域運(yùn)用口勺最成功口勺措

施，可使CO、HC和NOx等排放物減少80%—90%.

方案二采用稀燃技術(shù)，該方案不僅可以較大幅度的減少汽油機(jī)的排放,

還可以減少汽油機(jī)的油耗，提高其經(jīng)濟(jì)性。因此該方案是各研究單位研究和

開發(fā)的熱點(diǎn)。

比較上述兩方案，第一方案成本過高，不適合摩托車行業(yè)；只有采用第

二種方案，才能有效的處理目前摩托車行業(yè)碰到的困難。實(shí)現(xiàn)稀燃技術(shù)，需

處理日勺問題諸多，實(shí)現(xiàn)摩托車汽油機(jī)日勺電控是處理該問題的關(guān)鍵「力

電控汽油機(jī)的內(nèi)容諸多，其中噴油系統(tǒng)就是最重要F1勺內(nèi)容之一。它必須

精確地計(jì)量燃油并形成噴霧，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)作高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在個(gè)噴油周期內(nèi)從啟

動(dòng)、噴油到回位僅幾種毫秒，為了使噴油器在如此短的過程中有足夠的噴油

量，就規(guī)定其具有很高的頻響特性lo此外，它的流量特性對(duì)汽油機(jī)與電控

系統(tǒng)的匹配有很大影響。因此，通過建立數(shù)學(xué)模型研究其噴射過程具有重要

實(shí)用意義，有助于理解多種參數(shù)對(duì)噴油器性能的影晌程度.可為噴油器的開

發(fā)設(shè)計(jì)和改善提供條新的有效手段。

在電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)中，電控單元通過控制噴油器口勺噴油脈寬來控

制噴油量，從而適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)多種工況的需要。噴油量的精確性將直接影響發(fā)

動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及排放性能等，因此，有必要對(duì)噴油器日勺一種極為重

要的特性一一流量特性進(jìn)行試驗(yàn)和研究。流量特性是指噴油器單次噴油量與

噴油脈寬的關(guān)系曲線。此軟件的設(shè)計(jì)為這些數(shù)值的測量提供了很大日勺協(xié)助。

第二章噴油器流量測試意義及設(shè)計(jì)

§2.1噴油器流量特性測試日勺意義

現(xiàn)代電子控制技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)噴射系統(tǒng)中的應(yīng)用大大改善了發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

電控噴油器作為電控噴射系統(tǒng)日勺一種關(guān)鍵部件，其工作特性對(duì)汽油機(jī)與電噴

系統(tǒng)的改善是一種關(guān)鍵部件，其工作特性對(duì)汽油機(jī)與電噴系統(tǒng)的匹配和燃油

的計(jì)量精度均有很大日勺影響。在電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)中，電控單元通過調(diào)

整噴油器的噴油脈寬來控制噴油量，從而適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)多種工況『'J需要。噴油

量的精確性將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)日勺動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性及排放性等。因此，對(duì)噴油

器噴油量日勺高精度和高效率測量是噴油器及發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)重要日勺質(zhì)量保證

手段。由于每個(gè)循環(huán)H勺噴油量和在穩(wěn)定工況下日勺平均燃油流量很小，因此需

要研制專門H勺噴油器參數(shù)測量控制儀。下面我以噴油脈寬H勺測量為例闡明開

發(fā)此系統(tǒng)的必要性。

噴油器日勺噴油脈寬由電控單元精確控制，以保證缸內(nèi)混和氣的空燃比符

合發(fā)動(dòng)機(jī)各工況的規(guī)定。噴油器口勺流量和精度直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)口勺動(dòng)力性、

經(jīng)濟(jì)性及排放等。在安裝噴油器之前，要對(duì)噴油器日勺流量特性進(jìn)行標(biāo)定，以

檢查所選用日勺噴油器與否滿足流量和精度H勺規(guī)定。噴油器的流量特性，是指

噴油器的實(shí)際噴油量隨噴油脈寬H勺變化規(guī)律，理想噴油器的開關(guān)是瞬時(shí)的，

且在脈寬從零到最大日勺范圍內(nèi)都能獲得線性噴油量。而實(shí)際噴油器在噴射脈

沖始點(diǎn)（或終點(diǎn)）與噴油器針閥升起（或落座）之間有一定的滯后時(shí)間，因此噴油

器的流量特性在較小與較大Fl勺脈寬段是非線性口勺。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元

能精確地控制噴油量，從而到達(dá)精確控制空燃比日勺目日勺，噴油器日勺脈寬與其

噴油量必須具有線性關(guān)系。在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作噴油量范圍內(nèi)，不僅規(guī)定流量

特性具有很好日勺線性度，并且其低端也要好，以保證噴油器在低速、小負(fù)荷

工況下工作穩(wěn)定，并有足夠日勺流量精度。

為此我所設(shè)計(jì)的軟件就是用于此測量系統(tǒng)的測試和控制部分，有上位機(jī)

和下位機(jī)構(gòu)成。下位機(jī)采集噴油器H勺多種參數(shù)，上位機(jī)處理，同步上位機(jī)將

各個(gè)控制參數(shù)下傳到下位機(jī)進(jìn)行控制噴油器各個(gè)參數(shù)，對(duì)于汽油機(jī)噴油系統(tǒng)

的優(yōu)化有很大作用，從而控制汽油機(jī)整體排放，動(dòng)力等指標(biāo)，以到達(dá)目前國

家的多種排放，動(dòng)力原則。

§2.2噴油器特性參數(shù)測試方案設(shè)計(jì)

電控噴油器參數(shù)測試是在專門的試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，試驗(yàn)臺(tái)上配有一套電控

測量系統(tǒng)，可以精確測量出流量等參數(shù)，迅速處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

如圖37所示，噴油器流量檢測試驗(yàn)臺(tái)重要由燃料供應(yīng)系統(tǒng)和電控系統(tǒng)構(gòu)成。

電

控驅(qū)

噴動(dòng)

電

機(jī)

0單片

1F02

油CB05

路

器

圖

統(tǒng)框

應(yīng)系

油供

1燃

圖2-

、

尼器

動(dòng)阻

壓脈

、油

清器

油濾

、燃

油泵

、燃

油箱

由燃

重要

系統(tǒng)

供應(yīng)

燃料

出,

油泵吸

中被燃

燃油箱

油從

。燃

構(gòu)成

器等

噴油

管、

油總

器、燃

調(diào)整

壓力

燃油

據(jù)

則根

油器

.噴

油器

個(gè)噴

到各

管送

輸油

通過

后再

濾除

雜志

器將

濾清

燃油

先由

定

在一

控制

壓力

噴油

是將

作用

器的

調(diào)整

油壓

出。

油噴

洛燃

令，

的指

發(fā)出

ECU

作用

器的

阻尼

脈動(dòng)

油壓

箱。

回油

管送

回油

器經(jīng)

調(diào)壓

油從

勺燃

出日

將多

內(nèi)，

范圍

壓

中油

管路

吸取