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1、FAI二沖程缸內(nèi)直噴汽油機(jī)的研究Ξ蔡曉林1,楊延相2,張平1,劉昌文1,郗大光2,尤兵1(1.天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,天津300072;2.天津內(nèi)燃機(jī)研究所,天津300072)摘要:基于AX2100二沖程化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了FAI(FreeArmatureInjection自由電樞噴射)缸內(nèi)直噴二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架試驗(yàn)研究,在原機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)改造了一個(gè)適合缸內(nèi)直噴的燃燒室結(jié)構(gòu),獲得了大量的缸內(nèi)直噴的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和電控參數(shù)的MAP圖,并做了該直噴發(fā)動(dòng)機(jī)和原化油器發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、燃油消耗和HC排放的比較。結(jié)果表明,F
2、AI直噴技術(shù)能夠成功地應(yīng)用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)直噴系統(tǒng),極大改善了燃油短路的現(xiàn)象和掃氣效率,在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)燃油消耗大大降低,HC排放改善很多。關(guān)鍵詞:缸內(nèi)直噴;FAI噴射;二沖程發(fā)動(dòng)機(jī);燃油消耗;排放中圖分類號(hào):TK41316文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AStudyonFAITwo2StrokeDISIEngineCAIXiao2lin1,YANGYan2xiang2,ZHANGPing1,LIUChang2wen1,XIDa2guang2,YOUBing1(1.SchoolofMechanicalEngineerin
3、g,TianjinUniversity,Tianjin300072,China;2.TianjinInternalCombustionEngineResearchInstitute,Tianjin300072,China)Abstract:ThispaperintroducestheresearchoftheFAI(FreeArmatureInjection)two2strokeDISIenginemodi2fiedfromacarburetortwo2strokegasolineengineAX210
4、0indetails.Acombustionchambermeetingtothefueldi2rectinjectiontechnologywasdevelopedandalargeamountofrawdataandMAPoftheelectroniccontrolparame2terswereobtained.Moreover,thecomparisonsinpower,fuelconsumptionandemissionwereconducted.There2sultsshowedthatthe
5、FAIdirectinjectiontechnologycouldbesuccessfullyappliedtothetwo2strokeengine,elimi2natingshort-circuitingphenomenonandimprovingthescavengeefficiency.Fueleconomyandexhaustemissionsoverthewholeoperatingrangewereimprovedgreatly.Keywords:Directinjection;FAIin
6、jection;Two2strokeengine;Fuelconsumption;Emission引言二沖程汽油機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、升功率高、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于摩托車、小型汽車、舷外機(jī)和割草機(jī)等領(lǐng)域。由于傳統(tǒng)的曲軸箱掃氣化油器供油式二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在換氣方面存在的固有問(wèn)題,在大多數(shù)情況下,未燃HC直接進(jìn)入排氣系統(tǒng)中,使其HC排放和油耗很高。但是有關(guān)的污染物排放的法規(guī)已經(jīng)迫使二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)降低它的未燃HC排放和油耗。因此新型的低排放污染、低燃油消耗的二沖程火花塞點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)已經(jīng)迫在眉睫。以前,充分分
7、離新鮮混合氣和燃燒室中的廢氣還是不可能的事情。直到缸內(nèi)直噴技術(shù)的出現(xiàn),才使人們看到了二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的曙光1～6。近年來(lái),國(guó)外研究人員在把燃油直噴技術(shù)應(yīng)用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)上做出了很多設(shè)想,基本方案包括缸內(nèi)高壓燃油噴射、電控低壓缸內(nèi)燃油直噴7～9、電控燃油夾氣噴射以及機(jī)械式空氣輔助燃油噴射10。對(duì)于小缸徑設(shè)計(jì)(特別是發(fā)動(dòng)機(jī)排量在50mL～125mL之間)的摩托車,采用低成本的燃油直噴技術(shù)是最為合理的方案,其中應(yīng)用最多的以電控燃油夾氣噴射為主。如ORBITAL公司的SEFIS(SmallEn2gineFuelIn
8、jectionSystem)夾氣噴射技術(shù)11,IFP公司開(kāi)發(fā)的IAPAC系統(tǒng)12,13,以及Orbital公司和Ford14,15開(kāi)發(fā)的AFI燃油夾氣噴射系統(tǒng),都取得了不錯(cuò)的效果。但電控燃油夾氣噴射系統(tǒng)的缺點(diǎn)是系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜、成本高,而且對(duì)噴入缸內(nèi)的燃油量不能進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)。本項(xiàng)工作旨在應(yīng)用低成本的一體化電磁燃油噴射器FAI16實(shí)現(xiàn)二沖程摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)燃油直噴,可以準(zhǔn)確、定時(shí)定量地對(duì)噴入缸內(nèi)的燃油量進(jìn)行調(diào)節(jié),從而解決二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)排放差
