LPG四行程摩托车发动机的开发研究

论文摘要

“以气代油”是世界各国科学家公认的21世纪科技发展的一项重大课题之一,其目的就是解决能源和环境两大社会问题。我国摩托车工业在21世纪能否持续发展,是关系到国家、行业和民生的大事,借鉴汽车发展中“以气代油”的成功经验,抓住时机,开发出实用新型的“以气代油”摩托车产品,既是迎接新世纪的挑战,也是实现良好转折的机遇。因此,开发和研究液化石油气(以下简称LPG)摩托车,对于保护环境、促进环境与经济的协调发展具有重要意义。本文开展的主要工作及其结果如下。 分析了LPG减压阀的工作要求和结构设计要点,成功设计和研制出平衡式减压阀。通过稳态试验表明,在入口压力较小时,采用平衡式减压阀能较好地保持出口压力和流量的稳定关系,因此,采用背压—平衡式两级减压方案在流量变化时能保持LPG二级减压后的压力基本不随气瓶压力变化的影响。 为改善LPG发动机的动力性能,提出了使用雾化器用汽油加湿LPG的思路。并进行了对比实验。 在对电控喷气器的结构及工作原理进行分析的基础上,提出了两种电控喷嘴的结构方案,并进行了结构设计,同时,还进行了不同型式电磁线圈方案的特性及驱动方式的分析。 完成了电控LPG燃气喷射控制系统的设计和台架实验系统的改造,进行了电控LPG发动机的台架试验。通过试验,对纯LPG、汽油及汽油加湿的LPG发动机进行了性能试验比较。试验结果表明电控LPG发动机与电喷汽油机相比,动力性能有所降低,排放性能有所改善,而经过汽油加湿LPG发动机的动力略低于纯LPG发动机。

论文目录

• 第1章 概述
• 1.1 我国摩托车的发展状况
• 1.2 液化石油气的性能特点
• 1.3 液化石油气作为车用燃料的主要优点
• 1.4 和本课题相关的国内外技术发展现状
• 1.5 本论文的目的及任务
• 1.5.1 目的
• 1.5.2 意义
• 1.5.3 本论文的主要任务
• 第2章 LPG摩托车燃料供给系统的设计开发
• 2.1 电控LPG摩托车燃料供给系统的组成与结构
• 2.1.1 进气道LPG气态喷射
• 2.1.2 进气道LPG液态喷射
• 2.2 减压阀的设计原则
• 2.2.1 背压式减压阀设计
• 2.2.2 平衡式减压阀设计
• 2.2.3 LPG减压阀尺寸的确定
• 2.3 雾化器
• 2.3.1 雾化原理
• 2.3.2 结构、工作原理及特性
• 2.4 试验结果与分析
• 2.4.1 平衡-背压式连接方式
• 2.4.2 背压-平衡式连接方式
• 2.4.3 背压-背压式连接方式
• 2.4.4 背压式二级减压阀
• 2.4.5 平衡式二级减压阀
• 2.5 本章小结
• 第3章 LPG电控喷射器的结构与设计
• 3.1 高频电磁阀的工作原理
• 3.1.1 阀的响应特性对系统工作特性的影响
• 3.1.2 电磁阀的运动
• 3.2 LPG电控喷嘴的结构设计
• 3.2.1 磁路原理
• 3.2.2 LPG电控喷嘴设计方案一
• 3.2.3 LPG电控喷嘴结构方案二
• 3.3 实验用电磁阀性能介绍
• 3.4 本章小结
• 第4章 LPG发动机电控单元与实验系统
• 4.1 电控系统与电控单元基本结构
• 4.1.1 电控系统与台架测试系统原理框图
• 4.1.2 ECU及周边电路组成
• 4.1.3 ECU的电路原理图
• 4.2 传感器选择与前向通道设计
• 4.2.1 转速/曲轴位置传感器、点火参考信号
• 4.2.2 节气门位置传感器
• 4.2.3 进气温度、缸体温度传感器
• 4.3 控制系统软件设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 台架试验结果与分析
• 5.1 台架测试系统
• 5.1.1 发动机原机及改造
• 5.1.2 实验中使用的主要仪器与测试设备
• 5.2 发动机台架试验结果及分析
• 5.2.1 LPG的动力性试验及分析
• 5.2.2 LPG的排放性试验及分析
• 5.2.3 点火提前角对动力性的影响
• 5.2.4 点火提前角对各排放物的影响
• 5.3 本章小结
• 第6章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究工作展望
• 参考文献
• 致谢