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1、FAI二冲程缸内直喷汽油机的研究Ξ蔡晓林1,杨延相2,张平1,刘昌文1,郗大光2,尤兵1(1.天津大学机械工程学院,天津300072;2.天津内燃机研究所,天津300072)摘要:基于AX2100二冲程化油器式发动机进行了FAI(FreeArmatureInjection自由电枢喷射)缸内直喷二冲程发动机的台架试验研究,在原机的基础上设计改造了一个适合缸内直喷的燃烧室结构,获得了大量的缸内直喷的试验数据和电控参数的MAP图,并做了该直喷发动机和原化油器发动机的性能、燃油消耗和HC排放的比较。结果表明,F
2、AI直喷技术能够成功地应用于二冲程发动机缸内直喷系统,极大改善了燃油短路的现象和扫气效率,在整个运行范围内燃油消耗大大降低,HC排放改善很多。关键词:缸内直喷;FAI喷射;二冲程发动机;燃油消耗;排放中图分类号:TK41316文献标识码: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引言二冲程汽油机由于其结构简单、升功率高、成本低廉等优点而广泛应用于摩托车、小型汽车、舷外机和割草机等领域。由于传统的曲轴箱扫气化油器供油式二冲程发动机在换气方面存在的固有问题,在大多数情况下,未燃HC直接进入排气系统中,使其HC排放和油耗很高。但是有关的污染物排放的法规已经迫使二冲程发动机降低它的未燃HC排放和油耗。因此新型的低排放污染、低燃油消耗的二冲程火花塞点火式发动机的开发已经迫在眉睫。以前,充分分
7、离新鲜混合气和燃烧室中的废气还是不可能的事情。直到缸内直喷技术的出现,才使人们看到了二冲程发动机的曙光1～6。近年来,国外研究人员在把燃油直喷技术应用于二冲程发动机上做出了很多设想,基本方案包括缸内高压燃油喷射、电控低压缸内燃油直喷7～9、电控燃油夹气喷射以及机械式空气辅助燃油喷射10。对于小缸径设计(特别是发动机排量在50mL～125mL之间)的摩托车,采用低成本的燃油直喷技术是最为合理的方案,其中应用最多的以电控燃油夹气喷射为主。如ORBITAL公司的SEFIS(SmallEn2gineFuelIn
8、jectionSystem)夹气喷射技术11,IFP公司开发的IAPAC系统12,13,以及Orbital公司和Ford14,15开发的AFI燃油夹气喷射系统,都取得了不错的效果。但电控燃油夹气喷射系统的缺点是系统相对复杂、成本高,而且对喷入缸内的燃油量不能进行及时准确的调节。本项工作旨在应用低成本的一体化电磁燃油喷射器FAI16实现二冲程摩托车发动机的缸内燃油直喷,可以准确、定时定量地对喷入缸内的燃油量进行调节,从而解决二冲程发动机排放差
