回油放炮探索

1、目目 錄錄一、工作背景一、工作背景二、二、故障重現(xiàn)故障重現(xiàn)三、三、理論理論分析分析五五、工作總結(jié)及設(shè)計(jì)啟發(fā)、工作總結(jié)及設(shè)計(jì)啟發(fā)四四、對(duì)策與策略驗(yàn)證對(duì)策與策略驗(yàn)證一、背景一、背景化油器匹配 DR評(píng)價(jià)低檔位高速回油放炮低檔位高速回油放炮二、故障重現(xiàn)二、故障重現(xiàn)N擋1擋/2檔50006000rpm放炮聲持續(xù)刺耳放炮聲混合氣未燃燒完全混合氣未燃燒完全 燃燒情況燃燒情況回油瞬間負(fù)壓增加到回油瞬間負(fù)壓增加到-75KPa進(jìn)氣負(fù)壓變化曲線進(jìn)氣負(fù)壓變化曲線柱塞關(guān)閉點(diǎn)柱塞關(guān)閉點(diǎn)柱塞完全關(guān)閉柱塞完全關(guān)閉-進(jìn)氣壓力急劇下降進(jìn)氣壓力急劇下降進(jìn)氣變化情況進(jìn)氣變化情況車型車型化油器結(jié)構(gòu)形式化油器結(jié)構(gòu)形式試驗(yàn)結(jié)論試驗(yàn)結(jié)論五羊

2、本田五羊本田125柱塞式有連續(xù)放炮音，但聲音不大，沒有尖銳、刺耳的大聲音。錢江錢江150-12柱塞式有連續(xù)放炮音，但聲音不大。五羊本田125對(duì)比測(cè)試，其特點(diǎn)：1、其化油器提供的混合氣較濃，怠速CO在8.179%。2、1檔傳動(dòng)比較小，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低。3、在回油過程中HC排放很高。競(jìng)品車（國(guó)競(jìng)品車（國(guó)狀態(tài)）放炮情況摸底狀態(tài)）放炮情況摸底三、理論分析三、理論分析2.1 專業(yè)描述：專業(yè)描述：“放炮放炮”定義定義什么叫放炮？聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的局部壓力波動(dòng)后燃引起產(chǎn)生放炮的要素：產(chǎn)生放炮的要素：1、大量的可燃 CxHy2 、大量的O23、劇烈氧化的環(huán)境-熱源HC的形成機(jī)理的形成機(jī)理HC的的來源來源HC正常

3、燃燒情況下穩(wěn)定工況時(shí)穩(wěn)定工況時(shí)對(duì)HC排放的影響不大非正常燃燒情況下氣門重疊角過大的情況下新鮮混合氣不新鮮混合氣不完全燃燒完全燃燒適度燃燒適度燃燒燃燒技術(shù)燃燒技術(shù)影響火焰的傳播：殘余廢氣系數(shù)達(dá)到34%時(shí)，火焰就很難傳播而發(fā)生斷火。發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程中的殘余廢氣量可看作是發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部EGR（內(nèi)部廢氣再循環(huán)）。在沒有速燃技術(shù)的情況下，廢氣系數(shù)超過34%時(shí)發(fā)生斷火?；旌蠚膺^濃過濃或過稀過稀都會(huì)引起火焰?zhèn)鞑ゲ怀浞只鹧鎮(zhèn)鞑ゲ怀浞只驍嗷饠嗷鸢l(fā)生?；旌蠚馕闯浞秩紵椭苯优懦?，造成HC過高。當(dāng)發(fā)生斷火時(shí)的混合氣濃度稱為燃燒極限。 出現(xiàn)斷火斷火時(shí)，氣缸中的混合氣體未經(jīng)點(diǎn)燃而直接排出，HC增高。（斷火：發(fā)動(dòng)機(jī)每五十個(gè)循

4、環(huán)中有一次或一次以上不著火稱為斷斷火：發(fā)動(dòng)機(jī)每五十個(gè)循環(huán)中有一次或一次以上不著火稱為斷火火） 混合氣體在活塞做功行程中不能完全燃燒，排氣門打開，未燃燒的HC隨 廢氣一同排出缸內(nèi)殘余廢氣影響點(diǎn)火系統(tǒng)故障混合氣體過濃或過稀點(diǎn)火提前角過遲新鮮混合氣不完全燃燒新鮮混合氣不完全燃燒混合氣體過濃或過稀缸內(nèi)殘余廢氣影響新鮮混合氣不完全燃燒新鮮混合氣不完全燃燒混合氣體過濃或過稀混合氣體過濃或過稀缸內(nèi)殘余廢氣影響缸內(nèi)殘余廢氣影響化油器型號(hào)：PZ26高速急回油時(shí)高速急回油時(shí)化油器對(duì)混合氣濃度的影響化油器對(duì)混合氣濃度的影響高速回油高速回油-供油主要由怠速油系完成供油主要由怠速油系完成高速回油過程中高速回油過程中化油

5、器怠速油系提供混合比的變化化油器怠速油系提供混合比的變化高速回油時(shí)化油器提供的混合氣是變濃還是變稀?簡(jiǎn)單的化油器簡(jiǎn)單的化油器不考慮怠速空氣量孔的作用，隨進(jìn)氣負(fù)壓的增加空燃比減小，混合氣變濃。不考慮怠速空氣量孔的作用，隨進(jìn)氣負(fù)壓的增加空燃比減小，混合氣變濃。柱塞開 轉(zhuǎn)速高進(jìn)氣管、怠速泡沫管、怠速通道中真空度增加空氣和燃油流速增加汽油流的慣性比空氣大V增空氣V增燃油混合氣變稀變稀急回油 化油器引入空氣調(diào)節(jié)指定負(fù)壓-30-40-50-60-70CPZ19實(shí)測(cè)負(fù)壓29.824050.360.170.3AF 1816.6716.6116.817.85GA0.48860.48890.50450.5140.

6、5408GF0.02730.02890.03010.03080.0303PZ26實(shí)測(cè)負(fù)壓-30.27-39.87-49.8-60.54-70.27A/F 隨負(fù)壓的變化19.8120.0520.9121.6622.82GA0.8770.95531.01321.0441.0887GF0.04430.04770.04840.04830.0478PZ26K實(shí)測(cè)負(fù)壓-30.29-40.29-50.2-60.16-70.34A/F 隨負(fù)壓的變化16.8917.7417.5618.3318.64GA0.72360.80120.83350.86450.8659GF0.04280.04520.04750.047

7、20.0465 PZ26(ACV閥閥)實(shí)測(cè)負(fù)壓-30.29-40.29-50.2-60.16-70.34A/F 隨負(fù)壓的變化16.8516.89.269.6610.26GA0.68130.72940.77110.81330.8593GF0.04040.04340.08320.08410.0837化油器流量測(cè)試臺(tái)測(cè)試的不同負(fù)壓下化油器流量測(cè)試臺(tái)測(cè)試的不同負(fù)壓下A/F結(jié)果結(jié)果A/F測(cè)試儀測(cè)試回油瞬間測(cè)試儀測(cè)試回油瞬間14.714.7變稀變稀高速回油，不同化油器的供油特性不同。高速回油，不同化油器的供油特性不同。4.2 空燃比變化情況空燃比變化情況高速急回油時(shí)高速急回油時(shí)進(jìn)氣壓力變化對(duì)換氣質(zhì)量的影響

8、進(jìn)氣壓力變化對(duì)換氣質(zhì)量的影響充氣效率充氣效率v殘余廢氣系數(shù)殘余廢氣系數(shù)r發(fā)動(dòng)機(jī)高速急回油，v 下降下降 23倍 r 增長(zhǎng)增長(zhǎng) 5倍倍左右實(shí)際進(jìn)入氣缸實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮混合氣充滿氣缸工作容積充滿氣缸工作容積的新鮮混合氣氣缸內(nèi)氣缸內(nèi)的廢氣量進(jìn)入氣缸進(jìn)入氣缸的新鮮混合氣殘余廢氣增加后對(duì)燃燒的影響殘余廢氣增加后對(duì)燃燒的影響分析分析燃燒火焰發(fā)展的燃燒火焰發(fā)展的4個(gè)階段個(gè)階段D、最后階段、最后階段A、起始階段、起始階段（點(diǎn)火和火核的形成階段）B、過渡階段、過渡階段（火核發(fā)展到火焰中心的階段）C、湍流火焰階段、湍流火焰階段（火焰充分發(fā)展傳播階段）燃燒的循環(huán)變動(dòng)產(chǎn)生于產(chǎn)生于火焰的最初形成和發(fā)展階段（著火落后期

9、內(nèi)著火落后期內(nèi)）減小燃燒的循環(huán)波動(dòng)只能只能依靠改善改善火焰形成和初期發(fā)展階段的燃燒。也就是混合氣成功點(diǎn)火階段混合氣成功點(diǎn)火階段?；旌蠚恻c(diǎn)燃的條件混合氣點(diǎn)燃的條件1、火花塞間隙處火花塞間隙處存在著處于著火界限著火界限內(nèi)的混合氣。2、電火花的能量又超過超過臨界著火能量臨界著火能量。3、形成的火焰能向外傳播向外傳播。殘余廢氣殘余廢氣增加后增加后的影響的影響當(dāng)殘余廢氣增加后，每個(gè)循環(huán)汽缸內(nèi)的混合氣成分不盡是新鮮空氣和霧化的燃油混合物，還包含更多的殘余廢氣。廢氣稀釋作用廢氣稀釋作用火花塞間隙混合氣濃度小火花塞間隙混合氣濃度小火焰中心形成失敗火焰中心形成失敗點(diǎn)火失敗點(diǎn)火失敗殘余廢氣量對(duì)混合氣濃度的影響殘余

10、廢氣量對(duì)混合氣濃度的影響當(dāng)殘余廢氣量增加后，火花點(diǎn)火后的火焰發(fā)展初始階段，火焰?zhèn)鞑⑹芑旌蠚獾臐舛?、混合氣均勻性、混合氣密度、壓力、溫度等的影響更明顯。隨廢氣系數(shù)的提高，需要比正常怠速更濃的新鮮混合氣需要比正常怠速更濃的新鮮混合氣，增加點(diǎn)火成功的機(jī)會(huì)。O2的的來源來源排氣脈動(dòng)效應(yīng)排氣脈動(dòng)效應(yīng)熱源熱源-劇烈氧化的環(huán)境劇烈氧化的環(huán)境 未完全燃燒的廢氣和氧氣在遇到下個(gè)循環(huán)排出的高溫廢氣時(shí)點(diǎn)燃。被加熱的排氣管和消聲器也是引燃的主要因素。被加熱的排氣管和消聲器也是引燃的主要因素。根本原因根本原因急回油柱塞立即關(guān)閉P P進(jìn)氣進(jìn)氣急劇降低進(jìn)氣進(jìn)氣減小進(jìn)入缸內(nèi)m m新鮮混合氣新鮮混合氣降低殘余廢氣系數(shù)殘余廢氣

11、系數(shù)r r 增加增加混合比不適合不適合高廢氣含量混合氣的著火要求著火要求+ +可燃混合氣排入消聲器二次燃燒二次燃燒放炮音放炮音失火現(xiàn)象失火現(xiàn)象四、對(duì)策及策略驗(yàn)證四、對(duì)策及策略驗(yàn)證6.1 對(duì)策理論制定方向?qū)Σ呃碚撝贫ǚ较?.2 “回油放炮回油放炮”故障對(duì)策方案及驗(yàn)證故障對(duì)策方案及驗(yàn)證序號(hào)序號(hào)方案方案技術(shù)原理技術(shù)原理1精調(diào)化油器依靠化油器怠速系提供最佳的混合氣來彌補(bǔ)廢氣增高后出現(xiàn)的失火問題。實(shí)現(xiàn)完全燃燒。2進(jìn)氣負(fù)壓平衡回油時(shí)平衡進(jìn)氣管中的高負(fù)壓，提高進(jìn)氣壓力，減少缸內(nèi)殘余廢氣系數(shù)，實(shí)現(xiàn)完全燃燒。3增加點(diǎn)火能量提高點(diǎn)火能量，增加著火質(zhì)量，迅速形成火焰中心，提高燃燒質(zhì)量。4急減速時(shí)斷油回油工況時(shí)截?cái)嗟?/p>

12、速油系供油，徹底避免可燃物生成。5消聲器改進(jìn)迅速釋放排氣壓力，急劇衰減排氣能量，減少二次燃燒，同時(shí)加強(qiáng)消音效果。6減速回油加濃回油時(shí)增加怠速系供油，提供合理的混合氣濃度，減小失火的發(fā)生。6.3 具體方案驗(yàn)證情況具體方案驗(yàn)證情況方案方案1正常情況下化油器系統(tǒng)回油后節(jié)氣門應(yīng)處于怠速狀態(tài)，此時(shí)主要由怠速油系供油。項(xiàng)目組按主怠分擔(dān)的原則，對(duì)化油器進(jìn)行了重新匹配。過程：怠速系出油量控制在75%左右，怠速點(diǎn)CO調(diào)整到5%目的：目的：在高速回油狀態(tài)，怠速系提供更多燃油在高速回油狀態(tài)，怠速系提供更多燃油結(jié)果：結(jié)果： DR評(píng)價(jià)，該方案未能解決放炮音。如強(qiáng)制增加回油時(shí)怠速系供油量，將導(dǎo)致正常怠速點(diǎn)CO增加到11%

13、，正常怠速CO嚴(yán)重超標(biāo)。結(jié)論結(jié)論單一的怠速系統(tǒng)無法同時(shí)滿足無法同時(shí)滿足正常怠速和高速回油時(shí)的要求。方案方案2通過空氣控制閥對(duì)進(jìn)氣壓力進(jìn)行平衡，在急回油狀態(tài)下，當(dāng)進(jìn)氣負(fù)壓大于-40kPa時(shí)，控制閥打開向進(jìn)氣管補(bǔ)氣，從而平衡進(jìn)氣管負(fù)壓，來減少殘余廢氣量過程：過程：方案方案2驗(yàn)證驗(yàn)證方案方案2驗(yàn)證驗(yàn)證方案方案2結(jié)果結(jié)果 工作原理工作原理驗(yàn)證情況驗(yàn)證情況怠速穩(wěn)定性怠速穩(wěn)定性成本比較成本比較A方案方案當(dāng)進(jìn)氣負(fù)壓大于-40kPa時(shí)單向閥打開有輕微放炮較差10元B方案方案當(dāng)負(fù)壓大于-40kPa時(shí)負(fù)壓控制閥打開無放炮較差25元C方案方案當(dāng)負(fù)壓大于-40kPa時(shí)，負(fù)壓控制開關(guān)接通，電磁閥通電打開空氣通道，開始補(bǔ)

14、氣。當(dāng)負(fù)壓低于-40kPa時(shí)電磁閥關(guān)閉，停止供氣。無放炮好40元方案方案2存在問題存在問題通過多輪方案驗(yàn)證，我們方案設(shè)計(jì)目標(biāo)是減小負(fù)壓，但是補(bǔ)充的是純空氣，在減小負(fù)壓的同時(shí)改變了進(jìn)入汽缸內(nèi)混合氣的濃度，而補(bǔ)氣量很難進(jìn)行精確控制，造成混合氣過稀，放炮反而無法改善。只有通過引入更多的新鮮空氣，在補(bǔ)氣階段完全失火的情況下，消聲器內(nèi)都不能二次燃燒，從而完全消除放炮音。通過對(duì)C方案進(jìn)行瞬態(tài)排放測(cè)試，廢氣中HC含量將進(jìn)一步增多，不利于排放方案方案3過程過程增加點(diǎn)火能量來提高點(diǎn)火質(zhì)量、促進(jìn)燃燒。具體實(shí)施方案分為以下兩種：增加點(diǎn)火能量來提高點(diǎn)火質(zhì)量、促進(jìn)燃燒。具體實(shí)施方案分為以下兩種：（1）、增加火花塞的間隙

15、增加點(diǎn)火能量）、增加火花塞的間隙增加點(diǎn)火能量（2）、采用高能數(shù)字點(diǎn)火器增加點(diǎn)火能量）、采用高能數(shù)字點(diǎn)火器增加點(diǎn)火能量 采用高能數(shù)字點(diǎn)火器，點(diǎn)火能量加倍。采用高能數(shù)字點(diǎn)火器，點(diǎn)火能量加倍。方案方案3過程過程點(diǎn)火系統(tǒng)能量對(duì)比點(diǎn)火系統(tǒng)能量對(duì)比 mJ轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 rpm 隆鑫CGR150點(diǎn)火器高能數(shù)字點(diǎn)火器10006.7314.10 15006.713.40 20006.7714.03 25006.7314.20 30006.613.37 40007.313.93 5000714.27 60007.1314.63 70007.1713.07 80007.0712.77 方案方案3結(jié)論結(jié)論增加火花塞間隙方案

16、在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)磁電機(jī)提供的電壓不足，點(diǎn)火性能劣化，偶有斷火現(xiàn)象。測(cè)試評(píng)價(jià)：兩種方案對(duì)回油放炮均有輕微改善均有輕微改善。方案方案4過程過程改變消聲器膨脹容積改變消聲器膨脹容積來降級(jí)排氣壓力急增幅度；改變內(nèi)插管結(jié)構(gòu)改變內(nèi)插管結(jié)構(gòu)來改善消聲器中流動(dòng)阻力來減小放炮音。方案方案4結(jié)論結(jié)論DR評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)：二腔加大方案對(duì)放炮音有改善，1、2檔回油有持續(xù)的較小放炮音。其余兩種方案無明顯效果。其余兩種方案無明顯效果。方案方案5過程過程 在高速回油時(shí)的高負(fù)壓階段，通過向怠速出油口引入空氣，通過向怠速出油口引入空氣，截?cái)嗷推鲾嗟∷儆拖档某鲇徒財(cái)嗷推鲾嗟∷儆拖档某鲇?。從而徹底減少HC的排放。方案方案5結(jié)果結(jié)果放炮

17、聲音未改變，反而有增大的趨勢(shì)。放炮聲音未改變，反而有增大的趨勢(shì)。由于實(shí)現(xiàn)斷油的方式是靠空氣制動(dòng)，在斷油的過程中油具有一定的慣性，不能在斷油的過程中油具有一定的慣性，不能實(shí)現(xiàn)快速?gòu)氐讛嘤蛯?shí)現(xiàn)快速?gòu)氐讛嘤?。造成混合氣的濃度變化不能有效著火燃燒。如采用電磁閥直接堵塞油道的辦法（早期化油器汽車上有使用）來實(shí)現(xiàn)斷油，由于摩托車化油器結(jié)構(gòu)限制，要在化油器細(xì)小的油道上設(shè)置關(guān)閉機(jī)構(gòu)不易實(shí)現(xiàn)。徹底斷油方案的負(fù)面影響是：徹底斷油方案的負(fù)面影響是：斷油后發(fā)動(dòng)機(jī)再加速表現(xiàn)遲緩，斷油后發(fā)動(dòng)機(jī)再加速表現(xiàn)遲緩，斷油后發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道壁及汽缸內(nèi)均無燃油，斷油后發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道壁及汽缸內(nèi)均無燃油，在急減速后馬上加速時(shí)缸內(nèi)混合氣不足，造

18、成再加速遲緩問題。在急減速后馬上加速時(shí)缸內(nèi)混合氣不足，造成再加速遲緩問題。分析分析方案方案6過程過程在化油器上設(shè)置ACV閥，在高速回油時(shí)采用強(qiáng)制怠速加濃的方式在高速回油時(shí)采用強(qiáng)制怠速加濃的方式，減少失火發(fā)生的趨勢(shì)，未燃?xì)怏w邊氧化燃燒，邊隨廢氣流動(dòng)，從而避免發(fā)生放炮現(xiàn)象。方案方案6結(jié)果結(jié)果當(dāng)減速回油時(shí)，進(jìn)氣管負(fù)壓升高到設(shè)定值，ACV閥截?cái)嗖糠值∷倏諝馔ǖ溃∷儆拖抵衅胶饪諝獾牧繙p少，從而實(shí)現(xiàn)怠速系加濃。其匹配關(guān)鍵點(diǎn)：負(fù)壓控制點(diǎn)和混合氣濃度控制范圍。其匹配關(guān)鍵點(diǎn)：負(fù)壓控制點(diǎn)和混合氣濃度控制范圍。此方案由檢測(cè)所和德利公司共同調(diào)試驗(yàn)證，現(xiàn)已裝機(jī)。序序號(hào)號(hào)方案方案技術(shù)原理技術(shù)原理技術(shù)可行性技術(shù)可行性試驗(yàn)

19、驗(yàn)證情況試驗(yàn)驗(yàn)證情況成本成本綜合評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)1精調(diào)化油器盡量靠化油器提供最佳的混合氣來實(shí)現(xiàn)完全燃燒。對(duì)怠速系統(tǒng)精調(diào)單一的怠速系統(tǒng)無法滿足怠速排放和減速放炮改善的要求不變效果改善不明顯2進(jìn)氣負(fù)壓平衡回油時(shí)平衡進(jìn)氣管中的高負(fù)壓，提高進(jìn)氣壓力，減少缸內(nèi)殘余廢氣系數(shù)，實(shí)現(xiàn)完全燃燒。在進(jìn)氣管上增加負(fù)壓平衡裝置。采用電磁閥+負(fù)壓控制開關(guān)方案對(duì)放炮音效果較好，但同時(shí)HC排放更高。較高（40元）效果明顯，但成本很高且有負(fù)面影響。3增加點(diǎn)火能量提高點(diǎn)火能量，增加著火質(zhì)量，迅速形成火焰中心，提高燃燒質(zhì)量。采用高能點(diǎn)火器或采用加大間隙火花塞?；赜头排诰休p微改善增加火花塞間隙方案在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)磁電機(jī)提供的電壓不足，點(diǎn)火性能變差。較高（25元）放炮音有輕微改善，高能點(diǎn)火成本高4減速時(shí)斷油回油工況時(shí)截?cái)嗟∷儆拖倒┯?，避免可燃物出現(xiàn)。在化油器上安裝截止裝置及控制機(jī)構(gòu)空氣制動(dòng)