[00696083]汽车发动机低排放化油器空燃比调节器的研制

％项目研究的主要内容是针对化油器汽车降低尾气排放，研制出电控空燃比调节器。该调节器采用用单片微机控制，通过微型步进电机驱动旁通补气气阀的开度对汽油机进行附加空气补偿。系统运用模糊逻辑控制理论，以发动机转速和转速波动为主要反馈信息，对空燃比实行闭环自适应控制，实现发动机在不同工况下，以发动机运转平顺、功率不下降为前提的尽可能多的稀薄燃烧，从而有效降低有害尾气排放。项目设计的化油器汽油机空燃比调节器系统不需在发动机原有结构上作大的改造，就能实现空燃比控制。其基本设计思想如下：给喉管式化油器设计一个空气补偿系统，从空气滤清器下方引出补气通道到化油器下节，中间设置一个旁通补气阀，阀门开度由一个微型步进电机控制。设置一个控制用单片机系统，输入是发动机转速、负荷等信息。微处理器主要根据发动机转速波动信息，通过计算、判别，输出适当控制量给步进电机，驱动旁通补气阀调整开度，实现空燃比闭环控制。对发动机空燃比的控制，由于发动机工况复杂，且强非线性，很难建立其精确的数学模型，即使建立模型，通常也会因过于复杂而很难实现实时控制。模糊控制不依赖被控对象数学模型，适合于汽车发动机的控制。因此该空燃比调节系统采用基于知识的模糊控制器对空燃比控制系统中的旁通补气阀开启度进行控制。系统采用双输入单输出模糊控制器，以发动机实时转速和转速波动值为输入量，旁通补气阀开启度为输出量。由于单一的模糊控制集规则难以适应发动机较宽的转速变化范围，因此模糊控制系统中的模糊控制器采用分层多规则集的变结构模糊控制器。项目课题组开发了与湖南长发发动机有限公司生产的CS492Q-1A型汽油机相匹配的CSU-JD01（试验型）汽油机空燃比调节器，并通过了发动机台架试验。试验结果如下：1、CSU-JD01型空燃比调节器对降低发动机怠速时的尾气（CO、HC）排放效果明显，CO可降低89.2％，HC可降低53.7％。并且该调节器可改善发动机怠速运行的平顺性。2、发动机转速在1500-3000r/min范围内，CSU-JD01型空燃比调节器可降低CO含量25％-50％，HC含量20 ％-40％，并可使燃油消耗率下降5％左右。转速在3000r/min以上时，CO、HC可降低4％-15％。3、在各转速，CSU-JD01型空燃比调节器对发动机输出功率与扭矩无较大影响。测试的各项结果得到了国家有关授权部门的认证，并在湖南省汽车产品质量监督检验授权站一站对系统进行了怠速尾气排放复检。各项测试结果表明，使用该空燃比调节器可以使发动机尾气排放达到北京市现行在用车双怠速排放标准。该系统是低成本解决化油器汽车发动机低排放技术改造的一条新途径。