國(guó)六OBD遠(yuǎn)程排放管理涉及的汽油機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)

自國(guó)六OBD遠(yuǎn)程排放管理終端全國(guó)強(qiáng)制執(zhí)行以來(lái)，深圳速銳得基于交通特征機(jī)動(dòng)車(chē)排放的微觀控制技術(shù)汽油機(jī)內(nèi)凈化進(jìn)行一些研究，并根據(jù)其特性定制國(guó)六OBD遠(yuǎn)程排放管理終端。在機(jī)動(dòng)車(chē)排放控制技術(shù)中，主流的汽油車(chē)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)主要有電子控制燃油噴射系統(tǒng)、推遲點(diǎn)火提前角、廢氣再循環(huán)、燃燒系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、可變進(jìn)氣系統(tǒng)和層狀充氣發(fā)動(dòng)機(jī)以及汽油機(jī)直噴技術(shù)等。

一、電子控制燃油噴射系統(tǒng)

電子控制器有噴射系統(tǒng)（Electronic Fuel Injection System）后邊簡(jiǎn)稱(chēng)EFI，名字太長(zhǎng)了。它能利用各種傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種狀態(tài)，經(jīng)微機(jī)的判斷、計(jì)算，使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下均能獲得合適空燃比的混合器，汽油車(chē)空燃比一般是14.7：1，一般汽車(chē)工作的時(shí)候會(huì)自動(dòng)根據(jù)不同工況來(lái)調(diào)節(jié)。EFI系統(tǒng)是在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展過(guò)來(lái)的，算得上是排放技術(shù)領(lǐng)域的重大進(jìn)步，能夠有效降低機(jī)動(dòng)車(chē)污染物排放。所以，我們平時(shí)總說(shuō)空燃比，指的就是多點(diǎn)電噴汽油車(chē)為了保證排放設(shè)計(jì)的這套電子控制燃油噴射系統(tǒng)，不過(guò)已經(jīng)很平常，我們采用OBD讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，一般都能顯示在14.7：1這個(gè)數(shù)值左右，高轉(zhuǎn)速的情況下，會(huì)調(diào)節(jié)到12：1左右，輸出更高的動(dòng)力。

電控汽油噴射系統(tǒng)具有缸內(nèi)混合氣分配均勻、充氣效率高、良好的瞬間響應(yīng)特性、汽油霧化質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，采用的有開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種方式。

1、開(kāi)環(huán)控制 開(kāi)環(huán)控制是把根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定的發(fā)動(dòng)機(jī)各種運(yùn)行工況的最佳供油參數(shù)先存入計(jì)算機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，計(jì)算機(jī)根據(jù)系統(tǒng)中各個(gè)傳感器的輸入信號(hào)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)所處的運(yùn)行工況，由此計(jì)算出最佳供油量，經(jīng)功率放大器控制電磁噴油器的噴射時(shí)間，從而精確控制混合氣的空燃比。

2、閉環(huán)控制 閉環(huán)控制是指在排氣管內(nèi)加氧傳感器，根據(jù)排氣中的含氧量的變化對(duì)進(jìn)入汽缸內(nèi)的可燃混合氣的空燃比進(jìn)行測(cè)定，并不斷與設(shè)值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果修正噴油量，最終使空燃比保持在設(shè)定值附近。閉環(huán)控制的優(yōu)勢(shì)在于與三元催化劑配合，控制空燃比在14.7：1左右，達(dá)到最有效降低污染排放的目的。

對(duì)于啟動(dòng)、暖機(jī)、加速等過(guò)渡工況仍需要開(kāi)環(huán)控制，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，我們經(jīng)常會(huì)碰到車(chē)出現(xiàn)排放故障燈亮起，是因?yàn)榕欧挪贿_(dá)標(biāo)，80%以上的情況都與氧傳感器電壓和三元催化劑溫度有關(guān)系，所以，無(wú)論是對(duì)于國(guó)四、國(guó)五還是國(guó)六的OBD遠(yuǎn)程排放管理來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)數(shù)據(jù)是必要采集項(xiàng)。

二、推遲點(diǎn)火提前角

點(diǎn)火提前角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放特性和噪聲有重要影響，但推遲點(diǎn)火提前角一直是最簡(jiǎn)單易行也是最普通的排放控制技術(shù)。

隨著點(diǎn)火提前角的減小及推遲點(diǎn)火，HC化合物和NOx的排放明顯降低。HC降低是因?yàn)榕艢鉁囟壬仙?，促進(jìn)了排氣過(guò)程中HC在汽缸內(nèi)和排氣管內(nèi)的氧化。NOx降低的原因是隨點(diǎn)火提前角的推遲后，最高燃燒溫度呈直線(xiàn)下降。但是隨點(diǎn)火提前角的推遲，會(huì)使燃燒壓力下降和平均有效壓力上升，因而靠推遲點(diǎn)火提前角的推遲，降低排放是有限的，在不使動(dòng)力性能和燃油消耗明顯惡化的情況下，NOx僅能降低10-30%，標(biāo)定的時(shí)候會(huì)綜合考慮排放特性、動(dòng)力性能及經(jīng)濟(jì)性來(lái)確定最佳點(diǎn)火提前角。

三、廢氣再循環(huán)

廢氣再循環(huán)（Exhaust Gas Recirculation，EGR）是控制氮氧化物排放的主要措施，被廣泛使用，確定就是只對(duì)氮氧化物的氣體污染物有效。由于排氣中氧含量很低，主要由惰性氣體氮?dú)夂投趸紲贤?，一部分排氣?jīng)過(guò)EGR閥還流回進(jìn)氣系統(tǒng)，與新鮮混合氣混合后，稀釋了新鮮混合氣中的氧濃度，導(dǎo)致燃燒效率降低，同時(shí)還使新鮮混合氣的比熱容提高。

EGR增加過(guò)大，使燃燒速度太慢，燃燒變得不穩(wěn)定，容易熄火，HC化合物也會(huì)增加，EGR過(guò)小，NOx排放達(dá)不到法規(guī)要求，容易產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，我們?cè)谧稣?chē)控制策略的時(shí)候，EGR的控制策略主要就有如下幾個(gè)方面：

1、當(dāng)EGR率小于10%的時(shí)候，燃油消耗量基本不增加，當(dāng)EGR率大于20%時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不穩(wěn)定，HC化合物增加10%，將EGR率控制在10%-20%范圍內(nèi)，隨負(fù)荷增加，ER率允許值也增加。

2、低速和怠速負(fù)荷時(shí)，NOx排放濃度低，為保證穩(wěn)定燃燒，不進(jìn)行EGR，所以，內(nèi)燃機(jī)是無(wú)法零排放這個(gè)是核心原因。

3、發(fā)動(dòng)機(jī)是熱機(jī)的狀態(tài)下，進(jìn)行EGR，冷機(jī)溫度較低時(shí)，氮氧化物的排放濃度也低，混合氣供氣不均勻，這時(shí)候怠速和進(jìn)氣都會(huì)偏大，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常燃燒，冷機(jī)的時(shí)候也不進(jìn)行EGR。

4、大負(fù)荷、高速時(shí)，為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，此時(shí)，混合氣較濃，你看跑車(chē)的進(jìn)氣系統(tǒng)，都做的比較夸張，此時(shí)氮氧化物排放生成物比較小，不進(jìn)行EGR或者減小EGR率。

5、廢氣再循環(huán)量對(duì)于NOx排放和油耗的影響還受空燃比、點(diǎn)火提前角等因素的影響，因此在對(duì)EGR控制時(shí)，同時(shí)對(duì)點(diǎn)火進(jìn)行綜合控制，才能得到較好的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，所以，他們之間有密切的相關(guān)性。

四、燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、緊湊型的燃燒室形狀 現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)是越做越小，動(dòng)力是越來(lái)越足，但是不同燃燒室的形狀，可能對(duì)動(dòng)力性能會(huì)造成很大差別，這也是為什么那么多發(fā)動(dòng)機(jī)廠苦心研究，哪怕就是用一套成熟的技術(shù)，如何做小，用原有缸體，如何提高動(dòng)力，想破了腦袋。另外就是火花塞的位置在高壓包的“保護(hù)”下，都布置在了燃燒室的中央，縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x。圖的就是燃燒時(shí)間短、提高熱力循環(huán)的等容度，熱效率提高，降低碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉呐欧拧?/span>

2、改善缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng) 提高缸內(nèi)混合氣的渦流和湍流程度，有助于加強(qiáng)油氣混合，保證快速燃燒和完全燃燒。

3、合理提高壓縮比 由于汽油機(jī)的熱效率低于柴油機(jī)的重要原因是壓縮比不夠，提高壓縮比一直是汽油機(jī)多年來(lái)的改進(jìn)方向。

4、提高進(jìn)氣量 由傳統(tǒng)的每缸兩個(gè)氣門(mén)布置改為3、4或5氣門(mén)布置，或者采用渦輪增壓可以明顯提高進(jìn)氣充量，減少泵氣損失，這樣不僅使用汽油機(jī)的燃油效率消耗降低提供壓力，而且也降低了污染物的排放。這也是為什么帶渦輪增加的比不帶渦輪增加汽車(chē)要貴的原因，這個(gè)裝置不僅僅是提升發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力哦。

5、減少不參與燃燒的縫隙容積 燃燒室緊湊、活塞環(huán)的設(shè)計(jì)，都降低了大量的碳?xì)浠衔铩?/span>

五、可變進(jìn)氣系統(tǒng)和層狀充氣發(fā)動(dòng)機(jī)

為了提高充量系數(shù)，除采用多氣門(mén)外，各種可變參數(shù)進(jìn)氣系統(tǒng)也開(kāi)始在高端車(chē)上引用，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣過(guò)程中是一個(gè)周期性的脈動(dòng)過(guò)程，進(jìn)排氣系統(tǒng)中存在強(qiáng)大的壓力波動(dòng)。利用壓力波來(lái)提高進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉前的進(jìn)氣壓力可得到增大進(jìn)氣充量效果，被稱(chēng)為動(dòng)態(tài)效應(yīng)，也稱(chēng)為慣性增壓。不少改裝領(lǐng)域采用可變長(zhǎng)度的進(jìn)氣管可使所有轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩平均增加8%，最大增加12-14%，由此可極大改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及排放特性。改變進(jìn)氣門(mén)的定時(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響相對(duì)要比改變排氣門(mén)定制明顯，但是改排氣更容易操作和實(shí)現(xiàn)。大街上炸街的改裝車(chē)，其實(shí)如果不是嫌棄聲浪大的話(huà)，還是值得推薦改裝的，要不要浪，完全取決于場(chǎng)景。

為了保證點(diǎn)火，在火花塞附近形成濃混合氣，而在其他區(qū)域供給稀混合氣，按這樣要求設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)稱(chēng)為層狀充氣發(fā)動(dòng)機(jī)。實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求一般采用柴油機(jī)一樣分隔燃燒室的形狀，副燃燒室內(nèi)裝有火花塞，相當(dāng)于燃燒室的作用，給副燃燒室提供濃混合氣。

六、汽油車(chē)直噴技術(shù)

這個(gè)大家都比較熟悉，直噴發(fā)動(dòng)機(jī)是目前當(dāng)代轎車(chē)技術(shù)普遍使用的一種內(nèi)燃機(jī)技術(shù)。它將汽油直接噴到燃燒室內(nèi)與空氣混合、燃燒。同時(shí)還具有汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，使均勻燃燒和分層燃燒成為現(xiàn)實(shí)，極大的提高混合氣的混合程度，更精準(zhǔn)的控制燃燒過(guò)程的空燃比，從而達(dá)到完全燃燒，從而降低未燃燒的碳?xì)浠衔锱欧拧?/span>

汽油機(jī)直噴技術(shù)可增大發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的的熱效率，節(jié)能30%以上。

      關(guān)于在實(shí)行的國(guó)六OBD遠(yuǎn)程排放在線(xiàn)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，要對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)尚能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求的在用車(chē)輛，非強(qiáng)制性進(jìn)行更新，或者通過(guò)稅費(fèi)調(diào)節(jié)機(jī)制，促使非標(biāo)車(chē)輛及發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛移出重點(diǎn)城市。

現(xiàn)在汽車(chē)技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快，同時(shí)也映射著未來(lái)，未來(lái)也是現(xiàn)在。面對(duì)當(dāng)下如此惡劣的環(huán)境問(wèn)題，汽車(chē)集團(tuán)始終將可持續(xù)發(fā)展為己任，積極響應(yīng)國(guó)家環(huán)保要求，堅(jiān)持以綠色發(fā)展為核心，以技術(shù)研發(fā)為主導(dǎo)，生產(chǎn)更加環(huán)境友好型的產(chǎn)品。

    未來(lái)，汽車(chē)集團(tuán)將以更宏觀的格局充分發(fā)揮自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)，讓汽車(chē)與自然和諧共存。