新8A-FE型发动机改进与提升研究
摘要
由天津一汽丰田公司生产的8A-FE系列发动机采用日本80年代技术,执行的是欧Ⅱ排放标准,随着国3法规的执行,将不能满足日益严格的排放法规的要求。如何延长老产品寿命,变成我们首要问题。
根据该机的特点,围绕提高其排放品质并进一步发挥该机潜力的需要,在保证其动力性和燃料经济性等条件下,对该系列发动机开展研究并进行相应的技术提升,使之匹配DELPHI电控系统能够达到国3以上的排放水平。
在本研究过程中,针对发动机特点,从该机的主要关键零部件设置、重要传感器选型、点火系统匹配等方面开展工作。重点开展改进后发动机的电控系统匹配改造,台架性能试验、台架匹配标定等方面工作。新发动机的研制工作集中在,1)将原机开环控制型的氧传感器改为闭环控制。以满足精确控制混合气浓度,适应严格的排放的需要；2)燃油系统改为无回油系统。提高燃油控制精度,降低了生产成本；3)三效催化转化器改成紧耦合型。提高了催化转化器的温度响应速度,减少了低温启动的有害排放；4)增加了爆震传感器及其控制系统。使发动机可以更安全工作；5)加装了车载故障诊断系统。新的整机控制单元可以适配于车载故障诊断系统,满足现行国家排放控制的要求。
新发动机研制后,对其开展了装入整车的道路试验。相继开展了热带标定、寒带标定、高原标定、EOBD标定最终固化发动机ECU程序。
通过以上工作,将改造后的发动机电控程序标定结果固化后,通过多轮次试验验证,从最初的改造后发动机未能达到匹配前发动机水平及开发目标要求,到进一步对程序调整之后再次对比,直至确定达到开发要求。最后通过耐久评价结果表明,经改造后的新8A系列发动机可以满足现行的排放法规要求,动力性和燃料经济性也到达用户可以接受的水平。全面实现了对该机进行的技术升级目标。
8A-FE type of engine which we are producing was designed in 1980s in Japan. Implementation of Euro 2 emission standard, since the Euro 3 emission standard will be use in our country,8A-FE type of engine will not fit for the new standard. How to prolong the life of 8A-FE type of engine becomes the most important thing that we faced to.
According to the characteristic of the engine, in the need of improve the engine emission and excitation potential of the engine, based on the protection of power and fuel consumption, we study the engine and try t o pr omoting t he technology of the engine. Make it match Delphi control system and fit for the Euro3 emission standard. In the process of our study, consider the feature of the engine, we start our work in the field of design the important paits、chose the important sensors、match the spark system. After these we match the electronic control system; do engine performance test and engine calibration test on test bench. We concentrate our study on the field as follow:1) Change oxygen sensor open-loop control into close-loop control. In order to precise control t he c oncentration o f m ixed g as, fit for the s eriously emission standard.2) Fuel control system changed into no return system. Improved fuel control precision, reduce the cost of our production.3) Catalytic converter changed into the style of tight coupling. Improve the speed of temperature response; reduce the harmful emission in low temperature.4) Add the system of knock control. Make the engine work s afer.5) Add EOBD s ystem. N ew engine c ontrol s ystem m atch t he or der of EOBD, and fit for the emission order of our country.
After new engine Development, we do road test of the car. Then we do hot test、cold calibration、plateau calibration、EOBD calibration. Finally we cure the procedure of ECU.
Through the test, we improve the procedure of ECU and make the engine meet the requirement. At last we confirm that the new 8 A-FE engine meet the requirement of the emission rule, dynamic property and economy also meet the requirement of the customer's expectations. We achieve the goals of upgrade.
根据该机的特点,围绕提高其排放品质并进一步发挥该机潜力的需要,在保证其动力性和燃料经济性等条件下,对该系列发动机开展研究并进行相应的技术提升,使之匹配DELPHI电控系统能够达到国3以上的排放水平。
在本研究过程中,针对发动机特点,从该机的主要关键零部件设置、重要传感器选型、点火系统匹配等方面开展工作。重点开展改进后发动机的电控系统匹配改造,台架性能试验、台架匹配标定等方面工作。新发动机的研制工作集中在,1)将原机开环控制型的氧传感器改为闭环控制。以满足精确控制混合气浓度,适应严格的排放的需要；2)燃油系统改为无回油系统。提高燃油控制精度,降低了生产成本；3)三效催化转化器改成紧耦合型。提高了催化转化器的温度响应速度,减少了低温启动的有害排放；4)增加了爆震传感器及其控制系统。使发动机可以更安全工作；5)加装了车载故障诊断系统。新的整机控制单元可以适配于车载故障诊断系统,满足现行国家排放控制的要求。
新发动机研制后,对其开展了装入整车的道路试验。相继开展了热带标定、寒带标定、高原标定、EOBD标定最终固化发动机ECU程序。
通过以上工作,将改造后的发动机电控程序标定结果固化后,通过多轮次试验验证,从最初的改造后发动机未能达到匹配前发动机水平及开发目标要求,到进一步对程序调整之后再次对比,直至确定达到开发要求。最后通过耐久评价结果表明,经改造后的新8A系列发动机可以满足现行的排放法规要求,动力性和燃料经济性也到达用户可以接受的水平。全面实现了对该机进行的技术升级目标。
8A-FE type of engine which we are producing was designed in 1980s in Japan. Implementation of Euro 2 emission standard, since the Euro 3 emission standard will be use in our country,8A-FE type of engine will not fit for the new standard. How to prolong the life of 8A-FE type of engine becomes the most important thing that we faced to.
According to the characteristic of the engine, in the need of improve the engine emission and excitation potential of the engine, based on the protection of power and fuel consumption, we study the engine and try t o pr omoting t he technology of the engine. Make it match Delphi control system and fit for the Euro3 emission standard. In the process of our study, consider the feature of the engine, we start our work in the field of design the important paits、chose the important sensors、match the spark system. After these we match the electronic control system; do engine performance test and engine calibration test on test bench. We concentrate our study on the field as follow:1) Change oxygen sensor open-loop control into close-loop control. In order to precise control t he c oncentration o f m ixed g as, fit for the s eriously emission standard.2) Fuel control system changed into no return system. Improved fuel control precision, reduce the cost of our production.3) Catalytic converter changed into the style of tight coupling. Improve the speed of temperature response; reduce the harmful emission in low temperature.4) Add the system of knock control. Make the engine work s afer.5) Add EOBD s ystem. N ew engine c ontrol s ystem m atch t he or der of EOBD, and fit for the emission order of our country.
After new engine Development, we do road test of the car. Then we do hot test、cold calibration、plateau calibration、EOBD calibration. Finally we cure the procedure of ECU.
Through the test, we improve the procedure of ECU and make the engine meet the requirement. At last we confirm that the new 8 A-FE engine meet the requirement of the emission rule, dynamic property and economy also meet the requirement of the customer's expectations. We achieve the goals of upgrade.
引文
[1]宁海洋,车用三效催化剂快速老化方法及其相关性研究：[硕士学位论文],北京；清华大学汽车工程系,2001年
[2]北京日报,1998年,特刊
[3]国家质量技术监督局,GB14761-1999《汽车排放污染物限值及测试方法》,北京：中国标准出版社,1999
[4]国家环境保护总局,国家质量监督检验检疫总局,GB18352.1-2001《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(Ⅰ)》,北京：中国标准出版社,2001
[5]国家环境保护总局,国家质量监督检验检疫总局,GB18352.2-2001《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(Ⅱ)》,北京：中国标准出版社,2001
[6]国家环境保护总局,国家质量监督检验检疫总局,GB18352.3-2005《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ阶段)》,北京：中国标准出版社,2005
[7]陈志恒、胡宁,汽车电控技术,高等教育出版社,5-9
[8]叶飞,电动燃油泵原理,汇润机电有限公司产品说明,温州
[9]刘继峰,汽车发动机的单点喷射和多点喷射,实用汽车技术,2006年第2期：10
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[11]王强,汽油发动机电子控制系统计匹配标定过程研究：[晋升高级工程师论文],哈尔滨；哈尔滨东安发动机有限公司,2002年
[12]陶国良,电子节气门技术的发展现状及趋势,车用发动机,3003(4)：1-5
[13]Mike Dale,电子节气门控制系统结构特点及其优势,汽车维修与保养,2005(4)：1-2[14]刘建鲲,氧传感器的结构与工作原理,交通经济与科技,2007年,第4期：第9卷50、64
[15]向禹,491Q型汽油机电控系统的匹配标定研究：[硕士学位论文],武汉；武汉理工大学,2006年4月
[16]国家环境保护总局,国家质量监督检验检疫总局,GB14763-2005《装用点燃式发动机重型汽车燃油蒸发污染物排放限值及测量方法》,北京：中国标准出版社,2005
[17]吴照说,电喷车燃油蒸发系统设计,江西昌河铃木汽车有限责任公司设计所
[18]裴元江,电控汽油机针对欧Ⅲ排放的燃油控制策略研究：[硕士学位论文],天津；天津大学,2005年1月
[19]陈志恒,胡宁,汽车电控技术,高等教育出版社,54～60
[20]吴平友,黄河、汽油发动机爆震分析控制,drive system technique,2003年9月：36～38
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[22]张俊红,马正颖,汽车发动机动力性经济性优化匹配,农业机械学报,2010年6月,第41卷第6期：37～41
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