合肥工业大学毕业论文
§4.2.结论 ........................................... 24 §4.3.工作展望 ....................................... 24
参考文献 ....................................... 25 致 谢 .......................................... 27 附 录 .......................................... 28
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第一章 绪论
摩托车发动机是车用发动机的一个重要成员，它的性能和排放是摩托车的主要技术指标之一。我国是摩托车大国，目前我国摩托车产量占世界总产量的50%，年产量1000万辆，国内摩托车的保有量5000万辆以上。因此，面对日益严峻的节能和环保问题、尤其是城市环保问题，解决摩托车的排放污染问题势在必行。
§1.1 目前国内摩托车汽油机的排放现状
2008年7月1日起开始摩托车第三阶段排放标准的新产品认证，并于2009年7月1日起要求所有新生产摩托车必须达到摩托车第三阶段排放标准，即国Ⅲ标准，标准要求自实施之日起代替GB18352.2-2001(轻型汽车污染物排放限值及测量方法(II)》，即国II标准。即将实行的国Ⅲ标准与现正在实行的国Ⅱ标准相比在以下三个方面有所提高: 首先，增加了低温、冷起动后排气中CO和HC排放试验、双怠速试验、车载诊断(OBD)系统及其功能等检测项目;其次，严格了排放限值;第三，改变了I型试验和W型试验的试验规程。
要满足国Ⅱ标准，轻型车只需加装三元催化转化器并进行发动机的改进，而要达到国Ⅲ标准，则需要更多的排放控制技术，如采用更好的催化转化器活性层、催化剂加热、将催化转化器的安装位置靠近发动机、二次空气喷射、带有冷却装置的排气再循环系统及优化的燃烧室涡流形式等。显然，与国Ⅱ标准相比，国Ⅲ标准的排放控制技术要复杂而困难得多。
§1.2 解决排放问题的主要措施
§1.2.1 目前世界常用的措施
目前世界上控制排放的主要课题是对尾气的治理，处理汽车尾气的方法大体分为机内净化和机外净化两种。
机内净化是采用以改善发动机燃烧过程为主的各种机内净化技术，用可
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燃混合气的质量和燃烧状态来控制有害气体的产生，使汽车排放中有害气体成分减至最少。机内净化技术主要有：废气再循环(EGR)系统，可降低NOx的排放量；利用电子控制汽油喷射装置，使混合气的成分严格控制在理论空燃比附近，从而达到最低有害物排放；使用低污染燃料液化石油气(GPL)；改进发动机点火系统等。
机外净化又分为排放后处理技术和非排放污染物处理技术。排放后处理技术是需相应地在发动机外部增设一些附属装置，使汽车排出的废气净化后再排入大气。
即使采用机外净化技术，也必须建立在良好的机内净化基础上，否则排放净化效果不佳，反而还会影响各机外净化装置的使用寿命。
机外净化技术主要包括：热反应器；二次空气喷射，即将新鲜空气通过空气泵加压后输送到发动机气缸的排气门附近，利用排气的高温使废气中残留的HC、CO再燃烧，以达到净化的目的；三元催化转化器，即利用化学催化剂对排气进行净化处理，这是目前各类排放后处理技术中应用最广泛的一种技术；颗粒捕集器；无铅汽油添加剂等。
对于摩托车来说，由于其自身行业的特殊性（市场饱和，利润下降，急需降低成本），以上所说的机外净化技术虽然不失为降低排放的良好措施，但是由于成本的限制，很难在摩托车发动机上得以普及。另外，如前面所讲，即使采用机外净化技术，也必须建立在良好的机内净化基础上。所以，为控制摩托车发动机的排放，应从改善可燃混合气的质量和燃烧状态着手。
为控制可燃混合气的质量和燃烧状态，目前常用的是采用电控技术和稀燃技术。
§1.2.2 发动机电控技术和稀薄燃烧技术
发动机电子控制包括燃油喷射控制、点火时间控制(ESA)、怠速控制(ISC)、排气再循环(EGR)、发动机爆震控制和其他相应的控制以及自诊断系统、后备系统等。发动机电子控制能最大限度地提高发动机的动力性，改善发动机运转的经济性，同时尽可能降低汽车尾气中有害物质的排放量。它是电子控制技术在汽车上应用的主要部分。
稀薄燃烧是20世纪80年代后期，首先在美国被提出的一项关于发动机燃烧技术的理论。其基本思想是通过提高燃油发动机的空燃比(尽量增加空气
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的比例)，使空气与燃油充分混合，最终使燃烧充分，达到能量充分转化的目的。稀薄燃烧技术就是要在保证一定能量需要的情况下，找到能够充分燃烧时空气与燃油的比例，并保证其可靠燃烧的技术。如果能够成功应用稀薄燃烧技术，从目前测算的发动机燃油转化成动能的效率大约只有40%来看，理论上其转化效率应该在80%左右。此外，作为其附加效果，利用稀薄燃烧技术后，发动机废气排放对大气的污染问题也能够得到改善。事实上，在燃油质量得到保证的条件下，发动机废气对大气的污染程度与其充分燃烧的程度成正比，燃烧不充分，对大气的污染就高，燃烧越充分，对大气的污染就越低。
目前，国内已经出现了利用稀薄燃烧技术生产的摩托车稀薄燃烧微电子控制系统，可使发动机在全工况范围内按照稀薄混合(气)状态组织良好的燃烧，不仅使油耗大幅度降低，同时也使得尾气中排放的CO、HC等有害物质大幅度减少，取得了令人满意的效果。表1中所示是加装稀薄燃烧微电子控制系统的实验结果。
表1-1 摩托车工况法排放测试结果
CO
原车 10.22 0.648 0.039
加装后 2.11 1.041 0.092
欧Ⅱ 5.5 1.2 0.3
欧Ⅲ 2.0 0.8 0.15
HC
NOx
§1.3 本课题内容和目标
本次研究的课题便是基于稀薄燃烧下的电子控制技术。但由于摩托车上的电子控制系统在工作过程中容易受到来自外界或内部的电磁干扰而发生参数改变和死机现象，造成发动机的不正常工作而引起一系列的排放和动力经济性问题。所以，应该采取一定的措施来抑制或消除这种干扰，以使发动机能够正常工作。汽油机单片机控制系统的干扰主要来自点火系统，因此，要保证电控系统的正常工作，必须要消除点火系统的干扰。
本文详细分析了点火系统干扰源特性，并以高压线为例计算了电磁辐射对单片机控制系统的电磁干扰，采取了综合抗干扰措施，保证单片机控制系统的正常工作。
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