新型节能摩托车发动机燃油系统改造

程清伟

摘 要 纳米雾化在发动机节能减排中的应用研究，主要为现今市场上摩托车发动机提供一个更加节能环保的燃料供给系统，利用超声波高频振荡的原理，将汽油雾化成直径约2μm的粒子，然后将深度雾化的汽油雾粒与空气完全混合，形成比较好的混合气，节能燃油系统根据不同的摩托车运行工况，调节摩托车节气门的开度，与新鲜空气混合，形成比较理想的空燃比。

关键词 燃油系统、超声波雾化、控制系统、摩托车发动机

中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0140-01

新型高效节能的发动机燃油供给系统，主要为当今摩托车提供比原化油器更加高效节能环保的供油系统，用较低的成本达到较高成本的电控燃油喷射系统的技术指标。该系统主要包括两大部分：混合气形成控制系统和燃油细化控制系统。

1 燃油细化控制系统

为了使汽油细化纳米级的颗粒，本系统利用超声波雾化器来细化汽油。由于雾化器要低于液面3～5 mm为最佳，此时雾化量最大。所以本系统采取红外线液位传感控制电路来使雾化室的液位保持一定。为了使雾化室的汽油颗粒浓度与发动机实际工况相匹配，本系统把控制雾化器的工作电压的滑动电阻器设置在油门把手处，根据油门把手的开度来控制雾化器的工作电压，使其雾化量匹配燃油消耗量，并降低雾化器的电能消耗。经过三极管的放大作用，流经电磁继电器线圈的电流为1mA，达不到工作电流，开关KM断开，常闭式电磁阀门电路断开，阀门失电闭合，不进油。通过这种方式，使得适量的燃油自动供给雾化室，避免了燃油过量导致的浪费，达到节能的效果。其结构如图1。

图1 雾化器工作示意图

2 燃油细化控制系统

其中超声波雾化器是利用超声波换能器将高频电磁振荡转化为液体的机械振动，使液体破碎成雾化颗粒[2]。压电换能器在液体中辐射超强的超声波，通过薄透声膜辐射到汽油液体中，在汽油液面产生喷泉状雾化状态，超声波换能器是摩托车燃油系统总电路的核心部分，结构图与实物图分别如图2和图3所示。

汽油雾粒的直径是由介质和超声激发频率决定，其雾滴的直径计算公式[3]为：

（1）

式中：为汽油雾滴颗粒的直径；为汽油颗粒的表面张力系数，汽油的表面张力系数为；为液体的密度，汽油密度为；为振荡频率，。

由公式（1）计算得汽油雾粒直径。表明：超声波雾化器频率越高，汽油雾滴越小；汽油温度越高，油滴与油滴之前的张力越小，则汽油雾滴颗粒越细小。

图2 超声波换能器结构图 图3超声波换能器实物图

当输入电压模块输出电压越高，雾化器的工作电压越高，则功率越大，雾化量越大，雾化室的汽油颗粒浓度越高。经过测试，本系统雾化器的工作电压与雾化量的关系如图4所示。

图4 工作电压与雾化量的关系图

为了保持雾化室能有一定的汽油颗粒浓度供应发动机保持最低转速，本系统将工作电压设置在23～27.4V之间。电压调节器设置在油门把手，使其随油门把手的开度而调整雾化器的工作电压，从而使汽油颗粒浓度与发动机工况相匹配。

根据摩托车年行驶10000 km计算，安装了本作品的摩托车，年节省油耗为129升，而按照汽油市场售价为8.17元/升，即每年能够节省1053.93元。按2012年2月底，全国机动车保有量达2.25亿辆来算，可带来2371.343亿元经济效益。

基于超声波的摩托车供油系统装置结构简单，工序少，大规模生产投入资金少，见效快。随着全球能源资源的短缺问题出现，油价日趋上涨，低能耗产品成为人们首选。由于系统采用节能策略，将实现减排的同时降低能耗，其推广可以缓解能源供缺矛盾，迎合当今社会绿色环保的主题，这无疑对国家的可持续发展来说，是一项巨大的贡献。

参考文献

[1]朱中平.汽车排气污染治理实用手册[M].北京：中国物资出版社，2001：56-70.

[2]崔心存，金国栋.内燃机排气净化[M].武汉：华中理工大学出版社，2008：23-30

[3]王务林.汽车催化转化器系统概论[M].北京：人民交通出版社，1999：8-13.

[4]冯若编著.超声波手册[M].南京大学出版社，1999：203-290.

[5]蔡晓峰，何维庚，姜德星，石星宇.压电陶瓷超声雾化换能器的研制[J].1994（03）.endprint

摘 要 纳米雾化在发动机节能减排中的应用研究，主要为现今市场上摩托车发动机提供一个更加节能环保的燃料供给系统，利用超声波高频振荡的原理，将汽油雾化成直径约2μm的粒子，然后将深度雾化的汽油雾粒与空气完全混合，形成比较好的混合气，节能燃油系统根据不同的摩托车运行工况，调节摩托车节气门的开度，与新鲜空气混合，形成比较理想的空燃比。

关键词 燃油系统、超声波雾化、控制系统、摩托车发动机

中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0140-01

新型高效节能的发动机燃油供给系统，主要为当今摩托车提供比原化油器更加高效节能环保的供油系统，用较低的成本达到较高成本的电控燃油喷射系统的技术指标。该系统主要包括两大部分：混合气形成控制系统和燃油细化控制系统。

1 燃油细化控制系统

为了使汽油细化纳米级的颗粒，本系统利用超声波雾化器来细化汽油。由于雾化器要低于液面3～5 mm为最佳，此时雾化量最大。所以本系统采取红外线液位传感控制电路来使雾化室的液位保持一定。为了使雾化室的汽油颗粒浓度与发动机实际工况相匹配，本系统把控制雾化器的工作电压的滑动电阻器设置在油门把手处，根据油门把手的开度来控制雾化器的工作电压，使其雾化量匹配燃油消耗量，并降低雾化器的电能消耗。经过三极管的放大作用，流经电磁继电器线圈的电流为1mA，达不到工作电流，开关KM断开，常闭式电磁阀门电路断开，阀门失电闭合，不进油。通过这种方式，使得适量的燃油自动供给雾化室，避免了燃油过量导致的浪费，达到节能的效果。其结构如图1。

图1 雾化器工作示意图

2 燃油细化控制系统

其中超声波雾化器是利用超声波换能器将高频电磁振荡转化为液体的机械振动，使液体破碎成雾化颗粒[2]。压电换能器在液体中辐射超强的超声波，通过薄透声膜辐射到汽油液体中，在汽油液面产生喷泉状雾化状态，超声波换能器是摩托车燃油系统总电路的核心部分，结构图与实物图分别如图2和图3所示。

汽油雾粒的直径是由介质和超声激发频率决定，其雾滴的直径计算公式[3]为：

（1）

式中：为汽油雾滴颗粒的直径；为汽油颗粒的表面张力系数，汽油的表面张力系数为；为液体的密度，汽油密度为；为振荡频率，。

由公式（1）计算得汽油雾粒直径。表明：超声波雾化器频率越高，汽油雾滴越小；汽油温度越高，油滴与油滴之前的张力越小，则汽油雾滴颗粒越细小。

图2 超声波换能器结构图 图3超声波换能器实物图

当输入电压模块输出电压越高，雾化器的工作电压越高，则功率越大，雾化量越大，雾化室的汽油颗粒浓度越高。经过测试，本系统雾化器的工作电压与雾化量的关系如图4所示。

图4 工作电压与雾化量的关系图

为了保持雾化室能有一定的汽油颗粒浓度供应发动机保持最低转速，本系统将工作电压设置在23～27.4V之间。电压调节器设置在油门把手，使其随油门把手的开度而调整雾化器的工作电压，从而使汽油颗粒浓度与发动机工况相匹配。

根据摩托车年行驶10000 km计算，安装了本作品的摩托车，年节省油耗为129升，而按照汽油市场售价为8.17元/升，即每年能够节省1053.93元。按2012年2月底，全国机动车保有量达2.25亿辆来算，可带来2371.343亿元经济效益。

基于超声波的摩托车供油系统装置结构简单，工序少，大规模生产投入资金少，见效快。随着全球能源资源的短缺问题出现，油价日趋上涨，低能耗产品成为人们首选。由于系统采用节能策略，将实现减排的同时降低能耗，其推广可以缓解能源供缺矛盾，迎合当今社会绿色环保的主题，这无疑对国家的可持续发展来说，是一项巨大的贡献。

参考文献

[1]朱中平.汽车排气污染治理实用手册[M].北京：中国物资出版社，2001：56-70.

[2]崔心存，金国栋.内燃机排气净化[M].武汉：华中理工大学出版社，2008：23-30

[3]王务林.汽车催化转化器系统概论[M].北京：人民交通出版社，1999：8-13.

[4]冯若编著.超声波手册[M].南京大学出版社，1999：203-290.

[5]蔡晓峰，何维庚，姜德星，石星宇.压电陶瓷超声雾化换能器的研制[J].1994（03）.endprint

摘 要 纳米雾化在发动机节能减排中的应用研究，主要为现今市场上摩托车发动机提供一个更加节能环保的燃料供给系统，利用超声波高频振荡的原理，将汽油雾化成直径约2μm的粒子，然后将深度雾化的汽油雾粒与空气完全混合，形成比较好的混合气，节能燃油系统根据不同的摩托车运行工况，调节摩托车节气门的开度，与新鲜空气混合，形成比较理想的空燃比。

关键词 燃油系统、超声波雾化、控制系统、摩托车发动机

中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0140-01

新型高效节能的发动机燃油供给系统，主要为当今摩托车提供比原化油器更加高效节能环保的供油系统，用较低的成本达到较高成本的电控燃油喷射系统的技术指标。该系统主要包括两大部分：混合气形成控制系统和燃油细化控制系统。

1 燃油细化控制系统

为了使汽油细化纳米级的颗粒，本系统利用超声波雾化器来细化汽油。由于雾化器要低于液面3～5 mm为最佳，此时雾化量最大。所以本系统采取红外线液位传感控制电路来使雾化室的液位保持一定。为了使雾化室的汽油颗粒浓度与发动机实际工况相匹配，本系统把控制雾化器的工作电压的滑动电阻器设置在油门把手处，根据油门把手的开度来控制雾化器的工作电压，使其雾化量匹配燃油消耗量，并降低雾化器的电能消耗。经过三极管的放大作用，流经电磁继电器线圈的电流为1mA，达不到工作电流，开关KM断开，常闭式电磁阀门电路断开，阀门失电闭合，不进油。通过这种方式，使得适量的燃油自动供给雾化室，避免了燃油过量导致的浪费，达到节能的效果。其结构如图1。

图1 雾化器工作示意图

2 燃油细化控制系统

其中超声波雾化器是利用超声波换能器将高频电磁振荡转化为液体的机械振动，使液体破碎成雾化颗粒[2]。压电换能器在液体中辐射超强的超声波，通过薄透声膜辐射到汽油液体中，在汽油液面产生喷泉状雾化状态，超声波换能器是摩托车燃油系统总电路的核心部分，结构图与实物图分别如图2和图3所示。

汽油雾粒的直径是由介质和超声激发频率决定，其雾滴的直径计算公式[3]为：

（1）

式中：为汽油雾滴颗粒的直径；为汽油颗粒的表面张力系数，汽油的表面张力系数为；为液体的密度，汽油密度为；为振荡频率，。

由公式（1）计算得汽油雾粒直径。表明：超声波雾化器频率越高，汽油雾滴越小；汽油温度越高，油滴与油滴之前的张力越小，则汽油雾滴颗粒越细小。

图2 超声波换能器结构图 图3超声波换能器实物图

当输入电压模块输出电压越高，雾化器的工作电压越高，则功率越大，雾化量越大，雾化室的汽油颗粒浓度越高。经过测试，本系统雾化器的工作电压与雾化量的关系如图4所示。

图4 工作电压与雾化量的关系图

为了保持雾化室能有一定的汽油颗粒浓度供应发动机保持最低转速，本系统将工作电压设置在23～27.4V之间。电压调节器设置在油门把手，使其随油门把手的开度而调整雾化器的工作电压，从而使汽油颗粒浓度与发动机工况相匹配。

根据摩托车年行驶10000 km计算，安装了本作品的摩托车，年节省油耗为129升，而按照汽油市场售价为8.17元/升，即每年能够节省1053.93元。按2012年2月底，全国机动车保有量达2.25亿辆来算，可带来2371.343亿元经济效益。

基于超声波的摩托车供油系统装置结构简单，工序少，大规模生产投入资金少，见效快。随着全球能源资源的短缺问题出现，油价日趋上涨，低能耗产品成为人们首选。由于系统采用节能策略，将实现减排的同时降低能耗，其推广可以缓解能源供缺矛盾，迎合当今社会绿色环保的主题，这无疑对国家的可持续发展来说，是一项巨大的贡献。

参考文献

[1]朱中平.汽车排气污染治理实用手册[M].北京：中国物资出版社，2001：56-70.

[2]崔心存，金国栋.内燃机排气净化[M].武汉：华中理工大学出版社，2008：23-30

[3]王务林.汽车催化转化器系统概论[M].北京：人民交通出版社，1999：8-13.

[4]冯若编著.超声波手册[M].南京大学出版社，1999：203-290.

[5]蔡晓峰，何维庚，姜德星，石星宇.压电陶瓷超声雾化换能器的研制[J].1994（03）.endprint