NO燃气发动机电控技术简介

第一节概述第二节两用燃料发动机混合器供气电

控系统第三节混合燃料发动机混合器供气电

控系统第四节电控燃气喷射系统第五节电控燃气供给系统主要元件2005年6月第一节概述一、燃气汽车的发展二、燃气汽车的类型三、燃气发动机供给系统2005年6月一、燃气汽车的发展燃气汽车的发展历程我国燃气汽车的发展现状3.燃气汽车的发展趋势2005年6月1.燃气汽车的发展历程：1872年天然气发动机问世；三十年代初由意大利人率先采用天然气作为汽车燃料。七十年代燃气汽车技术逐渐快速发展。九十年代后天然气汽车数量迅速增加。2005年6月2.

我国燃气汽车的发展现状

20世纪50时年代开始天然气汽车的研究；80年代中期开始发展天然气汽车；1994年起上海组织开展液化石油气燃气汽车样车的适用及研究；2001年底我国燃气汽车保有量已超过11万辆,预计到2005年，我国燃气汽车的保有量将达到100万辆，到2001年将达到150万量。2005年6月

3.燃气汽车的发展趋势

目前，两用燃料单点喷射系统和单一燃料（天然气或液化石油气）闭环多点顺序喷射系统相继问世，而闭环多点顺序喷射系统是当今燃气发动机电控技术发展的主流和方向。2005年6月二、燃气汽车的类型1.

按所用气体燃料的种类液化石油气汽车、天然气汽车、液化石油气汽车以液化石油气作为燃料；天然气汽车以天然气作为燃料。2.

按所用燃料的数量和形式单燃料燃气汽车、两用燃料燃气汽车、混合燃料燃气汽车单燃料燃气汽车只使用天然气或液化石油气中的一种作为发动机燃料。2005年6月三、燃气发动机供给系统

1.燃气发动机供给系统类型

2.机械控制式燃气供给系统2005年6月1.燃气发动机供给系统类型（1）按燃气供给量的控制方式（2）按燃气供给方式（3）按空燃比控制方式（4）按发动机的类型2005年6月（1）按燃气供给量的控制方式

机械控制式燃气供给系统、电子控制式燃气供给系统、电子控制式燃气供给系统由各种传感器采集并向ECU输送发动机的工况信息，ECU则根据这些信息和内存控制模型直接控制功率阀或燃气喷射器工作，以实现对供气量的控制。电子控制式燃气供给系统的燃气与空气可以采用缸内混合方式，也可采用缸外混合方式。2005年6月（2））按按燃燃气气供供给给方方式式混合合气气供供给给系系统统、、燃燃气气喷喷射射系系统统混合合气气供供给给系系统统的的燃燃气气与与空空气气采采用用缸缸外外混混合合方方式式，，与与传传统统的的化化油油器器式式汽汽油油发发动动机机类类似似。。燃气气喷喷射射系系统统与与空空气气可可以以采采用用缸缸内内混混合合方方式式，，也也可可采采用用缸缸外外混混合合方方式式。。缸内内混混合合方方式式与与柴柴油油机机类类似似，，在在发发动动机机压压缩缩行行程程接接近近上上止止点点时时，，将将一一定定量量的的燃燃气气经经安安装装在在气气缸缸盖盖上上的的高高压压燃燃料料阀阀（（或或喷喷嘴嘴））直直接接喷喷入入气气缸缸，，在在气气缸缸内内部部使使燃燃气气与与空空气气混混合合形形成成可可燃燃混混合合气气。。缸外外混混合合方方式式是是将将燃燃气气定定时时、、定定量量的的喷喷入入各各缸缸进进气气歧歧管管中中的的进进气气门门处处。。2005年年6月月（3））按按空空燃燃比比控控制制方方式式开环环控控制制系系统统和和闭闭环环控控制制系系统统机械械控控制制燃燃气气供供给给系系统统均均属属开开环环控控制制系系统统闭环环控控制制系系统统是是由由ECU根根据据氧氧传传感感器器的的反反馈馈信信号号对对供供气气量量进进行行修修正正。。2005年年6月月（4））按按发发动动机机的的类类型型单燃燃料料发发动动机机供供给给系系统统、、两两用用燃燃料料发发动动机机供供给给系系统统、、混混合合燃燃料料发发动动机机供供给给系系统统。。2005年年6月月2.机械械控控制制式式燃燃气气供供给给系系统统（1）单燃料发发动机燃燃气供给给系统（2）两用燃料料发动机机供气系系统（3）燃料发动动机供给给系统2005年6月月（1）单单燃料发发动机燃燃气供给给系统单燃料发发动机燃燃气供给给系统一一般利用用节气门门根据工工况要求求实现对对混合气气量的控控制，而而可燃混混合气一一般利用用火花塞塞点燃。。2005年6月月（2）两两用燃料料发动机机供气系系统化油器式式汽油机机改装的的汽油/CNG两用燃燃料发动动机供给给系统结结构特点点：即在在原汽油油机上加加装一套套CNG燃气供供给系统统，包括括高压钢钢瓶、高高压管路路、滤清清器、调调节器、、混合器器等，在在燃用天天然气时时，替代代原汽油油机供给给系统向向发动机机提供天天然气－－空气混混合气。。化油器式式汽油机机改装的的汽油/LPG两用燃燃料发动动机供给给系统由由燃料转转换开关关控制两两个电磁磁阀实现现燃用汽汽油与LPG的的切换，，LPG经过滤滤清器过过滤后，，进入调调节器进进行减压压并蒸发发，气态态的LPG流入入混合器器与空气气混合形形成可燃燃混合气气进入气气缸。2005年6月月（3）燃燃料发动动机供给给系统柴油/CNG混混合燃料料发动机机供给系系统组成成：燃料料供给系系统、发发动机控控制保护护系统、、天然气气供给和和调节系系统、天天然气储储存系统统。2005年6月月第二节两两用燃料料发动机机混合器器供气电电控系统统一、电控燃气气供给系系统的功功能二、混合器供供气电控控系统的的组成三、混合器供供气电控控系统工工作原理理2005年6月月一、电控控燃气供供给系统统的功能能1.模模拟拟汽油喷喷射信号号发动机在在燃用燃燃气时必必须在切切断汽油油喷射的的同时，，由电控控燃气供供给系统统向汽油油ECU输入模模拟的汽汽油喷射射信号。。2．模拟拟氧传感感器信号号电控燃气气供给系系统必须须向汽油油ECU输入一一个理想想的模拟拟氧传感感器信号号，以便便切换到到燃用汽汽油时汽汽油ECU能够够正常工工作。2005年6月月二、混合合器供气气电控系系统的组组成1．基基本组组成除与电控控汽油喷喷射系统统共用的的元件外外，增加加的主要要电控元元件有：：转换开开关、模模拟器、、燃气ECU、、步进电电机功率率阀等。。2．主主要元元件位置置燃气供给给系统中中的调节节器、混混合器、、步进电电动机功功率阀等等均安装装在发动动机室内内，燃料料转换开开关安装装在驾驶驶室内仪仪表盘附附近，不不同车型型高压气气瓶安装装位置不不同，手手动供气气阀、电电磁阀等等安装位位置不同同。2005年6月月三、混合合器供气气电控系系统工作作原理1．开环控制制系统2．闭环控制制系统2005年6月月1．开环控制制系统电控汽油油喷射发发动机改改装的汽汽油/CNG两两用燃料料发动机机开环控控制供气气系统，，在进气气管前，，该系统统的燃气气供给和和汽油供供给两个个燃料供供给系统统是并列列的。在在发动机机工作时时由油气气转换开开关控制制燃气电电磁阀和和电动燃燃油泵，，同一时时刻，只只允许发发动机燃燃用汽油油或燃气气一种燃燃料。发动机燃燃用天然然气时，，将燃料料转换开开关转到到“气””位置，，此时燃燃气电磁磁阀开启启、电动动燃油泵泵停止工工作，天天然气经经减压调调节器减减压后，，在经动动力调节节阀进入入混合器器，并与与来自空空气滤清清器的清清洁空气气混合后后供往气气缸。2005年6月月2．闭环控制制系统闭环控制制系统，，在减压压调节器器和混合合器之间间安装由由ECU控制的的功率阀阀，并加加装氧传传感器实实现空燃燃比闭环环控制，，则可使使发动机机在各种种工况下下都能获获得最佳佳的空燃燃比。2005年6月月第三节混混合燃料料发动机机混合器器供气电电控系统统混合燃料料发动机机混和供供气电控控系统是是纯混合合器供气气电控系系统与第第一代柴柴油机电电控燃油油喷射系系统的结结合，混混合燃料料发动机机采用压压缩自然然式的点点火方式式，没有有点火系系统，而而引燃柴柴油的喷喷射量和和喷射正正时由柴柴油机电电控燃油油喷射系系统控制制。CNG/柴油混混和燃料料非增压压发动机机混和器器供气系系统组成成：天然然气供气气系统、、引燃柴柴油供给给系统、、电子控控制单元元。2005年6月月天然气供供气系统统主要由由高压气气瓶、电电磁阀、、调节器器、功率率阀、混混和器组组成。电子控制制单元的的主要功功能是根根据各传传感器信信号来确确定供油油齿条和和功率阀阀的位置置，并根根据燃料料转换开开关等控控制天燃燃气电磁磁阀的通通断，同同时燃气气ECU也具有有失效保保护功能能。2005年年6月第四节电电控燃燃气喷射系系统一、电控气态燃燃气喷射系系统二、电控液态燃燃气喷射系系统2005年年6月一、电控气气态燃气喷喷射系统电控气态燃燃气喷射系系统的分类类2.单燃料或两两用燃料发发动机电控控多点燃气气喷射系系统3.混合燃料发发动机电控控多点燃气气喷射系统统4.电控燃气直直接喷射系系统2005年年6月1．电控气态燃燃气喷射系系统的分类类（1）按使使用燃料电控气态CNG喷射射系统、电电控气态LPG喷射射系统下一页2005年年6月（2）按燃燃气ECU工作原理理直接采集信信号控制系系统、间接接采集信号号控制系统统。直接采集信信号控制系系统的燃气气ECU直直接采集各各种传感器器信号，如如发动机转转速、节气气门位置、、氧传感器器等信号，，经过分析析计算，确确定喷入各各缸的燃气气量。间接采集信信号控制系系统的燃气气ECU只只相当于一一个转换器器，它充分分利用汽油油ECU的的控制功能能，采集汽汽油ECU输出的喷喷油器控制制信号并将将其转化为为燃气喷射射器控制信信号再用来来控制燃气气喷射器的的喷射时刻刻和喷射时时间。2005年年6月2.单燃料料或两用燃燃料发动机机电控多点点燃气喷射射系统电控多点燃燃气喷射系系统将燃气气喷射器布布置在各缸缸进气歧管管的进气门门处，采用用顺序喷射射控制方式式分别对每每个缸的燃燃气喷射器器进行控制制。如图日日本本田公公司研制的的电控多点点燃气喷射射系统。2005年年6月3．混合燃料发发动机电控控多点燃气气喷射系统统混合燃料发发动机电控控多点燃气气喷射系统统与混合器器供气电控控系统相比比，只是采采用的燃气气供给方式式不同，多多点燃气喷喷射系统中中取消了功功率阀和混混合器，利利用燃气喷喷射器控制制燃气供给给量。如图图柴油机电电控燃油喷喷射系统与与电控多点点燃气喷射射系统组成成的柴油/CNG混混和燃料发发动机供给给系统。2005年年6月4．电控燃气直直接喷射系系统电控燃气直直接喷射系系统利用燃燃气喷射器器直接向气气缸内供气气，并由燃燃气ECU控制喷气气量和喷气气正时。。2005年年6月二、电控液液态燃气喷喷射系统电控液态燃燃气喷射系系统以液化化石油气为为燃料，主主要部件包包括，LPG燃料泵泵、压力调调节器、压压力传感器器、喷射器器及ECU等。目前研制的的电控液态态LPG喷喷射系统都都是间接采采集信号的的控制系统统，即燃气气ECU都都是利用汽汽油ECU的喷油器器控制信号号（包括同同步喷射信信号和异步步喷射信号号），来控控制燃气喷喷射器的工工作。2005年年6月第五节电电控燃燃气供给系系统主要元元件一、功率阀二、模拟器三、点火提前调调节器四、燃气喷射器器2005年年6月一、功率阀阀（1）功率阀的安安装位置（2）功率阀的类类型（3）功率阀的控控制原理2005年年6月（1）功率率阀的安装装位置功率阀安装装在燃气压压力调节器器与混合器器之间的低低压输气管管路中。2005年年6月（2）功率率阀的类型型步进电动机机功率阀、、占空比功功率阀。步进电动机机功率阀采采用步进电电动机驱动动调节阀来来执行燃气气ECU的的指令，实实现燃气供供给量调节节。占空比功率率阀采用占占空比控制制型电磁阀阀来执行燃燃气ECU的指令，，实现燃气气供给量调调节。2005年年6月（3）功率率阀的控制制原理功率阀通过过改变低压压输气管路路的流通截截面来控制制供气量。。双步进电动动机功率阀阀2005年年6月二、模拟器器（1）模拟器的功功用（2）模拟器的类类型及工作作原理2005年年6月（1）模拟器的功功用发动机燃用用燃气时，，产生并向向汽油ECU输送模模拟喷油器器工作的信信号。2005年年6月（2）模拟器的类类型及工作作原理电压驱动方方式：当燃燃用汽油时时，模拟器器接通短路路开关即可可将蓄电池池12V电电源不经电电阻R输送送给喷油器器，喷油器器正常工作作。当燃用用燃气时，，模拟器断断开短路开开关，此时时汽油ECU仍能正正常向喷油油器输送喷喷油信号，，由于接通通喷油器搭搭铁回路后后，蓄电池池12V电电源经过串串联电阻R输送给喷喷油器，使使通过喷油油器的电流流减小，喷喷油器线圈圈产生的电电磁力不足足以吸开针针阀，所以以喷油器不不喷油，但但输送给汽汽油ECU的仍是12V电压压信号。下一页2005年年6月电流驱动方方式：当燃燃用汽油时时，模拟器器接通喷油油器电路而而断开电阻阻R电路，，喷油器正正常工作。。当燃用燃燃气时，模模拟器则断断开喷油器器电路而接接通电阻R电路，喷喷油器不喷喷油，由于于喷油器并并联电阻与与喷油器电电阻相等，，所以输送送给汽油ECU的电电流信号不不变。a）电压驱驱动式喷油油器b）电流流驱动式喷喷油器2005年年6月三、点火提提前调节器器燃气与汽油油的化学性性质不同，，在同一工工况下的最最佳点火提提前角不