燃氣發(fā)動機電控技術簡介

1、. 汽車發(fā)動機電控技術教案PAGE ：.；PAGE 10第七章 燃氣發(fā)動機電控技術簡介 課程稱號汽車發(fā)動機電控技術總學時：2學時講課：2學時實習：0學時課程性質實際課任課教師職 稱授課對象專業(yè) 年 班級 教學目的和要 求了解雙燃料發(fā)動機的供氣電控系統(tǒng)及電控燃氣放射系統(tǒng)的原理。教學重點和難 點了解電控燃氣發(fā)動機的任務原理。教學進程第 次課 第1次課授課章節(jié)燃氣發(fā)動機電控技術簡介學 時2備 注教案章節(jié)備課 學時第1 節(jié)概 述教案內容一、燃氣汽車的開展燃氣汽車的開展歷程1872年天然氣發(fā)動機產生，到了三十年代初由意大利人率先采用天然氣作為汽車燃料；七十年代燃氣汽車技術逐漸快速開展；九十年代后天然氣汽

2、車數量迅速添加。我國燃氣汽車的開展現狀20世紀50時年代開場天然氣汽車的研討；80年代中期開場開展天然氣汽車；1994年起上海組織開展液化石油氣燃氣汽車樣車的適用及研討。2001年底我國燃氣汽車保有量已超越11萬輛，估計到2005年，我國燃氣汽車的保有量將到達100萬輛，到2001年將到達150萬量。燃氣汽車的開展趨勢目前，兩用燃料單點放射系統(tǒng)和單一燃料天然氣或液化石油氣閉環(huán)多點順序放射系統(tǒng)相繼問世，而閉環(huán)多點順序放射系統(tǒng)是當今燃氣發(fā)動機電控技術開展的主流和方向。二、燃氣汽車的類型1按所用氣體燃料的種類液化石油氣汽車、天然氣汽車液化石油氣汽車以液化石油氣作為燃料。天然氣汽車以天然氣作為燃料。所

3、用燃料的數量和方式單燃料燃氣汽車、兩用燃料燃氣汽車、混合燃料燃氣汽車單燃料燃氣汽車只運用天然氣或液化石油氣中的一種作為發(fā)動機燃料。三、燃氣發(fā)動機供應系統(tǒng)1燃氣發(fā)動機供應系統(tǒng)類型1按燃氣供應量的控制方式機械控制式燃氣供應系統(tǒng)、電子控制式燃氣供應系統(tǒng)電子控制式燃氣供應系統(tǒng)由各種傳感器采集信號并向ECU保送發(fā)動機的工況信息，ECU那么根據這些信息和內存控制模型直接控制功率閥或燃氣放射器任務，以實現對供氣量的控制。電子控制式燃氣供應系統(tǒng)的燃氣與空氣可以采用缸內混合方式，也可采用缸外混合方式。2按燃氣供應方式混合氣供應系統(tǒng)、燃氣放射系統(tǒng)混合氣供應系統(tǒng)的燃氣與空氣采用缸外混合方式，與傳統(tǒng)的化油器式汽油發(fā)動

4、機類似。教案內容燃氣放射系統(tǒng)與空氣可以采用缸內混合方式，也可采用缸外混合方式。缸內混合方式與柴油機類似，在發(fā)動機緊縮行程接近上止點時，將一定量的燃氣經安裝在氣缸蓋上的高壓燃料閥或噴嘴直接噴入氣缸，在氣缸內部使燃氣與空氣混合構成可燃混合氣。缸外混合方式是將燃氣定時、定量的噴入各缸進氣歧管中的進氣門處。3按空燃比控制方式開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。機械控制燃氣供應系統(tǒng)均屬開環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)是由ECU根據氧傳感器的反響信號對供氣量進展修正。4按發(fā)動機的類型單燃料發(fā)動機供應系統(tǒng)、兩用燃料發(fā)動機供應系統(tǒng)、混合燃料發(fā)動機供應系統(tǒng)2械控制式燃氣供應系統(tǒng)1單燃料發(fā)動機燃氣供應系統(tǒng)單燃料發(fā)動機燃氣供應系

5、統(tǒng)普通利用節(jié)氣門根據工況要務虛現對混合氣量的控制，而可燃混合氣普通利用火花塞點燃。1單燃料發(fā)動機燃氣供應系統(tǒng)的構造主要由儲液罐、燃料控制電磁閥、調理器、混合器等組成。2任務原理當發(fā)動機任務時，燃氣控制電磁閥翻開，由儲液罐流出的燃氣經調理器調壓、計量后以氣態(tài)保送到混合器，并在混合器內與空氣混合后被吸入氣缸。3單燃料發(fā)動機燃氣供應系統(tǒng)各部件的功用儲液罐用于儲存液態(tài)燃氣燃料控制電磁閥功用是當發(fā)動機停頓任務時自動切斷燃氣供應，而發(fā)動機任務時，根據溫度翻開其中一個電磁閥，并自動實現供應氣態(tài)或液態(tài)燃氣的切換。調理器的功用是對保送給混合氣的燃氣進展減壓，使液態(tài)燃氣蒸發(fā)以便與空氣更好的混合?；旌掀鞯墓τ妙愃朴?/p>

6、汽油機化油器，主要是根據發(fā)動機工況來調理空燃比，使調理器保送來的氣態(tài)燃氣按一定比例與空氣混合，并送往氣缸。2兩用燃料發(fā)動機供氣系統(tǒng)化油器式汽油機改裝的汽油/CNG兩用燃料發(fā)動機供應系統(tǒng)構造特點：即在原汽油機上加裝一套CNG燃氣供應系統(tǒng)，包括高壓鋼瓶、高壓管路、濾清器、調理器、混合器等，在燃用天然氣時，替代原汽油機供應系統(tǒng)向發(fā)動機提供天然氣空氣混合氣。 化油器式汽油機改裝的汽油/LPG兩用燃料發(fā)動機供應系統(tǒng)由燃料轉換開關控制兩個電磁閥實現燃用汽油與LPG的切換，LPG經過濾清器過濾后，進入調理器進展減壓并蒸發(fā)，氣態(tài)的LPG流入混合器與空氣混合構成可燃混合氣進入氣缸。3混合燃料發(fā)動機供應系統(tǒng)教案內

7、容柴油/CNG混合燃料發(fā)動機供應系統(tǒng)組成：燃料供應系統(tǒng)、發(fā)動機控制維護系統(tǒng)、天然氣供應和調理系統(tǒng)、天然氣儲存系統(tǒng) 燃料供應系統(tǒng)：1燃料供應系統(tǒng)構造混合器、供氣量控制閥、柴油供應安裝2燃料供應系統(tǒng)的功用根據發(fā)動機不同工況的任務需求，供應發(fā)動機一定數量和濃度的燃氣空氣混合氣，并將一定量的引燃柴油以一定壓力和噴油質量定時噴入氣缸。發(fā)動機控制維護系統(tǒng)：動機控制維護系統(tǒng)的構造供氣量控制閥的傳動安裝、燃料轉換安裝、燃氣供應閉鎖安裝。動機控制維護系統(tǒng)的功用供氣量控制閥的傳動安裝主要是根據發(fā)動機最高轉速和空氣濾清器堵塞程度，校正供氣量控制閥的開度，以控制燃氣供應量。燃料轉換安裝主要用來實現燃用柴油和柴油/燃氣

8、混合燃料之間的轉換，并在高壓氣瓶壓力缺乏時自動切換到燃用柴油。燃料轉換安裝主要是在發(fā)動機不任務時，切斷燃氣供應。天然氣供應和調理系統(tǒng)：天然氣供應和調理系統(tǒng)的組成調理器高壓減壓閥和低壓減壓閥、燃氣濾清器、加熱器天然氣供應和調理系統(tǒng)的功用其功用是向混合器保送清潔的低壓天然氣，以防止因天然氣減壓吸收熱量而呵斥輸氣管路及其它零件凍結，增設天然氣加熱器，以保證燃氣供應系統(tǒng)正常供氣。天然氣儲存系統(tǒng)：1天然氣儲存系統(tǒng)的組成高壓氣瓶、壓力表、充氣閥、供氣閥等。2天然氣儲存系統(tǒng)的功用儲存并對天然氣的壓力進展指示。第2節(jié)兩用燃料發(fā)動機混合器供氣電控系統(tǒng)教案內容一、電控燃氣供應系統(tǒng)的功能1模擬汽油放射信號發(fā)動機在燃

9、用燃氣時必需在切斷汽油放射的同時，由電控燃氣供應系統(tǒng)向汽油ECU輸入模擬的汽油放射信號。2模擬氧傳感器信號電控燃氣供應系統(tǒng)必需向汽油ECU輸入一個理想的模擬氧傳感器信號，以便切換到燃用汽油時汽油ECU可以正常任務。二、混合器供氣電控系統(tǒng)的組成根本組成除與電控汽油放射系統(tǒng)共用的元件外，添加的主要電控元件有：轉換開關、模擬器、燃氣ECU、步進電機功率閥等。主要元件位置燃氣供應系統(tǒng)中的調理器、混合器、步進電動機功率閥等均安裝在發(fā)動機室內，燃料轉換開關安裝在駕駛室內儀表盤附近，不同車型高壓氣瓶安裝位置不同，手動供氣閥、電磁閥等安裝位置不同。三、混合器供氣電控系統(tǒng)任務原理開環(huán)控制系統(tǒng)電控汽油放射發(fā)動機改

10、裝的汽油/CNG兩用燃料發(fā)動機開環(huán)控制供氣系統(tǒng)，在進氣管前，該系統(tǒng)的燃氣供應和汽油供應兩個燃料供應系統(tǒng)是并列的。在發(fā)動機任務時由油氣轉換開關控制燃氣電磁閥和電動燃油泵，同一時辰，只允許發(fā)動機燃用汽油或燃氣一種燃料。 發(fā)動機燃用天然氣時，將燃料轉換開關轉到“氣位置，此時燃氣電磁閥開啟、電動燃油泵停頓任務，天然氣經減壓調理器減壓后，在經動力調理閥進入混合器，并與空氣濾清器的清潔空氣混合后供往氣缸。閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)，在減壓調理器和混合器之間安裝由ECU控制的功率閥，并加裝氧傳感器實現空燃比閉環(huán)控制，那么可使發(fā)動機在各種工況下都能獲得最正確的空燃比。第3節(jié)混合燃料發(fā)動機混合器供氣電控系統(tǒng)教案內

11、容混合燃料發(fā)動機混和供氣電控系統(tǒng)是純混合器供氣電控系統(tǒng)與第一代柴油機電控燃油放射系統(tǒng)的結合，混合燃料發(fā)動機采用緊縮自然式的點火方式，沒有點火系統(tǒng)，而引燃柴油的放射量和放射正時由柴油機電控燃油放射系統(tǒng)控制。CNG/柴油混和燃料非增壓發(fā)動機混和器供氣系統(tǒng)組成：天然氣供氣系統(tǒng)、引燃柴油供應系統(tǒng)、電子控制單元。天然氣供氣系統(tǒng)主要由高壓氣瓶、電磁閥、調理器、功率閥、混和器組成。引燃柴油供應系統(tǒng)的組成和原理見“第六章柴油電控技術簡介的相關內容。電子控制單元的主要功能是根據各傳感器信號來確定供油齒條和功率閥的位置，并根據燃料轉換開關等控制天燃氣電磁閥的通斷，同時燃氣ECU也具有失效維護功能。第4節(jié) 電控燃氣

12、放射系教案內容一、電控氣態(tài)燃氣放射系統(tǒng)1電控氣態(tài)燃氣放射系統(tǒng)的分類1按運用燃料電控氣態(tài)CNG放射系統(tǒng)、電控氣態(tài)LPG放射系統(tǒng)2按燃氣ECU任務原理直接采集信號控制系統(tǒng)、間接采集信號控制系統(tǒng)直接采集信號控制系統(tǒng)的燃氣ECU直接采集各種傳感器信號，如發(fā)動機轉速、節(jié)氣門位置、氧傳感器等信號，經過分析計算，確定噴入各缸的燃氣量。間接采集信號控制系統(tǒng)的燃氣ECU只相當于一個轉換器，它充分利用汽油ECU的控制功能，采集汽油ECU輸出的噴油器控制信號并將其轉化為燃氣放射器控制信號再用來控制燃氣放射器的放射時辰和放射時間。2單燃料或兩用燃料發(fā)動機電控多點燃氣放射系統(tǒng)電控多點燃氣放射系統(tǒng)將燃氣放射器布置在各缸進

13、氣歧管的進氣門處，采用順序放射控制方式分別對每個缸的燃氣放射器進展控制。如圖日本本田公司研制的電控多點燃氣放射系統(tǒng)。本田公司研制的電控多點燃氣放射系統(tǒng)3混合燃料發(fā)動機電控多點燃氣放射系統(tǒng)混合燃料發(fā)動機電控多點燃氣放射系統(tǒng)與混合器供氣電控系統(tǒng)相比，只是采用的燃氣供應方式不同，多點燃氣放射系統(tǒng)中取消了功率閥和混合器，利用燃氣放射器控制燃氣供應量。4電控燃氣直接放射系統(tǒng)電控燃氣直接放射系統(tǒng)利用燃氣放射器直接向氣缸內供氣，并由燃氣ECU控制噴氣量和噴氣正時。二、電控液態(tài)燃氣放射系統(tǒng)電控液態(tài)燃氣放射系統(tǒng)以液化石油氣為燃料，主要部件包括，LPG燃料泵、壓力調理器、壓力傳感器、放射器及ECU等。目前研制的電

14、控液態(tài)LPG放射系統(tǒng)都是間接采集信號的控制系統(tǒng)，即燃氣ECU都是利用汽油ECU的噴油器控制信號包括同步放射信號和異步放射信號，來控制燃氣放射器的任務。第5節(jié)電控燃氣供應系統(tǒng)主要元件教案內容一、功率閥1功率閥的安裝位置功率閥安裝在燃氣壓力調理器與混合器之間的低壓輸氣管路中。2功率閥的類型步進電動機功率閥、占空比功率閥步進電動機功率閥采用步進電動機驅動調理閥來執(zhí)行燃氣ECU的指令，實現燃氣供應量調理。占空比功率閥采用占空比控制型電磁閥來執(zhí)行燃氣ECU的指令，實現燃氣供應量調理。3功率閥的控制原理功率閥經過改動低壓輸氣管路的流通截面來控制供氣量。二、模擬器1模擬器的功用發(fā)動機燃用燃氣時，產生并向汽油

15、ECU保送模擬噴油器任務的信號。2模擬器的類型電壓驅動方式、電流驅動方式3模擬器的任務原理電壓驅動方式：當燃用汽油時，模擬器接通短路開關即可將蓄電池12V電源不經電阻R保送給噴油器，噴油器正常任務。當燃用燃氣時，模擬器斷開短路開關，此時汽油ECU仍能正常向噴油器保送噴油信號，由于接通噴油器搭鐵回路后，蓄電池12V電源經過串聯電阻R保送給噴油器，使經過噴油器的電流減小，噴油器線圈產生的電磁力缺乏以吸開針閥，所以噴油器不噴油，但保送給汽油ECU的仍是12V電壓信號。 電流驅動方式：當燃用汽油時，模擬器接通噴油器電路而斷開電阻R電路，噴油器正常任務。當燃用燃氣時，模擬器那么斷開噴油器電路而接通電阻R

16、電路，噴油器不噴油，由于噴油器并聯電阻與噴油器電阻相等，所以保送給汽油ECU的電流信號不變。三、點火提早調理器燃氣與汽油的化學性質不同，在同一工況下的最正確點火提早角不同，所以在以汽油機改裝的兩用燃料發(fā)動機上，設有點火提早調理器，以滿足發(fā)動機燃用燃氣和燃用汽油時對點火提早角的不同需求。四、燃氣放射器1國產HSV電控低壓燃氣放射器任務過程：電磁線圈不通電時球閥在進氣口和出氣口兩側氣體壓差的作用下向右開啟，使燃氣經出氣口噴出。當電磁閥通電時，銜鐵在電磁力作用下向左挪動，并經過頂桿使球閥向左封鎖，停頓燃氣放射。2天然氣柴油組合式放射器任務過程：當ECU發(fā)出放射指令使控制電磁閥通電時，電磁閥封鎖供油/回油通道，凸輪驅動柱塞向下運動緊縮泵油腔內的柴油，柴油壓力到達放射始點壓力，柴油針閥開啟放射引燃柴油。而后隨著高壓燃氣進入放射器內燃氣壓力腔，當凸輪頂點轉過使柱塞開場上移噴油根本終了，且燃氣壓力腔內的壓力超越氣體針閥回位彈簧的彈力時，將氣體針閥頂起，使柴油放射停頓而燃氣放射開場。作 業(yè)1按所用氣體燃料的種類分，燃氣汽車的類型？2按燃氣供應方式燃氣發(fā)動機的類型？3簡述混合燃料發(fā)動機供應系統(tǒng)？4電控燃氣供應系統(tǒng)的功能？5混合器供氣電控系統(tǒng)的組成？6按運用燃料電控氣態(tài)燃氣放射系統(tǒng)的分類？本章小結1目前，兩用燃料單點放射系統(tǒng)和單一燃料天然氣或液化石油氣閉環(huán)多點順序放射系統(tǒng)相繼問世，