NO燃?xì)獍l(fā)動機(jī)電控技術(shù)簡介

第一節(jié)概述第二節(jié)兩用燃料發(fā)動機(jī)混合器供氣電

控系統(tǒng)第三節(jié)混合燃料發(fā)動機(jī)混合器供氣電

控系統(tǒng)第四節(jié)電控燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)第五節(jié)電控燃?xì)夤┙o系統(tǒng)主要元件2005年6月第一節(jié)概述一、燃?xì)馄嚨陌l(fā)展二、燃?xì)馄嚨念愋腿?、燃?xì)獍l(fā)動機(jī)供給系統(tǒng)2005年6月一、燃?xì)馄嚨陌l(fā)展燃?xì)馄嚨陌l(fā)展歷程我國燃?xì)馄嚨陌l(fā)展現(xiàn)狀3.燃?xì)馄嚨陌l(fā)展趨勢2005年6月1.燃?xì)馄嚨陌l(fā)展歷程：1872年天然氣發(fā)動機(jī)問世；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?xì)馄嚰夹g(shù)逐漸快速發(fā)展。九十年代后天然氣汽車數(shù)量迅速增加。2005年6月2.

我國燃?xì)馄嚨陌l(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)50時(shí)年代開始天然氣汽車的研究；80年代中期開始發(fā)展天然氣汽車；1994年起上海組織開展液化石油氣燃?xì)馄嚇榆嚨倪m用及研究；2001年底我國燃?xì)馄嚤Ｓ辛恳殉^11萬輛,預(yù)計(jì)到2005年，我國燃?xì)馄嚨谋Ｓ辛繉⑦_(dá)到100萬輛，到2001年將達(dá)到150萬量。2005年6月

3.燃?xì)馄嚨陌l(fā)展趨勢

目前，兩用燃料單點(diǎn)噴射系統(tǒng)和單一燃料（天然氣或液化石油氣）閉環(huán)多點(diǎn)順序噴射系統(tǒng)相繼問世，而閉環(huán)多點(diǎn)順序噴射系統(tǒng)是當(dāng)今燃?xì)獍l(fā)動機(jī)電控技術(shù)發(fā)展的主流和方向。2005年6月二、燃?xì)馄嚨念愋?.

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。2.

按所用燃料的數(shù)量和形式單燃料燃?xì)馄?、兩用燃料燃?xì)馄?、混合燃料燃?xì)馄噯稳剂先細(xì)馄囍皇褂锰烊粴饣蛞夯蜌庵械囊环N作為發(fā)動機(jī)燃料。2005年6月三、燃?xì)獍l(fā)動機(jī)供給系統(tǒng)

1.燃?xì)獍l(fā)動機(jī)供給系統(tǒng)類型

2.機(jī)械控制式燃?xì)夤┙o系統(tǒng)2005年6月1.燃?xì)獍l(fā)動機(jī)供給系統(tǒng)類型（1）按燃?xì)夤┙o量的控制方式（2）按燃?xì)夤┙o方式（3）按空燃比控制方式（4）按發(fā)動機(jī)的類型2005年6月（1）按燃?xì)夤┙o量的控制方式

機(jī)械控制式燃?xì)夤┙o系統(tǒng)、電子控制式燃?xì)夤┙o系統(tǒng)、電子控制式燃?xì)夤┙o系統(tǒng)由各種傳感器采集并向ECU輸送發(fā)動機(jī)的工況信息，ECU則根據(jù)這些信息和內(nèi)存控制模型直接控制功率閥或燃?xì)鈬娚淦鞴ぷ鳎詫?shí)現(xiàn)對供氣量的控制。電子控制式燃?xì)夤┙o系統(tǒng)的燃?xì)馀c空氣可以采用缸內(nèi)混合方式，也可采用缸外混合方式。2005年6月（2））按按燃燃?xì)鈿夤┕┙o給方方式式混合合氣氣供供給給系系統(tǒng)統(tǒng)、、燃燃?xì)鈿鈬妵娚渖湎迪到y(tǒng)統(tǒng)混合合氣氣供供給給系系統(tǒng)統(tǒng)的的燃燃?xì)鈿馀c與空空氣氣采采用用缸缸外外混混合合方方式式，，與與傳傳統(tǒng)統(tǒng)的的化化油油器器式式汽汽油油發(fā)發(fā)動動機(jī)機(jī)類類似似。。燃?xì)鈿鈬妵娚渖湎迪到y(tǒng)統(tǒng)與與空空氣氣可可以以采采用用缸缸內(nèi)內(nèi)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。。缸內(nèi)內(nèi)混混合合方方式式與與柴柴油油機(jī)機(jī)類類似似，，在在發(fā)發(fā)動動機(jī)機(jī)壓壓縮縮行行程程接接近近上上止止點(diǎn)點(diǎn)時(shí)時(shí)，，將將一一定定量量的的燃燃?xì)鈿饨?jīng)經(jīng)安安裝裝在在氣氣缸缸蓋蓋上上的的高高壓壓燃燃料料閥閥（（或或噴噴嘴嘴））直直接接噴噴入入氣氣缸缸，，在在氣氣缸缸內(nèi)內(nèi)部部使使燃燃?xì)鈿馀c與空空氣氣混混合合形形成成可可燃燃混混合合氣氣。。缸外外混混合合方方式式是是將將燃燃?xì)鈿舛ǘ〞r(shí)時(shí)、、定定量量的的噴噴入入各各缸缸進(jìn)進(jìn)氣氣歧歧管管中中的的進(jìn)進(jìn)氣氣門門處處。。2005年年6月月（3））按按空空燃燃比比控控制制方方式式開環(huán)環(huán)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)和和閉閉環(huán)環(huán)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)機(jī)械械控控制制燃燃?xì)鈿夤┕┙o給系系統(tǒng)統(tǒng)均均屬屬開開環(huán)環(huán)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)閉環(huán)環(huán)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)是是由由ECU根根據(jù)據(jù)氧氧傳傳感感器器的的反反饋饋信信號號對對供供氣氣量量進(jìn)進(jìn)行行修修正正。。2005年年6月月（4））按按發(fā)發(fā)動動機(jī)機(jī)的的類類型型單燃燃料料發(fā)發(fā)動動機(jī)機(jī)供供給給系系統(tǒng)統(tǒng)、、兩兩用用燃燃料料發(fā)發(fā)動動機(jī)機(jī)供供給給系系統(tǒng)統(tǒng)、、混混合合燃燃料料發(fā)發(fā)動動機(jī)機(jī)供供給給系系統(tǒng)統(tǒng)。。2005年年6月月2.機(jī)械械控控制制式式燃燃?xì)鈿夤┕┙o給系系統(tǒng)統(tǒng)（1）單燃料發(fā)發(fā)動機(jī)燃燃?xì)夤┙o給系統(tǒng)（2）兩用燃料料發(fā)動機(jī)機(jī)供氣系系統(tǒng)（3）燃料發(fā)動動機(jī)供給給系統(tǒng)2005年6月月（1）單單燃料發(fā)發(fā)動機(jī)燃燃?xì)夤┙o給系統(tǒng)單燃料發(fā)發(fā)動機(jī)燃燃?xì)夤┙o給系統(tǒng)一一般利用用節(jié)氣門門根據(jù)工工況要求求實(shí)現(xiàn)對對混合氣氣量的控控制，而而可燃混混合氣一一般利用用火花塞塞點(diǎn)燃。。2005年6月月（2）兩兩用燃料料發(fā)動機(jī)機(jī)供氣系系統(tǒng)化油器式式汽油機(jī)機(jī)改裝的的汽油/CNG兩用燃燃料發(fā)動動機(jī)供給給系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)：即在在原汽油油機(jī)上加加裝一套套CNG燃?xì)夤┕┙o系統(tǒng)統(tǒng)，包括括高壓鋼鋼瓶、高高壓管路路、濾清清器、調(diào)調(diào)節(jié)器、、混合器器等，在在燃用天天然氣時(shí)時(shí)，替代代原汽油油機(jī)供給給系統(tǒng)向向發(fā)動機(jī)機(jī)提供天天然氣－－空氣混混合氣。?；推魇绞狡蜋C(jī)機(jī)改裝的的汽油/LPG兩用燃燃料發(fā)動動機(jī)供給給系統(tǒng)由由燃料轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)關(guān)控制兩兩個(gè)電磁磁閥實(shí)現(xiàn)現(xiàn)燃用汽汽油與LPG的的切換，，LPG經(jīng)過濾濾清器過過濾后，，進(jìn)入調(diào)調(diào)節(jié)器進(jìn)進(jìn)行減壓壓并蒸發(fā)發(fā)，氣態(tài)態(tài)的LPG流入入混合器器與空氣氣混合形形成可燃燃混合氣氣進(jìn)入氣氣缸。2005年6月月（3）燃燃料發(fā)動動機(jī)供給給系統(tǒng)柴油/CNG混混合燃料料發(fā)動機(jī)機(jī)供給系系統(tǒng)組成成：燃料料供給系系統(tǒng)、發(fā)發(fā)動機(jī)控控制保護(hù)護(hù)系統(tǒng)、、天然氣氣供給和和調(diào)節(jié)系系統(tǒng)、天天然氣儲儲存系統(tǒng)統(tǒng)。2005年6月月第二節(jié)兩兩用燃料料發(fā)動機(jī)機(jī)混合器器供氣電電控系統(tǒng)統(tǒng)一、電控燃?xì)鈿夤┙o系系統(tǒng)的功功能二、混合器供供氣電控控系統(tǒng)的的組成三、混合器供供氣電控控系統(tǒng)工工作原理理2005年6月月一、電控控燃?xì)夤┕┙o系統(tǒng)統(tǒng)的功能能1.模模擬擬汽油噴噴射信號號發(fā)動機(jī)在在燃用燃燃?xì)鈺r(shí)必必須在切切斷汽油油噴射的的同時(shí)，，由電控控燃?xì)夤┕┙o系統(tǒng)統(tǒng)向汽油油ECU輸入模模擬的汽汽油噴射射信號。。2．模擬擬氧傳感感器信號號電控燃?xì)鈿夤┙o系系統(tǒng)必須須向汽油油ECU輸入一一個(gè)理想想的模擬擬氧傳感感器信號號，以便便切換到到燃用汽汽油時(shí)汽汽油ECU能夠夠正常工工作。2005年6月月二、混合合器供氣氣電控系系統(tǒng)的組組成1．基基本組組成除與電控控汽油噴噴射系統(tǒng)統(tǒng)共用的的元件外外，增加加的主要要電控元元件有：：轉(zhuǎn)換開開關(guān)、模模擬器、、燃?xì)釫CU、、步進(jìn)電電機(jī)功率率閥等。。2．主主要元元件位置置燃?xì)夤┙o給系統(tǒng)中中的調(diào)節(jié)節(jié)器、混混合器、、步進(jìn)電電動機(jī)功功率閥等等均安裝裝在發(fā)動動機(jī)室內(nèi)內(nèi)，燃料料轉(zhuǎn)換開開關(guān)安裝裝在駕駛駛室內(nèi)儀儀表盤附附近，不不同車型型高壓氣氣瓶安裝裝位置不不同，手手動供氣氣閥、電電磁閥等等安裝位位置不同同。2005年6月月三、混合合器供氣氣電控系系統(tǒng)工作作原理1．開環(huán)控制制系統(tǒng)2．閉環(huán)控制制系統(tǒng)2005年6月月1．開環(huán)控制制系統(tǒng)電控汽油油噴射發(fā)發(fā)動機(jī)改改裝的汽汽油/CNG兩兩用燃料料發(fā)動機(jī)機(jī)開環(huán)控控制供氣氣系統(tǒng)，，在進(jìn)氣氣管前，，該系統(tǒng)統(tǒng)的燃?xì)鈿夤┙o和和汽油供供給兩個(gè)個(gè)燃料供供給系統(tǒng)統(tǒng)是并列列的。在在發(fā)動機(jī)機(jī)工作時(shí)時(shí)由油氣氣轉(zhuǎn)換開開關(guān)控制制燃?xì)怆婋姶砰y和和電動燃燃油泵，，同一時(shí)時(shí)刻，只只允許發(fā)發(fā)動機(jī)燃燃用汽油油或燃?xì)鈿庖环N燃燃料。發(fā)動機(jī)燃燃用天然然氣時(shí)，，將燃料料轉(zhuǎn)換開開關(guān)轉(zhuǎn)到到“氣””位置，，此時(shí)燃燃?xì)怆姶糯砰y開啟啟、電動動燃油泵泵停止工工作，天天然氣經(jīng)經(jīng)減壓調(diào)調(diào)節(jié)器減減壓后，，在經(jīng)動動力調(diào)節(jié)節(jié)閥進(jìn)入入混合器器，并與與來自空空氣濾清清器的清清潔空氣氣混合后后供往氣氣缸。2005年6月月2．閉環(huán)控制制系統(tǒng)閉環(huán)控制制系統(tǒng)，，在減壓壓調(diào)節(jié)器器和混合合器之間間安裝由由ECU控制的的功率閥閥，并加加裝氧傳傳感器實(shí)實(shí)現(xiàn)空燃燃比閉環(huán)環(huán)控制，，則可使使發(fā)動機(jī)機(jī)在各種種工況下下都能獲獲得最佳佳的空燃燃比。2005年6月月第三節(jié)混混合燃料料發(fā)動機(jī)機(jī)混合器器供氣電電控系統(tǒng)統(tǒng)混合燃料料發(fā)動機(jī)機(jī)混和供供氣電控控系統(tǒng)是是純混合合器供氣氣電控系系統(tǒng)與第第一代柴柴油機(jī)電電控燃油油噴射系系統(tǒng)的結(jié)結(jié)合，混混合燃料料發(fā)動機(jī)機(jī)采用壓壓縮自然然式的點(diǎn)點(diǎn)火方式式，沒有有點(diǎn)火系系統(tǒng)，而而引燃柴柴油的噴噴射量和和噴射正正時(shí)由柴柴油機(jī)電電控燃油油噴射系系統(tǒng)控制制。CNG/柴油混混和燃料料非增壓壓發(fā)動機(jī)機(jī)混和器器供氣系系統(tǒng)組成成：天然然氣供氣氣系統(tǒng)、、引燃柴柴油供給給系統(tǒng)、、電子控控制單元元。2005年6月月天然氣供供氣系統(tǒng)統(tǒng)主要由由高壓氣氣瓶、電電磁閥、、調(diào)節(jié)器器、功率率閥、混混和器組組成。電子控制制單元的的主要功功能是根根據(jù)各傳傳感器信信號來確確定供油油齒條和和功率閥閥的位置置，并根根據(jù)燃料料轉(zhuǎn)換開開關(guān)等控控制天燃燃?xì)怆姶糯砰y的通通斷，同同時(shí)燃?xì)鈿釫CU也具有有失效保保護(hù)功能能。2005年年6月第四節(jié)電電控燃燃?xì)鈬娚湎迪到y(tǒng)一、電控氣態(tài)燃燃?xì)鈬娚湎迪到y(tǒng)二、電控液態(tài)燃燃?xì)鈬娚湎迪到y(tǒng)2005年年6月一、電控氣氣態(tài)燃?xì)鈬妵娚湎到y(tǒng)電控氣態(tài)燃燃?xì)鈬娚湎迪到y(tǒng)的分類類2.單燃料或兩兩用燃料發(fā)發(fā)動機(jī)電控控多點(diǎn)燃?xì)鈿鈬娚湎迪到y(tǒng)3.混合燃料發(fā)發(fā)動機(jī)電控控多點(diǎn)燃?xì)鈿鈬娚湎到y(tǒng)統(tǒng)4.電控燃?xì)庵敝苯訃娚湎迪到y(tǒng)2005年年6月1．電控氣態(tài)燃燃?xì)鈬娚湎迪到y(tǒng)的分類類（1）按使使用燃料電控氣態(tài)CNG噴射射系統(tǒng)、電電控氣態(tài)LPG噴射射系統(tǒng)下一頁2005年年6月（2）按燃燃?xì)釫CU工作原理理直接采集信信號控制系系統(tǒng)、間接接采集信號號控制系統(tǒng)統(tǒng)。直接采集信信號控制系系統(tǒng)的燃?xì)鈿釫CU直直接采集各各種傳感器器信號，如如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣氣門位置、、氧傳感器器等信號，，經(jīng)過分析析計(jì)算，確確定噴入各各缸的燃?xì)鈿饬?。間接采集信信號控制系系統(tǒng)的燃?xì)鈿釫CU只只相當(dāng)于一一個(gè)轉(zhuǎn)換器器，它充分分利用汽油油ECU的的控制功能能，采集汽汽油ECU輸出的噴噴油器控制制信號并將將其轉(zhuǎn)化為為燃?xì)鈬娚渖淦骺刂菩判盘栐儆脕韥砜刂迫細(xì)鈿鈬娚淦鞯牡膰娚鋾r(shí)刻刻和噴射時(shí)時(shí)間。2005年年6月2.單燃料料或兩用燃燃料發(fā)動機(jī)機(jī)電控多點(diǎn)點(diǎn)燃?xì)鈬娚渖湎到y(tǒng)電控多點(diǎn)燃燃?xì)鈬娚湎迪到y(tǒng)將燃?xì)鈿鈬娚淦鞑疾贾迷诟鞲赘走M(jìn)氣歧管管的進(jìn)氣門門處，采用用順序噴射射控制方式式分別對每每個(gè)缸的燃燃?xì)鈬娚淦髌鬟M(jìn)行控制制。如圖日日本本田公公司研制的的電控多點(diǎn)點(diǎn)燃?xì)鈬娚渖湎到y(tǒng)。2005年年6月3．混合燃料發(fā)發(fā)動機(jī)電控控多點(diǎn)燃?xì)鈿鈬娚湎到y(tǒng)統(tǒng)混合燃料發(fā)發(fā)動機(jī)電控控多點(diǎn)燃?xì)鈿鈬娚湎到y(tǒng)統(tǒng)與混合器器供氣電控控系統(tǒng)相比比，只是采采用的燃?xì)鈿夤┙o方式式不同，多多點(diǎn)燃?xì)鈬妵娚湎到y(tǒng)中中取消了功功率閥和混混合器，利利用燃?xì)鈬妵娚淦骺刂浦迫細(xì)夤┙o給量。如圖圖柴油機(jī)電電控燃油噴噴射系統(tǒng)與與電控多點(diǎn)點(diǎn)燃?xì)鈬娚渖湎到y(tǒng)組成成的柴油/CNG混混和燃料發(fā)發(fā)動機(jī)供給給系統(tǒng)。2005年年6月4．電控燃?xì)庵敝苯訃娚湎迪到y(tǒng)電控燃?xì)庵敝苯訃娚湎迪到y(tǒng)利用燃燃?xì)鈬娚淦髌髦苯酉驓鈿飧變?nèi)供氣氣，并由燃燃?xì)釫CU控制噴氣氣量和噴氣氣正時(shí)。。2005年年6月二、電控液液態(tài)燃?xì)鈬妵娚湎到y(tǒng)電控液態(tài)燃燃?xì)鈬娚湎迪到y(tǒng)以液化化石油氣為為燃料，主主要部件包包括，LPG燃料泵泵、壓力調(diào)調(diào)節(jié)器、壓壓力傳感器器、噴射器器及ECU等。目前研制的的電控液態(tài)態(tài)LPG噴噴射系統(tǒng)都都是間接采采集信號的的控制系統(tǒng)統(tǒng)，即燃?xì)鈿釫CU都都是利用汽汽油ECU的噴油器器控制信號號（包括同同步噴射信信號和異步步噴射信號號），來控控制燃?xì)鈬妵娚淦鞯墓すぷ鳌?005年年6月第五節(jié)電電控燃燃?xì)夤┙o系系統(tǒng)主要元元件一、功率閥二、模擬器三、點(diǎn)火提前調(diào)調(diào)節(jié)器四、燃?xì)鈬娚淦髌?005年年6月一、功率閥閥（1）功率閥的安安裝位置（2）功率閥的類類型（3）功率閥的控控制原理2005年年6月（1）功率率閥的安裝裝位置功率閥安裝裝在燃?xì)鈮簤毫φ{(diào)節(jié)器器與混合器器之間的低低壓輸氣管管路中。2005年年6月（2）功率率閥的類型型步進(jìn)電動機(jī)機(jī)功率閥、、占空比功功率閥。步進(jìn)電動機(jī)機(jī)功率閥采采用步進(jìn)電電動機(jī)驅(qū)動動調(diào)節(jié)閥來來執(zhí)行燃?xì)鈿釫CU的的指令，實(shí)實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤┕┙o量調(diào)節(jié)節(jié)。占空比功率率閥采用占占空比控制制型電磁閥閥來執(zhí)行燃燃?xì)釫CU的指令，，實(shí)現(xiàn)燃?xì)鈿夤┙o量調(diào)調(diào)節(jié)。2005年年6月（3）功率率閥的控制制原理功率閥通過過改變低壓壓輸氣管路路的流通截截面來控制制供氣量。。雙步進(jìn)電動動機(jī)功率閥閥2005年年6月二、模擬器器（1）模擬器的功功用（2）模擬器的類類型及工作作原理2005年年6月（1）模擬器的功功用發(fā)動機(jī)燃用用燃?xì)鈺r(shí)，，產(chǎn)生并向向汽油ECU輸送模模擬噴油器器工作的信信號。2005年年6月（2）模擬器的類類型及工作作原理電壓驅(qū)動方方式：當(dāng)燃燃用汽油時(shí)時(shí)，模擬器器接通短路路開關(guān)即可可將蓄電池池12V電電源不經(jīng)電電阻R輸送送給噴油器器，噴油器器正常工作作。當(dāng)燃用用燃?xì)鈺r(shí)，，模擬器斷斷開短路開開關(guān)，此時(shí)時(shí)汽油ECU仍能正正常向噴油油器輸送噴噴油信號，，由于接通通噴油器搭搭鐵回路后后，蓄電池池12V電電源經(jīng)過串串聯(lián)電阻R輸送給噴噴油器，使使通過噴油油器的電流流減小，噴噴油器線圈圈產(chǎn)生的電電磁力不足足以吸開針針閥，所以以噴油器不不噴油，但但輸送給汽汽油ECU的仍是12V電壓壓信號。下一頁2005年年6月電流驅(qū)動方方式：當(dāng)燃燃用汽油時(shí)時(shí)，模擬器器接通噴油油器電路而而斷開電阻阻R電路，，噴油器正正常工作。。當(dāng)燃用燃燃?xì)鈺r(shí)，模模擬器則斷斷開噴油器器電路而接接通電阻R電路，噴噴油器不噴噴油，由于于噴油器并并聯(lián)電阻與與噴油器電電阻相等，，所以輸送送給汽油ECU的電電流信號不不變。a）電壓驅(qū)驅(qū)動式噴油油器b）電流流驅(qū)動式噴噴油器2005年年6月三、點(diǎn)火提提前調(diào)節(jié)器器燃?xì)馀c汽油油的化學(xué)性性質(zhì)不同，，在同一工工況下的最最佳點(diǎn)火提提前角不