天然气发动机电喷系统培训-111

天然气发动机电喷系统培训培训内容电控天然气发动机介绍电控系统构成电喷系统的基本控制策略电喷系统的应用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2010年将达到150万量电控天然气发动机介绍•天然气发动机预计产量需求010.00020.00030.00040.000200420052006200720082009YearSystemVolumeRussiaEuropeJapanSouthKoreaIndiaChinaSouthamericaNAFTA电控天然气发动机介绍天然气燃料特点天然气的主要成分是甲烷（CH4），含量达90％以上；比空气轻略高于汽油，但理论混合气热值要比汽油低，甲烷含量越高，其相差越大，纯甲烷理论混合气热值比汽油低10%左右抗爆震性能高。辛烷值为130，可以采用较高压缩比（10～12）混合气发火界限宽（过量空气系数0.6-2.1）；采用稀燃技术，可以提高汽车的经济性和环保效益；着火温度高，需要高能点火天然气属于“清洁”燃料。燃烧温度低，NOX生成少；与空气混合均匀，燃烧较完全，CO排放较低。但甲烷温室效应比CO2严重天然气相比汽油更安全电控天然气发动机介绍电控天然气发动机介绍满足国标GB17691-2005ETC试验限值ETCTransientCycle-VehicleSpeed国标规定的排放限值电控天然气发动机介绍天然气发动机技术路线按使用的燃料分•单燃料发动机•两用燃料发动机•混合动力型按发动机的工作方式•增压稀燃控制的发动机•非增压理论空燃比式发动机天然气发动机技术路线增压稀燃方式发动机与非增压理论空燃比方式发动机对比压缩比燃气供给方式燃烧空燃比功率燃气消耗率排放增压稀燃方式11-12喷射Λ：1-1.5较高与柴油机接近排放量很低非增压理论空燃比8-9电子喷射或机械式混合Λ=0.8-1偏低偏高较高天然气发动机技术路线燃料供给方式•机械预混合式•喷嘴喷射型•比例阀控制式喷嘴驱动方式•电压驱动型•电流驱动型培训内容电控天然气发动机介绍电控系统构成电喷系统的基本控制策略电喷系统的应用促进发动机电控技术发展的背景电子技术的迅猛发展，尤其是微处理器技术的发展促进了汽车电子技术的进步控制理论进步使发动机电控技术有了飞跃式的发展排放法规和燃油经济性需求：汽车尾气排放危及了人类生态环境平衡，大气污染日益严重；美国、日本、欧盟相继制订出排放法规能源危机市场竞争、车辆性能、发动机动力性、燃油经济性和排放限制电控系统部件ECM（发动机控制模块）输入信号器件（传感器、驾驶室控制信号等）输出控制器件（控制继电器、步进马达等）喷油器驱动模块点火驱动模块电喷系统辅助部件（电压变换器、保险继电器盒）电喷系统线束电喷系统的输入量增压压力（绝对压力）：BOOST-PCNG压力（相对压力）：CNG-PCNG温度（NTC型）：CNG-T节气门位置：TPS进气歧管压力（绝对压力）：MAP进气歧管温度（NTC型）：MAT发动机冷却液温度（NTC型）：CTS发动机转速58X信号（60-2齿轮）车速输入、空调请求输入信号、故障闪码请求输入信号电喷系统的输出量三路喷嘴控制信号三路点火控制信号怠速控制执行器（步进马达型）CNG高压减压阀（一级减压电磁阀）CNG低压减压阀（二级减压电磁阀）空调离合器继电器控制发动机转速输出故障闪码输出通讯接口电控天然气发动机介绍•电控CNG发动机配置图Wastegatecontrolvalvefillingpipehigh-pressurevalvepressureregulatorandfilterlowpressurevalveairtemperaturesensorboostpressuresensorignitioncoilphasesensorcoolanttemp.sensorLambdasensorLSF(optional)airmasssensornaturalgas200baracceleratorpedalmodulelambdasensor(LSU)turbo-chargerwaste-gatethrottlingunitEGASknocksensorspeedsensorgasinjectorsgaspressure&temp.sensorignitionstageECMVCUvehiclecontrolunitCAN电喷系统概述转速传感器负荷传感器发动机负荷传感器：主要功能：测量进气空气的质量流量（或用压力及温度换算）判定发动机的工况依据设定的目标空燃比以确定燃油喷射量负荷传感器应用类型：速度－密度法：进气压力MAP、温度MAT质量流量法：热线式空气流量计MAF热膜式空气流量计MAF容积流量法：翼片式空气流量计VAF绝对压力传感器进气管绝对压力传感器MAP：MAP原理：常用惠斯顿电桥结构的应变片式MAP应用：MAP信号的作用依系统而不同采用速度-密度法的系统，没有MAF传感器，ECU用MAP信号、进气温度MAT计算进气质量流量在发动机没有运转时，ECU可将MAP的读数作为环境气压，运行后可以估算环境气压MAP反映了发动机运行的工况，成为ECU计算点火正时和设定目标空燃比的重要信息MAP种类：依其传感元件可分为应变片式、扩散硅式、电容式、电感式等绝对压力传感器温度传感器温度传感器节气门位置传感器氧传感器氧传感器的两种类型跳变型氧传感器测量范围为λ=1的狭窄范围输出电压为跳变型不需要另外的电路用于理论空燃比控制宽域氧传感器测量λ=0.7-10的宽范围输出电压一定范围类线性需要另外的电路控制泵电流用于稀燃控制宽域氧传感器宽域氧传感器需要泵电流控制执行器发动机电控系统的执行器：喷油器怠速执行器点火线圈火花塞其他：燃气切断电磁阀…喷嘴怠速执行器点火线圈火花塞及高压线火花塞：作用：点燃发动机气缸内的可燃气体为减少点火时释出的无线电干扰电波和保护点火线圈驱动器，火花塞应使用电阻型为保证点火能量及可靠的点火，火花塞间隙应调整到合适的间隙，且各缸保证一致必要时，与高压线的接触面要求涂抹耐高压的绝缘硅脂高压线：作用：将点火线圈储存的点火能量传递到火花塞高压线应具备合适的阻抗和能耐受足够的电压，并能抑制高能点火时点火系统对外释出的无线电干扰电波培训内容电控天然气发动机介绍电控系统构成电喷系统的基本控制策略电喷系统的应用电喷系统的基本控制策略电子燃气喷射（EGI）控制策略电子点火正时（EST）控制策略怠速空气控制（IAC）控制策略电子燃气喷射（EGI）控制策略燃气的配给方式电子燃气喷射量的计算电子燃气喷射系统1三路6个喷嘴：单点中央分组喷射A:1、6缸B:5、2缸C:3、4缸喷嘴前的压力：天然气压力（二级减压后）喷嘴后的压力：增压压力喷嘴前后压力差是变化的电子燃气喷射系统2发动机点火驱动ECU增压器催化器混合器空气滤清器节气门怠速旁通喷嘴高压滤清器高压电磁阀高压调压器低压调压器低压电磁阀天然气喷嘴驱动电子燃气喷射工作时序300-30-60-906090120150180210240270300330360390420450480510540570600630660690720CrankshaftAngleRelativetoCompressionTDCofCyl.158XCrankTimingChartof6_CylinderEnginewithMT20ECMCDACDBCYL1CYL3CYL5CYL4Cyl.1&6Cyl.2&5INTAKEVALVEOFCYL.#1OPENCYL2Revision1.0,on20Nov2002INJ_CYL1&6INJ_CYL3&4INJ_CYL2&5INJAINJBINJC20151052530354045505551015202530354045505551015TOOTH#NormalPulsePower#1Exhaust#1Intake#1Compression#1Exhaust#4Power#4Intake#4Power#5Intake#6Compression#3Intake#2Compression#5Exhaust#5Compression#4Intake#5Compression#6Power#6Power#3Compression#2Intake#3Exhaust#2Exhaust#6Exhaust#3Power#2Cyl.3&4CDCTrimPulsePower#4Compression#1Intake#3Exhaust#6CYL6电子点火正时（EST）控制策略点火闭合角的控制点火正时控制电子点火系统1点火线圈：双端输出分组点火：ESTA:1、6缸ESTC:5、2缸ESTB:3、4缸电子点火正时系统2ECM654321xx615243后前经发动机连接怠速控制策略怠速控制目的：在节气阀门关闭状态下电控系统对发动机转速的控制，使实际转速与目标怠速转速相吻合减少排放降低噪声和发动机的振动提高整车的驾驶性根据发动机负载的变化，调整目标怠速转速防止发动机失速怠速控制策略目标怠速的设定：冷机起动时，提高怠速转速，加快发动机的暖车发动机温度过高时，提高怠速转速，增加冷却风量，加快发动机的冷机其他负载的增加，要求提高怠速转速。如：空调的使用、转向助力等目标怠速转速与发动机冷却水温密切相关怠速控制策略怠速控制的控制参数：燃气喷射量的控制：按怠速空然比调节怠速空气量的控制：步进马达（IACV）改变怠速旁通孔的孔径点火正时控制：提前点火角，使转速升高；推后点火角，使转速降低培训内容电控天然气发动机介绍电控系统构成电喷系统的基本控制策略电喷系统的应用EQD天然气发动机电控系统原理图•MT20连接原理图MT20电喷系统的特点MT20发动机控制模块(ECM)为核心的系统硬件采用16位微处理器可灵活定义的I/O输入输出口带一路CAN通讯MT20具备了满足目前欧III法规所需的所有技术规格软件采用德尔福模块化C语言编写的第二代控制软件功能及原理：发动机控制模块是一个以单片机为核心的微处理器。它的功能就是处理来自整车不同部位的传感器数据，判断发动机的工作状况，再通过执行器对发动机的进行准确的控制。安装：它应被安装在驾驶室内；外壳不宜搭铁。产品特性：高性能的16位单片处理器10位模数转化器128Kb可重写的内存8KbRAM存储器驾驶室内安装工作温度：-40~85℃正常工作电压：9~16V不正常工作电压：6.3~9V16~24V过压保护：-12V~24V失效判定：重要提示：所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。ECM故障：系统无法与外界通讯；防盗锁死：曾经连接防盗器；信号输入系统故障：无法接受传感器信号；发电机调节器故障，输出电压过高，连带ECM损坏；输出控制系统故障：ECM内部驱动器损坏，使驱动执行机构不工作。发动机控制模块(ECM)626061595758565455535152333132302829272526121011978727071686966676563644139403738363435171615131450484946474544424323242220211819645312CDBINJ_CYL#4INJ_CYL#3IMM_REQCDABATTDIAGREQO2LOHEADLIGHT58XLOO2HICAMV