第七章節(jié)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)簡(jiǎn)介

1、第七章節(jié)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)簡(jiǎn)介一、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)概 述燃?xì)馄?chē)的發(fā)展1、燃?xì)馄?chē)的發(fā)展歷程、燃?xì)馄?chē)的發(fā)展歷程1872年天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)世；30年代初由意大利人率先采用天然氣作為汽車(chē)燃料。70年代燃?xì)馄?chē)技術(shù)逐漸快速發(fā)展。90年代后天然氣汽車(chē)數(shù)量迅速增加 。燃?xì)馄?chē)的發(fā)展2、我國(guó)燃?xì)馄?chē)的發(fā)展現(xiàn)狀、我國(guó)燃?xì)馄?chē)的發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)50時(shí)年代開(kāi)始天然氣汽車(chē)的研究；80年代中期開(kāi)始發(fā)展天然氣汽車(chē)；1994年起上海組織開(kāi)展液化石油氣燃?xì)馄?chē)樣車(chē)的適用及研究；2001年底我國(guó)燃?xì)馄?chē)保有量已超過(guò)11萬(wàn)輛,預(yù)計(jì)到2005年，我國(guó)燃?xì)馄?chē)的保有量將達(dá)到100萬(wàn)輛，到2001年將達(dá)到150萬(wàn)量。3、燃?xì)馄?chē)

2、的發(fā)展趨勢(shì)、燃?xì)馄?chē)的發(fā)展趨勢(shì)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(wèn)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(dòng)機(jī)電控技術(shù)發(fā)展的主流和方向。燃?xì)馄?chē)的類(lèi)型 按所用氣體燃料的種類(lèi)按所用氣體燃料的種類(lèi) 液化石油氣汽車(chē)。以液化石油氣LPG作為燃料 天然氣汽車(chē)。以天然氣CNG作為燃料LPG=Liquid Petrel GasCNG=Compressed Natural Gas 按所用燃料的數(shù)量和形式按所用燃料的數(shù)量和形式 單燃料燃?xì)馄?chē) 兩用燃料燃?xì)馄?chē) 混合燃料燃?xì)馄?chē) 單燃料燃?xì)馄?chē)只使用天然氣或液化石油氣中的一種作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)1、燃?xì)?/p>

3、發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)類(lèi)型、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)類(lèi)型按燃?xì)夤┙o量的控制方式分機(jī)械控制式電子控制式按燃?xì)夤┙o量控制元件類(lèi)型分混合器供氣方式燃?xì)鈬娚浞绞桨纯杖急瓤刂品绞椒珠_(kāi)環(huán)控制方式閉環(huán)控制方式按發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型分單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)2、機(jī)械控制式燃?xì)夤┙o系統(tǒng)、機(jī)械控制式燃?xì)夤┙o系統(tǒng)單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)夤┙o系統(tǒng) 一般利用節(jié)氣門(mén)根據(jù)工況要求實(shí)現(xiàn)對(duì)混合氣量的控制，而可燃混合氣一般利用火花塞點(diǎn)燃。兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)供氣系統(tǒng) 汽油/CNG兩用燃料：在原汽油機(jī)上加裝一套CNG燃?xì)夤┙o系統(tǒng)，包括高壓鋼瓶、高壓管路、濾清器、調(diào)節(jié)器、混合器等，在燃用天然氣時(shí)，替代原汽油機(jī)供給系統(tǒng)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供天然

4、氣空氣混合氣。 汽油/LPG兩用燃料：由燃料轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)控制兩個(gè)電磁閥實(shí)現(xiàn)燃用汽油與LPG的切換，LPG經(jīng)過(guò)濾清器過(guò)濾后，進(jìn)入調(diào)節(jié)器進(jìn)行減壓并蒸發(fā)，氣態(tài)的LPG流入混合器與空氣混合形成可燃混合氣進(jìn)入氣缸。燃料發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng) 柴油/CNG混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)組成：燃料供給系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制保護(hù)系統(tǒng)、天然氣供給和調(diào)節(jié)系統(tǒng)、天然氣儲(chǔ)存系統(tǒng)。二、兩用燃料混合器供氣電控系統(tǒng)電控燃?xì)夤┙o系統(tǒng)的功能 模擬汽油噴射信號(hào) 發(fā)動(dòng)機(jī)在燃用燃?xì)鈺r(shí)必須在切斷汽油噴射的同時(shí)，由電控燃?xì)夤┙o系統(tǒng)向汽油ECU輸入模擬的汽油噴射信號(hào)。 模擬氧傳感器信號(hào)電控燃?xì)夤┙o系統(tǒng)必須向汽油ECU輸入一個(gè)理想的模擬氧傳感器信號(hào)，以便切換到燃用汽

5、油時(shí)汽油ECU能夠正常工作。混合器供氣電控系統(tǒng)的組成 基本組成 除與電控汽油噴射系統(tǒng)共用的元件外，增加的主要電控元件有：轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、模擬器、燃?xì)釫CU、步進(jìn)電機(jī)功率閥等。 主要元件位置 燃?xì)夤┙o系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)器、混合器、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)功率閥等均安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)，燃料轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)安裝在駕駛室內(nèi)儀表盤(pán)附近，不同車(chē)型高壓氣瓶安裝位置不同，手動(dòng)供氣閥、電磁閥等安裝位置不同?；旌掀鞴怆娍叵到y(tǒng)工作原理 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 電控汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)改裝的汽油/CNG兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)控制供氣系統(tǒng)，在進(jìn)氣管前，該系統(tǒng)的燃?xì)夤┙o和汽油供給兩個(gè)燃料供給系統(tǒng)是并列的。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)由油氣轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)控制燃?xì)怆姶砰y和電動(dòng)燃油泵，同一時(shí)刻，只允

6、許發(fā)動(dòng)機(jī)燃用汽油或燃?xì)庖环N燃料。 發(fā)動(dòng)機(jī)燃用天然氣時(shí)，將燃料轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到“氣”位置，此時(shí)燃?xì)怆姶砰y開(kāi)啟、電動(dòng)燃油泵停止工作，天然氣經(jīng)減壓調(diào)節(jié)器減壓后，在經(jīng)動(dòng)力調(diào)節(jié)閥進(jìn)入混合器，并與來(lái)自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(diào)節(jié)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(shí)現(xiàn)空燃比閉環(huán)控制，則可使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能獲得最佳的空燃比。三、混合燃料混合器供氣電控系統(tǒng)混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的結(jié)合，混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)采用壓縮自然式的點(diǎn)火方式，沒(méi)有點(diǎn)火系統(tǒng)，而引燃柴油的噴射量和噴射正時(shí)由柴油機(jī)電控燃油噴

7、射系統(tǒng)控制。CNG/柴油混和燃料非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)混和器供氣系統(tǒng)組成：天然氣供氣系統(tǒng)、引燃柴油供給系統(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(diào)節(jié)器、功率閥、混和器組成。 電子控制單元的主要功能是根據(jù)各傳感器信號(hào)來(lái)確定供油齒條和功率閥的位置，并根據(jù)燃料轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等控制天燃?xì)怆姶砰y的通斷，同時(shí)燃?xì)釫CU也具有失效保護(hù)功能。四、電控燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)1、電控氣態(tài)燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)的分類(lèi) 按使用燃料 電控氣態(tài)CNG噴射系統(tǒng) 電控氣態(tài)LPG噴射系統(tǒng) 按燃?xì)釫CU工作原理 直接采集信號(hào)控制系統(tǒng)。燃?xì)釫CU直接采集各種傳感器信號(hào)，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，確定噴入各缸的燃?xì)饬?。間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)。燃?xì)釫CU只相當(dāng)于轉(zhuǎn)換

8、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(hào)并將其轉(zhuǎn)化為燃?xì)鈬娚淦骺刂菩盘?hào)再用來(lái)控制燃?xì)鈬娚淦鞯膰娚鋾r(shí)刻和噴射時(shí)間。2、單燃料或兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)電控多點(diǎn)燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)電控多點(diǎn)燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)將燃?xì)鈬娚淦鞑贾迷诟鞲走M(jìn)氣歧管的進(jìn)氣門(mén)處，采用順序噴射控制方式分別對(duì)每個(gè)缸的燃?xì)鈬娚淦鬟M(jìn)行控制。如圖日本本田公司研制的電控多點(diǎn)燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)。 3、混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)電控多點(diǎn)燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)電控多點(diǎn)燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)與混合器供氣電控系統(tǒng)相比，只是采用的燃?xì)夤┙o方式不同，多點(diǎn)燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)中取消了功率閥和混合器，利用燃?xì)鈬娚淦骺刂迫細(xì)夤┙o量。如圖柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)與電控多點(diǎn)燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)組成的

9、柴油/CNG混和燃料發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)。4、電控燃?xì)庵苯訃娚湎到y(tǒng)電控燃?xì)庵苯訃娚湎到y(tǒng)利用燃?xì)鈬娚淦髦苯酉驓飧變?nèi)供氣，并由燃?xì)釫CU控制噴氣量和噴氣正時(shí) 。 5、電控液態(tài)燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)電控液態(tài)燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)以液化石油氣為燃料，主要部件包括，LPG燃料泵、壓力調(diào)節(jié)器、壓力傳感器、噴射器及ECU等。目前研制的電控液態(tài)LPG噴射系統(tǒng)都是間接采集信號(hào)的控制系統(tǒng)，即燃?xì)釫CU都是利用汽油ECU的噴油器控制信號(hào)（包括同步噴射信號(hào)和異步噴射信號(hào)），來(lái)控制燃?xì)鈬娚淦鞯墓ぷ鳌Ｎ?、電控燃?xì)夤┙o系統(tǒng)主要元件1、功率閥【安裝位置】【安裝位置】安裝在燃?xì)鈮毫φ{(diào)節(jié)器與混合器之間的低壓輸氣管路中。【類(lèi)型】【類(lèi)型】步進(jìn)電動(dòng)機(jī)功率閥。采

10、用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥來(lái)執(zhí)行燃?xì)釫CU的指令，實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤┙o量調(diào)節(jié)。占空比功率閥。采用占空比控制型電磁閥來(lái)執(zhí)行燃?xì)釫CU的指令，實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤┙o量調(diào)節(jié)?！究刂圃怼俊究刂圃怼客ㄟ^(guò)改變低壓輸氣管路的流通截面來(lái)控制供氣量。2、模擬器【功用】【功用】燃用燃?xì)鈺r(shí)，產(chǎn)生并向汽油ECU輸送模擬噴油器工作的信號(hào)?！绢?lèi)型及工作原理】【類(lèi)型及工作原理】電壓驅(qū)動(dòng)方式：當(dāng)燃用汽油時(shí)，模擬器接通短路開(kāi)關(guān)即可將蓄電池12V電源不經(jīng)電阻R輸送給噴油器，噴油器正常工作。當(dāng)燃用燃?xì)鈺r(shí)，模擬器斷開(kāi)短路開(kāi)關(guān)，此時(shí)汽油ECU仍能正常向噴油器輸送噴油信號(hào)，由于接通噴油器搭鐵回路后，蓄電池12V電源經(jīng)過(guò)串聯(lián)電阻R輸送給噴油器，使通過(guò)噴油器

11、的電流減小，噴油器線圈產(chǎn)生的電磁力不足以吸開(kāi)針閥，所以噴油器不噴油，但輸送給汽油ECU的仍是12V電壓信號(hào)。電流驅(qū)動(dòng)方式：當(dāng)燃用汽油時(shí)，模擬器接通噴油器電路而斷開(kāi)電阻R電路，噴油器正常工作。當(dāng)燃用燃?xì)鈺r(shí)，模擬器則斷開(kāi)噴油器電路而接通電阻R電路，噴油器不噴油，由于噴油器并聯(lián)電阻與噴油器電阻相等，所以輸送給汽油ECU的電流信號(hào)不變。三、點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)器燃?xì)馀c汽油的化學(xué)性質(zhì)不同，在同一工況下的最佳點(diǎn)火提前角不同，所以在以汽油機(jī)改裝的兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上，設(shè)有點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)器，以滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)燃用燃?xì)夂腿加闷蜁r(shí)對(duì)點(diǎn)火提前角的不同需要。 國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)HSV電控低壓燃?xì)鈬娚淦鞴ぷ鬟^(guò)程：電控低壓燃?xì)鈬娚淦鞴ぷ鬟^(guò)程： 電磁線圈不通電時(shí)球閥在進(jìn)氣口和出氣口兩側(cè)氣體壓差的作用下向右開(kāi)啟，使燃?xì)饨?jīng)出氣口噴出。當(dāng)電磁閥通電時(shí)，銜鐵在電磁力作用下向左移動(dòng)，并通過(guò)頂桿使球閥向左關(guān)閉，停止燃?xì)鈬娚洹?天然氣天然氣-柴油組合式噴射器工作過(guò)程：柴油組合式噴射器工作過(guò)程