1、汽車維修高級技師論文       論文名稱：BOSCH燃?xì)怆娍叵到y(tǒng)構(gòu)造原理分析           工作單位:  公交維修分公司            姓    名： 邵 憲 磊 時(shí) 間： 2016年10月 BOSCH燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)的構(gòu)造原理分析摘 要：本文介紹

2、了BOSCH燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，并對各部件的工作原理進(jìn)行簡要的分析。 關(guān)鍵詞：BOSCH燃?xì)饪刂葡到y(tǒng) 構(gòu)造 工作原理前 言天然氣的優(yōu)點(diǎn)包括資源豐富、排放污染低、價(jià)格低廉等，日益受到重視，被認(rèn)為是一種非常具有發(fā)展前景的燃料。自上世紀(jì)年代初期天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)問世以來，經(jīng)過八十多年的發(fā)展，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)已日趨成熟，目前來看，大部分天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)都是由現(xiàn)有的柴油機(jī)或者汽油機(jī)機(jī)型基礎(chǔ)上改型而來的，另外由于目前天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，技術(shù)水平上差距較大。雖然我國天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展較快，但在總體技術(shù)上與國外先進(jìn)水平仍有不小的差距，這阻礙了我國天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的自主研發(fā)和更廣泛的推廣。近年來，各發(fā)動(dòng)機(jī)知名生產(chǎn)廠

3、家、咨詢公司與研究機(jī)構(gòu)都針對天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒和排放特性、供給系統(tǒng)與控制、稀薄燃燒技術(shù)、天然氣噴射技術(shù)以與天然氣柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)等展開了大量的理論和試驗(yàn)研究。德國BOSCH公司聯(lián)合針對國市場與濰柴動(dòng)力聯(lián)合開發(fā)的稀燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，在客車與卡車發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。本文是就BOSCH燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)與其工作原理進(jìn)行簡要的分析。 BOSCH燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)主要由ECU電控單元、混合進(jìn)氣系統(tǒng)、燃?xì)膺M(jìn)氣系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)等系統(tǒng)組成。（圖1）（圖1）一、ECU電控單元 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元集成了天然氣軟件功能和整車電控單元功能。ECU四個(gè)插槽，分別安裝發(fā)動(dòng)機(jī)整車線束、點(diǎn)火線束、傳感器線束、噴嘴

4、線束。該控制系統(tǒng)支持單點(diǎn)噴射與多點(diǎn)噴射；支持模擬信號42組，數(shù)字開關(guān)16組，頻率信號9組；PWM脈寬調(diào)制15組，數(shù)字信號7組，頻率控制2組；置大氣壓力傳感器與環(huán)境溫度傳感器；氧傳感器信號支持兩個(gè)LSU寬域式，1個(gè)LSF窄域式；6組噴射,6組點(diǎn)火；支持4組爆震傳感器；支持4路CAN總線與1路K線通訊；工作電壓為1632V，最大工作電流25A；工作環(huán)境溫度-45 85；ECU工作電流0.1mA。二、混合進(jìn)氣系統(tǒng)混合進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣接管、增壓壓力傳感器、電子節(jié)氣門、混合器、進(jìn)氣壓力傳感器、喘震閥、廢氣控制閥等部件。2-1進(jìn)氣接管進(jìn)氣接管連接中冷后進(jìn)氣管與電子節(jié)氣門，支管用于連接喘震閥進(jìn)氣。進(jìn)氣接管上

5、的傳感器安裝座，用于安裝增壓壓力傳感器。2-2.增壓壓力傳感器增壓器力傳感器安裝在節(jié)氣門前進(jìn)氣接管上，用于測量增壓中冷后的絕對壓力與進(jìn)氣溫度，提供發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后的進(jìn)氣壓力與中冷后的進(jìn)氣溫度信息。其主要功能是測量進(jìn)氣壓力部分為壓電型傳感器，可根據(jù)大氣壓力與進(jìn)氣歧管壓力差提供給控制器“負(fù)荷信號”；由控制器提供5V電壓，并根據(jù)進(jìn)氣壓力的不同而反饋0-5V電壓至控制器。適用壓力為50 400kpa，工作溫度40 130，供電電壓4.755.25V。2-3.電子節(jié)氣門 電子節(jié)氣門位于混合器前，進(jìn)氣接管后，電子節(jié)氣門由節(jié)氣門、節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)器（直流電機(jī)）和節(jié)氣門位置傳感器等構(gòu)成。根據(jù)ECU發(fā)出的指令信號，開啟相

6、應(yīng)的開度，控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。 節(jié)氣門位置傳感器用于向ECU提供節(jié)氣門轉(zhuǎn)角信息。根據(jù)這個(gè)信息，ECU可以獲得發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信息、工況信息（如起動(dòng)、怠速、倒拖、部分負(fù)荷、全負(fù)荷）以與加速和減速信息。 節(jié)氣門直流電機(jī)接收來自ECU的指令，使直流電機(jī)動(dòng)作，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)影響節(jié)氣門的開度。它的工作環(huán)境溫度是40140，工作電壓6V16V2-4.混合器混合器位于進(jìn)氣彎管前，節(jié)氣門后。其功能是保證天然氣與空氣進(jìn)行充分混合?；旌虾砉?，利用氣體滾流、湍流等特性，保證氣體充分混合，提高燃油經(jīng)濟(jì)性?；旌掀髑昂缶捎孟鹉z圈進(jìn)行密封。在環(huán)境灰塵較大的地區(qū)，混合器喉管需要定期清洗。2-5進(jìn)氣壓

7、力傳感器進(jìn)氣壓力傳感器安裝于進(jìn)氣管，功能是測量進(jìn)氣歧管絕對壓力與進(jìn)氣溫度，提供發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷與進(jìn)氣溫度信息。其工作壓力為20250kpa，工作溫度為-40130，工作電壓為4.75V5.25V。2-6喘震閥喘震閥進(jìn)氣端接節(jié)氣門前增壓后空氣管路上，排氣端接消音器或安裝在壓氣機(jī)進(jìn)氣接管上其主要作用是在發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷急松腳踏板時(shí)，ECU根據(jù)減速信號，激活燃料切斷功能，在切斷燃料供給的同時(shí)打開喘振閥，消除了因節(jié)氣門關(guān)閉而引起增壓器喘震的可能性，提高了增壓器和節(jié)氣門的可靠性。如果增壓后的空氣中的油質(zhì)或油的積聚可能會(huì)導(dǎo)致喘震閥膜片失效，導(dǎo)致故障。2-7廢氣控制閥廢氣控制閥安裝在進(jìn)氣管端面與增壓器的壓力調(diào)節(jié)器連接

8、，ECU使用PWM信號控制廢氣控制閥開關(guān)的占空比，可在一定壓力圍控制增壓器廢氣放氣閥的開度，調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)器膜片上方的壓力，從而達(dá)到間接控制發(fā)動(dòng)機(jī)增壓壓力的目的。廢氣控制閥為三通結(jié)構(gòu)，兩通常閉，一路進(jìn)氣，兩路出氣，DC%=0時(shí)，電磁閥關(guān)閉，壓縮空氣全部用來推動(dòng)增壓器廢氣閥，使其完全打開，從而推動(dòng)增壓器工作的排氣能量減少，最終降低增壓壓力； DC%=100%，電磁閥處壓縮空氣泄漏量最大，增壓器廢氣閥在彈簧力作用下趨向關(guān)閉，從而使增壓器工作的排氣能量增多，增壓壓力升高。其工作環(huán)境溫度為-40125，工作電壓1632V，最大工作壓差6公斤DC24V。 三燃料供給系統(tǒng)燃料供給系統(tǒng)由燃?xì)膺^濾溫控模塊、燃?xì)?/p>

9、噴射閥、噴嘴、燃?xì)鈮毫囟葌鞲衅鹘M成。3.1 燃?xì)膺^濾溫控模塊（圖2）對燃?xì)膺M(jìn)行過濾，并保證燃?xì)鉁囟仍诤侠韲挥绊憞娮斓氖褂脡勖?換熱器采用叉流結(jié)構(gòu)以避免因燃?xì)膺^冷和冷卻液過熱時(shí)導(dǎo)致的熱沖擊。圖（2）燃?xì)膺^濾溫控模塊的初始壓降：20.7kpa，初始流量：1415L/min，濾清器最大工作壓力：35bar，0.30.6m濾芯過濾效率95%，工作溫度：-40107。3-2.燃?xì)鈬娚溟y（圖3）圖（3）本例為12個(gè)BOSCH噴嘴的噴射閥，其中兩個(gè)為一組根據(jù)ECU的信號進(jìn)行工作。在噴射閥上安裝有燃?xì)鉁囟葔毫鞲衅?，用于檢測燃?xì)鉁囟群蛪毫Α?-3噴嘴（圖4）（圖4）噴嘴安裝于噴射閥氣軌上下塊，ECU對

10、噴油器的線圈通電，針閥開始升起，噴氣過程開始。當(dāng)噴油脈沖截止時(shí)，回位彈簧的壓力使針閥重新，噴油器根據(jù)ECU的指令，在規(guī)定的時(shí)間噴射燃?xì)?。噴嘴?dòng)態(tài)流量為2,2 kg/h CNG，工作環(huán)境溫度-30+125，進(jìn)入噴嘴標(biāo)準(zhǔn)燃?xì)鈮毫?bar，最大工作電流2.2A，工作電壓7V16V。3-4. 燃?xì)鈮毫囟葌鞲衅魅細(xì)鈮毫囟葌鞲衅靼惭b于燃?xì)鈬娚溟y氣軌下塊上，測量進(jìn)入氣軌中的燃?xì)鉁囟群蛪毫?，提供進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)噴射閥中燃?xì)鉁囟群蛪毫Φ男畔?，用于燃?xì)鈬娚淞康目刂啤Ｈ細(xì)鈮毫囟葌鞲衅鞯墓ぷ鲏毫?01000KPa，工作溫度-40130，工作電壓4.75V5.25V。四點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)由點(diǎn)火線圈、轉(zhuǎn)速傳感器、信號發(fā)生器

11、、火花塞、氧傳感器、水溫傳感器等部件組成。4-1. 點(diǎn)火線圈將蓄電池的低壓直流電轉(zhuǎn)變成高壓電，通過火花塞放電產(chǎn)生火花，引燃?xì)飧椎幕旌蠚?。?dāng)初級繞阻的接地通道接通時(shí)，該初級繞阻充電。一旦 ECU將初級繞阻電路切斷，則充電中止，同時(shí)在次級繞阻中感應(yīng)出高壓電，使火花塞放電。火花塞工作電壓24V，最大通電電流7A。4-2.轉(zhuǎn)速傳感器感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器跟脈沖盤相配合，用于中提供發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信息和曲軸上止點(diǎn)信息。轉(zhuǎn)速傳感器提供給發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊（ECU）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號。使ECU精確地知道發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸位置和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 傳感器分別安裝在飛輪殼處和信號發(fā)生器上，用于測量曲軸轉(zhuǎn)速信號和凸輪軸轉(zhuǎn)速信號，二者相互配合、

12、相互校驗(yàn)，準(zhǔn)確判定一缸上止點(diǎn)，確定點(diǎn)火正時(shí)。在其中一個(gè)傳感器失效時(shí)，另一個(gè)傳感器能確保發(fā)動(dòng)機(jī)工作，跛行回家。轉(zhuǎn)速傳感器與脈沖盤配合使用。脈沖盤是一個(gè)齒盤，原本有60個(gè)齒，但是有兩個(gè)齒空缺。脈沖盤裝在曲軸上，隨曲軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)齒尖緊挨著傳感器的端部經(jīng)過時(shí)，鐵磁材料制成的脈沖盤切割傳感器中永久磁鐵的磁力線，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，作為轉(zhuǎn)速信號輸出。 4-3.信號發(fā)生器通過信號發(fā)生器上安裝的轉(zhuǎn)速傳感器獲取凸輪軸的轉(zhuǎn)速信號。信號發(fā)生器與油泵齒輪連接，并且油泵齒輪和信號發(fā)生器部的信號齒盤同軸連接。凸輪軸帶動(dòng)油泵齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)信號齒盤轉(zhuǎn)動(dòng)。4-4火花塞火花塞的作用是接受點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電，產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃

13、可燃?xì)狻；鸹ㄈc(diǎn)火線圈相連，點(diǎn)火線圈把高壓電傳遞給火花塞，火花塞正負(fù)極本來絕緣，但是由于電壓在一萬伏特之上，直接擊穿空氣接通電流，同時(shí)發(fā)出極強(qiáng)的火花，火花塞的的中心電極立刻向側(cè)電極跳火，點(diǎn)燃混合氣。4-5.氧傳感器氧傳感器用于測定發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中氧氣含量，ECU根據(jù)脈譜表設(shè)定的空燃比數(shù)值，通過調(diào)整噴射脈寬調(diào)節(jié)燃料的供給量，使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到閉環(huán)控制。其傳感元件是一瓷管，外側(cè)通排氣，側(cè)通大氣。當(dāng)傳感瓷管的溫度達(dá)到工作溫度時(shí)，即具有固態(tài)電解質(zhì)的特性。正是利用這一特性，將氧氣的濃度差轉(zhuǎn)化成電勢差，從而形成電信號輸出。4-6.水溫傳感器水溫傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)出水管上，用于提供發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度信息。以便控制器據(jù)此對噴油和點(diǎn)火進(jìn)行修正。水溫傳感器是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)（NTC）的熱敏電阻 ，其電阻值隨著溫度上升而減少，但不是線性關(guān)系。該熱敏電阻裝在一個(gè)銅質(zhì)導(dǎo)熱