第七章燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)簡(jiǎn)介本章主要內(nèi)容：燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)概述兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)混合器供氣電控系統(tǒng)混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)混合器供氣電控系統(tǒng)電控燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)電控燃?xì)夤┙o系統(tǒng)主要元件一、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)的試用及研究；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2010年將達(dá)到150萬(wàn)量。3、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)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=LiquidPetrelGasCNG=CompressedNaturalGas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)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方式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)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。混合燃料發(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，再經(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)采用壓縮自燃式的點(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、電電控燃燃?xì)鈬妵娚湎迪到y(tǒng)1、電電控氣氣態(tài)燃燃?xì)鈬妵娚湎迪到y(tǒng)的的分類(lèi)類(lèi)按使用用燃料料電控氣氣態(tài)CNG噴射射系統(tǒng)統(tǒng)電控氣氣態(tài)LPG噴射射系統(tǒng)統(tǒng)按燃?xì)鈿釫CU工工作原原理直接采采集信信號(hào)控控制系系統(tǒng)。。燃?xì)釫CU直接采集集各種傳感感器信號(hào)，，經(jīng)過(guò)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(hào)控制系系統(tǒng)。燃?xì)釫CU只相當(dāng)當(dāng)于轉(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(hào)并將將其轉(zhuǎn)化為為燃?xì)鈬娚渖淦骺刂菩判盘?hào)再用來(lái)來(lái)控制燃?xì)鈿鈬娚淦鞯牡膰娚鋾r(shí)刻刻和噴射時(shí)時(shí)間。2、單燃料料或兩用燃燃料發(fā)動(dòng)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(mén)門(mén)處，采用用順序噴射射控制方式式分別對(duì)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)。3、混合燃燃料發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)電控多點(diǎn)點(diǎn)燃?xì)鈬娚渖湎到y(tǒng)混合燃料發(fā)發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)供給給系統(tǒng)。4、電控燃燃?xì)庵苯訃妵娚湎到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)。。5、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(hào)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(hào)號(hào)（包括同同步噴射信信號(hào)和異步步噴射信號(hào)號(hào)），來(lái)控控制燃?xì)鈬妵娚淦鞯墓すぷ?。五、電控燃燃?xì)夤┙o系系統(tǒng)主要元元件1、功率閥閥【安裝位置置】安裝在燃?xì)鈿鈮毫φ{(diào)節(jié)節(jié)器與混合合器之間的的低壓輸氣氣管路中。?！绢?lèi)型】步進(jìn)電動(dòng)機(jī)機(jī)功率閥。采用步進(jìn)進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥來(lái)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)。占空比功率率閥。采用占空空比控制型型電磁閥來(lái)來(lái)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)。雙步進(jìn)電動(dòng)動(dòng)機(jī)功率閥閥【控制原理理】通過(guò)改變低低壓輸氣管管路的流通通截面來(lái)控控制供氣量量。2、模擬器器【功用】燃用燃?xì)鈺r(shí)時(shí)，產(chǎn)生并并向汽油ECU輸送送模擬噴油油器工作的的信號(hào)。【類(lèi)型及工工作原理】】電壓驅(qū)動(dòng)方方式：當(dāng)燃用汽汽油時(shí)，模模擬器接通通短路開(kāi)關(guān)關(guān)即可將蓄蓄電池12V電源不不經(jīng)電阻R輸送給噴噴油器，噴噴油器正常常工作。當(dāng)當(dāng)燃用燃?xì)鈿鈺r(shí)，模擬擬器斷開(kāi)短短路開(kāi)關(guān)，，此時(shí)汽油油ECU仍仍能正常向向噴油器輸輸送噴油信信號(hào)，由于于接通噴油油器搭鐵回回路后，蓄蓄電池12V電源經(jīng)經(jīng)過(guò)串聯(lián)電電阻R輸送送給噴油器器，使通過(guò)過(guò)噴油器的的電流減小小，噴油器器線圈產(chǎn)生生的電磁力力不足以吸吸開(kāi)針閥，，所以噴油油器不噴油油，但輸送送給汽油ECU的仍仍是12V電壓信號(hào)號(hào)。電流驅(qū)動(dòng)方方式：當(dāng)燃用汽汽油時(shí)，模模擬器接通通噴油器電電路而斷開(kāi)開(kāi)電阻R電電路，噴油油器正常工工作。當(dāng)燃燃用燃?xì)鈺r(shí)時(shí)，模擬器器則斷開(kāi)噴噴油器電路路而接通電電阻R電路路，噴油器器不噴油，，由于噴油油器并聯(lián)電電阻與噴油油器電阻相相等，所以以輸送給汽汽油ECU的電流信信號(hào)不變。。a）電壓驅(qū)驅(qū)動(dòng)式噴油油器b）電電流驅(qū)動(dòng)式式噴油器三、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)火提提前角不同同，所以在在以汽油機(jī)機(jī)改裝的兩兩用燃料發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)上，，設(shè)有點(diǎn)火火提前調(diào)節(jié)節(jié)器，以滿滿足發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)燃用燃?xì)鈿夂腿加闷蜁r(shí)對(duì)點(diǎn)點(diǎn)火提前角角的不同需需要。國(guó)產(chǎn)HSV電控低壓壓燃?xì)鈬娚渖淦鞴ぷ鬟^(guò)過(guò)程：電磁線圈不不通電時(shí)球球閥在進(jìn)氣氣口和出氣氣口兩側(cè)氣氣體壓差的的作用下向向右開(kāi)啟，，使燃?xì)饨?jīng)經(jīng)出氣口噴噴出。當(dāng)電電磁閥通電電時(shí)，銜鐵鐵在電磁力力作用下向向左移動(dòng)，，并通過(guò)頂頂桿使球閥閥向左關(guān)閉閉，停止燃燃?xì)鈬娚?。。天然?--柴油組組合式噴射射器工作過(guò)過(guò)程：當(dāng)ECU發(fā)發(fā)出噴射指指令使控制制電磁閥通通電時(shí)，電電磁閥關(guān)閉閉供油/回回油通道，，凸輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)柱塞向下下運(yùn)動(dòng)壓縮縮泵油腔內(nèi)內(nèi)的柴油，，柴油壓力力達(dá)到噴射射始點(diǎn)壓力力，柴油針針閥開(kāi)啟噴噴射引燃柴柴油。而后后隨著高壓壓燃?xì)膺M(jìn)入入噴射器內(nèi)內(nèi)燃?xì)鈮毫αη?，?dāng)凸凸輪頂點(diǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過(guò)使柱塞塞開(kāi)始上移移（噴油基基本結(jié)束）），且燃