天然气发动机电喷系统培训-111
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，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，
filling pipe
highpressure valve
pressure regulator and filter
low pressure
valve
air temperature
sensor
boost pressure sensor
gas pressure & temp. sensor
gas injectors
➢ 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
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
电控天然气发动机介绍
国标规定的排放限值
ETC Transient Cycle - Vehicle Speed
➢ 满足国标GB17691-2005 ➢ ETC试验限值
天然气发动机技术路线
➢ 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
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
40.000
喷射
Λ ： 1- 较高 1.5
燃 气 消 排放 耗率
与柴油 排放量 机接近 很低
非 增 压 8-9 理论空 燃比
电子喷 射或机 械式混 合
Λ=0.81
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
knock senso r lambda sensor (LSU)
speed sensor
coolant temp. sensor
ignition stage Lambda sensor LSF (optional)
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
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
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
➢ 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 燃 烧 空 功率 给方式 燃比
增 压 稀 11-12 燃方式
30.000ห้องสมุดไป่ตู้
System Volume
20.000
10.000
0 2004
2005
2006
2007
Year
2008
2009
Russia Europe Japan South Korea India China Southamerica NAFTA
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
Wastegate controlvalve
throttling unit EGAS
ignition coil phase sensor
air mass sensor
turbocharger
natural gas
200 bar
VCU
vehicle
ECM
control unit
wastegate
accelerator pedal module CAN
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
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，
filling pipe
highpressure valve
pressure regulator and filter
low pressure
valve
air temperature
sensor
boost pressure sensor
gas pressure & temp. sensor
gas injectors
➢ 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
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
电控天然气发动机介绍
国标规定的排放限值
ETC Transient Cycle - Vehicle Speed
➢ 满足国标GB17691-2005 ➢ ETC试验限值
天然气发动机技术路线
➢ 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
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
40.000
喷射
Λ ： 1- 较高 1.5
燃 气 消 排放 耗率
与柴油 排放量 机接近 很低
非 增 压 8-9 理论空 燃比
电子喷 射或机 械式混 合
Λ=0.81
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
knock senso r lambda sensor (LSU)
speed sensor
coolant temp. sensor
ignition stage Lambda sensor LSF (optional)
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
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
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
➢ 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 燃 烧 空 功率 给方式 燃比
增 压 稀 11-12 燃方式
30.000ห้องสมุดไป่ตู้
System Volume
20.000
10.000
0 2004
2005
2006
2007
Year
2008
2009
Russia Europe Japan South Korea India China Southamerica NAFTA
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
Wastegate controlvalve
throttling unit EGAS
ignition coil phase sensor
air mass sensor
turbocharger
natural gas
200 bar
VCU
vehicle
ECM
control unit
wastegate
accelerator pedal module CAN
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