玉柴气体机发动机系统组成及工作原理
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广西玉柴机器股份有限公司
Guangxi Yuchai Machinery Co., Ltd.
玉柴气体发动机系统组成及工作 原理介绍
ECI系统
广西玉柴机器股份 有限公司客户服务 中心技术科
密级： 版权归广西玉柴机器股份有限公司所有 2011-04-13
一、基本常识
天然气汽车比汽油汽车更安全
使用负载命令,然后计算出要达到此负荷需要的MAP目标和TIP目标； 当发动机的负载朝MAP目标升高时,电子节气门开度和废气旁通阀开
度不断调整使MAP压力值达到MAP目标。然后电子节气门再进行调整，
使电子节气门前后的压差达到目标值，在调整节气门的过程中不断调整 废气旁通阀的开度，保持MAP压力值和目标值一致。
本文气体发动机特指LPG、CNG和LNG发动机 。
LPG-Liquefied Petroleum Gas 液化石油气,主要成分为丙烷 和丁烷
CNG-Compressed Natural Gas压缩天然气，主要成分为甲烷
LNG-Liquefied Natural Gas液化天然气，主要成分为甲烷， 只是在液化过程中去除了石油和杂质，纯度更高，本质上和CNG没
有差别，只是各组分含量有点差别而已。
CL -闭环 DBW -电子节气门
3 版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
ECM ECT ETB EPR FPP IAT IVS MAP PTP ECT
4
发动机控制模块 发动机冷却液温度 电子节气门 电控调压器 电子油门位置 进气空气温度 怠速确认开关
的废气旁通阀可以通过释放涡轮处的排气压力来减小增压压力。这通过 一个膜片推动杠杆来完成。当压力提供给膜片时,杠杆移动去打开废气旁 通阀。ECI系统利用废气旁通控制阀来控制到废气旁通阀执行器的压力。
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版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
4.1增压压力控制系统示意图
14
版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
产、改车部件制造到安装调试等，每个环节都形成了严格的技术标准。 设计上考虑了严密的安全保障措施。对高压系统使用的零部件，安
全系数均选用1.5~4以上，在减压调节器、储气瓶上安装有安全阀，
控制系统中，安装有紧急断气装置。
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版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
第一章 玉柴气体发动机工作原理
二、专业术语缩写解释
4.2 废气旁通控制阀控制系统
电控废气旁通控制阀实现 可控增压比，提高发动机热效率， 控制扭矩特性曲线，改善汽车
驾驶性。
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五、负荷的控制
ECM接收到一个带有IVS的油门踏板传来的代表负载命令的可变电
压信号,它然后将这个位置命令其转换成一个负荷百分比命令。因为ECM
1.1-3 增压LNG发动机工作原理
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版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
1.1-4 自然吸气LNG发动机工作原理
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版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
1.1-5增压LPG发动机工作原理
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1-2-1 CNG发动机的工作原理
1、从CNG发动机工作原理图可看出，该发动机基本原理为：
高压的压缩天然气从储气钢瓶出来，经高压滤清器过滤后，到达
高压电磁阀； 天然气经高压电磁阀进入高压减压器；
高压减压器的作用是将高压的压缩天然气（工作压力 200bar-30bar）经过减压加热将压力调整至7bar-9bar； 高压天然气在减压过程中由于减压膨胀，需要吸收大量的热量， 为防止减压器结冰，将发动机冷却液引出到减压器对燃气进行加 热。
16 版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
六、燃料的控制
电控调压器(EPR)是通过一个微处理器控制的高速大马力电机驱动
的压力调节器。EPR里的微处理器通过CAN通讯接收到从ECM传来的 燃料压力指令（EPR燃料出口压力和混合器入口处的空气压力之差），
经减压后的天然气进入电控调压器，电控调压器的作用是根据发 动机运行工况精确控制天然气喷射；
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天然气与空气在混合器内充分混合，进入发动机缸内，经火花塞
点燃进行燃烧做功；
火花塞的点火时刻由ECM控制，氧传感器即时监控燃烧后的尾气 的氧浓度，推算出空燃比，ECM根据氧传感器的反馈信号和控制
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爆炸极限窄。仅5~15%，在自然环境下，形成这一条件十分困难。
释放过程是一个吸热过程。当压缩天然气从容器或管路中泄出时，
泄孔周围会迅速形成一个低温区，使天然气燃烧困难。
其次，压缩天然气汽车所用的配件比汽油车要求更高。表现在：
国家颁布有严格的天然气汽车技术标准。从加气站设计、储气瓶生
首先与汽油相比，压缩天然气本身就是比较安全的燃料。这表现 在： 燃点高。天然气燃点在650℃以上，比汽油燃点（427 ℃ ） 高出223 ℃ ，所以与汽油相比不易点燃。 密度低。与空气的相对密度为0.48，泄漏气体很快在空气中 散发，很难形成遇火燃烧的浓度。 辛烷值高。可达130，比目前最好的97号汽车辛烷值高得多， 抗爆性能好。
UEGO 宽域氧传感器（适用于稀燃发动机） 进气歧管绝对压力 节气门前进压力
MAT 进气歧管温度 发动机冷却液温度
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1.1-1 增压CNG发动机工作原理
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1.1-2 自然吸气CNG发动机工作原理
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MAP及时修正天然气喷射量。
2、其他发动机（LNG\LPG)的原理和CNG类似，不再赘述。 3、CNG气路实物连接图如图一
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版权归广西玉ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ机器股份有限公司所有
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四、增压压力的控制
增压器提供一个和发动机负荷相应的可变的进气增压压力,而增压器
的废气旁通阀可以通过释放涡轮处的排气压力来减小增压压力。这通过 一个膜片推动杠杆来完成。当压力提供给膜片时,杠杆移动去打开废气旁 通阀。ECI系统利用废气旁通控制阀来控制到废气旁通阀执行器的压力。 增压器提供一个和发动机负荷相应的可变的进气增压压力,而增压器
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玉柴气体发动机系统组成及工作 原理介绍
ECI系统
广西玉柴机器股份 有限公司客户服务 中心技术科
密级： 版权归广西玉柴机器股份有限公司所有 2011-04-13
一、基本常识
天然气汽车比汽油汽车更安全
使用负载命令,然后计算出要达到此负荷需要的MAP目标和TIP目标； 当发动机的负载朝MAP目标升高时,电子节气门开度和废气旁通阀开
度不断调整使MAP压力值达到MAP目标。然后电子节气门再进行调整，
使电子节气门前后的压差达到目标值，在调整节气门的过程中不断调整 废气旁通阀的开度，保持MAP压力值和目标值一致。
本文气体发动机特指LPG、CNG和LNG发动机 。
LPG-Liquefied Petroleum Gas 液化石油气,主要成分为丙烷 和丁烷
CNG-Compressed Natural Gas压缩天然气，主要成分为甲烷
LNG-Liquefied Natural Gas液化天然气，主要成分为甲烷， 只是在液化过程中去除了石油和杂质，纯度更高，本质上和CNG没
有差别，只是各组分含量有点差别而已。
CL -闭环 DBW -电子节气门
3 版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
ECM ECT ETB EPR FPP IAT IVS MAP PTP ECT
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发动机控制模块 发动机冷却液温度 电子节气门 电控调压器 电子油门位置 进气空气温度 怠速确认开关
的废气旁通阀可以通过释放涡轮处的排气压力来减小增压压力。这通过 一个膜片推动杠杆来完成。当压力提供给膜片时,杠杆移动去打开废气旁 通阀。ECI系统利用废气旁通控制阀来控制到废气旁通阀执行器的压力。
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4.1增压压力控制系统示意图
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版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
产、改车部件制造到安装调试等，每个环节都形成了严格的技术标准。 设计上考虑了严密的安全保障措施。对高压系统使用的零部件，安
全系数均选用1.5~4以上，在减压调节器、储气瓶上安装有安全阀，
控制系统中，安装有紧急断气装置。
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第一章 玉柴气体发动机工作原理
二、专业术语缩写解释
4.2 废气旁通控制阀控制系统
电控废气旁通控制阀实现 可控增压比，提高发动机热效率， 控制扭矩特性曲线，改善汽车
驾驶性。
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版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
五、负荷的控制
ECM接收到一个带有IVS的油门踏板传来的代表负载命令的可变电
压信号,它然后将这个位置命令其转换成一个负荷百分比命令。因为ECM
1.1-3 增压LNG发动机工作原理
7
版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
1.1-4 自然吸气LNG发动机工作原理
8
版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
1.1-5增压LPG发动机工作原理
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1-2-1 CNG发动机的工作原理
1、从CNG发动机工作原理图可看出，该发动机基本原理为：
高压的压缩天然气从储气钢瓶出来，经高压滤清器过滤后，到达
高压电磁阀； 天然气经高压电磁阀进入高压减压器；
高压减压器的作用是将高压的压缩天然气（工作压力 200bar-30bar）经过减压加热将压力调整至7bar-9bar； 高压天然气在减压过程中由于减压膨胀，需要吸收大量的热量， 为防止减压器结冰，将发动机冷却液引出到减压器对燃气进行加 热。
16 版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
六、燃料的控制
电控调压器(EPR)是通过一个微处理器控制的高速大马力电机驱动
的压力调节器。EPR里的微处理器通过CAN通讯接收到从ECM传来的 燃料压力指令（EPR燃料出口压力和混合器入口处的空气压力之差），
经减压后的天然气进入电控调压器，电控调压器的作用是根据发 动机运行工况精确控制天然气喷射；
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版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
天然气与空气在混合器内充分混合，进入发动机缸内，经火花塞
点燃进行燃烧做功；
火花塞的点火时刻由ECM控制，氧传感器即时监控燃烧后的尾气 的氧浓度，推算出空燃比，ECM根据氧传感器的反馈信号和控制
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版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
爆炸极限窄。仅5~15%，在自然环境下，形成这一条件十分困难。
释放过程是一个吸热过程。当压缩天然气从容器或管路中泄出时，
泄孔周围会迅速形成一个低温区，使天然气燃烧困难。
其次，压缩天然气汽车所用的配件比汽油车要求更高。表现在：
国家颁布有严格的天然气汽车技术标准。从加气站设计、储气瓶生
首先与汽油相比，压缩天然气本身就是比较安全的燃料。这表现 在： 燃点高。天然气燃点在650℃以上，比汽油燃点（427 ℃ ） 高出223 ℃ ，所以与汽油相比不易点燃。 密度低。与空气的相对密度为0.48，泄漏气体很快在空气中 散发，很难形成遇火燃烧的浓度。 辛烷值高。可达130，比目前最好的97号汽车辛烷值高得多， 抗爆性能好。
UEGO 宽域氧传感器（适用于稀燃发动机） 进气歧管绝对压力 节气门前进压力
MAT 进气歧管温度 发动机冷却液温度
版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
1.1-1 增压CNG发动机工作原理
5
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1.1-2 自然吸气CNG发动机工作原理
6
版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
MAP及时修正天然气喷射量。
2、其他发动机（LNG\LPG)的原理和CNG类似，不再赘述。 3、CNG气路实物连接图如图一
11
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12
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四、增压压力的控制
增压器提供一个和发动机负荷相应的可变的进气增压压力,而增压器
的废气旁通阀可以通过释放涡轮处的排气压力来减小增压压力。这通过 一个膜片推动杠杆来完成。当压力提供给膜片时,杠杆移动去打开废气旁 通阀。ECI系统利用废气旁通控制阀来控制到废气旁通阀执行器的压力。 增压器提供一个和发动机负荷相应的可变的进气增压压力,而增压器