玉柴气体机发动机系统组成及工作原理
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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），
并将EPR内的信息传回给ECM。
然后EPR内的电机驱动调压器内膜片来调整EPR出口压差值，使这 个压差满足ECM指令要求。
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。
2
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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
23 版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
24
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25
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高压减压器（Metatron，带高压电磁阀）
• 安装要求
Metatron高压减压器安装时，电磁阀 最好朝上竖直安装， 允许偏离竖直方向 -15°~ +15°（如图3）； 在原来支架上钻安装孔时，请尽量靠 下安装，因为Metatron高压减压器比 BRC高压减压器重很多，靠下安装可靠 性更高。 如果原来支架上宽度不够，请自行设 计一个过渡板（搭个比方，过渡板上面搞 四个孔，两个装支架，另外两个装减压器，
17
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第二章 玉柴气体发动机系统组成及特性
一、系统组成
1、燃料供给系统
高压燃料切断阀部件 高压减压器(CNG) 汽化器(LNG) 低压电磁阀部件 电控调压器部件（EPR阀） 混合器部件 电子节气门
18
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2、点火系统 点火线圈 火花塞
27
从而保证免维护和寿命周期。此外，这套组合件工作极其平稳没有任何噪音产生。 版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
5-动态密封
专门设计的动态密封装置实现低压状态下
压力调节器的密闭性。确保无渗漏、低 摩擦。这是保证耐久性的关键因素。 此外，工厂提供的永久润滑使活塞完美滑 动，即使在发动机处于瞬变工作条件下， 确保精确及时的输出压力控制。 6-泄压阀
或者是过渡板直接焊死在支架上，减压器
和过渡板螺栓上紧）。
26 版权归广西玉柴机器股份有限公司所有 2010-05-27
零件结构 1-过滤器
在CNG气瓶的CNG进入压力调节器 前，通过高滤清器过滤；
2-截止阀
截止阀确保线圈没有通电时的高压 密闭性（即：当发动机停止或者严 重故障时）； 3-喷管 CNG通过叠合的喷管中流过， 间隙由活塞的位置决定； 4-气缸-活塞-弹簧组合件 根据基于发动机和喷嘴要求的 工厂预设值，控制出口压力，它非常高效而且没有承压变形的部件（比如弹性隔膜或膜片）。
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
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
绿色发展 和谐共赢
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
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
1.1-3 增压LNG发动机工作原理
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1.1-4 自然吸气LNG发动机工作原理
8
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1.1-5增压LPG发动机工作原理
9
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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：
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
5
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1.1-2 自然吸气CNG发动机工作原理
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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。
LPG车使用
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1.2、高压减压器(BRC)
高压减压器工作原理： • 工作原理： 通过压力膜片克服弹簧阻力， 带动杠杆，调整节流孔的流通面积，从 而控制减压后的天然气压力。 • 作用：
通过节流和加热，使高压的压缩天然
气减压至7bar-9bar的低压天然气； 减压器带有一个车载燃料温度传感器，当燃料温度下降到低于容许限度时，用于 限制发动机功率以保护下游燃料系统部件。
如果压力调节器故障，当调节压力超过
20BAR时，泄压阀打开，因此防止对 下游零部件（即：喷嘴和管路）造成损 坏。当压力回到安全值后，泄压阀会自
动关闭。
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工作原理
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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。
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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3、增压压力控制系统 废气旁通控制阀 防喘振阀 空气调压器 4、传感器 5、电子控制模块
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二、各零部件结构及特性 1、燃料供给系统
1。1、高压燃料切断阀部件
工作原理： 由线圈驱动阀芯，由ECM控制其开合，停机状态下 处于常闭状态 作用：及时切断或恢复燃料供给。 高压电磁阀额定工作电压：24V（直流）； 额定工作电流：1.05A；
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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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
接，目的是为了根据工况控制调压器出口压力。
5）减压调节器应安装在靠近发动机进气管和振动较小的位置，但不应直接安装在发动机 上。所以减压调节器必须安装在汽车（底盘）大梁上。设计减压调节器支架时，应注 意减压调节器的安装位置不能高于发动机散热器顶部。否则会导致加热水不能流经减 压器，导致减压器结冰冻裂。
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安装要求： 1）减压器进气接头螺纹部分必须使用螺纹密封胶， 并且使用铜垫进行密封； 2）减压器出气接头使用O形圈进行密封，出气接头 与低压电磁阀、低压 电磁阀与电磁阀出气接头采用
锥螺纹连接，安装时必须使用螺纹密封胶；
3）高压减压器通过两根水管与发动机的冷却水 循环水路连通，安装水管时请锁紧环箍，以免漏水； 4）高压减压器必须通过一根压力反馈管与进气管连
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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
CNG车使用
工作环境温度：－40～125 ℃；
工作介质：CNG；最大工作压力20Mpa； 工作介质清洁度要求：滤清器能有效滤除 95%以上10μm颗粒。
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Байду номын сангаас
安装要求： 为有效防止高压电磁阀进气接头与高压电磁阀结合部位漏气，安装该接头时，必须使 用螺纹密封胶（如乐泰262），并且锁紧接头使铜垫略有变形，有效密封。
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特性参数
重量(Kg) 2.6
最大尺寸高*长*宽(mm) 过滤有效性（气体）
泄压阀：开启压力 截止阀 测试压力（bar） 工作压力（bar） 压缩天然气最大流量(KG/H)标准版本 压缩天然气最大流量(KG/H)高流量版本 出口压力（bar） 工作温度范围（℃） 持续工作温度范围（℃）
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。
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
停机状态下处于常闭状态。
作用：及时切断或恢复燃料供给；切断时尽可 能将下游获得的燃料量减到最少。
安装要求：
为有效防止高压电磁阀进气接头与高压电磁阀结合 部位漏气，安装该接头时，必须使用螺纹密封胶 （如乐泰262）有效密封。 要求尽可能靠近电控调压器安装。
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160*166*90 93%at0.01MICRON
21±3（bar） 12or24VDC（22 W max） 300 15-220 45 60 3.5-9.5 -40--120 -30-100
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1.3、低压电磁阀部件 工作原理：由线圈驱动阀芯，由ECM控制其开合，
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），
并将EPR内的信息传回给ECM。
然后EPR内的电机驱动调压器内膜片来调整EPR出口压差值，使这 个压差满足ECM指令要求。
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
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24
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高压减压器（Metatron，带高压电磁阀）
• 安装要求
Metatron高压减压器安装时，电磁阀 最好朝上竖直安装， 允许偏离竖直方向 -15°~ +15°（如图3）； 在原来支架上钻安装孔时，请尽量靠 下安装，因为Metatron高压减压器比 BRC高压减压器重很多，靠下安装可靠 性更高。 如果原来支架上宽度不够，请自行设 计一个过渡板（搭个比方，过渡板上面搞 四个孔，两个装支架，另外两个装减压器，
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第二章 玉柴气体发动机系统组成及特性
一、系统组成
1、燃料供给系统
高压燃料切断阀部件 高压减压器(CNG) 汽化器(LNG) 低压电磁阀部件 电控调压器部件（EPR阀） 混合器部件 电子节气门
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2、点火系统 点火线圈 火花塞
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从而保证免维护和寿命周期。此外，这套组合件工作极其平稳没有任何噪音产生。 版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
5-动态密封
专门设计的动态密封装置实现低压状态下
压力调节器的密闭性。确保无渗漏、低 摩擦。这是保证耐久性的关键因素。 此外，工厂提供的永久润滑使活塞完美滑 动，即使在发动机处于瞬变工作条件下， 确保精确及时的输出压力控制。 6-泄压阀
或者是过渡板直接焊死在支架上，减压器
和过渡板螺栓上紧）。
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零件结构 1-过滤器
在CNG气瓶的CNG进入压力调节器 前，通过高滤清器过滤；
2-截止阀
截止阀确保线圈没有通电时的高压 密闭性（即：当发动机停止或者严 重故障时）； 3-喷管 CNG通过叠合的喷管中流过， 间隙由活塞的位置决定； 4-气缸-活塞-弹簧组合件 根据基于发动机和喷嘴要求的 工厂预设值，控制出口压力，它非常高效而且没有承压变形的部件（比如弹性隔膜或膜片）。
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
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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
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。
15
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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
绿色发展 和谐共赢
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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
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一、基本常识
天然气汽车比汽油汽车更安全
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
1.1-3 增压LNG发动机工作原理
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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：
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
5
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1.1-2 自然吸气CNG发动机工作原理
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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。
LPG车使用
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1.2、高压减压器(BRC)
高压减压器工作原理： • 工作原理： 通过压力膜片克服弹簧阻力， 带动杠杆，调整节流孔的流通面积，从 而控制减压后的天然气压力。 • 作用：
通过节流和加热，使高压的压缩天然
气减压至7bar-9bar的低压天然气； 减压器带有一个车载燃料温度传感器，当燃料温度下降到低于容许限度时，用于 限制发动机功率以保护下游燃料系统部件。
如果压力调节器故障，当调节压力超过
20BAR时，泄压阀打开，因此防止对 下游零部件（即：喷嘴和管路）造成损 坏。当压力回到安全值后，泄压阀会自
动关闭。
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工作原理
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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。
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
14
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3、增压压力控制系统 废气旁通控制阀 防喘振阀 空气调压器 4、传感器 5、电子控制模块
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二、各零部件结构及特性 1、燃料供给系统
1。1、高压燃料切断阀部件
工作原理： 由线圈驱动阀芯，由ECM控制其开合，停机状态下 处于常闭状态 作用：及时切断或恢复燃料供给。 高压电磁阀额定工作电压：24V（直流）； 额定工作电流：1.05A；
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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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
接，目的是为了根据工况控制调压器出口压力。
5）减压调节器应安装在靠近发动机进气管和振动较小的位置，但不应直接安装在发动机 上。所以减压调节器必须安装在汽车（底盘）大梁上。设计减压调节器支架时，应注 意减压调节器的安装位置不能高于发动机散热器顶部。否则会导致加热水不能流经减 压器，导致减压器结冰冻裂。
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安装要求： 1）减压器进气接头螺纹部分必须使用螺纹密封胶， 并且使用铜垫进行密封； 2）减压器出气接头使用O形圈进行密封，出气接头 与低压电磁阀、低压 电磁阀与电磁阀出气接头采用
锥螺纹连接，安装时必须使用螺纹密封胶；
3）高压减压器通过两根水管与发动机的冷却水 循环水路连通，安装水管时请锁紧环箍，以免漏水； 4）高压减压器必须通过一根压力反馈管与进气管连
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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
CNG车使用
工作环境温度：－40～125 ℃；
工作介质：CNG；最大工作压力20Mpa； 工作介质清洁度要求：滤清器能有效滤除 95%以上10μm颗粒。
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安装要求： 为有效防止高压电磁阀进气接头与高压电磁阀结合部位漏气，安装该接头时，必须使 用螺纹密封胶（如乐泰262），并且锁紧接头使铜垫略有变形，有效密封。
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特性参数
重量(Kg) 2.6
最大尺寸高*长*宽(mm) 过滤有效性（气体）
泄压阀：开启压力 截止阀 测试压力（bar） 工作压力（bar） 压缩天然气最大流量(KG/H)标准版本 压缩天然气最大流量(KG/H)高流量版本 出口压力（bar） 工作温度范围（℃） 持续工作温度范围（℃）
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。
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；
10
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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
停机状态下处于常闭状态。
作用：及时切断或恢复燃料供给；切断时尽可 能将下游获得的燃料量减到最少。
安装要求：
为有效防止高压电磁阀进气接头与高压电磁阀结合 部位漏气，安装该接头时，必须使用螺纹密封胶 （如乐泰262）有效密封。 要求尽可能靠近电控调压器安装。
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1.3、低压电磁阀部件 工作原理：由线圈驱动阀芯，由ECM控制其开合，