天然气发动机介绍课件.ppt

1、研发部锡柴天然气发动机介绍部 门：研发部负 责 人：汇报时间：2014-9-12研发部一、天然气发动机的开发背景一、天然气发动机的开发背景二、天然气发动机与柴油机的差异二、天然气发动机与柴油机的差异三、天燃气发动机的排放技术路线三、天燃气发动机的排放技术路线四、我厂气体机产品介绍（产品型谱四、我厂气体机产品介绍（产品型谱)五、我厂电控燃气系统介绍五、我厂电控燃气系统介绍研发部一、天然气发动机的开发背景一、天然气发动机的开发背景1、相比柴油汽车，天然气汽车的氮氧化物排放仅有柴油车的25%，碳氢化物、碳氧化物仅为柴油车的30%和12%，颗粒物排放几乎为零，并且LNG发动机的声功率仅为柴油发动机的3

2、6%，无铅、苯等致癌物质，基本不含硫化物。在节能减排、环境保护上，LNG汽车的优势非常明显，符合中国政府的环保政策导向。研发部2、由于受到CO2排放和全球气候变化的影响，在减少CO2排放方面，天然气作为重要的替代能源，与其它的HC基燃料相比，当天然气充分燃烧后，其产生的CO2排放更低。下图表明具有相同燃料能量的甲烷和石油燃烧完全后，甲烷的CO2排放比石油要低25%研发部3、与柴油和汽油相比，天然气更具有价格优势。下图给出了汽油、柴油以及压缩天然气的价格变动情况。 研发部中石油、中石化、中海油和新奥能源等国内大型天然气供应公司都已经把天然气汽车作为重点业务领域，计划投入巨资建设加气站，发展车用天

3、然气。预计“十二五”期间，在国家天然气输送管道和国家干线公路沿线、沿海LNG 接收站周边地区和天然气供应较充足的城市，将新建大批加气站，国内天然气加气站总量将增长2倍以上，达到5000座左右，车用天然气供气能力将达到400亿-500亿立方米/年。而根据国家规划，到2020年，全国要建成车用天然气加注站约12000座。4、国家政策的扶持和加气站的发展 2012-2015年中国天然气加气站数量预测研发部二、天然气发动机与柴油机的差异二、天然气发动机与柴油机的差异1、燃烧机理：天然气发动机是点燃式发动机，与汽油机类似；柴油机是压燃式发动机 。天然气发动机与柴油机相比，排温高、爆发压力低、振动噪声小。

4、右图是同平台柴油机与气体机的缸盖温度场图，可见气体机缸盖气门间不但温度高，而且高温区比较宽广。研发部2、燃料供给系统：柴油机的燃料通过油泵、高压油轨、油嘴喷入气缸，通过高压雾化与空气混合，形成可燃混合气。天然气发动机的燃料通过减压器（或汽化器）、喷嘴、与空气在进气管或气道内混合，进入气缸燃烧做功。柴油机燃料供给系统天然气发动机燃料供给系统研发部3、点火系统：柴油机是压燃式发动机，活塞上行压缩过程中，混合气自行着火。天然气发动机是点燃式发动机，需要火花塞发出高压电弧，点燃混合气。点火线圈火花塞研发部4、电控系统：电控系统本质上都是根据发动机工况和外部环境，精确的控制燃料和空气的供给量和点火时间，

5、以达到最优的性能和排放。由于供应商的不同，其控制策略和逻辑也不尽相同。天然气发动机一汽自主系统ECU柴油机BOSCH系统ECU研发部5、配气系统（凸轮轴型线）：柴油机的气门重叠角一般比较大，利用新鲜空气来扫除废气，并对排气门副降温。对于天然气发动机，由于进气中含有燃料，过大的气门重叠角会带来燃料的损失，并造成排放中CH4和HC排放过高。所以天然气发动机的气门重叠角一般都比较小，甚至为0。气门重叠角减小，造成气门落座速度提高、充气效率降低，这要求凸轮轴的凸轮型线有所优化。研发部6、发动机压缩比及活塞燃烧室：发动机压缩比的选取与燃料的抗爆震性能相关，抗爆震性能是用燃料的辛烷值来衡量，辛烷值越高抗爆

6、震性能越好，常用的几种燃料按抗爆震性能由高到低排序依次为：柴油、天然气（甲烷）、丙烷、丁烷（LPG是丙烷和丁烷的混合物）和汽油。我厂柴油机的压缩比一般为17.5，天然气发动机的压缩比为10.5压缩比的设定原则：在保证可靠性基础上，提高压缩比以提高热效率 柴油机的燃烧室一般为深坑型，天然气的燃烧室一般为盆型。右图为柴油机和气体机一般的燃烧室形状。研发部7、空燃比的控制：为取得良好的经济性能，天然气发动机控制在接近爆震边缘，混合气过稀或过浓可能导致发动机失火和爆震等非正常燃烧，并且随着发动机的升级强化，平均有效压力（BMEP）增加，正常的燃烧区域变得更窄，右图为平均有效压力和空燃比对发动机燃烧的影

7、响情况 气体发动机通过安装在发动机排气管上的氧传感器测量排气中的氧浓度，计算出混合气空燃比。发动机控制系统修正气体燃料供给量，实现全工况闭环控制，精确控制空燃比，使混合气在缸内燃烧最优化。研发部7、进排气系统（气门副零件）：由于燃料的不同，排温升高，相对于柴油机，气体机对气门副（气门、气门座和气门导管）提出了更苛刻的要求。下图是气体机进排气门座圈的磨损形式及成因： 研发部天然气发动机的气门副材料有如下特点： 气体机气门副的材料，需要提高耐磨损性、耐凝着性及耐热性： 气门座及气门导管：一般采用粉末冶金材料，添加自身润滑性以及扩散性优秀的金属间化合物粒子；提高材料密度，高合金化，进而提高基地强度。

8、 气门：主要是提高耐磨损性。一般采用锥面堆焊合金材料，杆身氮化（与气门导管间的滑动改善要求）。 阀杆密封圈：一般采用多唇口结构，可以保证密封的同时储存微量润滑油，改善气门导管与气门的摩擦。多唇口阀杆密封圈研发部天然气发动机的气门副结构有如下特点：天然气发动机气门锥角比柴油机的气门大，以减小气门落座冲击力，从而减小磨损。下图是气门锥角对气门落座冲击力的影响图研发部8、活塞环零件：与柴油机不同，由于节气门的使用，在怠速及小负荷工况下，天然气发动机在进气行程中，气缸内有很大的真空度，导致机油窜入气缸，产生积炭，致使发动机机油耗升高、排放恶化、同时点火系统的可靠性也大受影响为达到排放要求，与柴油机相比

9、，天然气发动机的活塞环需增加密封效果和刮油效果；由于缸内爆发压力没有柴油机高，天然气发动机的活塞环的强度要求可以适当降低。天然气发动机活塞环研发部三、天燃气发动机的排放技术路线三、天燃气发动机的排放技术路线下表是欧洲天然气车排放标准，中国国标GB17691-2005车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国、阶段）以此为参照标准。研发部按发动机的进气的过量空气系数，天然气发动机的燃烧方式可以分为稀薄燃烧（1)和当量燃烧（=1)。由于稀薄燃烧的热负荷相对小，经济性好及总成本较低，在欧、欧甚至欧排放阶段，稀薄燃烧+催化氧化后处理器是大多数生产厂家采用的技术路线。研发部

10、到欧阶段，由于NOX限值大为降低，稀薄燃烧需要加上SCR后处理器，成本大为增加，而当量燃烧可以更容易地实现低排放，所以国际上主流技术路线分为两种： 稀薄燃烧+催化氧化+SCR（选择性催化还原技术） 当量燃烧+EGR(废气再循环）+TWC(三元催化后处理） 如果热负荷能承受，可不需要EGR研发部稀薄燃烧当量燃烧后处理催化氧化+SCREGR+TWCSCR与柴油机的不同（由钒基变为铁基的催化剂）TWC贵金属50100 g/ft3Pt:Pd:Rh=1:5:1(参考）BMEP(MPa)12181719升功率(kW/L)1830（进气量限制）2330（热负荷限制）排温()与柴油机相当或略高700800对发

11、动机要求与柴油机相当缸盖、排气管、气门付的热负荷比柴油机高点火系统点火能量要求高,是当量燃烧的1.5倍以上点火能量要求低燃料喷射系统多采用单点喷射，混合器浓度控制精度高，各缸浓度均匀性好。多用多点喷射，发动机的瞬态响应性能好，燃料不占用进气容积，有利于提高发动机功率密度控制系统与欧相当较复杂经济性好比稀薄燃烧的差一些燃料适应性对燃料热值敏感对燃料的甲烷值敏感，低的甲烷值燃料易引起爆震。发动机成本高不需SCR，比稀薄燃烧的低其余特点起动扭矩较大实现欧排放的两种技术路线的比较：研发部下图是AVL提供的世界各地CNG天然气质量图，从发动机销售市场气源质量来看技术路线的选择。亚洲的CNG气源总体上偏向

12、于高热值低甲烷值。所以要根据市场的实际情况，开发或使用合适的发动机。研发部四、我厂气体机产品介绍四、我厂气体机产品介绍（产品型谱（产品型谱)LNG发动机与CNG发动机的区别燃料成分：LNG为液化天然气，天然气的一种低温储运方式，CNG是压缩天然气，两者的主要成分都是甲烷，只是LNG的甲烷含量一般比CNG高，杂质含量极少（在深冷处理过程中被过滤）。所以我厂的LNG发动机一般不带低压滤清器。发动机本体：由于LNG与CNG在燃料成分上基本相同，燃烧特性基本一致，所以发动机本体可以保持一致燃气系统：两者的差异在于燃料供给系统。CNG是由高压气通过减压器降为低压燃料进入发动机；LNG是由低温液体通过蒸发

13、汽化，变为低压气态燃料进入发动机。在进入发动机后，两者燃料形态一致，不同的是在进入发动机前的燃料处理上。LNG相对于CNG发动机，减少了高压电磁阀及高压减压器两个部件，增加了LNG用的汽化器。研发部3102902302101901706SF26SL24203903703506SN12602406SL1370350330310可以满足可以满足6 6米到米到13.713.7米各种客车和米各种客车和轻、轻、中、重型所有卡车配套的要求中、重型所有卡车配套的要求2602406SM2我厂气体机产品型谱我厂气体机产品型谱研发部 1、CA6SF2-E5N平台CA6SF2平台国-发动机集中于中型高级客车、公交车

14、、中型卡车应用，功率覆盖范围从170230马力。燃料：CNG、LNG研发部 产品平台CA6SF发动机型号CA6SF2-17E5NCA6SF2-19E5NCA6SF2-21E5NCA6SF2-23E5N排量 L7.13额定功率转速 r/min2300最大净功率 kW125140155170最大净功率转速 r/min2300最大扭矩 Nm630690750810最大扭矩转速 r/min13001500技术路线 稀燃 催化氧化供气系统E-CONTROL电控LNG单点喷射系统后处理系统氧化反应器PTO及输出扭矩 Nm无重量kg（不带后处理）650外形尺寸(长X宽X高)mm12047211017（不带风

15、扇）使用环境温度 -25使用海拔 m2000研发部 2、CA6SL2-E5N平台CA6SL2平台国-发动机集中于大、中型高级客车、公交车、中、重型卡车应用，功率覆盖范围从240310马力。燃料：CNG、LNG研发部 产品平台CA6SL2发动机型号CA6SL2-24E5NCA6SL2-26E5NCA6SL2-29E5NCA6SL2-31E5N排量 L8.6额定功率转速 r/min19002100最大净功率 kW176192213228最大净功率转速 r/min19002100最大扭矩 Nm935103010501100最大扭矩转速 r/min13001500技术路线稀燃 催化氧化供气系统一汽FN

16、G电控多喷射系统E-CONTROL电控LNG单点喷射系统后处理系统氧化反应器制动系统选装重量kg（不带后处理）790外形尺寸(长X宽X高)mm13087781076（不带风扇）使用环境温度 -25使用海拔 m2000研发部 3、CA6SM2-E5N平台CA6SM2平台国-发动机集中于重型卡车应用，功率覆盖范围从310375马力。燃料：CNG、LNG研发部 产品平台CA6SM2发动机型号CA6SM2-31E5NCA6SM2-33E5NCA6SM2-35E5NCA6SM2-37E5N排量 L11.04额定功率转速 r/min1900最大净功率 kW228243258275最大净功率转速 r/min

17、1900最大扭矩 Nm1450150015501650最大扭矩转速 r/min1100150012001500技术路线稀燃 催化氧化供气系统E-CONTROL电控LNG/CNG单点喷射系统后处理系统催化氧化制动系统压缩释放式制动系统重量kg（不带后处理）1050外形尺寸(长X宽X高)mm1517X852X1168使用环境温度 -25使用海拔 m2000研发部 4、CA6SN1-E5N平台CA6SN1平台国-发动机集中于重型卡车应用，功率覆盖范围从350420马力。燃料：CNG、LNG研发部 产品平台CA6SN1发动机型号CA6SN1-35E5N CA6SN1-37E5NCA6SN1-39E5N

18、CA6SN1-42E5N排量 L12.53额定功率 kW261275290312额定功率转速 r/min1900最大净功率 kW258272287309最大净功率转速 r/min1900最大扭矩 Nm1550160016501700最大扭矩转速 r/min12001400技术路线稀燃 催化氧化供气系统E-CONTROL电控LNG/CNG单点喷射系统制动系统无重量kg（不带后处理）1250外形尺寸(长X宽X高)mm使用环境温度 -25使用海拔 m2000研发部五、我厂电控燃气系统介绍五、我厂电控燃气系统介绍WOODWARD系统（CNG）ECONTROL系统（LNG）一汽自主FNG系统（LNG）后

19、处理研发部第一代-机械混合式第二代-电控混合式第三代第三代- -电控喷射或电控调压电控喷射或电控调压第四代第四代- -缸内直喷缸内直喷原理：通过减压器和混合器控制进入发动机的燃料量。优点：系统简单、成本低。缺点：燃烧不稳定、燃料控制精度低、顺态响应性及燃气经济性差。排放：国、国。第3代为当代主流系统。型式：喷嘴控制和电控调压器控制。原理：由ECU控制燃料控制器，将燃气喷入进气管与空气混合后，进入气缸燃烧。优点：燃料控制精度高、发动机燃烧稳定。缺点：系统复杂、成本高。排放：国、国、国 。供应商代表：WOODWARD、BOSCH、EControls。第四代技术只是在预研阶段，市场并无批量产品。原理

20、：由柴油压燃点火，燃烧主要靠燃气(30MPa）优点：燃料响应性快、高压缩比、高性能。缺点：系统复杂、技术难度大、成本高。排放：国、国 。供应商代表：加拿大西港。天然气系统的发展天然气系统的发展研发部我厂应用的系统有WOODWARD系统、 ECONTROL系统和最新的一汽自主FNG系统。三种系统中，WOODWARD系统最早进入中国，系统也较为成熟，国内潍柴采用此系统,我厂在6SF6SL的CNG发动机上采用此系统，升级到国阶段后，我厂已不采用此系统；ECONTROL系统发展较晚，国内玉柴主要采用此系统，我厂的四个天然气平台6SF6SL6SM6SN的均采用此系统；一汽自主FNG系统最近才开发，相比W

21、OODWARD系统和ECONTROL系统，具有独特的多点喷射的功能。 研发部三种系统都有自己的特点，但最大的不同点在于对燃料的控制方式的不同：WOODWARD和FNG系统采用的是电控天然气流量控制阀及喷嘴（单点或多点)。通过电控喷嘴的开启和关闭控制发动机的燃料供给。ECONTROLS采用的是电控调压器（DEPR或CFV)。通过调节混合器的供气压力来控制发动机的燃料供给速度，采用连续压力流喷射燃料。相对于单点喷射，在保持控制精度的同时，由于燃料是连续控制进入气缸，燃料的响应性能得到提高；相对于多点喷射，由于燃料是由进气总管进入，可以保证各缸混合气浓度的均匀性。有利于发动机采用稀薄燃烧方式达到更低

22、的排放，且更易实现LPG、CNG、LNG共用一套电控系统。其缺点是，电控调压器需配二级减压器和混合器，在发动机上布置较为困难。研发部 1、Woodward燃气系统介绍（CNG）储气瓶中的压缩天然气经滤清器过滤储气瓶中的压缩天然气经滤清器过滤天然气经高压电磁阀控制通断天然气经高压电磁阀控制通断& &减压器减压后进入喷射器减压器减压后进入喷射器喷射器根据喷射器根据ECUECU的指令控制天然气流量的指令控制天然气流量天然气在混合器中与增压中冷后的空气混合天然气在混合器中与增压中冷后的空气混合节气门根据驾驶员要求控制开度节气门根据驾驶员要求控制开度混合气进入气缸燃烧混合气进入气缸燃烧研发部系统示意图系

23、统示意图 研发部CNGCNG供给系统工作原理供给系统工作原理研发部CNG高压部件高压部件研发部研发部减压器前压力：减压器前压力：20MPa20MPa减压后压力：减压后压力：0.8MPa0.8MPa减压后天然气温度：减压后天然气温度：-30-40-30-40电控系统额定工作电压：电控系统额定工作电压：DC24VDC24V电控系统额定工作电流：电控系统额定工作电流：15A15A燃气及电控系统参数燃气及电控系统参数研发部 车速限制功能车速限制功能WoodwardWoodward电控系统功能电控系统功能 排气制动功能及发动机制动功能排气制动功能及发动机制动功能 巡航功能巡航功能 电子风扇电子风扇 PT

24、O功能功能 CAN通讯通讯 研发部WoodwWoodwa ardrd燃气系统燃气系统零部件介绍及技术特点零部件介绍及技术特点高压电磁阀高压电磁阀技术特点：技术特点： 主动切断的安全装置。主动切断的安全装置。 开关导通启动延时特性能确保发动机启动前阀开关导通启动延时特性能确保发动机启动前阀 两端压力相等。两端压力相等。 高压电磁阀在钥匙开关上电时会打开，如果不高压电磁阀在钥匙开关上电时会打开，如果不 起动发动机，一定时间起动发动机，一定时间间隔间隔后会关闭。后会关闭。 研发部高压减压器高压减压器技术特点：技术特点： 把气瓶里高压天然气减为喷嘴进口的低压天然把气瓶里高压天然气减为喷嘴进口的低压天然

25、气气 减压器工作前压力为减压器工作前压力为200-300bar200-300bar 减压之后压力减压之后压力6-10bar6-10bar 减压器有一个进水口，一个出水口；一个进气减压器有一个进水口，一个出水口；一个进气 口，一个出气口。口，一个出气口。研发部热交换器热交换器 采用原因采用原因：CNGCNG从从200bar200bar降至降至8bar8bar导致燃气温度过低。导致燃气温度过低。结构：结构：采用叉流结构以避免因燃气过低和冷却液过热时导致采用叉流结构以避免因燃气过低和冷却液过热时导致的热冲击。的热冲击。作用：作用： 在冷却水温度高于在冷却水温度高于0 0度的发动机所有工况，度的发动机

26、所有工况，热交换器能保证燃气始终高于热交换器能保证燃气始终高于-40-40度度 可防止进入燃料计量阀前燃气结晶可防止进入燃料计量阀前燃气结晶 冷却水温度高于冷却水温度高于8383度时燃气温度高于度时燃气温度高于0 0度，避免燃度，避免燃气中的水分结冰影响燃料计量阀性能。气中的水分结冰影响燃料计量阀性能。研发部FMVFMV总成总成 FMVFMV到混合器压力到混合器压力= PTP+0-0.5bar= PTP+0-0.5bar技术特点：技术特点： 安装在节气门体上游安装在节气门体上游 一体式燃气压力传感器一体式燃气压力传感器NGPNGP 一体式燃气温度传感器一体式燃气温度传感器NGTNGT 一体式低

27、压电磁阀一体式低压电磁阀 脉宽控制流量，流量不受下游压力的影响，只受脉宽控制流量，流量不受下游压力的影响，只受NGPNGP，NGTNGT和分子和分子 量的影响。量的影响。研发部电子节气门电子节气门 技术特点：技术特点： 实现发动机的远程控制，减轻驾驶员操作负担实现发动机的远程控制，减轻驾驶员操作负担 在低转速下根据整车功率需求，自动调节发动在低转速下根据整车功率需求，自动调节发动 机功率输出机功率输出节气门开度由节气门开度由ECU控制，控制信号为脉宽调制控制，控制信号为脉宽调制信号，开度命令信号可同反馈信号对比。信号，开度命令信号可同反馈信号对比。研发部点火模块点火模块 主要特点：主要特点：

28、点火模块主要是用来控制点火时间，点火模块主要是用来控制点火时间， 按时序发出点火信号。按时序发出点火信号。研发部点火线圈点火线圈主要特点：主要特点： 高能点火线圈，点火电压高能点火线圈，点火电压3万伏万伏点火线圈包括两部分：火花塞胶套和点火线圈点火线圈包括两部分：火花塞胶套和点火线圈研发部火花塞火花塞 火花塞生产厂：冠军火花塞生产厂：冠军CHAMPIONCHAMPION火花塞间隙：火花塞间隙： 0.40-0.55mm0.40-0.55mm火花塞型号：火花塞型号： RC78PYP15RC78PYP15安装部位尺寸：安装部位尺寸：M14M14* *1.251.25研发部废气放气控制阀废气放气控制阀

29、 主要特点：主要特点： 控制增压器废气门开度，精确控制发动机扭矩控制增压器废气门开度，精确控制发动机扭矩 开启标准：开启标准： 通过调节压缩空气压力使增压器完全打开，通过调节压缩空气压力使增压器完全打开，压缩空气减压器正常值为压缩空气减压器正常值为0.26MPa0.26MPa，可以使增压器，可以使增压器废气门完全打开。废气门完全打开。 研发部进气温度压力传感器进气温度压力传感器 用途：用途：用来测量进气压力，燃料喷射计算，增压控制用来测量进气压力，燃料喷射计算，增压控制PTPPTP传感器：用来测量节气门前压力传感器：用来测量节气门前压力TMAPTMAP传感器：用来测量节气门后混合气压力和温度传

30、感器：用来测量节气门后混合气压力和温度研发部凸轮轴信号传感器凸轮轴信号传感器主要特点：主要特点：电磁式凸轮轴信号传感器，测量发动电磁式凸轮轴信号传感器，测量发动 机转速及凸轮轴信号机转速及凸轮轴信号传感器于信号盘的间距：传感器于信号盘的间距：0.5mm-1.5mm0.5mm-1.5mm。研发部氧传感器氧传感器 主要特点：主要特点： 宽域氧传感器，实现空燃比闭环控制宽域氧传感器，实现空燃比闭环控制氧传感器型号：氧传感器型号：LSU4.2LSU4.2生产厂：生产厂：BOSCHBOSCH研发部2 2、EcontrolsEcontrols系统（系统（LNGLNG）EcontrolsEcontrols使

31、用其使用其HD 4G HD 4G 稀燃控制系统。稀燃控制系统。 稀燃控制策略优点：稀燃控制策略优点： 驾驶性好并且在满足排放要求的前提下，燃料消耗经济性最优化驾驶性好并且在满足排放要求的前提下，燃料消耗经济性最优化 环境适应性好，对不同海拔高度、燃料气质、湿度和环境温度的适环境适应性好，对不同海拔高度、燃料气质、湿度和环境温度的适 应性都很好应性都很好 BMEP BMEP最大化最大化, ,即最好的燃料经济性和千瓦消耗率。（优化设计后在燃即最好的燃料经济性和千瓦消耗率。（优化设计后在燃料气质能保证的前提下可以接近柴油的料气质能保证的前提下可以接近柴油的BMEPBMEP） 可靠性和耐久性非常高可靠

32、性和耐久性非常高 热负荷接近柴油机热负荷接近柴油机 发动机排放好、有利于降低车辆后处理成本。使用氧化催化器可达欧发动机排放好、有利于降低车辆后处理成本。使用氧化催化器可达欧IIIIII至欧至欧V V排放、使用排放、使用SCRSCR可达欧可达欧VIVI排放标准排放标准该方案是高功率密度、高耐久性能的增压发动机的最合适的选择该方案是高功率密度、高耐久性能的增压发动机的最合适的选择研发部EcontrolEcontrol系统示意图系统示意图 研发部燃料特性LNG液化天然气，储存温度-162,压力5-15bar，气瓶容积可选，续驶里程300-900公里研发部压力表压力表主安全阀主安全阀副安全阀副安全阀气

33、相阀气相阀经济阀经济阀调压阀调压阀进液止回阀进液止回阀出液阀出液阀过流阀过流阀研发部性性 质质单单 位位参参 数数备备 注注沸沸 点点1621atm条件下，液体向气体转化点条件下，液体向气体转化点冰冰 点点182.51atm条件下，液体向固体转化点条件下，液体向固体转化点液液 体体 密密 度度Kg/m34261atm,162条件下条件下气气 态态 密密 度度Kg/m30.7181atm,20条件下，条件下，自自 燃燃 温温 度度538汽油的为汽油的为390420可可 燃燃 极极 限限%51520液液/气气1:5911m3液体变成液体变成591m3气体（为大约值）气体（为大约值）LNG燃料特性研

34、发部 车速限制功能车速限制功能EcontrolsEcontrols电控系统功能电控系统功能 排气制动功能及发动机制动功能排气制动功能及发动机制动功能 巡航功能巡航功能 PTO功能功能 CAN通讯通讯研发部EcontrolEcontrol系统零部件介绍及技术特点系统零部件介绍及技术特点HD 4G ECMHD 4G ECM 发动机管理系统的发动机管理系统的核心核心 200MHz200MHz、速度大于、速度大于240MIPS240MIPS的主处理器的主处理器 兼容兼容BOSCH LSU4.9BOSCH LSU4.9宽域氧传感器宽域氧传感器 加强了点火控制模块的集成和保护功能加强了点火控制模块的集成和

35、保护功能 爆振保护和自适应点火定时爆振保护和自适应点火定时 增加了增加了PTOPTO控制选项控制选项 HD 4G ECMHD 4G ECM从多个传感器接收输入信号，并就适合的燃料输送速率、从多个传感器接收输入信号，并就适合的燃料输送速率、点火正时和增压水平发出指令点火正时和增压水平发出指令 研发部直接电子压力调节器（直接电子压力调节器（DEPRDEPR）通过调节混合器的供气压力来控制发动机的燃料供给速度通过调节混合器的供气压力来控制发动机的燃料供给速度 内置有一个温度传感器供内置有一个温度传感器供ECMECM计算和修正燃料密度变化计算和修正燃料密度变化由一个单级微处理器和一部高速电机组由一个单

36、级微处理器和一部高速电机组成的压力调节器成的压力调节器 连续压力流喷射连续压力流喷射 最佳压力流控制最佳压力流控制 进气压力最小进气压力最小3Kpa3Kpa 单体响应速度单体响应速度5ms5ms，全系统响应速度，全系统响应速度10ms10ms 经验证可靠性经验证可靠性1010，000000小时小时 数字级精确度数字级精确度研发部双级减压器双级减压器重型发动机双级减压器（重型发动机双级减压器（HD DSRHD DSR）是一个全机）是一个全机械减压器，分为天然气和液化石油气两个型号械减压器，分为天然气和液化石油气两个型号 上游必须装配一个电磁截断阀以防止发动机停机时燃料继续通过上游必须装配一个电磁

37、截断阀以防止发动机停机时燃料继续通过 全机械压力调节全机械压力调节 可安装于发动机或底盘车架上（需要防振安装）可安装于发动机或底盘车架上（需要防振安装） 额定进气压力条件下，一只额定进气压力条件下，一只DSRDSR即可满足即可满足250KW250KW发动机流量发动机流量 进气压力进气压力1725kPa1725kPa，出气压力为，出气压力为3.5kPa3.5kPa 进气温度不得低于进气温度不得低于-40-40研发部空气空气- -燃料混合器燃料混合器 功率增大时功率增大时向外移动向外移动功率减小时功率减小时向内移动向内移动E480E480空气空气/ /燃料混合器适用于大功率车用燃料混合器适用于大功

38、率车用机，分为天然气和液化石油气几个型号。机，分为天然气和液化石油气几个型号。 高速燃料计量响应；高速燃料计量响应； 优化的设计适用于不同路况道路车辆增优化的设计适用于不同路况道路车辆增 压发动机；压发动机； 与与DEPRDEPR集成设计、内置压力反馈通道；集成设计、内置压力反馈通道； 抗回火损坏；抗回火损坏； 各缸进气均匀性好；各缸进气均匀性好；混合器可以就一定的燃料供应压力，按容积混合器可以就一定的燃料供应压力，按容积空气流量，以一定的比例对燃料进行计量空气流量，以一定的比例对燃料进行计量 研发部防喘振阀防喘振阀 保护增压发动机的涡轮增压器保护增压发动机的涡轮增压器 消除涡轮增压器喘振消除

39、涡轮增压器喘振 根据增压压力的不同，可提供多种规格和型号根据增压压力的不同，可提供多种规格和型号 最大适用于最大适用于450bhp450bhp的发动机的发动机 延长增压器使用寿命延长增压器使用寿命研发部废气旁通控制阀废气旁通控制阀 废气门控制阀是一个比例式三通道电磁阀废气门控制阀是一个比例式三通道电磁阀由由ECMECM通过脉宽调制精确控制发动机各种工况下所需的增压压力通过脉宽调制精确控制发动机各种工况下所需的增压压力 使增压器废气阀功能作更平稳、耐久使增压器废气阀功能作更平稳、耐久 操控性能好操控性能好 响应快速响应快速 集成的废气阀压力测量集成的废气阀压力测量 可控可控VGTVGT 介质温度

40、范围：介质温度范围：-40-40130130 最大容许振动级：任何方向都为最大容许振动级：任何方向都为8G8G研发部电子节气门电子节气门电子节气门用来控制空气电子节气门用来控制空气- -燃料混合气送燃料混合气送往发动机的速度，从而辅助实现负荷控往发动机的速度，从而辅助实现负荷控制和调速功能。制和调速功能。 开闭速度为开闭速度为50ms50ms的快速瞬态响应能力的快速瞬态响应能力 密封压力和工作最大压力为密封压力和工作最大压力为3bar3bar 可靠性高、响应速度快可靠性高、响应速度快 正常工作电压为正常工作电压为6-16VDC6-16VDC，工作温度为，工作温度为-40-140-40-140研

41、发部大气环境传感器大气环境传感器提供发动机空气源的湿度信息，提供发动机空气源的湿度信息，ECMECM可根据湿可根据湿度来优化点火正时、燃料速率和增压水平。度来优化点火正时、燃料速率和增压水平。 研发部BOSCHBOSCH宽域氧传感器宽域氧传感器 由一个窄带氧传感器（由一个窄带氧传感器（HEGOHEGO）、一个）、一个尾气泵室和一个传导通道组成尾气泵室和一个传导通道组成 传感器工作时，小股尾气流入尾气泵室，传感器工作时，小股尾气流入尾气泵室，传感器按其中的氧浓度高低生成一个或传感器按其中的氧浓度高低生成一个或高或低的电压信号，传输给高或低的电压信号，传输给ECMECM后，后，ECMECM据此调节

42、空气和燃料比例，使之控制在据此调节空气和燃料比例，使之控制在标定标定PHIPHI。 研发部节气门入口压力（节气门入口压力（TIPTIP）和进气歧管温度压力（）和进气歧管温度压力（TMAPTMAP）传感器）传感器 节气门入口压力（节气门入口压力（TIPTIP）进气歧管压力（进气歧管压力（MAPMAP）进气歧管温度（进气歧管温度（MATMAT）评估排气歧管的前级涡轮压力（评估排气歧管的前级涡轮压力（PTPPTP）计算气流压力计算气流压力 在计算空气质量流量中被用作密度修正在计算空气质量流量中被用作密度修正 研发部爆震传感器爆震传感器 向向ECMECM提供有关发动机爆震的信息提供有关发动机爆震的信息

43、探测到的爆震通过低压正弦波以特定频率传输到探测到的爆震通过低压正弦波以特定频率传输到ECMECM外观相同、部件号不同的装置不具有互换性外观相同、部件号不同的装置不具有互换性 按照发动机结构选择的压电式加速计按照发动机结构选择的压电式加速计研发部凸轮轴位置（凸轮轴位置（CMPCMP）和曲轴位置（）和曲轴位置（CNPCNP）传感器）传感器 CNP CNP传感器提供发动机转速信息传感器提供发动机转速信息 CMP CMP传感器通知传感器通知ECMECM哪个气缸处于压缩状态，并向这个气缸哪个气缸处于压缩状态，并向这个气缸 发出点火指令。（发出点火指令。（ECMECM只在燃烧循环时启动点火线圈）只在燃烧循

44、环时启动点火线圈）发动机冷却液温度（发动机冷却液温度（ ECTECT）传感器）传感器 点火正时、燃料速率和增压水平可配置为随发动机冷却液温度点火正时、燃料速率和增压水平可配置为随发动机冷却液温度的变化而变化的变化而变化研发部低压电磁阀（电磁式燃料截止电磁阀）低压电磁阀（电磁式燃料截止电磁阀） 发动机停机时将发动机停机时将EPREPR（电控调压器）及其下（电控调压器）及其下游所有部件与上游游所有部件与上游 的燃料压力阻断。的燃料压力阻断。 系统机械化要求关闭截止阀的同时也能阻系统机械化要求关闭截止阀的同时也能阻断大功率电控调压器断大功率电控调压器 （HD EPRHD EPR），以将下游），以将下

45、游获得的燃料量减到最少。获得的燃料量减到最少。火花塞火花塞 大功率稀薄燃烧发动机需要的点火电压可达到大功率稀薄燃烧发动机需要的点火电压可达到4kV4kV或更高或更高研发部接触式油门踏板接触式油门踏板 驾驶员通过电子油门踏板驱动驾驶员通过电子油门踏板驱动和控制发动机的运行工况，反和控制发动机的运行工况，反映驾驶员的实际动力需求映驾驶员的实际动力需求研发部一汽自主FNG系统采用多点喷射，相比WOODWARD和ECONTROL系统的单点喷射，其优点主要有： 瞬态响应性好，整车加、减速时间短，换档更顺畅 低速动力性更好 空燃比控制更精确 喷气正时可自由控制 更易实现国排放，尤其是ETC（瞬态循环试验）

46、 /WHTC 更低的燃气消耗 无回火放炮现象3 3、一汽自主、一汽自主FNGFNG系统（系统（LNGLNG）研发部FNGFNG系统示意图系统示意图 研发部 车速限制功能车速限制功能FNGFNG电控系统功能电控系统功能 排气制动功能及发动机制动功能排气制动功能及发动机制动功能 巡航功能巡航功能 PTO功能功能 CAN通讯通讯研发部FNG系统零部件介绍及技术特点大流量喷嘴大流量喷嘴核心技术方案核心技术方案- -自主喷嘴自主喷嘴 侧向进气；侧向进气； 金属与非金属的面密封方式；金属与非金属的面密封方式； 阀芯与底座上橡胶材料为氟橡胶；阀芯与底座上橡胶材料为氟橡胶； 阀芯及阀套表面增加特氟龙阀芯及阀套

47、表面增加特氟龙（TeflonTeflon）涂层，降低摩擦系数及）涂层，降低摩擦系数及防止天然气腐蚀；防止天然气腐蚀； 采用采用PWMPWM驱动，驱动电流峰值驱动，驱动电流峰值8.5A8.5A，维持维持2.5A2.5A。研发部ECUECU 一体式设计，机体安装，外形尺寸适中 两个插接件，功能分配合理 ECU管脚154针 认证规范齐全、标准合理研发部防喘振阀防喘振阀 保护增压发动机的涡轮增压器保护增压发动机的涡轮增压器 消除涡轮增压器喘振消除涡轮增压器喘振 根据增压压力的不同，可提供多种规格和型号根据增压压力的不同，可提供多种规格和型号 最大适用于最大适用于450bhp450bhp的发动机的发动机

48、 延长增压器使用寿命延长增压器使用寿命研发部废气旁通控制阀废气旁通控制阀 废气门控制阀是一个比例式三通道电磁阀废气门控制阀是一个比例式三通道电磁阀由由ECMECM通过脉宽调制精确控制发动机各种工况下所需的增压压力通过脉宽调制精确控制发动机各种工况下所需的增压压力 使增压器废气阀功能作更平稳、耐久使增压器废气阀功能作更平稳、耐久 操控性能好操控性能好 响应快速响应快速 集成的废气阀压力测量集成的废气阀压力测量 可控可控VGTVGT 介质温度范围：介质温度范围：-40-40130130 最大容许振动级：任何方向都为最大容许振动级：任何方向都为8G8G研发部电子节气门电子节气门电子节气门用来控制空气

49、电子节气门用来控制空气- -燃料混合气送燃料混合气送往发动机的速度，从而辅助实现负荷控往发动机的速度，从而辅助实现负荷控制和调速功能。制和调速功能。 开闭速度为开闭速度为50ms50ms的快速瞬态响应能力的快速瞬态响应能力 密封压力和工作最大压力为密封压力和工作最大压力为3bar3bar 可靠性高、响应速度快可靠性高、响应速度快 正常工作电压为正常工作电压为6-16VDC6-16VDC，工作温度为，工作温度为-40-140-40-140研发部大气环境传感器大气环境传感器提供发动机空气源的湿度信息，提供发动机空气源的湿度信息，ECMECM可根据湿可根据湿度来优化点火正时、燃料速率和增压水平。度来

50、优化点火正时、燃料速率和增压水平。 研发部BOSCHBOSCH宽域氧传感器宽域氧传感器 由一个窄带氧传感器（由一个窄带氧传感器（HEGOHEGO）、一个）、一个尾气泵室和一个传导通道组成尾气泵室和一个传导通道组成 传感器工作时，小股尾气流入尾气泵室，传感器工作时，小股尾气流入尾气泵室，传感器按其中的氧浓度高低生成一个或传感器按其中的氧浓度高低生成一个或高或低的电压信号，传输给高或低的电压信号，传输给ECMECM后，后，ECMECM据此调节空气和燃料比例，使之控制在据此调节空气和燃料比例，使之控制在标定标定PHIPHI。 研发部节气门入口压力（节气门入口压力（TIPTIP）和进气歧管温度压力（）