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1、浅谈玉柴YC6G天燃气CNG发动机电控燃气浅谈玉柴YC6G天燃气CNG发动机电控燃气喷射系统故障诊断及排除 2010年06月28日 广西玉柴机器股份有限公司研制的满足国3标准的YC6G电控天燃气CNG单燃料发动机采用的是目前国内外较先进的电控燃气喷射系统。下面浅谈YC6G CNG单燃料气体发动机电控燃气喷射系统的组成及故障的诊断排除。 1.YC6G CNG单燃料气体发动机工作原理及控制技术 高压的压缩天然气从储气钢瓶出来，经过天然气滤清器过滤后，通过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200bar30bar）经过减压加热将压力调整至7bar9bar。高压天然
2、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，须用发动机冷却液在减压器里对燃气进行加热。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量。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，火花塞的点火时刻由ECM控制，氧传感器即时监控排气管内尾气的氧浓度，推算出空燃比，ECM根据氧传感器的反馈信号和控制MAP及时修正天然气喷射量。另外,ECM对增压器的废气旁通阀的开度进行控制,使发动机的扭矩能满足使用要求。 增压压力的控制 增压器能提供一个和负荷相对应的增压压力,而增压器的废气旁通阀可通过经过涡轮的排气来调整增压压
3、力。HD EPR系统利用废气旁通控制阀提供一个空气压力，经过隔膜和推杆的推力传递来控制废气旁通阀的开度。整车给废气旁通控制阀提供的空气压力应为23.5Psig，它有一个压力传感器监控着到隔膜的空气压力,这个压力需等于由ECM计算出来的WGP命令值。通过对增压压力的控制,保证了发动机具有良好的扭矩曲线及良好的瞬态性能。 负荷的控制 司机通过油门踏板传递一个电信号（油门位置命令）给ECM后，ECM将其转换成一个负荷百分比命令。然后计算出要达到此负荷需要的MAP目标和TIP目标。ECM控制电子节气门开度和废气旁通阀开度使实测的MAP值达到MAP目标。然后节气门进行调整，校正节气门前后的压差，使TIP
4、实测值达到TIP的目标值，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的实测值和目标值一致。 燃料的控制 HDEPR系统通过控制电控调压器出口的燃料压力来控制发动机的燃料供应量。EPR里有一个芯片，它接收从ECM传来的燃料压力指令，同时EPR内的压力传感器测出这个压差的实际值，并把这个燃料压差情况传递给ECM。然后EPR内的电机驱动调压器内膜片和杠杆来调整EPR出口压差值，使这个压差满足ECM指令要求。同时ECM通过氧传感器测量尾气中氧浓度，从而测量混合气空燃比。发动机控制系统不断修正天然气的供应量，实现全工况闭环控制，精确控制空燃比，使天然气在缸内燃烧最优化。 2. YC6G C
5、NG发动机电控燃气喷射装置主要系统组成 装置主要由四个系统组成，其中燃料供给系统主要由各种控制阀类组成包括高压燃料切断电磁阀、高压减压器、低压电磁阀、电控调压器（EPR）、混合器、电子节气门等。点火系统主要由点火线圈、火花塞、点火线圈胶套等组成。而增压压力控制系统则包括废气旁通控制阀、防喘振阀、空气调压器等。此外电控系统，由电子控制模块、各类传感器、执行器等组成。 3.YC6G CNG单燃料气体发动机电控燃气喷射装置燃料供给系统主要零部件作用、工作原理及安装要求 3.1高压燃料切断阀部件： 作用：按ECM指令将来自天燃气瓶的燃料及时切断或恢复燃料供给。 工作原理：由ECM供电控制电磁线圈工作驱
6、动阀芯动作，来控制高压燃料切断阀开通或闭合，使气路处于开、闭状态。停机后处于常闭状态。 安装要求：此阀只需按照零件上标记的方向进行CNG高压管路的连接。进气端联接气瓶过来的管路，出气端联接高压减压器。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。 3.2高压减压器 作用：将高压天然气通过节流和加热，使高压的压缩天然气减压并稳定至7bar9bar的低压天然气。 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。 安装要求：首先减压器进气接头螺纹部分必须使用
7、螺纹密封胶，并且使用铜垫进行密封。其次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。第三，高压减压器背面有一接头，接进气总管的两个反馈压力管的任一个。高压CNG的入口，接高压电磁阀出口加热水接头,无方向要求。其中1个接发动机节温器前热水做为入水，另一个接水泵进水口前（低压端）。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。减压后的CNG出口,通过一根压缩软管,接低压燃料切断入口。第四，高压减压器必须通过一根压力反馈管与进气管连接，目的是为了根据工况控制调压器出口压力。第五，减压调节器应安装在靠
8、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。否则加热水不能流经减压器，导致减压器结冰冻裂。 3.3低压电磁阀部件 作用：按ECM指令将来自高压减压器内的燃料及时切断或恢复燃料供给。 工作原理：由ECM供电控制电磁线圈工作驱动阀芯动作，来控制低压电磁阀开通或闭合，使气路处于开、闭状态。停机后处于常闭状态。 安装要求：首先安装低压电磁阀时，为保证电磁阀正常工作，必须保证线圈部分竖直向上，安装时请注意电磁阀上所标明的气流方向。其次为有效防止低压电磁阀进气接头与低压电磁阀
9、结合部位漏气，安装该接头时，必须使用螺纹密封胶有效密封。第三，低压电磁阀安装在电控调压器天然气入口处。 3.4电控调压器部件（EPR阀） 作用：电控调压器是受ECM控制的执行器中关键器件，它实质是一个电子控制的压力调节器，用以控制天然气喷射量。在它的内部有一个由微机处理器控制的大马力的高速电机，微处理器通过CAN和ECM连接输送信息。EPR有两个功能，：一是将天燃气的压力降低;二是控制EPR出口的燃料压力。EPR内有一个压力传感器，用来测量EPR燃料出口和混合器入口处空气的压力差。 工作原理：该零件内部有一控制芯片，该控制芯片接受来自ECM的控制指令，通过调整电磁阀控制天然气气量，从而实时有效
10、控制空燃比。 安装要求：首先应避免高频振动。该零件自带减震软垫，切勿自行行拆卸。电控调压器出气口中心水平高度不能低于混合器进气中心高度，电控调压器天然气出气口离混合器天然气进气口距离要求控制在500mm以内。 3.5混合器部件 作用：将天然气和中冷后的空气充分混合，使燃烧更充分、柔和。有效减少有害排放物NOx和降低排气温度。 工作原理：该混合器是空气/燃料等比例式混合器。它通过发动机的空气流量来决定它内部的膜片的开合大小，进而控制经过膜片的燃气流量。在任何运转状态下，都能较精确地控制空气/燃料混合物的比例。 安装要求：调压器出气管安装在混合器天然气入口处，安装时锥螺纹部分必须使用螺纹密封胶以防止漏气。将混合器垫片、混合器垫片安装在混合器接管、混合器接管与混合器的结合面，注意拧紧螺栓以防止漏气。 3.6电子节气门 工作原理及作用：通过控制蝶阀的开度，控制进入缸内的混和气的量，从而控制发动机的转速和负荷。驾驶者通过油门踏板，将动力需求传送给ECM，ECM接收到油门踏板信号后，根据发动机运行工况控制电子节气门开度。通过控制蝶阀开度，控制怠速转速和调速特性曲线。 安装要求：安装电子节气门时，驱动电机轴线必须保持水平方向。 图1 YC6G CNG单燃料气体发动机电控燃气喷射系统工作原理图 图2 YC6G CNG发动机气路走向流程图： 图3 燃料系统控制流程图
