潍柴天然气发动机燃气电控系统
潍柴天然气发动机燃气电控系统PPT课件
燃 气 供 给 系 统
燃气供给系统图
燃气供给系统的作用:
压力管理: 气罐压力混合器前极低压力 温度控制: 极低温度的燃气将冻结管路和部件，系统件 有效加热并控制燃气温度在合理范围内 传感器: 提供稀燃燃烧需要的燃气温度信息，精确控制 喷嘴喷射量. 安全性: 燃气需要电磁阀控制燃气的开断。
2、稀燃:混合气中多余了空气称为稀， λ＞1表示稀， （多余了燃料称为浓，λ <1 表示浓） 稀燃的优点： 1、燃料经济性 2、排放特性 3、热负荷 – 排温 – 传至发动机冷却液的热量降低
四、爆震 (末端气体爆震)
1、定义：爆震是气缸中正常火焰燃烧产生的压力温度上升，从而导致未燃燃料 同空气的自燃现象。 爆震是不正常的。
潍柴天然气发动机培训 三羚公司培训
天然气发动机的基础概念
一、进气=功率
1、更多进气 = 更大功率 （意味着不能一味加大油门来提升马力） 进气压力增加= 进气流量增加= 扭矩增加 发动机对进气调节控制能力决定发动机性能 2、增压低则功率小 如果增压低，系统中不能通过增加燃料来提升动力 – 发生爆震问题 – 过多燃料导致排放急剧恶化 – 燃料经济性变差
结构：换热器采用叉流结构以避免因燃气过冷 和冷却液过热时导致的热冲击
性能：在冷却水温高于0度的发动机所有工况， 热交换器能保证燃气始终高于-40 ℃。冷却 水温高于82C时燃气温度高于0度。
热交换器--低温启动性能好
WOODWARD系统独特的 板式换热器
ECU控制低 温启动
低温启动性能好—最低启动温度：零下30度 1、WOODWARD系统采用独特的板式换热器，对燃气进行二 次换热，保证混合气可靠燃烧。 2、ECU根据水温、空气温度对燃料喷射和点火提前角进行 补偿，保证低温启动性能。
潍柴天然气发动机结构及工作原理
燃烧 特点
天然气理论空燃比:16-17，混合中的 天然气浓度小于理论空燃比。 稀燃优点： 经济性好，排放性能好，热负荷小 稀燃注意事项： •需高能长时间点火和小的火花塞间隙； •失火极限<混合气浓度<爆震极限 •高的空气湿度易导致失火
4、燃料喷射闭环控制 氧传感器对排气进行测量反馈给 ECU，控制燃料供给，保持目标空 燃比。
高纯度的天然气是无色、无味、无毒、无腐蚀性、易燃、易爆的气体。为防 止泄露时易于觉察，在天然气中添加了加臭剂。
燃烧速度：是火焰在可燃气体混合物中的传递速度。燃烧速度也称为点燃速度或 火焰传播速度。天然气的燃烧速度比较低，其最高燃烧速度只有 0.3m/s。因此天 然气燃烧后排温高，需对排气系统部件进行强化。
燃气控制系统
燃气温控模块
+
燃气滤清器 热交换器
+
节温器
=
燃气温控模块
1、燃气滤清器、节温器和热交换器功能集成一体； 2、水路、气路内部集成，安全可靠。
燃气控制系统
燃料计量阀（FMV） 混合器
作用：
根据发动机运行工况，ECU调整燃料计量阀 喷嘴脉宽占空比，控制燃气喷射量，保证发动 机在设定的空燃比下运行。 结构： 喷嘴：不同机型配臵不同数量的喷嘴。 每个喷嘴一个驱动器，在正常喷射模式下，喷 嘴依次轮流喷射，变工况下，喷嘴同时喷射以 加快系统反应速度。注意喷嘴线束一定要插紧。 燃气压力传感器NGP ：测量 燃气压力 燃气温度传感器NGT ：测量燃气温度 维护保养： 使用一段时间后，需要清洗，清洗时使用 专门的清洗设备，并且应用诊断软件中清洗功 能。按《潍柴燃气发动机喷嘴清洗规范》操作。
天然气的特性
安全性
天然气、柴油、汽油比较
关于潍柴P10柴油机改燃气机电控系统布置规范
关于潍柴P10柴油机改燃气机电控系统布置规范
内容
1、单燃料发动机结构
2、主要机械部件要求
3、电控系统介绍
.1 燃气气路部件介绍
2 电器部件介绍
单燃料燃气发动结构
1、机体组：机体、气缸盖、气缸盖罩等
2、曲柄连杆机构：活塞、连杆、曲轴飞轮等
3、配气机构：凸轮轴、气门、气门座圈、挺柱、挺杆、摇臂等
4、进排气系统：空气滤清器、进气管、增压器、排气管等
5、润滑系统：机油泵、机油滤清器、机油冷却器、限压阀等
6、冷却系统：水泵、节温器、中冷器、风扇等
7、供气系统：气瓶、截止阀、过滤器、减压阀、喷轨等
8、电器/点火系统：发电机、起动机、电瓶、ECU、传感器
点火线圈、线束等
（红色标注部分为燃气机与同型号柴油不同之处）
主要机械部件要求
1、气缸盖：潍柴燃气机专用气缸盖（件号：612600040150R）；
2、气门和气门座圈：潍柴燃气机专用气门和气门座圈；
3、活塞和活塞环：潍柴燃气机专用活塞（盆型燃烧室）和活塞环。
主要机械部件要求
4、增压器：采用无锡霍尔赛特（客户号VG1540110096）增压器
主要机械部件要求
5、飞轮：采用潍柴P10电控高压共轨泵机型飞轮（必须将原直
径6mm信号孔加工成直经不小于10mm信号孔，信号孔深度5mm）
主要机械部件要求
6、飞轮壳：采用潍柴P10电控高压共轨泵机型飞轮壳（带转速
传感器孔）。
潍柴燃气电控系统安装及布置要求规范OH12.pdf
安装及布置要求规范Application Requirements for SystemOH1.2CNG伍德沃德控制器有限公司2006年4月一、线束Wiring harness1.关于图纸的中特殊说明Requirements from wiring diagram:1)主机厂应该对系统线束的质量及布置进行有效的设计及控制；OEM has engineeringcontrol of the engine and ignition wiring harness.2)导线的材料需遵循SAE-J1292，J1128，J2202中的标准；Material of wiring shouldbe followed SAE-J1292,J1128,J2202recommendations.3)系统动力接地和数字/模拟接地应分开接到电池负极；Proper sized ground wiresand separation of analog/digital grounds separate from power grounds. 4)ECM针脚X3和W3必须常通电以保持ECM的记忆功能，只有在紧急情况下或车辆维修时而不得不断开的情况下，才能断开这两个针脚的电源。
ECM pins X3and W3 require battery power all the time for keep alive memory.Any devices that remove power from these pins should only be activated during service of the vehicle or in emergency.5)ECM到点火模块的线束、转速传感器线束以及氧传感器信号线应包以铝质屏蔽层，屏蔽层的末端应尽量接近ECM，同时需接到电池负极；Use a shielded aluminum cable to protect the spark index,spark trigger,spark return,cam and/or crank signals,and vehicle speed signals.Connect the drain at one location preferably near the ECM,and ties these to the power ground.6)所有未使用的接插件的孔需堵以防水塞；Install plugs in all unused cavitiesof connectors.7)诊断线必须使用双绞线，以减少电磁干扰；Diagnostic wires should be twistedto reduce the electromagnetic coupling.8)按图纸要求使用合适的保险丝及继电器；Proper sized fusing should be employedas denoted on the Woodward harness drawing.9)有空调的车辆上，空调信号开关需安装。
潍柴LNG燃气发动机怠速不稳故障一例
取 数 据 流 及 实 时数 据 曲 线 采 集 工 作 。
按 钮 可 将 故 障 码 清 除 ， 或 点 击 Ｒｅｓｅｔ 故 障 名 称 、 故 障 激 活 条 件 等 。ＳＦＣ 代
当 ＬＮＧ 燃 气 发 动 机 出 现 电 控 系统 Ａｌｌ按 钮 将 故 障 全 部 清 除 。 对 丁 一 些 间 码的 具 体 信 息 有助 于 分 析 、查 找 产 生 故
氨
遵
口 文 ／张飞虎 贺
１ 故障现象
元将 电 气 尢器 件 的 非 常
一 辆 北 奔 牵 引 车 ， 当 前 行 驶 ４０万 态 信 息 转 化 为 错 误 故
公 里 ，搭 载 潍 柴 ＬＮＧ 燃 气 发 动 机 ，发 障 代 码 ， 记 录 故 障 是
动 机 型 号 为 Ｗ Ｐ１２ＮＧ３８０Ｅ５０， 额 定 功 否 为 激 活 状 态 。 通 过
线 肜 式 显 示 出 来 ，然 后 点 击 “ＳＴＡＲＴ”
＿
按 钮 开 始 采 样 。 同 时 也 能 对 自适 应 系数
图 １ ＷＯＯＤＷＡＲＤ ＯＨ２．０软 件主界面
表 的 数 据 进 行 采 集 ，参 见图 ２。
■
汽 车 门诊 ＱＩｃＨＥＭＥＮｚＨＥＮ
另 外 ，０Ｈ２．０故 障 诊 断 软 件 还 能 燃 料 计 量 阀喷 嘴 排 列 顺 序 为 外 侧 （以 从 ５开路 或 对 地 短 路 的 故 障 代 码 原 因 只 能
率 ２８０ｋＷ 。 车 辆 大 修 发 动 机 后 ， 出 现 ＯＨ２．０诊 断 软 件 能 够
发 动 机 怠 速 不 稳 故 障 。
显 示 “事 件 ” 被激 活状
２ Ｗ ＯＯＤ￣Ａ Ａ ０ ０故 障 诊 ．
潍柴天然气发动机燃气电控系统
潍柴天然气发动机燃气电控系统潍柴天然气发动机燃气电控系统是一种现代化的发动机控制系统，它使用了先进的燃气电控技术来管理汽车发动机的燃烧过程，帮助汽车发动机实现高效、节能的运行。
燃气电控系统的原理潍柴天然气发动机燃气电控系统的原理是通过控制发动机的燃气供给和进气量来实现发动机功率的调节，从而达到节能降耗的目的。
该系统采用了高精度的气体压力传感器、温度传感器、节气门等传感器来实时检测发动机的运行状态，并根据这些数据计算燃气供给和进气量等参数，实现对发动机的控制。
燃气电控系统适用于双燃料发动机，它可以自动识别燃气或汽油等燃料，当汽油供应不足时，自动切换到天然气燃料模式。
此外，该系统可以实现发动机的自动停机和自动重启，并能实现发动机的远程控制。
燃气电控系统的优点潍柴天然气发动机燃气电控系统有以下优点：1.节能降耗：燃气电控系统可以实时检测发动机的运行状态，并根据数据计算燃气供给和进气量等参数，从而实现对发动机的控制，使发动机在保证运行的同时实现节能降耗。
2.环保节能：潍柴天然气发动机采用的是天然气作为燃料，其燃烧过程中排放的有害气体少，是一种环保节能的燃料。
3.稳定可靠：燃气电控系统使用高精度的传感器来保证系统的稳定性和可靠性，从而提高了汽车发动机的可靠性。
4.自动智能：燃气电控系统可以自动识别燃气或汽油等燃料，并自动切换到天然气燃料模式。
此外，该系统可以实现发动机的自动停机和自动重启，并能实现发动机的远程控制，具有智能化和便捷化的特点。
燃气电控系统的应用范围潍柴天然气发动机燃气电控系统适用于各种搭载天然气发动机的汽车，包括公交车、出租车、物流车、工程车等。
其适用范围广泛，具有巨大的市场前景和发展潜力。
潍柴天然气发动机燃气电控系统是一种全新的发动机控制系统，能够实现发动机的高效、节能运行，具有节能环保、稳定可靠、自动智能和广泛适用性等特点。
它的出现无疑将推动汽车行业的技术进步和发展，为实现节能减排和环境保护做出了重要贡献。
潍柴天然气发动机燃气电控系统培训
1230/(1300-1500) 220/300 2200
185
95
WP10NG336E30/40 1050
1350/(1300-1500) 247/300 2200
185
95
WP12NG330E30/40 1050
1350/(1300-1500) 243/330 2200
185
95
WP12NG350E30/40 1100
800
980/(1300-1500) 191/260 2300
185
95
WP10NG260E30/40
900
980/(1300-1500) 191/260 2200
185
95
WP10NG280E30/40
950
1160/(1300-1500) 206/280 2200
185
95
WP10NG300E30/40 1000
第 6页 共 页二、产来自介绍型号1000转扭矩 (N·m)
最大扭矩 (N·m)/rpm
额定功率 额定转速 最低燃气耗 1米噪声 (kW/hp) (r/min) (g/kW·h) dB(A)
WP6NG210E30/40
600
680/(1300-1500) 155/210 2300
185
95
WP6NG240E30/40
天然气发动机结构特点
潍柴天然气发动机是在相应型号潍柴柴油机基础上改制，增加燃气电控 系统而成。目前潍柴LNG发动机采用美国WOODWOOD2.0燃气电控系统。 1、取消了柴油机的燃油系统(高压油泵、喷油器、高压油管等件），增加了燃气 供给系统（气瓶、高压切断阀、减压器、燃气热交换器和节温器、喷射阀等 件）。 2、采用点燃式燃烧方式（气缸盖上的喷油器安装孔改为火花塞安装孔），增加 了点火控制系统（点火控制器、点火线圈、高压线、火花塞）。 3、压缩比比柴油机的小，燃烧室形式（活塞）与柴油机不同。 4、增加了信号发生器，用于判缸和测量发动机转速。 5、增加了混合器和节气门，使燃气和空气在混合器中混合。 6、排气温度高，增压器采用水冷中间壳，进、排气门座采用耐磨、耐高温材 料，采用带隔热材料的排气管。 7、WOODWARD系统单点喷射，稀薄燃烧。
潍柴LNG气体机电控燃气系统及故障检修
潍柴LNG气体机电控燃气系统及故障检修摘要：潍柴LNG气体机采用先进的电控燃气系统，能够实现多种工况下的高效节能运行，但在长期使用过程中仍然会面临一些故障问题。
本文以潍柴LNG气体机为研究对象，介绍其电控燃气系统的原理及故障检修方法，并提出一些有效的故障预防措施。
关键词：潍柴LNG气体机；电控燃气系统；故障检修；故障预防；节能正文：1. 潍柴LNG气体机电控燃气系统的组成潍柴LNG气体机的电控燃气系统主要由气体控制阀组、自动控制器、喷油泵组和点火系统等部件组成。
其中，气体控制阀组负责控制气体进入发动机，并实现气体的调节和控制；自动控制器则负责监测和控制发动机的运行，提高燃气的利用效率；喷油泵组则负责将燃油喷入发动机燃烧室，点火系统则负责点火爆炸，使得发动机转动。
2. 潍柴LNG气体机电控燃气系统的原理在潍柴LNG气体机的运行过程中，首先通过气体控制阀组将气体引入发动机的燃烧室中，同时自动控制器根据发动机的运行状态和负荷情况，通过控制气体控制阀组的开合实现对气体进气流量、气体的压力等参数的调节。
同时，在发动机转速达到一定值时，喷油泵组会将燃油喷入燃烧室中，点火系统则通过点火线圈将高压电导入火花塞，实现点火爆炸，推动发动机转动。
3. 潍柴LNG气体机电控燃气系统故障检修方法在潍柴LNG气体机使用过程中，可能会出现气体、喷油泵、自动控制器以及点火系统等部件的故障，对此需要进行及时的检修处理。
对于气体方面的故障，首先需要检查气体进气口和供气管道是否存在堵塞、泄漏等问题，检查气体控制阀组和自动控制器是否正常工作，如果需要更换部件则应使用原厂配件；对于喷油泵的故障，则需要检查燃油供给管道、油泵过滤器是否存在问题，检查喷油泵本身的工作状态，必要时需要进行清洗、更换；对于自动控制器的故障，则可能是传感器的问题，需要检查各个传感器的线路、电气连接是否正常，必要时需要更换；对于点火系统的故障，则需要检查点火线圈、火花塞、高压线等部件的状态，必要时需要更换。
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混合器
气瓶
切断阀
滤清器
稳压器
热交换器
节温器
FMV燃料计量阀
低压滤第清1器7页(选共装) 页
滤清器
作用：去除超过95%以上的0.3 到0.6 微米范围的悬浮颗粒。
第第181页8页共共 页
电磁阀
第第191页9页共共 页
稳压压器器
作用：调节燃气压力至7-8bar
平衡管接头
第第202页0页共共 页
热交换器
潍柴天然气发动机培训 三羚公司培训
1
天然气发动机的基础概念
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一、进气=功率
1、更多进气 = 更大功率
（意味着不能一味加大油门来提升马力）
进气压力增加= 进气流量增加= 扭矩增加 发动机对进气调节控制能力决定发动机性能
2、增压低则功率小 如果增压低，系统中不能通过增加燃料来提升动力 – 发生爆震问题 – 过多燃料导致排放急剧恶化 – 燃料经济性变差
2、稀燃:混合气中多余了空气称为稀， λ＞1表示稀， （多余了燃料称为浓，λ <1 表示浓）
稀燃的优点： 1、燃料经济性 2、排放特性 3、热负荷 – 排温 – 传至发动机冷却液的热量降低
第 5页 共 页
四、爆震 (末端气体爆震)
1、定义：爆震是气缸中正常火焰燃烧产生的压力温度上升，从而导致未燃燃料 同空气的自燃现象。 爆震是不正常的。
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专用气门座圈和气门
燃气机专用气门座圈及气门
1、耐高温；2、耐腐蚀；3、自润滑性能好 4、气门阀座和气门寿命与柴油机相同
密封带堆焊
第 10页 共 页
专用活塞
内冷油道
内冷油道 喷油入口
采用加大内冷振荡油道活塞
1、可以多带走30%的热量；
内冷油道连杆 小头喷油口
内冷油道 喷油出口
第 11页 共 页
第 3页 共 页
二、节气门
• 对于柴油机 燃料 = 功率
• 由于预混的CNG 不能同柴油机同样程度的稀燃，必须通过其他方式限 制发动机动力。
柴油机 稀
汽油机
当量比
浓
CNG
• 节气门为控制空气流动的装置。
天然气稀燃发动机
第 4页 共 页
三、稀燃
正常的空燃比是以当量比来表示的。
1、当量混合:理论上足够的空气燃烧完所有的燃料，燃烧后无氧气和未燃烧燃料 残留。通常空燃比以质量比给出。 用λ表示过量空气系数，当量混合时即λ＝ １ 柴油机空燃比：14.5 天然气发动机 空燃比：16-17
第 14页 共 页
天然气发动机工作原理：
• LNG从气瓶体通过管路进入汽化器加热汽 化，经过稳压罐稳压后由燃气滤清器滤清 ，之后通过电磁切断阀控制通断进入稳压 器稳压，稳压后的燃气进入热交换器。
• CNG从压缩气瓶通过管路进入减压器减 压至7-8bar后，经过滤清器进入热交换器
• 燃气经过热交换器加热后通过节温器进入 FMV，由FMV控制喷射入混合器中与增 压后的空气混合。电子节气门控制混合气 进入发动机气缸内燃烧做功。
2、爆震带来的影响： • 长时间的爆震会导致发动机系统损坏 (活塞环、火花塞、活塞、气门座圈等
) • 爆震在低速高负荷下最严重。
3、下述情况可导致爆震： – 过多的积炭 (过高的机油灰分) – 机油消耗过大，发动机过浓燃烧 – 燃料浓于设定点 ~5% – 中冷器污染 (过高进气温度) – 增压不能控制或过高 – 点火定时不准 – 燃料品质差 (低辛烷值)
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燃气供给系统
第 16页 共 页
燃气供给系统图
燃气供给系统的作用:
压力管理: 气罐压力混合器前极低压力
温度控制: 极低温度的燃气将冻结管路和部件，系统件 有效加热并控制燃气温度在合理范围内
传感器: 提供稀燃燃烧需要的燃气温度信息，精确控制 喷嘴喷射量.
安全性: 燃气需要电磁阀控制燃气的开断。
热交换器的作用： 天然气从液态变为气态导致 燃气温度大幅降低，通过发动机的冷却液给 天然气进一步加热，可防止进入燃料计量阀 前的燃气结晶影响燃料计量阀性能。
结构：换热器采用叉流结构以避免因燃气过冷 和冷却液过热时导致的热冲击
性能：在冷却水温高于0度的发动机所有工况， 热交换器能保证燃气始终高于-40 ℃。冷却 水温高于82C时燃气温度高于0度。
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热交换器--低温启动性能好
WOODWARD系统 独特的板式换热器
隔热材料排气管
外包隔热材料排气管
隔热材料排气管
1、可以降低排气管温度30℃～50℃
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潍柴燃气电控系统WOODWARD OH2.0系统结构示意图
第第131页3页共共 页
天然三气、发工动作机原工理作过程
液化天然气从储气瓶流出，经过水浴式汽化器加热后汽化为气态天然气，经 过滤清器过滤杂质，流入高压切断阀，接着进入稳压器，进一步调整天然气 压力后，进入热交换器进行加热，然后经过节温器流入燃料计量阀，燃料计 量阀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，经火花塞点燃后燃烧，火花塞的点火 时刻由ECU控制，氧传感器即时监控燃烧情况并反馈给ECU，ECU根据氧传 感器的反馈信号及时修正天然气喷射量。
第 6页 共 页
五、失火
• 天然气发动机的失火极限：过浓 0.7＜ λ ＜1.6过稀。 • 过低的稀燃导致高的碳氢排放并降低发动机功率和高的燃气消耗。 • 过浓的混合气导致高的碳氢排放和高的排气温度。
第 7页 共 页
第二部分：天然气发动机结构及工作原理
第 8页 共 页
天然气发动机结构特点
潍柴天然气发动机是在相应型号潍柴柴油机基础上改制并增加燃气电控系 统而成。目前潍柴LNG发动机采用美国WOODWOOD2.0燃气电控系统。 1、取消了柴油机的燃油系统(高压油泵、喷油器、高压油管等），增加了燃气 供给系统（气瓶、燃气热交换器和节温器、喷射阀等）。 2、采用点燃式燃烧方式（气缸盖上的喷油器安装孔改为火花塞安装孔），增加 了点火控制系统（点火控制器、点火线圈、高压线、火花塞）。 3、压缩比比柴油机的小，燃烧室形式（活塞）与柴油机不同。 4、增加了信号发生器，用于判缸和测量发动机转速。 5、增加了混合器和节气门，使燃气和空气在混合器中充分混合。 6、排气温度高，增压器采用水冷中间壳，进、排气门座采用耐磨、耐高温材料 ，采用带隔热材料的排气管。 7、WOODWARD系统采用ECU控制，单点喷射，稀薄燃烧。