双燃料发动机
双燃料发动机ecu原理
双燃料发动机ecu原理
双燃料发动机的 ECU（发动机控制单元）原理涉及到管理两种
不同燃料的燃烧过程，通常是汽油和天然气或液化石油气（LPG）。
ECU 是发动机管理系统的关键组成部分，它负责监控和调整发动机
的运行，以确保最佳性能和排放控制。
首先，双燃料发动机的 ECU 需要能够识别当前使用的燃料类型。
它通过传感器来监测燃料的类型和燃烧过程的参数，例如氧传感器、油压传感器、温度传感器等。
这些传感器提供的数据被 ECU 分析，
以确定最佳的点火时机、燃油喷射量和其他关键参数。
其次，ECU 需要能够动态地调整发动机的工作参数，以适应不
同燃料的特性。
例如，天然气燃料的点火时机和燃油喷射量可能与
汽油不同，因此 ECU 需要根据当前使用的燃料类型进行相应的调整。
另外，双燃料发动机的 ECU 还需要能够实现燃料的切换。
在双
燃料系统中，车辆可以在不同的燃料模式之间切换，ECU 需要能够
平稳地实现这种切换，并确保发动机在切换过程中的稳定运行。
最后，ECU 也需要与车辆的其他系统进行协调，以确保整个车
辆系统的正常工作。
例如，它需要与变速箱控制单元协调，以确保
在不同燃料模式下的换挡逻辑和工作参数的调整。
总的来说，双燃料发动机的 ECU 原理涉及到对不同燃料类型的
识别、动态调整发动机参数和实现燃料切换的能力，以及与车辆其
他系统的协调工作。
这些功能的实现，需要依靠先进的传感器技术、精密的控制算法和可靠的执行器，以确保发动机在不同燃料模式下
的高效、稳定和环保运行。
最新推出的大功率双燃料发动机
内 ，将在 试验 台上对 这种 机 型进 行彻 底 的试验 ，以便 保证 届时将 ５／０ Ｆ发 动 机 高质 量地 推 向船 ６ Ｄ １ 舶 市场 。
是在不影响设备质量和性能的前 题下来 达到节 省大量 资金 的 目
的。
的四冲程发动机。
这 种 型号为 ５／０ Ｆ （ 燃 １ Ｄ ６ 双 料 ） 发 动 机 是 在 众 所 周 知 的 ４ ／０ ８６Ｂ系 列 发 动 机 的 基 础 上 并 采用 了在小 Байду номын сангаас双燃 料发 动机上 十 年来所 获得 的宝 贵经验特 别是 近 来 推 出 的 ３／ Ｄ （ ２４ Ｆ 双燃 料 ） ０ 发 动 机 的新 技 术 而 开 发 出 的新 机
Ｄ Ｒ １０ Ｃ ０ ０障碍 电阻测 量 系统 ， 使得在敷设完毕的电缆上测量障 碍 电 阻成为 可能 。
该 系统 可测量 涉及 大量折 皱 和露 出铜 线 电缆 的微 欧 姆大小 的 电阻 。利用一 个 电场探 测 的专 利
５ ，Ｏ Ｆ发 动机 是 目前 市场 １６Ｄ
上最大功率的双燃料四冲程发动 机 ，而且涵盖 了该公司从 ６ 缸单 排 直 列式 发 动 机 到 １ ８缸 Ｖ型 发
动 机 系列 中 的所 有 型 号发 动 机 。
现 、测 量和记 录船用设备 上从 １ｃ ～ ２ ０Ｃ的 温 度 变 化 并 能 ＯＩ ＋ ５￣ ＝
一
技术 ，能直接测量出有障碍连线 处的质量 ，而无须侵害或破坏 电 缆的连接和绝缘。 Ｄ Ｒ １０ Ｃ ０ ０测 量 时 可 在 瞬 间 完成 ， 并且能达到高于十分之一 的精确度 ，而且还 可一 次又一 次
存储最高可达 １ ０ ０个高质量热 ０ 成像 的 Ｓ 信号数据 ） Ｄ（ 插件外 ；
柴油／CNG双燃料发动机的研究和发展
汽 车保有 量 的剧增 ，加 剧 了 日益严 重 的能源 紧
（） １根据 供气 方 式 的不 同 ，柴 ￣／Ｎ 双燃 料 发 ｔ Ｇ Ｃ
缺和环境污染。天然气燃料的低排放 、 低燃料费用 和合理的燃料资源配置使得天然气汽车技术越来越 受到重视 ，其 中用柴油作引燃燃料 的柴￣／Ｎ 双 ＣＧ
燃 料发 动机 以其 改装 方便 、经 济性好 、燃料 选用 灵
在压缩 比比较低 的发动机上 ，高压喷射供气方式 主要用在高压缩 比和压缩终点喷射的气体燃料发动
机 上。
１ 柴 油， ＮＧ双 燃 料 发 动机 概 述 Ｃ
１１ 定 义 ．
（） ２ 根据 引燃 油 量 的多 少 ，柴 油／Ｎ Ｃ Ｇ双燃料 发
动机可分 为常规双燃料发动机 和微 引燃天然气发
动机可分为两种 ，即缸外供气和缸内直接喷气 ， 其
中缸外供 气又 有进气 管 混合 器供 气和 进气歧 管 喷射
两种形式 ， 内直接喷射主要包括缸 内高压喷射式 缸
和低压 喷射式 两 种 ，其 中低 压 喷射供 气方式 主要 用
活 、热效率高以及排放性能好等优点在国外 日 益受
到关注 。
供气有电控混合器和天然气喷射阀两种形式 ，前者
安装在进气总管处 ，后者则可安装在进气总管或者 进气歧管处 ，利用天然气喷射 阀来控制 系统 的指 令 ，并定时喷射天然气 ，然后 与空气混合进入气
动机。
柴 ￣／Ｎ ｔ Ｇ双燃 料 汽 车 指 具 有 两 套燃 料供 给 系 Ｃ
统 ，一套供给天然气 ，另一套供给天然气之外的燃 料 ，两套燃料供给系统按固定的配比向气缸供给燃
料 ，在缸 内混 合燃 烧 的汽车 。
１２ 分类 ．
双燃料发动机系统设计与安装指南
中国船级社双燃料发动机系统设计与安装指南中国船级社上海规范研究所2007年10月双燃料发动机系统设计与安装指南目录第1章 通则 (3)1.1 适用范围 (3)1.2 定义 (3)1.3 图纸资料 (3)1.4 船上试验 (4)第2章 双燃料发动机舱室/机舱 (5)2.1 气体燃料供应管采用单层壁结构的双燃料发动机舱室 (5)2.2 气体燃料供应管安装在通风管内或采用双层壁结构的机舱 (6)第3章 气体燃料管系 (7)3.1 一般要求 (7)3.2 双燃料发动机舱室内采用单层壁的气体燃料管系 (8)3.3 双燃料发动机机舱内采用双层壁或安装在通风管内的气体燃料管系 (8)3.4 气体阀组 (9)第4章 双燃料发动机 (10)4.1 一般要求 (10)4.2 结构布置 (10)4.3 起动空气和进气系统保护 (10)4.4 曲轴箱保护 (10)4.5 活塞下部空间保护 (11)4.6 透气 (11)4.7 排气系统 (11)第5章 控制、监测与安全系统 (12)5.1 一般要求 (12)5.2 双燃料发动机监测与安全系统 (12)5.3 气体燃料供应管系监测与安全系统 (13)2第1章 通则1.1 适用范围1.1.1 本指南适用于采用天然气（LNG货物蒸气）和燃油作为燃料的双燃料发动机及其气体燃料供应管系。
1.1.2 双燃料发动机及其气体燃料供应管系除满足本指南要求以外，还应符合CCS《钢质海船入级规范》（以下简称CCS《规范》）、CCS《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》（以下简称CCS《液化规范》）的有关规定。
1.2 定义1.2.1 本指南有关定义如下：（1） 双燃料发动机（Dual fuel engine）：系指既可采用天然气作为燃料（需喷入引燃油点燃），也可单独采用燃油作为燃料的发动机。
（2）双燃料发动机舱室（Dual fuel engine compartment）:系指位于机舱内，用于安装双燃料发动机的独立机器处所。
船用双燃料发动机技术发展及应用前景分析2015(1)
船用双燃料发动机技术发展及应用前景分析双燃料发动机是以柴油为引火燃料，可燃气体为主燃料的发动机。
目前研究使用较多的为柴油—天然气双燃料发动机。
相对于石油来说，液化天然气（LNG）具有储量丰富、使用方便和排放清洁的特点，其基本不含硫化物和微小颗粒等有害物质，可有效降低90%的氮氧化物和25%的二氧化碳排放量，因而是未来替代能源最理想的选择。
交通行业为高能耗、高排放、高污染的行业之一。
航运业更为明显，世界航运业产生的温室气体排放量是航空业的2倍，船舶硫化物和氮化物的排放量则分别占到了全球总排放量的20%和30%，船用燃料已经成为造成海洋和大气污染的重要因素。
目前波罗的海、北海、北美和美国加勒比海已经设立排放控制区（ECA）。
其他地区如如墨西哥湾、阿拉斯加水域、五大湖水域、新加坡、香港、黑海、地中海以及东京湾水域也将设立排放控制区。
我国于2015年12月4日发布了《珠三角、长三角、环渤海（京津冀）水域船舶排放控制区实施方案》（下称《ECA 方案》），开始限制船舶排放。
目前，在欧洲ECA海域要求所有船舶硫排放不得超过0.1%，其他地区的减排要求也日益严格。
由于双燃料发动机在经济性、环保性、动力性能等方面具有众多优点，其成为未来发动机发展的重要方向。
一、船用双燃料发动机存的技术特点及瓶颈技术（一）船用双燃料发动机的技术特点船用双燃料发动机一般都是根据原有柴油机改装而成，在工作原理上与柴油机几乎相同，结构也非常相似。
与其他类型发动机相比，双燃料柴油机具有以下优点：1、由于燃料为LNG清洁能源，有害物、污染气体排放少，可以满足IMO Tier Ⅲ要求，可使船舶在排放控制区内自由航行而不必缴纳排放税；2、运行经济方便，船用发动机燃料可选气体燃料或燃油燃料，使用成本最低的燃料，保证船舶营运的经济性；3、与纯气体燃料发动机相比，双燃料柴油机的安装成本更低，前者对续航力有要求，须较大的LNG储罐，占用较大货舱的空间，而后者只需按航线要求配较小的LNG储罐，保证集装箱的装载量，营运的经济高；4、双燃料柴油机的可靠性高，在LNG气体泄漏时，可转换到油模式以柴油作为燃料，保证船舶正常运行，这是纯气体发动机所无法做到的。
知识点1双燃料内燃机 (duel-fuel engine).
任务八 其他设备新技术的应用及管理
1双燃料内燃机 (duel-fuel engine) 2瓦锡兰公司DF系列四冲程双燃料智能型 内燃机 3MAN B&W 公司推出的ME-GI二冲程双燃 料智能内燃机
任务八 其他设备新技术的应用及管理 一、双燃料内燃机 对LNG船舶来说，将在货舱条件下自然蒸发的天然气作为船舶动力装置 的燃料是最合理的选择。采用蒸汽轮机动力装置的锅炉可以充分利用自然 蒸发四冲程内燃机——以天然气-柴油（或燃料油）为燃料。 优点——可最大限度的利用自然蒸发的天然气，极大地降低燃油消耗，而
且NOx的排放量和CO2的排放量也相当低。
最具代表性的双燃料内燃机——MAN B&W推出的ME-ＧI二冲程双燃料智 能内燃机（包括DF双燃料四冲程中速机）和瓦锡兰公司推出的DF系列四冲 程双燃料智能型内燃机。 双燃料发动机的系统组成——由燃气供给与喷射系统、点火油系统、燃油 系统、控制系统等几大系统组成。
双燃料发动机
Wärtsilä 50DF
供气系统
Pe与空燃比
启动模式
运行模式
V3
V5
ME-GI
燃气系统
燃气喷射
ME-GI
燃料比例变化
作主机时可以在25%负荷以上时，从 100%燃油到95%天然气+5%燃油之间， 燃气和燃油可进行任意比例切换。但 无法满足Tier Ⅲ 的要求，除非使用 EGR或SCR
Wärtsilä 50DF
2. Wärtsilä 50DF 中速机
2006年，50DF发动机应用在第一艘LNG船上
Wärtsilä 50DF
至2012年2月，共720台DF发动机（含陆用），累计运行 >5,000,000小时
Wärtsilä 50DF
点火油和主燃油系统
Wärtsilä 50DF
点火油和主燃油系统
主燃油系统采用传统方式由凸 轮轴驱动高压油泵产生150MPa 的高压油，送至大孔；
四冲程机
柴油模式可使用重油作燃油，柴油依然作点火油
只有空气被压缩 狄赛尔循环 双燃料发动机
二冲程机
（二）二冲程机
1. 燃气发动机（GD或GI） 狄赛尔循环 不满足IMO Tier Ⅲ要求 需要加后处理装置
二冲程机
2. 低压双燃料发动机（DF）
柴油引燃 燃气进口在扫气口上方冲程中部的位置 奥托循环 满足IMO Tier Ⅲ要求 效率大于四冲程机
双燃料发动机简介
2013.4.10
目 录
一．前言 二．双燃料发动机的分类
三．典型双燃料发动机的简介
一．双燃料发动机的发展动力
１. 海事环保法规的要求
柴油 甲醇双燃料发动机主要参数
附录A（规范性附录）柴油/甲醇双燃料发动机主要参数A.1发动机结构参数生产企业：型号：型式（系指冲程数、冷却方式、气缸排列方式、燃烧室型式、燃料供给方式、是否增压、是否带中冷器、是否带催化器等）3)气缸数：缸径/行程：mm/mm总排量：L压缩比：着火火顺序：旋转方向：A.2发动机性能参数额定功率：kW额定功率转速1)：r/min最大扭矩1)：N·m最大扭矩转速1)：r/min怠速转速1)：r/min额定工况柴油消耗量：kg/h额定工况甲醇消耗量：kg/h额定工况当量燃料消耗率：g/kW·h最低当量燃料消耗率：g/kW·h最高热效率：%最高平均有效压力：bar最高爆发压力：MPa排放水平：A.3生产企业应给定的参数A.3.1燃料A.3.1.1柴油推荐的柴油规格：低热值1)：kJ/kgA.3.1.2甲醇推荐的甲醇燃料规格：7低热值1)：kJ/kgA.3.2机油规格：（夏季）（冬季）A.3.3规定的温度冷却水出口最高温度：K或℃最高排气温度：K或℃机油温度：最高K或℃最低K或℃柴油温度：最高K或℃最低K或℃甲醇温度：min~max K或℃进气温升(压气机出气口与环境的温差)2)：max K或℃甲醇系统部件工作环境温度：min~max K或℃冷起动最低环境温度：K或℃A.3.4规定的压力机油压力：min~max MPa甲醇喷射压力：MPa压力变化允差：MPa柴油喷射压力：MPa排气背压：min~max kPa中冷器2)压力降：max kPaA.3.5其它额定工况时的空气消耗量：kg/h全负荷下活塞最大漏气量：L/min额定工况机油燃料消耗比：%外形尺寸（长×宽×高）：mm净质量（不包括油、水、散热器及传动装置）：kg总质量（包括散热器、底座及传动装置）：kgA.4增压中冷系统2)A.4.1增压器生产企业：型号：特征描述（是否为水冷中间壳，是否带废气排放阀等）：A.4.2中冷系统2)生产企业：型号：特征描述（水冷或空冷、材质等）：A.5配气系统进气门：上止点前（°CA）开，下止点后（°CA）关8最大升程：mm；间隙：冷热mm 排气门：下止点前（°CA）开，上止点后（°CA）关最大升程：mm；间隙：冷热mmA.6空气污染防治措施2)A.6.1废气再循环（EGR）2)生产企业：型号：特性描述（流量、EGR控制方式、冷却方式、EGR率描述等）：A.6.2选择性催化还原（SCR）2)生产企业：型号：特性描述：A.6.3催化转化器（DOC）2)生产企业：型号：尺寸、形状和容积：安装位置（在排气管路中的位置）：安装方式描述（如独立安装、并联安装、串联安装）：贵金属总含量：载体（结构和材料）：孔密度：A.6.4柴油颗粒捕集器（DPF）2)生产企业：型号：尺寸、形状、容积：型式和结构：过滤效率：贵金属总含量：载体（结构和材料）：孔密度：再生方法描述：A.6.5其它系统2)种类和作用：A.7冷却系统9A.7.1冷却液种类及特性：A.7.2水泵2)型号：特性：传动比：A.7.3节温器型号：初开冷却液温度：℃；全开冷却液温度：℃；升程：mmA.8润滑系统A.8.1机油泵2)型号：A.8.2机油冷却器2)型号：A.9柴油供给系统A.9.1系统描述特征：工作原理：A.9.2喷油泵生产企业：型号：泵端压力：MPa静态喷油正时：喷油提前曲线：校准方法：A.9.3调速器生产企业：型号：减油点：全负荷开始减油点转速：r/min 最高空车转速：r/min怠速转速：r/minA.9.4高压油管2）长度：内径：A.9.5共轨管2）生产企业：型号：工作轨压:MPa10A.9.6喷油器生产企业：型号：开启压力：MPa开启压力特性曲线：A.9.7冷起动系统生产企业：型号：描述：A.9.8辅助起动装置2）生产企业：型号：描述：A.10甲醇供给系统A.10.1甲醇喷射装置A.10.1.1单点喷射式2）A.10.1.1.1喷嘴数量：型号：可能的调节：工作压力：kPa1)材质：工作电压：V额定工况流量：kg/h（或提供流量-压力差函数曲线）A.10.1.1.2甲醇轨型号：可能的调节：工作压力：kPa1）材质：附属装置：A.10.1.1.3其它装置A.10.1.2多点喷射式2）A.10.1.2.1喷嘴数量：型号：工作压力：kPa1)材质：工作电压：V额定工况流量：kg/h（或提供流量-压力差函数曲线）A.10.1.2.2甲醇轨型号：工作压力：kPa1）材质：附属装置：A.10.1.2.3其它装置11A.10.2甲醇压力调节器型号：数量：工作压力：kPa1)材质：A.10.3甲醇过滤器型号：滤清能力：工作压力：kPa1）材质：A.10.4甲醇泵型式（直流或交流，有刷或无刷）：型号：特性：工作压力：kPa1）材质：A.10.5甲醇液位计型号：工作电压：V材质：A.10.6甲醇管型号：材质：内径：mm外径：mm A.11电控系统A.11.1发动机电控单元型号：系统电压：V接地极：A.11.2甲醇电控单元2）型号：系统电压：V接地极：A.11.3传感器A.11.3.1油门位置传感器2)型号：A.11.3.2节气门位置传感器2)型号：A.11.3.3甲醇流量传感器2)型号：工作压力1)：kPa材质：12安装尺寸：A.11.3.4气体温度传感器2)型号：安装尺寸：数量：A.11.3.5水温传感器型号：安装尺寸：数量：A.11.3.6转速传感器型号：安装尺寸：数量：A.11.3.7压力传感器2)型号：安装尺寸：数量：A.11.3.8绝对压力传感器2)型号：安装尺寸：数量：A.11.3.9相位传感器2)型号：安装尺寸：数量：A.11.4执行器A.11.4.1节气门2)型号：A.11.4.2高压EGR阀2)型号：A.11.4.3低压EGR阀2)型号：A.11.4.4排气背压阀2)型号：A.11.4.5怠速旁通控制阀2)型号：A.11.4.6废气旁通控制阀2)13型号：A.12电气系统A.12.1发电机输出电压：型号：A.12.2起动机输入电压：型号：A.13其它（详细目录，必要时简要说明）注1)：应给定范围或公差。
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Wärtsilä 50DF
至2012年2月，共720台DF发动机（含陆用），累计运行 >5,000,000小时
Wärtsilä 50DF
点火油和主燃油系统
Wärtsilä 50DF
点火油和主燃油系统
主燃油系统采用传统方式由凸 轮轴驱动高压油泵产生150MPa 的高压油，送至大孔；
3. 低压双燃料发动机（Dual Fuel engine, DF）
四冲程机
（一）四冲程机
1. 高压燃气喷射发动机（ＧＤ或ＧＩ） 可在不同燃气/柴油比例下运行，或可仅燃用柴油 可燃气体在压缩终点喷入气缸 燃气进气/喷射压力高，350bar 狄赛尔循环 真正的“双燃
料”发动机
四冲程机
2. 电火花点火的气体发动机（SG）
只能使用气体燃料 燃气与空气一起压缩，电火花点火 燃气进机压力低，<5bar 奥托循环 单燃料发动机
四冲程机
3. 低压双燃料发动机（DF）
分为燃气模式和柴油模式 燃气模式下燃气与空气一起进入气缸，一起压缩 压缩终点使用1%能量的柴油引燃 燃气进机压力低，<5bar 奥托循环
V3
V5
ME-GI
燃气系统
燃气喷射
ME-GI
燃料比例变化
作主机时可以在25%负荷以上时，从 100%燃油到95%天然气+5%燃油之间， 燃气和燃油可进行任意比例切换。但 无法满足Tier Ⅲ 的要求，除非使用 EGR或SCR
Wärtsilä 50DF
2. Wärtsilä 50DF 中速机
在ME电控机的基础上增加了燃气供给系统及
250bar~300bar的天然气共轨管。增加了燃气喷射 阀、双壁燃气管、蓄压块、ELGI阀等。
ME-GI
燃油喷射系统
ME-GI
燃气系统
燃气供给系统
ME-GI
燃气阀块： 燃气阀块供气给蓄压块，并在安装一个截止阀和两个放气阀，通过 止回阀进入气缸。 V4
四冲程机
柴油模式可使用重油作燃油，柴油依然作点火油
只有空气被压缩 狄赛尔循环 双燃料发动机
二冲程机
（二）二冲程机
1. 燃气发动机（GD或GI） 狄赛尔循环 不满足IMO Tier Ⅲ要求 需要加后处理装置
二冲程机
2. 低压双燃料发动机（DF）
柴油引燃 燃气进口在扫气口上方冲程中部的位置 奥托循环 满足IMO Tier Ⅲ要求 效率大于四冲程机
双燃料发动机简介
2013.4.10
目 录
一．前言 二．双燃料发动机的分类
三．典型双燃料发动机的简介
一．双燃料发动机的发展动力
１. 海事环保法规的要求
２. ＬＮＧ作为清洁能源的优势
二．双燃料发动机的分类
1. 高压燃气喷射发动机（Gas Diesel engine, GD）
2. 电火花点火的气体发动机（Spark ignited Gas engine, SG）
三．典型双燃料发动机
1. MAN ME-GI（低速机）
2. Wärtsilä50DF（中速机）
ME-GI
1. ME-GI 电控双燃料柴油机
ME-GI，即ME engine with gas injection。
MAN B&W公司于
2005年在ME柴油机 的基础上推出的电子 控制双燃料柴油机。
ME-GI
点火油由点火油泵单元升压至 90Mpa送至小孔
Wärtsilä 50DF
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 供气系统
Pe与空燃比
启动模式
运行模式