燃气发电机组发动机电控系统控制策略研究

发表时间：2019-06-03T11:58:28.617Z 来源：《电力设备》2019年第3期作者：张荷建

[导读] 摘要：燃气发电机组的优点很多，随着技术的发展，电力用户对发电机组的供电质量要求越来越高，天然气作为发动机替代燃料的优势很明显，随着计算机技术的不断发展，电控技术也在发动机上面得到了广泛的应用。

（山西兰花大宁发电有限公司山西省晋城市 048000）

摘要：燃气发电机组的优点很多，随着技术的发展，电力用户对发电机组的供电质量要求越来越高，天然气作为发动机替代燃料的优势很明显，随着计算机技术的不断发展，电控技术也在发动机上面得到了广泛的应用。因此通过对燃气发电机组的控制系统控制策略研究，对于开发满足燃气发电机组运行工况的天然气发动机电控系统有很重要的意义。因此，本文对燃气发电机组发动机电控系统控制策略进行分析研究。

关键词：燃气发电机组；发动机；电控系统；控制策略

在我国，天然气在工业、发电、民用燃料和化工原料等领域的使用已经占有一定的比重，在促进经济发展、社会进步和提高人民生活水平等方面正在发挥越来越重要的作用。随着“西气东输”等工程的投入运营，我国天然气的开发利用将呈现出跨越式发展时期，天然气在一次能源消耗的比重越来越大，越来越受到各界的重视。

燃气发电机组利用天然气发动机提供动力驱动发电机发电，具有运行启停灵活、启动成功率高、调峰范围广等优点，因此可以作为调峰发电或自发电设备，广泛用于医院、科研单位、工况企业及油气钻井平台等。机组发电频率大小及稳定性是其供电质量的重要指标，因此对燃气发电机组控制系统进行研究，将供电频率维持在允许范围内具有重要的意义。而燃气发电机组的频率控制主要是通过天然气发动机的转速控制来实现，因此很有必要对天然气发动机的电控系统进行研究，通过对其控制策略的研究来实现燃气发电机组的稳定。

1燃气发电机组控制系统相关技术现状和趋势

燃气发电机组是在发动机～发电机组的基础上改原动机为燃气发动机建立起来的，与使用柴油和汽油类似，主要研究内容为发动机电控技术，机组运行控制和机组供电质量控制等三个方面的内容。

机组运行控制经历了从手动到自动运行再到远程监控，从继电器和模拟电路到集成电路再到数字电路，从单机组控制到多机组集成监控的发展历程。随着自动化技术的发展，目前机组运行控制研究主要集中在通过PLC、MCU或者微机实现机组运行的全自动化运行，包括机组的自动启停、实时监测（电压、电流、频率、功率因数、油压、温度等）、故障报警、数据传输和处理、遥测和遥控、自动并车、自我保护以及并网控制技术等。这些研究把发动机～发电机组的自动化和机电一体化技术提高到一个新的水平。

机组供电质量控制则是机组控制系统研究的核心内容之一，包括电压控制、频率控制和机组稳定性控制。随着科学技术的发展，传统的电压、频率控制方式已不能适应用户和各种电力设备对电力质量越来越高的要求，急需在供电质量控制理论上有新的突破。现代控制方法和智能控制理论的发展则给机组供电质量自动控制技术的发展提供了新的思路和手段，利用这些理论研究机组电压和频率控制已成为发动机～发电机组控制系统研究的主要方向。

频率控制就是将供电频率维持在允许的范围内，它是燃气发电机组控制系统的主要任务之一。运用各种现代控制和智能控制方法提高电网和发电机组频率控制精度是电力控制系统研究的主要方向。目前电力系统频率控制研究主要针对大型发电机组以及电网频率展开，利用各种控制理论提出了多种控制策略。目前对于内燃发动机～发电机组（如柴油发电机组）频率控制，通常采用的方式是用调速器维持发动机的转速在一定范围内以使输出频率稳定。发动机转速控制的调节性能不但取决于所用的调节器和其调节特性，也取决于被调节对象—发动机的调节性能，即机组是否可调节，调节的难易程度和调节精度等。在平衡状态时发动机转矩等于外界阻力矩，当阻力矩增大或者减小而达到某值时，通过增大或者减少燃料供应量，使转矩从某值增大或者减小到另一值而达到新的平衡点，这时发动机转速保持稳定。 2天然气发动机电控技术及研究现状

天然气发动机大都是从汽油机或者柴油机改装而来，根据改装的方式和燃料使用的不同可以分为以下几种：（1）两用燃料发动机。这种技术主要在经过汽油机改装而来的发动机上使用。在原来汽油机的基础上保留原来的汽油供给系统，再另外安装一整套天然气供气系统。发动机工作时，只能使用一种燃料；（2）双燃料发动机。这种技术主要应用在压燃式发动机上，天然气通过喷入的柴油进行引燃，因此发动机工作时同时燃烧两种燃料，还可以分为常规双燃料发动机和柴油引燃式天然气发动机；（3）单燃料发动机。指只使用天然气作为发动机的燃料而不使用其他的燃料。两用燃料天然气发动机改装简单使用方便，但是它不能够充分发挥天然气在排放性和经济型上面的优越性。而双燃料天然气发动机运行时，需要对两种燃料的供给进行调节，协调控制比较复杂，其发展也受到限制。因此只有单燃料天然气发动机才是主要的趋势。

3燃气发电机组发动机电控系统控制策略

3.1PID控制

PID控制作为当前一套较为成熟的控制方式，其是经过了大量的实践经验得出的。另外，其主要是通过按照偏差的比例积分微分来对机电控制系统进行相应的控制。PID控制系统当中的比例，积分等各项都有其自身特殊的作用。对于PID控制系统积分来说，其作用不仅仅能够消除静差，而且在一定程度上还可以提高工作系统的无差度。另外，在比例作用和微分作用的共同工作下，其二者的作用还能够加快过度过程，进而最大程度的提高控制系统的稳定性，以及有效的对控制系统当中的动态特性进行相应的改善。另一方面，由于相关工作人员对于当前的系统控制对象物理特性的掌握程度还不够高、而且对于被控对象的精确数学模型也无法获得，所以在对精确的控制器进行计算时运用古典理论设计是无法完成的，而现代控制的理论方式又过于复杂，不利于操作。因此，PID控制得到了有效的应用，其在一定程度上能够很好的适应燃气发电机组发动机电控系统控制各种特性的需求。

3.2神经网络控制

神经网络主要是由大量组成相较简单的处理单元进行有规律的连接，进而形成的复杂网络系统。神经网络系统本身有着极大的规模并行、数据的分布式储存和处理以及自我的学习能力。因此，从某种角度来说，神经网络控制在一定程度上十分适用于处理多种不确定的模糊信息。神经网络控制的工作目的主要是为了能够有效的确定对于控制量的输入，进而使得燃气发电机组发动机电控系统能够得到所期望的输出性能。传统的燃气发电机组发动机电控系统的工作方式主要是通过被控对象的数学模型、被控燃气发电机组发动机电控系统的要求性能和其相应的指标来对控制器进行设计。而对于神经网络控制方式拉来说，其虽然不善于对表达知识进行不同程度的显示，但是，对于

汽车发动机电控系统检修实训指导书

《发动机电控系统检修》实训指导书

实训一汽车电子控制系统认识一、目的和要求： 1．掌握发动机电子控制系统总体组成； 2．区分与识别发动机电子控制系统的主要传感器、执行器； 3．掌握发动机电子控制系统的工作原理。二、实训课时： 2课时三、实训器材 1、工具：常用工具1套。 2、设备：桑塔纳2000轿车AJR型发动机、别克电喷发动机故障实训台各一台，桑塔纳2000和丰田皇冠轿车整车各一辆。四、原理与应用发动机电子控制系统示意图 1.电动燃油泵 2.燃油滤清器 3.活性炭罐电磁阀 4.活性炭罐 5.带输出驱动级的点火线圈 6.凸轮轴位置传感器 7.喷油器 8.燃油压力调节器 9.节气门控制组件10.空气流量计11.氧传感器12.冷却液温度传感器13.爆震传感器14.曲轴位置传感器15.进气温度传感器16.发动机控制单元电喷汽车的发动机控制，是由发动机电子控制系统来完成的，其主要功能

是控制进气量与喷油量的空燃比、喷油时刻与点火时刻。除此之外，还控制发动机的冷热车起动、怠速转速、最大转速、废气再循环、二次空气喷射、爆震、电动燃油泵、故障自诊断以及给其它电控系统发送状态信号等功能。其工作性质是采集发动机各部位的工况信号，根据采集到的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻和最佳点火时刻。发动机电子控制系统的组成：由传感器、电控单元和执行器三部分组成。传感器是一种信号检测与转换装置，安装在发动机的各个部位，其功能是：检测发动机运行状态的各种电量参数、物理量和化学量等，并将这些参量转换成计算机能够识别的电量信号输入电控单元。电子控制单元俗称电脑，简称ECU，是发动机电子控制系统的核心部件，其功能是：根据各种传感器和控制开关输入的信号参数，对喷油量、喷油时刻和点火时刻等进行实时控制。执行器是控制系统的执行机构，其功能是：接受电控单元的控制指令，完成具体的控制动作，从而使发动机处于最佳的运行状态。

电控天然气发动机ECU中新型驱动电路的设计[1]

?电子控制? 电控天然气发动机ECU 中新型驱动电路的设计郭林福,张　欣,李国岫 (北京交通大学机械与电子控制工程学院动力工程系,北京　100044) 摘要:根据天然气发动机喷气电磁阀实际工作时电磁力的变化特点,设计了新型电磁阀驱动电路,使电磁阀开启力足够且有效地降低了功耗和发热量;在点火驱动电路中使用新型IG B T 模块,使系统结构简化,元件数量减少;设计的PWM 工作方式带电流反馈和过流保护的怠速控制阀驱动电路,使怠速控制更为灵活精确。关键词:天然气发动机;电控单元;驱动电路中图分类号:T K411 文献标识码:B 文章编号:100122222(2005)0320036204 我国正在实施的“西气东输”工程将大大促进天然气管道沿线各大中城市广泛使用天然气汽车[1],这成为治理城市大气污染和合理使用能源的重要措施。在天然气发动机中采用电子控制多点顺序喷射、稀燃闭环控制及高能电子点火等先进技术是发展方向,而实现这些技术的关键是开发高性能的电控单元(ECU );尤其是我国加入W TO 后,在国外产品大量涌入中国市场的大环境下,开发具有自有知识产权的ECU 更为重要。 ECU 是发动机的控制核心,不仅承担数据采集与处理、工况判断与计算及控制输出等功能,还要适应发动机振动、噪声及高温等复杂恶劣的工况。考虑到6缸多点顺序喷射天然气发动机要同时控制喷气和点火的复杂性,并满足车辆使用条件和最后产品化的要求,在新一轮的开发中选用的MCS12系列16位微控制器,带有8通道的增强型定时器(EC T ),能够满足实时控制喷射和点火的要求;具有多个SPI ,SCI 和CAN 等通信模块,能够满足多种通信和监控要求[2]。 ECU 硬件是实现各种控制功能的物质基础,其设计包括输入信号的调理和滤波,AD 以及输出的多级驱动,外壳和散热器及接口线束等内容[3]。本文着重论述这一轮开发中相对于原有ECU 硬件中的改进之处,主要包括喷气阀驱动电路,点火驱动电路以及怠速控制阀驱动电路等。 1　喷气阀驱动电路设计及其性能电磁阀在开启瞬间需要较大电流以提供较大的开启力,保证可靠开启并减少喷射延时;开启之后,由于针阀和线圈之间的距离大大减小,维持电磁阀保持开启状态所需的电磁力要小得多,因而保持电流也要小得多,一般仅为最大电流的1/4左右。原有的喷气阀驱动电路仅是简单采用了电压控制的MOSFET 管,该电路在喷射信号到来之后,电磁阀线圈和MOSFET 管中的电流开始上升,当电磁力克服了电磁阀弹簧的弹力之后,电磁阀开启,但通过电流仍然继续上升到由电源电压和电路阻抗确定的最大电流,并将一直持续到喷射信号结束时为止。这样,该电路工作时就要消耗较大的能量,MOS 2FET 管和电磁阀线圈的发热量也明显增加,加大了散热的难度,并可能降低元器件和系统工作的稳定性和可靠性。为了解决这一问题,采用输出脉宽调制(PWM )信号的方式来控制电磁阀,软件设计在喷射开始时,PWM 信号采用较大的占空比,保证电磁阀的开启;在电磁阀开启后减小PWM 输出信号的占空比[4],使通过电磁阀线圈的平均电流减小。但这样就增加了软件编制的工作量,增加了MCU 的负担,并且在软件上也很难准确确定电磁阀的开启时刻。为解决这一问题,采用一种能够实现电流随电磁阀开启状态自动改变的专用芯片[5]。单一电磁阀的驱动电路原理如第37页图1所示,其中U1就是该专用芯片。电磁阀线圈的负极接到图中INJ 1节点上,当微控制器的喷气输出信号加到INJ I1节点上时,功率晶体管Q1导通,线圈通电。这一芯片可以通过外部电阻设定电磁阀线圈回路电路所需的最大电流,当电路中通过的电流达到最大值之后,立收稿日期:2004209230;修回日期:2005203209 作者简介:郭林福(1975— ),男,江西省安远县人,讲师,博士,研究方向为内燃机电子控制技术与增压技术1第3期(总第157期)　2005年6月车　用　发　动　机V EHICL E EN GIN E No.3(Serial No.157) J un.2005

汽油发动机电控系统检修学习课程标准

《汽油发动机电控系统检修》工学结合课程标准（试用）一、适用对象三年制高职汽车检测与维修技术专业二、课程性质《汽油发动机电控系统检修》是汽车检测与维修技术专业面向汽车售后服务岗位能力培养的一门专业核心课程。本课程构建于《汽车机械基础》、《汽车液压传动》、《汽车电工电子基础》、《汽车发动机机械系统检修》、《汽车电路与电气系统检修》等课程的基础上，以培养学生综合职业能力为目标，以轿车发动机管理系统检修为主要内容，采用基于工作过程的课程方案设计，以行动导向组织教学过程，使学生能够对发动机管理系统进行故障诊断，利用检测设备和维修工具对发动机管理系统零部件检修，同时注重培养学生的社会能力和方法能力。本课程为学生获取汽车维修中级式职业证书提供理论知识和实践技能支持。三、参考课时。

四、总学分 5学分五、课程目标通过学习情境教学及任务驱动的项目教学活动，重点培养学生“汽油发动机电控系统检测与维修”的核心职业能力。使学生能够进行汽油发动机电控系统的维护、故障诊断、故障部件的拆卸与更换、安装与调试。对学生汽车检修技术、汽车技术服务的职业素质养成起到明显的促进作用，承接前修课程的能力培养，并为后续课程的综合能力奠定基础。通过本课程的学习，使学生掌握汽油发动机电控系统基本结构和工作原理，能进行汽油发动机电控系统的维护及典型故障的诊断与排除，并注重培养爱岗敬业、沟通与协调的职业素质。职业知识： 1．掌握汽油发动机电控系统的结构及工作原理； 2．能进行汽油发动机电控系统的保养、维护作业； 3．能进行汽油发动机电控系统的拆装、检测、零部件检验与调试； 4．能进行汽油发动机电控系统电路图的识读和分析； 5．能进行汽油发动机电控系统的故障诊断与排除； 6．依据行业规范、利用相关资源制定维修工作计划，并组织实施与评估，撰写维修质量报告； 7．与客户进行有效沟通； 8．遵守安全、环保等法规。职业技能： 1．能够完成一般汽油发动机电控系统故障的检查作业； 2．能够按照4S要求对汽油发动机电控系统进行检测、故障诊断、维修以及检查验收； 3．能够掌握现代轿车汽油发动机电控系统的工作原理及相关

汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势

汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势丁志盛叶挺宁摘要：介绍了汽车发动机电子控制系统相关技术背景、开发现状及发展趋势。关键词：EECS,ECU汽车发动机电喷一、汽车发动机电子控制系统概述汽车发动机电子控制系统(Engine Electronic Control System，简称EECS)通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化控制，使发动机工作在最佳工况，达到提高性能、安全、节能、降低废气排放的目的。汽车发动机电子控制系统主要包括： - 燃油喷射控制； - 点火系统控制； - 怠速控制； - 尾气排放控制； - 进气控制； - 增压控制； - 失效保护； - 后备系统； - 诊断系统等功能。另外，随着网络、集成控制技术的广泛应用，作为汽车控制主要单元的EMS系统通过 CAN(Controllers Area Network)总线与其他控制系统，例如：安全系统(如ABS、牵引力电子稳定装置ESP (Electronic Stability Program))、底盘系统（如主动悬挂ABC(Active Body Control)）、巡航控制系统（Speed Control System或Cruse Control System）以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联，实现信息共享并实施集成优化统一控制。在不久的将来，车载通讯平台将利用现有无线通讯网络为汽车驾驶提供更广泛的咨询、娱乐等增值服务（如GPS全球定位系统的应用）。汽车发动机电子控制系统的开发主要涉及以下技术容： - 传感器主要包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感

项目一发动机电控系统认识

项目一发动机电控系统认识【项目描述】现代汽车技术是现代高科技迅速发展的集中体现，它实际是机械、电子、计算机、控制工程、材料工程、生物工程和信息技术等多学科技术交叉的产物。随着电子技术、计算机技术和控制技术的发展和人们对汽车的要求日益提高，现代汽车正在向电子化、智能化方向发展。目前汽车上，特别是轿车上的电子控制部件越来越多，基本上占汽车总成本的1/3还多。现代汽车实际上已经成为以计算机为控制核心的计算机控制系统，汽车电子控制系统的性能好坏直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排放净化级舒适性。学习目标 1.知识目标（1）了解发动机电控系统的发展历程；（2）掌握发动机电控系统的控制容及功能；（3）了掌握发动机电控系统的基本组成及控制原理。 2.技能目标（1）能够按照维修手册查找发动机各电子元器件的名称及安装位置；（2）能够独立完成发动机电子元器件的识别任务。任务认知发动机电控系统结构【任务目标】 1．了解发动机电控系统的发展历程； 2．掌握发动机电控系统的控制容及功能； 3．掌握发动机电控系统的基本组成、控制原理、各电子元器件的名称及安装位置。

【必备知识】一、发动机电子控制技术的发展 1.汽车电子控制技术的发展汽车电子技术发展始于20世纪60年代，分为三个阶段：第一阶段，从20世纪60年代中期到70年代中期，主要是为了改善部分性能而对汽车产品进行的技术改造，如在车上装了晶体管收音机。侧重于开发单独性的电子零部件，从而改善单个机械部件的性能。如整流器、调节器、晶体管无触点点火系统、电子时钟等。设计上是局部的，没有系统的观念。第二阶段，从20世纪70年代末期到90年代中期，为解决安全、污染、和节能三大问题，研制出电控汽油喷射系统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统。侧重于一些独立的控制系统，如发动机控制系统、ABS控制系统、安全气囊、巡航控制系统等。该阶段是汽车电子化快速发展的时期，各个单独系统的控制技术逐渐成熟第三阶段，20世纪90年代中期以后，电子技术广泛的应用在底盘、车身、和车用柴油发动机多个领域。汽车电子系统的设计更加从整体的角度来考虑，开始广泛应用计算机网络技术与信息技术，使汽车更加自动化、智能化，并向汽车与社会环境的联结方向转移。 2. 发动机电子控制技术的发展汽车发动机电子控制技术的发展历程大致如下： 1934年，德用莱特兄弟（Wright brothers）发明的向发动机进气管连续喷射汽油来配制混合气的技术，研制成功世界第一架采用燃油喷射式发动机的军用战斗机。 1952年，德国博世（Bosch）公司研制成功世界第一台机械控制汽油喷射式发动机，汽油直接喷入气缸，利用气动式混合气调节器调节空燃比（A/F），配装在梅赛德斯-奔驰（Mercedes-Benz）300L型赛车上。

发动机电控单元教学设计

《汽车发动机电控系统维修》课程单元教学设计授课教师：沙颂NO:1 单元标题发动机电控系统主要元件识别课时 2 授课班级授课时间授课地点致远206 教学目标能力目标（1）能够正确识别AJR发动机上电控系统的主要元件知识目标（1）熟悉电控发动机包含的控制系统；（2）了解每个控制系统的控制内容；（3）熟悉AJR发动机电控系统组成及主要电控元件安装位置素质目标（1）形成良好的纪律观念，遵守行业法律法规；（2）树立工具、设备使用的安全意识；（3）形成良好的团队协作精神；（4）锻炼组织沟通能力，能够与团队其他成员协同解决问题；（5）培养良好的5S习惯：①SEIRI（整理）；②SEITON（整顿）； ③SEISO（清扫）；④SEIKETSU（清洁）；⑤SHITSUKE（自律）任务与案例任务1电控发动机包含的控制系统及每个控制系统的控制内容；任务2电控燃油喷射系统的类型；任务3发动机电控系统组成；任务4在发动机台架上找出发动机电控系统组成元件的安装位置；任务5发动机上主要电控元件的功用教学重点难点及解决方法重点（1）熟悉AJR发动机电控系统组成；（2）能够正确识别AJR发动机上电控系统的主要元件难点发动机上主要电控元件的功用解决办法通过多媒体课件对重点和难点知识进行讲解，通过引导的方式让学生动手在发动机台架上找出电控系统的主要元件，增强学生的认知能力教学准备（1）多媒体教学设备；（2）教学课件；（3）将学生分组，每组准备一台完好的发动机台架；（4）学习工作单

一、任务描述（5′） 1、告知：课程性质、目标、总体安排、考核方式等； 2、告知：本单元的能力目标、知识目标和素质目标二、任务实施（70′） 1、设置情境，布置任务（1）设置情境学生为新进员工，初次对汽车发动机电控系统进行定期维护，需要完成如下工作： ①检查汽车发动机主要电控元件安装与线束连接情况； ②拆装电控元件线束插接器，并进行线束通断性测量；教师为该项目负责人，负责员工的管理、培训、考核；实训室为维修车间。（2）布置任务任务1电控发动机包含的控制系统及每个控制系统的控制内容；任务2电控燃油喷射系统的类型；任务3 发动机电控系统组成任务4在发动机台架上找出发动机电控系统组成元件的安装位置；任务5发动机上主要电控元件的功用 2、学生知识和技能准备（教师讲授）（1）电控发动机的控制系统主要有电控燃油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系统、排放控制系统、进气控制系统、故障自诊断系统等。（2）控制系统的控制内容电控燃油喷射系统主要包括喷油量控制、喷油时刻控制、断油控制和燃油泵控制；电控点火系统主要包括点火提前角控制（点火时刻控制）、点火能量控制和爆震控制；怠速控制系统主要包括怠速稳定性控制和学习控制等；排放控制系统主要包括废气再循环系统（EGR）、活性炭罐蒸发控制系统（EVAP）、三元催化转换器（TWC）和二次空气喷射系统等；进气控制系统主要包括进气通道可变系统、谐波进气增压控制系统（ACIS）和废气涡轮增压系统等；故障自诊断系统利用电控单元不断的监测发动机传感器信号及执行器的电路，当发现故障时，会将故障信息以故障码的形式储存在存储器里，同时点亮仪表盘上的故障指示灯进行警示。维修人员可以通过读取故障码来查找发动机故障信息。（3）电控燃油喷射系统的类型 L型和D型；单点喷射和多点喷射；连续喷射和间歇喷射；间歇喷射分为同步和异步喷射；同步喷射又分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射。 (4)发动机电控系统组成和主要电控元件的功用电控燃油喷射系统分为燃油供给系统、空气供给系统和电子控制系统三部分；燃油供给系统主要由汽油箱、电动汽油泵，汽油滤清器、汽油分配管、油压调节器、喷油器等组成。空气供给系统主要由空气滤清器、空气流量传感器（进气压力传感器）、节气门体、稳压箱

基于AMESim的电控天然气针口阀喷嘴仿真设计

基于AMESim的电控天燃气针口阀型喷嘴工作过程模拟汪科任，孙仁云，吴聿东，陈德刚（西华大学交通与汽车工程学院，四川成都610039）摘要：电控天燃气喷射器是汽车发动机电控喷射系统中较为新颖的一项技术，也是喷射系统中最为关键也是难度最大的一部分，为研究电控天燃气喷射器特性参数对其喷射效果的影响，采用工程系统仿真软件AMESim建立了电控天燃气针口阀喷射器仿真系统模型。对其进行分析研究，得出其复位弹簧的最佳预紧力，并在该预紧力下验证了系统模型的准确性，可为电控天燃气喷嘴的设计提供优化依据。关键词：天燃气喷嘴; 针口型阀门; 仿真 Simulated Design of an Electronic Natural Gas Needle Mouth Nozzle Working process Based onAMESim WANG Kereng, SUN Renyun, WU Yudong, CHEN Degang (School of Transportation and Automotive Engineering, Xihua University, Chengdu Sichuan 610039,China) Abstract: Electric control natural gas injector is that car engine electronic control injection system is of a novelty technology, is also the most key injection system and the most difficult. For the research of electronic control natural gas injector characteristic parameters on the effect of the injection, the engineering system simulation software AMESim is established control natural gas needle mouth valve injector simulation system model.To analyze and research to it obtain the reset spring best prestressing force, and in the prestressing force verified under the accuracy of the system model, the design of the electronic control natural gas nozzle provide basis for optimization. Keywords: Natural gas nozzle; Valve with needle mouth nozzle; Simulation 前言：天然气进入燃烧室后，喷射器的针阀应在极短时间内快速动作，但与传统的汽油燃料比较针阀的动作会有较短时间的延迟，而采用电磁阀式喷射器可以有效的降低这种延迟，并提高喷射器的灵敏度，维持喷射的喷射高峰，本文采用AMESim进行仿真，通过仿真分析可得到天然气喷射时的仿真数据，为深入分析天然气喷嘴结构参数打下基础，可为天然气喷嘴设计提供理论依据。 1天然气喷嘴工作原理天然气喷射器由电磁阀，控制室，针阀偶件组成，其工作原理如图（1）所示，发动机ECU接受经过滤波，整形，放大后的前向电路中的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器（在顺序喷射中需要该传感器）所测得的模拟信号，经过其处理与计算，判断出符合该工况的喷射正时与喷射脉宽，发送PWM波信号控制电磁线圈的通断电，其中通电时刻决定喷射正时，而通电时间的长短则决定该工况下的喷气量。在整个机构中高压天燃

大功率天然气发动机介绍

3000系列闭环电控外混式天然气发动机简介一、概述 3000系列闭环电控外混式天然气发动是以B3000高可靠性柴油机为本体、借鉴在1512T系列气体机上成功应用的国际先进的控制技术、由我公司自行研发设计的电控外混天然气发动机。二、总体特点和外观特征 1、AD12V190Z L T2型（3412T）电控外混式天然气发动机 AD12V190Z L T2型电控外混式天然气发动机，是以B3000高可靠性柴油机为本体、借鉴在1512T系列气体机上成功采用的国际先进的控制技术，设计开发的电控外混天然气发动机。转速1500r/min，单机功率为1100kW，该机可配成1000kW 天然气发电机组和固定机械配套动力。 2、AD12V190Z L T2-2型（3412CT）电控外混式天然气发动机 AD12V190Z L T2-2型天然气发动机是在3412T天然气发动机的基础上开发的，转速1000r/min，单机功率为800kW，该机可配成700kW天然气发电机组和固定机械配套动力。三、主要技术规格和基本参数

四、3000系列电控外混式天然气机的特点 1、采用压气机前混合方式，通过EGS控制系统对空燃比进行闭环控制，发动机可以按不同工况和不同转速适时地自动调整空燃比，从而使发动机始终工作在最佳状态，同时通过提高空燃比，实现稀薄燃烧，提高了发动机经济性、可靠性，解决了普通外混式天然气机的回火、放炮等问题。 2、选用高压比大流量增压器，满足发动机进气要求，以达到高空燃比。 3、对进气系统及冷却系统做了大量工作，将中冷器进行了大胆改进，大大减小了功率蝶阀后气道容积，提高了进气效率，改善了发动机调速特性。 4、选用高能量、高可靠性的点火系统，使发动机各缸燃烧更加稳定，均匀。 5、在发动机进气系统设置了带消焰功能的放泄阀，以满足气体发动机的防爆要求，确保设备和人员安全。 6、燃气进气系统选用了国际上成熟的产品，具有过滤、调压、超压保护及紧急切断等功能；同时通过合理的选型匹配，在完善功能的同时，节省了成本。五、主要用途本机型以天然气为主，同时兼顾沼气、煤气等低压燃气的用途，可以替代进口大功率天然气机，满足城市、井场供电以及压缩机等市场的需求。

发动机电子控制系统

摘要：介绍了汽车发动机电子控制系统相关技术背景、开发现状及发展趋势。关键词： EECS,ECU汽车发动机电喷一、汽车发动机电子控制系统概述汽车发动机电子控制系统(Engine Electronic Control System，简称EECS)通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化控制，使发动机工作在最佳工况，达到提高性能、安全、节能、降低废气排放的目的。汽车发动机电子控制系统主要包括：中国发动机论坛(XHEPPo!G - 燃油喷射控制； |柴油机|柴油机配件|内燃机原理|内燃机构造|发动机测试| - 点火系统控制； - 怠速控制； - 尾气排放控制； - 进气控制； - 增压控制； - 失效保护； e - 后备系统； - 诊断系统等功能。 |柴油机|柴油机配件|内燃机原理|内燃机构造|发动机测试另外，随着网络、集成控制技术的广泛应用，作为汽车控制主要单元的EMS系统通过 CAN(Controllers Area Network)总线与其他控制系统，例如：安全系统(如ABS、牵引力电子稳定装置ESP (Electronic Stability Program))、底盘系统（如主动悬挂ABC(Active Body Control)）、巡航控制系统（Speed Control System或Cruse Control System）以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联，实现信息共享并实施集成优化统一控制。在不久的将来，车载通讯平台将利用现有无线通讯网络为汽车驾驶提供更广泛的咨询、娱乐等增值服务（如GPS全球定位系统的应用）。汽车发动机电子控制系统的开发主要涉及以下技术内容： - 传感器主要包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、车速传感器、氧传感器等。- 执行器主要包括喷油器、点火控制模块、怠速空气控制阀以及各种电磁阀等。 - 电控单元ECU(Electronic Control Unit) 和控制算法程序软件其作用是通过采集各种传感器输入信号并将信号进行调理，根据发动机管理控制算法进行运算，然后输出控制信号并进行功率放大给执行器。同时检测传感器信号正常状态，出现故障时报警。另外，为了应对汽车产业产品作为多种产品链状集成开发的特点以及快速更新的市场需求，高性能的发动机试验台架、集成开发环境工具以及测试产品耐环境性能的设备为快速开发高质量面向不同汽车发动机的管理系统产品提供保障： - 发动机试验台架主要包括不同种类的发动机以及工况装置、测功仪、废气测量仪以及各种传感器和测量装置。 - 集成开发环境IDE（Integrated Development Environment）系统主要包括用于开发电控单元ECU 和控制算法程序软件的集成开发环境。目前，基于模型设计(Model Based Design)、快速原型(Rapid Prototyping)技术以及符合OSEK标准的实时操作系统得到了越来越广泛的应用。 - 耐环境实验设备用于元器件、产品的耐温、振动、抗干扰、防漏水、耐久性等环境试验设备。上述设施的联合使用，为开发汽车发动机电子控制系统提供必要的联调、参数标定、性能试验、环境试验等必要条件。另外，为了适应不同区域的气候条件，在不同海拔地区、不同季节的车载试验需要脱离发动机试验台架并借助车载标定系统在特定环境及试验地完成，以确定相对不同区域和气候的控制参数。二、汽车发动机电子控制系统应用市场现状汽车发动机电子控制系统技术属于汽车电子领域的关键技术并占据汽车电子市场的主要份

汽车发动机电控系统检测与维修课程标准

汽车发动机电控系统维修Array 课程标准吉林机电工程学校二○一二年《汽车发动机电控系统维修》课程标准一、课程定位与设计思路 1、课程定位本课程是汽车运用与维修专业的一门专业核心课、专业必修课。课程采用理论讲解和实践活动相结合的方法，培养学生对汽车发动机电控系统维修知识的掌握和运用能力，提高学生分析和解决问题的能力。本课程与前修课程《汽车发动机检修》、《汽车电源系、起动系、点火系检修》、《汽车照明、仪表、信号系检修》等课程的部分内容相衔接，共同培养学生对汽车发动机电控系统维修知识的掌握和运用能力、汽车发动机电控系统维修方面典型汽车故障的检查与维修，从而更好的适应未来岗位的需要。

2、设计思路通过对汽车维修工的岗位分析，并参照汽车维修中级工、高级工鉴定要点，确定了本课程设计思路为：将《汽车发动机》和《汽车电器》两门课程的相关内容相融合，配备捷达轿车、夏利轿车及汽车故障诊断仪和相应检修工具，按照汽车维修工的基本技能要求，分为发动机电控系统识别、电控燃油喷射系统检修、发动机电控系统综合故障检修、怠速控制系统检修、排放控制系统检修、柴油机电控共轨系统检修、点火控制系统检修等7个情境，采用情境引领任务驱动，按照认知的规律，由简到繁、由易到难，对学生实施一体化教学，将实际工作中典型故障的诊断与维修以案例形式融入教学内容中，突出实用性，并为学生可持续发展奠定良好的基础。二、课程学习目标《汽车发动机电控系统维修》课程主要培养汽车维修工的技能型人才。使学生具备汽车故障检查与维修的基本专业技能，以适应市场对技术人才的需求。具体学习目标如下： 1、能力目标（1）能够正确使用各种汽车检测检修工具、仪器和设备；（2）能够熟练掌握汽车发动机电控系统各零部件、元器件拆装步骤和方法；（3）能够熟练掌握汽车发动机电控系统各零部件、元器件行检验检测、调整和修理；（4）会诊断并排除汽车发动机电控系统常见故障。 2、知识目标（1）理解汽车发动机电控系统各零部件的功用、组成和结构；（2）了解汽车发动机电控系统各零部件的工作原理、控制原理；（3）掌握汽车发动机电控系统各零部件检修的技术要求。 3、素质目标（1）培养学生谦虚、好学的态度；（2）培养学生勤于思考、做事认真的良好作风；

汽车发动机电控系统检修课程标准汇总

《汽车发动机新结构》课程质量标准专业名称：汽车运用与维修专业代码：学制年限：初中毕业生起点三年一、课程性质《汽车发动机新结构》是汽车运用与维修专业的一门专业课程。本课程构建于电工电子技术,机械基础,发动机构造等专业课程的基础之上，主要针对汽车机电维修工岗位,培养学生对电控系统结构、原理的认识,并能够利用现代诊断和检测设备进行综合故障诊断、分析，零部件检测及维修更换等专业能力，为汽车故障诊断与检测课程打下良好的基础,在整个课程体系中起到起到承上启下的作用。同时注重培养学生的社会能力和方法能力等，更好的适应将来的工作岗位。二、课程目标通过发动机新结构（电控系统）的学习，能够对该系统各总成进行故障分析、性能检测、零部件维修,并进一步使学生掌握以下专业能力、社会能力和方法能力。具体目标如下： 1.专业能力目标（1）具备与客户的交流与协商能力，能够向车主咨询车况，独立查询车辆技术档案，初步评定车辆技术状况；（2）能根据故障情况独立制定维修计划，并能选择正确检测设备和仪器对发动机电控系统进行检测和维修; （3）能对电控燃油喷射系统进行故障诊断并对零部件进行检修;

（4）能对点火控制系统进行故障诊断并对零部件进行检修; （5）能对辅助控制系统进行故障诊断并对零部件进行检修; （6）能对发动机综合故障进行诊断和分析; （7）能正确使用万用表,故障诊断仪,示波器及发动机综合分析仪等常用检测和诊断设备; （8）能够对传感器或相关部件的技术参数及波形信号进行分析; （9）能遵守相关法律,技术规定,按照正确规范进行操作,保证维修质量; （10）能检查修复后的发动机系统工作情况,并在汽车移交过程中向客户介绍已完成的工作; （11）维修结束后能根据环境保护要求处理使用过的辅料、废气、废液以及已损坏零部件。 2.社会能力目标（1）具有较强的口头与书面表达能力、组织协调能力；（2）能与客户建立良好持久的关系；（3）具有团队协作精神；（4）具有良好的心理素质和克服困难的能力。 3.方法能力目标（1）能自主学习新知识、新技术；（2）能通过各种媒体资源查找所需信息；（3）能独立制定工作计划并实施；

机械毕业设计1381天然气电控发动机设计说明书

摘要为了解决日益严重的环境污染和能源危机的问题，开发了一种以天然气和柴油为燃料的电控双燃料发动机。它是在电控柴油机的基础上改装而成的，采用柴油引燃天然气的方式来工作。由于只需另外加装一套天然气供给系统，适当改变一下燃料供给策略，对原柴油机不必作什么改动，故改装简单、成本低。但改装后天然气替代率高，发动机排放性明显改善。本设计是在原YC6108电控柴油机的基础上，设计安装一套天然气供给系统，并充分利用原柴油机上的电控系统，通过加装相关传感器，精确控制柴油引燃量和天然气的供给量，来提高原发动机的经济性和排放性。具体来说，一方面分析了电控天然气发动机燃料供给策略，对天然气供给系统进行了整体设计；另一方面重点设计了天然气供给系统的一些主要专用装置，如：气瓶、瓶口阀、手动关闭阀、充气阀、燃气压力调节器、加温器等，对其它所需部件按国家标准进行了选用；同时还根据公交车车架，对天然气供给系统布置与安装进行了分析与设计。关键词：柴油机；天然气；双燃料发动机；供气系统

Abstract In order to solve the increasingly serious energy crisis and environmental pollution problems, we develop a electronically controlled dual-fuel engine natural for natural gas and diesel fuel. It is Modified by a electronically controlled engine, and work by diesel igniting the natural gas. We only add a natural gas supply system on the diesel engine, and give some appropriate changes in the fuel supply strategy, but the diesel engines emissions significantly improved. We develop this electronically controlled dual-fuel engine on the basis of the YC6108 Diesel Engine. We make full use of the electronic control system on the diesel engine and precisely control the diesel and natural gas supply to improve the engine of the economy and emissions. On the one hand, we analyze fuel supply strategy, and design the gas supply system; On the other hand, we focused on the design of the gas supply system for some major installations, such as: the cylinder, the cylinder valve, filling gas Valves, gas pressure regulator, heating regulator, etc. We also design the gas supply system layout and installation under the bus frame. Key words：Diesel engine; Natural gas; Dual-fuel diesel engine; Gas supply system

《发动机电控系统检测与维修》A卷及答案

20 -20 学年第二学期汽修 XXX 班《发动机电控系统检测与维修》试卷 A （闭卷）（考试时间：120分钟）一、填空题（每空1分，共18分）。 1、电控燃油喷射系统用英文表示为____________ 。 2、目前，应用在发动机上的子控制系统主要包括电控燃油喷射系统、____________系统和其他辅助控制系统。 3、电控点火系统最基本的功能是________________控制。此外，该系统还具有通电时间控制和爆燃控制功能。 4、凸轮轴位置传感器作为喷油正时控制和__________正时控制的主控制信号。 5、电子控制单元主要是根据__________ 确定基本的喷油量。 6、电控燃油喷射系统按喷射方式不同可分为__________喷射方式和间歇喷射方式两种方式。 7、在目前应用广泛采用间歇喷射方式的多点电控燃油喷射系统中，按各缸喷油器的喷射顺序又可分为_________喷射、分组喷射和顺序喷射。 8、电控燃油喷射系统按进气量的计算方式不同可分为_______型和L 型两种。 9、单点电控燃油喷射系统又称独立喷射方式，是在每个气缸进气行程开始的时候喷油，采用的是_____________喷射方式。 10、电控燃油喷射系统按有无反馈信号可分为__________控制系统和闭环控制系统。 11、一般在_________ 、暖机、加速、怠速、满负荷等特殊工况需采用开环控制。 12、电控燃油喷射系统的功能是对喷射正时、___________、燃油停供及燃油泵进行控制。 13、单点喷射是在上方装有一个中央喷射装置。 14、在采用间歇喷射方式的电控燃油喷射系统中，电脑必须控制喷油器的开始时刻。 15、喷油器的喷油可分为喷油和异步喷油两种类型。 16、点火提前角的修正方法有______________法和修正点火提前角法两种方法。（）2、在电控燃油喷射系统中，喷油量控制是最基本也是最重要的控制内容。（）3、电子控制系统中的信号输入装置是各种传感器。（）4、闭环控制系统的控制方式比开环控制系统要简单。（）5、空气流量计可应用在L 型和D 型电控燃油喷射系统中。（）6、发动机冷车起动后的暖机过程中，随冷却水温的提高，点火提前角也应适当的加大。（）7、发动机集中控制系统中，一个传感器信号输入ECU 可以作为几个子控制系统的控制信号。（）8、点火控制系统还具有通电时间控制和爆燃控制功能。（）9、ECU 收不到点火控制器返回的点火确认信号时，失效保护系统会停止燃油喷射。（）10、在发动机集中控制系统中，同一传感器信号可应用于不同子控制系统中。（）11、空气流量计是作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。（）12、发动机集中控制系统中，各子控制系统所需要的信息是不相同的。（）13、随着控制功能的增加，执行元件将会适当的减少。（）14、电流驱动方式只适用于低阻值喷油器。（）15、在喷油器的驱动方式中，电压驱动高阻抗喷油器的喷油滞后时间最短。（）16、点火提前角过大，会造成发动机温度升高。（）17、发动机起动时，按ECU 内存储的初始点火提前角对点火提前角进行控制。（）18、发动机怠速工况下，空调工作时的基本点火提前角比空调不工作时小。（）19、专用故障诊断仪一般只适合在特约维修站配备，以便提供良好的售后服务。（）20、通过示波器可以看到电流如何在电路中流动，并观察到电路中发生的变化。（） 21、自诊断系统只能根据传感器输入信号来判定有无故障，但不能确定故障的具体部位。（）22、当点火系统发生故障造成不能点火时，失效保护系统使ECU 立即切断燃油喷射。（）23、在点火开关接通时，不允许拆开任何12 V 的连接线路。（）24、对电控系统电路或元件进行检查时，必须使用低阻抗万用表检查电压、或电流。（）25、专用故障诊断仪一般只适合在特约维修站配备，以便提供良好的售后服务。三、单项选择题（每题1分，共20分）。（）1、闭环控制系统将输出信号通过反馈环节在（）信号进行比较，从而修正输出信号的控制系统称为闭环控制。 A.输入与输入 B.输入与输出 C.输出与输出 D ．输出与输入（）2、检测电控汽车电子元件要使用数字式万用表，这是因为数字式万用表（）。 A.具有高阻抗 B.具有低阻抗 C.测量精确 D ．测量方便（）3、当结构确定后，电磁喷油器的喷油量主要决定于（）。 A.喷油脉宽 B.点火提前角 C.工作温度 D ．工作压力（）4、发动机水温高于（）oC ，冷起动喷油器不工作。 A.20～30 B.30～40 C.40～50 D.20～40 （）5、启动发动机前如果点火开关位于“ON ”位置，电动汽油泵（）。 A ．持续运转 B ．不运转 C ．运转10s 后停止 D ．运转2s 后停止（）6、当过气歧管内真空度降低时，真空式汽油压力调节器将汽油压力（）。 A ．提高 B ．降低 C ．保持不变 D ．以上都不正确（）7、某汽油喷射系统的汽油压力过高，以下哪项正确。（） A ．电动汽油泵的电刷接触不良 B ．回油管堵塞 C.汽油压力调节器密封不严 D. A+B+C 都正确（）8、汽油喷射发动机的怠速通常是由（）控制的。 A ．自动阻风门 B ．怠速调整螺钉 C ．步进电机 D ．继电器（）9、单点喷射系统采用下列哪种喷射方式（）。 A ．同时喷射 B.分组喷射 C.顺序喷射 D.上述都不对

【开题报告】天然气电控发动机设计开题报告

【关键字】开题报告一、立题依据随着社会发展，汽车保有量的不断增多，由汽车导致的环境污染和能源危机的问题日益严重。为汽车寻找清洁而且丰富的替代燃料，从而提高发动机的经济性和排放性，已成为相关研究技术人员迫切需要解决的问题。天然气继煤碳、石油之后，作为三大能源之一。在煤碳、石油大量开采和耗尽下，天然气的储量显得比较丰富。同时它具有使用、储存方便，热效率高，燃烧清洁等优点，对天然气的开发和使用受到各国重视。用天然气替代常规的汽油或柴油作为汽车燃料具有很多优点。最大的好处在于环保方面，不但排放性能优，而且汽车噪音也低；同时把传统汽车改装成天然气汽车只需要在原发动机上加装一套天然气供给系统，改装方便、成本低；此外，天然气汽车安全性高。天然气是一种高燃点的轻量气体，在通常的温度和压力下比汽油更安全。天然气本身无毒、无腐蚀性和非致癌的，即使泄漏也不会对土地或水形成威胁。在我国天然气储量相当丰富。据统计我国天然气总资源量约为５４万亿立方米，天然气可采资源总量为14 ~ 22万亿立方米。天然气资源总量列世界第五位、亚洲第一位。所以在我国发展天然气汽车，开发天然气发动机前景广阔。天然气发动机发展大致经历了三个阶段：第一代产品是机械式，第二代属于简单闭环控制，第三代是采用电控喷射CNG技术。具体来说，天然气发动机经历了从最先汽油机改装到柴油机改装，最后到专门根据天然气特性设计发动机阶段。同时燃料也经历了从双用燃料、双燃料到单用燃料过程。在这发展过程中，产生了许多技术，如：增压中冷技术、燃烧稀燃技术、天然气缸内喷射技术、天然气发动机闭环电控技术、天然气零部件开发可靠性技术、天然气催化器应用技术等。就目前我国天然气发动机发展上看，大多是在原汽油发动机的基础上加装一套天然气供给系统，开发成汽油-天然气双用发动机。控制形式多为机械式的，天然气供给方式多为混合器预混合式。我们知道汽油—天然气双用发动机天然气替代率低，同时机械式控制不精确的自身缺陷，混合器预混合式天然气-空气混合不均等原因，实际发动机排放性改善并不大。鉴于以上情况和对城市环境造成很大污染的公交车大多很用柴油机，在柴油机的基础上开发一款电控天然气/柴油双燃料发动机。电控天然气/柴油双燃料发动机是在原电控柴油机的基础上，设计安装一套天然气供给系统，用少量柴油引燃天然气来工作。充分利用柴油机上的电控系统，来精确控制柴油引燃量和天然气的供给量。达到提高天然气替代率，提高原发动机的经济性和排放性的目的。二、设计内容本设计是在原YC6108电控柴油机的基础上，设计安装一套天然气供给系统，并充分利用原柴油机上的电控系统，通过加装相关传感器，精确控制柴油引燃量和天然气的供给量，来提高原发动机的经济性和排放性。具体来说，一方面分析了电控天然气发动机燃料供给策略，对天然气供给系统进行了整体设计；另一方面重点设计了天然气供给系统的一些主要专用装置，如：气瓶、瓶口阀、手动关闭阀、充气阀、燃气压力调节器、加温器等，对其它所需部件按国家标准进行了选用；同时还根据公交车车架，对天然气供给系统布置与安装进行了分析与设计。三、设计方案由电控柴油机改装的柴油/天然气电控发动机原理图如下：天然气由气瓶通过高压管流入压力调节器。其间设置有充气阀、手动关闭阀、压力表等。然后，天然气通过电磁阀进入气体流量阀，由燃气喷射器喷入进气道。在进气道内天然气与空气混合后流