1锡柴天然气发动机电控系统的结构

    锡柴天然气发动机采用WOODWARD OH1.2电控系统，如图1所示，该系统主要由发动机控制单元（ECU）,燃气供给系统及点火控制系统组成。燃气供给系统由高压切断电磁阀、天然气减压器、热交换器、节温器、燃料计量阀、电子节气门、混合器、进气压力／温度传感器等组成；点火控制系统由点火模块、点火线pa、高压线及火花塞等组成。而涡轮增压器废气门控制系统可以使增压压力在每个工作点都能得到精确的控制。天然气及电控系统主要部件在发动机上的布置如图2所示。天然气系统主要零部件布置在发动机上，从油泵功率输出端通过相位传动轴总成检测发动机工作相位，火花塞、高压线与点火线圈分别为独立元件，高压线从气缸盖罩壳顶面引出，各缸采用独立高压点火线圈；发动机线束和点火线束布置在发动机上。由于天然气发动机排气温度比一般柴油机排气温度要高，故采用水冷增压器。天然气混合器和电控节气门布置在发动机前端。天然气管路的连接如图3所示，涡轮增压器废气门控制用压缩空气的管路连接如图4所示。该天然气发动机电控系统具有如下特点：

    (1)高精度空燃比闭环控制。ECU通过采集发动机的各种实时参数，精确控制天然气的喷射量及增压压力，并根据氧传感器对空燃比进行闭环控制。

    (2)采用水冷涡轮增压器及电控废气放气阀，增加了反应速度。

    (3)采用高能点火系统，各缸独立点火，充分利用点火能量，提高燃烧效率，而且系统能在蓄电池电压为8 V-32 V时稳定点火。

    (4)怠速和超速控制。利用电子节气门，使发动机具有超速保护功能及在怠速时更容易驱动空调，适合公交车辆的需求。

    (5)采用稀薄燃烧，最优点火提前角控制，使发动机具有很好的经济性，降低了发动机的热负荷并增加了爆震余度。

    (6)具有故障自诊断功能。

(7)多种发动机保护功能，确保发动机安全可靠运行。

2天然气发动机电控系统的基本工作原理

    储气瓶中的压缩天然气经滤清器过滤后，由天然气高压电磁阀控制通断，经减压器减压后进入天然气喷射器，天然气喷射器根据ECU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，节气门根据驾驶人要求的开度控制天然气进入气缸燃烧。进入气缸的混合气由点火系统依次对各缸点火，点火系统由点火模块、点火线圈、高压线、火花塞、点火线束组成。

    ECU根据驾驶人的加速踏板位置要求及转速信号计算需要的天然气流量和点火提前角，控制天然气流量和点火提前角，并根据氧传感器实测的空燃比进行空燃比闭环控制。ECU对系统采集的参数进行监控，当发动机运行参数异常时输出故障代码，系统设有RS232通讯和诊断接口。

    由于压缩天然气减压过程中要对外吸热，导致减压器和天然气喷射器结冰，因此在减压器和喷射器之间还装有热交换器，利用发动机循环水对天然气进行加热。为了控制天然气温度恒定，由节温器对加热冷却液流量进行控制。

    废气门控制阀用于对涡轮增压器增压压力进行调节，以控制发动机功率达到目标值，并保证发动机具有良好的动态性能，因此发动机废气门工作状态对发动机的动力性能的控制起着重要作用。