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潍柴国六天然气介绍3-5

   2020-11-22 29320
核心提示:潍柴国六燃气发动机采用潍柴自主控制系统和woodward-OH6系统,支持稀燃及当量技术路线,满足欧六( 当量+EGR+三元催化)法规要求,更丰富的整车控制功能,满足个性化需求。
 3.国六天然发动机控制系统结构介绍

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1)ECU升级
 

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自主系统技术参数
   
     ■
 
硬件平台:大陆608平台(D02、D03)
     ■ 设计寿命:20000h
     ■ 工作电压范围:9V-32V
     ■ 工作温度范围:-40℃~105℃
     ■ 防护等级:IP6k9k
     ■ 外围尺寸:W235mm*L250mm*H95mm
     ■ 接插件型号:48*4+36*4
   
典型应用:
   
     ■
 
应用场合:天然气发动机控制器
     ■ 喷射方式:支持多点及单位喷射
     ■ 技术路线:支持国五稀燃+DOC以及国六当量+EGR+TWC路线
     ■ 燃油系统:支持京滨、德尔福、博世、NIKKI、Woodward等喷射阀
     ■ 点火线圈:支持智能型及非智能型点火线圈
     ■ 氧传感器:支持博世开关及宽域氧传感器、NGK氧传感等
     ■ 节气门:支持博世、Woodward及伟世通等多厂家节气门
     ■ 安装形式:可发动机安装
     ■ 已配套机型:国六全系列发动机

2)电磁切断阀

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作用:
   
LNG发动机专用部件,切断或恢复燃料供给,燃气管路上的安全保护开关。

安装要求:
 
    ■
 电磁阀使用24V直流电源,安装时请注意电源正负极连接正确。
    ■ 保证电磁阀上所标明的气流方向与实际气流方向一致。(进气口-IN,出气口-OUT)
    ■ 电磁阀连接牢靠,无漏气。

3)稳压器

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作用:
   
LNG发动机专用部件,将气瓶输送来的燃气压力调节为控制系统需要的喷射压力。
安装要求:

     ■
稳压器上安装时与实际气流方向一致(进气口-IN,出口气-OUT);
     ■ 怠速时调整出口压力为8bar左右;

3)减压器

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作用:
      
CNG发动机专用部件,将压缩天然气压力由存储状态调节至8bar左右。
      减压器有一水腔,与发动机水路相连,利用发动机的冷却液加热。天然气从高压变低压需要吸热,要保证加热良好。
      在寒冷季节,发动机刚启动时水温较低,此时应怠速运行一段时间后才能加速运行,防止减压器供热不及时导致结霜或结冰。
      平衡管接头:与发动机进气管连接,可以动态调节减压器出口压力,提高燃气供气系统的反应速度。平衡管接头需固定,防止漏气,否则可导致动力不足。
       WP5/WP6/WP7NG发动机不安装平衡管;
       高压电磁阀,燃气管路上的安全开关,控制天然气的通断。

5)燃气滤清器

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作用:
     
过滤燃气中的杂质,可过滤燃气中0.3μm~0.6μm的微粒,过滤效率≥95%
技术参数:
     使用温度:-40~107℃
     最大使用压力:35bar
     安装注意事项:放水口朝下,按箭头所指的气流方向安装,切记不能装反;燃气滤清器排污需在系统压力释放后进行。

6)FMV升级

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特点:

     
■ 大流量SFG喷嘴,比原来的NGI2喷嘴提高35%的喷射量,也可减少喷嘴使用数量,提高FMV整体可靠性;
      ■ 燃气压力与温度传感器集成一体,集成化程度高;
      ■ 超长使用寿命,通过6亿次开关循环试验;
      ■ 压力适应性范围宽。

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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。
       ■ 喷嘴:不同机型配置不同数量的喷嘴。
       ■ 二个喷嘴一个驱动器,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。
       ■ 燃气温度压力传感器:测量燃气温度和燃气压力

NIKKI喷射阀:
       气体燃料专用喷嘴设计,适用不易受到气体燃料品质影响的结构,燃气种类可以对应LPG、CNG和LNG。
       ■ 喷嘴:不同机型配置不同数量的喷嘴。
       ■ 燃气温度压力传感器:测量燃气温度和燃气压力

       ■ 燃气流量随负荷变化而实时修正。  

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7)电子节气门

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作用:电子节气门由ECU控制其阀门开度大小,以控制混合器进气量,从而改变发动机的输出功能率
结构:节气门集成有执行器,位置传感器,节气阀门等。绝大部分控制逻辑都是基于节气门来实现的,节气门有多种控制模式:
■  脚踏板控制模式:转速在怠速和最大额定转速之间时,正常运行下控制模式。该控制模式时: 脚踏板踩下,ECU接受踏板位置信号转换成节气门开度信号,节气门从ECU处接受开度命令信号,并将实际开度反馈给ECU。
        ■  怠速控制模式(Min Governor):当发动机转速降至怠速以下时,节气门进入怠速控制,此时节气门由怠速PID控制。
        ■  最大调速控制模式:发动机的运行状态满足软件中最大转速的设置(转速高于标定转速加上一定的限制及延迟)时,进入控制模式。此时节              气门受此模式下PID参数的控制。既转速越高,节气门开度位置越小。
        ■  轻度/中度/重度限扭矩:当系统有故障出现且该故障对应的故障动作中包含有轻度/中度/重度限扭矩时,任何对节气门的需求高于轻度/中度/              重度限扭矩限值时都是被限制的,当节气门位置达到限扭矩的限值后将不再增加。
        ■  水温/燃气温度/空气温度过高时进行扭矩限制。
        ■  ROAD SPEED GOVERNRO 控制模式,TSC1 TORQUE CONTROL控制模式,TSC1 SPEED CONTROL控制模式等。

8)废气控制阀
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   作用:与增压器的放气阀连接,控制增压器废气门驱动气室的气体压力,从而控制增压器产生的增压动力。
   增压压力控制:ECU根据进气压力测量值与ECU内部设定压力值之间的差值,通过PID参数,调整废气控制阀的占空比,控制增压器产生增压压力的大小,直到实际增压压力MAP等于设定增压压力。
   气体机使用专用水冷增压器。
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   废气控制阀占空比=0时,电磁阀关闭,压缩空气推动增压器废气阀完全打开,增压器排气能量减少,最终降低增压压力;
   废气控制阀占空比=100%,电磁阀处压缩空气泄漏量最大,增压器废气阀在弹簧力作用下趋向关闭,增压器工作的排气能量增多,增压压力升高。
   MAP﹤设定增压压力时,占空比增加,增压压力升高;
   MAP﹥设定增压压力时,占空比减少,增压器压力降低。
   ■ 若通至阀门的空气被污染,阀门隔网可能堵塞,空气连接断开可能过增压;
   ■ 链接管路漏气,增压控制可能不稳;
   ■ 如果电气连接断开,则发动机功率下降。
   ■ 1,2针脚间的电阻(室温)是77±2.5Ω

 4.国六天然气发动机点火控制系统

1)信号发生器总成和相位传感器

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> WP13发动机采用信号发生器总成和相位传感器结构
     作用:测量发动机的凸轮轴位置和发动机转速。ECU获取准确的转速信号后控制进气量、燃料量、点火提前角等。
     安装:
     ■  相位传感器和信号盘之间的间隙为1±0.5mm
     ■  信号盘有一个标记齿(和其它齿不均匀分布)用来确定发动机旋转的绝对位置。
     ■  安装时调整点火提前角:盘车至一缸压缩上止点,信号盘上的TDS标志刻线与相位传感器磁头左侧面外圆面相切。拧紧固定螺母,保证信号盘可靠固定。
     发动机运行时检查调整点火提前角:
     怠速时,用点火正时灯测量后的数值应与软件显示值一致,若不一致,调整信号盘位置。

>
 WP7发动机在凸轮轴轮齿处,安装相位传感器。


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安装:将凸轮轴轮齿上的销孔与凸轮轴上的定位销对正后松装凸轮轴齿轮,同时保证凸轮轴齿轮上的标记与曲轴齿轮上的标记对正(此时曲轴齿轮上的标记正好位于凸轮轴齿轮上的标记中间)。然后旋入凸轮轴齿轮紧固螺栓,并拧紧螺栓。
       检查提前角的方法:
       ■ 取出一缸火花塞;
       ■ 找一细长标识物,插入一缸,且顶到活塞表面;
       ■ 盘车,找到标识物的最高点,即为活塞上止点;
       ■ 打开飞轮壳斜下方观察孔,看OT刻线是否重合。
      上述方法,应重复两次或以上,以排除误差干扰。如果OT刻线重合,说明提前角正确无误;反正则说明提前角出现偏离。
 
2)点火线圈、缸线、火花塞

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    点火线圈作用:变压器功能,产生高压电;初级线圈匝数少,次级线圈含有更多的线圈匝数。
    缸线作用:将点火线圈产生的高压电传递给火花塞;日常维护检查需注意漏电检查;严禁用水冲洗;高压线属于易损件。
    火花塞作用:产生电火花,点燃混合气;安装扭矩:20~25N.m;火花塞间隙:0.35±0.05mm;调整时侧电极和中心电极面平行
 
3)爆震传感器

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    国六天然气发动机具有爆震监控功能,随时监控发动机的运行状态,防止发动机出现爆燃现象。
    > 爆震传感器作用
    ■ 监控发动机的燃烧情况,防止发动机发生爆震;
    ■ 适用劣质气源,增强对不同气源的适应能力;
    ■ 防止因燃气成份变化导致的发动机故障。

5.国六天然气发动机 EGR控制系统

IMG_70404)EGR阀

     EGR阀作用:控制反馈到进气系统的废气再循环量;
     废气文丘里,压差传感器,压力传感器:通过测量压力差和压力计算EGR废气流量;
     EGRT传感器:测量经过EGR冷却器之后的废气温度;
     EGR冷却器:对废气进行冷却。

5)EGR冷却器

IMG_7044 EGR冷却器的注意事项与维护保养
     ■ 保证最小冷却液流量,防止出现沸腾、干烧
     ■ 使用正规的冷却液,防止腐蚀
     ■ 防止过度冷凝、积炭、腐蚀
     ■ 环境温度低于冷却液冰点时,预防EGR冷却器结冰胀裂
     ■ 积炭清理
     ■ EGR冷却器拆装清洗过程中避免碰撞

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6)EGR率的计算

      
基于EGR流量闭环与进气流量闭环理论分析

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  关于EGR率的测量有以下方式:
  ■ 总进气量和新鲜进气量
  ■ 总进气量和废气量:废气文丘里
  ■ 新鲜进气量和废气量(总进气量)


 












 

 

 

 

 
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