重型货车新技术：LNG发动机简介

LNG发动机采用微机控制燃气喷射和火花塞点火。图3-1为潍柴WP12NG系列发动机电控喷射系统图，它采用的美国伍德沃德OH2.0系统是一套单点喷射、稀燃、自适应闭环控制系统。OH2.0系统可实现燃料喷射控制、增压控制和点火控制等功能。

图3-1 LNG发动机电控喷射系统

1—氧传感器 2—湿度传感器 3—燃气压力传感器 4—燃气温度传感器 5—节气门前压力传感器 6—节气门（执行电动机、节气门位置传感器） 7—点火控制模块 8—点火线圈 9—进气压力温度传感器 10—加速踏板位置传感器 11—废气控制阀 12—冷却液温度传感器 13—凸轮轴转速传感器

1.燃料喷射控制

PCM依据转速信号、进气压力信号计算基本燃气喷射量，然后再根据冷却液温度信号、湿度信号、进气温度信号、燃气温度信号、燃气压力信号等对喷射量进行修正，得出当前工况喷射量。PCM最终通过对喷射阀组中12个喷射阀的控制来实现喷射量控制功能。在不同的工况下喷射阀有着不同的工作模式。在正常喷射模式下，12个喷射阀循环工作，而在一些特定工作条件下会有多个喷射阀同时工作，以实现较大的喷射量。

由于12个喷射阀喷出的燃气进入节气门前的进气管内，所以喷射方式属于单点喷射，对于喷射阀喷射时刻没有定时要求。

安装于排气管上的氧传感器用于检测废气中氧的浓度。当闭环控制条件满足时，PCM就会依据氧传感器信号来对喷射量进行动态调节。当PCM接收到氧的浓度过高（即混合气过稀）信号时，会逐步增加喷射量，直到接收到氧的浓度过低（即混合气过浓）信号为止。PCM接收到过浓信号后又会逐步减小喷射量，直到接收到过稀信号为止。如此不断循环控制，就使得混合气空燃比在理论空燃比附近波动而不会偏离正常范围。通常情况下发动机预温工况、全负荷工况为开环控制。(www.xing528.com)

发动机负荷控制采用了电子节气门。驾驶员通过改变加速踏板深度，来控制发动机负荷。PCM依据加速踏板信号来控制节气门开度。踏板踏下越深，PCM将节气门打开的角度也越大，进入气缸的混合气量越多，发动机输出功率越大；反之，踏板深度越小，节气门打开角度也越小，进入气缸的混合气量越少，发动机输出功率越小。不难看出气体机的负荷控制方式与汽油机相似。在发动机转速接近额定转速时，即使加速踏板踩到底，ECU也不会将节气门完全打开，而是适当限制节气门开度。

2.增压控制

PCM对增压压力进行电控调节。发动机在每一个特定的工况均有一个设定增压压力，PCM依据节气门前压力传感器获取当前增压压力信号，如果当前实际增压压力偏离设定值，PCM就会通过废气控制阀对其进行调节，使之达到设定值。

废气控制阀受占空比（PWM）信号控制。废气控制阀通电时打开排气口，断电时关闭排气口。当占空比改变时，泄压速率随之改变，旁通执行气室活塞左侧的控制气压随之改变，旁通阀开度同步变化。由于废气旁通阀开度实现了线性调节，增压压力也就实现了线性调控。

3.点火控制

OH2.0系统采用的是微机控制、独立点火控制方式。每一缸各有一个点火线圈。点火模块依据PCM指令控制着点火线圈初级回路通、断。PCM根据转速传感器信号、节气门位置传感器信号等计算点火时刻。当某一缸需要点火时，PCM会向点火控制模块发出点火指令，点火模块接收点火指令后马上切断初级回路，次级高压同步产生，火花塞跳火完成点火过程。点火完成后点火控制模块会向PCM发出反馈信号，如果持续接收不到反馈信号，PCM便不再喷射燃气。