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气体燃料发动机高能点火及燃料喷射电控系统

“气体燃料发动机高能点火及燃料喷射电控系统”是气体燃料发动机电控系统的核心部分。本项目主要应用于稀燃天然气发动机，ECU系统采用基于宽域氧传感器的空然比稀燃闭环反馈及自学习控制技术，精确控制空然比使发动机在稀薄燃烧状态，减小发动机热负荷，减小发动机燃料消耗量；此外，采用高能点火装置并使用各缸独立顺序点火控制技术，提高点火能量，使稀燃混合气燃烧完全，排放污染物减少，发动机工作稳定；采用柔性功率调节装置——电子节气门，用以调节发动机稳态功率以及瞬态动力性和排放性能，减少瞬态过程排放。为了保证气体发动机点火正常，其点火所需的能量比汽油机更高，应采用高能点火系统。本系统采用高能直接顺序点火控制系统，通过晶体管的开关作用代替传统点火系统的断电器触点，使初级电流不经过触点，这样便可增大初级电流的断开值，减少点火线圈低压绕组的匝数和低压电路电阻，从而提高点火电压。另外，取消传统点火系统中常用的分电器，采用每个火花塞单独控制方式，直接进行控制，不会因产生火花而消耗部分电磁能量，直接点火方式使得电磁能量得到充分的利用。目前，该系统的功能及性能指标已达国际同类产品水平，发动机的动力性和经济性指标优良，排放限值达国IV标准。系统构成：传感器有转速及曲轴位置传感器、进气压力传感器、宽域氧传感器等，执行器有喷嘴、点火线圈以及火花塞、电子节气门、增压压力控制阀等，控制器为高性能16单片机。系统的基本功能是通过发动机的转速信号、曲轴位置信号等来进行判缸信号的识别、转速的计算，并通过发动机的运行工况计算各缸点火的时刻以及各缸初级点火线圈的通电时间、喷射时刻及喷射脉宽等，并实现空燃比稀燃闭环精确控制等。主要应用范围： “气体燃料发动机高能点火及燃料喷射电控系统”主要用于以各种气体为燃料的内燃机，目前国内多采用单点燃料喷射系统及理论空燃比控制方式，相对而言控制简单，点火能量较低。为了满足发动机更严格的排放和节能要求，国内各大中城市的公交车辆普遍采用天然气发动机，气体发动机只有采用稀燃方式方能达到要求，稀燃气体燃料发动机需要较高的点火能量和燃料喷射要求，因此，“气体燃料发动机高能点火及燃料喷射电控系统”具有较广泛的市场。

北京交通大学 2021-04-13