1、前言
我国具有比石油更丰富的天然气资源，储藏量达1.37万亿m3 ，可供开采使用100年以上。发展燃气汽车是为了适应能源结构调整的需要，是建设我国汽车工业支柱产业的需要，也是带动西部经济发展的重要举措。燃气汽车包括CNG、LNG、ANG、LPG等代用燃料汽车。液化天然气（LNG）汽车是燃气汽车的一部分。LNG在国际天然气市场贸易十分活跃，国内已开始小规模的生产，这给LNG汽车应用提供了必要的条件。液化天然气（LNG）作为汽车用燃料具有汽车的续驶里程长、安全性好、环保效益突出、建站容易、便于推广应用等许多优点。LNG汽车尾气排放的污染物很少，几乎实现了零排放，这对改善汽车尾气对城市的污染有着十分重要的意义。LNG与CNG相比气质更纯净，对汽车长期使用不会产生腐蚀作用；贮存压力低，更安全；密度大，有效载量大，提高了汽车的续行里程；建充液站占地面积小，不铺设管道，冲液无噪声，这对充液网站的形成、LNG汽车的推广提供了很好的发展空间。
2、电控减压器燃气系统
电控减压器是鼎辉公司的专利技术产品。电控减压器系统是在三级减压器的二级压力出口处增加一个步进电机控制阀口，ECU根据TPS、MPA、MPT及氧传感器的电信号，形成闭环控制系统，精确计算出发动机运行情况下所需的燃气量，适时对减压器上的步进电机进行控制调整，确保燃气混合气的混合比在理论值λ=1，使混合气完全燃烧，从而达到提高发动机的性能，降低和改善排放的目的，配合三元催化器，排放达到欧II水平。闭环控制的电控减压器燃气系统原理图如附图1所示。
3、电控减压器燃气系统的主要配置及特点
燃气系统主要配置：气瓶、截止阀、带步进电机的电控三级减压器、过滤器、混合器等。
电子控制系统主要配置：ECU、进气压力温度传感器、节气门位置传感器、转速信号传感器、水温传感器、排气温度传感器、氧传感器及专用线束等。
4、电控减压器燃气系统关键技术
4.1、点火时间优化控制
点火系统由于采用发动机转速信号、进气管压力（真空度）及温度信号、节气门位置信号、水温信号等参数准确判定发动机所处工况，对点火提前角进行修正、优化，提供精准的最佳点火提前角。使发动机获得最大动力、最佳排放。
4.2、λ的优化控制
采用比例调节混合器和电控减压调节器解决变工况λ精确控制。
l 比例调节混合器能随发动机工况变化按预设定空燃比随发动机进气管真空度变化而自动调节混合气量。
l 将比例调节混合器的机械预混合各工况点设定为偏浓状态，（解决发动机变工况空燃比的粗调），而ECU根据各传感器信号标定的数据对步进电机进行精确调节，从而较好的解决了λ=1的控制精度问题。
4.3、减速工况控制（减速断气功能）
当发动机处于强制减速工况时，ECU输出信号迅速关断减压器燃气电磁阀、切断气源，当发动机转速低于1000转/分时又恢复电磁阀供电，开通气源，提高怠速稳定性，实现安全、节能、环保。
4.4、怠速工况控制
l 采用比例调节混合器解决起动和怠速工况的手动预补偿再加上闭环电控调节步进电机对减压器输入气量的精确控制，能较好的解决燃气发动机在各地不同环境气候及气质（热值）、海拔高度的适应性，提高了发动机的环境适应性和怠速稳定性。
l 使发动机怠速稳定，解决了频繁起动亏电及发动机熄火造成的安全隐患问题，对公交车更为重要。
4.5、燃气系统具有自学习功能
本系统电控单元是自学习式，具有可编程功能；增加自学习控制功能，可以提高对燃气喷气量及混合气空燃比的控制精度；保证在任何工况条件下，对CO、HC、NOX的高速净化作用。通过闭环反馈控制，排放性能可达到 “欧洲Ⅱ号法规”要求。
4.6、故障诊断功能及异常故障保护处理
系统带有诊断功能和异常故障保护功能，使系统运行更安全可靠。
5、电控燃气系统发动机试验标定
本标定试验主要有以下几部分：
l 起动、怠速、加减速工况标定
l 点火提前角标定
l λ的优化控制标定
本标定试验的发动机为一汽大柴CA6SF1-16N天然气发动机，该发动机是在CA6110柴油机的基础上改进的单燃料发动机，其标定功率为117kw，最大扭矩475Nm，最低燃气消耗率218g/kwh。
采用鼎辉电控减压器燃气系统进行标定试验后，最大功率可达125kw，最大扭矩可达518Nm，最低燃气消耗率为203.5g/kwh，排放达欧II标准。其外特性测试值及特性曲线见附表1、附图2所示。
附表1 CA6SF1-16N发动机外特性测试值
转速rpm
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
功率kw
54
65
76
85.5
94.6
104.7
112.4
119.2
125
扭矩N.m
516
518
518
510
501
492
487
474
460
燃气消耗率g/kwh
205.4
203.3
205
204.9
206.5
206.5
212
216.8
220.5
附图2 CA6SF1-16N发动机外特性曲线图
6、结论
从上以情况介绍可知，鼎辉公司采用的电控减压器系统其特点如下：
1、发动机动力性好，动力保持在原机90%以上的水平。
2、燃气发动机低转速大扭矩，扭矩特性适合公交车。
3、发动机运转平稳，噪音有所下降。
4、发动机燃烧控制好，气耗低，排放好。
5、制造及维护成本低，经济性好。国外也有类似性质及方式控制的电控减压器系统，鼎辉电控减压器系统采用比例调节混合器可现场针对不同燃气热值及环境条件对冷车起动及怠速进行补偿，各工况控制采用高速步进电机，智能调节空燃比，因此结构简单，使用方便，维护成本低。
通过匹配试验及性能测试，鼎辉公司的电控减压器燃气系统与德尔福电控点火系统配套使用，发动机达到或超过设计指标。
运用该电控系统开发的一汽CA6102N2和大柴CA6SF1-16N，南内NQ160N、云内YN4100QB-2等单燃料天然气发动机效果良好，目前已在燃气汽车改装市场上得到了大量使用，而且在各燃气汽车生产厂也得到大量配套使用，并得到了客户的一致好评。
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