电子控制技术在CNG发动机设计中的应用

周强++刘根屯++李凯++张凯

摘 要 随着社会的不断发展，能源短缺和生态保护成为了我们关注的首要问题。尤其是在汽车燃料的使用过程中，存在着资源浪费、发电效率低弊端。而CNG发动机则有着经济性、节能性等特点，可以实现控制系统的完善，并广泛的应用在天然气汽车市场当中。因此，本文从CNG发动机设计的基本理念出发，对其在电子控制技术的应用进行研究。

【关键词】CNG发动机 电控技术 应用研究

近几年来，汽车对环境的污染越加严重，也因此引起了人们的广泛重视。作为最广泛的交通工具之一，汽车主要是以内燃机为驱动器，通过尾气的排放来带动自身的运转。大多数汽车都以燃油的方式来运行，但为了保护环境，起到生态绿化的效果，天然气替代石油是一种比较具有优势的方法。因此，分析CNG发动机设计中电子控制技术的应用势在必行。

1 CNG发动机设计中电子控制的设计方案

1.1 控制系统

控制系统主要包括以下几个部分，它们分别是控制单元、传感器以及执行器。在CNG发动机的整体控制系统中，控制单元使最主要也是最核心的装置。从具体功能上来讲，它能够完成发动机设计中参数的制定，系统会根据标准信息进行数据采集，并通过定时装置计算喷气量等等。控制系统在运行的过程中也要满足一定的条件，才能够实现精准性判断。例如：电子控制单元的温度较低、执行速度较快、以及抗磁波干扰性较强等等。这样才能够保证控制技术的稳步发展。第二，传感器装置。它是连接控制单元和执行器的纽带，也是CNG发动机设计当中必不可少的成分。从性质上来讲，它是数据运维的基本测试平台，当水体进入到汽轮内部时，传感系统会对水温进行测量，并将实际信息发送到监控平台处。监控装置通过轮轴位置以及气压温度的控制实现发动机设计的整合工作。第三，执行器装置。执行器装置是控制系统中的最终环节，它主要体现在前燃气气管的安装上。系统通过传感器中信号的处理对燃气的喷射时间与间隔程度进行计算。驱动装置根据运行的基本方向将引脚拉高，并在喷嘴阀门上分析控制信号。如果系统在通磁的状态下，天然气设备的磁体感应会相对增强。当发动机不运行时，线圈就会将电源断开，停止喷气工作，以达到电子控制的目的。

1.2 总体方案设计

电控系统的总体方案设计主要是以“集成控制中心”为平台，在语言编程的基础上实现模块分化。基本程序有芯片量化、端口初始化、工况分析、喷气间隔查询等等。在主程序设计中，系统会对芯片的位置进行查找，将电子节气门固定到适当的空间内，通过主循环程序进行开环、闭环的工作。系统的主体部分分为两个方面，一方面是看门狗程序，令一方面是传感器加氧装置。数据监控中心会发生横向变化，将进气压力进行测量。如果压力超出了系统测试的标准范围，节气门会进行减压，并实现系统的调度。CNG发动机的具体执行程序如下：首先，将设备进行初始化判断。系统会根据情况判断是否要开启节气门。其次，将传感器进行加热，并在采样周期内计算变量的基础数值。如果控制子程序是处于修正的状态，显示平台会将具体的信息表现出来，并完成通讯的总过程。

2 CNG发动机设计中电子控制的应用

2.1 天然气发动机点火系统控制

天然气发动机点火系统控制是利用电气装置进行能量存储，进气压力在转换器的调节下输出相应的信号，并通过电流回路予以整合。汇总结果由曲轴平台进行传递，通过点火线圈和火花塞的配合实现发动机工况的精准判断。控制系统的优势在于它能够依照运行中的实际情况予以准核，并对不同信道中的传感信号进行收集和分配。一般来讲，系统会以数字信号的转化为目的，利用原有的统计平台对所处工矿进行判断，以计算喷气所需要的时间。发动机工作时，会利用曲轴的位置进行冷却水温工作，并对通电时间进行监督，对初始电路予以设定，实现高压电与低压电的转换。如果没有控制功率的活塞集成平台，会发生火花四溅等情况，而CNG发动机的特点就在于它能够从不同的角度对曲轴的平衡面以及齿号进行测量，以完成通电和断电工作。

2.2 天然气发动机恒速闭环控制

天然气发动机恒速闭环控制也是电控技术的一个主要方面。它根据电子节气门的基本结构，将车辆的形式过程进行断定，在驱动直流机的配合下实现电压的集合。系统会根据电压的不同数值进行合理分配，改变节气门开关的整体比例，再利用复位弹簧阻力装置进行限定。如果气压超出了一定的额度，阻力装置会将一部分多余的天然气反射回来，以实现反馈信号恒定发展的目的。另外，由于天然气发动机具有高离合性、高阶段性。所以，系统要在任务的总体规划下实现恒速闭环的控制。例如：利用串联控制原理来增强电感应，主回路会在两个增量器内进行数值的测定，将节气门的额度限定在标准的范围内，再通过修正开关予以转化，实现资源的有效利用。

3 结论

综上所述，本文从CNG发动机在电子控制技术中的设计入手，探讨其在电控中的应用。从而得出：CNG但燃料发动机系统能够实现标定系统软件的设计，并通过传感系统与控制单元的联合执行相应的任务。它的优势在于能够达到天然气发动机的顺序喷射要求，对内部装置进行了改进，省去了曲轴拆换的麻烦，为电子控制技术的发展奠定良好基础。

参考文献

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作者简介

周强（1983-），男，山西省运城市人。学士学位。现为运城职业技术学院助教。研究方向為发动机电子控制技术。

作者单位

运城职业技术学院 山西省运城市 044000