《燃气汽车发动机及关键零部件开发及产业化》为“十五”国家科技攻关计划重大项目下设课题。该课题围绕天然气发动机电控系统平台建设、CNG汽车用金属内胆复合材料气瓶、燃气汽车电喷发动机高精度喷嘴及燃气汽车电喷发动机减压器等4个方向开展了深入研究，取得了显著成果。成果进行系统产业化后取得了良好的效益。

　　课题创新点突出。课题组在国内率先建立了燃气汽车发动机电控系统研发平台，并在此基础上开发了独特的稀薄燃烧空燃比闭环控制算法并在生产中应用，在平台上开发了3种燃气发动机ECU，可以匹配多种型式的重型、轻型发动机和整车，打破了国外在高技术电喷ECU上的技术垄断。课题组在复合内胆的研究开发过程中，运用张力缠绕技术和层间应力递减技术、压力定型和自紧工艺技术进行预强化，降低内胆应力水平，协调复合材料层和金属材料变形，建立了热处理淬火介质的冷却特性与钢内衬力学性能之间的关系，从而保证了气瓶的承压能力，同时采用合理的加热温度、滚轮收口速度和适当的补热技术解决了金属内胆旋压收口成型等技术难题。

　　关键技术和创新点：

　　1、天然气发动机电控系统研发平台建设（1）基于现代控制系统的V型开发模式，建立具有自主知识产权的天然气发动机电控系统研发平台，建成天然气电喷发动机系统的匹配标定测试平台；（2）形成完整的天然气发动机电控装置系统的原始技术创新、系统集成和匹配能力，开发了三种型号的发动机电控单元(ECU)。

　　中/重型自然吸气CNGECU技术特点：开关式氧传感器信号反馈分段比例、积分控制算法。

　　两用燃料ECU技术特点：CNG非对称空燃比控制算法，CNG组分自学习功能。

　　增压稀燃CNG发动机ECU技术特点：分区域稀燃闭环控制、宽域氧传感器控制、带滞后预估器的增压压力闭环控制。

　　完成系列机型、车型的匹配标定工作。

　　匹配标定方法研究基于非对称式空燃比标定方法，和分区域稀燃闭环控制标定。

　　方法整车标定流程基础标定、排放标定、驾驶性标定；三高标定流程与方法；排放、高温、寒、海拔、标定。

　　2、CNG汽车用金属内胆复合材料气瓶研究开发及产业化采用计算机数值模拟气瓶的变形和疲劳过程，进行强度、疲劳设计优化；采用合理的加热温度，滚轮收口速度和适当的补热技术避免熔合不足、夹层、晶粒粗大；运用张力缠绕技术和层间应力递减技术、压力定型和自紧工艺技术降低应力水平、提高使用寿命；制定适合于钢内衬复合材料缠绕成型的工艺参数，及固化工艺、自紧工艺参数；开发的不同规格的钢内衬碳纤维环向增强的CNG气瓶：

　　技术指标:

　　爆破压力≥47MPa；疲劳性能≥15000次；质容比：0.62—0.73kg/L;部分技术指标优于意大利FABER，韩国NK，全系列产品技术指标与韩国NK相当。

　　3、燃气汽车电喷发动机高精度喷嘴研究开发及产业化结 构：小流量喷嘴采用先导型结构，大流量喷嘴采用直动式开闭结构；驱 动：大功率驱动高频线圈；响 应：镍烙软磁材料；散 热：中间通道式；密 封：浮动升程复位结构。

　　在设计过程中采用CFD技术进行了脉宽流量特性研究、喷嘴频响特性研究。

　　技术指标：

　　最小开启时间≤3ms；工作压力0—0.4MPa；耐久性4亿次；产品综合性能优于意大利某公司的同类产品，但比日本Keihin公司的产品在使用寿命上略有差距。

　　4、燃气汽车电喷发动机减压器的研究开发及产业化结构型谱：一级采用间接作用式，二级采用直接作用式结构及压力补偿，导流消噪板结构；系列化产品开发，三个流量级；压力流量特性：采用大平衡腔、低弹簧刚度和压力补偿；提高压力流量稳定性；安全性耐久性：加装压敏、温敏安全卸压系统；采用耐高、低温和相容性较好的橡胶模片材料；建立了试验台架和测试评价方法。

　　技术指标：

　　静压强度100MPa； 输出压力：0.1—0.4MPa；工作压力20MPa； 压力稳定性：≤5﹪；输出流量：25、40、80kg；项目的开发成果已经在国内的一汽集团公司、一汽大众、长安福特、恒通客车、云内动力(11.39,0.26,2.34%)、长安汽车(13.00,0.34,2.69%)、长城汽车、金龙客车、玉柴动力、奇瑞汽车、江淮汽车(11.25,0.00,0.00%)、安凯汽车、中国重汽(26.56,-0.67,-2.46%)、东风汽车(5.39,0.00,0.00%)、东风柳汽、庆铃汽车、华晨汽车、绵阳新晨动力、金旅客车和锡联柴油机厂以及国外的泰国丰田汽车、泰国三友汽车、荷兰Prins燃气系统公司、日本Keihin汽车系统公司和德尔福等厂家获得良好的应用。