《潍柴天然气发动机培训资料之基础知识：结构及工作原理.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《潍柴天然气发动机培训资料之基础知识：结构及工作原理.（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、潍柴天然气发动机之 发动机结构及工作原理 2012-2-20 燃气发动机基础知识 内燃机是燃料在发动 机的内部燃烧，把燃烧产 生的热能转变为 机械能的 动力机械。气体燃料发动 机是燃用CNG（压缩 天然气）、LNG（液化天然气）、 LPG（液化石油气）等燃料的内燃机。 近年来，特别是随着石油短缺现实压 力的加大及全球日益严重的环境污染 问题 的日益突出，人们迫切的希望寻找更经济 、清洁和安全的燃料代替石油燃 料，这使得气体燃料进入了一个高速发展的时期。 燃气发动机基础知识（燃料） 燃气发动机燃料主要有三种： CNG-Compressed natural gas 压缩天然气: 主要成分是甲烷，易
2、于完全燃烧，不稀释润滑油，能够延长发动机使用 寿命。比空气轻，泄露后迅速飘散大气中，安全性好。 LNG-Liquefied natural gas 液化天然气： 在常压下、温度为-162度的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。液化 天然气燃点高、安全性能强，适于长途运输和储存。 LPG-Liquefied pertroleum gas 液化石油气： 常温常压下为气态的烃类混合物，比空气重，有较高的辛烷值，具有混 合均匀、燃烧充分、不积碳、不稀释润滑油等优点，能够延长发动机使用寿 命，而且一次载气量大、行驶里程长。 燃气发动机基础知识（燃料特性） 燃料种类天然气(CH4)LPG柴油(C16H34为
3、代表)汽油(C8H18为代表) 常态下密度kgm-30.750.8(气态)580830720750 沸点-161.5-10017035030190 理论空燃比(kg/kg)17.2：114.3：114.8：1 低热值 MJ(kg)-149.8145.942.5043.90 辛烷值(RON)13010011023308099 十六烷值0406027 燃烧极限(体积) %5151.59.51.588.21.37.6 自然温度(常压下)T 537450250390420 闪点 -43-18760 其中：辛烷值:指与汽油抗爆性相同的标准燃料所含异辛烷的体积分数. 低热值:指1立方米燃气完全燃烧后其烟气
4、被冷却至原始温度,但烟气中 的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量. 燃气发动机基础知识（CNG特性） 项 目 技术指标 高位发热量，MJ/m331.4 7500大卡 总硫（以硫计），mg/m3200 硫化氢，mg/m315 二氧化碳yco2，3.0 氧气yo2，0.5 水露点， 在汽车驾驶 的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应 高于-13；当最低气温低于-8，水露点应比最低气温低5 注：本标准中气体体积的标准参比条件是101.325 kPa，20 水露点：天然气水露点温度指天然气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温 度。 燃气发动机基础知识（发展过程） 第一代天然气发动
5、机使用非增压预 混合技术。 技术特点:1、文丘里式混合器进气总管混合；2、机械式节气门控制；3、 空燃比闭环 控制；4、理论空燃比燃烧。 典型系统：LANDIRENZO 不足之处：1、燃料控制不精确燃料消耗较高。2、排气温度高。3、容易 引起发动机回火。 燃气发动机基础知识（发展过程） 第二代天然气发动 机使用电控预混合技术。 技术特点:1、比例混合器进气总管预混合；2、电子节气门控制；3、空燃 比闭环 控制；4、能够实现 稀薄燃烧达到、欧排放要求。 典型系统：ECONTROL 不足之处：1、没有喷射阀燃料控制不精确，燃料消耗较高； 2、启动加速性差。 燃气发动机基础知识（发展过程） 第三代天
6、然气发动 机使用电控单点喷射技术。 技术特点:1、电控喷射、进气总管预混合；2、电子节气门控制； 3、增压压 力闭环 控制；4、空燃比闭环 控制； 5、能够实现 稀薄燃烧达到欧、欧排放要求。 典型系统： WOODWARD OH1.2，OH2.0 不足之处：无法实现 更低的燃料消耗。 燃气发动机基础知识（过程） 第四代天然气发动 机使用HPDI缸内喷射技术 技术特点:1、缸内燃气直接喷射； 2、超稀薄燃烧； 3、保持原柴油机动力性水平；4、能够达到欧更高排放要求；5、燃料消耗低。 典型系统：WESTPORT 不足之处：成本较高。 燃气发动机基础知识（与柴油机区别） 潍柴天然气发动机是在相应型号潍
7、柴柴油机基础上改制，采用美国 WOODWOOD OH2.0燃气电控系统。 1、取消了柴油机的燃油系统(高压油泵、喷油器、高压油管等件），增加 了燃气供给系统（气瓶、滤清器、高压切断阀、减压器、燃气热交换 器和节温器、喷射阀等件）。 2、采用点燃式燃烧方式（气缸盖上的喷油器安装孔改为火花塞安装孔） ，增加了点火控制系统（点火ECU、点火线圈、高压线、火花塞）。 3、为了防止爆震，压缩比比柴油机要小，燃烧室形式（活塞）与柴油机 不同。 4、增加了信号发生器，用于判缸和测量发动机转速。 5、增加了混合器和节气门，使燃气和空气在混合器中混合。 6、排气温度高，增压器采用水冷中间壳，进、排气门座采用耐磨
8、、耐高 温材料，采用带隔热材料的排气管。 7、采用WOODWARD单点喷射系统，闭环控制稀薄燃烧。 燃气发动机基础知识（燃烧特点） 1、空气进进气量对对功率影响大 更多进气能够得到更大功率，意味着不能一味加大燃料的喷射量来提升 马力。进气压力增加，进气流量增加，从而使得扭矩增加，发动 机对进 气调 节控制能力决定发动 机性能。增压低则功率小，如果增压低，系统中不能通 过增加燃料来提升动力。否则发动 机发生爆震，过多燃料导致排放急剧恶 化， 燃料经济 性变差。 2、天然气发动机使用稀燃技术 足够的空气燃烧完所有的燃料，燃烧后无氧气和未燃烧燃料残留称为 理论（当量）空燃比。通常空燃比是以质量比给出，用过量空气系数 表示，混合气中多余了燃料称为浓，多余了空气称为稀。其中柴油 机理论空燃比：14.5，天然气发动机理论空燃比:16-17，汽油机理论 空燃比:14.7。 排气中有过量空气称为稀燃，天然气发动机正常工作过量空气系数范 围：1.11水浴式汽化器-水泵进水管 发动机出水管-热交换器-节温器-水泵进水管 增压器出水管-水泵进水管 l水浴式汽化器安装位置不高于发动机出水管 燃气发动机基础知识（循环水系统） 第 59页 共 页 谢谢！
