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1、第四节 气体替代燃料,Gas Alternative Fuel,天然气,氢气,液化石油气,主要学习内容,LPG发动机的主要技术特点 ； 火花点火发动机上的应用 ； 压燃式内燃机上的应用 ；,一.液化石油气 LPG,LPG发动机的主要技术特点,LPG的气化温度低，气化较为容易，与空气混合的均匀性优于汽油，有利于燃料的完全燃烧，排放低。 LPG的燃烧特性与汽油相当，其热值略高于汽油。 LPG的辛烷值高，允许采用较高的压缩比，有利于提高发动机的动力性和热效率。 汽化的LPG对发动机的充量系数有不利影响，因此进行简单改装的气体燃料发动机的功率会有所下降。 LPG的着火温度比汽油高,火焰的传播速度比汽油
2、慢。燃用LPG时要求汽车点火装置具有更大的点火能量和点火提前角。,火花点火发动机上的应用,汽油与LPG轿车国测试循环中排放对比,压燃式内燃机上的应用,LR6105Q柴油机改为LPG-柴油双燃料发动机前后的特性比较,改装后输出转矩与改装前接近 碳烟排放显著下降,二.天然气 Natural Gas,天然气发动机的性能 天然气汽车使用中存在的主要问题及相应解决办法,天然气发动机的性能,天然气的辛烷值比汽油高得多，在火花点火发动机上使用时可以提高压缩比。 天然气与空气很容易生成均匀混合气，高负荷时NOx、CO、HC排放减少，几乎没有黑烟。 与传统的压燃柴油机相比,天然气发动机的微粒排放较少。 天然气的
3、自燃温度远高于汽油和柴油的自燃温度，达到自燃点着火的可能性比汽油、柴油小得多。 天然气比空气轻,稍有泄漏,很快就会扩散到大气中,要形成可燃浓度比汽油难得多。,火花点火发动机上的应用,转速/rmin-1,转速/rmin-1,P/kW,充量系数/%,CNG/汽油两用燃料发动机的充量系数与功率输出,电控多点喷射单燃料天然气发动机排放值,天然气汽车使用中存在的主要问题,主要问题 在使用天然气作燃料时,功率一般要下降15 %左右,甚至更多。 腐蚀与早期磨损问题。 天然气发动机对天然气品质较敏感。 天然气发动机的进气温度较高，燃烧室零件的热负荷较高，气门、气门座均需用耐热材料制造。,提高天然气发动机功率的
4、措施有： (1) 提高充量系数； (2) 适当提高发动机压缩比 减小腐蚀和磨损的主要措施如下： (1) 天然气脱硫； (2) 采用耐腐蚀材料； (3) 使用专门的天然气发动机润滑油。,天然气汽车使用中存在的主要问题的解决办法,氢气作为内燃机燃料的特点 氢比较适合在火花点火发动机中使用，可以提高压缩比和热效率； 氢气在空气中的层流燃烧速度高； 氢气的点火能量很低，约为15.1-20J，因此氢气发动机工作时不会熄火，再加上氢气层流火焰速度很高，因此点火提前角很小，可以在上止点点火； 氢气在空气中的扩散系数很大，是汽油的12倍，生成均匀混合气十分迅速。但扩散系数大对防泄漏不利。氢气分子极小，渗透性强，易引起氢脆、缓慢渗透等问题； 氢气的可燃范围很广，稀燃能力强； 氢气燃烧产物为水和氮氧化物，有害排放物单一,后处理比较容易；,三.氢气 Hydrogen,
