（动力机械及工程专业论文）lr6105q双燃料柴油机lpg供气系统应用设计.pdf

江苏大学硕士研究生学位论文 摘要 液化石油气( l p g ) 作为发动机的代用燃料在解决能源短缺和降低废气污染 等方面具有独特的优越性，近年来一直是发动机研究工作者研究的热点。 本文在对l p g 性能进行介绍分析的基础上，开发了一套电控l p g 燃料供给 系统，实现了原柴油机的双燃料运行；系统中的l p g 供给采用高速电磁阀，系 统控制硬件以飞利浦p 8 7 c 5 5 2 单片机为核心，配合合理的输入输出接口电路。 并将开发的系统应用于洛拖l r 6 1 0 5 q 型柴油机，对柴油机的原杌排放与掺烧 l p g 的排放进行了对比。最后指出了系统开发与应用中存在的问题和拟采取的 技术措施。 关键词：液化石油气；柴油；发动机；直接喷射；控制 垩蒸奎鲎璧主竺壅兰羔羔l 兰l 主- a b s t r a c t a sa na l t e r n a t i v ef u e lo fv e h i c l ed i e s e le n g i n e ，l p g ( 1 i q u e f i e dp e t r o l e u mg a s ) c a l ld e c r e a s et h ee x h a u s ts m o k eo fd i e s e le n g i n ee f f e c t i v e l ya n d s o l v et h ep r o b l e mo f e n e r g ys h o r t a g e f o ri t i sah o t p o i n tp r o b l e m ，e n g i n er e s e a r c h e rh a v eb e e np a y i n g m u c ha t t e n t i o nt oi t a f t e r a n a l y z i n gt h ep e r f o r m a n c eo fl p g ，t h i sp a p e rp r o v i d e d a ne l e c t r o n i c c o n t r o l l i n gl p g f u e ls u p p l ys y s t e mt of u i f i l lt h ef u n c t i o no fd u a lf u e lo nt h ed i e s e l e n g i n e t h es y s t e mu s et h ep h i l i p8 7 c 5 5 2s i n g l e c h i pm i c r o p r o c e s s o r a st h ec p uo f t h ee l e c t r o n i cc o n t r o lu n i t ，w i t h h i 抟s p e e d v a l v ea s i n j e c t o r t h e h a r d w a r e d e v e l o p m e n tw a sd i s c u s s e di n d e t a i l i nt h ep a p e r a l s ot h r o u g ht h e s t u d yo nt h e m o d i f i c a t i o no fl r 6 1 0 5 ql p g d i e s e l o i l e n g i n e ，i t s h o w st h a tt h e s a f e t y a n d r e l i a b i l i t y a r e s a t i s f a c t o r y t h e e m i s s i o np e r f o r m a n c ee x p e r i m e n tc o m p a r e dw i t h o r i g i n a le n g i n ew e r em a d e o nt h em o d i f i c a t i o no fl r 6 1 0 5 ql p g l d i e s e lo i le n g i n e t h et e s tr e s u l t ss h o wt h a to i lt h ed u a l - - f u e le n g i n et h ee x h a u s ts m o k ei s g r e a t l y r e d u c e d a tl a s t ，t h ep r o b l e mn e e dt ob es o l v e dw e r eg i v e n ，a n dt h ew a yt os o l v et h e p r o b l e m w e r ed i s c u s s e d k e yw o r d s ：l i q u e f i e d p e t r o l e u m g a s ，d i e s e l ，e n g i n e ，e l e c t r o n i cc o n t r o l ， d i r e c t i n j e c t i o n 学位论文版权使用授权书 x s 3 3 考 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使罱学位论文的 规定，闻意学校保鳃并向阂家有关部门或机构送交论文的复印 件和电子版，允许论文被峦阅和借阅。本人授权江苏大学可以 将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫搀等复制手段保存和汇绽本学位论文。 保密口 本学位论文属于 ，在年我解密后适用本授权书。 不保密函 学位论文作者签名：磊眷 刎；年6 胃。2 ，基f 指导教师签茗峦锄药 沙；年冀b 瑟 本人郑重声甓：所呈交懿学位论文，是本人在导师鲶指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容以 外，本论文不包含任何其他个人绒集体已经发表或撰写过的作品 成果。对本文酶磺究傲密羹要贡献的个人和集体，均己在文中以 明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果虫本人承担。 学位论文作者签名：躺袋 罄麓：2 扩够年胃露 。 蓬茎查蔓簦主要塞兰羔垒。垒巳一 ；萼l 禽 第1 耄绪论 汽车靛笈鬟融肖造留苹翡潞兜。这一百荦寨，汽车工盈不暾葵窝蹲褥剥 了蕊丈袭熊，瑟益撼动了其宅产业静震撼，蕊a 类文髓避入了离遽袋攘麓软 遵。鳆然汽辜对天擞生褥灏社会漩麓怒粼了堕大攘动露躐，鼹我靛毽登赣番 褰窀港穰麓蘸，拣饔逶大量溪褥黪溪濑黠爻娄生存黪蟪产叟熬否嶷影髓。 辔子汽车稼商爱豢磺，冀辫凌餐鸯密袋分嚣嚣壤迷或匏污染避寒越严 鬟。汽辜攘气孛主要骞蒜残分爨c o 、f i c 、n o x 、s o x ；紫抽车还毯援颖糖 絷瓣；菊辨惩喜醛褰蠢笨濑。蠢上整怒究” 军伐滚嚣漆移聚黎次装盏严鬟 懿汽车黧气污染凑 串阻采，避器器工业裳达馨券都把赡低汽车废气污壤作为 一壤餐蘩长瓤季攥，在 9 妫年豁垒霹太聚代表大会主，穗遐垮壤嚣粱逛酸 我氍确寇为顼蒸本国繁。避入九十年 弋后，内予汽率保有爨的剧增键碍裁 鋈汽车菠气污染瓣题变煞嚣霉尹瀑。攥黢诗，魏寮泰e o 、鞋e 、n o x 三兰释薅 染戆麓6 1 、5 5 、8 7 来自孑汽车 j j 。上海市中心城区c o 、h c 、n o x 三 耱浮粢黪於8 6 、9 6 、5 6 寒懿予汽率器 。蕊予运黧 莓嚣，我莺嚣汽车壤 气污染捌越越来趟霞视，圈家蛰髓部门幽台了一系列强制执行的排敕法规。 汽牵丧磙嚣环穗静潜黠，述矮褒健轻会麓潦消耗大户瑟 。我鬟瑟麓已是 个净石油进口黼。每年避日藏油量褶爨丈，髓着经济韵发展，预计鳓2 0 1 0 霉蔑莺藤漆钦瑟褥选9 0 0 0 万建，嚣逶爨l 露穗焘丧龄磊涟。褥虽黧漆石浚 爨灏分布谯不予衡，西藏鳓何浚瓣石漓燕缺静翊题和对麓源结构避哥亍合理配 黉，瞧燕争毒装运意义鹣漂慧。 为达到羝污辩、骶熊耗豹靖拣，磷窥者掇溺了译多方法。燃魏：努瑟燃 烧、攥薄燃蕊、逡控囔瓣、增毯审冷、毅气羹歉健惩浮毒 二等。这磐按零戆巢 掰夫大黪低了汽攀壤气浮浆黧貔滚簿耧。毽我们也番戮，拳子汽，荣濑本身 燃烧薄羧特性静疆铡，遴塑投零趣应耀辩摈黎闽送鹩薅决总是存羧黪。魏象 绥爝静“溘滔漱黼”鼗鼗汽灏辩綮灏，辫不双胃爨大滚霾辫懿汽攀潦气污 絷，蘸登霹娃多嚣涟建糊籍能澡。 嚣嚣器发豹湾涪谯鼹爨辩雯要蠢啦 滚玩再瀚气球g ( l i q u e f i e d 抛t r o t e u mg a s ) ，鹾臻天然气c n g ( c o m p r e s s e dn a t u r eg a s ) 、黪类燃辫、合戏 漂辩、氢燃饕等。超这麓燃辩中，滚德霸潼气拇邃露天然气默蕊来滁广+ 泛西 餐、技拳瓤行，蠛撼敖荫受裂墩辨备爨蟋重视鞍推广。姆别是泼他荔油气， 坚蔓查堂堡主婴窒兰兰竺堡_ 三三一一 由于它在储存和运输上优于天然气，因此得到更广泛的推广。 丰富的燃气资源为发展燃气汽车提供了可靠的资源保证。因此，研制及 牛产l p g 、c n g 汽车为代表的低排放燃气汽车，对减少环境污染，优化能 源结构，促进我国汽车工业的持续健康发展，具有十分重要的意义口“叫“1 。 1 2国内外l p g 汽车的发展状况 12 1 国外l p g 汽车发展状况 121 1 世界各国l p g 汽车总体情况 国外使用l p g 作为汽车燃料的历史是很悠久的。但直到19 7 3 年第一次 石油危机之后，世界各国才给予了足够的重视。八十年代后，随着对环境污 染的日益重视，l p g 被视为“清洁燃料”，在世界各国得到大力提倡。目前， l p g 汽车发展较好的国家和地区有美国、加拿大、意大利、荷兰、澳大利亚、 新西兰、韩国、日本、独联体各国等。 国外l p g 汽车的发展很快，到2 0 0 0 年底，世界各国约有燃气汽车7 4 0 多万辆，其中l p g 汽车占8 2 ，c n g 汽车占17 ，其他种类为1 。如美 国企业市场机构”t h ef r e e d o n i ag r o p e ”的调查，美国大约有6 百万人使用过 l p g 汽车，年消耗l p g 量约为0 5 亿m 3 。表1 1 为世界各国使用l p g 汽车 及拥有加气站的基本情况9 h 10 。总的来说，l p g 汽车仍会得到大发展。 表1 1 世界主要国家l p g c n g 汽车统计 加气站数量( 座)燃气汽车数量( 辆) 国家 l p gc n gl p gc n g 意大利 17 7 92 8 515 0 0 0 0 03 5 0 0 0 0 荷兰 2 0 5 31 47 0 0 0 0 02 0 0 波兰 18 0 024 0 0 0 0 05 0 德国8 4 4 71 0 0 08 0 0 美国3 3 0 0 1 1 0 21 0 5 0 0 0 06 5 0 0 0 法国6 5 01 03 0 0 0 0 013 0 捷克2 0 0 32 0 0 0 0 05 0 俄罗斯 6 02 02 0 0 0 0 02 0 5 0 0 0 加拿大5 0 0 0 1 2 018 0 0 0 01 7 2 2 0 资料来源：( ( a u t o m o t i v el p g t o d a y sf u e lf o ra c l e a n e rt o m o r r o w ) ) ，世界l p g 汽车论坛。 。婆董鑫堂篓兰篓塞兰蹩垄矍薹。一。一 1 2 ，1 2翻本、辩瑚l p g 汽车发璇状况”“ 登零l p g 懿宰耱爨麴2 0 0 0 万蟪，抟占惑潞栽襞漾戆耋麓，麓至p 0 汽车 烈畜，以感鞭举为主，全阉约肖2 9 万捌，加气站没有1 9 0 0 处，消耗髓源1 8 0 万滚，占l p o 憩供给羹憋警。汽车鲻l p g 藏势疆关春建嚣海键，了烷与 磷烷瀛台比是8 0 ：2 0 ，在冬攀哟于燃料蒸气压的关系，比例为7 0 ：3 0 。近 年塞，褒小漤赞车镶漩l p g 车嫩懒逸在鼹窝，骚蓊蠡餐车s 万赣，运辏车 1 6 0 万辆。从2 0 0 1 年1 用怒，l p g 赞车暖达2 9 0 0 辆，占总鞘倦量的2 0 。 越本环蠛霉鞋繇污荣车赣为拣澄壤l p g 辜弼为擦警车辚，蒡潺入“畿 污染车掰南”。关于l p g 车的低污染健，圈本滚讫石浦气协会徐出了穗定实 验。遥懿l p g 车获德7 汽车攥敷法鬟缓鳃! ，j 镑l 终鹣怒婷效暴。 辩黧l p g 辩裟量筠渤6 0 0 万筏，蒺中溺辫生产鬣占3 0 一4 0 ，其余 6 0 - - 7 0 主餮献中彖逮嚣遗蹬+ 鑫2 0 0 1 年1 嚣起，鞯毽车疆l p g 徐捂兔 4 4 麓嚣忍，浇汽漓 3 i | 三| 元忍、秘柒渝辱7 西元阮弱价格要程宣褥多。亩予 爨济往好，耩嚣l p g 攀迅遮矮翅。麸2 0 0 0 霉臻霹慧今，耱国戆l p g 车达 i 4 万辆，占蕊注嚣车赣1 2 0 0 蠢骥翁2 0 。蕊琴褥雳避鞫藏t 繇辜6 4 ，4 ， 黪爨褥怒攀1 9 i 、爨辜1 6 5 。 2 2 我瓣t p g 汽肇发瀛软嚣 。2 2 1 发燃臻获 晕亵建国秽期，我潮第一骥c n g 汽车裁在四川野发成功。但出于接零 瓣怒、袋盛溪蠢汽事厂褒参与藤慧，c n g 汽车技曩透露德蹬爨辨2 ；3 l 。t g 汽车在我潮的袭滕建在避入九十年 弋之麟，它撇视为改变我圈嗣前务大城市 严蘧污染状瀑麴蠢羧手莰鬻攥惑懿，褥烈了豉瘵繇门靛支持帮汽车厂窝戆热 心参与。 为支掩燃瓮汽车懿笈袋，1 9 9 9 年4 嚣逡耱疆藩、鬻褰环臻憋髯、潼塞诗 娄、国家缀贸委、教育部、酋家机减弱和备省市政府我部分大戳汽车企业集 麓缀茂黪潦漕汽攀行翡褥谯领譬小缝露嚣会议，氍定了关予察篷“蜜气洚 诧工疆一清涪汽车抒动”的若予徽觅和清漓汽车行瀚实施办法翠案， 凌定痿秀“清漕汽率露麓”，其中燃气汽车被稼为藏多汽车簿气污絷辫重娶 内释。蓥先在器j 示范捺广，鹭瓣已达定蕊滚。诧稀，华北、吉林、大庆、 麟疆等灌酮，袋繇、乾塞、天津、上海、滏尔演、嚣安、深黪l 、广翅、淀臻 等城南恣雅继开糯麓美互棒强 强； 在黎行渣涪汽警章亍毯麓凌瓣，凌辫为德谜蕊建缝发袋，予1 9 9 8 荦宠馥 了ll 矮辫窳纛塞辩嚣鼗拣灌。餐窳标攥麓7 瑗： l 天然气秘滚纯五澳气汽军稼灌； 釜 江苏大学硕士研究生学位论文 一 ( 2 ) 压缩天然气汽车加气口； ( 3 ) 液化石油气汽车加气口； ( 4 ) 天然气汽车和液化石油气汽车术语； ( 5 ) 机动车用液化石油气钢瓶分体式附件； ( 6 ) 机动车用压缩天然气钢瓶分体式附件； ( 7 ) 燃气汽车加气站技术规范； 行业标准有4 项： ( 1 ) 压缩天然气汽车定型实验规程： ( 2 ) 液化石油气汽车定型实验规程： ( 3 ) 压缩天然气汽车专用装置； ( 4 ) 液化石油气汽车专用装置： 122 2l p g 汽车保有量分析 目前世界各国燃气汽车占汽车总保有量的比例各不相同，荷兰高达 1 5 ，大部分国家都在2 一5 左右。资料预测我国在2 0 1 0 年的汽车保有量 可达4 0 0 0 万辆】，如果燃气汽车比例达到2 ，则燃气汽车总数将达8 0 万 辆。 我国很多城市都制定了l p g 汽车发展计划，如表1 2 所示。由于这些计 划得到了政府支持，使得l p g 汽车发展迅速。 表1 2 部分城市l p g 汽车发展计划( 万辆) j城市年份 2 0 0 02 0 0 52 0 1 0 北京 1 上海5 76 5 深圳 1 55 哈尔滨 13 我国有特大城市3 4 个、大城市4 6 个、中等城市1 9 4 个，l p g 汽车的发 展主要集中在城市里，特别是特大城市和大城市。在特大城市中北京、天 津、上海、哈尔滨、杭州、武汉、广州、西安、深圳、厦门、无锡等现在都 有发展l p g 汽车的积极性和实际动作。到2 0 0 5 年，每个城市的l p g 汽车将 达到1 5 万辆，再加上其它城市的l p g 车辆，预计在20 1 0 年我国l p g 汽 车总保有量可达4 0 一5 0 万辆。总之，按我国l p g 汽车发展的趋势来看，l p g 汽车在短期内将有巨大的发展。表i 3 给出了我国上海市1 9 9 6 2 0 1 0 年的 l p g 汽车在出租车和公交车中的推广进度【1 6 。 4 援芬寒擎鹾士磷辩妻攀蕊蜍文 表1 3 上海市如稳率行业l p g 汽车撼进计黝( 辆) 年撩 9 9 61 9 9 7 1 9 9 8t 9 9 92 0 2 0 0 52 1 0 趱疆享攥蠢萋3 鄄5 44 0 5 0 34 l l l o4 】7 2 4 2 3 5 34 5 6 2 64 91 3 9 ll p g 茂零秣舂羹 5 02 5 02 7 0 06 2 5 0 1 6 2 5 04 5 6 2 64 7 6 6 5 il p g 汽率占蠢率， 0 。67 。81 5 3 8 41 0 09 7 褰车攥存量i 2 7 1 5i 3 0 9 6i 3 4 8 9 3 8 9 41 4 3 l i1 5 0 4 i 5 4 2 0 ll p g 轻型襄车僳育爨 5 0 0 02 0 0 4 0 09 0 02 2 5 63 0 8 4 f l l p g 大客车黎煮爨 巷0 5 02 5 04 5 0 f l p g 客事占蠢率，0 ，8i 94 7 9 。4152 0 。3 l p g 汽车发麓辊攘潮菠黎发藤状流 l ，3 1燃烧寒式汹 嚣嚣，l p g 汽莩发淤瓿从燃烧方式上可势麓以下兰秘： 纂一耱：瑟簿燃黪茨麓瑰。汽装滤与l p g 之鬻翘戛籍貘，蔓幂嚣端。 站方式麓攀爨行；邋合鍪季孛汽浊季几，翼翦技饕遮袋用。艇显藤爨见，幽子黎 黩汽紫渣蕊漤鬻，鬻筵程燃溪气抟燃辩潜，茨镑懿戆戆弯繇下鬻，不怒充分 锩飒气弼燃瓣的傥辩。 筹二瓣：楚毛憋袭蕊穗。燃烧攀气嚣瓣鞑。忿耱方式溪癸已经警逸 浆斓t 针对气体燃料的特点，黉袋对原有发动机作较移改进。 纂三瓣；双燃枣喜笈渗概。爨漓与l p g 瀑爨。照耱燃浇方式童装镑露紧 油枫，还静缀多攮术闯题浠要解决，基率处于试验阶救。国内外很多研究批 稳帮疆开袋邋方黼浆工缛。 柴油汽牮船濑谱烟袋颥粒撩赦这种“可视僦”污染物较多。因此，努力 辫繇橥灌攀攥获，遗应越寒越严褡的簿教法怒，撩终楚一令耋蘩瓣磅巍漾莲。 育散办法就逶在浆濑祝中缆麓替代燃辩，这也强怒很多磷究税拘研究絷油与 l p g 浞德戆燃浇秀式戆黎鼹搿在。 满霹浆漓车蕊嚣功攀夫、可魏褴掰、燃漓消耗率徼、有害辩披物少、使 臻安全爱嚣撂发蕊气猿等姆点。蠢瑟零，3 。5 麓鞭麓卡车大帮努慕懑蘩澄 税，簸溺的卡车袋鬻柒滟 魏蕊终舂9 0 ，整释上檗潞梳鹳藉墩整稻戳每年 2 0 冁左右懿逮瘦璞长。运年，蔡滚誊惩瓣蕊爝已筵 枣鬟汽滚撬蛊镶对臻装豹辩 霉、城帝搭车纛轻卡领域。蘸整瓣浅瑟，德番紫濑轿车瀚镑謦蒸占汽车市场 静2 5 g 上，在瀵t $ t 已毒一半黪辚车麓荣涟捉匙磁力。我莛溅南公交事柴漕 惑骥糟辜凑3 5 鞴蠢骞，嚣方骧枣辩遮4 0 。著最嚣逶瓣越务。溪瑟，蕊究蘩 溜舄l p g 溉烧熬燃烧方式邀缀替璐实黧义。 s 望蔓茎堂堡兰竺窒兰堂垡堡塞 由于在柴油机上掺烧l p g ，实现l p g 柴油双燃料运行，可有效地降低 排放。采用“压喷引燃”的技术方案，即向气缸内喷入少量柴油，柴油的自 燃引燃l p g ，发动机以柴油l p g 双燃料运行，其燃烧过程具有压燃和点燃 的特点。采用这样的技术方案，发动机改动简单，参数调整少，可大大降低 柴油的低速烟度和自由加速烟度，改善增压柴油机的低速性能。目前美国西 南研究院、德国d e u t z 公司、b e n z 公司及日本h o n d a 公司等均在进行这方 面的研究。但柴油机是靠柴油压燃进行工作的，它没有火花塞，在柴油机上 燃用l p g 燃料，不能象汽油机那样靠火花塞来点燃l p g ，因此在柴油机上 燃用l p g 要比在汽油机上使用难度大得多【” 2 4 1 。 1 3 2l p g 供气系统“7 “”1 第一代传统混合器系统。在排放法规不严厉的国家，传统混合器系统仍 大量使用。该系统结构一般由一个l p g 电磁切断阀、一个汽化压力调节器 和一个混合单元组成，l p g 切断阀装在汽化压力调节器前面。压力调节器 被发动机冷却液加热，以防止调节器结霜，因为液态l p g 汽化时会大量吸 收热量。从调节器出来的汽化l p g 在混合单元中与空气混合后吸入发动机。 l p g 的计量由压力调节器和混合单元共同决定。这类装置著名生产商多为意 大利公司，如l a n d ir e n z o 、l o v a t o 、b e d i n i 、t a r t a r i n i 等。第一代系统存 在着各缸分配不均匀、调节精度差的缺点，虽然有一定的排放改善效果，但 动力损失大，其排放水平尚达不到欧洲第一阶段法规的限值。具体数据如下： c o 降低5 0 - - 6 0 ，h c 降低4 0 - - 5 0 ，n o x 降低0 一1 0 ，动力 损失为2 5 。 第二代电子控制l p g 汽化器系统。电子技术的应用有助于克服传统车 用l p g 系统的一些缺点，电控可以比较精确地完成对气流的计量。这种系 统中，主要的气流计量仍由压力调节器和混合单元决定，但整个系统增加了 步进电机，通过电控单元控制步进电机来改变压力调节器和混合单元间的气 体软管中气流量。这类装置著名生产商主要为荷兰、日本、意大利和美国公 司。如日本的n i k k i 系统、亚洲l p g 系统，荷兰的e u r og a se a s 系统、n e c a m 系统、v i a l l ea m s 系统，意大利的b r c 系统，美国的l a n d i h a r t o gl l 系统。 此系统可以匹配闭环控制和三效催化净化装置，排放性能进一步改善，排放 水平可以达到欧洲第一阶段法规的限值，动力性比第一代略有提高，具体如 下： c o 降低7 5 一8 5 ，h c 降低7 5 一8 5 ，n o x 降低7 0 一8 0 ，动力 损失为1 4 。 第三代电控l p g 喷射系统。第三代系统包括单点连续喷射、单点定时 。坚菱盔兰璧主受塞羔堂堡垡 壤袈、多点逡续壤辫、多壶逡对嚷瓣等不润喷射形式。攀点搂射系统聚髑骶 喷射聪力积较少的赜嘴，成本较低，续梅麓单，髓满戆撩旅滚瀚要求。德也 存在一些擒趱：翔避气蕊管巾产生臻尘馨控混合气，多点磺射可以避免这润 鬏。献喷鸯于气体状悉可分为气态喷射秘液态喷射两稃。气态铤辨嘴辩能显蓉 蛾降低污染糖簿放爨，但对韵力瞧箴蓉不裙显。袋鲻液态喷掰毹麓擞蛾改善 窃力瞧下洚懿海惩，键穗存在窳垂气侮液恋保持溺慧。第三健系统褥群其鸯 爨力调节器，褪无混合攀元，系统使嗣静楚麓压气体，丽不茫象篱二l 弋系统 一徉镁雳零压气体。 篇三代羝统与第= 弋系缀院有如下优点： ( ) 逮莞醚次黥危浚。蓠薅霞系绞酶蘧气支瞽孛充涛了摄器点燃瓣然气空 气混合气，强缝王俸猫蠢失鬻，藏会疑生强犬。掰臻代发动蕊蔷懑采 蘑囊瓣霞鬣镄麓菇造遴气支喾，决不完谗发生霭火。 ( 2 ) 受精确逡诗曼、稳定瞧好。 3 ) 稳定_ i 鬟下舔环霆可恿菱蛙好。 爨蘩楚三代装鬻萋名生产窝变要为豫兰、圜本职荑罄公司。懿蔫兰黪 a g a u t o g a sd g i 系统，美辫懿i m p c oa f e 累绞，嚣零的n i k k i 系绫。辇三 代系缀鼹实现奎燃魄、点火延瓣、患遮及攥震匏按制，荠霹辕强废气爵德环 藜三效整纯洚倦装黉，黧瑟戆遮到辍稳黪污絷装撩超霪。簿教性熊爵达裂兹 渊第三除段鞠第四狳段法规鹣限蘧，以及麓国加洲趣低瓣教车标准。具体如 下： c o 酶诋8 5 一9 5 ，h c 降低9 5 一9 5 ，n 0 x 降低8 0 - - 9 0 ，动力 援失为 一4 。 迸气管l p g 多点喷辩技术是避前技术发展的主流方向。蒸葡+ 以减轻耱 溃豫嬲予气门羹叠存在造藏的燃气巍接逸战两瑟化接鼓融不嶷彭晌，对簿低 过渡工况下静摊教栽起戮嚣蔷盼效暴。强国内辨针对繁油梳的l p g 多点喷 射技术研究逐不多，仪美鬣鼍圣仓城艇文学嵌瘾祷簿袋演桃公司( d 、d 。c ) 豹 d d e c 奄控袋囔嘴慕破上酥南l 奄控喷气系统，西南研究硫磺锅h d d g e 黉囊 黢动枫喷气簇缀，露肉纹有寒溅汽车公司瓣天津大学鼗会磺窿大墼公交车瓣 c n g 发麓瓤电嚷系统、广蘸委拣絷滚橇厂帮蠢猕大擎、中嚣汽车接木瓣究 中心联合矫巍大鍪公交车弼l p g 发渤撬毫喷系统。 4 零课题磁究麓盎瑟波褰和意义 本漂越爨鏊家教育藤孛黉每营予数露燮鲂诗鲻璜嚣“窀控l p g 紫演凝 王 乍_ l 臻磴豹蓦嚣究”( 磺鼙缡母：9 9 0 3 0 ) 瓣缀成部分，楚辩以往磷畿浆遴步 添张，竣疆藏式谟气琴缓海耄控供气蒸统。褥究主要蠹签是迄靛l p g 燃瓣 ? 挂苏大学硕士研究生学位论文 供给系统瓣开发及试验应用，彀摇对l p o 燃料供给装受枧城部分及控制单 元的设计和试验，以研制开发一种可供试验l p g 燃料供给的调节与控制系 统为疆数。课题的磷究，对提舞我量l p g 汽车水平葶强撼动l p g 汽车的发展 是有帮助的。 。 。，鋈整。查篓。篓生翌器兰燮，壁篓蔓一 第2 鬻l p g 气质成分翻特憷 妻。 l p g 茂蒺袋分毅标准 2 、 1l p g 气溪成矜 l p g 在馔瓜下楚一耱焉霉、燹惫、茏港懿俸，圭要袋分燕懑藤麓 ( c 3 主8 ) 、7 ”烧( c 4 h i o ) 鞠丁涵( c 4 魄) 燧藏。我溷分为涵气础液纯石溜气 黎拣涟厂渡纯石浦气。潦添产滚纯磊漆气主要港熏巯秽t 娩捺嫂，罩客爝经， 可囊绞溺俘笈溺枣琵燃辫。炼演厂鹣液纯丽濑气含有浠嫩，不逶窳遴液掰激汽 车燃瓣，必蠛怼冀避行去烯烃照溪牡j 。 2 ， ，2 鞠终霉袋l p g 气艇栎灌努耩 瀑太鞭燕、癸辫、霹零、美溪嚣工照茨遮鹜家均锈宠有车露渡豫虿蕊气 爨戳，综合这些嚣礁，烹癸霄尹剿酶点f 2 则； 稳黟蒸气丞。漆拳蒸气疆楚液诧虿漆气襞主蘩懿豢拣，一箴裰搭安全秘 毽翅辫求裁定其攒拣，箕鼹麓壤缳诞夜冀正常绶燃是诲熟爨稿环壤淤缓条姊 下，渡纯磊涟气懿蒸气毯力鼯鼷气涎盎嚣秀在麓气簸竞诲爨范溪建，爨爨蕊 盛绦程菠髑允诲麴簸缓环辘澄瘦下液化焉滴气镪鞭蒸气聪力熊满足汽车使 题瓣鼹隶。灏套瓣液倦磊漓气气髂屡鬟拣准帮爆定了滚纯五溃气静蒸气垂 力。 落爨或滋蔫拣魏主黪e l 蕊努臻承努羧，事慧渡德夏淫气翡囊婺黢势燕 闲婉蕊璐掰烧为主懿c 3 域努籁了编或戳。丁烷为主粒e 4 戚分。不黼戏分在热 蘧巍游点主惫较大蘧簇。露孀洚点低援瑟汽纯， 睾蠢汽车熬释，发蘑爨冷起 动彀髓好，特剐遥食诋溢祭谗下鼗翔，徼热蘧糕；丁烧沸点窝，低滠下汽纯 溪滚t 发淤撬冷蘸璐爨鼹，篷热魏藤。凌予善鬻霹气镁、滚豫夏灌气室产等 不阂，嚣蕊对菠 乞瓣涵气濂努瀚溅建蓑器鞍大。霹本棱掇攀节帮经瓣蟪嚣翁 不鲻，援霆爱季疆掰蕊舞主翡e 3 瓣努露尔磐鼗不低予1 0 ，冬攀不绦予2 0 ， 薄筑缝嚣霹镞予主遮羧毽，冬零严寒戆瀵爱鬻应币筏子3 0 。蕉鬻斌寝鬻蕊 含鬃楚逶3 0 均霹灌楚稳鞍蒸气艨力撩檬。燹藤慰嚣寝霞霹溺媲器楚楚薅 痰。 瞬浚驭下袋势、了蔻激上袋分、蒸发酸馨戆。瓣婉激下戏努獒稳帮蒸曳 鬟蕊、窘登雾彝雩囊潺条静下摹交全。盈热潼低；丁浚强上鼗分滚戳汽诧，溪 合不均匀，辩主建液分袋子陵澍。潜努豁准麓逡了魏鹜游搓耩，叛疑涮罐敬 9 甄篓查堂堡主避鍪耋鲎垫笙塞一 汽 艺成分弱含羹。 烯烃鞫1 一_ - 2 爝。澳大瓢邂舔拣中对烯烃蛹总餐佟了娥定，楚露标维规定 了嚣烯瓣含熬。这主要是妇予爝烃撬爆墩篾、燃巍易产生黑烟等，不逶台 车 汽车燃褥。7 - 二烯愚l p g 中瓣礴露成分，睡炼漓厂帮石溜仡王厂船王石溜 时获取的l p g 食青丁二燎簿秘联，这些液态豹溪有可麟程4 0 一对开始 强烈聚台成耩辩分予羹兔4 0 万裹舂静黢状聚合耱# 在气态条件下，当溢度 离予6 0 一- - 7 5 时也可髓开始强烈聚合。上述温发范溺歪静在车霸l p g 装嚣 工作薄鬻蠹，聚合形成的胶获秘聚集在l p g 系统中，容易堵塞遗蘧耋，影嚷 调压嚣弱正嚣工俸。潮辩，丁二辩对橡黢佟霄强烈的瘸 盎 管霜，l p g 中若禽 骞丁= 燎，会霞诿压嚣瓣璇片、掩餐瘸毫磁露懿橡胶密封箨、橡胶管等帮静 溶稚、变形_ j l ；嚣氇裂，不能歪鬻王俸。荚霞葶霾瓣本栎壤对了二澡瓣含量律了严 漆翁靛定。 瀛分翻瓣攮毪。滚亿石： 囊气中壤纯褥黪蔓要成分骞虢亿氯镣，容赫辫戏 蔽幕，污染垮壤。穗纯氯溶予窳彩成酸漆波嚣钢镪罄释述行囊缓，簿德潞翳 寿念。潮羚对穗倦怒含璧磷严格溉定，势基矮定壤镪蛙强矮镳片溺m 曩不趣怒 i 塞缀。 拳分。承分是溅纯石涎气中鹣骞密成势，当水分存在时，会憷使酸化伤 嚣系绫金嚣符囊羧。黧对，在褰滏或囊爨“等，藏他潼气与承努接艇会生藏 水他物，堵塞簧道秘霹门。黢此食承爨氆楚限制据橼。 辛浚毽。事娩毽是衡嚣燃辫摭瀑蕊懿臻撂，英鞠霉饔澳大裂驻魏定了该颈 搬标，该据椿隈铡了低辛炼馕的爝烃食爨。 2 。1 ，3 我濑理螽的l p g 蔟拣灌 我溺逶鲻豹l p g 气袋标准存礴个。g b 9 0 5 2 。1 - 8 8 热跫了灞气瓣l p g 气 震舔建要求，蠡表2 。l 翡暴，逶合予天然气处瑾厂生产麓液梵石濑气。 g b i l l 7 4 8 9 畿定了滚涵厂生产静滚纯磊溃气凌爨技本橱毽，热袭2 2 掰示， 逶固予炼演厂囊产鹣滚稼露渣气。 霹戳番擞。我濑豹滚他西演气鼹爨稼灌没毒瓣烯烃靛食璧偿爨臻礁憋凝 键，硫蕊含爨袋蓬氇臻菝离，不逶鸯骰车鞲爨料。要发震凌莺浆醅g 汽车， 崧灏铡定车潮滚纯礤瀵气拣壤，为救1 9 9 8 年摆怒了车髑滚化焉、涟气震餐掭 毽s y 7 5 4 8 9 8 ，魏褒2 。3 掰示。与謦终标准趣滋，该掾臻没有对了二烯戆含 囊体嫩骥确瓣隈剞。霹越渡栝准熬台壤梭尚霉实戏遴行梭骏，憾该标溅的实 蓬螫将辩l p g 汽车熬发矮起捌有鼗器键遴露摄。雯努，要瀵是檬准要求， 渡诧石、灏气生产厂必须增加投资以确保产黯腰量秘产量，森l p g 汽车j 蕊遥 发震熬令天，攘标准黯l p g 气矮避孬管淫是棼鬻冀要静。 1 0 竖整查整璧主篓窒生兰些建杰。一 袭2 ，1g b 9 0 5 2 。1 - 8 8 裁定豹漓气羽液纯荔漕气技术要裳 l 颈鼹 鬻品餍磷、丁靛混合物 试验方法 暹麓冬嗣夏壤 摩尔分数， c 。及e ：以下，净 s y 2 0 8 l 5 03 。0 c ；及c j 以上，净 2 。e3 。05 ，0 3 7 。8 | 。c 蒸气运( 寰压) ，k p a 净 1 4 3 01 3 5 0g 9 6 5 0 2 瘸毽，镬片瘸愁簿级，级净 ls y 2 0 8 3 憨蘸搭稂矮璧，m g m 3 ， 3 4 0s y 7 0 5 8 游离拳秃强测 注；游离水应用耐压透暖器斌蕊察 袭2 。2g b l l l 7 4 - 8 9 媛定戆滚纯石漕气技零篓求 磺嚣袋量舔壤试验方法 3 7 84 c 蒸气基( 衰嚣) ，k p a 净1 3 8 0g b 6 6 0 2 蜜瘦( 1 54 c ) ，k g m 3掇豢“z b e 4 6 0 l 岛及c 。以上馋积分数，净 3 0s y 2 0 8 l 残罄物s y 7 5 0 9 1 0 0 m l 蒸发残篷物，狲l缀告 滚渡躐察毽，臻i援告 腐蚀，镄片襄蚀簿级，级净 ls y 2 0 8 3 惑羲舔积矮羹，m g m 3 ，净 3 4 3z b e 4 6 0 0 2 游离求燹强溅” 漫；l 。茏翘定毽，毽嚣缀告试验缝荣，下月； 2 ，霹在测爨密度的嘲对用联测法测定实撵怒蚕存农游巅承。 。一。墼。，苎查兰堡。主竺塞生兰些兰。苎 衰2 3s y 7 5 4 8 - 9 8 汽车用液化石油气技术要求 震量掺标 项目车用丙车用丙丁烷混 试验方法 l 蕊合骢 3 7 ，8 蒸气压( 表压) k p a 丰 14 3 01 4 3 0g b t6 6 0 2 湖烷术 6 0 缀分零丁婉及以上组分净 2 5 s h t0 2 3 0 戊烷及以上组分牛 2 瓣爝净 55 残魁物1 0 0 m l 蒸发残留物牛 0 0 5o 0 5 s y t7 5 0 9 m l 滴渍蕊测通过透过 密度( 2 0 或i5 ) k g m 。)实测实测s h t0 2 2 1 铜片腐蚀级牛 1i s h t0 2 3 2 惑藏含量1 0 i 0 4 净 j 2 31 4 0s y t7 5 0 8 游离水无无目测 注：蒸气压力兔许用g t t 1 2 5 7 6 方法诗冀，霎在 串载对必须用g b t 6 6 0 2 测定；密度允许用o b t 2 5 7 6 方法计算，很在仲裁时必须用 g b t 0 2 2 1 测惠。 2 。2 l p g 的性蒺及律为发羲辘燃料的特点 2 2 1l p g 的物理化学性质“圳m 3 1 l p g 的比重。在t 5 以下，液态丙靛的比蘑为0 5 0 8 ，丁烷为0 5 8 4 ， 比汽浊兹姥重g ，8 8 一o 。7 s 稍轻一鳌。l p g 撼重一般按0 。5 6 诗。在露撵条件 下，气体丙烷的比羹为1 5 4 8 ；丁烷为2 0 7 t ，比空气还重。因此，l p g 如泄 露在大气环境中不舄扩散，遇火容易燃烧，辑戳，盔采取驻灞、硷潺投趣强 通风措施，防止火灾事故的发生。 l p g 的沸点。在大气压下，丙烧为一4 2 ，0 7 。c ；丁烷为0 ，5 0 。l p g 在常 温下为气态。汽油霹佬后才麓同空气混合燃烧，丽液仡石漓气气体容翁同空 气很好地混台，均匀的分布在气敏内，所以，燃烧完全，烟气中的c o 含量 坚苎查堂堡圭坚塞兰兰堡堡兰 提霹较多。 l p g 的汽化潜热。l p g 在汽化过程中，从周闰环境中暇收一定的热麓。 这耱放吸鼓的热量叫汽化潜热。薅烷为4 2 6 2 k j k g ，t 烷为3 8 5 ，6 k j k g 。 所以，发动杭上需要预热装鬣，以防止冷冻，保证正常工作。 l p g 豹蒸气压。将液态l p g 加浪到钢凝墨，一部分渡体经蒸发变成气体， 形成气液两相共存，并产生压力，德达骜一定压力后，这斡蒸发救自然侉止， 使彳导瓶兜压力保拷定，这肘的压力即为l p g 的蒸气压。这个压力是随温度 变纯衙变讫的，即p = f ( t ) 。在2 0 对，汽漆蒸气压为0 ，丙靛为0 ，8 m p a ， 丁烷为0 2 m p a 。在发动机上使用l p g 时，利用瓶内l p g 蒸气压，无需再使用 燃料聚。当温度委了0 。c 以下时，以丁浣为主的l p g ，蕊海蒸气压低予大气 压，为保持定的蒸气压，需要加入2 0 一3 0 的丙烷，以加速l p g 的蒸发， 傈谣发动租琵鬻工俸。 l p g 着火温度。程无火f l 勺条件下，燃料翻然开始燃烧的温度叫着火温度。 汽溜为2 1 0 - 3 0 0 ，柴油为2 5 8 ；蠢烷为4 8 1 ，丁蕊为4 4 。匿为l p g 的着火温度比汽油离2 0 0 。c 左右，比柴油商得更多，所以，控制裁火温艘很 重要。 l p g 的热值。单位体积戏重量的燃料程燃烧时所发出的热量叫热值。按 单位热篷诗：汽潼为4 6 8 9 2k j k g ，蕊油为4 2 9 0 0k j k g ；焉烷为5 0 3 8 4k j k 8 。 丁烷为4 9 5 3 8k j k g 。我国炼油厂生产的l p g 一般按5 0 2 4 2k k g 计。 l p g 魏燃烧范塑及窒燃魄( a f 。蔻往西燃淫气体韵窆气温合达封罄火 即燃烧，两者需要育定混合比例。这个比例以容积的百分比来表示，就叫 燃烧范錾，燃烧范围越蹇裁越骞曩燃烧。汽涟妥l 。5 一7 。6 繇，紫油为6 甏一8 5 琏二 丙烷为2 3 7 9 5 0 ，丁烷为1 8 6 一8 4 1 。l p g 的燃烧范围宽，空燃比容易 调整，燃烧状况嶷好，发动橇洼裁比较稳定。l p g 的理论空燃比( a f ) 。为 1 5 6 。 l p g 豹擎烷蘧。辛烷氇淡示l p g 豹抗爆性能，摭爆性越努羲越省浊。凑 烷的辛烷值为1 2 5 ，丁烷的睾烷值为9 i 。丙、丁烷的辛烷饿般都比汽油离， 所以，调高l p g 发动规的压缝姥，哥双提高发动机的性能。在日本，l p g 单 燃料专用发动枫的压缩比为9 。3 ，丽汽浦机压缩比仅有8 8 左右。 l p c , 豹淤度膨账和汽化膨胀。l p g 随澄度的升高，其膨胀指数极大。它 比水太1 5 2 0 倍，眈铁等金属大l o e 倍。如戮2 5 时的体积为1 0 0 计：3 0 时丙烷为1 0 5 、丁烷为1 0 3 ；在4 5 时两烷为l l l 、丁烧为1 0 6 ；6 0 时丙 演为l i e 、了靛戈i 1 0 ；一1 5 c 潜丙烷凳9 3 、丁靛为9 5 。为保证锎瓶不受l p 液态膨胀影响而造成损坏，在充气阀上装商自动防过量充气装置。 l p g 戆颜色、炱昧、毒性及溶德性，缝蹿静l p g 为灰惫，是秃臭辣懿气 1 3 竖，蒸查兰堡主婴垄。墨兰堡望塞。一 体，为n s r - a a n n n g a ，鬻热入礴醇等。同时l p g 对m 天然橡胶、浊漆等有 溶蚀憔，恩予液化石溜气聪统中的镄路不能使用般的橡胶管。 表2 。4 丙烷、丁姨、柴油、帮汽油的燃烧特往5 】 k 蠢霪篡蓉蓑焱 理论窑燃比 黎盔 毫毖 燃烧逮 蠛 魔m s ； 名称 m j k g m j m o 质囊 蟹 m o n 魄 2 、4 磷烧4 6 ，3 5 9 3 5 815 6 52 38 ls l 1 1 1 5o ，3 8 9 毒 1 2 3 59 正丁烧 4 5 4 31 5 4 33 0 9 54 3 09 50 。3 7 o8 5 1 2 l 、69 雾i 魏 4 5 3 7l5 4 33 0 。9 s4 9 0 9 90 3 6 48 5 l l p o4 5 3 l9 6 、2 3 7 i5 4 62 5 7 5 4 9 0 - 1 0 0 0 4 3 9 75 0 01 1 0 4 2 6 3 5 3 6 0 6 1 4 + 52 5 82 0 一3 0o ，3 7f紫潮 4 2 。96 。5 i3 5 6 1 0 汽、蘧 4 3 。9 3 2 9 7 4 l 碡88 + 5 8 6 3 9 0 8 0 0 3 8 4 4 47 64 2 0 1 0 0 3 3 2 8 4 装2 4 给疆了掰婉、丁婉、柴油、粒汽涵的燃烧特瞧比较，l p g 鹩以上 特落均影响在茨动机上鹩使用，在设计i 口实验中要避行考虑。 2 2 2l p g 的燃烧爱应及火焰传潘。” l p g 燃烧过程燕一个极为复杂戆过程。它受到化学反应蘸力学、溅锩力 学、传热学、传质学期热力喾等簸簿豹支憋。内燃襁的燃烧还带蠢诲多本身 固有的特点：如燃烧窒形状比较鬟杂，燃烧鼹在高压和非稳态条件下迸予亍的， 研究越寒诧较困难。 2 。2 ，2 。1 影响燃烧凝痤的爨素 浓度对化学反应的影响。l p 0 化学反应与汽油、柴油等燃料耱露，遵循 质曩 乍爱定律，帮：程莘相介震中，在定涯凌条 孛下，纯学反应速建与反 瘦锈浓度或轰跑。农攀福气傣混合穆孛( l p o 韵样获犍好) ，要发生夏庭蓄先 要作用物襞分子之润发生碰撞，璐擎位体拣中分子数譬懑多，即律月耪簇浓 度越蘸，分子碰撞次数越多，因诧奁其他条 串掇同时，讫攀爰应遮凄与菠应 物溪熬浓度成委毙。 在交应中q 盎+ 器= ￥c + d( 2 。l 英正菠应速度w l = k ，c4 ；c8 。( 2 2 ) 其遵爱巍蘧度驿：= k 。e 。e5 。( 2 。3 ) 式中：k ，、 k 广- - z e 遒反应遮发常数，它怒溢度的避数，湛度一定k ：、 的馕一定：c 一、c e 、c c 、c 厂分裂为a 、b 、e 、d 物臻的浓度。 1 4 淀苏夫学硕士研黧生学位论塞 上述反应照蓠蔽应过稷的进行，作蠲稳质 、8 浓度逐渐减小，生成物 质e 、d 浓壤逐渐增加，也静正反应速度逐激下降，遵反应速度逐渐堙蕊， 当逸刘一定激发托侧时群产w 。，称之为化学平衡，戴露 踅；0 。e9 。= k ? e 。g 5 。( 2 。) k 。k 2 = e 占6 。c 。c 8 9 = k 。( 2 5 ) k 。称为平衡常数，对予庭溘窿，定亿学爱应，缕为常羧。 压力对化攀反磁的影嗡。当疆力增热，纯学瞳庭速囊增加：化学反应中 存在燕反应藕逶反殛，当压力壤加，正厦瘟速度增麓，逆反应撼度也蹭船， 这时，反应速度为燕逆反应速菠之莲，蔼蕊力增期燕骞割予化学菠应向容积 德多方趣遘行。l p g 鳃主要成分为蜀姹零丁蕊，其燃魏浆亿学反应方程式为： 岛辩m + 6 ；o z = 5 毛0 + 4 c o j ( 2 ，5 ) e 。滋毡= 4 h ：0 + 3 c 毽( 2 ，? 因j 毙，纛力增趱，歪逆反应速度均增加，瞧遂反应速度壤加快一些。在实际 发露凝燃烧及鏖孛，笨力的逶毵可以减少燃馥过程中燃辩的离解 挈臻。受丽 是鸯霉錾豹。 遗窿对纯学爱寝靛影嗡。对予定懿纯学夏壶，它煞夏瘦速发k 是瀑囊 的交数，温度增加，k 值邀增趣，化学反应速度w 也撼船。理论与试验证 甥，逮爱常数k 鞠对数蓬与遗鏖懿镄数成线性关系，鄢： 1 n 黔。蠢m 酗 ( 2 8 ) 挖? 上式豁为阿累尼鸟静定律，它楚建立在分子碰撞理论的蕊础上鲍。k 。为实验 常数，对于囊反应，k o 也一定。r 为气 搴常数，t 为绝对温度，e 为活化 缒。l p g 的滔倦链眈汽灌、柴油太，在襁同条髂下，其k