燃气发动机基础.ppt

IntroductionofWeichaiPowerGroup,燃气发动机基础知识介绍,气体机与柴油机区别,燃料柴油机：柴油气体机：LPG、CNG、LNG、沼气、煤层气等燃烧方式柴油机：压燃式气体机：点燃式、柴油引燃（双燃料）取消了柴油机的供油系统（单燃料）增加了点火系统、燃气供给系统等排温高排气管包隔热材料增压器采用水冷中间壳压缩比LPG：9.6CNG:11,气体机与柴油机区别,缸盖特殊材料的进、排气门和座圈改铜套（火花塞安装孔）活塞采用特殊材料，设计适合气体燃烧燃烧室、能够更好的组织混合气燃烧。燃气混合单点：增加混合气，在节气门前（woodward)/后(AEC)混合多点：进气歧管混合点火可根据ECT、MAT/MAP对点火提前角进行修正闭环控制氧传感器检测排气中的氧含量，对空燃比进行闭环控制,气体发动机分类及工作原理,气体发动机的分类按燃料分：LPG、CNG、LNG、沼气、煤层气按燃烧方式分：双燃料、两用燃料、单燃料按燃料混合方式分：预混合、进气歧管喷射、缸内直喷基本工作原理双燃料：使用柴油启动发动机后，继续使用少量柴油引燃代用燃料两用燃料：可以单独使用汽油或LPG、CNG，但不能同时用单燃料：与汽油机相似，燃料和空气混合后进入气缸，火花塞点燃气体发动机技术发展机械式气体预混合电控气体预混合电控气体喷射；并由初期的开环控制发展到闭环控制,术语,LPG-LiquefiedpertroleumgasCNG-CompressednaturalgasLNG-Liquefiednaturalgas辛烷值:是燃料抗爆性的标志,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闪点:形成挥发性混合气体的最低燃烧温度,什么是稀燃?,当量混合气:理论上燃烧所有燃料所需的空气量（燃烧后无燃料和氧气剩余）。稀燃:过量空气系数大于1,稀燃的优点,燃料经济性排放特性热负荷排温传至发动机冷却液的热量降低,稀燃的注意事项,需要高能长时间的点火因为高增压，需要小的火花间隙失火爆震高的空气湿度易导致失火,燃气性质,车用压缩天然气的技术指标,车用天然气和液化石油气燃料的特点,天然气的体积低热值和质量低热值略高于汽油，但理论混合气热值比汽油低。甲烷含量愈高，相差越大，纯甲烷理论混合气热值比汽油低10%，液化石油气热值介于天然气和汽油之间。抗爆震性能高：天然气主要成分是甲烷，甲烷的辛烷值为130，具有较高的抗爆震性能，液化石油气的辛烷值在100-110之间。混合气发火界限宽：天然气和空气混合后的工作混合气具有很宽的发火界限，其过量空气系数的变化范围为0.6-1.8。通过采用稀薄燃烧技术，可以进一步提高汽车的经济性和环抱效益。天然气和液化石油气的燃点比汽油高，火焰传播速度慢，需要较高的点火能量天然气和液化石油气是比汽油更清洁的燃料，由于其燃烧温度高，NOx生成少，与空气同为气相，混合均匀，燃烧较完全，CO和微粒的排放极低。,燃气发动机技术特点,更多进气=更大功率（意味着不能一味加大油门来提升马力）进气压力增加=进气流量增加=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发生爆震问题过多燃料导致排放急剧恶化燃料经济性变差,燃气发动机技术特点,对于柴油机燃料=功率节气门为控制空气流动的装置,燃料控制要求（CNG发动机）,精确燃料量确保所需的空燃比稀燃氧传感器检测此控制燃料控制过稀=失火燃料控制过浓=爆震,爆震(末端气体爆震),爆震是气缸中正常火焰燃烧产生的压力温度上升，从而导致未燃燃料同空气的自燃现象爆震是不正常的长时间的爆震会导致发动机系统损坏(活塞环、火花塞、活塞、气门)爆震同柴油机燃烧相似爆震在低速高负荷下对发动机损害最严重,爆震（续）,下述情况可导致爆震：过多的积炭(过高的机油灰分)机油消耗过大，发动机过浓燃烧混合气过浓中冷器污染(过高进气温度)增压不能控制或过高点火定时不准燃料品质差(低辛烷值),爆震的影响,辛烷值降低-爆震趋势上升当量比上升爆震趋势上升,失火影响,优化的CNG发动机可以高于35%当量比稀燃过高的稀燃导致高的碳氢排放并降低发动机功率排气中增加的HC含量，使稀燃氧传感器错误的判断发动机过浓闭环控制更稀，发动机失火和驾驶性进一步恶化,失火影响,高湿度使得失火的余度降低失火也可能是其他零部件