第7章汽车节能与环保技术

汽车节能与环保技术第7章,第7章液化石油气在汽车上的应用液化石油气与天然气的理化性质有许多相似之处，如辛烷值(分别为94和120)都比较高，故很适合在点燃式发动机上应用；都属于气体燃料，故混合气质量良好、燃烧完全，加上含碳比例较小(分别为82和75，而汽油为85.5)，因而具有优良的净化性能；目前广泛使用的液化石油气和压缩天然气常态均为气态，在汽车上都是带压储带(储带压力分别为0.60.8MPa和20MPa)，两者拥有类似的燃料供给装置(压力容器)；二者相对于汽油都具有质轻(分子量分别为44和16，而汽油为114)和自燃点高(分别为432和540，而汽油为260370)的,特性，因而相对汽油可做安全性方而的类似考虑；二者的能量密度都较汽油小(相列于汽油的容积系数分别为1.34和4.47)，均面临燃料容器占据空间大和续驶里程比较短的问题等。由于以上原因，在作宏观统计时有时将液化石油气汽车和天然气汽车统称为天然气汽车。但是，应当注意到液化石油气与天然气的理化性质又存在许多不同之处，如辛烷值虽然都比汽油的高，但液化石油气的辛烷值比天然气的低；虽然都属于气体燃料，但液化石油气在不太高的压力(几个大气压)下即成为液态，而天然气在几百个大气压下仍为气态，二者的加气站设施以及在汽车上的储带容器(低压与高压)和燃料供给装置(二级减压,与三级减压)等均有所不同；在含碳比例方面，液化石油气与天然气也不一样(前者高，后者低)；二者相对于汽油虽然都具有质轻和自燃点高的特性，但液化石油气的分子质量比天然气的高、密度比天然气大(液化石油气的液态密度为0.52kg/m3，天然气的液态密度为0.44kg/m3、气态密度为0.72kg/m3)，自燃点比天然气的低；二者的能量密度虽然都较汽油小，但液化石油气的能量密度与汽油的相接近，而天然气的能量密度却要小得多等。这些不同点，给液化石油气和天然气二者在汽车上的应用带来许多不同，实际上，两者有许多差别，特别是燃料供给系统不能相互通用。,如果忽略液化石油气和天然气的差别，将液化石油气与天然气的理化性能数据混淆使用，就会在分析问题时造成不必要的偏差。如当讨论液化石油气发动机的压缩比时，若用天然气的辛烷值，所得压缩比就会过高；又如当分析气体燃料汽车建加气站的成本时，笼统地以天然气加气站为例，所得结果并不能代表液化石油气。实际上，液化石油气的建站成本要小得多等。基于以上原因，我们将液化石油气在汽车上的应用与天然气在汽车上的应用分为两章，对于液化石油气与天然气两种气体燃料和相应的两种汽车的不同处，将尽可能地予以指出。,7.1概述7.1.1液化石油气汽车的发展概况液化石油气汽车和天然气汽车基本上是在同步发展，实际上前面所谈天然气的发展概况也包括了液化石油气汽车的发展。只是在具体应用方面，因液化石油气的能量密度比天然气大，在中小型汽车上推广比较容易，而且建加气站费用较低，液化石油气汽车的数量大约等于天然气汽车的45倍，目前全世界的液化石油气汽车已达500多万辆，后表为20世纪90年代中期有关液化石油气汽车应用的统计数据。,7.1.2汽车用液化石油气液化石油气的主要成分是丙烷C3H8，此外还含有少量的丁烷C4H10、丙烯C3H6和丁烯C4H8，它们的主要性质如下表所示。,中华人民共和国石油天然气行业标准SY/Y7548-1998汽车用液化石油气，对汽车用液化石油气做出了有关规定，如后表所示。其中蒸气压的限值规定，用来限制轻烃的含量，以便保证液化石油气有正常的液化性能；对丙烷以上成分及丙烯的限值规定，用以保证燃烧良好和减少积渣。对腐蚀和含硫量也做了必要的规定。,一般的民用液化石油气含烯烃较多，会造成结渣、堵塞气路和膜片等橡胶件早期损坏等问题，不能满足车用燃料的要求。,7.1.3液化石油气汽车的类型液化石油气汽车的类型与天然气相似。（）按液化石油气与汽车的匹配特点纯(专用)液化石油气汽车纯(专用)LPG汽车是指燃用液化石油气的单一燃料汽车。其发动机为预混、点燃式发动机。纯(专用)LPG汽车专为燃用液化石油气而设计，可以充分发挥液化石油气辛烷值高(等于94)的优势。纯(专用)LPG汽车与纯(专用)NG汽车相比，因LPG的辛烷值比NG的低，故发动机的压缩比稍低，燃料经济性略差；因含碳比例较大，故排污比后者稍多；因LPG挤占空气容积较少，故动力性能,优于后者。LPG-汽油两用燃料(FlexibleFuel)汽车LPG-汽油两用燃料汽车是可以视情况交替燃用LPG或汽油的汽车。它备有LPG和汽油两套燃料系统，燃用汽油时切断液化石油气的供给，燃用液化石油气时切断汽油的供给。一般汽油车发动机不改动，只是加装一套液化石油气燃料供给装置，就成为了LPG/汽油两用燃料汽车；与纯(专用)LPG汽车相比，LPG-汽油两用燃料汽车的优点是：改装方便，原机基本不做变动；在保证供应的情况下可以尽可能地燃用液化石油气，而在需要时又可以随时方便地改用汽油；由于保存了原车的储油箱，续驶里程比原车还要长。缺点是性能降低.,与汽油车相比，LPG汽油两用燃料汽车的主要问题之一是在燃用LPG时动力性有一定幅度的下降。LPG-柴油双燃料(dualfuel)汽车LPG柴油双燃料汽车是指同时燃用LPG和柴油的汽车。LPG柴油双燃料汽车与NG柴油双燃料汽车的主要优点类似，可以大幅度地降低大负荷工况的微粒排放，小负荷时的HC排放有所增加。与NG柴油双燃料汽车相比，LPG柴油双燃料汽车的缺点是LPG的替代率略低于NG的替代率，优点是LPG不受管线限制，供油系统的成本低，LPG的能,量密度大、便于携带。（）按液化石油气的供给方式真空进气式液化石油气汽车是指液化石油气在进气管真空度作用下经混合器进入进气管的液化石油气汽车。其燃料供给方式与化油器式发动机相类似。喷气式液化石油气汽车是指液化石油气以一定的压力经喷气嘴直接喷入气缸或进气管的液化石油气汽车。其燃料供给方式与汽油喷射式汽油机或柴油机相类似。（）按燃料供给的控制方式,机械控制式液化石油气汽车是指以机械控制方式为主控制液化石油气供给的液化石油气汽车。机电联合控制式液化石油气汽车是指以机电联合控制方式控制液化石油气供给的液化石油气汽车。电控式液化石油气汽车是指利用微机来控制不同工况液化石油气供给量的液化石油气汽车。电控式又有开环和闭环之分。7.2液化石油气汽车的供气系统7.2.1液化石油气汽车供气系统的组成与工作原理,（）LPGV供气系统的组成LPGV对供气系统的要求与CNGV对供气系统的要求相同。LPGV供气系统分为真空进气式和喷射式两大类，现以真空式为例介绍LPGV供气系统的组成。LPGV燃料供给系由储气系统和燃气供给系统组成。其中储气系统包括充气装置、储气瓶(LPG钢瓶、LPG容器)、气压显示装置和LPG截止阀(燃料切断电磁阀)等。燃气供给系统包括过滤器、蒸发调压器、混合器、低压软管及循环水软管等，如后图所示。,对于两用燃料发动机，除储气系统和燃气供给系统之外，还包括燃油供给系统和燃料转换系统。燃油供给系统与汽油车相同，燃料转换系统由燃料转换开关、LPG截止阀6、8和汽油截止阀20等两种自动截止阀(也可分别划属燃气供给系统和燃油供给系统)组成，如后图所示。,下面介绍各主要组成的功用：a.LPG钢瓶(又名储气瓶，LPG容器)功能相当于燃油汽车的油箱，用来存储具有一定压力(0.60.8MPa)的LPG。因具有一定的压力，故不可以像燃油汽车的油箱那样由薄钢皮制作。但由于瓶内的压力远没有CNG储气瓶高，因此对其壳体的要求没有对CNG储气瓶的要求高。若采用钢质，不必采用优质铬钼钢，用普通钢板或薄壁钢管制作即可。b.限量充装阀3功用是当充装量达到80钢瓶水容积时，自动终止充装，以保证LPG钢瓶的安全性。限量充装阀安装在LPG钢瓶的充气位置。,c.液面显示器4功用是使使用者可以随时了解液面高度的变化。d.限流阀功用是当供气线路发生泄漏时，自动停止输气。它设置在钢瓶的出口处，当限流阀两端压差为0.35MPa时，限流阀自动关闭，此阀不能自动开启，需手动复位。e.过滤器7功用是过滤并吸附LPG燃料中的杂质及微小的铁粉，保证自动截止阀和蒸发调压器的功能不下降。过滤器如图所示。主要由滤清元件(滤芯)和永久磁铁构成。过滤器的滤芯可以拆卸。,f.自动截止阀(LPG截止阀，LPG电磁阀)置于过滤器下游接近蒸发调压器处。当点火开关未开或发动机停机或燃料选择开关未放在“LPG”位置时，自动切断LPG的供给。LPG截止阀实际上是一个带电磁阀的阀门，常被直接称为电磁阀。其主要组成有电磁线圈、滑阀和弹簧等。LPG截止阀的工作原理是：通电时，电磁线圈产生磁力，吸动滑阀克服弹簧张力平移，使阀门开启，允许LPG通过。断电时，在弹簧张力作用下，滑阀归位，阀门关闭，LPG的供给被切断。g.汽油截止阀(汽油电磁阀)置于汽油箱下游滤清器与汽油泵之间由燃料选择开关来控制通断。其结构和工作原理同LPG截止阀。,h.手动截止阀置于限流阀下游易于操作的位置通过限流阀与LPG钢瓶连通。用来在维修时或紧急情况下切断钢瓶与供气系统的联系。i.蒸发调压器用来将LPG汽化和减压，并控制发动机的混合比。在LPG燃料系统中，蒸发调压器在形成可燃气的过程中起着关键性的作用，是LPG燃料系统中的最重要的部件之一。j.混合器具有吸气、混合和一定的配剂作用。混合器一般安装于化油器的空气进口端，与化油器上体连接，利用其喉管处的真空度，从蒸发调压器中引出减压、汽化至大气压力的液化石油气气体，在混合腔内与滤清后的空气进行初步混合。在混合器上装有燃料流量调节装置，通过旋动调整螺钉，,可以改变燃料通道的流通截面积，其作用相当于化油器的主量孔。k.燃料选择开关功用是供驾驶员方便地选择燃料。其壳体上有“气”、“油”和“关”三个标志，分别指明LPG接通、汽油接通和停止供给燃料的选择位置。燃料选择开关装在驾驶员操作方便、易于观察之处。(2)LPG燃料供给系统的工作当LPG截止阀开启时，储气瓶内的LPG经管道进入过滤器滤去杂质后，进入蒸发调压器，在蒸发调压器内经二级减压，压力减小到常压左右，之后进入混合器并与来自空气滤清器的空气混合一同流,往进气管。7.2.2蒸发调压器的结构与工作原理LPG蒸发调压器的功能主要是汽化，减压和配剂。LPG蒸发调压器与CNG调压器的结构类似，也由减压部分、配剂部分以及辅助的加热部分等组成。蒸发调压器的结构原理，如后图所示。,（）减压部分的结构与工作原理蒸发调压器可将压力为0.60.8MPa的液化石油气减压成压力为-0.11.2kPa（表压）的石油气。结构上一般采用二级减压，也就是说，减压部分主要由一级减压室和二级减压室等组成。一级减压窒一级减压室6主要由一级阀门1(进口设有具有较大局部阻力和沿程阻力的细长孔式节流阀)、一级弹簧4、一级膜片3和一级杠杆2等组成。来自储气瓶、压力为0.60.8MPa的LPG从蒸发调压器LPG进口8流入蒸发调压器高压腔，一方面吸收循环水的热量，一方面在自身压力的作用下,压开一级阀门l，经过阀和阀座之间的空隙流进一级减压室6。进入一级室后的LPG即被蒸发、汽化成气体并得到了第一次减压，压力被减小到0.140.25MPa。随着一级减压室6中的气体数量不断增多，室内压力不断升高，当升高到一定值时，一级膜片3向上凸起，压迫一级弹簧4，固定在一级膜片3上的挂钩将一级杠杆2向上拉起，关闭一级阀门1，阻断LPG的进入。随着一级减压室6中的石油气陆续进入二级减压室17，一级减压室6中的气压降低。当压力降至某一值时，一级弹簧4使一级膜片3向下移动，带动一级杠杆2动作，打开一级阀门1，LPG又进入一级减压室6。,于是一级减压室中的石油气压力处于动态平衡状态。增加一级弹簧4的预紧力、减小一级阀门1的阻尼等可使一级减压室压力和出气量增大，反之则使一级减压室压力和出气量减小。二级减压室二级减压室17的作用是使石油气的压力进一步降低至接近负压。其主要组成有二级阀门25、二级杠杆20、二级膜片18、二级膜片弹簧19等。来自一级减压室6的石油气经过二级阀门25进入二级减压室17时压力进一步降低(降至大气压附近)，之后经由LPG燃料出口输往混合器。随着进入二级减压室17中的气体数量的增多，当室内压力大于平衡压力的时候，二级膜片18下,凹，压力减小。当室内压力小于平衡压力的时候，二级膜片上凸，压力增加。于是，二级减压室17中的石油气压力处于动态平衡状态。增加二级膜片弹簧19的预紧力、减小二级阀门25的阻尼等可使二级减压室17的压力和出气量增大，反之则使二级减压室压力和出气量减小。（）配剂部分的结构与工作原理怠速系统怠速系统主要由真空气室15、怠速调整螺钉23等组成。LPG发动机怠速运转时，因LPG在进入进气管时已基本上成为气态，几乎没有汽油机怠速运转时,燃料雾化和蒸发条件很差的困惑，但在怠速工况下，废气系数大(节气门开度几近为零，进入气缸的空气量很少)、燃烧恶化的主因仍然存在。为了保证怠速工况的正常运行，必须提供很浓的混合气。已知汽油机怠速时要求的过量空气系数=0.60.7，对于LPG发动机，可以大一些，亦即混合气浓度可以小一些。怠速运转时，节气门的开度和发动机的转速状态，决定了混合器喉口处的真空度很低，难以将石油气从蒸发调压器出口处吸出。因此，怠速工况下，LPG发动机利用混合器喉口真空度引入LPG和汽油机利用化油器喉管真空度引入汽油一样也是不可取的。,和汽油机一样，LPG发动机怠速工况下节气门后面的真空度很高。汽油机利用这一真空度使汽油从专设的怠速喷孔喷出。LPG发动机则是将此真空度利用真空管13引入真空气室15，使真空膜片压缩真空膜片弹簧16并带动二级阀门25开度增大，进入二级减压室17的石油气便增多，这样就满足了怠速工况对可燃气的需要。若发动机处于停机状态，混合器喉口处及节气门后的真空度均消失，二级阀门25在真空膜片弹簧16的作用下关闭，停止向混合器供给石油气。可见真空气室还起停机断气的安全作用。怠速调整由怠速调整螺钉23等来实现。向内(顺时针)旋动调节螺钉，则推动压头使怠速调整杠,杆21动作，通过二级膜片弹簧19向上压缩二级膜片18，带动二级杠杆20动作，加大二级阀门25的开度，从而增加石油气的供给量。反之，向外(逆时针)旋出调节螺钉，二级阀门25的开度减小，石油气供给量减少。主供气系统LPG发动机的主供气系统用来满足发动机一般工况尤其是中小负荷时对配剂的需要。最基本的要求应是：当负荷增大时，供气量增加，以适应负荷增大的需要；随负荷增大，所提供的混合气浓度适当变小(负荷增大时燃烧条件改善，允许燃用较稀的混合气。而向经济混合气靠拢正符合节能的要求。),LPG发动机的主供气系统主要由混合器、二级减压室和真空室组件等组成。在发动机运转过程中，随着节气门开度的增大及转速的升高，混合器喉口处的真空度亦不断增大，这一真空度通过主通道传至二级减压室使二级阀门25的开度增大，引出较多的石油气以满足发动机的需要。怠速系统的真空气室15还具有一定的的校正功能。当节气门开大时，一方面进入的空气量增加，同时，混合器喉口处的真空度增加，蒸发调压器输出的LPG量增加，如果进入混合器空气量的增加速度赶不上蒸发调压器LPG燃料出气量的增加速度，混合气反而会变浓。而此时由于真空孔处真空度下,降，真空气室15真空度亦跟着下降，真空弹簧16在预紧力的作用下将真空膜片压向下方，通过二级杠杆20迫使二级阀门25的开度减小，以减少调压器的出气量，从而防止混合气随着负荷的增加变得过浓。设计得好，可以使混合气浓度随节气门开度加大而逐渐变稀，但设计和制造上的任何不到位，都会使校正功能丧失，并使故障源增加。起动系统汽油机起动时需要0.10.2的极浓混合气，LPG发动机自然不需要提供这样浓的混合气。但是在起动工况时，因转速很低，混合器喉口处的气流速度及真空度均很低，因此。二级阀门25的开度很,小，不能将燃气吸出或者吸出的数量很少，致使气缸内的混合气过稀，难以保证其着火与燃烧。为此LPG发动机也需要在供气系统中专设起动系统。起动系统由起动加浓电磁阀26等组成。起动电磁阀26控制连接一级减压室6和二级减压室17的旁通气道的启闭。起动时，起动电磁阀26接通，起动旁通气道开启，于是一级减压室6较高压力的石油气经起动加浓量孔27直接进入二级减压室17，二级减压室内气体的压力和数量激增，从而保证向发动机提供额外的石油气，使LPG发动机得以顺利着火起动。随着LPG发动机转速的升高，混合器喉管中的真空度增加，二级减压室17的阀门25开度相应增加,从二级减压室17引出的石油气数量增多至可保证发动机稳定运转，起动电磁阀26关闭，旁通气道被截断。（）加热部分LPG发动机运转时LPG在流经蒸发调压器时，伴随着减压和蒸发会吸收大量的气化潜热，使阀门处温度下降流量大时会导致结冰，影响正常供气甚至不能工作。为此在蒸发调压器高压腔底部设置有专用于加热的热水腔。工作时来自发动机的循环水从加热水进口12进入热水腔体，加热调压阀壳体后从加热水出口9流出。来自LPG钢瓶的LPG经蒸发调压器的LPG进口8进入蒸发调压器的高压腔，在通过蒸发调压器的,整个流程中接收由壳体传来的热量。7.2.3混合器来自蒸发调压器的液化石油气气体与来自空气滤清器的空气，以一定的比例在混合器中混合，之后经进气管供入气缸。预混式LPG发动机混合器与预混式CNG发动机混合器的结构和设计方法基本相同。对于LPG/汽油两用燃料发动机，混合器的设计还要考虑对以汽油方式工作时的影响。当燃用汽油时，装于化油器空气进口端的混合器喉口起节流作用，会使汽油混合气加浓，因此，混燃用汽油时，装于化油器空气进口端的混合器喉口起节流作,用，会使汽油混合气加浓，因此，混合器喉口直径不能取得太小。但若混合器喉口取得过大，不能提供足够的真空度，又会影响以液化石油气方式工作时的燃料供给。理论计算后，一般还需要制作几种不同喉口直径的混合器，通过试验对比最后选定。,7.3液化石油气汽车的整车性能本节以奥拓汽油车为例介绍其改为LPG汽油两用燃料汽车时的的燃料经济性、动力性和排放等整车性能的实测情况。试验比较LPG汽油两用燃料奥拓汽车分别燃用LPG燃料和汽油燃料时的性能，并考察装混合器前后汽油车的性能变化，因为加装混合器后进气阻力增加，不能认为仍然代表原机。（）试验车的基本参数试验车的技术规格列于后表。,（）燃料经济性试验混合器对燃油工况的影响汽车以汽油为燃料，分别进行原车不装LPG混合器和装用经过优化的LPG混合器两种情况的等速百公里油耗试验，测试车速分别为30、40、50、60、70km/h，汽车满载4人。,由表可以看出，奥拓轿车安装LPG混合器后等速百公里油耗基本相同，这说明所设计采用的LPG混合器其喉管尺寸对原车没有造成不利的影响。从这个角度看，混合器的设计是成功的。限定条件下的平均使用百公里燃料消耗量试验,试验在西安铜川一级公路西安至耀县段内进行。汽车以两种燃料各往返行驶128km，试验结果见下表。由试验可见，奥拓轿车燃用LPG与燃用RON90汽油相比，百公里燃料消耗下降5.9，百公里能耗下降4.2。(3)动力性,加速试验中汽车以初始速度30km/h开始加速，分别测定车速达到40km/h、50km/h、60h和70km/h时所用的时间。下表分别为4档加速和3档加速时所用时间。,下图为4档加速的对比曲线。,由试验可知，安装LPG混合器后，没有导致汽车燃用汽油时加速性能恶化。而燃用LPG与燃用汽油相比，4档加速性能有所下降，3档加速性能基本相当。（）怠速排放测试结果奥拓车燃用LPG和RON90汽油时的CO及HC排放量。测试结果见下表。,由测试结果可以看出，在相同工况下，奥拓轿车燃用LPG后怠速排放物较燃用RON90汽油CO下降96，HC下降35。总的看来，奥拓轿车进行燃用LPG改装，只要混合器等设计的合理，对原车使用性能及行驶中的汽油消耗量不会产生值得重视的影响。奥拓轿车燃用LPG与燃用RON90汽油相比，汽车3档加速性能相当，4档加速性能有所下降。百公里能耗下降4.2。怠速排放则大幅度下降，其中CO下降96，HC下降35。7.4点燃式液化石油气发动机若干性能分析7.4.1液化石油气发动机动力性分析,汽油机改燃液化石油气时，动力性有所下降，下降的幅度虽然没有改燃天然气大，但也可达约10甚至更多，对发动机尤其是排量较大的发动机的使用性能会造成不可忽视的影响，有必要作进一步分析。（）对LPGV动力性有利的因素LPG的辛烷值(RON)为94112(94为民用LPG的辛烷值，符合车用LPG的HD5的辛烷值为112)，比汽油高，其许用压缩比略高，通过提高压缩比或调大点火提前角可以使发动机的热效率略有提高。,LPG虽然在储气罐中的压力状态下是液态，但经减压在进入进气管时即迅速汽化，与天然气一样也是以气态进入气缸，其与空气的混合气形成质量和分配质量比汽油与空气的好，燃烧的完全度高，也有利于热效率的提高。总之，对于预混、压缩比不变的两用方式，燃用LPG较之燃用汽油，热效率提高约1。若原机的压缩比较低(如=7左右)，燃用LPG时的热效率提高幅度较大，可达46。（）对LPG动力性不利的因素混合气热值低,LPG的低热值为45.31MJ/kg，没有天然气的高，但比汽油的(44.52MJ/kg)高。不过燃料的热值并不直接左右气缸内混合气的发热量。液化石油气/空气混合气的热值比天然气/空气混合气高，比汽油/空气混合气低。LPG的单位体积混合气热值比汽油约低5.8或近似6。理论上，在其他条件相同时，仅单位体积混合气热值的差异，即LPG发动机的动力性比汽油机低6。充气效率低和空气量小将汽油车改为LPG/汽油两用燃料汽车，与汽油车改为天然气/汽油两用燃料汽车类似，也需要加装一个引入气体燃料的混合器，亦即在进气线路中,增加了一个阻力，多多少少会使进气压力降低并使充气效率下降。假定不同燃料的混合气热值相等，而且发动机不作任何改动及调整，仅就充气效率不同来比较，由于充气效率下降，燃用LPG与汽油机原机相比，动力性将下降约16。其中较大的数据相应于排量较大的情况。对于排量较小的发动机，若设计良好，充气效率可保持与原机相当。应当指出，气体状态的LPG在缸内挤占空气容积的影响，也是一项不可忽视的困素。在理论空燃比下，空气与液化石油气的体积比为23.8:l，也就是说液化石油气占混合气总容积的1/24.8，使充入的空气量减小4，与纯气态汽油相比降低2.3.,考虑到燃用汽油时不可能达到纯气态这一因素，可以认为燃用液化石油气时充入的空气量比燃用汽油降低约2.5。分子变更系数燃用LPG时的循环功降幅约为1。综上可知，汽油车改为LPGV后虽然热效率略有增加，但弥补不了混合气热值、分子变更系数以及空气量减小等因素的影响，最终使动力性有所下降，幅度达815。以上这些数据因LPG及汽油等燃料成分的不同而略有变化。对于专用LPGV，因发动机进行了与LPG相对应的设计，如果设计优良，其动力性有可能达到原汽油机的水平。,其他LPGV与NGV类似，除了以上所谈理论上不可避免的因素之外，人为因素常会造成意想不到的负面影响。影响最大的因素是加装的混合器的结构尺寸。若关键尺寸不合适，会造成进气阻力过大，进气效率下降过多。若调整不当，混合气过浓或过稀等，均可造成LPGV动力性下降。后表为EQ6100汽油机燃用汽油和LPG时的外特性数据。EQ6100发动机燃用LPG时的功率和转矩较之燃用汽油减小了11.8和6.8。,下图为EQ6100汽油机燃用汽油和LPG时的外特性曲线。,（）提高LPGV动力性的措施提高LPGV动力性的措施与提高NGV动力性的措施大体上一样，可以从大负荷合理加浓、混合器的优化设计、优化点火提前角及提高压缩比等方面采取一些针对性的措施。大负荷合理加浓对于目前常见的第一代LPGV而言，并没有解决好大负荷合理加浓的问题。试验表明，大负荷适当加浓是改善LPGV动力性的有效措施之一。a.气体加浓气体加浓是指在大负荷时采取措施适当增加LPG的供给量。在EQ6100型汽油机上的试验结果是，原机最大功率为90kW，改烧LPG无加浓措施,时，最大功率为75kW。采取大负荷加入适量LPG措施时，最大功率增加到79.4kW。亦即采取气体加浓措施可使LPGV动力性提高5.9。b.汽油加浓汽油加浓是指在大负荷时采取措施适当增加汽油的供给量。下表是在EQ6100型LPG发动机上的试验结果。数据表明LPG发动机辅以大负荷汽油加浓，动力性与原汽油机不相上下。,优化点火时刻LPG混合气的火焰传播速度比汽油混合气的低，应适当加大发动机的点火提前角，其MBT比汽油机大26。浓混合气相差小，稀混合气相差大。下表是EQ6100LPG/汽油两用燃料发动机燃用LPG，采用原汽油机MBT和适当加大MBT前后的动力性对比。,下图是EQ6100LPG/汽油两用燃料发动机燃用LPG，采用原汽油机MBT和适当加大MBT前后的动力性对比曲线。,精心设计混合器LPG混合器的结构尺寸通常用计算法或经验法初步确定，最后由试验优化确定。为了说明试验优化的必要性，现将经过优选、最好的两种不同尺寸混合器的性能列表比较。试验表明，A、B两种不同尺寸混合器的燃料经济性基本上一样，下表列出了汽车等速燃料(汽油)消耗的试验结果，两种混合器不相上下。,但从下表的加速性能试验结果看，两种混合器的动力性仍有伯仲之分。B混合器各档位的加速时间均小于A混合器，表明采用B混合器时加速性能会更好一些。可见混合器的优化试验是必不可少的。,对于排量较大的发动机，混合器装在化油器上方很难同时兼顾进气和进燃料的需要，可考虑不另加混合器、利用化油器大喉管引入的方案。蒸发调压器的选配厂家开发的蒸发调压器系列是按发动机排量范围进行分档的。如日本、韩国的蒸发调压器大体上以2.5L排量为界分档，即对于排量小于2.5L的发动机，可以通用同一种型号的蒸发调压器。蒸发调压器向同一排量区间排量偏小的发动机供给LPG自然是游刃有余，而向排量偏大的发动机供气就缺少余地，如果用到排量区间之外的大排量发动机上更难免心有余而力不足。,优化压缩比LPG的辛烷值比汽油高，如果是纯烧LPG的专用发动机，应考虑适当地提高压缩比。HolgerMenrad等人在一台1.6L排量发动机上进行了在不同压缩比下燃用LPG的性能对比试验，如右图所示。,当=8.2时，燃用LPG的动力性比燃用汽油低。但当压缩比提高到=12.5时，燃用LPG的动力性超过了原汽油机。这个结果是在试验室条件下得到的，意在说明LPG发动机的压缩比应当、也有可能较之汽油机高一些。考虑到实际使用条件比实验室复杂和严酷的多，并不推荐采用=12.5。7.5液化石油气在柴油车上的应用7.5.1液化石油气在柴油机上应用的技术方案LPG在柴油机上应用的技术途径原则上与NG在柴油机上应用的技术途径相同，如右图所示。,改为点燃式发动机的技术方案实际上是将原柴油机改为专烧LPG的点燃式发动机或LPG/汽油两用燃料发动机。从压燃式发动机改为点燃式，除需另外加装点火系之外，还要在压缩比、燃料供给系等方面进行一系列的改造，具体措施参看天然气在柴油汽车上应用。应当指出，因LPG的辛烷值没有NG高，改造时发动机压缩比降低的幅度应当更大一些。这时发动机的强度会有更大的安全系数，应当考虑强度过分富裕的合理性，因为这种情况下发动机的比质量指标会与以汽油机为基础改成的LPG发动机有较大的差距。,LPG/柴油双燃料发动机中LPG和柴油两种燃料同时参与燃烧，其中柴油不但是燃料的组成部分，还起引燃LPG的作用。与NG/柴油双燃料方案类似，LPG/柴油双燃料方案的难度比改为点燃式方案大得多。从燃料供给看，既要控制柴油，又要控制LPG。需要考虑柴油的最佳供给量、LPG/空气预混混合气的最佳比例、柴油与LPG的最佳比例、柴油、LPG、空气混合气的最佳比例等优化供给问题等；从组织燃烧看，LPG/柴油双燃料发动机由于LPG的十六烷值较低，以预混合的方式进入气缸后，一方面导致混合气的着火延迟期变长，同时，这部分燃料以均质混合气的状态存在，缸内空燃比,的分布与燃用纯柴油时不同，因此又面临优化燃烧的问题。LPG/柴油双燃料发动机与柴油机相比，烟度可望显著下降，并使新能源有了一定的用武之地。但大负荷时，为避免发生爆震，LPG的掺烧量受限。小负荷时，因LPG柴油预混混合气太稀，燃烧恶化，燃料经济性变差，HC等排放增加。小负荷燃烧恶化是需要重点解决的问题。因LPG的辛烷值比NG低，故与NG柴油双燃料发动机相比，LPG柴油双燃料发动机的压缩比应当稍低，LPG对柴油的替代率也稍低于NG对柴油的替代率，从总体性能看，LPG柴油双燃料发,动机略逊于NG柴油双燃料发动机，但仍然受到业界的重视。这是由于此方案具有如下优点：a.当以解决柴油车的排烟问题为主要宗旨时，LPG的替代率并不一定要求很大；b.LPG能量密度大(相对于天然气)，便于储运，少量携带即能满足需要；c.LPG供气系统购置和安装费用较低；d.LPG比NG应用地域范围大得多，不受输气管网区域的限制。LPG柴油双燃料供给可以采取以下两种技术方案：一是将LPG以液态方式与柴油混合通过原柴油喷油器喷入气缸；二是将LPG在气缸外气化并与空气预混合，而柴油则通过原柴油机供给系喷入气缸。以下分别介绍两种方式的研究现状和研究结果。,（）LPG柴油混合喷射发动机日本学者山崎信行等人采用的试验方案如下：用氮气将LPG加压到约2MPa，由虹吸管式的高压储气瓶经设在高压油管中途的单向阀与柴油以液态混合后，经喷油器喷人气缸。为了防止柴油进入LPG系统，在LPG管路中设有单向阀。试验用发动机为单缸水冷、四冲程直喷式柴油机，压缩比为17.2。其研究结论如下：燃用混入LPG的柴油时，尽管发动机的噪声稍有增大，但是烟度排放和燃料消耗率均获改善，其改善程度以空气利用率低的燃烧系统为最显著；随着LPG混入量的加大，烟度、HC排放和燃料消耗率均得到改善，但NOx排放量及发动机噪声有增大的倾向，因此希望LPG的混入,比例在10左右(按热量计)。这种方案