改装在用柴油车为单燃料汽车的

1、柴油发动机改装成单燃料天然气发动机方 案 及 相 关 资 料改造总体技术概述燃油喷射系统的替代示意图进r歧讨会隣昔节r门 和混台妙的工作両调整協油咬射系煉的瞽代电子控制系统位示图在 9ft火花察的工作auTftift轮逬行_ 控制的电子点火廉受SMNIH&9电，:t?制巫统位并图电子点火、供气系统示意图1、总体技术方案：通过对原柴油机 进行加装燃气点火系统，拆除原柴油机的供油系统， 改变原汽缸压缩比以适应燃气发动机的需要，加装燃气发动机专用点火电 脑板，加装燃气 供给控制的闭环电脑板，加装燃气供气和减压装置等，最 后实现将柴油发动机改装成为天然气发动机。改装后的发动机将能够完全 燃用天然气，油

2、 气替代率为100%。具体改装方案如下：a、通过对活塞燃烧室的加工，适当降低压缩比，以避免发生爆震和 机械负荷过高b、加装点火系统，增加点火线圈、火花塞以及点火控制系统。c、改造供给系统，增配节气门、减压阀、气瓶等天然气燃烧系统。d、对于原车的配气相位进行优化调整。e、加强气门组件的强度和防漏油措施。f、改进进气门和气 门座等部件材质硬度。g、对于增压发动机 改造过程中增压比的重新优化，从而克服由于排 气温度提高时对 涡轮寿命的影响。2、项目所依据的技术原理a、汽油发动机为火花塞点燃混合气，且压缩比为78；柴油发动机 由于燃点温度低 ，可以直接压缩燃烧，且压缩比为 1518。b、天然气发动机必

3、 须用火花塞点燃空气和天然气的混合气，且压缩 比根据不同发动 机选择最佳压缩比。c、基于以上各种燃 料的燃烧条件，对于柴油发动机改装成单燃料发 动机，我们将增 加点火线圈和火花塞，加装信号系统和闭环点火控制系统， 利用国内成熟的 天然气减压调节系统和供气系统，并与空气混合形成可燃 混合气进行燃烧 ，提供动力。3、主要技术与性能指标：a、火花塞： 10、 12、 14咼能量火花塞。b、排放标准：达欧洲II号标准。c、动力性：由于柴油、汽油和天然气本身的燃烧值不同，天然气的 燃烧值要低于柴 油，因此理论上油改气后的发动机动力略有不同程度的下 降，而依照我公 司的改装方案改装后的天然气发动机的动力，

4、据反映在实际使用中基本与 改装前保持一致。d、经济性：按目前 实行的油、气价(柴油价6.28元/升，天然气2.70元 /升 )改装后节 约 率在 40% 50%，有较好经济性。e、温度：经过技术处理，一般不超过原车温度。f、项目执行的质量 标准类型、标准名称由于在用柴油机 改为天然气发动机的技术目前在我国内尚属首创，因 此国内并无相应 的质量标准类型。我公司的这项技术只能参照国家汽油机 和柴油机质量标 准、以及汽油机改天然气双燃料发动机标准，制订我公司 该项技术及产品 的技术指标。我公司的技术和产品所参照的有关质量标准为：(1) 汽车用压缩天然 气(SY/T 7546-1996)(2) 压缩天

5、然气汽车 专用装置和安装要求 (QC/T 245- 1998)(3) 压缩天然气汽车 定型实验规程 (QC/T257-1998)(4) 汽车发动机性能 试验方法(GB/T 18297 -2001)(5) 燃气汽车改装技术要求压缩天然气汽车 (GB/T18437.1-2001)二、项目创新内 容A 、理论创新：将在用车的柴油 发动机改装成天然气发动机不仅实现了节能和环保，而且是一种天然 气汽车改装理论的创新。我们通过增加活塞燃烧室的面积，达到天然气发动 机的最佳的燃烧压缩比，再加装专门的点火装置，即选配点火控制电脑并 解决驱动问题、选配点火线圈、选定和安装火花塞、优化 调整点火提前角 等措施，并

6、通过我公司设计并订做的点火控制电脑板(ECU)和天然气闭环控制的电脑板(ECU)等电器设备实现点火和天然气气量的精确控制， 从而实现了将柴油发动机改装成天然气发动机的目的。B、应用创新(1) 目前我国内仅有玉柴、上柴、 朝柴、锡柴等大型柴油机厂和美国 等公司合作，开 发出了少量品种的天然气发动机样品，由于售价较高，因 此市场销售量很 少，另有南内厂生产的低马力天然气发动机，虽然价格较 低，且生产量有 限，更为关键的是，这些天然气发动机一般是与整车厂合 作，提供给新车 使用。而不能解决大量的在用车旧柴油发动机的油改气问 题。我公司的油改气 技术和产品很好地添补了国内市场的这一空白，以最经济的价格

7、，充 分利用我公司多年的油改气的改车技术和经验，满足我国 国内在用柴油车 改成天然气车的要求。(2) 普通柴油发动机、特别是旧的 柴油发动机的尾气排放污染是我们 城市环境污染的 主要根源。而我公司的该项技术和产品因为只燃烧天然气， 大大降低了发动 机尾气排放污染，改装后的天然气发动机的尾气排放可以 轻松的达到欧 II 标准。(3) 由于我国多数地区尚没有铺设 天然气管道，这些地区的用气要靠 压缩天然气运输 车来运气，因此运输燃料成本很高，直接造成用气价格上 涨。最近，我公 司的技术和产品已应用在运输天然气的牵引车上，由于可 以将牵引车上的 气罐中的天然气引入发动机的供气系统，使得天然气运输 牵

8、引车燃料成本 大大降低，为普及和使用较低成本的天然气创造了条件。C、技术创新在技术上，自主 开发了一种特殊的信号齿轮盘，安装在原柴油机上， 利用齿轮盘上齿 轮个数及角度的变化，再配合传感器，组成非常简单实用 的点火系统，将 分电传感信号接入发动机点火电脑板，控制并提供更加精 确的点火时间。 该技术应用在发动机上，合理利用原车部件，不产生任何 磨损，工作更加 可靠。另外，我们的点 火系统采取独创的每缸独立点火，确保了每缸点火的 准确性，保障了 每缸点火的足够能量。D、工艺创新在选择火花塞安 装位置及安装方式的工艺上，首创一套非常简单的加 工工艺，并由此 制作了特殊的专用工装夹县和工具，使火花塞安

9、装处眼孔 加工和螺纹加工 一次成型，实现了这一重要改装工序的便捷性，从而大大 降低了改装成本 ，节约了改装时间。在改变压缩比这 一关键技术时，我公司经过不断的摸索，最终找到了 最简单的加工工 艺和方法，并制作了模具，使压缩比的改变变得非常容易。E、结构创新(1) 适当地降低压缩比改燃压缩天然气 (CNG) 后，混合气形成采用预混合方式，虽然 CNG的辛烷值很高， 但原柴油机的压缩比仍然太大，必须将原柴油机的压缩比 适当降低到 CNG 的最佳燃烧压缩比。为了有效组织预混混合气的燃烧， 我们修改了原柴 油机燃烧室的结构形状，以改善天然气在燃烧室内的气流运动。(2) 加装点火系统选配分电器，解 决驱

10、动问题，优化调整点火提前角将原柴油机的大 泵接口改为齿盘信号接口，利用我公司开发的齿轮式信号器配合传感 器，通过电磁感应传递点火信号。通过信号器上的齿轮数 量和角度大小及 传感安装的初始位置实现点火提前角度的调整。a选配点火线圈需要选配点火能 量比较高的点火线圈。b、选定和安装火花塞因为 CNG 的燃烧 温度比较高，所以应选用高能量的火花塞。为方便 起见，改装时可 在原柴油机喷油嘴孔处钻孔及加工火花塞相同的螺纹，将 火花塞安装在该 螺纹中，并调整火花塞的位置。(3) 改造供给系统燃用 CNG 时，必 须要去掉原柴油机的喷油泵，加装节气门。增加天 然气供给系统， 如：减压阀、混合器、步进电机等。

11、在改装增压柴油机时 还需要加装特殊 的减压阀及气体压力平衡器。三、技术开发可行性实施现状a项目实施现状我们从 2006 年下半年开始，在陕西、山西、湖北、四川等地陆续改 装样车车辆 600 台，涉及各种不同车型和发动机型号，同时每年还向国内 外一些改装企业 提供成套装置，通过跟踪了解，改装后的车辆使用情况普 遍良好，安全可 靠性高，经济效益明显。实践结果证明该项改装技术是可 行的。具体情况如下：1、经济性：经过部份改装车 辆的跟踪调查，按目前的油、气价格（柴油 6.28 元 公升，天然气 2. 7 元方）计，改装后车辆燃油量的节约率一般在 40- 50%。2、水温：通过对发动的水 箱及散热系统

12、进行专门的技术处理后，改装后的发动机水温一般不超 过改装前的水温，部份车辆甚至低于改装前的水温。3、动力性：据驾驶员普遍反 映改装后的汽车在一般情况与改装前其动力性无差 别，但在连续陡 坡的情况下，动力略有下降（大约半档左右 ）。4、可靠性：我们这套装置技 术先进，改装工艺并不复杂，改装过程中，发动机整 体结构没有改变 ，由于加装火花塞的需要，只对原缸盖喷油嘴位置略作加 工处理，同时， 我们还更换了经过处理，实用于 CNG 发动机的专用活塞， 因此、改装后发 动机，据我们长期跟踪了解，故障率均不高于改装前的柴 油发动机。四、技术实现依据a、构想依据该项目通过对汽 油机和柴油机压缩比及燃烧方式的

13、比较，利用目前成 熟的汽油机改装 天然发动机的技术，通过改变柴油机的压缩比，并加装点 火系统，信号系 统、天然气供给系统从而实现柴油机向天然气发动机的改 装。b、技术实现的依据(1)压缩比的改变：通过经验的积累，我们选择了天然气燃烧最佳 的压缩比。(2) 通过对汽油机的 研究，把汽油机的点火系统改装后加到柴油机上， 并通过 ECU 的控制，可以达到燃烧天然气的要求。(3) 通过加装闭环 ECU 控制天然气供给，达到实现最佳动力和经济 性的目的。c、项目技术实现主要面临的风险及应对措施由于天然气和汽 油，柴油的燃烧值不一样，理论上天然气发动机比汽 油发动机和柴油 机发动机的燃烧温度都要高。但我们通过加大水箱的散热 面积等措施，同 时选用高品质的机油及其它办法有效地解决了该问题。五、项目产品特性1、产品形态：我公司开发的柴 油机 CNG 全套改装装置属于工业产品，其中也包括 可以实现的技术 转让和技术服务。2、产品形态描述：我公司产品不仅 包括常用的汽油车改装的全套装置，如减压阀、混合 气、充气阀、节 气 门、步进电机等常用配件，还包括我公司设计和专门订 做的点火控制ECU和闭环控制ECU。以及改进燃烧室压缩比和火花塞加 工等的理论知识 和加工模具、加工手段和加工工艺