柴油发动机天然气改造设计

1、YC4D(YC4108)CNG气体机系统介绍及改造方案一、YC4D(YC4108)CNG气体机总体设计1.1 YC4D(YC4108)CNG气体机系统简介 YC4D(YC4108)CNG气体机CNG电喷系统采用沃托玛腾公司选配、生产的燃气多点顺序喷射无分电器式高能各缸独立点火系统，以确保在满足排放要求的前提下最大限度地提高发动机的功率和扭矩。系统总体构成见示图1。下图如不清，见附图文件。该系统采用当量空燃比的燃烧原理，发动机信号处理器ECU采集发动机转速信息及进气压力/温度传感器检测进入气缸的空气量两个主要信息，经过运算处理确定基本喷气量及基本点火时刻；根据冷却液温度传感器、节气门位置传感器、

2、 氧传感器及爆震传感器等，对喷气量及点火提前角进一步修正。为适应燃气气质特点，通过喷射控制器ECM对喷射阀驱动控制及对喷射脉宽进行进一步优化及精确控制，同时通过对喷射控制器ECM的细化标定可以实现对空燃比的优化，使始终保持1，完成系统的闭环控制，从而保证三元催化转换器始终工作在最佳状态，确保废气排放满足国标准。（目前我公司用于轿车的CNG多点顺序喷射电喷系统排放指标已经达到国标准）1.2YC4D(YC4108)CNG气体机系统组成及功能简介该多点顺序燃气喷射系统由多点顺序喷射控制系统、燃气供气控制系统、点火供给系统三部分组成。1.2.1电喷控制系统：功能描述：信号采集、运算处理及分析、基本喷气

3、量确定、通过点火特性图精确控制点火提前角、怠速转速控制、故障检测等系统组成：发动机信号处理器ECU、节气门体、发动机转速传感器、进气温度/压力传感器、凸轮轴位置传感器、双爆震传感器、氧传感器、冷却液温度传感、机油压力传感器等；1.2.点火系统：系统功能：静态高压分配双火花点火装置为发动机燃烧提供点火系统组成：点火线圈、屏蔽点火线和天然气专用火花塞组成。1.2.燃气供气系统：系统功能：为发动机提供恒定的相对压力天然气气源供应、喷射执行器、喷射脉宽的精确控制、空燃比的优化控制等。系统组成：喷射控制器ECM、高压电磁阀、CNG压力调节器、燃气喷射共轨、燃气喷射阀等组成；二、YC4D(YC4108)C

4、NG气体机样机改造针对YC4D(YC4108)柴油机，我们作了如下改造加装工作，完成了气体机样机，该样机顺利着车后作了了初步性能摸底，性能摸底指标为：l 最大扭矩：420N.m/1500rpm,l 标定点功率：kw/2800 rpml 900 rpm下最大扭矩为N.ml 发动机排气温度：°C°C(增压器前)l 排放指标预计能够达到国要求目前该样机已经装箱，预计下周能到贵司，更详细的指标尚需到贵司后进一步标定。2.1发动机本体改造工作(主要工作量)2.1.1将原发动机油路拆除2.1.2压缩比的改造在原活塞基础上加工盆型结构，将压缩比由17.5改为11；2.1.3发动机缸盖改造

5、在原缸盖喷油嘴位置钻孔攻丝并安装高能火花塞；2.1.4进气支管改造在进气支管与缸盖之间加装垫块，安装固定燃气共轨及喷射阀；2.1.5油泵驱动轴改造拆除原发动机油泵，加装驱动轴，安装判缸信号盘；2.1.6加工转速位置传感器靶轮将原车曲轴皮带轮改造成转速位置传感器靶轮。2.2涡轮增压器改进工作2.2.1改变原增压器压比：目前该增压器压比约为1.5:1；2.2.2改变排气蜗壳放气阀孔径加大放气阀口径，放气阀截面积为原面积1.6倍，加大放气量；2.2.3制作新的放气活门新的放气活门与改进后的放气阀口相匹配；2.2.4增压气进出油管改造2.3燃气多点顺喷系统安装调试2.3.1安装节气门体：在进气总管上安

6、装节气门体2.3.2传感器的安装：将系统各个传感器安装在发动机上2.3.3燃气共轨（喷射阀）的安装：在进气支管与缸盖之间加装的垫块上安装燃气共轨2.3.4电器系统及线束的安装、连接及联动调试通过上述改造及安装工作，试验样机可具备进行下一步性能标定的工作条件。但是由于时间仓促，条件制约，上述改造尚有许多不足，有待发动机发回贵司后进一步商榷。三、产品完善及商品化开发需要进一步商榷的工作内容鉴于目前样机的性能摸底情况（在我公司内），该发动机到贵司后通过贵司匹配标定试验后，产品进一步完善及达到商品化水平，我司认为尚有如下工作需要当面进一步商榷。3.1发动机本体改造需要商榷内容3.1.1发动机燃烧室的优化设计：样机的燃烧室结构尚未达到最佳状态，需要贵司专业人员确认及改进设计。3.1.2缸盖的优化设计：便于火花塞安装、牢靠、维修拆卸；3.1.3油泵驱动轴的改造：我司改造的油泵驱动轴是否可靠需要贵司专业人员的确认并提供改进意见；3.1.4曲轴靶轮的设计优化及商品化3.1.5进气支管的设计及商品化：目前样机的方式仅为满足试验要求的临时方案，进气支管谐振腔也明显偏小，其型式尚需进一步探讨。3.1.各个传感器的安装位置及安装支架的确认及设计优化3.2涡轮增压器的选型或改造现在柴油机涡轮增压器排气