天然气供气系统结构与工作原理

天然气供气系统结构与工作原理

自然 气供气系统的性能、同发动机优化匹配状况，对自然 气发动机性能有至关重要的影响。如表4-1所示，在解放CA6102型汽油机上，采纳不同的供气系统装置，提高压缩比，充分证明压缩比的提高可部分补偿发动机的标定功率损失，而且采纳性能优良的供气装置可使标定功率损失大幅度降低。原机压缩比为6.75时，采纳1#供气装置的标定功率损失达24.2%，压缩比提高到7.6时标定功率损失降为18.1%。而采纳2#供气装置，压缩比为7.6时，同原机型相比，标定功率损失可降低到10%左右。

<imgborder=“0”src=“/UploadFiles/201200/20134/Manage/201304111003431649.jpg”width=“450”/

试验中采纳的自然 气中CH4含量均在95%左右。采纳7.6压缩比和2#供气装置时，同时采纳了改进型进气道，加大了进气充量。若作为CNG和汽油两用燃料发动机，应采纳90#汽油。自然 气供气系统包括高压电磁阀、减压阀和混合器等，其中最关键组件就是减压阀和混合器，下面分别介绍。一、减压阀

自然 气减压阀是GNG汽车供气系统中的重要组成部分，目前国内使用的进口减压阀有三级也有四级，其玉作原理基本上是全都的。汽车在运行中所需自然 气的量值是一个简单的数据，对减压系统的技术要求特别高，生产工艺的难度也比较大。整套减压系统进口价格较高。图4-5是减压阀的结构原理图。<imgborder=“0”src=“/UploadFiles/201200/20134/Manage/201304111003431154.jpg”width=“450”/

从高压钢瓶中释放出的CNG流经高压管，再经过接头1进入减压阀。CNG经过过滤器2滤除气体中的杂质，进入阀腔4，气体作用在橡胶膜片5上产生与弹簧6的相互作用力。当腔4气压达到肯定值时，作用于杠杆的合力矩迫使，阀门3关闭，CNG不再进入腔4。这一过程，完成了高压自然 气到低压自然 气的第一级压降。腔4中的气体经孔7进入腔8，此时电磁阀14处在断电的常闭状态，气体经标定孔9和孔10进入腔11，腔8与腔11由膜片12分开，由于膜片12两面所承受的气压相同，在这种状况下弹簧16封闭了通向腔18的通道17，使腔8、腔4、腔11中的气体保持静态，其压强等于0.25MPa。当汽车开头发动时，电磁阀14通电，封闭孔13打开，腔8中的气体经标定孔9流入孔13；阀门15是掌握由孔13进入腔18的气流。在弹簧21的作用下调整旋钮22可以掌握进入腔18的气压，通常将其掌握在0～0.178MPa。

无论何时只要腔18产生文氏真空，经孔13和阀15进入腔18的气体超过了标定孔9的供气力量，腔11就会产生压降，腔8由于有从腔4的不断补充仍旧保持在0.25MPa。这样腔8与腔11的压力差迫使弹簧16打开通道17，大量的气体流入腔18满意汽车发动机需要。

减压阀的大幅度压降导致温度的下降，为防止结冰影响密封件的寿命必需采纳加温装置。将减压阀与发动机的冷却系统接通。热水由接头A流入，经腔B由接头C流出，在接头c里安装有一个特别的恒温器。由于热水不断循环就使减压阀的工作温度始终保持在50℃左右。二、混合器

自然 气的混合器同汽油机的化油器作用类似，因此由简入繁，从最简洁的单一功能到发动机各种工况要求而愈发简单。在定量配气时，空气和自然 气处于同一聚集状态，其流量规律是相近似的，可以比气液更简单混合成所需比例。因此，混合器最简洁流程如图4-6所示。但是，实际的减压阀不能供应这样的抱负条件。减压阀出口气压变化很大，这是由于混合器的流量特征以及气体总能量的下降所致。气体总能量下降在其流量小时对压力影响很大。也就是说，在压差较小状况下，气体的精确     定量是不行能的。由此得出的结论是：供应怠速系统和主供气系统的燃料应分别送到混合器集中管(图4-7)。这两个系统的供气比例可按两种方法确定：直接在减压阀出口处使用限制量孔或混合器中的燃料气喷孔。<imgborder=“0”src=“/UploadFiles/201200/20134/Manage/201304111003434220.jpg”width=“450”/

图4-7结构的优点是流程简洁并能节省自然 气。其缺点是在主定量配气单元之后管路分叉，因此可能在系统之间产生无法掌握的气体串流。这种串流会歪曲气体的定量配比，并降低发动机在某些运转状态下混合器的工作稳定性。实际上，在限制量孔之后管路中的真空状况，打算于通过怠速系统的气流量和主供气系统出口处的真空状况。在最低空转转速(即怠速)时主供气系统出口处真空度小，因此空气很简单从混合器空气道进入主供气系统。在这种状况下，自然 气干道的压力接近大气压。由于减压阀所调压力低于大气压，发动机实际上是不行能工作的。所以，这种最简洁的流程只有在减压阀所调压力大于大气压时才能工作。但是，在这种状况下，由怠速系统的调整机构关心，精确掌握供气量是不行能的，由于剩余气体很简单经过主供气系统进入混合器的空气道。基于这个缘由，就必需用调整减压阀的方法来调整最低空转转速时的供气量，这就不能保证供气的高度精确性和稳定性。此外，在打开节气阀增加负荷的初期时，自然 气干道中的真空度将快速上升，这将导致混合气变稀和发动机工作“间歇”。<imgborder=“0”src=“/UploadFiles/201200/20134/Manage/201304111003433961.jpg”width=“450”/

消退上述缺点的较合理方法是在混合器中采纳一种特地的单向阀(图4-8)，可以在自然 气干道中压力低于该系统出口孔处压力时，防止空气通过主供气系统进入怠速系统，同时也可在空气道真空度不够状况下防止自