潍柴天然气发动机结构及工作原理

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1、潍柴天然气发动机202.0系统结构及工作原理单位：潍柴西港新能源动力有限公司时间：2013年8月目录一、天然气的特性二、天然气发动机的结构特点三、燃气控制系统四、空气控制系统五、点火控制系统天然气的特性天然气成分主要以甲烷（CH4）为主，同时含有少量的丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）等烃类气体，氮、二氧化碳、硫化氢非烃类气体。各个地方天然气的形成过程不尽相同，所以成分也不完全一样。天然气在我国分布很广，根据开采和形成的方式不同，天然气可分为5种：①纯天然气：从地下开采出来的气田气为纯天然气；②石油伴生气：伴随石油开采一块出来的气体称为石油伴生气；③矿井瓦斯：开采煤炭

2、时采集的矿井气；④煤层气：从井下煤层抽出的矿井气；⑤凝析气田气：含石油轻质馏分的气体。高纯度的天然气是无色、无味、无毒、无腐蚀性、易燃、易爆的气体。为防止泄露时易于觉察，在天然气中添加了加臭剂。燃烧速度：是火焰在可燃气体混合物中的传递速度。燃烧速度也称为点燃速度或火焰传播速度。天然气的燃烧速度比较低，其最高燃烧速度只有0.3m/s。因此天然气燃烧后排温高，需对排气系统部件进行强化。天然气的特性安全性天然气、柴油、汽油比较1）天然气在压缩（液化）、储运、减压、燃料种类天然气柴油汽油燃烧过程中,在严格密封的状态进行，不蒸气密度/0.75-易泄漏；3.4≥4（kg/m3）08

3、0.82）天然气密度在426-470kg/m3之间，比沸点℃-162170～35030～190空气轻，易挥发，不易聚集，安全性能好。如有泄漏，很快散失，不易着火；理论空燃17.2：14314.3：114814.8：1比(kg/kg)13）可然气的着火温度为650℃，比汽油高约260℃。辛烷值13023～3080～99(()RON)4）天然气燃烧范围比较窄，在5％～15％之间，天然气的燃烧下限明显高于其他燃燃烧极限(1.58～1.3～5～15料：体积)%8.27.6柴油：1158.58％，自然温度(390～汽油：1.3％。常压下)T650250420℃天然气的特性作为车载

4、能源，主要有以下两种贮存形态：1)CNG:压缩天然气©气瓶内充满气时一般为20Mpa（即200bar)。存储压力很高。©天然气因生产区域不同，成分可能不同，若差别较大，需根据CNG气质成分表调整ECU数据。2）LNG:液化天然气©在常压下、温度为-162度的天然气变为液态。©通常条件下，1个体积的LNG将产生600个体积的气体。因此，LNG适用于长途运输和储贮。LNG储存特性©LNG接触到皮肤时，可造成与烧伤类似的灼伤。©隔热保冷:保持真空;从LNG中漏出的气体也非常冷，并且能导致灼伤。©分层:长时间停放时,隔几天启动车辆。目录一、天然气的特性二、天然气发动机的结构特点

5、三、燃气控制系统四、空气控制系统五、点火控制系统天然气发动机与柴油机的区别天然气发动机柴油机燃料供给系统燃气供给系统燃油供给（电磁切断阀、稳压器、燃料计量阀等）（高压油泵、高压油管、喷油器等）点火方式点燃压燃（点火模块、点火线圈、高压线、火花塞等）压缩比1217相位转速信号信号发生器（相位传感器）油泵及飞轮采集燃料空气混合混合器、节气门无排温高低增压器、排气管、进排气门座等优化国IV后处理装三元催化器SCR后处理系统置电控系统目前为美国伍德沃德系统国Ⅲ以上发动机采用BOSCH天然气发动机的燃烧特点1、空气进气量对发动机功率影响大2、天然气发动机使用稀燃技术©更多进气=更

6、大功率©天然气发动机理论空燃比:16-17©对进气调节控制能力决定发动机性©稀燃优点：能经济性好，排放性能好，热负荷小©增压低，系统中不能通过增加燃料©稀燃注意事项：来提升动力，否则•需要高能长时间的点火和小的火•爆震；花塞间隙；•排放急剧恶化•失火极限<混合气浓度<爆震极限•经济性变差燃烧•高的空气湿度易导致失火特点3、抗爆性能好4、燃料闭环控制，不易失火爆震是一种不正常的燃烧。长时氧传感器对排气进行测量，反间的爆震会导致发动机系统损坏，发动机动力性、经济性将急剧恶化，馈给ECU，控制燃料以保持目标爆震主要因素包括：空燃比。ò压缩比过大；ò机油消耗过大，或过多积炭；E

7、CU标定数据中包含了失火极ò燃料过浓或品质差；限以防止最初的失火。ò进气温度过高；ò增压压力过高；ò点火定时不准天然气发动机技术特点潍柴天然气发动机主要采用美国伍德沃德公司OH2.0系统，主要技术特点如下：1、采用电子脚踏板，改善了发动机的驾驶性能。2、燃气喷射、点火角度、空燃比、发动机负荷全部采用电控单元ECU控制。ECU根据电子脚踏板输出的电压信号，确定电子节气门的开度，再根据发动机负荷、发动机转速、进气压力、燃气压力和温度等参数计算燃气喷射量，确定点火角度。3、发机定发动机稳定运行时时采采闭控用闭环控制制，使实际空燃比和理论空燃比一