潍柴天然气发动机培训资料之二燃气发动机基础知识

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1、潍柴天然气发动机之燃气发动机基础知识XXX2011-xx-xx燃气发动机基础知识（燃料）燃气发动机燃料主要有三种：CNG-Compressednaturalgas压缩天然气:主要成分是甲烷，易于完全燃烧，不稀释润滑油，能够延长发动机使用寿命。比空气轻，泄露后迅速飘散大气中，安全性好。LNG-Liquefiednaturalgas液化天然气：在常压下、温度为-162度的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。液化天然气燃点高、安全性能强，适于长途运输和储存。LPG-Liquefiedpertroleumgas液化石油气：常温常压下为气态的烃类混合物，比空气重，有较高的辛烷值，具有混合均

2、匀、燃烧充分、不积碳、不稀释润滑油等优点，能够延长发动机使用寿命，而且一次载气量大、行驶里程长。燃气发动机基础知识（燃料特性）燃料种类天然气(CH4)LPG柴油(C16H34为代表)汽油(C8H18为代表)常态下密度kgm-30.75~0.8(气态)580830720～750沸点℃-161.5-100170～35030～190理论空燃比(kg/kg)17.2：114.3：114.8：1低热值MJ(kg)-149.8145.942.5043.90辛烷值(RON)130100~11023～3080～99十六烷值040～6027燃烧极限(体积)%5～151.5~9.51.58～8.21

3、.3～7.6自然温度(常压下)T℃537450250390～420闪点℃-43-18760其中：辛烷值:指与汽油抗爆性相同的标准燃料所含异辛烷的体积分数.低热值:指1立方米燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量.燃气发动机基础知识（CNG特性）项目技术指标高位发热量，MJ/m3＞31.4≈7500大卡总硫（以硫计），mg/m3≤200硫化氢，mg/m3≤15二氧化碳yco2，％≤3.0氧气yo2，％≤0.5水露点，℃在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于-13℃；当最低气温低于-8℃，水露点应比最低气温低5℃注：本标

4、准中气体体积的标准参比条件是101.325kPa，20℃水露点：天然气水露点温度指天然气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。燃气发动机基础知识（与柴油机区别）潍柴天然气发动机是在相应型号潍柴柴油机基础上改制，采用美国WOODWOODOH2.0燃气电控系统。1、取消了柴油机的燃油系统(高压油泵、喷油器、高压油管等件），增加了燃气供给系统（气瓶、滤清器、高压切断阀、减压器、燃气热交换器和节温器、喷射阀等件）。2、采用点燃式燃烧方式（气缸盖上的喷油器安装孔改为火花塞安装孔），增加了点火控制系统（点火ECU、点火线圈、高压线、火花塞）。3、为了防止爆震，压缩比比柴油机要

5、小，燃烧室形式（活塞）与柴油机不同。4、增加了信号发生器，用于判缸和测量发动机转速。5、增加了混合器和节气门，使燃气和空气在混合器中混合。6、排气温度高，增压器采用水冷中间壳，进、排气门座采用耐磨、耐高温材料，采用带隔热材料的排气管。7、采用WOODWARD单点喷射系统，闭环控制稀薄燃烧。燃气发动机基础知识（技术特点）1、抗爆震性：在压缩过程中气缸内末端混合气自燃称为爆震。爆震是一种不正常的燃烧，发生爆震后，发动机动力性、经济性将急剧恶化，发动机寿命大大减少。天然气发动机因为火焰传播速度慢，末端混合气容易在正常火焰未到达之前自燃，从而引起爆震。潍柴天然气发动机压缩比经过精准计算和

6、试验验证，设计为10.5-11.5，既满足了抗爆震性，又提高了发动机热效率。下述情况可导致爆震：过多的积炭(过高的机油灰分)机油消耗过大，发动机过浓燃烧燃料浓于设定点超过5%中冷器污染(过高进气温度)增压不能控制或过高点火定时不准燃料品质差(低辛烷值)燃气发动机基础知识（技术特点）2、稀薄燃烧：过量空气系数λ大于1。λ：过量空气系数即理论上燃烧所有燃料所需的空气量。柴油机理论空燃比：14.5天然气发动机理论空燃比：16~17汽油机理论空燃比：14.7潍柴天然气发动机正常工作过量空气系数范围：1.11＜λ＜1.54。稀薄燃烧的优点：经济性好排放性能好发动机热负荷减小当量比稀浓CNG

7、柴油机汽油机燃气发动机基础知识（技术特点）3、失火极限：混合气浓度过浓或者过稀都会导致天然气发动机出现失火，失火后发动机动力性下降，排放性能恶化。天然气发动机正常工作范围为：0.7＜λ＜1.6。超出此范围将会引起发动机失火，失火引起CO、HC排放剧烈增加。Fullpoweroperationpoint第9页共页谢谢！