LNG汽车天然气发动机结构及工作原理.ppt

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1、潍柴天然气发动机2.0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月一、天然气的特性目录二、天然气发动机的结构特点三、燃气控制系统四、进气控制系统五、尾气处理系统六、点火控制系统七、水循环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

2、出来的气体称为石油伴生气；③矿井瓦斯：开采煤炭时采集的矿井气；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1）天然气在压缩（液化）、储运、减压、燃烧过程中,在严格密封的状态进行，不易泄漏；2）天然气密度在426-470k

3、g/m3之间，比空气轻，易挥发，不易聚集，安全性能好。如有泄漏，很快散失，不易着火；3）天然气的着火温度为650℃，比汽油高约260℃。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料：柴油：1.58％，汽油：1.3％。燃料种类天然气柴油汽油蒸气密度/（kg/m3）0.75-0.83.4≥4沸点℃-162170～35030～190理论空燃比(kg/kg)17.2：114.3：114.8：1辛烷值(RON)13023～3080～99燃烧极限(体积)%5～151.58～8.21.3～7.6自然温度(常压下)T℃6502503

4、90～420天然气、柴油、汽油比较安全性天然气的特性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。LNG储存特性隔热保冷:保持真空;分层:长时间停放时,隔几天启动车辆。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接触到皮肤时，可造成与烧伤类似的灼伤。从LNG中漏出的气体也非常冷，并且能导致灼伤。作为车载能源，主要

5、有以下两种贮存形态：一、天然气的特性目录二、天然气发动机的结构特点三、燃气控制系统四、进气控制系统五、尾气处理系统六、点火控制系统七、水循环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（电磁切断阀、稳压器、燃料计量阀等）燃油供给（高压油泵、高压油管、喷油器等）点火方式点燃（点火模块、点火线圈、高压线、火花塞等）压燃压缩比1217相位转速信号采集信号发生器（相位传感器）油泵及飞轮燃料空气混合混合器、节气门无排温高增压器、排气管、进排气门座等优化低国IV后处理装置催化转化器SCR后处理系统电控系统目前为美国伍德沃德系统国Ⅲ以上

6、发动机采用BOSCH天然气发动机的燃烧特点1、空燃比精确控制，空气进气量决定燃气量进气调节能力决定发动机性能；增压低，系统中不能通过增加燃料来提升动力，否则爆震；排放恶化；经济性变差2、采用稀燃技术。天然气理论空燃比:16-17，混合气中的天然气浓度小于理论空燃比。稀燃优点：经济性好，排放性能好，热负荷小稀燃注意事项：需高能长时间点火和小的火花塞间隙；失火极限<混合气浓度<爆震极限高的空气湿度易导致失火3、抗爆性能好爆震是一种不正常的燃烧。长时间爆震会导致发动机系统损坏，动力性、经济性将急剧恶化，爆震主要因素包括：机油消耗过大，或过多积炭；燃料过浓或

7、品质差；进气温度过高；增压压力过高；点火定时不准。4、燃料喷射闭环控制。氧传感器对排气进行测量反馈给ECU，控制燃料供给，保持目标空燃比。燃烧特点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、发动机稳定运行时采用闭环控制，使实际空燃比和理论空

8、燃比一致。4、燃气进气方式为电控单点喷射，供气及时、停气干脆。5、具有加速加浓功能。6、采用防喘振技术，发动