第7章-燃?xì)馄噋pt課件

1、1,第7章 燃?xì)馄?7.1 燃?xì)馄嚨陌l(fā)展 7.2 燃?xì)馄嚢l(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理 7.3 燃?xì)馄嚨墓夥绞郊捌涮攸c(diǎn) 7.4 預(yù)混合點(diǎn)燃式壓縮天然氣汽車 7.5 預(yù)混合壓燃式天然氣柴油雙燃料汽車 7.6 液化石油氣汽車 7.7 液化天然氣汽車,2,7.1 燃?xì)馄嚨陌l(fā)展,天然氣汽車與燃油車比較： CO2比燃油車低25，CO減少89.73， HC化臺(tái)物低80，非甲烷烴類減少52.8； SO2低70.5，SO低99.99； Pb減少到零； 顆粒雜質(zhì)減少1.67； 噪聲降低40,3,有兩套燃料供應(yīng)系統(tǒng)；需點(diǎn)火裝置，兩種燃料點(diǎn)火時(shí)間不同,有兩套燃料供應(yīng)系統(tǒng)，但不需點(diǎn)火裝置； 天然氣與柴油混合燃料的汽車

2、,燃?xì)馄嚪诸?據(jù)燃?xì)夥N類、使用形態(tài)、使用方法分,吸附天然氣汽車：以中壓狀態(tài)儲(chǔ)存在吸附罐內(nèi)活性炭中的天然氣為燃料的汽車,4,國外燃?xì)馄嚢l(fā)展歷程 1872發(fā)明了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。 第一次世界大戰(zhàn)期間，天然氣開始用在汽車上。 20世紀(jì)30年代，天然氣燃料汽車由意大利人率先采用。 1938年，前蘇聯(lián)就研制出兩種壓縮天然氣汽車。1996年，獨(dú)聯(lián)體國家天然氣汽車已達(dá)47萬輛。 1969年，天然氣汽車改裝系統(tǒng)引入美國。 到1998年，日本全國共有LPG汽車45萬輛。 近年來，各國對(duì)天然氣的燃燒和排放特性、天然氣供給的計(jì)量和控制系統(tǒng)、理想配比發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、稀薄燃燒技術(shù)、柴油天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、天然氣噴射發(fā)動(dòng)

3、機(jī)技木及輕質(zhì)儲(chǔ)氣瓶等開展了大量的試驗(yàn)研究,5,我國燃?xì)馄嚨陌l(fā)展歷程 50年代，開展了有關(guān)天然氣汽車的研究 80年代中期，四川省率先在國內(nèi)提出“以氣代油”，發(fā)展天然氣汽車。 1988年從新西蘭和澳大利亞引進(jìn)50套車用裝置和一套高壓充氣站設(shè)備進(jìn)行示范，隨后在四川南充石油機(jī)械廠開始了天然氣汽車專用裝置的研發(fā)工作。 截止到2000年10月，12個(gè)示范城市燃?xì)馄嚤Ｓ辛考s7.12萬輛，CNG和LPG加氣站約240個(gè)。 預(yù)計(jì)到2010年，CNG汽車l00萬輛、LPG汽車50萬輛,6,7.2 燃?xì)馄嚢l(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理,發(fā)動(dòng)機(jī)形式及其特點(diǎn) 油、汽雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)：據(jù)負(fù)荷變化控制氣體燃料調(diào)節(jié)閥，并保持一定的柴油

4、噴射量(約占滿負(fù)荷油量的10)作為引燃油量。 純氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)：利用節(jié)氣門根工況要求實(shí)現(xiàn)對(duì)混合氣量的控制，可燃混合氣一般用火花塞點(diǎn)火,7,天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,減壓混合進(jìn)氣缸點(diǎn)燃,8,內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)： 進(jìn)氣過程：向氣缸供給足夠的可燃混合氣； 壓縮過程：將進(jìn)入氣缸的可燃混合氣壓縮，提高其壓力和溫度； 燃燒膨脹過程：用電火花點(diǎn)燃被壓縮的可燃混合氣，燃燒的氣體溫度、壓力升高而膨脹，推動(dòng)活塞運(yùn)行； 排氣過程：燃燒后的廢氣排出氣缸。 一個(gè)作循環(huán)完成時(shí)間： 在活塞上下一次(曲軸轉(zhuǎn)一圈) 內(nèi)完成的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)； 在活塞上下二次的時(shí)間內(nèi)(曲軸轉(zhuǎn)兩圈)完成的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī),9,概念 氣缸排量（氣缸工作容積）

5、Vs：活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的氣缸容積。 發(fā)動(dòng)機(jī)排量（發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積）：多缸發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸工作容積的總和。 燃燒室容積(氣缸余隙容積)Vc：當(dāng)活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上方的容積。 氣缸總?cè)莘e：Va= Vs+Vc 點(diǎn)燃式、壓燃式與燃料性質(zhì)密切相關(guān) 汽油：沸點(diǎn)低，易汽化和點(diǎn)燃空氣和汽油混合氣點(diǎn)燃做功； 柴油：比重大，不易汽化和點(diǎn)燃，但在高溫高壓下自燃溫度低壓縮空氣，使其溫度超過柴油的自燃溫度，這時(shí)噴入柴油，經(jīng)短暫混合后自行著火燃燒做功,10,壓縮比 定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積Va與壓縮后的最小容積Vc之比。 經(jīng)濟(jì)壓縮比： 越大：氣體的壓力、溫度越高混合氣燃燒速度越快、作功膨脹越充分發(fā)動(dòng)機(jī)功率

6、越大、循環(huán)熱效率越高經(jīng)濟(jì)性越好。 過大：爆燃和表面點(diǎn)火（熾熱點(diǎn)火或早燃） 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)：由于天然氣辛烷值高(辛烷值為130)，適宜的壓縮比范圍較高，為l012，極限壓縮比可達(dá)15天然氣既適宜點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)又適宜壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī),11,12,13,燃?xì)馄嚺c燃油汽車的差異： 燃?xì)庀到y(tǒng)的專用裝置元件的安裝位置上。 燃?xì)夤┙o系統(tǒng)元件(減壓調(diào)節(jié)器，混合器等)均安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)。 不同車型的主要差異：儲(chǔ)氣瓶數(shù)量和安裝位置不同，或加氣口、主控閥、手動(dòng)截止閥等元件安裝位置有所不問,14,7.3 燃?xì)馄嚨墓夥绞郊捌涮攸c(diǎn),供氣方式 意義：運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全可靠性、排放性能,方式： 缸外：進(jìn)氣道混合器

7、預(yù)混合供氣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)供氣； 缸外進(jìn)氣閥處噴射供氣對(duì)每一個(gè)缸定時(shí)、定量供氣。 空氣量受供（燃）氣的影響。 缸內(nèi)：高壓噴射供氣大型或高速發(fā)動(dòng)機(jī)（壓縮比大） 低壓噴射供氣壓縮比小的點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī),15,16,17,18,工作原理 氣體燃料通過調(diào)壓器按一定比例在混合器中與空氣混合，由發(fā)動(dòng)機(jī)吸入氣缸點(diǎn)燃做功適宜改裝車。 機(jī)外混合方式 形成的混合氣較均勻，控制系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，但安全性差,7.4 預(yù)混合點(diǎn)燃式壓縮天然氣汽車,兩用車,19,油氣兩用車改裝系統(tǒng) 儲(chǔ)氣部件：儲(chǔ)氣瓶、充氣閥、高壓線及高壓接頭，手動(dòng)截止閥、氣壓顯示裝置。 燃?xì)夤┙o部件：天然氣過濾器、減壓調(diào)節(jié)器、混合器、低壓氣軟管及循環(huán)水軟管、 燃料轉(zhuǎn)換部件：

8、燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)。 控制部件：天然氣電磁閥、汽油電磁閥、空燃比調(diào)節(jié)器、點(diǎn)火時(shí)間轉(zhuǎn)換器、電控單元,20,5-減壓閥（總成）；7-混合器；9-壓力傳感器；10-化油器； 15-點(diǎn)火時(shí)間轉(zhuǎn)換器；16-油氣轉(zhuǎn)換開關(guān),21,TP：設(shè)計(jì)壓力 FP：工作壓力,儲(chǔ)氣裝置,22,7.5 預(yù)混合壓燃式汽車天然氣柴油雙燃料,工作原理 以壓燃少量柴油噴入氣缸作“引燃燃料”，以壓縮天然氣為主燃料，通過混合器同空氣混合進(jìn)入氣缸，在壓縮行程的活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，被壓燃的柴油點(diǎn)燃。 特點(diǎn) 雙燃料：柴油作引燃燃料，天然氣為主燃料； 柴油為主燃料。 節(jié)約改裝費(fèi)：柴油車易改裝為雙燃料壓燃式汽車；與改裝成火花點(diǎn)燃的發(fā)動(dòng)機(jī)汽車比，節(jié)約大量改

9、裝費(fèi)。 污染少、噪聲低、發(fā)動(dòng)機(jī)維修簡(jiǎn)單、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油使用壽命長(zhǎng)、發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)扭矩大、氣缸零件磨損少,23,發(fā)動(dòng)機(jī)控制保護(hù)系統(tǒng)：天然氣供給控制閥門的傳動(dòng)裝置；發(fā)動(dòng)機(jī)從用柴油轉(zhuǎn)換為使用雙燃料工況的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，排除兩種燃料同時(shí)供給發(fā)動(dòng)機(jī)可能性的天然氣供給閉鎖裝置；天然氣氣瓶壓力不足時(shí)，能自動(dòng)轉(zhuǎn)換發(fā)動(dòng)機(jī)燃用柴油的自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置,系統(tǒng)組成 燃料供給系統(tǒng)：天然氣混合器、天然氣供氣量控制閥、柴油供給系統(tǒng)(與柴油機(jī)相同,24,天然氣儲(chǔ)存系統(tǒng)：壓縮天然氣氣瓶、壓力表、氣瓶供氣閥等。 天然氣的調(diào)節(jié)和供給系統(tǒng)：壓縮天然氣的高壓減壓閥、低壓減壓閥、天然氣過濾器及開關(guān)閥；天然氣加熱器（熱源：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水）。

10、其他部件： 限壓閥：防止高壓減壓閥失常造成中壓管路壓力超過允許值 中壓管路壓力不足報(bào)警裝置：防止壓力過低而使后端系統(tǒng)元器件損壞、中壓管路斷裂或供氣不正常,25,7.6 液化石油氣汽車,分類按燃料供給系統(tǒng)分 單燃料汽車：液化石油氣。 兩用燃料汽車：液化石油氣、汽油轉(zhuǎn)換使用，設(shè)兩套燃料供給系統(tǒng)。 雙燃料汽車：液化石油氣、柴油：壓燃柴油引燃液化石油氣和空氣的混合物。 特點(diǎn) 污染少：液化石油氣燃燒更完全，積碳少，噪聲小； 使用壽命長(zhǎng)：減少發(fā)動(dòng)機(jī)磨損； 熱值高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性好； 改裝費(fèi)用低,26,27,28,29,7.7 液化天然氣汽車,特點(diǎn) 與汽油汽車比：辛烷值高抗爆性好、燃燒安全、運(yùn)輸成本低。 與壓縮天然氣比：儲(chǔ)存效率高、鋼瓶壓力低、質(zhì)量輕 制氣加工與儲(chǔ)存技術(shù)復(fù)雜、成本高。 必須采用可靠的蒸發(fā)氣化系統(tǒng)。 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，天然氣液態(tài)和氣態(tài)并存（工作壓力0.2MPa時(shí)，氣瓶上部氣態(tài)天然氣流出；反之，下部液