2010魯?shù)萝囕v燃?xì)庠O(shè)備公司柴油內(nèi)燃機(jī)改用天然氣雙燃料電噴技術(shù)

1、2010 山東濟(jì)南JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)?868767688880 0101020203030404050506060707080809090NoxNoxCOCOHCHC汽車排放所占比例%大氣主要污染物大氣主要污染物清華大學(xué)和北京環(huán)保局提供JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)? 00.20.20.40.40.60.60.80.81 11.21.2

2、1.41.41.61.61.81.82 22000年2000年2005年2005年2010年2010年國產(chǎn)石油國產(chǎn)石油進(jìn)口石油進(jìn)口石油億噸JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒25個(gè)城市正在推進(jìn)示范工程；l已建成加氣站500余座；l已改造車輛約50萬輛JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)?8%汽油車2%柴油車JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒柴油機(jī)為壓燃式而天然氣 為非壓燃燃料，所以天然氣不能直接取代柴油；l柴油機(jī)型號(hào)繁多，結(jié)構(gòu)差異較大，改造困難；l目前國內(nèi)所采用的系統(tǒng)大多較為落后，改裝效果不明顯。JINAN L

3、UDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)獠裼蛢?nèi)燃機(jī)雙燃料改造方案CNG單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒去掉燃油系統(tǒng)；l換為火花塞高壓點(diǎn)火系統(tǒng)；l降低發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比；l增加燃?xì)庀到y(tǒng)；l工作原理與汽油機(jī)相同。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈿庠磯毫Ρ韷毫鞲衅鳒囟葌鞲衅魈烊粴鈬娚溟y天然氣噴射閥天然氣噴射閥天然氣噴射閥低壓開關(guān)閥減 壓 閥高壓開關(guān)閥高壓濾清器手動(dòng)開關(guān)天然氣儲(chǔ)氣瓶天然氣燃料電控噴射系統(tǒng)JINAN LUDE RA

4、NQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)?目前的火花塞點(diǎn)火系統(tǒng)效率很低，只能在壓縮比大約為12：1和LAMBDA為1.6下工作，而柴油機(jī)的壓縮比大多在18：1以上。為了使點(diǎn)火系統(tǒng)正常工作，必須降低發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比。因此，火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)集中在低壓縮溫度和低LAMBDA條件下工作。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（馬力）純天然氣/柴油比 值Cummins5.9B/5.9G230/2750.84Cummins8.3C/8.3G275/3500.79CumminsL10/L10G300/3300.91DDCS-50/50G270/3250.83JINAN LUD

5、E RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒在燃油系統(tǒng)上加裝限油裝置；l增加燃?xì)庀到y(tǒng)；l柴油僅用于點(diǎn)火(10 20 %)。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)?JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒對(duì)于雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，既沒必要也沒期望將發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比降低到低于柴油機(jī)的的壓縮比。l由于預(yù)混合的燃?xì)夂涂諝獾膲嚎s溫度總是保持在自燃溫度之下，因此不存在爆震問題。l空氣和甲烷的在LAMBDA為2時(shí)的自燃溫度大約為1000K，由于峰

6、值壓力總是維持在70倍進(jìn)氣壓力之下，因此，燃?xì)夂涂諝獾幕旌蠚獠粫?huì)出現(xiàn)自燃，也不存在后期的燃?xì)庾匀级a(chǎn)生爆震問題。l目前的火花塞點(diǎn)火系統(tǒng)效率很低，只能在壓縮比大約為12：1和LAMBDA為1。6下工作，因此，火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)集中在低壓縮溫度和低LAMBDA條件下工作。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈮嚎s比壓力比溫度比熱效率%平均/峰值1229.7732K/323K2.3228/381848.1863K/323K2.6741/432470.7952K/323K2.9540/43注：爆震在溫度為1000K以上發(fā)生。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)?/p>

7、燃?xì)鈒機(jī)械式雙燃料系統(tǒng)；l電控單點(diǎn)噴射雙燃料系統(tǒng)；l電控多點(diǎn)噴射雙燃料系統(tǒng)。 JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)膺^量空氣系數(shù)JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)? 02020404060608080100100120120140140柴 油柴 油稀燃單燃料稀燃單燃料機(jī)械雙燃料機(jī)械雙燃料電控雙燃料電控雙燃料柴 油柴 油天然氣天然氣JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)? 02020404060608080100100120120柴 油柴 油稀燃單燃料稀燃單燃

8、料機(jī)械雙燃料機(jī)械雙燃料電控雙燃料電控雙燃料功 率 功 率 效 率效 率JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)?JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈿庠磯毫Ρ砘?合 器低壓開關(guān)閥減 壓 閥高壓開關(guān)閥高壓濾清器手動(dòng)開關(guān)天然氣儲(chǔ)氣瓶空氣濾清器發(fā) 動(dòng) 機(jī)JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒降低進(jìn)氣道壓力減少進(jìn)氣量；l采用斷缸噴氣提高噴氣缸的燃?xì)鉂舛取INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)?/p>

9、魯?shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)獠裼?天然氣雙燃料電噴發(fā)動(dòng)機(jī)JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釴ATURE GAS INJECTOR DELIVERY COMPARISON 690kpa02040608010012014016018005101520Energize time msmg/pulseSP-010SP-014SP-021SP-051JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)?JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)?/p>

10、JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)? 01010202030304040505060607070808090901001000 0101020203030404050506060707080809090100100% 負(fù) 載（1100 RPM，1800 RPM） % 天然氣替代率JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒優(yōu) 點(diǎn)：l排放較低；1.運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。l缺 點(diǎn)需重新設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)，費(fèi)用較高； ；功率下降；熱效率較低；需對(duì)火花塞進(jìn)行維護(hù)。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒優(yōu) 點(diǎn)：l對(duì)原機(jī)基本不做改動(dòng)；l功率與原機(jī)相同；

11、l熱效率較高1.成本較低l缺 點(diǎn)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性不顯著；需兩種燃料箱。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒采用先進(jìn)技術(shù)；l應(yīng)與國內(nèi)技術(shù)對(duì)接；l系統(tǒng)構(gòu)成盡可能國產(chǎn)化。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釫CU渦輪增壓器A/F控 制 閥混合器發(fā) 動(dòng) 機(jī)CNG高 壓 開 關(guān) 閥減 壓 閥低 壓 開 關(guān) 閥噴 油 泵天 然 氣噴 射 閥轉(zhuǎn) 速 傳 感 器DKG F油 門 執(zhí) 行 器空 濾 器發(fā) 動(dòng) 機(jī) 負(fù) 荷 命 令壓力傳感器溫度傳感器1、天然氣供給及計(jì)量子系統(tǒng)2、引燃柴油的控制部件3、發(fā)動(dòng)機(jī)工況傳感器4、中央電控單元ECU 天然氣噴射控制 噴油量的控制

12、 安全保護(hù)JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)怆娍貑卧D(zhuǎn)速傳感器油門執(zhí)行器進(jìn)氣壓力及溫度傳感器混合器噴射閥JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)?柴油天然氣雙燃料電噴系統(tǒng)是將單一的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)。通過加裝該系統(tǒng)使柴油機(jī)使用柴油與天然氣兩種燃料共同燃燒，其中使用的柴油用于引燃?jí)嚎s狀態(tài)下天然氣并進(jìn)行部件潤滑劑， 其余60的柴油由天然氣替代。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒輸入壓力：1.7224.8MPa；l輸出壓力：0.451.225MPal流量：0125lb/hrl最大壓力變化：69kPal

13、溫度范圍：-40C125CJINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒柴油泵柴油微量控制采用步進(jìn)電機(jī)電控技術(shù)；l天然氣流量采用數(shù)字閥并聯(lián)組合控制技術(shù)；l天然氣供給采用正壓噴射技術(shù)。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)?108雙燃料機(jī)與原機(jī)扭矩性能對(duì)比010020030040050060070026002400220020001800160014001170轉(zhuǎn)速 r pm扭矩（N m ）原機(jī)扭矩雙燃料機(jī)扭矩JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)庠瓩C(jī)與雙燃料機(jī)功率性能

14、比較02040608010012014016026002400220020001800160014001170轉(zhuǎn)速 r pm功率( k w)原機(jī)功率雙燃料機(jī)功率JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)庠瓩C(jī)與雙燃料燃料消耗性能比較原機(jī)與雙燃料燃料消耗性能比較0510152025303526002400220020001800160014001170轉(zhuǎn)速 r pm燃油消耗 k g / h原機(jī)油耗雙燃料柴油量天然氣消耗量JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釮DFS-1柴油- 天然 氣雙燃料系統(tǒng)在6 1 1 0 柴油機(jī)上的排放0246810COHCNOx

15、PTg/kwhGB17681-2000第一階段( 等同歐 ）GB17681-2000第二階段（等同歐）JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)夤ぷ鲿r(shí)間（hour)02501000轉(zhuǎn) 速 （RPM）160016001600功 率 （HP）234.5241.0243.5扭 矩 （NM） 140014341455燃 氣 消 耗 率（當(dāng)量柴油lb/hr)93.4993.7494.90柴油消耗率（lb/hr)12.5113.1212.55燃?xì)馓娲剩?）88.286.988.3燃料消耗(lb/hp-hr)0.3370.3

16、340.329JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)? 010102020303040405050606070700 010010020020030030040040050050060060070070080080090090010001000雙燃料雙燃料柴 油柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間（H）A %JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)? 05 510101515202025253030353540400 010010020020030030040040050050060060070070080080090090010001000雙燃料雙燃料柴 油柴

17、油發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間（H）Fe (PPM)JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)? 02 24 46 68 8101012120 010010020020030030040040050050060060070070080080090090010001000雙燃料雙燃料柴 油柴 油下 限下 限發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間（H）TBNJINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒延長發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，l增大發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)間隔時(shí)間，l降低更換機(jī)油費(fèi)用。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)釰INAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)庵貞c內(nèi)蒙古JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒運(yùn)輸車輛l公交車輛l發(fā)電機(jī)組l運(yùn)輸船舶.JINAN LUDE RANQI-SHEBEI魯?shù)氯細(xì)怍數(shù)氯細(xì)鈒拖車營運(yùn)率取80%，全年有292天營運(yùn);l平均每天運(yùn)行400公里,一年運(yùn)行116800公里;l斯太爾LNG拖車每百公里油耗為45L,柴油單價(jià)為7.3元/L,一年全柴油模式燃料費(fèi)用為：(116800/100)*45*7.3=383688元;l市場天然氣高價(jià)4元/方，低價(jià)1.9元/方，按本地價(jià)2.1元/方、