改裝在用柴油車為單燃料汽車的

1、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)改裝成單燃料天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)方案及相關(guān)資料改造總體技術(shù)概述燃油噴射系統(tǒng)的替代示意圖更換話富的部直進(jìn)7歧管會(huì)隨若節(jié)門和餛合爭的工惟両調(diào)童電子控制系統(tǒng)位示圖科汕嗆謝靠烷的瞽代在噴油»&5火花塞的工作二丄二二齒輪進(jìn)行_ 控制的電卡點(diǎn)火系丘更機(jī)閥的也爲(wèi)電干控制系統(tǒng)匱示怔電子點(diǎn)火、供氣系統(tǒng)示意圖1、總體技術(shù)方案：通過對(duì)原柴油機(jī)進(jìn)行加裝燃?xì)恻c(diǎn)火系統(tǒng)，拆除原柴油機(jī)的供油系統(tǒng)， 改變?cè)讐嚎s比以適應(yīng)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的需要，加裝燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)專用點(diǎn)火電 腦板，加裝燃?xì)夤┙o控制的閉環(huán)電腦板，加裝燃?xì)夤夂蜏p壓裝置等，最 后實(shí)現(xiàn)將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)改裝成為天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。改裝后的發(fā)動(dòng)機(jī)將能夠完全 燃用天然氣，

2、油氣替代率為100%具體改裝方案如下：a、通過對(duì)活塞燃燒室的加工，適當(dāng)降低壓縮比，以避免發(fā)生爆震和機(jī) 械負(fù)荷過高。b、加裝點(diǎn)火系統(tǒng)，增加點(diǎn)火線圈、火花塞以及點(diǎn)火控制系統(tǒng)。c、改造供給系統(tǒng)，增配節(jié)氣門、減壓閥、氣瓶等天然氣燃燒系統(tǒng)。d、對(duì)于原車的配氣相位進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。e、加強(qiáng)氣門組件的強(qiáng)度和防漏油措施。f、改進(jìn)進(jìn)氣門和氣門座等部件材質(zhì)硬度。g、 對(duì)于增壓發(fā)動(dòng)機(jī)改造過程中增壓比的重新優(yōu)化，從而克服由于排氣 溫度提高時(shí)對(duì)渦輪壽命的影響。2、項(xiàng)目所依據(jù)的技術(shù)原理a、 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為火花塞點(diǎn)燃混合氣，且壓縮比為78;柴油發(fā)動(dòng)機(jī)由于燃點(diǎn)溫度低，可以直接壓縮燃燒，且壓縮比為1518。b、 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)必須用火

3、花塞點(diǎn)燃空氣和天然氣的混合氣，且壓縮比 根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)選擇最佳壓縮比。c、基于以上各種燃料的燃燒條件，對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)改裝成單燃料發(fā)動(dòng) 機(jī)，我們將增加點(diǎn)火線圈和火花塞，加裝信號(hào)系統(tǒng)和閉環(huán)點(diǎn)火控制系統(tǒng)， 利用國內(nèi)成熟的天然氣減壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)，并與空氣混合形成可燃混合氣進(jìn)行燃燒，提供動(dòng)力。3、主要技術(shù)與性能指標(biāo)：a、火花塞：© 10、© 12、© 14咼能量火花塞。b、排放標(biāo)準(zhǔn)：達(dá)歐洲II號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。c、動(dòng)力性：由于柴油、汽油和天然氣本身的燃燒值不同，天然氣的燃 燒值要低于柴油，因此理論上油改氣后的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力略有不同程度的下降， 而依照我公司的改裝方案改裝后的天然氣發(fā)

4、動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，據(jù)反映在實(shí)際使 用中基本與改裝前保持一致。d、 經(jīng)濟(jì)性：按目前實(shí)行的油、氣價(jià)(柴油價(jià)6.28元/升，天然氣2.70 元/升)改裝后節(jié)約率在40%-50%有較好經(jīng)濟(jì)性。e、溫度：經(jīng)過技術(shù)處理，一般不超過原車溫度。f、項(xiàng)目執(zhí)行的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)類型、標(biāo)準(zhǔn)名稱由于在用柴油機(jī)改為天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)目前在我國內(nèi)尚屬首創(chuàng)，因 此國內(nèi)并無相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)類型。我公司的這項(xiàng)技術(shù)只能參照國家汽油機(jī) 和柴油機(jī)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、以及汽油機(jī)改天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，制訂我公司 該項(xiàng)技術(shù)及產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。我公司的技術(shù)和產(chǎn)品所參照的有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 為：(1) 汽車用壓縮天然氣(SY/T 7546-1996)(2) 壓縮天然氣汽車

5、專用裝置和安裝要求(QC/T 245- 1998)(3) 壓縮天然氣汽車定型實(shí)驗(yàn)規(guī)程(QC/T257- 1998)(4) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法(GB/T 18297 -2001)(5) 燃?xì)馄嚫难b技術(shù)要求壓縮天然氣汽車(GB/T18437.1-2001)二、項(xiàng)目創(chuàng)新內(nèi)容A、理論創(chuàng)新：將在用車的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)改裝成天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)不僅實(shí)現(xiàn)了節(jié)能和環(huán)保，而且是一種天然氣汽車改裝理論的創(chuàng)新。 我們通過增加活塞燃燒室的面積, 達(dá)到天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳的燃燒壓縮比，再加裝專門的點(diǎn)火裝置，即選配 點(diǎn)火控制電腦并解決驅(qū)動(dòng)問題、選配點(diǎn)火線圈、選定和安裝火花塞、優(yōu)化 調(diào)整點(diǎn)火提前角等措施，并通過我公司設(shè)計(jì)并訂做的點(diǎn)火

6、控制電腦板(ECU) 和天然氣閉環(huán)控制的電腦板(ECU)等電器設(shè)備實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火和天然氣氣量的精 確控制，從而實(shí)現(xiàn)了將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)改裝成天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的目的。B應(yīng)用創(chuàng)新(1) 目前我國內(nèi)僅有玉柴、上柴、朝柴、錫柴等大型柴油機(jī)廠和美國等 公司合作，開發(fā)出了少量品種的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)樣品，由于售價(jià)較高，因此 市場銷售量很少，另有南內(nèi)廠生產(chǎn)的低馬力天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)， 雖然價(jià)格較低， 且生產(chǎn)量有限，更為關(guān)鍵的是，這些天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)一般是與整車廠合作， 提供給新車使用。而不能解決大量的在用車舊柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油改氣問題。我公司的油改氣技術(shù)和產(chǎn)品很好地添補(bǔ)了國內(nèi)市場的這一空白，以最 經(jīng)濟(jì)的價(jià)格，充分利用我公司多年的油改氣的改車技

7、術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，滿足我國 國內(nèi)在用柴油車改成天然氣車的要求。(2) 普通柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、特別是舊的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放污染是我們城 市環(huán)境污染的主要根源。而我公司的該項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品因?yàn)橹蝗紵烊粴猓?大大降低了發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放污染，改裝后的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放可以 輕松的達(dá)到歐II標(biāo)準(zhǔn)。(3) 由于我國多數(shù)地區(qū)尚沒有鋪設(shè)天然氣管道， 這些地區(qū)的用氣要靠壓 縮天然氣運(yùn)輸車來運(yùn)氣，因此運(yùn)輸燃料成本很高，直接造成用氣價(jià)格上漲。 最近，我公司的技術(shù)和產(chǎn)品已應(yīng)用在運(yùn)輸天然氣的牽引車上，由于可以將 牽引車上的氣罐中的天然氣引入發(fā)動(dòng)機(jī)的供氣系統(tǒng)，使得天然氣運(yùn)輸牽引車燃料成本大大降低，為普及和使用較低成本的天然氣創(chuàng)造了條

8、件。C、技術(shù)創(chuàng)新在技術(shù)上，自主開發(fā)了一種特殊的信號(hào)齒輪盤，安裝在原柴油機(jī)上， 利用齒輪盤上齒輪個(gè)數(shù)及角度的變化，再配合傳感器，組成非常簡單實(shí)用 的點(diǎn)火系統(tǒng)，將分電傳感信號(hào)接入發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電腦板，控制并提供更加精 確的點(diǎn)火時(shí)間。該技術(shù)應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上，合理利用原車部件，不產(chǎn)生任何 磨損，工作更加可靠。另外，我們的點(diǎn)火系統(tǒng)采取獨(dú)創(chuàng)的每缸獨(dú)立點(diǎn)火，確保了每缸點(diǎn)火的 準(zhǔn)確性，保障了每缸點(diǎn)火的足夠能量。D工藝創(chuàng)新在選擇火花塞安裝位置及安裝方式的工藝上，首創(chuàng)一套非常簡單的加 工工藝，并由此制作了特殊的專用工裝夾縣和工具，使火花塞安裝處眼孔 加工和螺紋加工一次成型，實(shí)現(xiàn)了這一重要改裝工序的便捷性，從而大大 降低

9、了改裝成本，節(jié)約了改裝時(shí)間。在改變壓縮比這一關(guān)鍵技術(shù)時(shí)，我公司經(jīng)過不斷的摸索，最終找到了 最簡單的加工工藝和方法，并制作了模具，使壓縮比的改變變得非常容易。E結(jié)構(gòu)創(chuàng)新（1）適當(dāng)?shù)亟档蛪嚎s比改燃?jí)嚎s天然氣（CNG后，混合氣形成采用預(yù)混合方式，雖然CNG勺辛 烷值很高，但原柴油機(jī)的壓縮比仍然太大，必須將原柴油機(jī)的壓縮比適當(dāng) 降低到CNG的最佳燃燒壓縮比。為了有效組織預(yù)混混合氣的燃燒，我們修 改了原柴油機(jī)燃燒室的結(jié)構(gòu)形狀，以改善天然氣在燃燒室內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)。(2) 加裝點(diǎn)火系統(tǒng)選配分電器，解決驅(qū)動(dòng)問題，優(yōu)化調(diào)整點(diǎn)火提前角將原柴油機(jī)的大泵接口改為齒盤信號(hào)接口，利用我公司開發(fā)的齒輪式 信號(hào)器配合傳感器，通

10、過電磁感應(yīng)傳遞點(diǎn)火信號(hào)。通過信號(hào)器上的齒輪數(shù) 量和角度大小及傳感安裝的初始位置實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火提前角度的調(diào)整。a選配點(diǎn)火線圈需要選配點(diǎn)火能量比較高的點(diǎn)火線圈。b、選定和安裝火花塞因?yàn)镃NG勺燃燒溫度比較高，所以應(yīng)選用高能量的火花塞。為方便起 見，改裝時(shí)可在原柴油機(jī)噴油嘴孔處鉆孔及加工火花塞相同的螺紋，將火 花塞安裝在該螺紋中，并調(diào)整火花塞的位置。(3) 改造供給系統(tǒng)燃用CNG寸，必須要去掉原柴油機(jī)的噴油泵，加裝節(jié)氣門。增加天然 氣供給系統(tǒng)，如：減壓閥、混合器、步進(jìn)電機(jī)等。在改裝增壓柴油機(jī)時(shí)還 需要加裝特殊的減壓閥及氣體壓力平衡器。三、技術(shù)開發(fā)可行性實(shí)施現(xiàn)狀a項(xiàng)目實(shí)施現(xiàn)狀我們從2006年下半年開始，在陜

11、西、山西、湖北、四川等地陸續(xù)改裝 樣車車輛600臺(tái)，涉及各種不同車型和發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)，同時(shí)每年還向國內(nèi)外 一些改裝企業(yè)提供成套裝置，通過跟蹤了解，改裝后的車輛使用情況普遍 良好，安全可靠性高，經(jīng)濟(jì)效益明顯。實(shí)踐結(jié)果證明該項(xiàng)改裝技術(shù)是可行的。具體情況如下：1經(jīng)濟(jì)性:經(jīng)過部份改裝車輛的跟蹤調(diào)查，按目前的油、氣價(jià)格（柴油6.28元/ 公升，天然氣2. 7元/方）計(jì)，改裝后車輛燃油量的節(jié)約率一般在 40-50%。2、水溫：通過對(duì)發(fā)動(dòng)的水箱及散熱系統(tǒng)進(jìn)行專門的技術(shù)處理后，改裝后的發(fā)動(dòng) 機(jī)水溫一般不超過改裝前的水溫，部份車輛甚至低于改裝前的水溫。3、動(dòng)力性：據(jù)駕駛員普遍反映.改裝后的汽車在一般情況與改裝前其動(dòng)

12、力性無差別，但在連續(xù)陡坡的情況下，動(dòng)力略有下降（大約半檔左右）。4、可靠性：我們這套裝置技術(shù)先進(jìn)，改裝工藝并不復(fù)雜，改裝過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)整 體結(jié)構(gòu)沒有改變，由于加裝火花塞的需要，只對(duì)原缸蓋噴油嘴位置略作加 工處理，同時(shí)，我們還更換了經(jīng)過處理，實(shí)用于 CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的專用活塞， 因此、改裝后發(fā)動(dòng)機(jī)，據(jù)我們長期跟蹤了解，故障率均不高于改裝前的柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)。四、技術(shù)實(shí)現(xiàn)依據(jù)a、構(gòu)想依據(jù)該項(xiàng)目通過對(duì)汽油機(jī)和柴油機(jī)壓縮比及燃燒方式的比較，利用目前成熟的汽油機(jī)改裝天然發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)，通過改變柴油機(jī)的壓縮比，并加裝點(diǎn) 火系統(tǒng)，信號(hào)系統(tǒng)、天然氣供給系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)向天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的改 裝。b、技術(shù)實(shí)現(xiàn)的依據(jù)(1)

13、壓縮比的改變：通過經(jīng)驗(yàn)的積累，我們選擇了天然氣燃燒最佳的 壓縮比。(2) 通過對(duì)汽油機(jī)的研究，把汽油機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)改裝后加到柴油機(jī)上， 并通過ECU的控制，可以達(dá)到燃燒天然氣的要求。(3) 通過加裝閉環(huán)ECU控制天然氣供給，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳動(dòng)力和經(jīng)濟(jì)性 的目的。c、項(xiàng)目技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要面臨的風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施由于天然氣和汽油，柴油的燃燒值不一樣，理論上天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)比汽 油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度都要高。但我們通過加大水箱的散熱 面積等措施，同時(shí)選用高品質(zhì)的機(jī)油及其它辦法有效地解決了該問題。五、項(xiàng)目產(chǎn)品特性1、產(chǎn)品形態(tài)：我公司開發(fā)的柴油機(jī)CNG全套改裝裝置屬于工業(yè)產(chǎn)品，其中也包括可 以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓和技術(shù)服務(wù)。2、產(chǎn)品形態(tài)描述：我公司產(chǎn)品不僅包括常用的汽油車改裝的全套裝置，如減壓閥、混合 氣、充氣閥、節(jié)氣門、步進(jìn)電機(jī)等常用配件，還包括我公司設(shè)計(jì)和專門訂 做的點(diǎn)火控制ECU和閉環(huán)控制ECU以及改進(jìn)燃燒室壓縮比和火花塞加工 等的理論知識(shí)和加工模具、加工手段和加工工