改裝在用柴油車為單燃料汽車的

1、柴 油 發(fā) 動 機 改 裝 成單 燃 料 天 然 氣 發(fā) 動 機方案及相關資料一、 改造總體技術概述 燃油噴射系統(tǒng)的替代示意圖 電子控制系統(tǒng)位示圖 電子點火、供氣系統(tǒng)示意圖1、總體技術方案：通過對原柴油機進行加裝燃氣點火系統(tǒng)，拆除原柴油機的供油系統(tǒng)，改變原汽缸壓縮比以適應燃氣發(fā)動機的需要，加裝燃氣發(fā)動機專用點火電腦板，加裝燃氣供給控制的閉環(huán)電腦板，加裝燃氣供氣和減壓裝置等，最后實現(xiàn)將柴油發(fā)動機改裝成為天然氣發(fā)動機。改裝后的發(fā)動機將能夠完全燃用天然氣，油氣替代率為100%。具體改裝方案如下：a、通過對活塞燃燒室的加工，適當降低壓縮比，以避免發(fā)生爆震和機械負荷過高。b、加裝點火系統(tǒng)，增加點火線圈、

2、火花塞以及點火控制系統(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、對于原車的配氣相位進行優(yōu)化調整。e、加強氣門組件的強度和防漏油措施。f、改進進氣門和氣門座等部件材質硬度。g、對于增壓發(fā)動機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對渦輪壽命的影響。2、項目所依據(jù)的技術原理a、汽油發(fā)動機為火花塞點燃混合氣，且壓縮比為78；柴油發(fā)動機由于燃點溫度低，可以直接壓縮燃燒，且壓縮比為1518。b、天然氣發(fā)動機必須用火花塞點燃空氣和天然氣的混合氣，且壓縮比根據(jù)不同發(fā)動機選擇最佳壓縮比。c、基于以上各種燃料的燃燒條件，對于柴油發(fā)動機改裝成單燃料發(fā)動機，我們將增加點火線圈和

3、火花塞，加裝信號系統(tǒng)和閉環(huán)點火控制系統(tǒng)，利用國內成熟的天然氣減壓調節(jié)系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)，并與空氣混合形成可燃混合氣進行燃燒，提供動力。3、主要技術與性能指標：a、火花塞：10、12、14高能量火花塞。b、排放標準：達歐洲II號標準。c、動力性：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)動機動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)動機的動力，據(jù)反映在實際使用中基本與改裝前保持一致。d、經(jīng)濟性：按目前實行的油、氣價(柴油價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)濟性。e、溫度：經(jīng)過技術處理，一般不超過

4、原車溫度。f、項目執(zhí)行的質量標準類型、標準名稱由于在用柴油機改為天然氣發(fā)動機的技術目前在我國內尚屬首創(chuàng)，因此國內并無相應的質量標準類型。我公司的這項技術只能參照國家汽油機和柴油機質量標準、以及汽油機改天然氣雙燃料發(fā)動機標準，制訂我公司該項技術及產(chǎn)品的技術指標。我公司的技術和產(chǎn)品所參照的有關質量標準為： (1)汽車用壓縮天然氣(SY/T 7546-1996) (2)壓縮天然氣汽車專用裝置和安裝要求(QC/T 245- 1998) (3)壓縮天然氣汽車定型實驗規(guī)程(QC/T257- 1998) (4)汽車發(fā)動機性能試驗方法(GB/T 18297 -2001) (5)燃氣汽車改裝技術要求 壓縮天然氣

5、汽車 (GB/T18437.1-2001)二、項目創(chuàng)新內容A、理論創(chuàng)新：將在用車的柴油發(fā)動機改裝成天然氣發(fā)動機不僅實現(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，達到天然氣發(fā)動機的最佳的燃燒壓縮比，再加裝專門的點火裝置，即選配點火控制電腦并解決驅動問題、選配點火線圈、選定和安裝火花塞、優(yōu)化調整點火提前角等措施，并通過我公司設計并訂做的點火控制電腦板(ECU)和天然氣閉環(huán)控制的電腦板(ECU)等電器設備實現(xiàn)點火和天然氣氣量的精確控制，從而實現(xiàn)了將柴油發(fā)動機改裝成天然氣發(fā)動機的目的。B、應用創(chuàng)新(1)目前我國內僅有玉柴、上柴、朝柴、錫柴等大型柴油機廠和美國等公司

6、合作，開發(fā)出了少量品種的天然氣發(fā)動機樣品，由于售價較高，因此市場銷售量很少，另有南內廠生產(chǎn)的低馬力天然氣發(fā)動機，雖然價格較低，且生產(chǎn)量有限，更為關鍵的是，這些天然氣發(fā)動機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)動機的油改氣問題。我公司的油改氣技術和產(chǎn)品很好地添補了國內市場的這一空白，以最經(jīng)濟的價格，充分利用我公司多年的油改氣的改車技術和經(jīng)驗，滿足我國國內在用柴油車改成天然氣車的要求。(2)普通柴油發(fā)動機、特別是舊的柴油發(fā)動機的尾氣排放污染是我們城市環(huán)境污染的主要根源。而我公司的該項技術和產(chǎn)品因為只燃燒天然氣，大大降低了發(fā)動機尾氣排放污染，改裝后的天然氣發(fā)動機的尾氣排放

7、可以輕松的達到歐II標準。(3)由于我國多數(shù)地區(qū)尚沒有鋪設天然氣管道，這些地區(qū)的用氣要靠壓縮天然氣運輸車來運氣，因此運輸燃料成本很高，直接造成用氣價格上漲。最近，我公司的技術和產(chǎn)品已應用在運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)動機的供氣系統(tǒng)，使得天然氣運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)造了條件。c、技術創(chuàng)新在技術上，自主開發(fā)了一種特殊的信號齒輪盤，安裝在原柴油機上，利用齒輪盤上齒輪個數(shù)及角度的變化，再配合傳感器，組成非常簡單實用的點火系統(tǒng)，將分電傳感信號接入發(fā)動機點火電腦板，控制并提供更加精確的點火時間。該技術應用在發(fā)動機上，合理利用原車部件，不

8、產(chǎn)生任何磨損，工作更加可靠。另外，我們的點火系統(tǒng)采取獨創(chuàng)的每缸獨立點火，確保了每缸點火的準確性，保障了每缸點火的足夠能量。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，實現(xiàn)了這一重要改裝工序的便捷性，從而大大降低了改裝成本，節(jié)約了改裝時間。在改變壓縮比這一關鍵技術時，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、結構創(chuàng)新（1）適當?shù)亟档蛪嚎s比改燃壓縮天然氣(CNG)后，混合氣形成采用預混合方式，雖然CNG的辛烷值很高，但原柴油

9、機的壓縮比仍然太大，必須將原柴油機的壓縮比適當降低到CNG的最佳燃燒壓縮比。為了有效組織預混混合氣的燃燒，我們修改了原柴油機燃燒室的結構形狀，以改善天然氣在燃燒室內的氣流運動。(2)加裝點火系統(tǒng)選配分電器，解決驅動問題，優(yōu)化調整點火提前角將原柴油機的大泵接口改為齒盤信號接口，利用我公司開發(fā)的齒輪式信號器配合傳感器，通過電磁感應傳遞點火信號。通過信號器上的齒輪數(shù)量和角度大小及傳感安裝的初始位置實現(xiàn)點火提前角度的調整。a、選配點火線圈需要選配點火能量比較高的點火線圈。b、選定和安裝火花塞因為CNG的燃燒溫度比較高，所以應選用高能量的火花塞。為方便起見，改裝時可在原柴油機噴油嘴孔處鉆孔及加工火花塞相

10、同的螺紋，將火花塞安裝在該螺紋中，并調整火花塞的位置。（3）改造供給系統(tǒng)燃用CNG時，必須要去掉原柴油機的噴油泵，加裝節(jié)氣門。增加天然氣供給系統(tǒng)，如：減壓閥、混合器、步進電機等。在改裝增壓柴油機時還需要加裝特殊的減壓閥及氣體壓力平衡器。三、技術開發(fā)可行性實施現(xiàn)狀a、項目實施現(xiàn)狀我們從2006年下半年開始，在陜西、山西、湖北、四川等地陸續(xù)改裝樣車車輛600臺，涉及各種不同車型和發(fā)動機型號，同時每年還向國內外一些改裝企業(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)濟效益明顯。實踐結果證明該項改裝技術是可行的。具體情況如下：1、經(jīng)濟性：經(jīng)過部份改裝車輛的跟蹤調查，按目前

11、的油、氣價格（柴油6.28元公升，天然氣2. 7元方）計，改裝后車輛燃油量的節(jié)約率一般在40-50%。2、水溫：通過對發(fā)動的水箱及散熱系統(tǒng)進行專門的技術處理后，改裝后的發(fā)動機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力性無差別，但在連續(xù)陡坡的情況下，動力略有下降（大約半檔左右）。4、可靠性：我們這套裝置技術先進，改裝工藝并不復雜，改裝過程中，發(fā)動機整體結構沒有改變，由于加裝火花塞的需要，只對原缸蓋噴油嘴位置略作加工處理，同時，我們還更換了經(jīng)過處理，實用于CNG發(fā)動機的專用活塞，因此、改裝后發(fā)動機，據(jù)我們長期跟蹤了解，

12、故障率均不高于改裝前的柴油發(fā)動機。四、技術實現(xiàn)依據(jù)a、構想依據(jù)該項目通過對汽油機和柴油機壓縮比及燃燒方式的比較，利用目前成熟的汽油機改裝天然發(fā)動機的技術，通過改變柴油機的壓縮比，并加裝點火系統(tǒng)，信號系統(tǒng)、天然氣供給系統(tǒng)從而實現(xiàn)柴油機向天然氣發(fā)動機的改裝。b、技術實現(xiàn)的依據(jù)（1）壓縮比的改變：通過經(jīng)驗的積累，我們選擇了天然氣燃燒最佳的壓縮比。 (2)通過對汽油機的研究，把汽油機的點火系統(tǒng)改裝后加到柴油機上，并通過ECU的控制，可以達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，達到實現(xiàn)最佳動力和經(jīng)濟性的目的。c、項目技術實現(xiàn)主要面臨的風險及應對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)動機比汽油發(fā)動機和柴油機發(fā)動機的燃燒溫度都要高。但我們通過加大水箱的散熱面積等措施，同時選用高品質的機油及其它辦法有效地解決了該問題。五、項目產(chǎn)品特性1、產(chǎn)品形態(tài)：我公司開發(fā)的柴油機CNG全套改裝裝置屬于工業(yè)產(chǎn)品，其中也包括可以實現(xiàn)的技術轉讓和技術服務。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、步進電機等常用配件，還包括我公司設計和專門訂做的點火控制ECU和閉環(huán)控制ECU。以及改進燃燒室壓縮比和火花塞加工等的理論知識和加工模具、加工手段和加工工藝。3、