柴油发动机燃气化技术资料16247.pptx
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1、2010 山东济南JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气鲁德公司第三代柴油内燃机改用天然气电喷控制系统简介JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气为何采用天然气作为汽车燃料l l环保方面环保方面-天然气为清洁燃料;天然气为清洁燃料;l l经济方面经济方面-天然气价格便宜;天然气价格便宜;l l燃料结构燃料结构-中国缺油多气。中国缺油多气。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气我国汽车燃气化现状l25个城市正在推进示范工程;l已建成加气站500余座;l已改造车辆约50万辆JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁
2、德燃气车 辆 燃 气 化 分 布98%汽油车2%柴油车JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气为什么柴油车燃气化进展缓慢l柴油机为压燃式而天然气 为非压燃燃料,所以天然气不能直接取代柴油;l柴油机型号繁多,结构差异较大,改造困难;l目前国内所采用的系统大多较为落后,改装效果不明显。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气2 柴油内燃机燃气设备技术柴油内燃机燃气设备技术JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气柴油内燃机双燃料改造方案CNG单燃料发动机双燃料发动机双燃料发动机柴油机柴油机JINAN LUDE RANQI-SHEBEI
3、鲁德燃气鲁德燃气柴油机改为CNG单燃料发动机技术方案l去掉燃油系统;l换为火花塞高压点火系统;l降低发动机压缩比;l增加燃气系统;l工作原理与汽油机相同。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气CNG单燃料发动机为什么要降压缩比目前的火花塞点火系统效率很低,只能在压缩比大约为12:1和LAMBDA为1.6下工作,而柴油机的压缩比大多在18:1以上。为了使点火系统正常工作,必须降低发动机压缩比。因此,火花点火发动机集中在低压缩温度和低LAMBDA条件下工作。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气卡车柴油和纯天然气发动机功率比较发动机型号额定功率(马力
4、)纯天然气/柴油比 值Cummins5.9B/5.9G230/2750.84Cummins8.3C/8.3G275/3500.79CumminsL10/L10G300/3300.91DDCS-50/50G270/3250.83JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气柴油机改为双燃料发动机技术方案l在燃油系统上加装限油装置;l增加燃气系统;l柴油仅用于点火(1020%)。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气双燃料发动机的燃烧过程JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃
5、气 JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气天然气发动机的压缩比l对于双燃料发动机,既没必要也没期望将发动机的压缩比降低到低于柴油机的的压缩比。l由于预混合的燃气和空气的压缩温度总是保持在自燃温度之下,因此不存在爆震问题。l空气和甲烷的在LAMBDA为2时的自燃温度大约为1000K,由于峰值压力总是维持在70倍进气压力之下,因此,燃气和空气的混合气不会出现自燃,也不存在后期的燃气自燃而产生爆震问题。l目前的火花塞点火系统效率很低,只能在压缩比大约为12:1和LAMBDA为1。6下工作,因此,火花点火发动机集中在低压缩温度和低LAMBDA条件下工作。JINAN LUDE R
6、ANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气压缩比对爆震和效率的影响压缩比压力比温度比热效率%平均/峰值1229.7732K/323K2.3228/381848.1863K/323K2.6741/432470.7952K/323K2.9540/43注:爆震在温度为1000K以上发生。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气双燃料系统的种类l机械式双燃料系统;l电控单点喷射双燃料系统;l电控多点喷射双燃料系统。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气天然气发动机性能过量空气系数JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气各种燃烧过程发动机的
7、热效率JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气天然气发动机燃料消耗与柴油机比较JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气天然气发动机动力 效率与柴油机比较JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气目前国内柴油天然气双燃料发动机现状目前国内柴油天然气双燃料发动机已有目前国内柴油天然气双燃料发动机已有20002000台左右,采用的系统大都台左右,采用的系统大都 为机械混合为机械混合式系统。式系统。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气混合式天然气燃料供给系统混合式天然气燃料供给系统空气滤清器发 动 机JINAN
8、LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气混合式天然气燃料供给系统的问题混合式天然气燃料供给系统的问题l l混合器为负压吸入层流混合混合器为负压吸入层流混合混合器为负压吸入层流混合混合器为负压吸入层流混合,天然气计量不精确,空气与天然气计量不精确,空气与天然气计量不精确,空气与天然气计量不精确,空气与燃气混合不充分燃气混合不充分燃气混合不充分燃气混合不充分,燃烧效率低燃烧效率低燃烧效率低燃烧效率低;l l由于调节系统为机械式,无法在所有工况状态下进行优化,由于调节系统为机械式,无法在所有工况状态下进行优化,由于调节系统为机械式,无法在所有工况状态下进行优化,由于调节系统为机械式,无法在
9、所有工况状态下进行优化,天然气替代率不高,燃料利用率较低,排放较差。天然气替代率不高,燃料利用率较低,排放较差。天然气替代率不高,燃料利用率较低,排放较差。天然气替代率不高,燃料利用率较低,排放较差。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气解 决 途 径l l采用天然气电子喷射技术;采用天然气电子喷射技术;l l采用微电子控制技术;采用微电子控制技术;l l采用空燃比控制技术;采用空燃比控制技术;l l采用后处理催化技术。采用后处理催化技术。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气空 燃 比 控 制 方 法l降低进气道压力减少进气量;l采用断缸喷气提
10、高喷气缸的燃气浓度。JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气空 燃 比 控 制 方 法JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气柴油-天然气双燃料电喷发动机JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气柴油机柴油柴油机柴油柴油机柴油柴油机柴油-天然气双燃料电控喷射系统天然气双燃料电控喷射系统天然气双燃料电控喷射系统天然气双燃料电控喷射系统JINAN LUDE RANQI-SHEBEI鲁德燃气鲁德燃气天 然 气 喷 射 阀l两通常闭型,l材料为不锈钢,l插装式结构,lPWM控制方式,l压力可达14MPa,l建议采用超音速流速,l建议采用1
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