燃气发动机基础知识.ppt

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1、 1 Introduction of Weichai Power Group潍柴气体机潍柴气体机燃气燃气发动机基础知识介绍发动机基础知识介绍2021/9/151 2术语 LPG-Liquefied LPG-Liquefied pertroleumpertroleum gas gas 液化石油气液化石油气CNG-Compressed natural gas CNG-Compressed natural gas 压缩天然气压缩天然气LNG-Liquefied natural gas LNG-Liquefied natural gas 液化天然气液化天然气辛烷值辛烷值:指与汽油抗爆性相同的标准指与汽

2、油抗爆性相同的标准燃料所含异辛烷的体积分数燃料所含异辛烷的体积分数.低热值低热值:指指1 1立方米燃气完全燃烧后其烟立方米燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度气被冷却至原始温度,但烟气中的水蒸气但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量仍为蒸汽状态时所放出的热量.2021/9/152 3燃气性质 燃料种燃料种类类天然气天然气(CH(CH4 4)LPGLPG柴油柴油(C(C1616H H3434为为代表代表)汽油汽油(C(C8 8H H1818为为代表代表)常常态态下密度下密度kgm-30.750.8(气气态态)580830720750沸点沸点-161.5-10017035030190理理论论空

3、燃比空燃比(kg/kg)(kg/kg)17.2：114.3：114.8：1低低热值热值 MJ(kg)-149.8145.942.5043.90辛辛烷值烷值(RON)13010011023308099十六十六烷值烷值0406027燃燃烧烧极限极限(体体积积)%5151.59.51.588.21.37.6层层流火焰流火焰传传播速度播速度V cms-231.5-35.047.0自然温度自然温度(常常压压下下)T 537450250390420闪闪点点 -43-187602021/9/153 4 压缩天然气的技术指标项项 目目技术指标技术指标高位发热量，高位发热量，MJ/m331.4 7500大卡大卡

4、总硫（以硫计），总硫（以硫计），mg/m3200硫化氢，硫化氢，mg/m315二氧化碳二氧化碳yco2，3.0氧气氧气yo2，0.5水露点，水露点，在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于高于-13；当最低气温低于；当最低气温低于-8，水露点应比最低气温低，水露点应比最低气温低5注：本标准中气体体积的标准参比条件是注：本标准中气体体积的标准参比条件是101.325 kPa，202021/9/154 5必须使用天然气发动机专用机油1、天然气发动机燃烧特性对机油性能的要求、天然气发动机燃烧特性对机油性能的要求发动机排气温度

5、比柴油机高发动机排气温度比柴油机高100 150,要求机油有更高的抗氧化要求机油有更高的抗氧化性和抗硝化性性和抗硝化性;热负荷高要求机油运动黏度不宜过高热负荷高要求机油运动黏度不宜过高,以保证良好的冷以保证良好的冷却性能却性能天然气的硫含量比柴油中的硫含量低天然气的硫含量比柴油中的硫含量低,要求机油采用低碱值要求机油采用低碱值采用氧传感器采用氧传感器.要求锌、磷含量要要求锌、磷含量要300ppm，防止氧传感器和催化器，防止氧传感器和催化器中毒中毒综合气门润滑和活塞积碳问题，天然气发动机需要使用中等灰份的综合气门润滑和活塞积碳问题，天然气发动机需要使用中等灰份的机油机油2、天然气发动机机油与柴油

6、机机油对比、天然气发动机机油与柴油机机油对比对比项燃气发动机专用机油柴油机机油黏度指数130136硫酸盐灰份 wt%0.51.2总碱值 mg koh/g5.09.0磷含量 ppm3008002021/9/155 6气体发动机与柴油机的区别1、取消了柴油机的燃油系统、取消了柴油机的燃油系统(高压油泵、喷油器、高压油管高压油泵、喷油器、高压油管等件），增加了燃气供给系统（气瓶、高压切断阀、减等件），增加了燃气供给系统（气瓶、高压切断阀、减压器、燃气热交换器和节温器、喷射阀等件）。压器、燃气热交换器和节温器、喷射阀等件）。2、采用点燃式燃烧方式（气缸盖上的喷油器安装孔改为火花、采用点燃式燃烧方式（气

7、缸盖上的喷油器安装孔改为火花塞安装孔），增加了点火控制系统（点火塞安装孔），增加了点火控制系统（点火ICM控制器、控制器、点火线圈、高压线、火花塞）。点火线圈、高压线、火花塞）。3、压缩比比柴油机的小，燃烧室形式（活塞）与柴油机不同。、压缩比比柴油机的小，燃烧室形式（活塞）与柴油机不同。4、增加了信号发生器，用于判缸和测量发动机转速。、增加了信号发生器，用于判缸和测量发动机转速。5、增加了混合器和节气门，使燃气和空气在混合器中充分混、增加了混合器和节气门，使燃气和空气在混合器中充分混合。合。6、排气温度高，增压器采用水冷中间壳。、排气温度高，增压器采用水冷中间壳。7、进、排气门座采用耐磨、耐高

8、温材料。、进、排气门座采用耐磨、耐高温材料。8、与柴油机相比空燃比小，同等功率下需要的空气量少。、与柴油机相比空燃比小，同等功率下需要的空气量少。2021/9/156 7燃气发动机技术特点更多进气=更大功率（意味着不能一味加大油门来提升马力）进气压力增加=进气流量增加=扭矩增加发动机对进气调节控制能力决定发动机性能增压低则功率小如果增压低，系统中不能通过增加燃料来提升动力发生爆震问题过多燃料导致排放急剧恶化燃料经济性变差2021/9/157 8什么是稀燃?当量比当量比稀稀浓浓CNG柴油机柴油机汽油机汽油机当量混合气:理论上燃烧所有燃料所需的空气量。即柴油机理论空燃比：14.5 天然气发动机理论

9、空燃比：1617 汽油机理论空燃比：14.7稀燃:过量空气系数大于1.天然气稀燃发动机天然气稀燃发动机2021/9/158 9稀燃的优点燃料经济性排放特性热负荷排温传至发动机冷却液的热量降低2021/9/159 10爆震(末端气体爆震)爆震是气缸中正常火焰燃烧产生的压力温度上升，从而导致未燃燃料同空气的自燃现象爆震是不正常的长时间的爆震会导致发动机系统损坏(活塞环、火花塞、活塞、气阀)爆震同柴油机燃烧相似爆震在低速高负荷下最严重2021/9/1510 11爆震（续）下述情况可导致爆震：过多的积炭(过高的机油灰分)机油消耗过大，发动机过浓燃烧燃料浓于设定点 5%中冷器污染(过高进气温度)增压不能控制或过高点火定时不准燃料品质差(低辛烷值)2021/9/1511 12失火天然气发动机的失火极限：过浓 0.7 1.6过稀过低的稀燃导致高的碳氢排放并降低发动机功率和高的燃气消耗过浓的混合气导致高的碳氢排放和高的排气温度2021/9/1512 13排放 Full power operation point2021/9/1513 14谢谢 谢！谢！2021/9/1514