改裝天然氣對汽車使用性能影響與分析-文庫吧資料
2024-11-11 00:52本頁面
【正文】 汽油機，只適用于改裝過的 CNG 單燃料發(fā)動機。這是因為機械增壓對排氣系統(tǒng)不做任何改動，更有利于有害物質(zhì)的消除；由皮帶（或曲軸齒輪）直接帶動增壓器對進氣進行預(yù)壓縮，發(fā)動機與增壓器之間是機械聯(lián)系而不是流體聯(lián)系，動態(tài)響應(yīng)性能好。各種高性能機械增壓器的不斷涌現(xiàn)，使得汽油機的增壓技術(shù)在近 20 多年中獲得了重大突破。 對于改裝的汽油、 CNG 兩用燃料發(fā)動機，選擇合適的增壓器，獲得適當增壓比，能使改裝的兩用燃料發(fā)動機在使用 CNG 時的最大功率達到甚至超過元發(fā)動機的最大功率。在發(fā)動機壓 縮過程接近上止點時， CNG 經(jīng)汽缸蓋上的高壓燃料閥（或噴閥）直接噴射入汽缸內(nèi)，并于空氣混合形成可燃混合氣，這種發(fā)動機具有較高的熱效率和比功率。在提高壓縮比的同時，改進燃燒室結(jié)構(gòu)，使其更加緊湊，以減少火焰的傳播時間，縮短燃燒時間；或采取每缸兩個火花塞同時點火，都可以提高發(fā)動機的熱效率，從而提高發(fā)動機的動力。如果原汽油機改裝成單燃料 CNG 發(fā)動機，壓縮比可適當增大一些，但不宜超過 12；如果改裝成汽油、 CNG 兩用燃料發(fā)動機，壓縮比不能增加太多，例如原汽油機的壓縮比為 7，那么兩用燃料發(fā)動機的壓縮比不應(yīng)超過 9，并選用 高標號汽油代替原低標號汽油，否則，兩用燃料發(fā)動機試用期又回到治爆燃。為防止高壓縮下 可能引發(fā)的天然氣自燃，壓縮比為 12 比較適宜，（現(xiàn)在的單燃 CNG 發(fā)動機的壓縮比一般在 12左右）。由于天然氣辛烷值高達 130，理論上可適應(yīng)壓縮比為 的發(fā)動機（按公式Y(jié)=+189。對于低壓縮比的發(fā)動機熱效率ητ隨壓縮比的增加而明顯提高，從而提高發(fā)動機的功率。 適當增加壓縮比，可以提高發(fā)動 機的熱效率。 3． 天然氣的混合氣熱值低降低了發(fā)動機的功率和扭矩；密度低的氣態(tài)，降低了充氣效率，影響沖量系數(shù)，從而發(fā)動機的動力性下降；天然氣的著火能量高，著火落后期加長，燃燒過程‘等容度’下降，因而發(fā)動機的動力性下降。排放 污染物增高， 而燃用天然氣的動力性大幅下降（較原機最大功率下降 17—26%，最大扭矩下降 10— 18%）。但經(jīng)過簡單改裝的汽油﹨ CNG 兩用燃料發(fā)動機存在動力性能大幅下降，排 放性能指標達不到預(yù)期目標等問題。使用天然氣汽車發(fā)動機潤滑油代替目前使用的汽油機潤滑油是防止天然氣汽車發(fā)動機腐蝕的有效措施，這種方法不但簡便，而且不增加成本。采用抗硫化物腐蝕的金屬材料制造發(fā)動機也是防止腐蝕的一個重要措施。此系統(tǒng)能否正常工作直接影響發(fā)動機壽命，特別是汽車天然氣改裝后發(fā)動機溫度高對此系統(tǒng)要求更高，一定要時常檢查保養(yǎng) 對天然氣進行脫硫處理是減少腐蝕和磨損的重要手段 如前所述，天然氣汽車發(fā)生腐蝕和早期磨損的根本原因是由于天 然氣中含有微量硫化氫。同時，天然氣汽車專用發(fā)動機潤滑油可以有效防止氣門、活塞環(huán)等燃燒室部件的腐蝕與磨損，防止氣缸壓力下降引起的功率損失 。例如對于像城市公共汽車那樣在固定線上行駛，天然氣供應(yīng)有保障的汽車，應(yīng)當提倡使用壓縮比與天然氣抗爆性相適應(yīng)的單一燃料天然氣汽車，充分發(fā)揮天然氣高壓縮比的特點，以提高汽車發(fā)動機功率。但是，考慮到目前大部分天然氣汽車都是兩用燃料汽車，發(fā)動機壓縮比不可能提高太多，否則一旦換用汽油作燃料，有可能產(chǎn)生爆震。如果將發(fā)動機氣缸蓋減薄一部分，提高發(fā)動機的壓縮比，就可以提高 發(fā)動機的功率，在一定程度上彌補部分功率損失。但進氣增壓無疑會加大發(fā)動機的體積和質(zhì)量，在實施中存在一定難度。 改裝天然氣對汽車 發(fā)動機影響的分析 充氣系數(shù)下降是導(dǎo)致天然氣汽車功率下降的重要原因 從理論上講，提高充氣系數(shù)是提高功率的一種途徑。這是天然氣汽車面臨的另一個問題。因此天然氣高抗爆性的特性并未得到充分發(fā)揮，導(dǎo)致發(fā)動機功率下降。目前投入運行的天然氣汽車大多是兩 用燃料汽車，既可以用天然氣，也可以用汽油。汽油的抗爆性決定了汽油機的壓縮比不可能太大，但天然氣的抗爆性很好，完全可以用于壓縮比較大的發(fā)動機，從而提高其功率。同時，壓縮比越大，發(fā)動機爆震的傾向也越大。使用汽油時，液態(tài)汽油的體積與進氣體積相比幾乎可以忽略不計，但用天然氣作燃料時，燃料本身的體積在整個進氣中占有較大比例，因此導(dǎo)致進入氣缸的 空氣量減少，充氣系數(shù)下降，從而導(dǎo)致發(fā)動機功率下降。據(jù)資料報道，汽車在使用天然氣作燃料時，功率一般要下降，并且對發(fā)動機機部零件造成腐蝕。 2020 年，我國天然氣汽車 (含底盤 )產(chǎn)量達到 萬輛；國內(nèi)有 58家企業(yè)生改裝天然氣對汽車使用性能影響與分析 5 產(chǎn)天然氣汽車，累計有 347 個天然氣汽車車型 (包括底盤 )進入國家機動車新產(chǎn)品公告；有 18 家企業(yè)生產(chǎn)天然氣發(fā)動機，共有 98款天然氣發(fā)動機產(chǎn)品在市場中銷售，發(fā)動機功率范圍 64kW～ 250kW；已形成全系列天然氣氣瓶的設(shè)計與生產(chǎn)制造技術(shù)，產(chǎn)業(yè)化能力超過 80 萬只 /年；自主開發(fā)的減壓器、電控單元 ECU、燃氣噴嘴等燃氣汽車專用裝置，已開始批量投放市場 。上柴股份、東風汽車、上汽依維柯等開發(fā)的天然氣電噴發(fā)動機 (均在柴油機基礎(chǔ)上 開發(fā) )已成功地在內(nèi)蒙古鄂爾多斯
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