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1、1,第7章 燃气汽车,7.1 燃气汽车的发展7.2 燃气汽车发动机的结构与原理7.3 燃气汽车的供气方式及其特点7.4 预混合点燃式压缩天然气汽车7.5 预混合压燃式天然气柴油双燃料汽车7.6 液化石油气汽车7.7 液化天然气汽车,2,7.1 燃气汽车的发展,天然气汽车与燃油车比较：CO2比燃油车低25，CO减少89.73，HC化台物低80，非甲烷烃类减少52.8；SO2低70.5，SO低99.99；Pb减少到零；颗粒杂质减少1.67；噪声降低40。,3,有两套燃料供应系统；需点火装置，两种燃料点火时间不同,有两套燃料供应系统，但不需点火装置；天然气与柴油混合燃料的汽车,燃气汽车分类据燃气种类
2、、使用形态、使用方法分：,吸附天然气汽车：以中压状态储存在吸附罐内活性炭中的天然气为燃料的汽车,4,国外燃气汽车发展历程1872发明了天然气发动机。第一次世界大战期间，天然气开始用在汽车上。20世纪30年代，天然气燃料汽车由意大利人率先采用。1938年，前苏联就研制出两种压缩天然气汽车。1996年，独联体国家天然气汽车已达47万辆。1969年，天然气汽车改装系统引入美国。到1998年，日本全国共有LPG汽车45万辆。近年来，各国对天然气的燃烧和排放特性、天然气供给的计量和控制系统、理想配比发动机技术、稀薄燃烧技术、柴油天然气双燃料发动机技术、天然气喷射发动机技木及轻质储气瓶等开展了大量的试验研
3、究。,5,我国燃气汽车的发展历程50年代，开展了有关天然气汽车的研究80年代中期，四川省率先在国内提出“以气代油”，发展天然气汽车。1988年从新西兰和澳大利亚引进50套车用装置和一套高压充气站设备进行示范，随后在四川南充石油机械厂开始了天然气汽车专用装置的研发工作。截止到2000年10月，12个示范城市燃气汽车保有量约7.12万辆，CNG和LPG加气站约240个。预计到2010年，CNG汽车l00万辆、LPG汽车50万辆。,6,7.2 燃气汽车发动机的结构与原理,发动机形式及其特点油、汽双燃料发动机：据负荷变化控制气体燃料调节阀，并保持一定的柴油喷射量(约占满负荷油量的10)作为引燃油量。纯
4、气体燃料发动机：利用节气门根工况要求实现对混合气量的控制，可燃混合气一般用火花塞点火。,7,天然气发动机工作原理,减压混合进气缸点燃,8,内燃机的一个工作循环：进气过程：向气缸供给足够的可燃混合气；压缩过程：将进入气缸的可燃混合气压缩，提高其压力和温度；燃烧膨胀过程：用电火花点燃被压缩的可燃混合气，燃烧的气体温度、压力升高而膨胀，推动活塞运行；排气过程：燃烧后的废气排出气缸。一个作循环完成时间：在活塞上下一次(曲轴转一圈)内完成的二冲程发动机；在活塞上下二次的时间内(曲轴转两圈)完成的四冲程发动机。,9,概念气缸排量（气缸工作容积）Vs：活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积。发动机排量（发动机
5、工作容积）：多缸发动机各气缸工作容积的总和。燃烧室容积(气缸余隙容积)Vc：当活塞在上止点时，活塞顶上方的容积。气缸总容积：Va=Vs+Vc点燃式、压燃式与燃料性质密切相关汽油：沸点低，易汽化和点燃空气和汽油混合气点燃做功；柴油：比重大，不易汽化和点燃，但在高温高压下自燃温度低压缩空气，使其温度超过柴油的自燃温度，这时喷入柴油，经短暂混合后自行着火燃烧做功。,10,压缩比定义：压缩前气缸中气体的最大容积Va与压缩后的最小容积Vc之比。经济压缩比：越大：气体的压力、温度越高混合气燃烧速度越快、作功膨胀越充分发动机功率越大、循环热效率越高经济性越好。过大：爆燃和表面点火（炽热点火或早燃）天然气发动
6、机：由于天然气辛烷值高(辛烷值为130)，适宜的压缩比范围较高，为l012，极限压缩比可达15天然气既适宜点燃式发动机又适宜压燃式发动机。,11,12,13,燃气汽车与燃油汽车的差异：燃气系统的专用装置元件的安装位置上。燃气供给系统元件(减压调节器，混合器等)均安装在发动机舱内。不同车型的主要差异：储气瓶数量和安装位置不同，或加气口、主控阀、手动截止阀等元件安装位置有所不问。,14,7.3 燃气汽车的供气方式及其特点,供气方式意义：运行发动机的动力性、经济性、安全可靠性、排放性能。,方式：缸外：进气道混合器预混合供气对发动机供气；缸外进气阀处喷射供气对每一个缸定时、定量供气。空气量受供（燃）气
7、的影响。缸内：高压喷射供气大型或高速发动机（压缩比大）低压喷射供气压缩比小的点燃式发动机,15,16,17,18,工作原理气体燃料通过调压器按一定比例在混合器中与空气混合，由发动机吸入气缸点燃做功适宜改装车。机外混合方式形成的混合气较均匀，控制系统较简单，但安全性差。,7.4 预混合点燃式压缩天然气汽车,两用车,19,油气两用车改装系统储气部件：储气瓶、充气阀、高压线及高压接头，手动截止阀、气压显示装置。燃气供给部件：天然气过滤器、减压调节器、混合器、低压气软管及循环水软管、燃料转换部件：燃料转换开关。控制部件：天然气电磁阀、汽油电磁阀、空燃比调节器、点火时间转换器、电控单元。,20,5-减压
8、阀（总成）；7-混合器；9-压力传感器；10-化油器；15-点火时间转换器；16-油气转换开关,21,TP：设计压力FP：工作压力,储气装置,22,7.5 预混合压燃式汽车天然气柴油双燃料,工作原理以压燃少量柴油喷入气缸作“引燃燃料”，以压缩天然气为主燃料，通过混合器同空气混合进入气缸，在压缩行程的活塞接近上止点时，被压燃的柴油点燃。特点双燃料：柴油作引燃燃料，天然气为主燃料；柴油为主燃料。节约改装费：柴油车易改装为双燃料压燃式汽车；与改装成火花点燃的发动机汽车比，节约大量改装费。污染少、噪声低、发动机维修简单、发动机机油使用寿命长、发动机低速时扭矩大、气缸零件磨损少。,23,发动机控制保护系
9、统：天然气供给控制阀门的传动装置；发动机从用柴油转换为使用双燃料工况的转换系统；发动机不工作时，排除两种燃料同时供给发动机可能性的天然气供给闭锁装置；天然气气瓶压力不足时，能自动转换发动机燃用柴油的自动转换装置。,系统组成燃料供给系统：天然气混合器、天然气供气量控制阀、柴油供给系统(与柴油机相同)。,24,天然气储存系统：压缩天然气气瓶、压力表、气瓶供气阀等。天然气的调节和供给系统：压缩天然气的高压减压阀、低压减压阀、天然气过滤器及开关阀；天然气加热器（热源：发动机冷却水）。其他部件：限压阀：防止高压减压阀失常造成中压管路压力超过允许值中压管路压力不足报警装置：防止压力过低而使后端系统元器件损
10、坏、中压管路断裂或供气不正常。,25,7.6 液化石油气汽车,分类按燃料供给系统分单燃料汽车：液化石油气。两用燃料汽车：液化石油气、汽油转换使用，设两套燃料供给系统。双燃料汽车：液化石油气、柴油：压燃柴油引燃液化石油气和空气的混合物。特点污染少：液化石油气燃烧更完全，积碳少，噪声小；使用寿命长：减少发动机磨损；热值高发动机动力性好；改装费用低。,26,27,28,29,7.7 液化天然气汽车,特点与汽油汽车比：辛烷值高抗爆性好、燃烧安全、运输成本低。与压缩天然气比：储存效率高、钢瓶压力低、质量轻制气加工与储存技术复杂、成本高。必须采用可靠的蒸发气化系统。发动机运行时，天然气液态和气态并存（工作压力0.2MPa时，气瓶上部气态天然气流出；反之，下部液态天然气流出。）燃料供给系统液化天然气气瓶、阀门组件、调节器、管汇、压力泄放装置、蒸发器、电子控制系统。,30,31,思考题,天然气发动机工作原理。内燃机的一个工作循环包括的四个环节。燃气汽车的供气方式。预混合点燃式压缩天然气汽车工作原理。预混合压燃式汽车天然气柴油双燃的工作原理、特点及其系统组成。液化天然气汽车。,
