压缩天然气液化石油气及醇类燃料发动机燃料系统资料.ppt

第十二章 压缩天然气、液化石油气及醇类燃料发动机燃料系统 新能源汽车 一、电动汽车 （一）纯电动汽车有以下优点：①零排放。纯电动汽车使用电能，在行驶中无废气排出，不污染环境。②电动汽车比汽油机驱动汽车的能源利用率要高。③因使用单一的电能源，省去了发动机、变速器、油箱、冷却和排气系统，所以结构较简单。④噪声小。⑤可在用电低峰时进行汽车充电，可以平抑电网的峰谷差，使发电设备得到充分利用。 （二）纯电动汽车有以下缺点：（1）续驶里程较短；（2）采用蓄电池及电机控制器使成本较高；（3）充电时间长；（4）目前没有授权服务站，维护成本较高；（5）蓄电池寿命短，几年就得更换。 二、油改气及双燃料汽车 1、什么是天然气汽车 简单地说，天然气汽车是以天然气为燃料的一种气体燃料汽车。? 天然气的甲烷含量一般在90%以上，是一种很好的汽车发动机燃料。目前，天然气被世界公认为是最为现实和技术上比较成熟的车用汽油、柴油的代用燃料，天然气汽车已在世界和我国及我市得到了推广应用。? 我市目前推广应用的是可分别燃用压缩天然气或汽油压缩天然气—汽油两用燃料汽车，简称cng汽车，今后还将大力推广应用单燃料天然气汽车。车用压缩天然气的压力一般在20mpa左右。可将天然气，经过脱水、脱硫净化处理后，经多级加压制得。其使用时的状态为气体。 第一节 概 述 一、代用燃料的种类： 发动机代用燃料包括天然气、液化石油气、甲醇、乙醇、生物质燃料、氢气等。 1、天然气 优点：辛烷值高、燃料成本低、CO排放低、形成臭氧可能性小、无蒸发排放。 缺点：储运不便，汽车改动较大、加速性及续驶里程有待提高、缸外混合时发动机性能欠佳，需投资建基础设施 2、液化石油气 优点：储存运输方便、加气站设施相对简单、体积能量密度比压缩天然气高出两倍左右，续驶里程长、热值高于天然气、CO和HC排放较少 缺点:nox排放与汽油机相差不多密度大于空气、如有泄漏会向地面沉积。 乙醇 优点：资源广泛，可再生资源，易于储运 缺点：汽车改装费用高、容积油耗高，投资大 第二节 天然气发动机燃油系统 CNG和LPG的主要优点有： 1)天然气和液化石油气在常温下为气态，容易与空气混合形成均匀的可燃混合气，燃烧完全，可以大幅度减少CO、HC和微粒的排放。另外，天然气和液化石油气的火焰温度低，因此NOx的排放量也相应减少。 2)天然气辛烷值高达130，液化石油气的辛烷值也在100左右，因此，燃用天然气或液化石油气可提高发动机的压缩比，从而获得较高的发动机热效率。 3)冷起动性和低温运转性能良好，在暖机期间无需加浓混合气。 4)燃烧界限宽，稀燃特性优越。燃烧稀混合气，可以减少NOx的生成和改善燃料经济性。 5)不稀释润滑油，可以延长润滑油更换周期和发动机使用寿命。 LNG和LPG的缺点是： 1)因为天然气在常温、常压下是气体，所以其储运性能差。目前广泛采用将压缩天然气充入车用气瓶内储运的办法，这些气瓶既增加了汽车自重，又减少了载货空间。虽然可以通过深冷液化技术制成液化天然气(LNG)，但技术复杂，生产成本高。 2)一次充气的续驶里程短。 3)CNG或LPG均呈气态进入气缸，使发动机充量系数降低；另外，与汽油或柴油相比，CNG或LPG的理论混合气热值小，因此，燃用CNG或LPG将使发动机功率下降。 (一)汽油/CNG两用燃料发动机 将汽油机改装为汽油/CNG两用燃料发动机之后，当燃用天然气时，发动机的功率和转矩都会明显下降。有研究表明，适当提高改装机的压缩比不仅可以减小功率损失还能改善发动机的燃料经济性。 1.CNG供给系统组成及工作原理 目前，汽油/CNG两用燃料发动机的CNG供给系统有多种类型。国产CYTZ-100型CNG供给系统是采用步进电机伺服阀和比例调节式混合器的闭环控制系统。车用气瓶的容量为50L，压力为20MPa，通过安装在每个气瓶上的连通阀及高压管路将数个气瓶连通。当驾驶人将汽油/CNG转换开关25置于气位置时，电控单元(ECU)24向CNG电磁阀10通电，电磁阀开启。车用气瓶6内的CNG经充气阀7、过滤器8、手动截止阀9和电磁阀进入减压调节器14。CNG在减压调节器内降压，低压的天然气经步进电机15控制的低压通道进入混合器16。在混合器中天然气与空气混合后进入气缸。ECU根据氧传感器21和发动机转速传感器20的信号，通过调节步进电机伺服阀的行程来改变减压调节器至混合器之间的低压通道通过面积，以控制天然气的流量。 2.减压调节器由于气瓶内的CNG压力随着燃料的消耗不断变化，因此要想保持稳定的天然气与空气的混合比例，需安装减压调节器。减压调节器可以保证在气瓶内的压力发生变化时进入混合器的天然气压力基本恒定。减压调节器将气瓶内CNG的压力由20MPa降至