燃气发动机基础知识.ppt

1 Introduction of Weichai Power Group 潍柴气体机 燃气发动机基础知识介绍 2 术语 LPG-Liquefied pertroleum gas 液化石油气 CNG-Compressed natural gas 压缩天然气 LNG-Liquefied natural gas 液化天然气 辛烷值:指与汽油抗爆性相同的标准 燃料所含异辛烷的体积分数. 低热值:指1立方米燃气完全燃烧后其烟 气被冷却至原始温度,但烟气中的水蒸气 仍为蒸汽状态时所放出的热量. 3 燃气性质 燃料种类类天然气(CH4)LPG柴油(C16H34为为代表)汽油(C8H18为为代表) 常态态下密度kgm-30.750.8(气态态)580830720750 沸点-161.5-10017035030190 理论论空燃比(kg/kg)17.2：114.3：114.8：1 低热值热值 MJ(kg)-149.8145.942.5043.90 辛烷值烷值(RON)13010011023308099 十六烷值烷值0406027 燃烧烧极限(体积积) %5151.59.51.588.21.37.6 层层流火焰传传播速度V cms-2 31.5-35.047.0 自然温度(常压压下)T 537450250390420 闪闪点 -43-18760 4 压缩天然气的技术指标 项项 目 技术术指标标 高位发热发热量，MJ/m331.4 7500大卡 总总硫（以硫计计），mg/m3200 硫化氢氢，mg/m315 二氧化碳yco2，3.0 氧气yo2，0.5 水露点， 在汽车驾驶车驾驶 的特定地理区域内，在最高操作压压力下，水露点不应应 高于-13；当最低气温低于-8，水露点应应比最低气温低5 注：本标标准中气体体积积的标标准参比条件是101.325 kPa，20 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 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 性和抗硝化性;热负荷高要求机油运动黏度不宜过高,以保证良好的冷 却性能 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 采用氧传感器.要求锌、磷含量要300ppm，防止氧传感器和催化器 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 机油 2、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/g 5.09.0 磷含量 ppm300800 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(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 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 塞安装孔），增加了点火控制系统（点火ICM控制器、 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 。 4、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 合。 6、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。 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 8 什么是稀燃? 当量比稀 浓 CNG 柴油机汽油机 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 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 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 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) 12 失火 天然气发动机的失火极限：过浓 0