柴油机改装天然气发动机的技术措施
柴油机改装天然气发动机的意义及技术措施
柴油机改装天然气发动机的意义及技术措施柴油机改装天然气发动机技术是近几年世界各国研究的重点,也是天然气发动机应用的前沿技术.由于其改装技术比汽油车要复杂得多,使得研究者们的研究方向和侧重点各不相同.天然气作为车用燃料,最大的优点就是低污染性.与传统汽油车相比较,的排放量减少到1/15,排放量减少到1/5,减少了4/5,且没有笨,铅,硫等有害物质.此外,天然气不会稀释润滑油,不会影响润滑油的品质,因此能延长发动机和机油的使用寿命,提高经济性并减小运行噪声.由于我国有丰富的天然气资源,因此,天然气汽车在我国有广阔的发展前景.目前我国天然气发动机的应用主要是在原有的汽油机和柴油机的基础上进行系统改造而成.在汽油机改造较为成熟的基础上,考虑到大中城市公交车辆普遍采用柴油机及经济性等方面的因素,在原柴油机基础上,去掉柴油喷射系统,增加点火系统和天然气供气系统,将其改装成火花塞点火式天然气发动机,是当前国内外天然气发动机的主流技术,如依维柯8460型,康明斯5.9—195型,福特380型等这类柴油机改装天然气发动机后,功率大.燃料费用低,功率性能好,经济效率高,在能源紧缺和环境污染13趋严重的我国具有广阔的应用前景.2动力性下降是柴油机改装为火花塞点燃式天然气发动机的主要问题，一般来说,由柴油机改装的火花塞点燃式天然气发动机与原机相比,动力性会有所下降,这主要是由天然气的特性决定的:表1天然气与轻柴油的性能指标的比较\苈\轻柴油天然气特性\理想混合气热值3<>7863.39(?)热值(?)42.4748.76空燃比(/)14.317.16着火温度(℃)327537火焰传播速度(?)39—4733.8热值是燃料能量的量度,是单位质量的燃料完全燃烧释放出的热量.如表1所示,虽然天然气的燃烧热值较高,但天然气与空气形成混合气的热值为3.39比柴油与空气形成的混合气热值的3.786低大约9%,从而造成了天然气发动机的功率损失.这是动力下降的主要原因.其次,通过表1可以看出,1天然气完全燃烧需要17.16的空气,较柴油完全燃烧的14.3为多.也就是说,对于相同排量的发动机,天然气的燃烧质量比汽油的燃烧质量少,这是造成天然气发动机动力下降的另一个原因.第三,天然气的燃烧特点是着火温度高,火焰发展期长.根据表1有关数据,在同一空燃比范围内,天然气的主要成分甲烷的层流火焰传播速度比柴油要低12%,使得发动机总燃烧期增长,燃烧峰值偏离上止点,从而造成气缸内压力和温度上升缓慢.致使发动机动力下降.3提高天然气发动机动力性的技术措施3.1稀薄燃烧有关数据表明,在中等转速时,柴油机的平均有效压力为1.15,改装为天然气发动机后,由于天然气辛烷值达到130,在理论空燃比时就受到爆震和排温的限制,平均有效压力一般为0.9.如采取稀薄燃烧,加大空气量,有效降低排气温度并减弱爆震趋势,这样可以通过增压技术将平均有效压力增加到1—1.05,确保了较高的动力性.此外,从发动机效率,可靠性和耐久性方面来分析,稀薄燃烧也具有一定的优势.因此稀薄燃烧是提高动力性的首选措施.稀薄燃烧由于空燃比大,混合气浓度较低,燃烧速度降低.因此顺利实现稀薄燃烧的关键在于让混合气快速燃烧,即缩短火焰的发展期和燃烧持续时问.主要通过改变混合气的运动情况来实现.研究表明,燃烧速度很大程度上取决于混合气的紊流运动,首先由于紊流加剧,天然气与空气混合充分,加入燃烧的成分增加;其次,紊流能够使火焰表面产生褶皱,从而增加火焰表面积,提高燃烧速率.第三,紊流能增加火焰的传播速度,提高局部燃烧速率.增加紊流的手段主要是采用有利于降低压缩比且能够使天然气快速燃烧的盆形燃烧室结构或改变进气道的形状来形成一定强度的空气运动,从而产生较强的紊流运动,以达到速燃的目的.3.2增压中冷技术为了补偿稀薄燃烧带来的功率损失,通常需要采用柴油机上普遍运用的增压中冷技术措施来提高天然气发动机的功率.供气1.扩压器2.空气滤清器3.中间冷却器4.涡轮图1增压中冷工作原理发动机的输出功率与每一循环进入各缸的充气量有关,增加进气管的充气密度可提高功率,这就是涡轮增压器得到广泛应用的原因.但随着压力增加,扩压机出口的空气温度随之升高,在一定程度上限制了空气密度的提高.要想进一步增加空气密度,必须降低增压空气的温度,就要采用中问冷却措施.如图1所示,所谓"增压中冷"是将发动机的冷却水或汽车上的散热风扇的进风通过"中冷器"3(热交换器)对已增压过的发动机进气进行中间冷却.车用发动机山东内燃机2005年2月较多采用空对空中间冷却器,利用散热器的通风进行冷却,一般情况下能将空气温度降到50℃左右.实验表明在给定的增压压力下,增压空气温度每下降10,密度就增大3%,在同样的空燃比下,增压空气温度每下降10实际功率可提高约3.5%.同理,中冷技术不但可提高发动机的功率,还可以降低发动机在相同额定功率。
发电机组的柴油天然气混燃系统改造
发电机组的柴油天然气混燃系统改造
该产品在柴油发电机组的基础上，配以柴油-天然气混燃系统，从技术上突破了原来单一的机械式柴油调速系统，通过ECU数字控制，实现了发电机的柴油和天然气的最佳供给和电子调速，使之在性能上得以完美体现。
系统允许内燃机以两种燃料同步工作，即在原柴油机上加装天然气燃料供给系统——将单一的柴油机转化为混燃发动机。
柴油变成用于点燃压缩状态下天然气的引燃燃料和部件的润滑剂，ECU根据实际工况控制进入发动机的天然气量，满足功率要求。
该产品可在纯柴油及混燃两种工作模式下自由切换，操作简单，单机功率覆盖范围100～1000KW。
同时可以匹配改造更大功率的柴油发电机（组），可应用于工程机械、船机及汽车。
在两种工作模式下系统技术参数：功率、扭矩、动力性、起动性能均保持相同，同柴油机及其他双燃料发电机组相比具有如下特点：
1．气态燃料可以采用LNG、CNG、管道天然气、井口气、沼气等多种气源，针对不同的气源的供气特性优化进气方式及控制程序；
2．发动机的动力和操作性能与原机没有变化；
3．引燃柴油量可精确控制，使排放更清洁，利于环保；
4．系统采用闭环数字控制，使发动机在任何工况下均可获得理想的燃烧状态，排放更理想；
5．天然气燃料的替代率可达65％~75％，运行成本低，具有良好的经济性；
6．采用混燃电控技术可延长发动机寿命，降低发动机噪音；7．由于完全采用国产化制造，与国际同类产品相比，具有良好的性价比。
鲁德公司。
柴油车改装CNG可行性方案
柴油车改装CNG可行性方案一、公司简介重庆鼎辉燃气系统有限公司为中国汽车工程研究院的控股公司，国内最早从事车用燃气装置开发和制造的高薪技术企业。
承担着国家燃气汽车工程技术研究中心的工程实验研究，新产品开发和产业化中试生产的职能，具有较强的燃气汽车产品开发，实验研究，整车改装能力及成果转化生产能力。
公司获得十多项国家专利，有些已列入国家级重点新产品计划。
重庆鼎辉燃气系统有限公司在消化国外先进技术的基础上，开发具有自主知识产权适合国内外多种车型使用的DH-CJT-3型（CNG, LNG, LPG）等多种型号的燃气装置，公司为一汽集团（发动机厂、一汽客底、一汽大连）、东风汽车集团、无锡市锡联柴油机制造、长安汽车集团、重庆恒通客车公司、江苏友谊汽车有限公司、常州依维柯客车有限公司、南京金陵双层客车制造厂、聊城中通客车股份公司、丹东黄海客车股份有限公司、郑州宇通客车公司、武汉扬子客车、扬州亚星、河北长安客车、安凯客车、南京金龙客车厂等国内多家大中型汽车和发动机制造企业提供燃气汽车产品，得到广大用户的好评。
产品还销售到美国、法国、德国、波兰、印度、泰国、马来西亚、韩国、巴基斯坦、缅甸、巴西等国，在国际CNG汽车享有较高的声誉。
新产品研发——公司现致力于开发第三代两用燃料CNG喷射系统ECU（兼容OBD系统）；（以进入中试阶段）——同时开发柴油车自然吸气、高压共轨增压单燃料CNG、LNG、LPG顺序喷射和顺序点火系统ECU；（以进入实验推广阶段）——汽油车和柴油车增压发动机用燃气喷嘴；（国家863课题，中试阶段）——柴油车增压大功率发动机用电控减压器。
（设计已完成）公司能力：公司具有研发及单、双燃料发动机匹配实验和年产4万套生产能力。
资质证书公司通过ISO9001:2000、ISO16949质量管理体系认证；产品通过欧洲ECE-R110认证实验；产品通过中国国家实验室的认证实验。
实验设备针对欧洲ECE-R110认证实验的要求，公司采购实验设备：臭氧老化箱、高低温交变实验箱、盐雾箱、振动测试台。
国产4125柴油机改制成天然气发动机[1]
![国产4125柴油机改制成天然气发动机[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/8e00b2da49649b6648d7478a.png)
!应用技术#国产4125柴油机改制成天然气发动机左承基Ξ(合肥工业大学机械汽车学院) 李 宁(中原石油勘探局特车总厂) 摘要 遵循不改变原机基本结构的原则,通过合理设计和选择改制的零部件,将国产4125柴油机成功地改制成火花点火式天然气发动机。
主要包括进气、点火、调速和燃烧等4大系统的改制。
采用进口优质关键部件和国产通用部件及自制特殊部件相结合的方法,将国产柴油机改制成天然气发动机,能够达到性能优良、价格低廉之目的。
通过台架性能试验,研究了改制的天然气发动机的工作特性。
经现场运行考核,新改制的天然气发动机性能稳定,工作可靠,经济性好,对合理利用我国丰富的天然气资源,减少污染,降低石油开采成本具有重要意义。
主题词 柴油机 技术改造 天然气发动机 性能前 言随着世界范围石油资源的逐渐贫乏和大气污染的日益加剧,廉价、低污染的天然气发动机在全世界得到了广泛发展。
我国天然气资源非常丰富,估计2000年年产400亿m3,2010年年产可达800亿m3,为天然气发动机的发展提供了可靠的资源保证。
从我国当前石油行业的实际状况来看,油田开采或伴生的有限天然气资源也未获得合理的利用。
如果将这些资源利用起来发电,则能够节约能源,减少排放,降低石油开采成本。
有天然气资源的四川、陕西等地区对天然气发动机尤有迫切需求。
国外大功率天然气发动机技术业已成熟,处于推广应用阶段[13],但中小功率天然气发动机仍处于研究开发阶段。
我国目前使用的天然气发动机价格昂贵,体积庞大,寿命短,品种单一。
性能良好的中小功率天然气发动机在国内尚属空白。
如果利用国外天然气发动机的关键技术和配件,把某些性能优良的中小功率国产柴油机改制成燃烧纯天然气的发动机,就可以克服现有天然气发动机的不足,其性能可与国外大功率天然气发动机相媲美,而价格仅是后者的三分之一左右。
下面介绍将国产4125柴油机改制成天然气发动机的情况。
改 制 情 况从降低改制成本出发,将4125柴油机改制成天然气发动机的基本原则应是原机的基本结构不变,如曲柄连杆机构、配气机构、机体、缸盖、冷却系统、润滑系统、发动机主要配附件等,通过合理设计和选择改制的零部件,达到高性能、低成本的改制目的。
柴油车改装LNG汽车技术介绍
项目名称
混燃系统
纯燃系统
备注
车辆号码 行驶里程 累计耗油量 累计耗气量
辽AF1230 100公里 21.4升 26.4公斤
辽AF1192 100公里 55.1升
LNG价格按照6元钱计算，柴油 价格按照当期柴油零售价格 7.5元计算。
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以上汇报全部结束，不当之 处，敬请各位领导批评指正， 欢迎各位领导到我公司 检查指 导。 最后祝各位领导身体健康， 家庭幸福，祝锦州采油厂事业 蒸蒸日上，更上一层楼！！！
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柴油 / 天然气双燃料车的改装技术 是立足于原柴油机的迪塞尔循环的热力
学工作原理，保留了原柴油机的压燃点
火方式不变，高压缩比不变，发动机机 体和零部件基本不变。在气缸中被压缩 的介质，由原来柴油机中的单纯空气变 为天然气与空气的混合气体，发动机工 作时变原来的纯柴油燃烧为柴油与天然 气的混合燃烧。
全使用柴油，又能使用柴油-天然气混燃的双燃料发动机。
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国内改装技术路线
改单燃料： 指将原有的柴油发动机经过改装或更换为纯烧天然气的发动机。
改单燃料
一种为发动 机置换
一种为在原 有柴油发动 机上进行改 造。
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国内改装技术路线
1.单燃料发动机置换 优点：置换后的发动机不但保证了原柴 油机的动力性能，质量上有保障，每台置换 的发动机都是经过严格的出厂检测，符合国 家标准，节油经济性能做到最佳效果，更换 快捷。售后维修有保障。
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国内改装技术路线
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国内改装技术路线
2.单燃料发动机改装 优点 : 改装费用较 发动机置换低，有一 定经济性。
是指对在用车发 动机加装新的燃气 系统并更换加工部 分零部件（如更换 新的活塞、对缸盖 重新加工），增加 点火系统及喷气系 统，安装发动机电 子控制系统，取消 原有供油系统，对 原发动机进行改造。
柴油车改LNG改装简介
柴油车改LNG/CNG单燃料车改装简介深圳市凯鹏德燃气动力科技有限公司目录一、柴油车改CNG\LNG单燃料车简介二、改装主要内容三、改装车辆燃气供给系统安装四、改装车辆机舱散热和通风五、改装注意事项和相关知识六、在用车油改气的相关标准要求七、柴油车改单燃料CNG\LNG改造工作流程八、改装成CNG\LNG单燃料气汽车出厂检验与测试九、承担改装的单位必须具备相关资质十、说明柴油车改LNG\CNG单燃料车改装简介一、柴油车辆改装单燃料燃气车主要分三大部分：1、气瓶安装及管路布置。
2、机舱散热和通风系统改善。
3、发动机大修改造和燃气控制等系统安装。
注：改装前发动机状态正常，可以不做大修，但要特别注意保证气缸密封性。
二、改装主要内容1、燃料供给系统（1）去掉原柴油机高压油、喷嘴及高压油管、油箱；（2）增加气瓶、燃气钢管、减压器、低压输气软胶囊、喷轨总成；2、点火系统（1）柴油机是压燃的，没有点火系统；（2）增加点火线圈、火花塞、高压线、缸盖加工或者换新燃气缸盖；3、控制系统（1）国Ⅱ柴油机没有电控系统，国Ⅲ柴油机在改装中，原车发动机ECU需要保留下来主要是整车仪表板上的相关信息，由原车ECU提供；（2）增加电子节气门体、电子油门踏板、进气压力传感器、转速传感器、水温传感器、氧传感器、线束、ECU。
4、压缩比（1）柴油机压缩比约在17.5:1；（2）单燃料发动机压缩比在10.5~12:1.5、可靠性（1）柴油机涡轮增压器采用机油润滑和冷却；（2）燃气发动机涡轮增压器采用了水冷与机油润滑和冷却方式，保证了增压器工作的可靠性和安全性。
6、冷却系（1）柴油机燃烧温度低，热负荷相对小；（2）燃气的燃烧特性决定燃烧温度比柴油机高，热负荷高，水箱散热面积应在原机水箱基础上加大40%以上。
三、改装车辆燃气供给系统安装1、压缩天然气瓶组的安装压缩天然气钢瓶组的安装应负荷GB/T19240《压缩天然气汽车专用装置的安装要求》的规定。
柴油机改装天然气发动机的意义及技术措施
柴油机改装天然气发动机的意义及技术措施近几年，随着经济发展的加快以及政策环境的利好，柴油机的改装与天然气发动机的结合正日益受到关注。
改装柴油机使用天然气发动机，可以在不增加负担的情况下，获得更高的燃烧效率，减少污染，给用户带来更大的经济和社会效益。
首先，柴油机改装天然气发动机可以有效提高燃烧效率。
燃烧效率是指给定的发动机容积、燃料种类和燃料种类量发动机在瞬间最大火力期所达到的热功率与发动机最大火力期所达到的最大功率的比值。
天然气发动机的燃烧效率比柴油机的燃烧效率高，因此改装柴油机使用天然气发动机，可以有效提高燃烧效率，从而提高发动机的发动性能和提高能源利用效率。
其次，柴油机改装天然气发动机可以减少污染。
柴油机改装后所产生的排放物少于柴油发动机，而天然气发动机排出的污染物更少。
因此，改装柴油机使用天然气发动机，可以有效减少污染，更利于环境保护。
此外，改装柴油机使用天然气发动机可以给用户带来更大的经济和社会效益。
一方面，使用天然气发动机可以降低运营成本，天然气的价格较柴油低，而使用柴油发动机运营往往会带来更多的费用。
另一方面，使用天然气发动机降低了污染，减少了环境污染，为社会做出了应有的贡献。
对于柴油机改装天然气发动机，可以采取以下技术措施：一是采用新一代发动机系统，即智能柴油机系统。
智能柴油机系统可以提高发动机的节能性能，改善发动机的发动性能，并降低污染物的排放，从而更好地为用户提供服务。
二是采用柴油和天然气的混合发动机系统，即混合柴油机系统。
混合柴油机系统采用柴油和天然气发动机的混合技术，可以有效提高发动机的燃烧效率，减少污染物的排放，因此，它具有显著的节能特性和环保特性，取得了良好的经济和社会效益。
以上是柴油机改装天然气发动机的意义及技术措施。
改装柴油机使用天然气发动机，可以提高发动机的燃烧效率，减少污染物的排放，给用户带来更大的经济和社会效益，是有益的发展趋势。
因此，在改装柴油机使用天然气发动机的同时，应重视发动机的技术性能提升，尽可能地减少投资和操作成本，为社会发展和环境保护做出贡献。
柴油车改为天然气车方案
柴油车改为天然气车（置换发动机）方案一总述柴油车改为天然气车，整车上主要更改两个部分：一部分是燃料供给系统，也就是说要把整车的油箱更改为压缩天然气（CNG）气瓶或液化天然气（LNG）气瓶；另一部分是动力系统中的发动机，也就是说要把原来的柴油机更改为天然气发动机，发动机的变化也有两种方案：一种是在原机上进行改造；第二种是置换发动机；我们公司提供的是置换发动机这种方案。
由于柴油机改为天然气发动机除了燃料系统需要变化以外，还要更换新的活塞、活塞环，缸盖需要重新加工（加工火花塞安装位置、更换气门和气门座圈），这些工作在我们置换的发动机上已经完成，需要的只是用户把原柴油机吊下来更换上天然气发动机即可，节省时间，并且每台置换的发动机都是经过严格的出厂检测，保证了发动机的质量。
二能进行置换发动机的车型：原则上装用斯太尔系列发动机平台的所有车型都可以进行发动机置换，也就是说原来中国重汽生产的斯太尔系列发动机（含潍柴）都可以进行置换。
包括中国重汽、陕汽、北方奔驰、北汽福田以及重庆红岩等专用STR系列发动机的所有车型。
在考虑置换的时候一定要注意整车上是否有布置天然气气瓶的位置，能否置换主要是看车辆的轴距能否满足气瓶的安装，目前天然气气瓶在整车上的布置主要是侧置和后置（CNG侧置一般为四个80L的气瓶，后置可以为1排、2排；LNG侧置一个气瓶，后置可以最多2个气瓶），选择安装气瓶的数量主要是从车辆的续驶里程以及整车能否布置下两方面考虑。
下面给出几种常用的CNG气瓶和LNG气瓶的的大体长度尺寸以供参考z LNG气瓶：375升气瓶长度大约1800mm450升气瓶大约长度2000mmz CNG气瓶钢瓶：80L 120L、140L长度都在1800mm左右。
三置换用天然气发动机目前复强公司能够提供266、290、320、340、380以及420马力的天然气发动机进行置换，详见如下型谱1 发动机型谱WT615.92 WT615.93 WT615.94 WT615.95 T12.38-30T12.42-30机型T10.27-40 T10.29-40 T10.32-40 T10.34-40 T12.38-40 T12.42-40 型式直列、水冷、干式缸套、增压中冷、电控调压燃气控制、火花塞点火、稀燃气缸数 6 6缸径×行程（mm）126×130 126×155总排量（L）9.726 11.596压缩比11:1额定功率（kW/ps）196/266 213/290 235/320 250/340 279/380 309/420 额定功率转速（r/min）2200 2000最大扭矩（N.m）1160 1230 1300 1350 1650 1820 最大扭矩转速（r/min）1200～1600 1200～1500标准燃料压缩天然气（CNG）/液化天然气（LNG）最低燃料消耗（g/kW.h）195最高涡后排温（℃）＜580噪声 dB(A)＜93排放国Ⅲ/国IV（带氧化催化器）发动机净重kg）约850 约1100尺寸mm(长×宽×高) 1525×773×1041 1575×825×10902 天然气车辆供气及发动机原理图原理图中气瓶到低压电磁阀之间的全部零部件都要安装的车架上z CNG车辆供气及发动机原理图z LNG车辆供气及发动机原理图3 置换发动机过程中的注意事项z置换发动机的功率选择：置换发动机的功率选择选择标准是按照所要置换的柴油机是多大动率就近选择相匹配功率的天然气发动机就可以了，而不是选择越大越好；z置换同排量的发动机，天然气发动机在整车上的安装尺寸是与柴油机完全相同的.(此处所指是发动机在车架上的四个支撑以及发动机与变速箱的连接处)；置换不同排量的发动机（主要是针对10L 340马力以上柴油机要更换相同马力的12L天然气发动机刀情况），要视具体车型而定，如果车架宽度能够满足要求，则发动机支撑以及与变速箱的连接处也要进行相应的更改，如果车架宽度不能满足要求则不能进行置换；z发动机与整车的连接：⑴天然气发动机前端的风扇连接要根据原柴油机的连接方式进行更改以适合整车的安装；⑵原整车的发动机进气管路要进行相应的更改来满足天然气发动机的进气要求（包括加装防喘振阀安装孔、增加环境温湿度传感器安装孔以及更改管路的走向）；⑶排气管上增加氧传感器安装孔（必要的情况下要更换加大直径的排气管）；⑷发动机提供与整车相连接并控制发动机的线束。
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柴油机改装天然气发动机的技术措施
周
摘
冬
南通
（南通职业大学，江苏
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文章对柴油机改装为天然气发动机后动力性下降的问题 6提出了改进的具体技术措施。 要： 文献标识码： % 文章编号： （,’’*） &’’()*"++ ’,)’’$’)’,
关键词： 天然气发动机； 动力下降、 稀薄燃烧； 增压中冷； 电控多点燃气顺序喷射 中图分类号： !"#$
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图# 电控系统原理
结语 将柴油机改装为火花点火式天然气发动机的技术在
国外发展很快， 并带来明显的经济效益和社会效益。 对国 内来说，此项技术对柴油机的改动较大，技术上还不成 熟， 还需积极探索适合我国国情的具体技术措施， 为推广 天然气汽车的发展、 改善环境作出贡献。
从 图 #可看出， 电控单元根据从各传感器得到发动机 进气压力、 转速、 节气门开度和进气温度等数据分析发动 机的具体工作工况，然后从存储单元中读取与发动机实
点火优化措施 （!） 二级点火 如果缸径超过 !’&00，混合气的强紊流运动就有困
难， 而且大缸径燃烧室的火焰传播距离长， 仅依靠混合气 的紊流运动不足以实现稀薄混合气的速燃。此时可以采 取二级点火即双燃烧室燃烧系统。如 图 "所示， 分为互相 连通的主燃烧室和预燃烧室。 由于混合器的调节作用， 经
!
动力性下降是柴油机改装后的主要问题 一般来说，由柴油机改装的火花降， 这主要是由天然气 的特性 （见 表 ） 决定的。
中国环保产业 !""#$!
技 术 研 究
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增压中冷技术 为了补偿稀薄燃烧带来的功率损失， 通常采用柴油
" 提高天然气发动机动力性的技术措施 !$% 稀薄燃烧
有关数据表明， 在中等转速时， 柴油机的平均有效压 力为 %1%#234 ， 改装为天然气发动机后， 由于天然气辛烷 值达到 %/"，在理论空燃比时就受到爆震和排温的限制， 平均有效压力一般为"1-234。 如采取稀薄燃烧， 加大空气 量， 有效降低排气温度并减弱爆震趋势， 这样可以通过增 压技术将平均有效压力增加到 %5%1"#234，确保了较高 的动力性。此外， 从发动机效率、 可靠性和耐久性方面来 分析， 稀薄燃烧也具有一定的优势。 顺利实现稀薄燃烧的关键在于让混合气快速燃烧， 即缩短火焰的发展期和燃烧持续时间。 研究表明， 燃烧速 度很大程度上取决于混合气的紊流运动。首先由于紊流 加剧， 天然气与空气混合充分， 加入燃烧的成分增加； 其 次，紊流能够使火焰表面产生褶皱，从而增加火焰表面 积， 提高燃烧速率。 第三， 紊流能增加火焰的传播速度， 提 高局部燃烧速率。增加紊流的手段主要是采用有利于降 低压缩比且能够使天然气快速燃烧的盆形燃烧室结构或 改变进气道的形状来形成一定强度的空气运动，从而产 生较强的紊流运动， 以达到速燃的目的。
!" 扩压器 #" 空气滤清器 $" 中间冷却器 %" 涡轮
进气管进入主燃烧室的是稀混合气。一部分天然气经止 回阀进入体积较小的预燃烧室。 在压缩行程中， 由于活塞 上行， 主燃烧室内的部分稀混合气被压入预燃室， 在预燃 室内形成紊流， 并与纯天然气混合形成理论浓度混合气。 当该部分混合气被点燃燃烧后，高温高压气体经喷孔以 高温火焰射流的形式高速喷入主燃烧室，迅速点燃主燃 烧室内的稀混合气， 同时在主燃烧室内形成强烈的紊流， 从而大幅度提高燃烧速度。
!" 空气滤清器 &" 高压减压阀 *" 混合器 !+" 止回阀
#" 增压器 ’" 调节阀
$" 中冷器 (" 减压调节器
%" 电磁阀 )" 稳压器 !$" 主燃室
#"$
电子控制喷射系统 天然气的成分复杂， 加之发动机实际工况多变， 要想
!!" 火花塞
!#" 预燃室
提高汽车的动力性，天然气的准确喷射时刻和精确的喷 射量是关键， 这须由电控多点燃气顺序喷射系统完成。
际工况相对应的喷气控制脉宽，并根据发动机的反馈信 号进行修正 , 最后根据曲轴位置信号设置天然气喷射阀 的控制命令，完成对天然气多点顺序喷射时刻和喷射量 的精确控制，使天然气发动机的动力性接近原柴油机指 标， 不采用催化器时排放指标达到欧 ! 标准。
机普遍运用的增压中冷技术提高天然气发动机的功率。
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柴油机改装天然气发动机技术是近几年世界各国 研究的重点， 也是天然气发动机应用的前沿技术。 天然气 作为车用燃料， 最大的优点就是低污染性。 与传统汽油车 碳氢化物排放 相比较， 一氧化碳的排放量可减少到% & %#， 量可减少到% & #， 二氧化硫减少了 ’ & #， 且没有苯、 铅、 硫等 有害物质。此外， 天然气不会稀释润滑油影响其品质， 因 此能延长发动机和机油的使用寿命，提高经济性并减小 运行噪声。 我国有丰富的天然气资源， 天然气汽车在我国 有广阔的发展前景。目前我国天然气发动机的应用主要 是在原有的汽油机和柴油机的基础上进行系统改造。在 汽油机改造较为成熟的基础上，考虑到大中城市公交车 辆普遍采用柴油机及经济性等方面因素，在原柴油机基 础上， 去掉柴油喷射系统， 增加点火系统和天然气供气系 统，将其改装成火花塞点火式天然气发动机。如依维柯 康明斯 ,# ・ 福特 /(" 型等柴油机改 (’)"*+ 型、 -—%-#. 型、 装天然气发动机后， 功率增大， 燃料费用降低， 具有广阔的 应用前景。 热值是燃料能量的量度，是单位质量的燃料完全燃 烧释放出的热量。如上 表 所示， 虽然天然气的热值较高， 但天然气与空气形成混合气的热值比柴油的混合气热值 造成了功率损失， 这是动力下降的主要原因。 其 低约-0， 次， 通过上 表 可以看出， 对于相同排量的发动机， 天然气 的燃烧质量比汽油的燃烧质量少，这是造成天然气发动 机动力下降的另一个原因。 第三， 天然气的燃烧特点是着 火温度高， 火焰发展期长。同一空燃比时， 天然气的主要 成分甲烷的层流火焰传播速度比柴油低 %!0，使得发动 机总燃烧期增长， 造成气缸内压力和温度上升缓慢， 致使 发动机动力下降。
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增压中冷工作原理
发动机的输出功率与每一循环进入各缸的充气量有 关， 增加进气管的充气密度可提高功率， 这就是涡轮增压 器得到广泛应用的原因。但随着压力增加， 扩压机出口的 空气温度随之升高，在一定程度上限制了空气密度的提 高。要想进一步增加空气密度，必须降低增压空气的温 所谓 “增压中冷” ， 度， 就要采用中间冷却措施， 如 图!所示。 是将发动机的冷却水或汽车上的散热风扇的进风,通过中 冷器 $ （热交换器） 对已增压的发动机进气进行中间冷却。 车用发动机较多采用空对空中间冷却器，利用散热器的 通风进行冷却，一般情况下能将空气温度降到&+-左右。 实验表明，在给定的增压压力下，增压空气温度每下降 密度就增大 $. ， 在同样的空燃比下， 实际功率可提 !+- ， 中冷技术还可以降低发动机在相同额定 高约$/&.。同理， 功率下的热负荷和排气温度以及最大爆发压力。
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二级点火燃烧系统总体布置
高能点火 （#） 采用稀燃技术后，天然气发动机的点火能量比传统 汽油机要高， 一般要达到 $+12 以上。传统点火系统的点 火能量已不适应要求， 必须采用高能点火方式。 高 能 点 火 控 制 系 统 主 要 通 过 定 时 器 3+、 3!、 3# 的 中 断来进行控制， 在系统程序处于脉谱图处理阶段时， 通过 串口的中断与456根据协议进行数据传递和处理。