发动机原理与汽车理论第5章燃气发动机的燃料与燃烧.ppt
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ppt汽车理论课件
音响系统
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05
汽车安全与环保
汽车安全系统
总结词
汽车安全系统是保证乘客和行人安全的重要措施，包括主动安全系统和被动安全系统。
详细描写
主动安全系统包括制动防抱死系统、牵引力控制系统、车身稳定控制系统等，旨在预防 事故产生。被动安全系统包括安全气囊、安全带、儿童安全座椅等，旨在减轻事故产生
制动系统的工作原理
制动系统的组成
制动系统主要由制动器、制动液、制 动管路和制动控制系统等组成。
制动系统的工作原理
制动系统的主要作用是使汽车减速或 停车，通过制动器产生摩擦力来消耗 汽车的动能，从而实现汽车的减速或 停车。
04
汽车车身与电器
车身的结构与材料
车身结构
包括车身壳体、车门、车窗、车顶等部件，其结构情势和材料选择对汽车的安全性、舒适性和节能性 有侧重要影响。
行驶系统的工作原理
行驶系统的组成
行驶系统主要由车架、车桥、悬挂系统和车轮等组成。
行驶系统的工作原理
行驶系统的主要作用是承受和缓冲来自路面和发动机的冲击，保持汽车的行驶 稳定性和舒适性。
转向系统的工作原理
转向系统的组成
转向系统主要由转向盘、转向轴、转向器和转向节等组成。
转向系统的工作原理
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2．噪声
汽车是城市中主要的噪声源之一，发动机又是汽车的主要噪 声源。
3．起动性
我国标准规定，不采用特殊的低温起动措施，汽油机在-10℃ 、柴油机在-5℃以下的气温条件下起动发动机时，15s以内发动机 要能自行运转。
第六节 机械损失
机械损失分配情况
由上表可知，机械损失所消耗的功率占指示功率 的10％ - 30％，是不可忽视的功率损失，降低机械损 失，特别是摩擦损失，使实际循环发出的指示功尽可能 转变成对外输出的有效功，是提高内燃机性能的一个重 要途径。
2.火焰的传播
（1）α=0.85~0.95时，火 焰传播速度u最大,用此混 合气时，发动机的功率达 最大，故称功率混合比。
（2）α=1.03~1.1 时，燃烧 最完全，热效率最高，油 耗最低，故称经济混合比。
α对火焰传播的影响
三.燃油喷雾与扩散燃烧
1.燃油喷雾与混合
喷入汽缸中的燃油首先要经历破碎和雾化过程。燃油喷入 汽缸后的雾化、吸热、汽化的过程总是伴随着混合气的形成过 程，即边雾化、边混合的过程，以逐步形成可燃混合气。柴油
二.换气过程参数的确定
1.进气终点压力pa
pａ是影响充气效率的主要因素，对泵气损失也有影 响。一般情况下，进气终点的汽缸内压力ｐａ 低于进气 系数的压力，其差值取决于吸气过程中的压力降Δｐａ。
ｐａ ＝ｐ０ －Δｐａ(非增压内燃机) ｐａ ＝ｐｋ －Δｐａ(增压内燃机) 式中:ｐ０———环境大气压力； ｐｋ———增压压力。
汽车是城市中主要的噪声源之一，发动机又是汽车的主要噪 声源。
3．起动性
我国标准规定，不采用特殊的低温起动措施，汽油机在-10℃ 、柴油机在-5℃以下的气温条件下起动发动机时，15s以内发动机 要能自行运转。
第六节 机械损失
机械损失分配情况
由上表可知，机械损失所消耗的功率占指示功率 的10％ - 30％，是不可忽视的功率损失，降低机械损 失，特别是摩擦损失，使实际循环发出的指示功尽可能 转变成对外输出的有效功，是提高内燃机性能的一个重 要途径。
2.火焰的传播
（1）α=0.85~0.95时，火 焰传播速度u最大,用此混 合气时，发动机的功率达 最大，故称功率混合比。
（2）α=1.03~1.1 时，燃烧 最完全，热效率最高，油 耗最低，故称经济混合比。
α对火焰传播的影响
三.燃油喷雾与扩散燃烧
1.燃油喷雾与混合
喷入汽缸中的燃油首先要经历破碎和雾化过程。燃油喷入 汽缸后的雾化、吸热、汽化的过程总是伴随着混合气的形成过 程，即边雾化、边混合的过程，以逐步形成可燃混合气。柴油
二.换气过程参数的确定
1.进气终点压力pa
pａ是影响充气效率的主要因素，对泵气损失也有影 响。一般情况下，进气终点的汽缸内压力ｐａ 低于进气 系数的压力，其差值取决于吸气过程中的压力降Δｐａ。
ｐａ ＝ｐ０ －Δｐａ(非增压内燃机) ｐａ ＝ｐｋ －Δｐａ(增压内燃机) 式中:ｐ０———环境大气压力； ｐｋ———增压压力。
汽车发动机原理第五章 汽油机混合气形成和燃烧-PPT课件-精品文档
第5章 汽油机混合气的形成和燃烧
第二节 汽油机的燃烧过程
第5章 汽油机混合气的形成和燃烧
5.2 汽油机的燃烧过程
一、汽油机的正常燃烧
电火花点燃均匀的可燃混合气, 形成火焰中心, 并且火焰从此中心按一定的速率 （一般为 20～60 m/s ） 连续地传播到整个燃烧室空 间, 在此期间火焰传播速率, 火焰前锋形状均 没有急剧的变化, 称之为正常燃烧。 1.燃烧过程的分段 正常燃烧分三个阶段。
5.1 汽油机混合气的形成
（二）汽油喷射
1. 化油器式发动机的不足之处: （1） 部分负荷时节流损失大 （2） 不可能在各种工况下均提供最佳混合比 （3） 对大气条件和环境适应性差 （4） 仅提供均质混合气 （5） 油膜流动 — 各缸混合气分配不均匀
第5章 汽油机混合气的形成和燃烧
5.1 汽油机混合气的形成
第5章 汽油机混合气的形成和燃烧
5.1 汽油机混合气的形成
（2）
进气管内喷射
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（1） 单点喷射 （2 ） 多点喷射 大喷咀位于节气门之前的化油器位置, 安装空 小喷咀安装于各个进气歧管之中 , 可克服 1 ～ 5 气计量装置和电子控制喷油装置, 可以克服1～4 的不足 , 但结构复杂 , 成本高。 的不足, 但5仍存在。
2.汽油喷射系统的优点
汽油喷射系统油量计量与控制的精度高
发动机原理与汽车理论发动机原理基础知识
10
燃烧过程
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结论：膨胀
发动机的实际膨胀过程与压缩过程很相似，也是一 个复杂的热力过程（吸热量大于放热量、吸热量等于 放热量、吸热量小于放热量）。总体来说，缸内气体 的吸热量大于放热量。 膨胀过程不仅有散热损失和漏气损失，还有补燃损 失。 膨胀过程终了b点的压力和温度越低，说明气体膨胀 和热量利用越充分。
8
结论：压缩
发动机的实际压缩过程，是一个复杂的热力过程(吸 热-绝热-放热)。总体来说，缸内气体的放热量大于 其吸热量。 实际工作中，常测量压缩终了的压力。压缩终了的 压力过低，说明汽缸密封不良，其主要原因一般是气 门密封不良、活塞和汽缸磨损严重等。
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结论：燃烧
汽油机及燃气发动机的燃烧接近定容加热过程。 柴油机燃烧接近混合加热过程（同时存在定容加热和 定压加热）。 燃烧过程放出的热量越多，放热时越靠近上止点，则 热效率越高。 在实际燃烧过程中，不仅有散热损失、不完全燃烧损 失，而且还存在非瞬时燃烧损失。
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三、实际循环与理想循环的差别
（1）实际气体存在的损失wk。 （2）泵气损失wr。 （3）提前排气损失w。 （4）非瞬时燃烧损失wz。 （5）传热损失wb 。 （6）运动摩擦和不完全燃烧等损失。 结论：实际循环的热效率低于理论循环。
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实际循环与理想循环的差别
谢谢观赏
定容加热循环的热效率为：
发动机原理与汽车理论第5章燃气发动机的燃料与燃烧.ppt
129课程内容概述第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章发动机原理基础知识发动机的换气过程汽油机的燃料与燃烧柴油机的燃料与燃烧燃气发动机的燃料与燃烧发动机的特性汽车的动力性汽车的制动性汽车的使用经济性汽车的操纵稳定性汽车的舒适性汽车的通过性汽车性能的合理使用329第五章燃气发动机的燃料与燃烧第一节概述第二节燃气的性质第三节燃气发动机的混合气形成与燃烧第四节改善燃气发动机燃烧过程的措施429第一节概述一燃气汽车的发展历程二我国燃气汽车的发展三车用燃气发动机的发展趋势四车用燃气发动机的类型529一燃气汽车的发展历程?1872年发明了奥托循环发动机开始就有了天然气发动机
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四、车用燃气发动机的类型
•按所用气体燃料的种类不同分为两大类： – 液化石油气发动机以液化石油气（LPG）作为燃料。 液化石油气是一种在大气温度条件下，只需较小压力 就能转变为液态的烃类混合物，主要成份是丙烷和丁 烷。 – 天然气发动机以天然气（NG）为燃料。按所用的天 然气形态不同，天然气发动机又可分为液化天然气 （LNG）发动机、压缩天然气（CNG）发动机和吸附 天然气（ANG）发动机。
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第三节 燃气发动机的混合气 形成与燃烧
一、燃气发动机的混合气的形成 二、燃气发动机的燃烧过程
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一、燃气发动机的混合气的 形成
1.机外混合 混合气均匀，控制系统简单，安全性差。应适当减小气 门重叠角。 (1)混合器供气系统 (2)电控燃气喷射系统 2.机内混合(电控燃气直接喷射系统)：与柴油机类似，分 为高压和低压喷射两种型式。
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四、车用燃气发动机的类型
•按所用气体燃料的种类不同分为两大类： – 液化石油气发动机以液化石油气（LPG）作为燃料。 液化石油气是一种在大气温度条件下，只需较小压力 就能转变为液态的烃类混合物，主要成份是丙烷和丁 烷。 – 天然气发动机以天然气（NG）为燃料。按所用的天 然气形态不同，天然气发动机又可分为液化天然气 （LNG）发动机、压缩天然气（CNG）发动机和吸附 天然气（ANG）发动机。
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第三节 燃气发动机的混合气 形成与燃烧
一、燃气发动机的混合气的形成 二、燃气发动机的燃烧过程
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一、燃气发动机的混合气的 形成
1.机外混合 混合气均匀，控制系统简单，安全性差。应适当减小气 门重叠角。 (1)混合器供气系统 (2)电控燃气喷射系统 2.机内混合(电控燃气直接喷射系统)：与柴油机类似，分 为高压和低压喷射两种型式。
燃料及燃烧理论知识概述.ppt
2、煤的常规特性
煤灰的熔融特性
高温下煤灰的熔融性 用灰熔点表示，煤灰的角锥法确定 变形温度 DT（原t1） 软化温度 ST（原t2） 流动温度 FT（原t3） ST>1400℃的煤成为难熔灰分煤 ST<1200℃的煤称为易熔灰分的煤 是判断锅炉运行中是否会结渣的主要因素之一。
2、煤的常规特性
2、煤的常规特性
煤的发热量
煤的发热量（kJ/kg)单位质量的煤完全燃烧时所释放的 热量 高位发热量(Qgr) 煤的理论发热量。由实验测得的弹筒发 热量（Qb）减去硫和氮生成酸的校正值确定
低位发热量（Qnet） 高位发热量减去水蒸气凝结放出的汽 化潜热后，称为低位发热量（燃料在锅炉中的实际发热量）。
表1-1 项目 某煤样用各种基准所表示的实验结果 基准 收到基（ar） 空干基（ad） 干燥基（d） 干燥无灰基 （daf）
水分 灰分
7.48 15.27
4.85 15.71 16.51
挥发分
固定碳 总计
31.78
45.47 100%
32.68
46.76 100%
34.35
49.14 100%
41.14
5、燃油和燃气的特性 含硫量：石油中的硫以硫化氢、单质硫和各种硫化物 的形式存在。按含硫量的多少，分为低硫油(Sar＜0.5%)、 中硫油(Sar＝0.5-2%)和高硫油(Sar＞2％)三种，当含硫 量高于0.3％时，就应注意低温腐蚀问题。
汽油机的燃料与燃烧
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（4）起动后点火提前角的修正项目 ①冷却水温修正 ②怠速稳定修正 ③空燃比反馈修正
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精确控制点火提前角
3．爆燃的控制（图3-29和图3-30 ）
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第五节 汽油机的排气污染
一、汽油机的排气污染物
二、汽油机排气污染的控制措施
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一、汽油机的排气污染物
1．一氧化碳（CO）
2．碳氢化合物（HC）
3．氮氧化合物（NOX） 4．二氧化碳（CO2） 5．二氧化硫（SO2）
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二、汽油机排气污染的控制措施
1．废气再循环（EGR）装置（图3-31）
2．二次空气供给装置（图3-32 ）
3．催化转换装置（图3-33 ）
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思考题
1.汽油的主要使用性能有哪些？如何评价？ 2.什么是混合气？汽油机对混合气有哪些要求？ 3.汽车机对混合气的形成过程和浓度是怎样控制的？ 4.汽油机的正常燃烧过程分几个阶段？各阶段有何特点？ 5.什么是不正常燃烧？有何危害？使用中应采取哪些防止 措施？ 6.改善汽油机燃烧过程的目的是什么？措施有哪些？ 7.汽油机的排气污染物主要有哪些？如何产生的？ 8.汽油机排气污染的控制措施有哪些？
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第三章 汽油机的燃料与燃烧
第一节 第二节 第三节 第四节 汽油的使用性能 汽油机混合气的形成与燃烧 汽油机的排气污染 改善汽油机燃烧过程的措施
汽车发动机原理第五章 汽油机混合气形成和燃烧幻灯片PPT
1.燃烧过程的分段 正常燃烧分三个阶段。
第5章 汽油机混合气的形成和I4活 燃 面I点I燃3没塞 烧第火缸缩—。烧第（这要遍大烧度作趋1有下 主33I焰内线4点点I明一阶在整部在,粗势从112阶但气燃行 要（I称点阶它过p中压开——u火显阶段此个分暴电p段流烧,为补s8以段与。使后心力始u焰燃段。时燃在0代，火火缸称掉：运燃燃s%前火2p,。升急传烧为间烧此表噪的花花内燃为—动料期以为焰,播高 骤燃烧期 燃 内 室 时工声跳塞 压着3在基（上压传称期不 增料速） 烧 期,,作3本火跳 力火pp不后点火 混m缩播为）火。大 高继度a燃过 内粗火 脱阶x正燃过焰 合u焰速过急。 ，续。 。下烧程 完暴s段。 离常期后前迅 气形燃率程燃燃降完的 成的，压燃的）锋速 的期有成,料烧,的主 燃程工烧传 绝关。的。 热2 能粘点所附绝火以在大提, 在缸部前汽壁分角油上在的机—此混中时1合点,间火气内焰
燃烧速度－影响因素
❖ 火焰速度UT
• 气体的紊流运动 • 混合气成分 • 混合气初始温度
火焰前锋面积AT 可燃混合气密度ρT
第5章 汽油机混合气的形成和燃烧 5.2 汽油机的燃烧过程
第5章 汽油机混合气的形成和燃烧 5.2 汽油机的燃烧过程
❖ 3.不规那么燃烧 ❖ 1〕循环间的燃烧变动 ❖ 产生原因： ❖ 气体运动的循环变动 ❖ 混合气成分的变动，主要与点火过程〔滞燃
第5章 汽油机混合气的形成和燃烧
第5章 汽油机混合气的形成和I4活 燃 面I点I燃3没塞 烧第火缸缩—。烧第（这要遍大烧度作趋1有下 主33I焰内线4点点I明一阶在整部在,粗势从112阶但气燃行 要（I称点阶它过p中压开——u火显阶段此个分暴电p段流烧,为补s8以段与。使后心力始u焰燃段。时燃在0代，火火缸称掉：运燃燃s%前火2p,。升急传烧为间烧此表噪的花花内燃为—动料期以为焰,播高 骤燃烧期 燃 内 室 时工声跳塞 压着3在基（上压传称期不 增料速） 烧 期,,作3本火跳 力火pp不后点火 混m缩播为）火。大 高继度a燃过 内粗火 脱阶x正燃过焰 合u焰速过急。 ，续。 。下烧程 完暴s段。 离常期后前迅 气形燃率程燃燃降完的 成的，压燃的）锋速 的期有成,料烧,的主 燃程工烧传 绝关。的。 热2 能粘点所附绝火以在大提, 在缸部前汽壁分角油上在的机—此混中时1合点,间火气内焰
燃烧速度－影响因素
❖ 火焰速度UT
• 气体的紊流运动 • 混合气成分 • 混合气初始温度
火焰前锋面积AT 可燃混合气密度ρT
第5章 汽油机混合气的形成和燃烧 5.2 汽油机的燃烧过程
第5章 汽油机混合气的形成和燃烧 5.2 汽油机的燃烧过程
❖ 3.不规那么燃烧 ❖ 1〕循环间的燃烧变动 ❖ 产生原因： ❖ 气体运动的循环变动 ❖ 混合气成分的变动，主要与点火过程〔滞燃
第5章 汽油机混合气的形成和燃烧
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贮存、携带不方便，影响了燃气汽车发展， • 20世纪60年代以来，各国都在为解决汽车燃料和污染两大问题，寻
求新的代用汽车燃料。 • 20世纪30年代初由意大利人率先采用天然气作为汽车燃料。 • 前苏联在1938年研制出两种压缩天然气汽车。 • 到1996年仅独联体国家天然气汽车达47万辆，到1998年日本共有天
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四、车用燃气发动机的类型
•按所用气体燃料的种类不同分为两大类： – 液化石油气发动机以液化石油气（LPG）作为燃料。 液化石油气是一种在大气温度条件下，只需较小压力 就能转变为液态的烃类混合物，主要成份是丙烷和丁 烷。 – 天然气发动机以天然气（NG）为燃料。按所用的天 然气形态不同，天然气发动机又可分为液化天然气 （LNG）发动机、压缩天然气（CNG）发动机和吸附 天然气（ANG）发动机。
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第二节 燃气的性质
一、天然气 二、液化石油气
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一、天然气
1. 组成成分：甲烷 2. 密度：相当于空气的60%。 3. 热值：低热值高于汽油和柴油。 4. 自燃温度：比汽油和柴油略高，需外源点火。 5. 抗爆性：比汽油好，可提高压缩比。 6. 沸点：-162度，一般以气态存储。 7. 颜色、味道和毒性：无色、无味、无毒。
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二、液化石油气
1. 组分：丙烷、丁烷。 2. 密度：易液化，15度时为液态，密度比汽油小；气态
的LPG比空气密度大。 3. 热值：单位质量LPG热值比汽油高。 4. 自燃温度：比汽油高。 5. 抗爆性：介于汽油和天然气之间。 6. 沸点：常温下为气态。 7. 颜色、味道和毒性：无色、无味、无毒。
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三、车用燃气发动机的发展趋势
•燃气汽车在国外已有60多年的发展史，早期的燃气汽车发动机， 都是采用油、气两用技术，。 •随着电子技术的发展，燃气发动机也在第一代产品的基础上，加 装了电子控制装置，形成燃气汽车第二代产品。 •随着汽油机电控技术的推广应用，第三代电控燃气喷射技术产品 也相继问世，主要包括两用燃料单点喷射系统和单一燃料（天燃 气或液化石油气）闭环多点顺序喷射系统，同时发动机控制系统 的功能也逐渐延伸到点火和排放控制等系统 。
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四、车用燃气发动机的类型
•按能够燃用的燃料数量和形式可分为三类： – 单燃料燃气发动机只使用天然气或液化石油气中的一 种作为燃料，此种发动机根据所用燃料特性进行专门 设计，其热效率、经济性比较好。 – 两用燃料燃气发动机具有两套独立的燃料供给系统 （其中一套用于供气），在使用中可以在两种燃料间 灵活切换，但两种燃料不能同时使用。 – 混合燃料燃气发动机是在柴油机基础上，经过重新设 计或改装而成的燃气发动机。使用天然气（或液化石 油气）与柴油的混合燃料，燃气混合气由压缩自燃着 火的柴油引燃。
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混合器供气系统
与化油器式汽油发动机类似。 分为机械控制和电控两种型式。 双燃料发动机以般用调节器调节混合气的浓度。 化油器式双燃料发动机加装点火时间转换器。 电控混合器供气系统应用于柴油机上。
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双燃料发动机供给系统
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混合器供气电控系统
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电控燃气喷射系统
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然气汽车45万辆，到2000年意大利已有天然气汽车30万辆，到2000 年阿根廷天然气汽车也超过30万辆。 • 美国从1984年由福特公司开始研制天然气汽车，到1994年的10年间， 美国仅有约4万辆天然气汽车在使用，但受到环保法规和国家政策 制约，1994年后天然气汽车的发展速度也在逐渐加快。 • 天然气兼具资源丰富、分布广泛、价格低廉且可大大减少汽车排放 污染等多方面的优点，天然气汽车将是未来汽车的发展方向。
二、燃气发动机的燃烧过程
1.正常燃烧 着火延迟期 急燃期 补燃期 点火提前角比汽油机大。 2.不正常燃烧 爆燃。
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第四节 改善燃气发动机燃烧过程的措施
一、影响燃气发动机燃烧过程的因素 二、应用在燃气发动机上的电控技术
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一、影响燃气发动机燃烧过程的因素
1．燃料性质：然气的沸点低，与空气混合容易，混合气形成均匀，燃气发动机 的补燃期较短，燃烧比较完全，排放污染低。然气的辛烷值较高，所以燃气发动 机爆震燃烧的倾向小。在压缩比相同时，天然气的着火延迟期比汽油长，液化石 油气的着火延迟期比汽油短。 2．混合气浓度：汽油机功率混合气的浓度为α=0.8~0.9，燃气发动机的功率混合 气浓度为α=0.9~1.1。 3．点火提前角：燃气比汽油的燃烧速度慢，燃烧过程所需时间（或曲轴转角） 相对较长，而且抗爆性能较好，所以在两用燃料发动机上，燃用燃气时与燃用汽 油时相比，点火提前角一般应提前3°~5°。 4．发动机负荷：由于燃气的燃烧速度慢，在发动机使用的负荷范围内，尽量减 少残余废气量和适当增大点火提前角，对提高燃气发动机性能非常重要。 试验证明，随负荷变化，汽油机的急燃期所占曲轴转角变化较大，而燃气发动机 基本不变，所以有无点火提前角真空自动调节装置，对汽油机非常重要，对燃气 发动机影响不大。
第五章 燃气发动机的燃料与燃烧
第一节 概述 第二节 燃气的性质 第三节 燃气发动机的混合气形成与燃烧 第四节 改善燃气发动机燃烧过程的措施
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第一节 概述
一、燃气汽车的发展历程 二、我国燃气汽车的发展 三、车用燃气发动机的发展趋势 四、车用燃气发动机的类型
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一、燃气汽车的发展历程
• 1872年发明了奥托循环发动机开始就有了天然气发动机。 • 第一次世界大战期间天然气发动机开始用在汽车上，后因气体燃料
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二、我国燃气汽车的发展
•我国的一些专家在20世纪50年代就开展了有关天然气汽车的研究，并在60 年代初于四川完成两辆CA10H型天然气汽车的2.5万km运行试验及其它试 验。 •自1994年起，我国最大的工业城市——上海组织开展LPG（液化石油气） 燃气汽车样车的试用及相关研究工作，1997年又开始对LPG汽车应用关键 技术进行研究 。 •在燃气发动机电控技术方面，由东风汽车公司和天津大学牵头开展了大型 公交车用单燃料CNG（压缩天然气）电喷发动机研制，由广西玉柴和吉林 工业大学、中国汽车技术研究中心牵头开展了大型公交车改单燃料LPG电 喷发动机的研制；天津大学还开展了顺序喷射、稀燃、全电子控制柴油/天 然气混合燃料发动机的研究。 •截止2001年底，我国燃气汽车保有量已超过11万辆
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第三节 燃气发动机的混合气 形成与燃烧
一、燃气发动机的混合气的形成 二、燃气发动机的燃烧过程
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一、燃气发动机的混合气的 形成
1.机外混合 混合气均匀，控制系统简单，安全性差。应适当减小气 门重叠角。 (1)混合器供气系统 (2)电控燃气喷射系统 2.机内混合(电控燃气直接喷射系统)：与柴油机类似，分 为高压和低压喷射两种型式。
求新的代用汽车燃料。 • 20世纪30年代初由意大利人率先采用天然气作为汽车燃料。 • 前苏联在1938年研制出两种压缩天然气汽车。 • 到1996年仅独联体国家天然气汽车达47万辆，到1998年日本共有天
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四、车用燃气发动机的类型
•按所用气体燃料的种类不同分为两大类： – 液化石油气发动机以液化石油气（LPG）作为燃料。 液化石油气是一种在大气温度条件下，只需较小压力 就能转变为液态的烃类混合物，主要成份是丙烷和丁 烷。 – 天然气发动机以天然气（NG）为燃料。按所用的天 然气形态不同，天然气发动机又可分为液化天然气 （LNG）发动机、压缩天然气（CNG）发动机和吸附 天然气（ANG）发动机。
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第二节 燃气的性质
一、天然气 二、液化石油气
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一、天然气
1. 组成成分：甲烷 2. 密度：相当于空气的60%。 3. 热值：低热值高于汽油和柴油。 4. 自燃温度：比汽油和柴油略高，需外源点火。 5. 抗爆性：比汽油好，可提高压缩比。 6. 沸点：-162度，一般以气态存储。 7. 颜色、味道和毒性：无色、无味、无毒。
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二、液化石油气
1. 组分：丙烷、丁烷。 2. 密度：易液化，15度时为液态，密度比汽油小；气态
的LPG比空气密度大。 3. 热值：单位质量LPG热值比汽油高。 4. 自燃温度：比汽油高。 5. 抗爆性：介于汽油和天然气之间。 6. 沸点：常温下为气态。 7. 颜色、味道和毒性：无色、无味、无毒。
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三、车用燃气发动机的发展趋势
•燃气汽车在国外已有60多年的发展史，早期的燃气汽车发动机， 都是采用油、气两用技术，。 •随着电子技术的发展，燃气发动机也在第一代产品的基础上，加 装了电子控制装置，形成燃气汽车第二代产品。 •随着汽油机电控技术的推广应用，第三代电控燃气喷射技术产品 也相继问世，主要包括两用燃料单点喷射系统和单一燃料（天燃 气或液化石油气）闭环多点顺序喷射系统，同时发动机控制系统 的功能也逐渐延伸到点火和排放控制等系统 。
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四、车用燃气发动机的类型
•按能够燃用的燃料数量和形式可分为三类： – 单燃料燃气发动机只使用天然气或液化石油气中的一 种作为燃料，此种发动机根据所用燃料特性进行专门 设计，其热效率、经济性比较好。 – 两用燃料燃气发动机具有两套独立的燃料供给系统 （其中一套用于供气），在使用中可以在两种燃料间 灵活切换，但两种燃料不能同时使用。 – 混合燃料燃气发动机是在柴油机基础上，经过重新设 计或改装而成的燃气发动机。使用天然气（或液化石 油气）与柴油的混合燃料，燃气混合气由压缩自燃着 火的柴油引燃。
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混合器供气系统
与化油器式汽油发动机类似。 分为机械控制和电控两种型式。 双燃料发动机以般用调节器调节混合气的浓度。 化油器式双燃料发动机加装点火时间转换器。 电控混合器供气系统应用于柴油机上。
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双燃料发动机供给系统
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混合器供气电控系统
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电控燃气喷射系统
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然气汽车45万辆，到2000年意大利已有天然气汽车30万辆，到2000 年阿根廷天然气汽车也超过30万辆。 • 美国从1984年由福特公司开始研制天然气汽车，到1994年的10年间， 美国仅有约4万辆天然气汽车在使用，但受到环保法规和国家政策 制约，1994年后天然气汽车的发展速度也在逐渐加快。 • 天然气兼具资源丰富、分布广泛、价格低廉且可大大减少汽车排放 污染等多方面的优点，天然气汽车将是未来汽车的发展方向。
二、燃气发动机的燃烧过程
1.正常燃烧 着火延迟期 急燃期 补燃期 点火提前角比汽油机大。 2.不正常燃烧 爆燃。
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第四节 改善燃气发动机燃烧过程的措施
一、影响燃气发动机燃烧过程的因素 二、应用在燃气发动机上的电控技术
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一、影响燃气发动机燃烧过程的因素
1．燃料性质：然气的沸点低，与空气混合容易，混合气形成均匀，燃气发动机 的补燃期较短，燃烧比较完全，排放污染低。然气的辛烷值较高，所以燃气发动 机爆震燃烧的倾向小。在压缩比相同时，天然气的着火延迟期比汽油长，液化石 油气的着火延迟期比汽油短。 2．混合气浓度：汽油机功率混合气的浓度为α=0.8~0.9，燃气发动机的功率混合 气浓度为α=0.9~1.1。 3．点火提前角：燃气比汽油的燃烧速度慢，燃烧过程所需时间（或曲轴转角） 相对较长，而且抗爆性能较好，所以在两用燃料发动机上，燃用燃气时与燃用汽 油时相比，点火提前角一般应提前3°~5°。 4．发动机负荷：由于燃气的燃烧速度慢，在发动机使用的负荷范围内，尽量减 少残余废气量和适当增大点火提前角，对提高燃气发动机性能非常重要。 试验证明，随负荷变化，汽油机的急燃期所占曲轴转角变化较大，而燃气发动机 基本不变，所以有无点火提前角真空自动调节装置，对汽油机非常重要，对燃气 发动机影响不大。
第五章 燃气发动机的燃料与燃烧
第一节 概述 第二节 燃气的性质 第三节 燃气发动机的混合气形成与燃烧 第四节 改善燃气发动机燃烧过程的措施
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第一节 概述
一、燃气汽车的发展历程 二、我国燃气汽车的发展 三、车用燃气发动机的发展趋势 四、车用燃气发动机的类型
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一、燃气汽车的发展历程
• 1872年发明了奥托循环发动机开始就有了天然气发动机。 • 第一次世界大战期间天然气发动机开始用在汽车上，后因气体燃料
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二、我国燃气汽车的发展
•我国的一些专家在20世纪50年代就开展了有关天然气汽车的研究，并在60 年代初于四川完成两辆CA10H型天然气汽车的2.5万km运行试验及其它试 验。 •自1994年起，我国最大的工业城市——上海组织开展LPG（液化石油气） 燃气汽车样车的试用及相关研究工作，1997年又开始对LPG汽车应用关键 技术进行研究 。 •在燃气发动机电控技术方面，由东风汽车公司和天津大学牵头开展了大型 公交车用单燃料CNG（压缩天然气）电喷发动机研制，由广西玉柴和吉林 工业大学、中国汽车技术研究中心牵头开展了大型公交车改单燃料LPG电 喷发动机的研制；天津大学还开展了顺序喷射、稀燃、全电子控制柴油/天 然气混合燃料发动机的研究。 •截止2001年底，我国燃气汽车保有量已超过11万辆
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第三节 燃气发动机的混合气 形成与燃烧
一、燃气发动机的混合气的形成 二、燃气发动机的燃烧过程
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一、燃气发动机的混合气的 形成
1.机外混合 混合气均匀，控制系统简单，安全性差。应适当减小气 门重叠角。 (1)混合器供气系统 (2)电控燃气喷射系统 2.机内混合(电控燃气直接喷射系统)：与柴油机类似，分 为高压和低压喷射两种型式。