潍柴天然气发动机结构及工作原理
潍柴天然气发动机结构与工作原理
柴油：1.58％， 汽油：1.3％。
燃料种类
天然 气
柴油
汽油
蒸气密度 /（kg/m3
）
0.750.8
3.4
≥4
沸点℃ -162 170～350 30～190
理论空燃 比
(kg/kg)
17.2 ：1
14.3：1 14.8：1
辛烷值 (RON)
130
23～30 80～99
燃烧极限 (体积) %
5～15
1.58～ 8.2
LNG发动机工作原理图
进入诊断页面后，点击Connect。
选择对应的COM端口号。（端口号查 询方法见上页）
点击Connect。
CNG发动机工作原理图
目录
一、天然气的特性 二、天然气发动机的结构特点 三、燃气控制系统 四、进气控制系统 五、尾气处理系统 六、点火控制系统 七、水循环系统
平衡管接头：与发动机进气管连接，可以 动态调节减压器出口压力，提高燃气供气系 统的反应速度。平衡管接头需固定，防止漏 气，否则可导致动力不足。
WP5/WP6/WP7NG发动机不安装平衡管；
高压电磁阀，燃气管路上的安全开关，控 制天然气的通断。
进气口
燃气控制系统
燃气滤清器
作用： 过滤燃气中的杂质，可过滤燃气中0.3μm ～ 0.6μm的微粒，过滤效率≥95%。 ◆技术参数： 使用温度：-40～107℃ 最大使用压力：35bar ◆安装： 放水口朝下，按箭头所指的气流方向安装 ，切记不能装反。 保养 按《潍柴燃气发动机燃气滤清器滤芯更换 规范》要求保养： 例行检查时排污。 在一级保养时检查更换滤芯。 注意：燃气滤清器排污需在系统压力释放 后进行。
天然气发动机介绍
天然气发动机介绍
天然气发动机介绍
一、概述
天然气发动机是一种利用天然气作为燃料的内燃机。
它具有环保、经济、效率高等优点，被广泛应用于汽车、发电和工业领域。
二、原理
1.气缸循环过程：天然气发动机采用Otto循环或Diesel循环，通过活塞在气缸内的往复运动来完成吸气、压缩、爆发和排气的过程。
2.燃烧过程：天然气通过喷射系统进入气缸，并且与空气混合后燃烧，释放能量驱动活塞运动。
三、组成部分
1.气体供应系统：包括天然气储气罐、气体压力调节器和喷射系统等。
2.发动机控制系统：用于控制点火时机、喷油量和气门开启时间等。
3.排气系统：用于将燃烧产生的废气排出。
4.冷却系统：保持发动机工作温度在适宜范围内。
5.传动系统：将发动机输出的动力传递给车轮或工业设备。
四、应用领域
1.汽车领域：天然气发动机被广泛应用于公共交通和货运车辆中，以提高燃油经济性和降低污染排放。
2.发电领域：天然气发动机可用于独立发电站或峰值负荷供电，具有高效、环保的特点。
3.工业领域：天然气发动机在工业生产中用于驱动压缩机、泵和发电机等设备。
五、附件
本文档涉及的附件包括：
1.天然气发动机技术参数表
2.天然气供应系统示意图
3.天然气发动机控制系统框图
六、法律名词及注释
1.天然气发动机：指使用天然气作为燃料的内燃机。
2.Otto循环：一种热力学循环过程，用于描述四冲程发动机中的吸气、压缩、爆发和排气过程。
3.Diesel循环：一种热力学循环过程，用于描述柴油发动机中的吸气、压缩、爆发和排气过程。
一潍柴天然气发动机结构及工作原理
一潍柴天然气发动机结构及工作原理潍柴天然气发动机是一种使用天然气作为燃料的发动机，具有结构简单、性能稳定、燃烧效率高等优点。
本文将介绍潍柴天然气发动机的结构及工作原理。
潍柴天然气发动机的结构主要包括气缸体、活塞、连杆、曲轴、气门机构和燃烧系统等部件。
气缸体是发动机的主体，其内部设有气缸，用于放置活塞和燃烧室。
活塞通过连杆与曲轴相连，曲轴负责将活塞的往复运动转化为旋转运动，并驱动其他设备工作。
气缸内装有气门机构，包括进气阀和排气阀，用于控制气缸内气体的进出。
燃烧系统包括点火系统和供气系统，点火系统用于点燃混合气体，供气系统则负责为燃烧提供所需的天然气。
潍柴天然气发动机的工作原理是通过气缸内的往复活塞运动，完成吸气、压缩、燃烧和排气四个过程。
首先，活塞向下运动时，在曲轴的带动下，气缸内的混合气体通过进气阀进入；接着，活塞向上运动时，进气阀关闭，将混合气体压缩；然后，在活塞运动到上止点时，点火系统触发点火，将混合气体燃烧，产生高温高压燃烧气体；最后，活塞再次向下运动，打开排气阀，将燃烧废气排出气缸。
潍柴天然气发动机的燃烧过程相较于传统的汽油发动机更为高效。
天然气燃烧时不含硫、铅等杂质，可以减少尾气排放。
而且，天然气的着火点低，燃烧速度快，能够提供更高的爆发力。
此外，天然气的分子结构简单，燃烧后不会在发动机内部产生积碳，降低了发动机的维护成本。
总结起来，潍柴天然气发动机具有结构简单、性能稳定、燃烧效率高等优点。
通过气缸内的往复活塞运动完成吸气、压缩、燃烧和排气四个过程。
与传统汽油发动机相比，潍柴天然气发动机在环保性、经济性方面更具优势。
天然气发动机结构及工作原理
潍柴天然气发动机之发动机结构及工作原理1 / 51天然气的成分主要成分是甲烷，易于完全燃烧，比空气轻，泄露后迅速飘散大气中，安全性好。
作为车载能源，主要有以下两种贮存形态：1、CNG-Compressed natural gas 压缩天然气:气瓶内充满气时一般为20Mpa,2、LNG-Liquefied natural gas 液化天然气：在常压下、温度为-162度的天然气变为液态。
2 / 51燃料种类常态下密度kgm 沸点℃天然气(CH4) LPG580柴油(C16H34为代表) 汽油(C8H18为代表)-3 0.75~0.8(气态) 830170～35014.3：142.50 720～750 30～190 14.8：1 43.90-161.5 17.2：1 49.81 130 -100理论空燃比(kg/kg)低热值 MJ(kg) -1 45.9辛烷值(RON) 十六烷值100~110 23～3040～601.58～8.225080～9927 0燃烧极限(体积) % 自然温度(常压下)T ℃闪点℃5～156501.5~9.54501.3～7.6390～42060-43 -187其中：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 / 51天然气的安全性：1）天然气在压缩（液化）、储运、减压、燃烧过程中,都是在严格密封的状态进行，不易泄漏；2）天然气比空气轻（密度为空气密度的55％），如有泄漏，在高压下很快散失，不易着火；3）天然气的着火点为650～750℃，比汽油高约260℃，4）爆炸极限5～15%，比汽油的1～6%高2.5～4.7倍，与汽油相比不易发生燃烧和爆炸。
4 / 51第一代天然气发动机使用非增压预混合技术。
技术特点:1、文丘里式混合器进气总管混合；2、机械式节气门控制；3、空燃比闭环控制；4、理论空燃比燃烧。
天燃气发动机工作原理
天燃气发动机工作原理
天燃气发动机是一种利用天然气作为燃料的内燃机。
它的工作原理可以分为四个步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
首先，进气阶段。
天然气从燃气管道进入发动机的气缸。
此时，气缸活塞处于下行的位置，活塞环创建了一个密封的空间。
接着，压缩阶段。
活塞开始向上移动，将进入气缸的天然气压缩到高压状态。
在这个过程中，活塞环保持气缸的密封性，确保气体不会泄漏。
然后，燃烧阶段。
当活塞接近上死点时，高压天然气通过喷油嘴喷射入气缸。
同时，点火系统点燃天然气，引起爆炸，推动活塞向下。
这个爆炸产生的能量被传递到连杆和曲轴，将动力传输到发动机的输出轴。
最后，排气阶段。
排气门打开，废气通过排气管排出，同时活塞向上移动，准备进行下一轮的进气循环。
总结起来，天燃气发动机的工作原理就是通过进气、压缩、燃烧和排气四个步骤实现能量转换，将天然气的化学能转化为机械能，为车辆或机械设备提供动力。
天然气发动机工作原理
天然气发动机工作原理
天然气发动机是一种利用天然气作为燃料的内燃机，它与传统的汽油发动机相比，具有环保、经济、效率高等优点。
那么，天然气发动机是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍天然气发动机的工作原理。
首先，天然气进入发动机后，经过压缩。
在天然气发动机中，气体需要被压缩到很高的压力才能达到燃烧所需的条件。
这一过程通常是由发动机中的压缩机来完成的。
压缩机将气体压缩后送入气缸内，为燃烧创造条件。
接着，天然气与空气混合后，进入气缸进行燃烧。
在气缸内，天然气与空气混合后，通过高压火花塞点火，燃烧产生高温高压的燃气。
这些燃气的高温高压状态使得活塞向下运动，驱动曲轴转动，从而产生动力。
随后，燃气通过排气门排出。
在燃烧完毕后，燃气通过排气门排出气缸，进入排气系统。
排气系统通过排气管将废气排出，同时排气门关闭，为下一个工作循环做准备。
最后，曲轴转动带动传动系统工作。
曲轴是天然气发动机中的一个重要组成部分，它将活塞的上下运动转化为旋转运动，从而驱动发电机或者汽车的动力系统工作。
总的来说，天然气发动机的工作原理是通过压缩、燃烧和排气等环节完成燃料的能量转化，最终驱动发电机或者汽车等设备工作。
相比传统的汽油发动机，天然气发动机具有更清洁、更经济的特点，是未来发展的趋势。
一、潍柴天然气发动机结构及工作原理(修订)
发动机性能提升的未来展望
研发更高效的燃烧系统
应用先进的控制技术
探索新型材料和工艺
加强与国际先进企业的合 作与交流
Prt Six
潍柴天然气发动机 维护与保养
发动机维护保养的重要性
延长发动机使用 寿命：定期保养 能够及时发现并 解决潜在问题避 免发动机严重损 坏。
提高发动机性能： 保养得当可确保 发动机处于最佳 工作状态提高燃 油效率和动力性 能。
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改进燃油喷射系统：精准控制燃油 喷射提高燃烧效率
轻量化设计：采用新型材料和结构 降低发动机重量
发动机性能改进措施
优化燃烧系统：提 高燃油燃烧效率降 低排放
采用高效涡轮增压 技术：增加进气压 力提高功率和扭矩
改进冷却系统：降 低发动机温度提高 可靠性
智能化控制技术： 实现精准控制提高 燃油经济性
常见故障诊断和排除方法
发动机启动困难：检查点火系统、供油系统和气缸压力是否正常 发动机功率不足：检查空气滤清器、燃油喷射系统、点火系统等是否正常 发动机过热：检查冷却系统是否正常风扇、水泵等部件是否工作正常 发动机异响：检查发动机各部件是否有松动或损坏如气门、活塞等
发动机维修保养的注意事项
定期检查发动机机油、冷却液、油位和空气滤清器确保发动机正常运行。 定期清洁发动机进气系统保持空气滤清器清洁以防止灰尘和杂质进入发动机。 定期检查发动机的皮带和链条确保其张紧度适中如有需要及时更换。 定期检查发动机的排放系统确保其正常工作以减少对环境的污染。
THNKS
汇报人：
船舶动力：潍柴天然气发动机还可作为船舶动力具有高效、可靠、安全 等特点。
天然气发动机的发展趋势
高效低排放：提高天然气发动机的效率和降低排放是未来的重要趋势以满足更严格的 环保要求。
天然气发动机工作原理
天然气发动机工作原理天然气发动机是一种利用天然气作为燃料的内燃机，它与传统的汽油发动机相比，具有环保、经济、高效的特点。
那么，天然气发动机是如何工作的呢？接下来，我们将从工作原理的角度来详细介绍。
首先，天然气发动机的工作原理可以简单概括为，吸气、压缩、点火、工作。
具体来说，天然气首先通过进气道进入气缸内，然后活塞向上运动，将气体压缩。
在这个过程中，进气门关闭，气缸内的气体被压缩，温度和压力随之升高。
接着，天然气发动机利用点火系统点燃压缩空气和天然气混合气体，使混合气体燃烧。
燃烧后的高温高压气体推动活塞向下运动，从而驱动曲轴转动，产生动力。
这种燃烧的过程可以持续地推动活塞运动，从而驱动车辆行驶。
在整个工作过程中，天然气发动机的关键部件包括进气系统、压缩系统、点火系统和排气系统。
进气系统负责将天然气引入气缸内，压缩系统将气体压缩，点火系统提供点火能量，排气系统排出燃烧后的废气。
这些系统协同工作，使得天然气发动机能够高效地工作。
此外，天然气发动机的工作原理还涉及到燃烧过程的控制。
通过控制点火时机、燃料混合比等参数，可以实现燃烧过程的优化，提高燃烧效率，减少排放。
同时，天然气发动机还可以通过增压技术提高进气密度，进一步提高功率和燃油经济性。
总的来说，天然气发动机的工作原理是一个复杂的系统工程，涉及到多个领域的知识。
通过对其工作原理的深入了解，可以更好地理解天然气发动机的优势和特点，为其在汽车、发电等领域的应用提供技术支持。
综上所述，天然气发动机的工作原理是一个多方面的系统工程，需要综合运用机械、热力学、电子等多个学科的知识。
通过对其工作原理的深入理解，可以更好地推动天然气发动机技术的发展，促进其在环保、高效等方面的应用。
天燃气发动机工作原理
天燃气发动机工作原理
天然气发动机是一种使用天然气作为燃料的内燃机。
它的工作原理可以分为四个主要步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
1. 进气：在进气冲程中，活塞朝下移动，气门打开，进气门会打开，使混合气通过进气道进入气缸。
2. 压缩：在压缩冲程中，气门关闭，活塞朝上移动，将混合气体压缩成较小的体积。
这个过程会使混合气体的压力和温度都升高。
3. 燃烧：在燃烧冲程中，活塞接近顶点时，高压天然气被喷射到气缸中，同时火花塞产生火花引燃混合气体。
燃烧时，天然气和空气混合产生火焰，推动活塞向下运动。
4. 排气：在排气冲程中，活塞朝上移动，气门打开，排气门打开，废气通过排气道排出气缸。
这四个步骤会不断重复，带动活塞的运动，从而驱动发动机的工作。
天然气发动机相对于传统汽油发动机来说，它的燃烧过程中产生的废气中有更少的碳氧化物和氮氧化物排放，因此更环保。
此外，天然气发动机还具有压缩比高、燃烧效率高、噪音低等优点。
天然气发动机原理
天然气发动机原理
天然气发动机是一种将天然气作为燃料进行燃烧的发动机，其工作原理与传统的内燃机基本相同，只是燃料类型不同。
天然气发动机采用点火式供油系统，燃气与空气混合后，通过电火花点火器点燃，然后燃烧产生的高温高压气体驱动活塞运动，从而转化为机械能。
具体来说，天然气进入发动机后，首先经过空气滤清器进行过滤和除尘，保证进气道的清洁。
然后通过增压器增压，使空气密度增加，提高燃烧效率。
接下来，天然气与空气按一定比例混合，形成可燃性混合气体。
混合气体进入发动机的气缸内，随着活塞的向下运动，空气燃料混合物被压缩。
在活塞下端达到最低位置时，点火器引入高压电流产生电火花，点燃混合气体，形成火焰。
燃烧过程中，混合气体在火焰的作用下迅速膨胀，驱动活塞做冲程运动，同时释放出热量。
活塞通过连杆传递动力给曲轴，使曲轴旋转，将往复运动转化为旋转运动。
曲轴上的连杆将动力传递给摇臂、活塞等部件，最终推动车辆行驶。
在运行过程中，排出的废气会通过排气门排出，同时还需通过配气机构将新鲜空气进入气缸内，完成发动机的循环工作。
总而言之，天然气发动机利用天然气的燃烧来驱动活塞做往复运动，通过连杆传递动力给曲轴，最终将机械能转化为车辆行驶的动力。
与传统的内燃机相比，天然气发动机在燃料类型和供油系统上有所不同，但工作原理基本相似。
潍柴天然气发动机结构及工作原理
潍柴天然气发动机结构及工作原理
一、发动机机械系统
潍柴天然气发动机机械系统主要由活塞、连杆、曲轴、曲轴销等组成，再经过一些减振装置和润滑系统而构成整个机械系统。
活塞的作用是将曲
轴的能量转换为机械能量，曲轴的动作分为由连杆传动活塞上升，压缩，
膨胀，排放4个动作，从而使活塞一上升一下降，产生往复运动。
二、发动机燃料系统
潍柴天然气发动机燃料系统主要由燃料油泵、燃油喷嘴、燃油过滤器、分析器、喷射系统、开关等组成。
其中，燃料油泵的功能是将燃料从燃油
箱抽取到燃油喷嘴，喷嘴的功能是将燃油燃烧，并将燃油的燃烧产生的热
量转换为机械能量，燃油过滤器的功能是将燃油中的杂物过滤，减少燃烧
过程中发生的污染，分析器的功能是监测并将发动机的排放量控制在允许
范围之内，喷射系统的功能是将燃油准确地喷射到活塞上，从而使发动机
达到最优性能。
天然气发动机工作原理
天然气发动机工作原理本帖最后由giant于xx-2-421:47天然气发动机工作原理：·LNG从气瓶体通过管路进入汽化器加热汽化，经过稳压罐稳压后由燃气稳压后由燃气滤清器滤清，之后能过电磁切断阀控制进入稳压器稳压，稳压后的燃气进入热交换器。
·G从压缩气瓶通过管路进入减压器减压至8bar后，经过滤清器进入热交换器。
燃气经过热交换器加热后通过节温器进入FMV，由FMV 控制喷射入混合器中与增压后的空气混合。
电子节气门控制混合气进入发动机气缸内燃烧做功。
·LPG从气瓶出来经高压电磁阀到蒸发调压器，变成气态的LPG。
LPG经FTV与空气在混合器内充分混合，进入发动机缸内混合燃烧。
淮柴天然气发动机部件介绍潍柴天然气发动机的美国伍德沃德公司的OH2.0系统。
OH2.0系统一套单点喷射，稀然，全功能，自适应闭环抵制系统，由三部分组成。
分别是燃料控制系统，空气控制系统和点火系统。
发动机控制模块及线束◆ECM电控模块ECM是一个徽缩了的计算机管理中心，它以信号（数据）采集作为输入，经进计算处理，分析判断，决定对策，然后以发出控制指令，指挥执行器工作作为输出，同时给传感器提供稳压电源或参考电压。
其全部功能是通过各种硬件和软件来完成的。
WOODWARD2.0系统采用ECU128－HD微处理器。
可以支持单点或多点喷射，支持CAN通讯。
ECM具有以下结构：①最大有34模拟量输入，5个数字量输入，5PWM输入等；②最大支持12个喷嘴驱动，1个驱动单独对应一个喷嘴；③11个低端输出；④2CAN通讯口；⑤1RS－485通讯口。
ECU有两个5V电源输出，给传感器供电，两电源相互独立，如果5V电源短路，电压下降并会导致许多系统错误；有一专门应用于连接传感器和ECU的接地，以保证传感器的精确读数。
ECM采用RS485用于Toolkit 软件连接，故障检查和标定。
发动机电控模块（ECM）及点火控制模块（ICM）一般安装在控制箱中，控制箱由主机厂固定在车架上。
天然气发动机基本结构及工作原理(1)
气缸
3）气缸套 气缸套是指在缸体内为活塞往复运动作导向而单独制成的零件。
气缸套的主要作用是：与气缸头、活塞形成气体压缩、燃烧和膨胀的空间， 以实现发动机工作循环过程；
• 空气过滤器
空气过滤器通常为纸质的桶状或块状 过滤器。当空气进气压差超过规定值时， 应对空气过滤器进行清吹或更换新空气过 滤器。
涡轮增压器
• 涡轮增压器是利用发动机排出的部分废气能量，通过涡轮
驱动压气机使空气增压的一个装置。主要由压气机（包括 压气机叶轮、压气机涡壳等）、涡轮机（包括涡轮叶轮、 涡轮涡壳等）和中间体三部分组成。中间体内有轴承，以 支撑转子总成（压气机叶轮、涡轮叶轮和轴等），还有密 封、润滑油路和冷却腔等。
连杆组
连杆由小头、杆身和大头三部分组成。连 杆小头与活塞销相连。
连杆通常是由优质钢锻造制成。连杆的大 头端是分体的，并借助于四个合金螺栓、 垫圈和自锁螺母来固定精密型连杆轴承、 轴承盖。轴承盖和连杆体作为一个组件， 整个组件必须一起进行更换；上下瓦是不 可互换的。当拆卸轴承盖时，要确保上下 轴瓦正确安装，即下瓦上有一个径向油槽。
天然气基本知识
天然气在室内空气中的含量达到5%-15%时,一遇明火或高温物体,甚至开关电灯 时所产生的电火花,都可引起门窗紧闭的房 间发生爆炸。
天然气中含有少量的硫化氢气体,国家 有关规范要求,一立方米天然气中硫化氢含 量小于或等于20毫克,它具有臭皮蛋气味,并 且硫化氢气体还是一种强烈的神经性毒物。
三 发动机结构
• 曲柄连杆机构 • 配气机构 • 燃料系统 • 启动系统 • 点火系统 • 润滑系统 • 冷却系统
潍柴发电机工作原理
潍柴发电机工作原理潍柴发电机的工作原理潍柴发电机是一种常见的发电设备，它通过将机械能转换为电能，为人们的生产和生活提供了可靠的电力支持。
那么，潍柴发电机是如何工作的呢？下面就让我们来了解一下潍柴发电机的工作原理。
潍柴发电机采用内燃机和发电机的组合方式，其中内燃机是发电机的动力来源。
内燃机通过燃烧燃料，产生高温高压的气体，推动活塞做往复运动。
内燃机的工作原理是将燃料与空气混合后，在气缸中燃烧产生高温高压气体，使活塞做往复运动，从而带动曲轴旋转。
当内燃机的活塞做往复运动时，活塞连杆与曲轴相连，通过连杆传递动力，使曲轴做旋转运动。
曲轴旋转的速度和活塞的行程决定了内燃机的输出功率。
内燃机的输出功率越大，转速越高，旋转的惯性越大。
潍柴发电机的发电部分是由发电机组成的。
发电机是一种将机械能转换为电能的装置。
当内燃机带动曲轴旋转时，曲轴上的转子也随之旋转。
转子是由磁铁组成的，当转子旋转时，会产生磁场。
同时，在发电机的定子上也存在着一组线圈，称为励磁线圈。
励磁线圈通过电流产生磁场，与转子的磁场相互作用，产生电磁感应。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场发生变化时，就会在线圈中产生感应电动势。
在发电机中，磁场的变化是通过转子的旋转实现的。
因此，当转子旋转时，励磁线圈中就会产生交变电流，即感应电动势。
这个交变电流会通过导线传输到外部电路中，从而产生电能。
潍柴发电机的工作原理可以总结为：内燃机通过燃烧燃料产生高温高压气体，推动活塞做往复运动，带动曲轴旋转。
曲轴的旋转驱动转子旋转，在励磁线圈中产生感应电动势，从而转化为电能。
潍柴发电机的工作原理符合能量转换的基本原理，将燃料的化学能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。
这种工作原理使得潍柴发电机在许多领域都得到了广泛的应用，为人们的生产和生活提供了稳定可靠的电力供应。
天然气发动机结构及工作原理
天然气发动机结构特点（燃气供给系统）
燃气供给系统的作用:
压力管理: 气罐压力混合器前极低压力
温度控制: 极低温度的燃气将冻结管路和部件，系统件 有效加热并控制燃气温度在合理范围内
传感器: 提供稀燃燃烧需要的燃气温度信息，精确控制 喷嘴喷射量.
安全性: 燃气需要电磁阀控制燃气的开断
混合器
气瓶
性能： 燃气温度超过40℃，30秒钟内关闭 燃气温度低于10℃，30秒钟内开启
注意事项： 节温器的开启与关闭受燃气温度控制，冷却液的 进口与出口不能接反，进口处有“IN”标记，出
口 处有“OUT”标记。
天然气发动机燃气供给系统（混合器）
工作原理及作用：将天然气和中冷后的空气充分混 合，使燃烧更充分、柔和。有效降低NOx排放和排 气温度。 结构：采用喉管和十字叉 结构，天然气从小孔中进 入混合器。
燃气经过热交换器加热后通过节温器进入FMV，由 FMV控制喷射入混合器中与增压后的空气混合。电 子节气门控制混合气进入发动机气缸内燃烧做功。
天然气发动机结构特点(专用气门及座圈)
燃气机专用气门座圈及气门
1、耐高温；2、耐腐蚀；3、自润滑性能好 4、气门阀座和气门寿命与柴油机相同
密封带堆焊
天然气发动机结构特点(专用气门密封套)
天然气发动机空气供给系统（增压压力示意图）
发动机排气能量
增压后空气
增压器废气阀
排气能量损失
天然气发动机空气供给系统（废气庞统控制阀）
作用：与增压器的放气阀连接，控 制增压器废气门驱动气室的气体 压力On/off 电磁阀开启频率为 30 Hz或50Hz
注意事项： 如果通至阀门的空气被污染， 阀
门的隔网可能堵塞 连接管路长度不可更改，否则增
潍柴天然气发动机结构及工作原理
潍柴天然气发动机结构及工作原理
1.结构
1.1气缸体和气缸盖：气缸体是发动机最重要的部分之一，用于容纳
气缸和阀门机构。
气缸盖则用于封闭气缸顶部并连接气门机构。
1.2活塞与气缸：活塞是发动机的运动部件，通过连杆连接到曲轴上。
它在气缸内上下运动，从而将燃气进行压缩和爆燃。
1.3曲轴箱：曲轴箱是发动机的底部部件，用于容纳和支撑曲轴。
它
还承载了发动机的润滑系统和油底壳。
1.4连杆：连杆连接活塞和曲轴，将活塞的上下直线运动转化为曲轴
的旋转运动。
1.5气门机构：气门机构主要由凸轮轴、气门和气门弹簧等组成。
通
过凸轮轴的旋转，气门打开和关闭，以控制进气和排气。
2.工作原理
2.1进气阶段：当曲轴转动时，活塞向下运动，气缸内产生负压，进
气门打开，将新鲜空气和预混合好的天然气燃料混合物进入排气门。
2.2压缩阶段：当活塞运动到上止点时，气门全部关闭。
此时曲轴继
续旋转，活塞向上运动，将混合气体进行压缩，使燃料更易燃烧。
2.3燃烧阶段：当活塞接近上止点时，点火塞产生火花，点燃混合气体。
燃烧产生的高温高压气体使活塞向下运动，推动曲轴旋转。
2.4排气阶段：当活塞再次接近下止点时，排气门打开，燃烧产物通
过排气门排出。
通过以上四个阶段的循环，潍柴天然气发动机能够持续提供功率，并将燃料燃烧产生的能量转化为机械能供应给车辆进行运行。
潍柴天然气发动机结构与工作原理
LNG发动机工作原理图
进入诊断页面后，点击Connect。
选择对应的COM端口号。（端口号查 询方法见上页）
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CNG发动机工作原理图
目录
一、天然气的特性 二、天然气发动机的结构特点 三、燃气控制系统 四、进气控制系统 五、尾气处理系统 六、点火控制系统 七、水循环系统
稀燃优点： 经济性好，排放性能好，热负荷小 稀燃注意事项： •需高能长时间点火和小的火花塞间隙； •失火极限<混合气浓度<爆震极限 •高的空气湿度易导致失火
4、燃料喷射闭环控制 氧传感器对排气进行测量反馈给
ECU，控制燃料供给，保持目标空 燃比。
天然气发动机技术特点
潍柴天然气发动机主要采用美国伍德沃德公司OH2.0系统，主要技术特点如下： 1、采用电子脚踏板，改善了发动机的驾驶性能。 2、燃气喷射、点火角度、空燃比、发动机负荷全部采用电控单元ECU控制。ECU根据电子脚 踏板输出的电压信号，确定电子节气门的开度，再根据发动机负荷、发动机转速、进气压力 、燃气压力和温度等参数计算燃气喷射量，确定点火角度。 3、发动机稳定运行时采用闭环控制，使实际空燃比和理论空燃比一致。 4、燃气进气方式为电控单点喷射，供气及时、停气干脆。 5、具有加速加浓功能。 6、采用防喘振技术，发动机大负荷急松脚踏板时，ECU根据减速信号，激活燃料切断功能， 在切断燃料供给的同时，电子节气门保持一定的开度，消除了因节气门关闭而引起增压器喘 震的可能性。 7、增压器带废气控制阀，采用电控放气。 8、具有超速保护功能。 9、电钥匙打开后，如果没有转速信号，燃气管路的电磁阀会自动关闭。 10、具有故障自我诊断功能。
目录
一、天然气的特性 二、天然气发动机的结构特点 三、燃气控制系统 四、进气控制系统 五、尾气处理系统 六、点火控制系统 七、水循环系统
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平衡管接头 减压器出气口 减压器泄压口
减压器出水管 减压器进水管
高压电磁阀
减压器进气口
燃气控制系统
热交换器
作用：利用发动机的冷却液给天然气进 一步加热，防止进入燃料计量阀前的燃气 结晶。 结构：热交换器采用叉流结构以避免因 燃气过冷和冷却液过热时导致的热冲击。 •性能：在冷却水温度高于0度的时，热交 换器能保证燃气温度始终高于-40 ℃。冷 却水温高于82C时燃气温度高于0 ℃ 。 相关参数： •天然气入口温度：-115℃-120℃ •天然气出口温度：-40℃-120℃ •可承受压力：
天然气在我国分布很广，根据开采和形成的方式不同，天然气可分为5种： ①纯天然气：从地下开采出来的气田气为纯天然气； ②石油伴生气：伴随石油开采一块出来的气体称为石油伴生气； ③矿井瓦斯：开采煤炭时采集的矿井气； ④煤层气：从井下煤层抽出的矿井气； ⑤凝析气田气：含石油轻质馏分的气体。
高纯度的天然气是无色、无味、无毒、无腐蚀性、易燃、易爆的气体。为防 止泄露时易于觉察，在天然气中添加了加臭剂。
电源和接地
通信
ECUL输出两个5 V 电源给传感器供电， 两电源相互独立。
注意：如果5v电源 短路，会导致许多 系统错误。 ECU输出一专门接 地给传感器。
RS485 SAEJ1979
程序
程序保持在可 在ECU长时间断 电情况下保存；
ECU可TOOLKIT 重复多次刷写
气罐压力Æ混合 器前极低压力
使用一段时间后，需要清洗，清洗时使用专门 的清洗设备，并且应用诊断软件中专门的清洗功能。 按《潍柴燃气发动机喷嘴清洗规范》操作。
作用： 将天然气和中冷后的空气充分
混合，使燃烧更充分、柔和。有 效降低NOx排放和排气温度。 结构： 采用喉管和十字叉结构，天然气 从小孔中进入混合器。 维护保养： 喉管和十字叉小孔定期拆卸清洗 或用化油器清洗剂冲洗。
2）LNG: 液化天然气
在常压下、温度为-162度的天然气变为液态。
通常条件下，1个积的LNG将产生600个体积的 气体。因此，LNG适用于长途运输和储贮。
LNG接触到皮肤时，可造成与烧伤类似的灼伤。 从LNG中漏出的气体也非常冷，并且能导致灼伤。
LNG储存特性
隔热保冷:保持真空; 分层:长时间停放时,隔几天启 动车辆。
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一、天然气的特性 二、天然气发动机的结构特点 三、燃气控制系统 四、空气控制系统 五、点火控制系统
天然气发动机与柴油机的区别
燃料供给系统
天然气发动机
柴油机
燃气供给系统
燃油供给
（电磁切断阀、稳压器、燃料计量阀等） （高压油泵、高压油管、喷油器等）
点火方式
点燃 （点火模块、点火线圈、高压线、火花塞等）
2、天然气发动机使用稀燃技术
天然气发动机理论空燃比:16-17 稀燃优点： 经济性好，排放性能好，热负荷小 稀燃注意事项： •需要高能长时间的点火和小的火 花塞间隙； •失火极限<混合气浓度<爆震极限 •高的空气湿度易导致失火
4、燃料闭环控制，不易失火
氧传感器对排气进行测量，反 馈给ECU，控制燃料以保持目标 空燃比。
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一、天然气的特性 二、天然气发动机的结构特点 三、燃气控制系统 四、空气控制系统 五、点火控制系统
空气控制系统图
空气控制系统
节气门前 压力传感器
中冷器
油门脚踏板
节气门位置反馈
电子节气门 进气温度、 压力传感器
混合器
OH1.2 Engine Controller
新鲜空气 空气、燃气混合 排气
E发ng动ine机
潍柴天然气发动机2.0系统结构及工作原理
单位：潍柴西港新能源动力有限公司 时间：2013年8月
目录
一、天然气的特性 二、天然气发动机的结构特点 三、燃气控制系统 四、空气控制系统 五、点火控制系统
天然气的特性
天然气成分主要以甲烷（CH4）为主，同时含有少量的丙烷（C3H8）和丁烷 （C4H10）等烃类气体，氮、二氧化碳、硫化氢非烃类气体。各个地方天然气的 形成过程不尽相同，所以成分也不完全一样。
柴油：1.58％， 汽油：1.3％。
燃料种类 天然气 柴油
汽油
蒸气密度/ 0.75（kg/m3） 0.8
3.4
沸点℃ -162 170～350
理论空燃 17.2： 比(kg/kg) 1
14.3：1
辛烷值 (RON)
130
23～30
燃烧极限( 体积) %
5～15
1.58～ 8.2
自然温度(
常压下)T 650
250
℃
≥4 30～190 14.8：1
80～99 1.3～
7.6 390～
420
天然气的特性
作为车载能源，主要有以下两种贮存形态：
1)CNG:压缩天然气 气瓶内充满气时一般为20Mpa（即200bar)。 存储压力很高。 天然气因生产区域不同，成分可能不同，若 差别较大，需根据CNG气质成分表调整ECU数据。
燃气：10bar 冷却液：3.5bar
燃气控制系统
燃料计量阀（FMV）
混合器
作用： 根据发动机运行工况，电控单元ECU调整
燃料计量阀喷嘴脉宽占空比，控制燃气喷射量，保 证发动机在设定的空燃比下运行。 结构： 喷嘴：FMV 配置8 /10/12个喷嘴，根据需要配 置不同的机型。分成2 组平行布置，每个喷嘴一个 驱动器，在正常喷射模式下，喷嘴依次轮流喷射， 在某些变工况下，喷嘴同时喷射以加快系统反应速 度。喷嘴工作电压16V-32V，峰值电流是4A，维持 电流是1A；注意喷嘴线束一定要插紧。 燃气压力传感器NGP ：测量 燃气压力，反馈给 ECU 燃气温度传感器NGT ：测量燃气温度，反馈给 ECU。 维护保养：
◆平衡管接头需固定，防止漏气，否则可导致 动力不足。WP5NG/WP6NG/WP7NG系列发动机不 需安装平衡管； ◆出气口方向不能向上，底部不能向上，防止 燃气中的油污倒流。 ◆保证加热良好。特别在寒冷季节，发动机刚 启动时水温较低，此时应怠速运行一段时间后 才能加速运行，防止发动机大负荷工作需要的 燃料流量大，需要吸收的热量多，供热不及时 导致减压器结霜或结冰。
天然气：90bar 冷却液：4bar
节温器
作用：保持出口燃气在0-40 ℃ 左右， 当燃气出口温度> 60 ℃ 时会导致燃气流 量的减少。 性能：燃气温度超过40℃，30秒钟内关 闭燃气温度低于10℃，30秒钟内开启。 注意事项：节温器的开启与关闭受燃气 温度控制，冷却液进口处有“IN”标记， 出口处有“OUT”标记，不能接反。 工作压力：
电子脚踏板
空气控制系统
作用：
脚踏板采用非接触式传感器， 输出0～5V的电压信号，ECU根据脚 踏板的信号来控制电子节气门的开 度。
提供给ECU燃气温 度和压力信息
气瓶及管路部件 切断阀
燃气控制系统
压力 管理
传感 器
燃气供给系 统作用
清洁
温度 控制
安全 管理
过滤燃气中的杂质
有效给燃气加热并控制 燃气温度在合理范围内
电磁阀控制 燃气的开断
混合器
热交换器
节温器
稳压器
燃气滤清器
FMV燃料计量阀
LNG电磁阀
燃气控制系统
LNG稳压器
作用： LNG发动机专用部件，切断或恢复燃料
供给，燃气管路上的安全保护开关。 安装要求： •电磁阀使用24V直流电源，安装时请注 意电源正负极连接正确。 •保证电磁阀上所标明的气流方向与实 际气流方向一致。 （进气口-IN，出气 口-OUT） •电磁阀连接牢固，无漏气。
作用：
LNG发动机专用部件，将气瓶输送来的燃 气压力调节为控制系统需要的喷射压力。 安装要求： • 稳压器上安装时与实际气流方向一致 （进气口-IN，出气口-OUT）； •怠速时调整出口压力为8bar左右； •平衡管接头，通过气管与发动机进气管 连接，可以动态调节出口压力，提高燃 气供气系统的反应速度。WP5/6/7平衡管 接头可不接。 •二级保养时更换稳压器维修包
ECU标定数据中包含了失火极 限以防止最初的失火。
天然气发动机技术特点
潍柴天然气发动机主要采用美国伍德沃德公司OH2.0系统，主要技术特点如下： 1、采用电子脚踏板，改善了发动机的驾驶性能。 2、燃气喷射、点火角度、空燃比、发动机负荷全部采用电控单元ECU控制。ECU根据电子脚 踏板输出的电压信号，确定电子节气门的开度，再根据发动机负荷、发动机转速、进气压力 、燃气压力和温度等参数计算燃气喷射量，确定点火角度。 3、发动机稳定运行时采用闭环控制，使实际空燃比和理论空燃比一致。 4、燃气进气方式为电控单点喷射，供气及时、停气干脆。 5、具有加速加浓功能。 6、采用防喘振技术，发动机大负荷急松脚踏板时，ECU根据减速信号，激活燃料切断功能， 在切断燃料供给的同时，电子节气门保持一定的开度，消除了因节气门关闭而引起增压器喘 震的可能性。 7、增压器带废气控制阀，采用电控放气。 8、具有超速保护功能。 9、电钥匙打开后，如果没有转速信号，燃气管路的电磁阀会自动关闭。 10、具有故障自我诊断功能。
燃气控制系统
减压器
zCNG发动机专用部件，将压缩天然气压 力由存储状态调节至8 bar左右。
z天然气从高压变低压的需要吸收大量的 热量，有一水腔，与发动机水路相连，利 用发动机的冷却液加热。
z平衡管接头，与发动机进气管连接，可 以动态调节出口压力，提高燃气供气系统 的反应速度。
z电磁阀，燃气管路上的安全开关，控制 天然气的通断。
增压器
空Air气 F滤ilt清er器
废气控制阀
氧传感器
空气控制系统
负荷控制 ：ECU电控单元主要采集电子脚踏板信号，指挥电子节气门动作， 控制发动机输出功率，实现整车负荷对发动机的需求。