天然气发动机结构及工作原理
燃气发动机工作原理
燃气发动机工作原理燃气发动机是一种利用内燃机工作原理将化学能转化为机械能的动力装置。
它通过燃烧燃气产生高温高压气体，利用气体膨胀推动活塞运动，从而驱动发动机输出动力。
本文将详细介绍燃气发动机的工作原理。
1. 燃气发动机结构燃气发动机一般由燃气发生器、气轮机和燃气发生器与气轮机之间的连接装置组成。
1.1 燃气发生器燃气发生器是燃气发动机的燃烧部分，它通过燃烧燃料与空气产生高温高压气体。
燃气发生器通常由燃气燃烧室、燃料喷嘴、压气机和点火系统等组成。
其中燃气燃烧室是燃烧燃料与空气的地方，燃料通过燃料喷嘴喷入燃气燃烧室与空气混合，并点燃形成燃烧气体。
1.2 气轮机气轮机是燃气发动机的动力输出部分，它利用高温高压燃烧气体的膨胀推动转子运动。
气轮机一般由旋转部和静止部组成。
旋转部包括气轮和转子，气轮使高速高温气体的能量转化为旋转动能，转子将旋转动能传递给输出轴。
静止部包括定子和静子，它们通过导向气体流向气轮，提高动力转化效率。
2. 燃气发动机工作循环燃气发动机的工作循环通常为布雷顿循环，包括四个基本过程：进气、压缩、燃烧和排气。
2.1 进气进气过程中，气体通过进气道进入燃气发生器。
进气过程必须保证气体的流量和压力，以满足后续压缩和燃烧的需求。
2.2 压缩压缩过程中，气体在压气机的作用下被压缩到高压状态。
压缩过程使气体的温度和压力升高，为后续的燃烧过程提供条件。
2.3 燃烧燃烧过程中，燃料通过燃料喷嘴喷入燃烧室与压缩气体混合，然后点燃形成燃烧气体。
燃烧气体的高温高压状态推动气轮机转动。
2.4 排气排气过程中，燃烧产生的废气从燃气发动机排出。
排气过程需要通过适当的排气系统降低废气的温度和压力，保护燃气发动机的安全和效率。
3. 燃气发动机的工作特点3.1 高效性能燃气发动机由于燃烧气体直接推动活塞运动，相比传统的内燃机具有更高的热效率和动力输出效率。
3.2 快速启动和停机燃气发动机启动和停机时间较短，可以满足快速响应和频繁启停的需求，适用于需要频繁启停的场合。
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，它通过燃烧天然气来产生动力，驱动车辆或机器运行。
天然气发动机的工作原理是基于内燃机的基本原理，但与汽油或柴油发动机有一些不同之处。
首先，天然气发动机的工作原理是基于内燃机的循环过程。
内燃机的循环过程包括吸气、压缩、爆炸和排气四个阶段。
在吸气阶段，气缸内的活塞向下运动，使气缸内的空气和天然气混合物进入气缸。
在压缩阶段，活塞向上运动，将空气和天然气混合物压缩到高压状态。
在爆炸阶段，点火系统点燃混合物，产生爆炸，推动活塞向下运动。
最后，在排气阶段，活塞再次向上运动，将燃烧后的废气排出气缸。
与汽油或柴油发动机不同的是，天然气发动机使用的是天然气作为燃料。
天然气是一种清洁、高效的燃料，主要成分是甲烷，燃烧后产生的废气中含有少量的二氧化碳和水蒸气，相比汽油或柴油燃料，天然气燃料的燃烧产生的污染物更少。
天然气发动机的燃烧过程也与汽油或柴油发动机有所不同。
天然气是一种易燃气体，燃烧速度快，燃烧温度高。
因此，天然气发动机需要专门设计的点火系统和燃烧室，以适应天然气的燃烧特性。
天然气发动机通常采用点火式燃烧，即通过点火系统点燃混合物，产生爆炸推动活塞运动。
此外，天然气发动机还需要专门设计的燃料供给系统。
天然气需要通过专门的燃气管道输送到发动机，然后经过燃气调压阀和进气歧管进入气缸内。
天然气发动机还需要配备专门的燃气控制系统，以确保燃气的供给和燃烧过程的稳定性。
总的来说，天然气发动机的工作原理是基于内燃机的基本原理，但与汽油或柴油发动机有一些不同之处。
它利用天然气作为燃料，通过燃烧天然气产生动力，驱动车辆或机器运行。
天然气发动机需要专门设计的点火系统、燃烧室和燃料供给系统，以适应天然气的燃烧特性。
天然气发动机的工作原理使其成为一种清洁、高效的动力装置，被广泛应用于汽车、发电机组和工业生产中。
CNG燃气发动机的工作原理
CNG燃气发动机的工作原理CNG燃气发动机是指采用压缩天然气（Compressed Natural Gas）作为燃料燃烧的发动机。
下面将详细介绍CNG燃气发动机的工作原理，并分点列出关键内容。
1. 压缩天然气（CNG）的特点- 天然气是一种清洁、环保的燃料，其主要成分为甲烷。
- CNG具有高爆发性和广泛燃烧极限，可在较宽的混合比范围内燃烧。
- 天然气燃烧后产生的废气中含有较少的有害物质，对环境污染较小。
2. CNG燃气发动机的组成- 气瓶系统：储存压缩天然气的燃气瓶。
- 气体管线系统：将CNG从气瓶输送到发动机燃烧室。
- 发动机燃烧室：进行燃烧、产生动力。
- 燃料供给系统：用于控制燃气进入燃烧室的流量。
3. 工作原理- 压缩天然气储存在气瓶中，当引擎需要燃料时，气瓶中的CNG被输送至发动机燃烧室。
- 燃烧室中的CNG与空气混合，形成可燃混合物。
- 发动机的高压分压机将可燃混合物压缩到标定压力。
- 高压火花塞产生火花点燃可燃混合物，引发燃烧反应。
- 反应产生的高温和高压气体将活塞推动，输出动力。
- 气缸活塞的往复运动将废气排出燃烧室，完成一个工作循环。
4. CNG燃气发动机的优势- 环保性：CNG燃烧产生的废气中含有较低的污染物，例如颗粒物和氧化物，对空气质量的影响较小。
- 经济性：CNG价格相对较低，可以降低燃料成本。
- 安全性：CNG具有较高的着火点和爆炸极限，相比汽油或柴油，CNG燃气发动机在事故中更加安全可靠。
5. CNG燃气发动机的应用领域- 公共交通工具：公交车、出租车等城市交通工具可以采用CNG燃气发动机，减少尾气排放。
- 商用车辆：货车、物流车等需要长时间运行的车辆，CNG燃气发动机可以提供可靠的动力。
- 家用车辆：一些地区兴建了CNG加气站，居民可以选择CNG车辆进行代步。
- 工业应用：一些工业领域对燃烧废气排放要求较高，CNG燃气发动机能够满足环保要求。
总结：CNG燃气发动机采用压缩天然气作为燃料，具有环保、经济、安全等优势。
天然气发动机基本结构及工作原理
• 曲轴的止推由两个半圆型止推轴承来实现，它们分别在主轴承轴鞍的
• 主轴瓦表面由巴氏合金薄层附带一个铜锡合金垫圈组成，如果20%以
飞轮
飞轮是由一块铸铁大圆盘和钢制齿圈 组成，作用是将在作功行程中由曲轴输入 的能量的一部分贮存起来，用以在其他行 程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、 下止点，使曲轴的旋转角速度和输出扭矩 尽可能均匀，提高发动机运转的稳定性， 并使发动机有可能克服短时间的超载荷。 在飞轮上通常刻有第一缸点火正时标记， 以便校准点火时间。
活塞组
活塞组的作用是与缸头和缸套共同组成所需 形状的燃烧室；保证气缸内部空间的密闭性，承 受气缸内气体的压力，并将此压力通过活塞销和 连杆传给曲轴，变活塞往复运动为曲轴旋转运动。 活塞直接与高温、高压燃气接触，而且又作高速 往复运动，因此要求活塞的材料应具有良好的导 热性和较小的膨胀系数，且在具有足够强度的同 时尽可能减轻质量，同时要求活塞还应具有良好 的耐磨性。活塞组是发动机中工作条件最严酷的 组件，发动机的活塞通常是由特殊的合金材料铸 造而成。
曲轴
曲轴由优质合金钢制成。曲轴的前端 用于驱动辅助设备，并安装有一个扭转减 振器；曲轴的后部有一个整体锻造的法兰， 法兰上连接有飞轮。曲轴上装有甩油环和 迷宫密封用来防止润滑油沿轴向泄漏。曲 轴上还装有齿轮，用于驱动正时齿轴
• 曲轴内设有油道，润滑油可通过油道到达主轴瓦轴颈，再通过曲轴油
2、配气机构
配气机构是按照发动机各气缸的工作顺序和 配气相位完成换气过程的控制机构。配气机构应 尽量保证发动机各气缸的换气充分，使发动机具 有良好的动力性能；特别在高速运转时应尽量减 少振动和噪音。配气机构可从不同角度来分类。 按气门的布置分为气门顶置和气门侧置式；按凸 轮轴的布置位置分为下置式、中置式和上置式； 按曲轴和凸轮轴的传动方式分为齿轮传动式、链 条传动式和齿带传动式；按每气缸气门数目分， 有二气门式和四气门式等
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。
添加标题
添加标题
添加标题
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。
天然气发动机结构及工作原理
燃气发动机基础知识（发展过程-生产一代）
第三代天然气发动机使用电 控单点喷射技术。 技术特点: 1、电控喷射、进气总管预 混合； 2、电子节气门控制； 3、增压压力闭环控制； 4、空燃比闭环控制； 5、能够实现稀薄燃烧达到 欧Ⅲ、欧Ⅳ排放要求。 典型系统：WOODWARD OH1.2 ，OH2.0 不足之处：无法实现更低的 燃料消耗。
潍柴天然气发动机之 发动机结构及工作原理
燃气发动机基础知识（燃料）
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。
燃气发动机基础知识（燃烧特点）
4 、天然气发动机闭环控制，不易失火 失火即发动机不点火。混合气浓度过浓或过稀都会导致天然气发 动机出现失火，失火后发动机动力性下降，排放性能恶化。
燃气发动机基础知识（工作原理）
第 16页 共
页
燃气发动机基础知识（工作原理）
第 17页 共
页
燃气发动机基础知识（燃气供给系统）
3 、燃气发动机抗爆性好 爆震指的是在压缩中气缸内末端混合气自燃。爆震是一种不正常的燃 烧。发生爆震后，发动机动力性、经济性将急剧恶化，发动机寿命大 大减少。 潍柴燃气发动机压缩比经过精确计算和试验验证，设计为10.5-11.5, 既满足了抗爆性,又提高了发动机热效率。
可导致爆震的主要因素包括： 1、过多的积炭 (过高的机油灰分)； 2、机油消耗过大，发动机过浓燃烧； 3、燃料过浓； 4、中冷器污染 (过高进气温度)； 5、增压不能控制或过高； 6、点火定时不准； 7、燃料品质差 (低辛烷值)。
LNG汽车天然气发动机结构及工作原理
பைடு நூலகம்
04
lng汽车天然气发动机的应用与前景
天然气发动机在汽车领域的应用
城市公交
天然气发动机在城市公交车上 应用广泛，具有环保、经济、
高效等优点。
出租车
天然气发动机也被广泛应用于 出租车行业，能够降低运营成 本，提高车辆的续航里程。
天然气发动机的优势
环保
天然气作为一种清洁能源，燃烧后产 生的污染物较少，相比传统燃油发动 机，能够显著降低尾气排放和减少空 气污染。
经济
安全
天然气在常温下不易燃易爆，相比燃 油更加安全可靠。
天然气价格相对较低，且发动机的维 护成本也较低，能够降低车辆的运行 成本。
02
lng汽车天然气发动机结构
天然气发动机的主要部件
04
活塞向下运动，完成一 个工作循环。
天然气发动机的燃烧过程
01
02
03
04
天然气与空气混合，形成混合 气。
混合气被压缩，温度升高。
火花塞点燃混合气，产生高温 高压气体。
高温高压气体推动活塞向上运 动，对外输出动力。
03
lng汽车天然气发动机性能特点
动力性能
01
天然气发动机的功率和扭矩输出 与传统的汽油或柴油发动机相当 ，能够提供足够的动力以满足各 种驾驶需求。
活塞
在气缸内上下运动， 将燃气的能量转化 为机械能。
气门
控制气缸的进气和 排气。
气缸
用于燃烧天然气， 产生动力。
曲轴
将活塞的往复运动 转化为旋转运动， 传递动力。
火花塞
点燃混合气，引发 燃烧。
天然气发动机的工作原理
天然气发动机工作原理
天然气发动机工作原理
天然气发动机工作原理：天然气发动机是利用天然气燃烧产生的能量驱动活塞运动来完成工作的一种内燃机。
其工作原理与汽油发动机类似，主要分为进气、压缩、燃烧和排气四个阶段。
进气阶段：气缸在活塞下行时，进气门打开，气缸内产生负压，使得混合气从进气阀门进入气缸。
压缩阶段：当活塞向上运动时，进气阀门关闭，活塞将混合气体压缩，使得气体温度和压力逐渐升高。
燃烧阶段：在活塞压缩至顶点时，高压天然气通过点火系统点火，点燃混合气体。
燃烧产生的高温和高压气体推动活塞向下运动，将化学能转化为机械能。
排气阶段：活塞向上运动，废气经过排气门排出气缸，同时进入新一轮的进气阶段。
通过循环上述四个阶段，天然气发动机可以不断地将化学能转化为机械能，驱动车辆运行。
与传统的汽油发动机相比，天然气发动机具有更高的燃烧效率和较低的尾气排放。
此外，天然气是一种较为清洁的燃气，燃烧过程中产生的尾气中二氧化碳的排放量较小，有助于减少环境污染。
由于以上的优点，天然气发动机在汽车、发电和能源领域得到了广泛应用。
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。
天然气发动机中文说明书
天然气发动机中文说明书天然气发动机中文说明书第一章概述本章介绍天然气发动机的基本定义、组成部分以及工作原理。
1.1 定义天然气发动机是一种利用天然气作为燃料的内燃机，通过燃烧天然气产生的能量来驱动发动机的工作。
1.2 组成部分天然气发动机主要包括以下组成部分：- 进气系统：负责将天然气引入发动机进行混合，并控制混合气的比例和压力。
- 燃烧室：在燃烧室中发生天然气的燃烧反应，产生高温和高压气体。
- 活塞和气缸：活塞在气缸内上下运动，将燃烧产生的能量转换为机械能。
- 曲轴和连杆：将活塞的上下运动转换为旋转运动，驱动发动机的输出轴。
- 排气系统：将燃烧产生的废气排放到大气中。
1.3 工作原理天然气发动机的工作原理如下：- 进气阶段：进气门打开，天然气通过进气管道进入燃烧室，在活塞的下行过程中与空气混合。
- 压缩阶段：进气门关闭，活塞开始向上运动，压缩混合气体。
- 燃烧阶段：当活塞接近最高点时，点火系统触发点火，点燃混合气体，产生高温和高压气体。
- 排气阶段：活塞向下运动，废气被排出燃烧室，准备进行下一次循环。
第二章使用指南本章介绍天然气发动机的使用方法、操作注意事项以及故障排除方法。
2.1 使用方法- 开启发动机：按照启动程序，依次启动点火系统、供气系统和操作系统。
- 驾驶操作：根据道路情况和需要调节油门、刹车和方向盘等操作。
- 关闭发动机：停车后，依次关闭操作系统、供气系统和点火系统。
2.2 操作注意事项- 定期检查天然气供应系统的压力和泄漏情况。
- 避免长期低负载运行，以免对发动机造成损害。
- 严格按照保养手册进行发动机的定期保养。
2.3 故障排除方法- 发动机无法启动：检查点火系统是否正常、天然气供应系统是否有问题。
- 发动机功率下降：检查供气系统和进气系统是否正常、清洁空气滤清器。
- 发动机排放异常：检查排气系统和排放控制器是否正常。
第三章安全指南本章介绍天然气发动机使用过程中的安全注意事项和应急处理方法。
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。
燃气发动机的工作原理
燃气发动机的工作原理燃气发动机是一种常用于飞机、火箭、船舶以及发电厂等领域的重要能源转换装置。
它能够将化学能转化为机械能，并以此驱动相应设备的运行。
本文将重点介绍燃气发动机工作的基本原理，并探讨其各个组成部分以及工作过程。
一、燃气发动机的基本原理燃气发动机基于热力学循环原理工作，其主要原理包括压缩机、燃烧室、涡轮以及尾喷管。
整个工作过程中，燃气发动机将大气中的空气与燃料混合后，在燃烧室内点火燃烧，将产生的高温高压气体通过涡轮的作用输出动力。
下面将详细介绍这个过程。
1. 压缩机燃气发动机的工作从压缩机开始。
压缩机的作用是将大气中的空气进行压缩，增加其密度和压力。
通常采用的压缩机是离心式压缩机，其内部由一系列叶轮和定子组成。
当空气通过压缩机流过时，叶轮将空气加速，并将其向外投射。
这样，在经过多个级别的压缩之后，空气的压力和温度均大幅提高。
2. 燃烧室压缩后的空气进入燃烧室，在此与燃料进行混合并点燃。
燃烧室内的燃烧过程将产生高温高压的燃气。
在现代的燃气发动机中，燃烧室通常采用由火焰筒、燃烧头以及喷嘴等组成的复杂结构。
火焰筒内部的形状和设计将直接影响到燃烧的效果和热能的利用率。
3. 涡轮在燃烧室燃烧产生的热能将用于推动涡轮运转。
涡轮由高压和低压部分组成，两者通过轴连接。
高压部分通过燃气的高温和高压推动转子运转，转子与低压部分的叶片相连，从而将动能转化为压缩机等其他设备的机械能。
4. 尾喷管燃气发动机的最后一个关键部分是尾喷管。
在涡轮推动下，高温高压气体被输送到尾喷管中，并通过尾喷管喷出。
通过喷射高速气体的反作用力，发动机产生了相对应的推力。
这种推力将驱动飞机、火箭、船舶等运动，并提供所需功率。
二、燃气发动机的常见类型燃气发动机根据其工作原理和结构特点的不同，可分为多种类型。
以下为一些常见的燃气发动机类型的简要介绍。
1. 涡轮喷气式发动机涡轮喷气式发动机是最常见的一种燃气发动机类型，广泛应用于商用飞机和喷气客机等领域。
天然气发动机工作原理
天然气发动机工作原理
天然气发动机工作原理是通过将天然气燃烧产生的能量转化为机械能来驱动车辆或发电。
具体工作原理如下：
1. 进气阶段：天然气从燃气储罐或管道中进入天然气发动机。
在进气阀的控制下，天然气经过进气道进入气缸。
2. 压缩阶段：气缸活塞向上移动，将进气气体压缩。
高压使天然气达到可燃点。
3. 燃烧阶段：当活塞接近顶点时，由于是高压状态，天然气会自动燃烧。
引火塞产生高压电火花，点燃混合气，使气体燃烧产生爆发力。
4. 排气阶段：活塞推向下方，将燃烧产生的废气排出气缸，经过排气阀排入排气管。
5. 运动转换阶段：通过曲轴的旋转，将上下直线运动转变为旋转运动。
这个旋转运动通过连杆、曲轴阀传递给车辆的驱动系统或发电机。
需要注意的是，天然气发动机与汽油发动机的工作原理基本相似，主要的区别在于燃料的不同。
而天然气发动机在燃烧过程中产生的废气相对较少，对环境污染较小，同时天然气价格相对较低，因此受到越来越多车辆制造商和用户的青睐。
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。
cng发动机原理
cng发动机原理
CNG发动机是一种使用压缩天然气作为燃料的内燃机。
下面
将介绍CNG发动机的工作原理。
CNG发动机采用的是四冲程往复式工作方式。
在工作过程中，气缸内分为进气、压缩、爆燃和排气四个阶段。
具体原理如下：
1. 进气阶段：活塞往下运动，进气门打开，进气门座上存在正压；进气阀门打开后，外部大气压力将充满气缸。
进气过程中，活塞继续往下运动，使蓄压气体进入气缸。
2. 压缩阶段：进气门关闭，活塞开始向上运动，将气体压缩。
在这个过程中，曲轴继续转动，活塞随之上移，并将气体压缩到较高的压力和温度。
3. 爆燃阶段：压缩气体达到正常发动机的压力和温度后，点火系统触发火花塞产生火花，点燃压缩气体。
火花点燃后，可燃气体燃烧并释放能量，推动活塞向下运动，同时带动汽缸下部的曲轴旋转。
4. 排气阶段：废气进入排气门，在排气门盖存在围压的情况下，排出气缸。
活塞再次往上运动，并将废气排放到外部环境。
CNG发动机的运行原理与传统汽油发动机相似，区别在于燃
料的不同。
CNG是压缩储存的天然气，它燃烧后产生的废气
中含有较少的有害物质，对环境友好。
此外，CNG燃烧效率高，减少了尾气的排放，使得该发动机成为节能环保的选择。
潍柴天然气发动机结构及工作原理
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。
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：
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 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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
典型系统：LANDIRENZO不足之处：1、燃料控制不精确燃料消耗较高。
2、排气温度高。
3、容易引起发动机回火。
4、达不到标放要求，现已不用于车用机产品。
5 / 51第二代天然气发动机使用电控预混合技术。
技术特点:1、比例混合器进气总管预混合；2、电子节气门控制；3、空燃比闭环控制；4、能够实现稀薄燃烧达到Ⅲ、欧Ⅳ排放要求。
典型系统：ECONTROL不足之处：1、没有喷射阀燃料控制不精确，燃料消耗较高；2、启动加速性差。
6 / 51第三代天然气发动机使用电控单点喷射技术。
技术特点:1、电控喷射、进气总管预混合；2、电子节气门控制；3、增压压力闭环控制；4、空燃比闭环控制；5、能够实现稀薄燃烧达到欧Ⅲ、欧Ⅳ排放要求。
典型系统：WOODWARDOH1.2，OH2.0不足之处：无法实现更低的燃料消耗。
7 / 51智能化与共轨柴油机同步⏹CAN通讯⏹巡航、PTO、排气制动⏹多功率开关⏹共轨行⏹恒温风扇⏹ECU安装在发动机上，便于装车⏹诊断维修设备、诊断接口、故障代码等与潍柴共轨柴油机一致⏹便于与柴油机同步实8 / 51现社会化服务天然气发动机使用HPDI缸内喷射技术技术特点:1、缸内燃气直接喷射；2、超稀薄燃烧；3、保持原柴油机动力性水平；4、能够达到欧Ⅴ更高排放要求；5、燃料消耗低。
典型系统：WESTPORT公司HPDI系统不足之处：成本较高。
9 / 5110 / 514-3-1 高压直喷系统HPDI高 LNG 储罐与泵总成高压直喷喷油器压 天然气体控制模块 气控制单元高压共轨柴油泵液压泵14-3-2 工作原理引燃压缩冲程上止点前喷入少量柴油（5%），形成火焰。
气体喷射柴油引燃后，天然气以300bar的压力喷射到火焰中，成为燃烧的主要燃料。
11 / 51燃气发动机柴油机燃料供给系统燃气供给燃油供给（电磁切断阀、稳压器、燃料（高压油泵、高压油管、计量阀等）喷油器等）点火方式压缩比点燃（点火控制模块、点火线圈、高压线、火花塞等）压燃12左右17左右转速信号采集信号发生器飞轮壳处（相位传感器）燃料空气混合混合器、节气门无低排温高(增压器、排气管、进排气门座)电控系统WOODWARD BOSCH12 / 511、空气进气量对燃气发动机功率影响大。
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。
否则发动机发生爆震，过多燃料导致排放急剧恶化，燃料经济性变差。
进气压力进气流量功率扭矩2、天然气发动机使用稀燃技术足够的空气燃烧完所有的燃料，燃烧后无氧气和未燃烧燃料残留称为理论（当量）空燃比。
柴油机理论空燃比：14.5，天然气发动机理论空燃比:16-17，汽油机理论空燃比:14.7。
发动机稀燃具有以下优点：经济性好，排放性能好，发动机热负荷减小。
13 / 513、燃气发动机抗爆性好爆震指的是在压缩中气缸内末端混合气自燃。
爆震是一种不正常的燃烧。
发生爆震后，发动机动力性、经济性将急剧恶化，发动机寿命大大减少。
潍柴燃气发动机压缩比经过精确计算和试验验证，设计为10.5-11.5, 既满足了抗爆性,又提高了发动机热效率。
可导致爆震的主要因素包括：1、过多的积炭 (过高的机油灰分)；2、机油消耗过大，发动机过浓燃烧；3、燃料过浓；4、中冷器污染 (过高进气温度)；5、增压不能控制或过高；6、点火定时不准；7、燃料品质差 (低辛烷值)。
14 / 514、天然气发动机闭环控制，不易失火失火即发动机不点火。
混合气浓度过浓或过稀都会导致天然气发动机出现失火，失火后发动机动力性下降，排放性能恶化。
15 / 5116 / 5117 / 51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热交换器节温器气瓶FMV燃料计量阀切断阀滤清器稳压器18 / 5119 / 51作用：过滤燃气中0.3μm～0.6μm的微粒，过滤效率≥95%。
安装要求：放水口朝下，按箭头所指的气流方向安装，切记不能装反。
•定期更换滤清器滤芯，详细要求见Q/WCQTG0011《潍柴燃气发动机燃气滤清器滤芯更换规范》。
20 / 51电磁切断阀是由线圈驱动阀芯，由ECM 控制其开合，停机状态下处于常闭状态。
可及时切断或恢复燃料供给。
安装要求：电磁切断阀安装于LNG气罐稳压罐与稳压器之间，是发动机管路与气瓶管路的连接节点。
• 电磁切断阀使用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。
• 切断阀接头螺纹为3/4-16 UNF ,整车厂需定制与之安装管件，并保证连接牢固，无漏气。
21 / 51由于LNG特性限制，一般在超压情况下首先打开主安全阀开启压力为1.75Mpa，253psi，副安全阀开启压力为2.41Mpa，350psi，气瓶压力一般都不超过1.75Mpa。
根据喷射阀要求，理论可工作燃气压力为0.5-1.72Mpa，超出该压力范围可能导致喷射阀失效、发动机无法启动等故障，所以潍柴要求在滤清器和热交换器之间安装稳压器。
• 稳压器的维修和保养需按照Q/WCQTG0012《潍柴燃气发动机REGO稳压器维修规范》操作。
22 / 51减压器工作时，通过压力膜片克服弹簧阻力，带动杠杆，调整节流孔的流通面积，从而控制减压后的天然气压力，将压缩天然气压力由存储状态的5MPa-20MPa 调节至0.8MPa 左右。
• 冷却液加热• 平衡管接头平衡管接头减压器出水管减压器进水管减压器出气口减压器泄压口高压电磁阀减压器进气口23 / 51热交换器的作用：天然气从液态变为气态导致燃气温度大幅降低，通过发动机的冷却液给天然气进一步加热，可防止进入燃料计量阀前的燃气结晶，以免影响燃料计量阀性能。
结构：换热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：在冷却水温高于0度的发动机所有工况，热交换器能保证燃气始终高于-40 ℃。
冷却水温高于82C时燃气温度高于0度。
24 / 51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，冷却液的进口与出口不能接反，进口处有“IN”标记，出口处有“OUT”标记。
25 / 51天然气流经热交换器和节温器后被加热到合适的温度范围，然后进入燃料计量阀。
燃气依次流NGP 传感器和NGT 传感器，然后通过喷嘴进行流量控制，最后从出口流出。
FMV 配置8 /10/12个喷嘴，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。
根据发动机运行工况，电控单元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。
26 / 51• 喷射阀喷嘴的数目随发动机的机型不同而不同。
目前，WP6NG和WP7NG 系列发动机为8喷嘴，WP10NG系列发动机为10喷嘴，WP12NG系列发动机为12喷嘴。
燃料计量阀工作电压16V-32V，每个喷射阀的峰值电流是4A，维持电流是1A；工作环境温度：-40℃～125℃；燃气温度：- 40℃～90℃。
安装要求：• FMV的安装位置要合理可靠，连接到FMV的线束和管路应保证没有干涉，在FMV上安装有压通式单向阀以用于检测燃气压力，安装FMV时应保证便于检测燃气压力，注意FMV喷嘴线束一定要插紧。
• FMV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。
详见Q/WCQTG0013《潍柴燃气发动机喷嘴清洗规范》。
27 / 51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。
喉管可以拆卸清洗。
28 / 5129 / 51 节气门前压力传感器 中冷器混合器节气门位置反馈电子节气门进气温度、压力传感器 油门脚踏板 增压器空气滤清器 OH1.2EngineControllerEngine 排气管废气控制阀 新鲜空气空气、燃气混合排气氧传感器天然气发动机通过脚踏板控制节气门来控制发动机负荷：电子脚踏板和节气门间不使用机械部件连接。
ECU接受电子脚踏板位置信号并转换成节气门开度信号，节气门从ECU处接受开度命令信号，并将实际开度反馈给ECU。
30 / 51ECM 是一个微缩了的计算机管理中心，它以信号（数据）采集作为输入，经过计算处理、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。