天然气发动机技术及应用
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。
天然气发动机介绍
天然气发动机介绍在当今的能源领域，天然气发动机作为一种相对清洁和高效的动力源，正逐渐受到广泛的关注和应用。
天然气发动机以天然气为燃料，通过燃烧产生动力，为各种设备和交通工具提供驱动力。
天然气发动机的工作原理与传统的燃油发动机有一定的相似性，但也存在一些关键的区别。
它同样通过进气、压缩、燃烧和排气的过程来完成一个工作循环。
在进气冲程中，天然气和空气的混合气被吸入气缸；在压缩冲程中，混合气被压缩，温度和压力升高；在燃烧冲程中，火花塞点火或压燃使混合气燃烧，产生高温高压气体推动活塞做功；最后在排气冲程中，燃烧后的废气被排出气缸。
与传统燃油发动机相比，天然气发动机具有不少显著的优势。
首先是环保性能。
天然气主要成分是甲烷，燃烧后产生的污染物相对较少，尤其是硫化物、氮氧化物和颗粒物的排放大幅降低，对改善空气质量有着积极的作用。
其次，天然气的价格相对较为稳定，且通常比汽油和柴油便宜，这使得使用天然气发动机的车辆和设备在运营成本上具有一定的优势。
再者，天然气在储存和运输方面也相对安全，不易发生泄漏和爆炸等危险情况。
然而，天然气发动机也并非完美无缺。
一方面，天然气的能量密度相对较低，这意味着相同体积的天然气所蕴含的能量不如汽油或柴油，因此需要更大的储存空间来保证车辆或设备的续航里程。
另一方面，天然气加注设施的普及程度目前还不如加油站广泛，这在一定程度上限制了天然气发动机的大规模应用。
在天然气发动机的类型方面，常见的有压缩天然气（CNG）发动机和液化天然气（LNG）发动机。
CNG 发动机通常使用高压气瓶储存天然气，压力一般在 200 至 250 巴之间。
这种发动机适用于小型车辆和城市公交车等。
LNG 发动机则将天然气冷却至零下 162 摄氏度使其液化，从而大大提高了能量密度，适用于长途运输卡车和船舶等大型设备。
为了使天然气发动机能够更好地发挥其性能，相关的技术也在不断发展和改进。
例如，在燃烧控制方面，采用先进的电子控制系统可以精确控制天然气的喷射时间和量，提高燃烧效率，降低污染物排放。
天然气国六当量燃烧技术
天然气国六当量燃烧技术当量燃烧技术是天然气发动机中的一种燃烧方式，其主要特点是在理论上完全按照反应各物质当量比例进行反应，从而获得最大的热效率。
在国六排放标准下，当量燃烧技术结合了三元催化器来降低排气污染物，这是因为当量燃烧可以使用三元催化器来降低NOx、THC和CO的排放。
具体来说，当量燃烧可以在当量比为1：1时，使三元催化器对含氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（THC）的转化效率接近100%。
然而，随着空气浓度的增加，转化效率会大幅降低。
此外，由于天然气不含碳碳键，且以预混的方式燃烧，因此天然气发动机的颗粒物排放较低。
采用当量燃烧的天然气发动机具有较好的动力性能和瞬态响应，以及较低的油耗和低速扭矩表现。
然而，当量燃烧的发动机热负荷问题较大，需要强化发动机整机、冷却、燃烧、排气等系统，有些零部件必须使用进口耐高温材料，这意味着发动机成本会大大提升。
总的来说，当量燃烧技术是一种能够提高发动机热效率和降低污染物排放的燃烧方式，对于满足国六排放标准具有重要的意义。
当量燃烧技术对于天然气发动机具有以下意义：1.提高热效率：当量燃烧按照最优的比例模型来控制空气与燃气的混合比例，能够更充分地利用燃料，减少热量损失，从而提高发动机的热效率。
2.降低污染物排放：当量燃烧技术结合三元催化器等后处理系统，可以有效降低氮氧化物、碳氢化合物和一氧化碳等污染物的排放，满足严格的排放法规要求。
3.提升动力性能和瞬态响应：当量燃烧的天然气发动机具有更好的动力性能和瞬态响应，能够提供更加强劲的动力输出，同时也能更好地满足驾驶员对动力需求的变化。
4.降低油耗和低速扭矩表现：当量燃烧技术能够优化燃料消耗，降低油耗，同时在低速时也能提供较好的扭矩表现，提高车辆的起步加速性能。
总的来说，当量燃烧技术对于提高天然气发动机的性能、降低污染物排放、提升动力性能和瞬态响应等方面都具有重要的意义。
天然气发动机的书籍
天然气发动机的书籍
以下是一些关于天然气发动机的书籍推荐：
1. 《天然气发动机技术与应用》- 作者：李亚东
该书系统介绍了天然气发动机的基本原理、结构和工作过程，详细讲解了天然气发动机的燃烧过程、燃烧室设计、燃料供给系统、排放控制等关键技术，适合工程师和研究人员阅读。
2. 《天然气发动机原理与设计》- 作者：刘新江
该书从天然气发动机的基本原理出发，介绍了天然气发动机的设计与开发过程，涵盖了气缸、气门、燃料供给系统、点火系统等关键部件的设计原理和方法，适合学习和研究天然气发动机的学生和研究人员阅读。
3. 《天然气发动机技术》- 作者：王锐
该书从天然气发动机的基本原理、发展历程入手，介绍了天然气发动机的工作原理、燃烧过程、燃料供给系统、排放控制等关键技术，同时还讨论了天然气发动机的性能评价和优化方法，适合工程师和研究人员阅读。
4. 《天然气发动机技术与应用》- 作者：陈世奇
该书从天然气资源和环境保护的角度出发，介绍了天然气发动机的基本原理、燃烧过程、燃料供给系统等关键技术，并讨论了天然气发动机在交通运输、电力和工业等领域的应用，适合对天然气发动
机应用感兴趣的读者阅读。
请注意，以上书籍仅为推荐，具体选择还需根据个人需求和兴趣进行评估。
天然气发动机技术研究与应用
混和动力 、船用和发 电机组 。 ３１ ３上柴天然气发动机技术特点 （ ）燃烧 方式 ：稀薄燃 烧、高 １
发及进 口需要燃气公交 ，由于环境 适用于柴油机改制的天然气发动机 ， 能电子点火 。 （） ２ 燃料供给方式 ： 单点 喷射 。 污染严重 ，车辆对大气污染贡献率 考虑热负荷 的限制 ，而 当量燃烧更 （） ３ 增压方式 ：电控排 气放气 。 高达６ ％ ； ０ 城市化进程 越来越快 ， 其 易于实现超 低排放 。燃料供给方 式 （ ）后处理方式 ：二元氧化催 ４ 两者相 比， 中２ ０ 年为 ３ ％ ， ０ ０ ０５ ５ ２ １ 年为 ４ ％ ； 为单点喷射和多点喷射 ， ０
隔缸 工 作
＋
６ ０ ０ ｍ。 分别有３ 种排量 ， ．Ｌ ８ ３ 、 ．Ｌ， 交 ，累计运 行 １０ ０ ｋ ５ ３ 、 ．Ｌ ８ ８
适 用性
商 用车、 客车
乘用车 （ 车） 轿
０ ０ ｍ。 要用于 ８ ２ ～１ｍ客 车 、中重型卡车 、 计运行 ８０ ｋ
４ 皈弓４ ０ 妊 ２ ０ －０ ０ ７１
维普资讯
天然气在城市公 交应 用和发展 专题
城 市 车 辆
瓤 Ａ ｌ
天然气城市客车产 品研发及在上海
的应用试 验
曹鬯 震
１上海 申沃客车有限公 司
Ｏ、ＨＣ、ＮＯ． 分别为总 整车生产 能力 将达 １０ ０ ０万辆 ／年 。 车排放 的 Ｃ
３ １２ 上柴天 然气发动机产 品 ． 交 ，累计运 行 ２０ ０ ｋ ５０ ０ ｍ。
喷 嘴寿命
燃 料 经济 性
＋＋
＋ ＋＋
目前 ，上柴 天然 气发动 机产品
其功率覆盖为 ｌ８ Ｗ ～２ ６ Ｗ 。 ｌｋ ０ｋ 主
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。
天然气发动机的效率
天然气发动机的效率一、引入天然气作为一种清洁能源，近年来得到越来越广泛的应用。
与传统燃油相比，天然气不仅碳排放更低，而且在发动机运转中有更高的热效率。
本文将重点讨论天然气发动机的效率，以探究其在现代交通方式中的应用前景。
二、水平效率首先来谈天然气发动机的水平效率。
天然气燃烧时，由于其分子较小，氧气分子在燃烧时与燃料分子反应更加充分，因此在相同燃料质量的情况下，天然气可以释放更多的热能。
天然气发动机的燃烧效率可达到90%以上，高于传统汽油发动机的燃烧效率（80%左右），这意味着更少的热能将被浪费，从而提高了发动机的整体效率。
三、运转效率除了水平效率，天然气发动机还具有更高的运转效率。
相对于传统汽油发动机，天然气发动机在同等功率下，可降低热损失，减少能量的丢失。
其次，在高速运转时，天然气发动机的进气量也更加充分，这意味着更高的发动机利用率。
另外，天然气发动机的质量也更加轻盈，从而可以减少发动机本身的负荷，从而减少功率损失。
四、环保效率天然气作为清洁能源，其环保效率也是天然气发动机的一个重要优势。
天然气的燃烧过程中，不会产生烟尘、硫化物和氧化物，有效地降低排放物的数量。
此外，天然气中含有的甲烷也可以通过氧化反应转化为二氧化碳和水。
这种反应的环境效率比起其他燃料更加优秀，不会造成环境污染。
五、结论天然气作为一种独特的清洁能源，是未来交通方式革新的重要推动力。
天然气发动机具有更高的水平效率、运转效率和环保效率等多种优势。
由此而言，无论是在城市交通方面还是农村运输场景中，天然气均可发挥自己的优势，实现能源转型。
高压直喷天然气发动机技术简介
图2
实现天然气的燃烧做功。
在每个工作循环，对扭矩的贡献很小，做功主要靠燃气完成。
一般占到燃料总量的5%，
气罐中有燃气压缩泵，高压油驱动罐内燃气压
缩泵做往复运动，通过燃气压缩泵将液态天然气压缩到30MPa ，被压缩的液态天然气经过换热变为高压气态天然进入缓冲罐，经过调压器（GCM ）后，进入天然气气轨，
最后进入喷射阀，
如图3所示。
其中GCM 连接柴油高压油通过柴油轨压对燃气压力进行调节（见图1）。
的火花点火天然气发动机相比响应性有很大的提高。
保性：因柴油量很少，
其排放污染物中PM 降低最明显，和柴油机相比，可以降低70%。
CO 降低60%，NO X 约45%。
3缸内高压直喷技术推广应用
图1
图3燃气供给、液压控制示意图
换向阀
旁通阀
HSP
油罐
发动机
AGT
GSP
IGM
GCM
TSOV GDT
隔热层。
天然气燃气轮机及其应用技术
天然气燃气轮机及其应用技术随着人类社会的快速发展，对能源需求的增加已成为当今世界最为紧迫的问题之一。
天然气能源的抽取、传输和利用技术日趋成熟，其净化与利用已经成为全球石化行业发展的热门领域。
天然气燃气轮机作为一种高效能源的转换技术，它具有广阔的应用前景，不仅能够供电，同时可以直接利用余热来制冷或供热，因此被广泛运用于航空、轮船、电厂、冶金、化工等工业领域。
一、天然气燃气轮机的基本原理天然气燃气轮机利用天然气等气体或液体能源产生燃烧，在高速旋转的轴上驱动发电机发电。
其基本原理是，将净化过后的天然气输入轮机燃烧室，点燃燃气后将产生的热力转化为高速气流，带动叶轮高速旋转。
叶轮的速度越高，产生的能量就越大，最后通过发电机将机械能转化为电能输出。
二、天然气燃气轮机的应用领域天然气燃气轮机广泛应用于不同的领域，提供能源和高效低耗的电力。
其中最突出的是在发电方面的应用。
相较于传统的煤电厂等火力发电厂，燃气轮机发电具有能耗低、环保等特点。
其次是，航空领域，利用燃气轮机驱动飞机能够获得更好的性能、效率和经济效益。
还有化工、冶金等工艺领域，也有很多企业采用燃气轮机来供电。
在运用中，由于燃气轮机具有高效率、快速启动、运转可靠、操作简便等诸多优点，对转向轴、液压泵、柴油机等的替代性需求越来越大。
三、天然气燃气轮机的未来展望目前天然气燃气轮机的市场仍处于增长发展的早期阶段。
随着人们对环保能源的需求增长，与之相应的，天然气燃气轮机的应用价值也会持续提升。
在未来，其市场份额还会进一步提升，尤其是在因为天然气价格的下降而引起的全球天然气转化行业的热潮中，天然气燃气轮机将会获得更为明显的优势地位，并逐渐取代传统的燃煤工业和燃油功率装置。
综上所述，天然气燃气轮机作为高效、环保、低耗能源的一种先进技术，已广泛应用于能源、航空、轮船、电厂、冶金、化工等领域。
同时，随着天然气转化技术的不断提升，天然气燃气轮机的市场前景将会越来越好，未来展望可谓光明。
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
玉柴气体机技术与产品介绍
2009-7-21
玉柴自主系统技术特点
电控单点燃气喷射方式控制燃气量，国际主流技术
带宽域氧传感器的空燃比闭环控制，保证经济性和排放的完 美平衡
增压中冷稀薄燃烧，保证高效节能和清洁燃烧
单缸独立高能点火，保证燃料经济性
电控节气门和放气阀，保证精确的空气管理
高精度的传感器，保证控制系统测量、控制精准
点火系统采用进口点火线圈，可靠性、性 能稳定性更好
采用活塞式高压减压器，无膜片磨损、定 期更换问题，并且终身免维护
其余关键零部件大部分使用Bosch零部件 ，其可靠性已经在汽油系统上经过充分验 证，可靠性好
12
版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
天然气发动机排放控制技术路线
增压中冷天然气发动机排放控制技术路线
【可靠性好】
✓充分整合优质资源，选用进口燃气系统零部件，保证气体机专用零部件高可靠性。 ✓在成熟柴油机平台上改进设计，发动机本体强度高、燃烧爆压低，零件可靠性好。
【低噪环保】
✓天然气发动机燃烧柔和，噪音小，发动机振动小，舒适性好。 ✓通过催化器优化匹配，排放达标国四标准，并且无炭烟、颗粒排放物，低碳环保。
单点喷射与电控调压燃气控制技术对比
✓ 电控调压器属于调压式计量控制，是一种连续流的供给方式 ✓ 喷嘴是国际主流的间断流的喷射计量方式，单点较多点适应性更广 ✓ 两种方式都能满足对燃气供给的精确控制
对比项目
单点喷射系统
空燃比控制精度
高
适配性
好
燃气工作压力
3.5～7bar
适用燃料类型 CNG、LNG、LPG、H2、HCNG
3
版权归广西玉柴机器股份有限公司所有
针对性的专门开发
气体燃料发动机
以氢气为燃料，通过燃料电池产 生电能驱动车辆，具有零排放、 高效率等优势。
航空航天
航空发动机
使用航空煤油作为燃料，为飞机提供 动力。
火箭发动机
使用液氧/液氢、液氧/液煤油等作为 燃料，为火箭发射提供强大推力。
船舶行业
燃气轮机船
使用燃气轮机作为动力装置，以轻油 或柴油为燃料，具有高航速、低油耗 等优点。
环保法规的影响
01
02
03
严格排放标准
随着环保法规的日益严格， 气体燃料发动机需要不断 升级技术，以满足更低的 排放限制。
低碳燃料的发展
鼓励发展低碳燃料，如氢 气、生物燃气等，以减少 温室气体排放和改善空气 质量。
能源效率要求
提高能源利用效率，降低 燃料消耗，是气体燃料发 动机未来发展的重要方向。
THANKS
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LNG船
使用液化天然气作为燃料，为船舶提 供清洁能源，减少对环境的影响。
发电与能源
燃气轮机发电站
使用燃气轮机作为发电设备，以天然气为燃料，具有高效、灵活、清洁等优点。
分布式能源系统
以气体燃料发动机为核心，集成多种能源技术，为建筑物或工业园区提供冷、热、电等多种能源需求 。
04
气体燃料发动机的未来发展
技术创新
高效燃烧技术
通过改进燃烧室设计、优化燃料 喷射和混合技术，提高气体燃料 发动机的燃烧效率，减少燃油消
耗和排放。
智能化控制
利用先进的传感器和控制系统，实 时监测和调整发动机的工作状态， 实现最优化的性能和排放控制。
材料和制造工艺
采用新型材料和先进的制造工艺， 提高发动机的耐久性和可靠性，降 低维护成本。
气体燃料发动机技术相对较新，可能需要 更复杂的维护和修理。
天然气发动机技术及其最新发展
器并容易选配三元催化器，发动机功率密度大；蚨
点是由于增压导致发动机热负荷过高．排气温度过
ＭＡＣＨＩＮＥＳ删ＥＲＭＩＱＵＥＳ）的ＣＲＭＴ ５＋系统
也是多点喷射火花塞点火稀燃天然气发动机控制
系统。 另一种天然气发动机就是多点喷射火花塞点 ８４６０ＴＣ（１９１ ｋＷ／２ ｔ∞ｒ／ｒａｉｎ）发动机，这种发动机
１
前言
天然气发动机按照燃气进气方式的不同分为：
换成汽油机工作，在我国四川重庆等天然气相对 丰富的地区有很大的市场，本世纪初改装的出租 车也大都是这种技术。 混合器主要有两种类型：比例调节式和文丘 里式。比例调节式混合器原理是按照比例调节空 气和燃气的流通面积，从而维持空燃比在１７左 右，其典型代表是美国ＩＭＰＣＯ公司，成功应用到 通用、福特的ＣＮＧ汽车上；国内重庆鼎辉汽车燃 气系统有限公司ＣＹＴＺ．１００型装置也是比例调节 式混合器，并且成功的和ＣＡ６１０２Ｎ汽油机等配 套，取得了良好的效果。文丘里式和比例调节式 混合器相比具有配套机型灵活，开发成本低等特 点，因而应用更广。减压调节器主要以意大利产 品为主，主要品牌有：朗第伦索（ＬＡＮＤＩ ＲＥＮＺＯ），
靠性及一致性要琅要高些。澳太利亚ＡＥＣ公司的
蛳ＥＣＵ４系统就属于这种系统．应用于奔驰ｂｉｅｒ－
ｃ甜∞Ｍ４４７ｈＧ（１７５ ｋＷ／２ ｒ／ｍｉｎ）发动机以及雷 诺Ｒｅｎａｕｌｔ ＭＩＰＳ６６２０４５Ｂ（１８６ ｋＷ／２ ｌ∞ｒ／ｒａｉｎ）发 动机．目前也为一汽大柴的ＣＡ６ＥＩ－２１Ｎ（１５５ ｋＷ／
２３０ ２００
Ｊ∞ｄ加）是根据发动机的工作顺序依敬将天然气喷 到汽缸盖进气口处．这种方式能够实现隔缸断火。 更容易降低排放和提高热效率，但是对喷射闻的可
对车辆行驶中发生的故障进行诊断指示，等等。囤
天然气在航空领域的应用
天然气在航空领域的应用近年来，天然气逐渐成为航空领域的一项新兴能源，其应用前景备受关注。
天然气作为一种清洁、低碳的能源，具有丰富的储量与广泛的应用领域，被认为是未来替代传统石油航空燃料的主力之一。
本文将探讨天然气在航空领域的应用现状及发展潜力。
一、天然气在航空领域的应用现状目前，天然气在航空领域主要有两种应用方式：一是天然气为动力的航空发动机，二是天然气为燃料的航空发动机。
通过这两种方式，天然气在航空行业的应用正逐渐走向成熟。
1. 天然气为动力的航空发动机天然气为动力的航空发动机是指直接利用天然气进行燃烧来提供动力的发动机。
相比传统的喷气式发动机，天然气发动机具有热效率高、噪音低、排放少等优点，并且可以在高海拔和极地环境中运行。
目前，一些航空公司已经开始引入天然气发动机的试飞工作，取得了一定的成果。
2. 天然气为燃料的航空发动机天然气为燃料的航空发动机是指通过将天然气转化为液态天然气（LNG）或压缩天然气（CNG）作为燃料来驱动航空发动机。
与传统的航空燃油相比，天然气燃料具有更低的碳排放和减少有害气体排放的特点。
一些航空公司已经开始将部分飞机的燃料替代为天然气，以降低飞机的环境影响。
二、天然气在航空领域的发展潜力天然气在航空领域的应用具有巨大的发展潜力，主要体现在以下几个方面：1. 环境友好性天然气相比传统航空燃油，其燃烧排放的废气中二氧化碳和氮氧化物的含量更低，对环境的污染更小。
随着全球对环境问题的日益关注，将天然气作为航空燃料的使用将成为一种趋势。
2. 资源丰富性天然气是一种储量丰富的能源资源，许多国家拥有丰富的天然气储量。
将天然气应用于航空领域可以减少对传统石油资源的依赖，保障航空业的长期可持续发展。
3. 成本优势天然气作为一种较为廉价的能源，其价格相对稳定。
将天然气作为航空燃料可以降低航空公司的运营成本，提高航班效益。
4. 技术进步随着技术的不断进步，天然气在存储、输送和供应方面的技术正在不断完善，天然气作为航空燃料的技术难题也在逐渐解决。
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改装柴油机成天然气发动机已经成为了一个时下实用的技术趋势。
随着环境保护意识的提高，用天然气发动机替代柴油机逐渐得到认可。
由于柴油机改装天然气发动机的原因及相关技术措施，改装工程投资大，时间长，耗费大量人工。
因此，本文旨在讨论柴油机改装天然气发动机的意义及技术措施。
首先，从环境出发，改装柴油机成天然气发动机可降低污染环境。
因为柴油机操作时会排放二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物等污染物，从而危害空气质量，这种污染物会沉积在土壤中，引起土壤污染，并影响土地可再利用。
而天然气发动机则可以减少排放污染物，从而有效减少环境污染。
其次，从节能出发，改装柴油机成天然气发动机可以节省能源。
柴油机由于燃烧效率较低，使用柴油会产生大量废气，污染环境，而天然气则是一种清洁而又有效率的能源，使用天然气发动机可以减少污染物的排放，节省能源。
最后，从经济出发，改装柴油机成天然气发动机可以节约成本。
由于柴油的价格一直在攀升，这对柴油机的使用造成了极大的负担，而天然气则是一种价格实惠的能源，使用天然气发动机可以节约经济成本。
从上述论述可以看出，改装柴油机成天然气发动机具有重要的社会意义和经济价值，因此，改装柴油机成天然气发动机受到了欢迎。
但是，改装柴油机成天然气发动机也存在一些技术难题，需要进行大量的技术措施。
首先，需要进行发动机室的改造，即降低发动机室的填充比例，这样可以提高发动机燃烧效率，减少热量损失，并且减少发动机室对天然气的瞬时供求不平衡的几率。
其次，需要改造燃气系统，这样可以将柴油机的燃油系统改造成天然气系统，从而使天然气系统具备可靠性，安全性和高效性。
此外，还需要改造控制系统，以便确保发动机的正常工作。
改造后的发动机智能控制系统可以实时反馈运行状况，提高发动机运行效率，并能有效减少污染物和消耗能源等排放。
总之，改装柴油机成天然气发动机是一件重要的事情，这有利于减轻环境污染，节约能源，以及节省经济成本。
lng发动机工作原理
lng发动机工作原理
您好，我了解到您想了解一下液体天然气（LNG）发动机的工作原理。
LNG发动机是一种利用液体天然气作为燃料的内燃机，其工作原理与传统汽油或柴油发动机类似，但在燃料燃烧方式、点火系统和燃料供给方面存在一些差异。
1. 燃料供给：LNG发动机使用存储在液体状态下的天然气作为燃料。
LNG通过储罐以及高压泵被供给到发动机燃料系统中。
然后，液化天然气会通过增压器增压至适宜燃烧的压力。
2. 燃烧过程：LNG发动机采用压燃式燃烧技术。
在汽缸中，压缩的空气与高压的LNG混合，并被点火系统点燃。
当点燃时，燃气会迅速燃烧释放出能量，并推动活塞向下运动。
这个过程与传统发动机的燃烧过程相似，但使用的燃料为LNG。
3. 排放物：相较于传统柴油发动机，LNG发动机的排放物要更少。
燃烧LNG时几乎没有颗粒物的产生，还会产生更少的氮氧化物（NOx）和二氧化碳（CO2）排放。
这使得LNG发动机成为一种相对环保的替代能源选择。
总体来说，LNG发动机的工作原理与传统发动机相似，但使用的燃料是液体天然气。
这种发动机在燃烧效率和排放物控制方面具有一定优势，并被广泛应用于公共运输、船舶和工业领域。
希望这可以对您有所帮助。
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。
天然气发动机故障诊断与状态监测技术的应用
苏里格气 田属于低压 、低渗 、低 产 、低丰度 的 “ 四低 ” 气 田，天 然气压缩 机大量用 于气体增 压 。天然气 发动机 一 旦 发生故 障 ，将造成 设备瘫痪 ，损失 巨大 ，因此对 机组 的 可靠性提 出了更 高的要求 。
一
燃 等状况 ，结 合各缸相位 移动 、超声波 曲线 ，还能判 断进／
爆燃 性 能分析 早燃
失火
★ ★
★
在缸头安 装振动传感器 ，利用振动信号 诊断发动 机主 轴 承故障 ，利用 动力缸 内动态压力信号诊断运行故障 。
３ ． 智 能诊 断系统
功率
★
诊断系统 主要 由硬件及软件 两大部分组成 。硬件部 分 分别 由信号获取装置 、信号处 理及 诊断设备和输 出设备３ 部 分 组成 。信号获取设备包括各 种传 感器 、二次仪表及 信号 、
等 判定性尺 度 ，在 各缸 的点 火波形上是 一致 的。各缸 之间
通过监 测相对于 曲轴转角 的压力 、振动 、超声波信 号 ， 将气 阀开启 与关闭 、气缸压缩与膨胀 和监测信号对应起来 ， 综 合分析 和判断事件 具体性质 ，得到 有价值 的信息 。监测
发动 机缸 内压力相对 于 曲轴转 角 的变 化关系 ，得到 一组反 映燃烧 释放 热能转变 为机械 能完善程 度的性 能参数 ，如平
２ ｏ １ ３ 年１ 月 Ｊ 中国 设备工程
１ ７
隧 巷
｜ｔ 。 Ｅ ｉ 。 ｊ 。 ｊ ｜ ｜ ｜ ． ｊ ｌ … 。 ｜ ．
采集４ ０ 个 工作循 环的缸 内燃烧 压力 曲线 ，计 算各缸 的 指示 功率 ，判 断各 缸做功是 否平衡 ，分 析活塞环 、进排气 门是否漏气 ，是否存在爆燃 、失火等故障 。 苏１ ４ — ３ 站ｌ 泼 动机动力缸 检测 曲线如图２ 所示。
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• 达到欧Ⅲ、欧Ⅳ排
放要求；进一步提 升动力性、经济性 和减排性。
确度、均衡性、稳
定性和排放行方面 都优于单点。 代表品牌： Westport （西港）
代表品牌： Westport （西 港）
低廉，但不能精确
控制燃料供给，无 法进行闭环控制
/// 10
HPDI System 西港HPDI发动机及燃料系统
进气道混合 器预混合
缸外进气门 处喷射
缸内低压喷 射
缸内高压喷 射
/// 9
Tech Development of NGE 天然气发动机技术发展历程
第五代 缸内高压直喷技术
第四代 电控多点顺序喷射技术 第三代 电控单点喷射技术 第二代 电控预混合技术 第一代 机械预混合技术 • 电子节气门控制； 空燃比闭环控制； • 电控喷射、进气总 管预混合；能够实 现稀薄燃烧 •缸内燃气直接喷 射；
Injecting gas
» No premixed fuel 无预混燃料 » No throttling, No changes needed to charge air management 无节气门，无需改动空气进气系统
Injecting ignited fuel
» No risk of knocking 无爆震风险
能达5万台左右。
Pernumia & Brescia Italy
Busan Korea
SI
Buenos Aires Argentina
Perth Australia Bayswater Australia
4
Westport Patents 西港专利技术
Worldwide, Westport and its affiliates have filed over 950 patent aer 225 inventions. There are 326 patents related to NG engine technologies.
/// 7
CHAPTER B
Westport HPDI Tech and Applications 西港高压直喷技术及应用
/// 8
NGE Category 天然气发动机分类
NGE
Type of ignition
点火方式
SI
CI
HPDI
NGE
Type of gas supply 供气方式
缸外
缸内
» Chapter C: Westport LPP System 西港低压泵系统
/// 2
CHAPTER A
Introduction of Westport 西港简介
/// 3
Westport Introduction 西港简介
» Westport (TSX:WPT/NASDAQ:WPRT) is headquartered in Vancouver, Canada 总部位于加拿大温哥华；在加拿大多伦多(代 码“WPT”）和美国纳斯达克（代码 “WPRT”)上市； » Westport China is the wholly owned subsidiary of Westport to develop China market. 西港科技（中国）有限公司是加拿大西港创 新公司在中国北京的全资子公司，负责西港 产品在中国市场的开拓及运营。
（> 16 L）
（1-5 L）
/// 6
World wide partnership 西港遍布全球的合作伙伴
Westport currently has strategic alliances with three of the world's top four engine producers, and supplies or has strategic alliances with six of the world's top ten truck producers. In the light-duty market, Westport supplies or has strategic relationships with seven of the world's top ten automotive OEMs. 西港凭借其领先的技术优势与全球四大发动机生产商中的三家建立战略合作关系，为全球十大卡车制造商中的六家提供产品、技术方案。在轻型领域，西港与 全球十大汽车制造商中的七家保持战略合作关系。
压缩天然气直喷
氢直喷
226 181
167
159
156
156
155
149
139
Compressors 压缩机
后处理系统
Cryogenic Storage
低温储罐
/// 5
Total solutions and Wide Applications 西港完整的天然气动力技术应用于多种领域
» » » On- engine, off- engine 发动机组件，非发动机组件 LD, MD, HD, HHD 轻型、中型、重型、超大马力 Vehicle, Marine, Locomotive 汽车，船，火车机组
/// 11
HPDI System 西港HPDI发动机及燃料系统
HPDI Injector HPDI喷嘴
» Common-rail style injector, directly replaces diesel injector 共轨喷嘴,直接取代柴油喷嘴 » Capable of independently injecting diesel and gas at up to 30 MPa injection pressure 可独立喷射柴油和天然气,喷射压力达30 Mpa
Comparison of HPDI, SI and Diesel Engine Performance (12L) 高压直喷、火花塞点火和柴油发动机性能对比（12L）
13
HPDI and SI Technologies Comparison (Diesel Engine Based) 高压直喷与火花塞点火技术对比（以柴油机为基准）
15 - 20% fuel saving under medium Load – steady speed cruising
在稳定巡航等中负荷时，可节省燃油15-20% 25 – 35% fuel saving under light Load – down hill, tail wind, deceleration 在下坡、顺风、减速等低负荷时，可节省燃 油25-35%
»
More Fuel Saving than SI Engine 比SI发动机节能效果更突出
Comparison of HPDI and SI Engine Fuel Consumption (12L) 高压直喷和火花塞点火发动机燃油消耗对比 （12L）
Pull away torque: 卡车起步加速阶段，扭矩对比： Same as diesel engine 与柴油发动机相同 40% improvement over SI engine 比SI发动机增加40%
SI Engine HPDI Engine
2250 2000
Engine Torque 有效扭矩(Nm)
Diesel Engine HPDI Engine
400 350 300 250 200
Diesel Engine HPDI Engine SI Engine
SI Engine
1750 1500 1250 1000 500 750 1000 1250 1500 1750
• 进气歧管电控多点
顺序喷射；可以实 现隔缸断火。 • 能够达到欧Ⅲ、欧 Ⅳ排放要求。在精
•超稀薄燃烧；
•保持原柴油机动力 性水平； •能够达到欧Ⅴ及更 高排放要求； •燃料消耗低。
• 机械式节气门控
制； 理论空燃比燃烧 • 装置简单、成本
三元催化后处理。
• 功率和扭矩均有所 提升，达到欧II排放 要求。
HPDI engine HPDI 发动机 Based on diesel engine of the same hp 以同马力柴油发动机性能为 基准 SI engine SI 发动机
HPDI Advantages 高压直喷优势
Real thermodynamics diesel cycle 真正的热力学迪塞尔循环（燃烧和能量释放的 过程完全根据“迪塞尔循环”即持续压力膨胀） Keep the same efficiency and performance as diesel engine 保持了柴油机原有的效率和性能 High compression ratio 高压缩比 No need of spark plug or throttle 无需火花塞或者节流阀 Effectively reduce the emission 有效减少了排放
Engine Speed 发动机转速（r/min)
Engine Power 有效功率(KW)
Load 负荷 （Nm）
5-10% fuel saving under high load steep hill, acceleration 在上坡、加速等高负荷时，可节省燃油5-10%
2000
150 2250
Natural Gas Engine Tech and Market 天然气发动机技术及市场
Westport Innovation Inc.
Contents 目录
» Chapter A: Introduction of Westport 西港简介
» Chapter B: Westport HPDI Tech and Applications 西港高压直喷技术及应用