气体供给燃料系统
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当 pg pa 时，α会随 pd 的增大（即随Ga、Gg的增大）而变小，
，随着 g) 并且如图7-90a所示，在 pd pag ( pd p时，吸不出天然气， pd 的增大，α先快后慢地变小，最终趋于一个常数C；
当 pg pa 时，α会随 pd 的增大而变大，并且如图7-90b所示，在
g a
pa pd pg pd
当发动机工况改变时，上式中方括号内的数值变化不大，可 近似地视为常数C，则有：
pd pa pd , pag pa pg 和 pg pd pd pag
C pd /(pd pag )
9
C pd /(pd pag )
18
在柴油机上燃用气体燃料时要注意： 宜采用气体燃料-柴油双燃料形式。 从燃料消耗角度看，当转速不变时，最佳掺烧比 随负荷增大而增大。 柴油机的压缩比 c与掺烧比之间有着密切的联系。 c 大的 应对应小的 R，反之亦然。
19
13
电控喷射式气体燃料供给系统
气体燃料供给 系统也分为机 械控制与电子 控制式两类
14
柴油引燃双燃料发动机的燃料供给系统简介
特点 气体燃料作通过混Baidu Nhomakorabea器同空气混合进入气缸，形成比较 均匀的混合气，在压缩行程活塞接近上止点时，被喷入 缸内并被压燃的柴油点燃。这里，引燃柴油被压燃着火， 与在柴油机中的情形类似 ； 空气和气体燃料系在缸外预先混合，其混合气的着火与 燃烧，与火花点燃式发动机相似。 优点 既可用柴油引燃气体燃料工作，也可用100%的柴油燃 料工作，扩大了发动机在燃料种类选择上的空间。 缺点 燃柴油的雾化不好，大负荷时受到爆燃限制，等。
简单混合器的原理简图
8
式中，Ga，Gg——空气流量和天然气流量，m3/s； CaAa，CgAg——空气和天然气的有效流通面积（A为通路面积 ，m2，C为流量系数）； ρa，ρg——空气和天然气的密度，kg/m3。 这样，混合气的空燃比即为：
Ga Ca Aa Gg Cg Ag
停车时膜片上下方 都是大气压力，弹 簧使滑阀下移，将 天然气通路封闭， 因此允许pg有不大 的正压力
气流通面积随着固定 于膜片上的滑阀位置 的改变而改变
膜片上方空间通过 滑阀中的几个小孔 与天然气和空气的 交汇处相通
当节气门开度加大 时，膜片就上移， 使空气和天然气的 流通面积都变大
比例调节式混合器原理简图
第九节 气体供给燃料系统
主要学习内容
内燃机使用气体燃料的方法 缸外混合供气系统的基本要求与结构方案 预混点燃式气体燃料供给系统简介 混合器与减压器 电控喷射式气体燃料供给系统 柴油引燃双燃料发动机的燃料供给系统 气体燃料供给系统与内燃机的匹配
1
内燃机使用气体燃料的方法
一、常用气体燃料
4
缸外混合的两种供气位置
形成的混合气 均匀，控制系 统简单，但安 全性较差。
a)气体燃料在进气总管与空气混合 b)气体燃料在进气歧管与空气混合
5
预混点燃式气体燃料供给系统简介
一、天然气和汽油两用燃料供给系统
此系统是在保 留原车化油器 供油系统的情 况下，增加一 套CNG的储存、 供给与转换装 置而构成的。
液化石油气 (LPG) 压缩天然气 (CNG)
二、具体使用方法
缸外混合、火花点火 缸外混合 、柴油引燃
缸内喷射、火花点火
缸内喷射、柴油引燃
缸外缸内喷射、压缩自燃
2
缸外混合供气系统的基本要求与结构方案
一、对供气系统的基本要求
对点燃式气体燃料发动机，当负荷变化时，只允 许过量空气系数φa在较小范围内变化。对柴油引 燃的气体燃料-柴油双燃料发动机，φa一般为 1.4～1.9。 在进行供气系统设计时，要考虑到不同的供气系 统、不同的气体燃料，对配气相位、点火提前角、 点火能量、火花塞结构及位置等均有不同的要求 等因素的影响。 供气系统应使气体燃料与空气的混合尽可能均匀， 燃料量调节可靠，具有防爆安全性。 供气系统应满足结构简单、价格便宜、操作维护 方便等要求。
7
混合器与减压器
一、 混合器及其特性 简单混合器特性 设混合器前空气压力为pa，天 然气压力为pg，空气与天然气 汇合处的压力为pd，近似按不 可压缩流体的伯努利方程，可 写出空气和天然气的体积流量 公式为：
Ga Ca Aa 2( pa pd )/ a
Gg Cg Ag 2( pg pd ) / g
6
二、液化石油气和汽油两用燃料供给系统
与CNG系统大同小异，主要区别在于气体燃料的存储与 减压方式上。 液化石油气存贮在专门的储罐中，充液口在储罐上方， 出液口在储罐下方。充液时储罐不充满（最多到其容积 的80%），液面上是LPG蒸气，靠饱和蒸气压将液化石 油气压出。
储罐液面上本是蒸 气层，为什么不直 接从蒸气层抽取气 态LPG而要将液态 LPG送到蒸发减压器 中去气化呢？
pd 0,( pd pa ) 时，只能吸进天然气， 0 ，随着 pd 的增大，
α先快后慢地变大，最终也趋近一个常数C；
10
11
比例调节式混合器
下图所示的比例式混合器，就是为了克服简单混合器的不足，兼有防 止怠速过稀与实现高负荷加浓作用的一种综合改进方案，这种混合器由 于毋需另外配置怠速供气与高负荷加浓装置，而且简化了减压器的结构， 应用比较广泛。 天然气流通面积和空
3
二、缸外混合供气系统的结构分类
文杜里管（Venturi）式气体燃料供给系统 发动机的起动、怠速、加速及功率控制等功能均在减压 器上实现，这种装置的混合器为文杜里管，结构简单， 但减压器结构复杂。 比例调节器式气体燃料供给系统 采用膜片式混合器来调节空燃比，这种装置的混合器体 积较大，但减压器结构简单。 电控喷射式气体燃料供给系统 由计算机及各种传感器对发动机各工况的数据进行采集、 处理、实现对气体燃料控制阀的自动调节，该系统控制 精度高，各种工况适应性好。
12
二、减压器的工作原理
基本功能：减压和稳压
工作原理：
发动机停车时，橡胶膜 片下方减压室中的气体 压力等于大气压，弹簧 力对杠杆的作用力矩大 于减压器前气体压力通 过阀门对杠杆的作用力 矩，阀门关闭并且对阀 口保持一定的密闭力
发动机工作时，p2<p0，膜片 两边压力差所产生的使膜片向 下的力对杠杆的作用方向与p1 对杠杆的作用力方向一致，当 p2小到一定程度之后，二者对 杠杆的合力矩就能克服弹簧力 的作用力矩而使杠杆向顺时针 方向转动并开启阀门，使天然 气通过减压器而流向混合器， 压力也就从p1降低到p2。
15
系统组成 括天然气（或液化石油气）预混合供给系统 柴油供给系统 工作状态切换及控制系统 调控方式 机械控制式 机电结合控制方式 全电控方式
国内应用最多 国外业已批 量应用 尚处于研 发阶段
16
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气体燃料供给系统与内燃机的匹配
在汽油机上燃用气体燃料时要注意： 燃用CNG时，汽油机功率将下降20%～25%；燃用LPG 时，汽油机功率将下降5%～10%。 气体燃料的辛烷值高，因此发动机的压缩比可适当提高， 提高压缩比可使燃用气体燃料时的功率下降得到部分恢 复。 由于气体燃料的着火温度高、火焰传播速度低、滞燃期 长，因此要加大点火提前角，提高点火能量。 可用增压技术恢复功率。
，随着 g) 并且如图7-90a所示，在 pd pag ( pd p时，吸不出天然气， pd 的增大，α先快后慢地变小，最终趋于一个常数C；
当 pg pa 时，α会随 pd 的增大而变大，并且如图7-90b所示，在
g a
pa pd pg pd
当发动机工况改变时，上式中方括号内的数值变化不大，可 近似地视为常数C，则有：
pd pa pd , pag pa pg 和 pg pd pd pag
C pd /(pd pag )
9
C pd /(pd pag )
18
在柴油机上燃用气体燃料时要注意： 宜采用气体燃料-柴油双燃料形式。 从燃料消耗角度看，当转速不变时，最佳掺烧比 随负荷增大而增大。 柴油机的压缩比 c与掺烧比之间有着密切的联系。 c 大的 应对应小的 R，反之亦然。
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电控喷射式气体燃料供给系统
气体燃料供给 系统也分为机 械控制与电子 控制式两类
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柴油引燃双燃料发动机的燃料供给系统简介
特点 气体燃料作通过混Baidu Nhomakorabea器同空气混合进入气缸，形成比较 均匀的混合气，在压缩行程活塞接近上止点时，被喷入 缸内并被压燃的柴油点燃。这里，引燃柴油被压燃着火， 与在柴油机中的情形类似 ； 空气和气体燃料系在缸外预先混合，其混合气的着火与 燃烧，与火花点燃式发动机相似。 优点 既可用柴油引燃气体燃料工作，也可用100%的柴油燃 料工作，扩大了发动机在燃料种类选择上的空间。 缺点 燃柴油的雾化不好，大负荷时受到爆燃限制，等。
简单混合器的原理简图
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式中，Ga，Gg——空气流量和天然气流量，m3/s； CaAa，CgAg——空气和天然气的有效流通面积（A为通路面积 ，m2，C为流量系数）； ρa，ρg——空气和天然气的密度，kg/m3。 这样，混合气的空燃比即为：
Ga Ca Aa Gg Cg Ag
停车时膜片上下方 都是大气压力，弹 簧使滑阀下移，将 天然气通路封闭， 因此允许pg有不大 的正压力
气流通面积随着固定 于膜片上的滑阀位置 的改变而改变
膜片上方空间通过 滑阀中的几个小孔 与天然气和空气的 交汇处相通
当节气门开度加大 时，膜片就上移， 使空气和天然气的 流通面积都变大
比例调节式混合器原理简图
第九节 气体供给燃料系统
主要学习内容
内燃机使用气体燃料的方法 缸外混合供气系统的基本要求与结构方案 预混点燃式气体燃料供给系统简介 混合器与减压器 电控喷射式气体燃料供给系统 柴油引燃双燃料发动机的燃料供给系统 气体燃料供给系统与内燃机的匹配
1
内燃机使用气体燃料的方法
一、常用气体燃料
4
缸外混合的两种供气位置
形成的混合气 均匀，控制系 统简单，但安 全性较差。
a)气体燃料在进气总管与空气混合 b)气体燃料在进气歧管与空气混合
5
预混点燃式气体燃料供给系统简介
一、天然气和汽油两用燃料供给系统
此系统是在保 留原车化油器 供油系统的情 况下，增加一 套CNG的储存、 供给与转换装 置而构成的。
液化石油气 (LPG) 压缩天然气 (CNG)
二、具体使用方法
缸外混合、火花点火 缸外混合 、柴油引燃
缸内喷射、火花点火
缸内喷射、柴油引燃
缸外缸内喷射、压缩自燃
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缸外混合供气系统的基本要求与结构方案
一、对供气系统的基本要求
对点燃式气体燃料发动机，当负荷变化时，只允 许过量空气系数φa在较小范围内变化。对柴油引 燃的气体燃料-柴油双燃料发动机，φa一般为 1.4～1.9。 在进行供气系统设计时，要考虑到不同的供气系 统、不同的气体燃料，对配气相位、点火提前角、 点火能量、火花塞结构及位置等均有不同的要求 等因素的影响。 供气系统应使气体燃料与空气的混合尽可能均匀， 燃料量调节可靠，具有防爆安全性。 供气系统应满足结构简单、价格便宜、操作维护 方便等要求。
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混合器与减压器
一、 混合器及其特性 简单混合器特性 设混合器前空气压力为pa，天 然气压力为pg，空气与天然气 汇合处的压力为pd，近似按不 可压缩流体的伯努利方程，可 写出空气和天然气的体积流量 公式为：
Ga Ca Aa 2( pa pd )/ a
Gg Cg Ag 2( pg pd ) / g
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二、液化石油气和汽油两用燃料供给系统
与CNG系统大同小异，主要区别在于气体燃料的存储与 减压方式上。 液化石油气存贮在专门的储罐中，充液口在储罐上方， 出液口在储罐下方。充液时储罐不充满（最多到其容积 的80%），液面上是LPG蒸气，靠饱和蒸气压将液化石 油气压出。
储罐液面上本是蒸 气层，为什么不直 接从蒸气层抽取气 态LPG而要将液态 LPG送到蒸发减压器 中去气化呢？
pd 0,( pd pa ) 时，只能吸进天然气， 0 ，随着 pd 的增大，
α先快后慢地变大，最终也趋近一个常数C；
10
11
比例调节式混合器
下图所示的比例式混合器，就是为了克服简单混合器的不足，兼有防 止怠速过稀与实现高负荷加浓作用的一种综合改进方案，这种混合器由 于毋需另外配置怠速供气与高负荷加浓装置，而且简化了减压器的结构， 应用比较广泛。 天然气流通面积和空
3
二、缸外混合供气系统的结构分类
文杜里管（Venturi）式气体燃料供给系统 发动机的起动、怠速、加速及功率控制等功能均在减压 器上实现，这种装置的混合器为文杜里管，结构简单， 但减压器结构复杂。 比例调节器式气体燃料供给系统 采用膜片式混合器来调节空燃比，这种装置的混合器体 积较大，但减压器结构简单。 电控喷射式气体燃料供给系统 由计算机及各种传感器对发动机各工况的数据进行采集、 处理、实现对气体燃料控制阀的自动调节，该系统控制 精度高，各种工况适应性好。
12
二、减压器的工作原理
基本功能：减压和稳压
工作原理：
发动机停车时，橡胶膜 片下方减压室中的气体 压力等于大气压，弹簧 力对杠杆的作用力矩大 于减压器前气体压力通 过阀门对杠杆的作用力 矩，阀门关闭并且对阀 口保持一定的密闭力
发动机工作时，p2<p0，膜片 两边压力差所产生的使膜片向 下的力对杠杆的作用方向与p1 对杠杆的作用力方向一致，当 p2小到一定程度之后，二者对 杠杆的合力矩就能克服弹簧力 的作用力矩而使杠杆向顺时针 方向转动并开启阀门，使天然 气通过减压器而流向混合器， 压力也就从p1降低到p2。
15
系统组成 括天然气（或液化石油气）预混合供给系统 柴油供给系统 工作状态切换及控制系统 调控方式 机械控制式 机电结合控制方式 全电控方式
国内应用最多 国外业已批 量应用 尚处于研 发阶段
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气体燃料供给系统与内燃机的匹配
在汽油机上燃用气体燃料时要注意： 燃用CNG时，汽油机功率将下降20%～25%；燃用LPG 时，汽油机功率将下降5%～10%。 气体燃料的辛烷值高，因此发动机的压缩比可适当提高， 提高压缩比可使燃用气体燃料时的功率下降得到部分恢 复。 由于气体燃料的着火温度高、火焰传播速度低、滞燃期 长，因此要加大点火提前角，提高点火能量。 可用增压技术恢复功率。