涡轮增压中冷技术

1.引燃油针阀

2.天然气针阀

3.引燃油柱塞

4.通断两位阀

5.电磁阀

6.柱塞

图4油气共用泵喷嘴

燃油量由引燃油柱塞行程控制,不随负荷变化。柱塞继续下行,油压进一步升高克服天然气针阀弹簧作用力后,天然气针阀打开,开始喷射天然气。天然气喷射量由电磁阀控制。通过调节油气针阀弹簧刚度和预紧力可以改变油气喷射间隔时间。按燃料能量计算,引燃油能量为满负荷时燃料总能量的5%。天然气高压缸内直喷的发动机不需要节气门,因而不存在节气门节流损失及因天然气引起的容积效率损失。天然气在压缩行程接近上止点时喷入气缸,与空气边混合边燃烧,因而发动机可以采用比较高的压缩比,能够获得高于柴油机的热效率。由于以扩散燃烧为主,因而可以通过混合气质调节方式适应发动机负荷变化,改善传统天然气发动机中小负荷性能。天然气燃烧火焰温度低,总的混合气空燃比远大于理论空燃比,因而降低了缸内最高温度,从而可以大幅度降低NOx排放。由于以天然气的扩散燃烧为主,因而具有不可见烟度排放,同时具有与柴油机相当的CO和HC排放性能。3结论

由上述可见,缸内直接喷气技术有以下特点:

a.对气体燃料节流无影响,供气特性稳定。

b.点燃式和引燃式(天然气)柴油双燃料发动机都能完全实现质调节。

c.降低甚至消除了燃料供气对空气充量的影响,提高了空气充量。

对于天然气缸内直喷技术来讲,当前的研究主要在以下方面:适合天然气燃料的专用发动机的开发,例如选择合适的压缩比等,可以实现更理想混合气的喷射器,稀薄燃烧理论及实现。

综上所述,无论采用何种方式实现缸内直喷都能使发动机的性能有所提高,该技术是天然气发动机一个很有前途的发展方向。

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涡轮增压中冷技术

涡轮中冷增压是20世纪80年代后期在柴油机上广泛运用的新技术。此项技术装置由涡轮增压器和中冷器组成。它利用排气中的剩余能量驱动涡轮增压器旋转,对空滤器中吸入的空气压缩增压,送入发动机进气管中,使进入气缸的空气总量增加。装在涡轮增压器压气机下游的中冷器冷却并带走由于压缩空气和摩擦所产生的热量,进一步增加了进入燃烧室里的空气密度。

该项技术具有增压和冷却双重功能,使燃油在气缸里燃烧更充分彻底,同时进气管中的正压力也将有效清除残留的废气,有效冷却活塞和气门,提高功率达50%~60%,降低燃油消耗20%以上,有效减少NOx和碳粒排放。由于该项技术使排气中一部分能量变成涡轮的有效功输出,因此排气噪声也降低了。

第5期尤秋菊等:天然气发动机供气系统的研究现状#3#