潍柴天然气发动机培训

潍柴天然气发动机培训

目 录

一、企业及产品概况

二、天然气发动机的基础概念

三、天然气发动机结构及工作原理

四、天然气发动机使用维护保养

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第一部分：企业及产品概况

一、企业概况 （产权结构）

潍柴控股集团有限公司

潍坊潍柴道依茨公司

潍柴进出

口公司

山东巨力

股份公司

000880SZ

潍柴动力股份

有限公司

2338HK

000338 SZ

陕西

法士特

陕西重汽

株洲

火花塞

株洲

齿轮

东风

越野车

富通

空调

潍柴西港

新能源

主营业务：动力总成、整车、零部件重潍柴

中速机业务

重潍柴

高速机

业务

上海

和达

40%

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一、企业概况 （公司简介）

公司是潍柴动力控股的新能源发动机制造企业，成立于1999年，现厂房建筑面积2万余平方米，年生产能力2万台，满负荷生产，年销售收入可达20亿元，建有先进的产品开发试验装备。公司成功开发了WP5NG、WP6NG、WP7NG、WP10NG、WP12NG等车用气体发动机产品，功率覆盖120-280千瓦，达到国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ排放标准，广泛应用于城市公交、公路客车、重型卡车等各个领域，并出口到多个国家和地区。

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企业概况 （试验室）

潍柴新能源发动机公司产品试验室占地6000多平方米，有12个气体机专用整机试验台，其中包括瞬态交流电力测功系统1套，全流排放设备1套，燃烧分析仪1套，发电机组试验台1个，自动化性能试验台10个，天然气压缩子站一座，具有国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ气体发动机燃烧开发及性能标定的能力,试验装备达到世界一流水平.

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产品介绍

参数说明：

•NG- 天然气的总称包括CNG(压缩天然气)和LNG(液化天然气)

•E30-表示达到国Ⅲ排放标准

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第二部分：天然气发动机的基础概念

一、进气=功率

1、更多进气 = 更大功率

（意味着不能一味加大油门来提升马力）

进气压力增加= 进气流量增加= 扭矩增加

发动机对进气调节控制能力决定发动机性能

2、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–发生爆震问题

–过多燃料导致排放急剧恶化

–燃料经济性变差

二、节气门

•对于柴油机 燃料 = 功率

•由于预混的CNG 不能同柴油机同样程度的稀燃，必须通过其他方式限制发动机动力。

•节气门为控制空气流动的装置。当量比

稀浓

CNG

柴油机汽油机

天然气稀燃发动机

三、稀燃

正常的空燃比是以当量比来表示的。

1、当量混合:理论上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。通常空燃比以质量比给出。 用λ表示过量空气系数，当量混合时即λ＝１ 柴油机空燃比：14.5

天然气发动机 空燃比：16-17

2、稀燃:混合气中多余了空气称为稀， λ＞1表示稀，

（多余了燃料称为浓，λ <1 表示浓）

稀燃的优点：

1、燃料经济性

2、排放特性

3、热负荷

–排温

–传至发动机冷却液的热量降低

四、爆震 (末端气体爆震)

1、定义：爆震是气缸中正常火焰燃烧产生的压力温度上升，从而导致未燃燃料

同空气的自燃现象。

爆震是不正常的。

2、爆震带来的影响：

•长时间的爆震会导致发动机系统损坏 (活塞环、火花塞、活塞、气门座圈等)•爆震在低速高负荷下最严重。

3、下述情况可导致爆震：

–过多的积炭 (过高的机油灰分)

–机油消耗过大，发动机过浓燃烧

–燃料浓于设定点 ~5%

–中冷器污染 (过高进气温度)

–增压不能控制或过高

–点火定时不准

–燃料品质差 (低辛烷值)

五、失火

•天然气发动机的失火极限：过浓 0.7＜ λ ＜1.6过稀。

•过低的稀燃导致高的碳氢排放并降低发动机功率和高的燃气消耗。

•过浓的混合气导致高的碳氢排放和高的排气温度。

第二部分：天然气发动机结构及工作原理

天然气发动机结构特点

潍柴天然气发动机是在相应型号潍柴柴油机基础上改制并增加燃气电控系统而成。目前潍柴LNG发动机采用美国WOODWOOD2.0燃气电控系统。

1、取消了柴油机的燃油系统(高压油泵、喷油器、高压油管等），增加了燃气供

给系统（气瓶、燃气热交换器和节温器、喷射阀等）。

2、采用点燃式燃烧方式（气缸盖上的喷油器安装孔改为火花塞安装孔），增加

了点火控制系统（点火控制器、点火线圈、高压线、火花塞）。

3、压缩比比柴油机的小，燃烧室形式（活塞）与柴油机不同。

4、增加了信号发生器，用于判缸和测量发动机转速。

5、增加了混合器和节气门，使燃气和空气在混合器中充分混合。

6、排气温度高，增压器采用水冷中间壳，进、排气门座采用耐磨、耐高温材料，

采用带隔热材料的排气管。

7、WOODWARD系统采用ECU控制，单点喷射，稀薄燃烧。