天然气发动机结构及工作原理
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电子节气门根据ECU指令，有三种工作状态： 1、当发动机速度低于怠速目标值时，ECU 进行怠速控制，即控制节气
门开度位置，保持发动机速度在怠速目标值附近。 2、当发动机速度超过最大额定转速时，ECU 限制节气门开度位置，即
速度越高节气门开度位置越小。 3、当发动机速度在怠速和最大额定转速之间时，节气门开度位置直接
XXX天然气发动机结构及工作原理
XXX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：
•LNG从气瓶体通过管路进入汽化器加热汽化，经过 稳压罐稳压后由燃气滤清器滤清，之后通过电磁切 断阀控制通断进入稳压器稳压，稳压后的燃气进入 热交换器。
•CNG从压缩气瓶通过管路进入减压器减压至7-8bar 后，经过滤清器进入热交换器。
天然气发动机结构特点（专用活塞环）
优点： 1、刮油量大 2、耐磨性能好 3、传热性能好
天然气发动机结构特点（专用排气管）
外包隔热材料排气管
隔热材料排气管
1、可以降低排气管温度30℃～50℃
天然气发动机结构特点（专用增压器）
冷却水接口
采用加大流量水冷增压 器 1、水流量加大； 2、通过冷却水冷却机油 降低增压器温度
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)
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。
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
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。
天然气发动机燃气供给系统（滤清器）
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。
天然气发动机燃气供给系统（电磁阀）
天然气发动机燃气供给系统（稳压器）
✓最大进口压力：28bar ✓出气压力范围：7～14bar ✓工作温度：-40℃～75℃ ✓注意箭头所指的气流方向 ✓压力表安装在出气端 ✓怠速时调整NGP为8.2bar
天然气发动机燃气供给系统（热交换器）
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。
由脚踏板控制，即节气门开度位置随脚踏板位置同步变化。 结构特点： 电子节气门内部包含节气门开度位置传感器，ECU通过比较节气门
位置传感器反馈信号和节气门开度指令信号之间的差值来确定电子 节气门是否处于正常的工作状态。 一旦电子节气门发生故障，ECU 将进入特定的跛行回家模式，发动 机转速和输出扭矩都将受限制。当发生其他某些故障时，ECU也进 入跛行回家模式。
气体机专用气门密封套
1、提高对气门杆的密封性能 2、有效降低机油消耗。
天然气发动机结构特点（专用活塞）
内冷油道
内冷油道 喷油入口
采用加大内冷振荡油道活塞
内冷油道连杆 小头喷油口
内冷油道 喷油出口
1、可以多带走30%的热量；2、更高的进气紊流，可以提高燃烧速度10%；
3、最高爆发压力为10Mpa，对曲轴及轴瓦的磨损更低。
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。
天然气发动机空气供给系统（节气门）
电子节气门集成有执行器，位置传感器，节气阀门等。接收PWM信号 由ECU控制其开度大小，节气阀门开度大小控制混合气进气量，从 而改变发动机的输出功率。
切断阀
滤清器
稳压器
热交换器
节温器
FMV燃料计量阀
天然气发动机结构特点（燃气供给系统示意图）
天然气发动机燃气供给系统（滤清器）
✓最大工作压力：35bar
✓流量：85m3/h@100psig
✓工作温度：-40℃～107℃ ✓压降：6.9kPa ✓0.3μm～ 0.6μm过滤效率 ≥95%。 ✓放水口朝下 ✓注意箭头所指的气流方向 ✓每3000km放一次水
天然气发动机结构特点（空气供给系统）
节气门前 压力传感器
中冷器
油门脚踏板
节气门位置反馈
电子节气门 进气温度、 压力传感器
混合器
OH1.2 Engine Controller
新鲜空气 空气、燃气混合 排气
பைடு நூலகம்
E发ng动ine机
增压器
空Air气 F滤ilt清er器
废气控制阀
排气管 氧传感器
天然气发动机空气供给系统（负荷控制）
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
压控制可能不稳 消声器仅用做隔音 如果空气连接断开，发动机功率
过大可能会损坏发动机，或者产 生故障码（该故障码通过限制节 气门来保护发动机和降低功率） 如果电气连接断开，则发动机功 率下降
门开度位置，保持发动机速度在怠速目标值附近。 2、当发动机速度超过最大额定转速时，ECU 限制节气门开度位置，即
速度越高节气门开度位置越小。 3、当发动机速度在怠速和最大额定转速之间时，节气门开度位置直接
XXX天然气发动机结构及工作原理
XXX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：
•LNG从气瓶体通过管路进入汽化器加热汽化，经过 稳压罐稳压后由燃气滤清器滤清，之后通过电磁切 断阀控制通断进入稳压器稳压，稳压后的燃气进入 热交换器。
•CNG从压缩气瓶通过管路进入减压器减压至7-8bar 后，经过滤清器进入热交换器。
天然气发动机结构特点（专用活塞环）
优点： 1、刮油量大 2、耐磨性能好 3、传热性能好
天然气发动机结构特点（专用排气管）
外包隔热材料排气管
隔热材料排气管
1、可以降低排气管温度30℃～50℃
天然气发动机结构特点（专用增压器）
冷却水接口
采用加大流量水冷增压 器 1、水流量加大； 2、通过冷却水冷却机油 降低增压器温度
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)
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。
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
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。
天然气发动机燃气供给系统（滤清器）
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。
天然气发动机燃气供给系统（电磁阀）
天然气发动机燃气供给系统（稳压器）
✓最大进口压力：28bar ✓出气压力范围：7～14bar ✓工作温度：-40℃～75℃ ✓注意箭头所指的气流方向 ✓压力表安装在出气端 ✓怠速时调整NGP为8.2bar
天然气发动机燃气供给系统（热交换器）
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。
由脚踏板控制，即节气门开度位置随脚踏板位置同步变化。 结构特点： 电子节气门内部包含节气门开度位置传感器，ECU通过比较节气门
位置传感器反馈信号和节气门开度指令信号之间的差值来确定电子 节气门是否处于正常的工作状态。 一旦电子节气门发生故障，ECU 将进入特定的跛行回家模式，发动 机转速和输出扭矩都将受限制。当发生其他某些故障时，ECU也进 入跛行回家模式。
气体机专用气门密封套
1、提高对气门杆的密封性能 2、有效降低机油消耗。
天然气发动机结构特点（专用活塞）
内冷油道
内冷油道 喷油入口
采用加大内冷振荡油道活塞
内冷油道连杆 小头喷油口
内冷油道 喷油出口
1、可以多带走30%的热量；2、更高的进气紊流，可以提高燃烧速度10%；
3、最高爆发压力为10Mpa，对曲轴及轴瓦的磨损更低。
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。
天然气发动机空气供给系统（节气门）
电子节气门集成有执行器，位置传感器，节气阀门等。接收PWM信号 由ECU控制其开度大小，节气阀门开度大小控制混合气进气量，从 而改变发动机的输出功率。
切断阀
滤清器
稳压器
热交换器
节温器
FMV燃料计量阀
天然气发动机结构特点（燃气供给系统示意图）
天然气发动机燃气供给系统（滤清器）
✓最大工作压力：35bar
✓流量：85m3/h@100psig
✓工作温度：-40℃～107℃ ✓压降：6.9kPa ✓0.3μm～ 0.6μm过滤效率 ≥95%。 ✓放水口朝下 ✓注意箭头所指的气流方向 ✓每3000km放一次水
天然气发动机结构特点（空气供给系统）
节气门前 压力传感器
中冷器
油门脚踏板
节气门位置反馈
电子节气门 进气温度、 压力传感器
混合器
OH1.2 Engine Controller
新鲜空气 空气、燃气混合 排气
பைடு நூலகம்
E发ng动ine机
增压器
空Air气 F滤ilt清er器
废气控制阀
排气管 氧传感器
天然气发动机空气供给系统（负荷控制）
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
压控制可能不稳 消声器仅用做隔音 如果空气连接断开，发动机功率
过大可能会损坏发动机，或者产 生故障码（该故障码通过限制节 气门来保护发动机和降低功率） 如果电气连接断开，则发动机功 率下降