什么是压缩天然气(CNG)发动机?CNG即压缩天然气(CompressedNaturalGas,简称CNG),是将天然气加压后以气态储存于容器中。压缩天然气除油田、天然气田天然气外,还可以人工生产生物甲烷(主要成分为甲烷)。顾名思义,CNG发动机是燃料用CNG(压缩天然气)的发动机(一般用于大型车、客车)。CNG汽车是利用可燃性气体进行能源驱动的汽车。压缩天然气(CNG)发动机工作原理高压压缩天然气来自储气瓶,经天然气过滤器过滤后,经高压电磁阀进入高压减压器,对高压压缩天然气(工作压力200bar-30bar)进行减压加热,具有调节压力至7bar-9bar的作用。高压天然气在减压过程中减压膨胀,需要吸收大量热量,为了防止减压器冻结,需要用发动机冷却液在减压器内加热气体。减压后的天然气进入电控调节器(EPR),电控调节器的作用是根据发动机运行情况准确控制天然气供应量。天然气和空气在混合器内充分混合,进入发动机气缸内,由火花塞点火燃烧。火花塞点火时间由ECM控制,氧传感器及时监测燃烧后废气氧浓度计算空燃比,ECM根据氧传感器反馈信号及时校正天然气供应量。天然气发动机控制系统增压压力的控制涡轮-美洲狮控制:增压器根据发动机负荷提供可变的进气增压,增压器的废气门可以通过释放涡轮的排气压力来降低增压。这是通过隔膜移动控制杆来完成的。向隔膜供给压力后,操纵杆移动,打开废气旁通阀。ECI系统利用废气旁通控制阀控制废气旁通阀执行器的压力。废气旁通阀的安装是为了避免对废气旁通阀的执行机构施加压力。供给废气旁通控制阀的压力必须在22~25psig之间。旁通控制阀具有压力传感器,用于监测对执行机构的压力,根据ECM计算出的WGP指令的大小,向执行机构释放或输送压力。负载控制加载控制:ECM从带IVS的加速踏板接收表示负载指令的可变电压信号,将其位置指令转换为负载率指令。因为ECM使用负载命令来计算实现此负载所需的映射目标和TIP目标。当发动机负荷向映射目标上升时,电子节气门开度和废气旁通阀开度不断调整,使映射压力值达到映射目标。然后,电子节流阀被调整为电子节流阀前后的差压达到目标值,在调整节流阀的期间,废气旁通阀的开度继续被调整,以使MAP压力值和目标值一致。燃料的控制完全控制:电控调节器(EPR)是由一个微处理器控制的高速大马力电机驱动的压力调节器。EPR内的微处理器通过CAN通信接收ECM发送来的燃料压力指令(EPR燃料出口压力和混合器入口的空气压力之差),将EPR内的信息返回给ECM。然后用EPR内的电机驱动调压器内膜片,调整EPR出口压力差,使该压差满足ECM指令的要求。CNG发动机燃气系统结构1、高压燃料截止阀:工作原理:用线圈驱动阀柱,用ECM控制开关,在停止状态下进入常闭状态。作用:及时切断或恢复燃料供应。2、高压减压器:工作原理:压力膜片克服弹簧阻力,带动拉杆,调节节流孔流通面积,从而控制减压天然气的压力。作用:通过节流和加热,将高压压缩天然气减压至7bar-9bar低压天然气。3、低压燃料截止阀:工作原理:用线圈驱动阀柱,用ECM控制开关,在停止状态下进入常闭状态。作用:及时切断或恢复燃料供应。4、电控调节器部件:工作原理:该部件内部有控制芯片,该控制芯片接受ECM的控制指令,通过高速电磁阀控制天然气气量,实时有效控制空燃比。作用:控制天然气供应量。5、混合器:工作原理与作用:天
他们的工作原理不同,就是其区别之处。
1、汽油发动机工作原理
我们以单缸汽油发动机为例,讲解一下汽油机的工作原理。
气缸内装有活塞,活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。活塞在气缸内做往复运动,通过连杆推动曲轴转动。为了吸入新鲜气体和排出废气,设有进气门和排气门。
活塞顶离曲轴中心最远处,即活塞最高位置,称为上止点。活塞顶部离曲轴中心最近处,即活塞最低位置,称为下止点。上、下止点间的距离称为活塞行程,曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离称为曲轴半径。活塞每走一个行程相应于曲轴转角180°。对于气缸中心线通过曲轴中心线的发动机,活塞行程等于曲柄半径的两倍。
活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为发动机的工作容积或发动机排量,用符号VL表示。
四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程,既进气行程、压缩行程、膨胀行程(作功行程)和排气行程。
2、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稳压后由燃气滤清器滤清,之后能过电磁切断阀控制进入稳压器稳压,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8bar后,经过滤清器进入热交换器。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。
·LPG从气瓶出来经高压电磁阀到蒸发调压器,变成气态的LPG。LPG经FTV与空气在混合器内充分混合,进入发动机缸内混合燃烧。
最根本的区别就是发动机不同,其工作原理有着很大的不同,柴油机为压燃式,着火点为220 ℃;汽油机为点燃式,着火点为427℃;而天然气为点燃式,着火点为650℃。燃油发动机(比如汽车)是活塞、汽缸驱动。燃气发动机(火力发电)是燃气喷到涡轮上,驱动转动。
天然气发动机最大的优点是排污染低,天然气发动机不会造成润滑油稀释,能延长发动机寿命,同是还可降低汽车噪音等。
但是天然气发动机汽车在使用中仍然存在一些问题,其中最为突出的是发动机功率下降、发动机腐蚀与早期磨损的问题。天然气汽车功率下降的原因是由于充气系数下降和发动机压缩比较低;发动机早期磨损的原因是由于天然气中含有微量硫化物引起。冲车加速不如汽油机。