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汽油/CNG兩用燃料發動機工作原理

汽油/CNG兩用燃料發動機

將汽油機改裝為汽油/CNG兩用燃料發動機 之后,當燃用天然氣時,發動機 的功率和轉矩都會明顯下降。有研究表明,適當提高改裝機的壓縮比不僅可以減小功率損失還能改善發動機 的燃料經濟性。

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.CNG供給系統組成 及工作原理

目前,汽油/CNG兩用燃料發動機 的CNG供給系統有多種類型 。國產CYTZ-100型CNG供給系統是采用步進電機伺服閥和比例調節式混合器的閉環控制系統。

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車用氣瓶的容量為50L,壓力為20MPa,通過安裝在每個氣瓶上的連通閥及高壓管路將數個氣瓶連通。當駕駛人將汽油/CNG轉換開關25置于“氣”位置時,電控單元(ECU)24向CNG電磁閥10通電,電磁閥開啟。車用氣瓶6內的CNG經充氣閥7、過濾器8、手動截止閥9和電磁閥進入減壓調節器14。CNG在減壓調節器內降壓,低壓的天然氣經步進電機15控制的低壓通道進入混合器16。在混合器中天然氣與空氣混合后進入氣缸。ECU根據氧傳感器 21和發動機 轉速傳感器 20的信號,通過調節步進電機伺服閥的行程來改變減壓調節器至混合器之間的低壓通道通過面積,以控制天然氣的流量。

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減壓調節器

由于氣瓶內的CNG壓力隨著燃料的消耗不斷變化,因此要想保持穩定的天然氣與空氣的混合比例,需安裝減壓調節器。減壓調節器可以保證在氣瓶內的壓力發生變化時進入混合器的天然氣壓力基本恒定。減壓調節器將氣瓶內CNG的壓力由20MPa降至常壓一般要經過三級減壓。CYTZ-100型三級減壓調節器的結構。

減壓調節器工作原理

發動機 不工作或不燃用CNG,即沒有CNG進入減壓調節器時,一級閥口、二級閥口和三級閥口均處于常開狀態。當發動機 工作時,CNG經進氣口進入減壓調節器,并通過一級閥芯和密封片之間的一級閥口進入減壓調節器 A 腔,進行一級減壓,壓力由20MPa降至0.8MPa左右。若壓力超過0.8MPa,則一級膜片在CNG的壓力作用下克服主彈簧的預壓力而向上彎曲,并帶動一級閥芯向上將一級閥口關閉。 A 腔內的CNG經二級閥口進入B腔,進行二級減壓,壓力降至0.02kPa。隨著CNG進入 B 腔, A 腔內的壓力逐漸降低,若壓力低于0.8MPa,則一級膜片在主彈簧預壓力的作用下向下彎曲,并帶動一級閥芯向下使一級閥口開啟。進入B腔的CNG經三級閥口進入C腔,進行三級減壓,壓力降至3.0MPa,然后經步進電機伺服閥進入混合器。若 B 腔內的CNG壓力超過0.02MPa,則CNG壓力經通氣孔作用到二級膜片,使其向上壓縮二級彈簧,同時壓迫二級頂桿將二級閥口關閉。若由于B腔內的CNG不斷流入 C 腔而使B腔內的壓力下降至0.02MPa以下時,則二級膜片在二級彈簧的作用下放松二級頂桿及二級閥片將二級閥口開啟。

減壓調節器上裝有一級調壓螺栓和三級調壓螺栓,分別用來調節一級減壓壓力和三級減壓壓力。CNG流過減壓調節器時,壓力大幅度降低,溫度也隨之急劇下降,CNG中的水分可能結冰,造成閥口和管道堵塞。因此,減壓調節器設有加熱用循環水套,利用發動機 的冷卻液對CNG加熱,以防止其減壓后溫度降至冰點以下。

車用氣瓶的容量為50L,壓力為20MPa,通過安裝在每個氣瓶上的連通閥及高壓管路將數個氣瓶連通。當駕駛人將汽油/CNG轉換開關置于“氣”位置時,電控單元(ECU)向CNG電磁閥通電,電磁閥開啟。車用氣瓶內的CNG經充氣閥、過濾器、手動截止閥和電磁閥進入減壓調節器。CNG在減壓調節器內降壓,低壓的天然氣經步進電機控制的低壓通道進入混合器。在混合器中天然氣與空氣混合后進入氣缸。ECU根據氧傳感器發動機 轉速傳感器 的信號,通過調節步進電機伺服閥的行程來改變減壓調節器至混合器之間的低壓通道通過面積,以控制天然氣的流量。

比例調節式混合器

混合器的作用是將空氣和天然氣按一定比例混合,形成一定濃度的可燃混合氣。比例調節式混合器的工作原理 是利用進氣管真空度同時控制空氣和天然氣通道的通過面積,以控制混合氣的空燃比。

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混合器安裝在化油器的進氣口上?;旌掀鞯?span class="zimu"> C 腔經化油器與進氣歧管連通,A 腔與發動機 的空氣濾清器相連,D 腔則通天然氣低壓通道,膜片室 B 通過氣孔與 C 腔相通。當發動機 工作時,進氣管真空度傳至 C 腔,并通過氣孔傳入膜片室 B,使膜片室產生真空。由于 A 腔接近于大氣壓力,因此膜片在 A 腔與膜片室的壓力差作用下,克服膜片自身的重力和彈簧的彈簧力向上彎曲,打開天然氣閥口和空氣入口,使天然氣和空氣進入 C 腔并在其中混合后進入發動機 。在發動機 工作期間,膜片將隨著進氣管真空度的變化而上下運動,天然氣閥口和空氣入口的開度也就隨之變化。當發動機 停機時,A 腔、C 腔和膜片室 B 均為大氣壓力,膜片在其自身的重力和彈簧力的共同作用下,向下彎曲并將天然氣閥口和空氣入口關閉。


手動截止閥

我國汽車行業標準QC/T 245-1998規定天然氣汽車應安裝手動截止閥,當CNGV在充氣、修理或入庫停車時,用其截斷氣瓶到減壓調節器之間的CNG通路。

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在截止閥閥體內裝有柱閥,柱閥左端面嵌有密封墊,彈簧的預壓力作用在柱閥的右端,保持柱閥常開,CNG從氣瓶經柱閥流出截止閥。當轉動手輪時,心軸向左壓迫膜片并推動柱閥左移壓在閥座上,使截止閥關閉。膜片由薄鋼片或黃銅片制造,其作用是防止CNG通過心軸向外泄漏。在心軸上接一個加長軸,目的是為了把手輪裝入駕駛室,以便駕駛人能在駕駛室內操縱截止閥的開閉。

5.汽油/CNG轉換開關

汽油/CNG轉換開關有三個位置,當轉換開關置于"油"位置時,接通電動汽油泵電路,同時切斷CNG電磁閥電路;當轉換開關置于"氣"位置時,接通CNG電磁閥電路,同時切斷電動汽油泵電路;轉換開關置于"中間"位置時,不接通兩者之中任何一個電路。

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