發(fā)動(dòng)機(jī)原理與汽車?yán)碚摰?章燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒課件

第五章燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒第一節(jié)概述第二節(jié)燃?xì)獾男再|(zhì)第三節(jié)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣形成與燃燒第四節(jié)改善燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的措施1第五章燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒第一節(jié)概述1第一節(jié)概述一、燃?xì)馄嚨陌l(fā)展歷程二、我國燃?xì)馄嚨陌l(fā)展三、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)四、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的類型2第一節(jié)概述一、燃?xì)馄嚨陌l(fā)展歷程2一、燃?xì)馄嚨陌l(fā)展歷程1872年發(fā)明了奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)開始就有了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。第一次世界大戰(zhàn)期間天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)開始用在汽車上，后因氣體燃料貯存、攜帶不方便，影響了燃?xì)馄嚢l(fā)展，20世紀(jì)60年代以來，各國都在為解決汽車燃料和污染兩大問題，尋求新的代用汽車燃料。20世紀(jì)30年代初由意大利人率先采用天然氣作為汽車燃料。前蘇聯(lián)在1938年研制出兩種壓縮天然氣汽車。到1996年僅獨(dú)聯(lián)體國家天然氣汽車達(dá)47萬輛，到1998年日本共有天然氣汽車45萬輛，到2000年意大利已有天然氣汽車30萬輛，到2000年阿根廷天然氣汽車也超過30萬輛。美國從1984年由福特公司開始研制天然氣汽車，到1994年的10年間，美國僅有約4萬輛天然氣汽車在使用，但受到環(huán)保法規(guī)和國家政策制約，1994年后天然氣汽車的發(fā)展速度也在逐漸加快。天然氣兼具資源豐富、分布廣泛、價(jià)格低廉且可大大減少汽車排放污染等多方面的優(yōu)點(diǎn)，天然氣汽車將是未來汽車的發(fā)展方向。3一、燃?xì)馄嚨陌l(fā)展歷程1872年發(fā)明了奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)開始就有二、我國燃?xì)馄嚨陌l(fā)展我國的一些專家在20世紀(jì)50年代就開展了有關(guān)天然氣汽車的研究，并在60年代初于四川完成兩輛CA10H型天然氣汽車的2.5萬km運(yùn)行試驗(yàn)及其它試驗(yàn)。自1994年起，我國最大的工業(yè)城市——上海組織開展LPG（液化石油氣）燃?xì)馄嚇榆嚨脑囉眉跋嚓P(guān)研究工作，1997年又開始對(duì)LPG汽車應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)方面，由東風(fēng)汽車公司和天津大學(xué)牽頭開展了大型公交車用單燃料CNG（壓縮天然氣）電噴發(fā)動(dòng)機(jī)研制，由廣西玉柴和吉林工業(yè)大學(xué)、中國汽車技術(shù)研究中心牽頭開展了大型公交車改單燃料LPG電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的研制；天津大學(xué)還開展了順序噴射、稀燃、全電子控制柴油/天然氣混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研究。截止2001年底，我國燃?xì)馄嚤Ｓ辛恳殉^11萬輛4二、我國燃?xì)馄嚨陌l(fā)展我國的一些專家在20世紀(jì)50年代就開展三、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)燃?xì)馄囋趪庖延?0多年的發(fā)展史，早期的燃?xì)馄嚢l(fā)動(dòng)機(jī)，都是采用油、氣兩用技術(shù)，。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)也在第一代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，加裝了電子控制裝置，形成燃?xì)馄嚨诙a(chǎn)品。隨著汽油機(jī)電控技術(shù)的推廣應(yīng)用，第三代電控燃?xì)鈬娚浼夹g(shù)產(chǎn)品也相繼問世，主要包括兩用燃料單點(diǎn)噴射系統(tǒng)和單一燃料（天燃?xì)饣蛞夯蜌猓╅]環(huán)多點(diǎn)順序噴射系統(tǒng)，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能也逐漸延伸到點(diǎn)火和排放控制等系統(tǒng)。5三、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)燃?xì)馄囋趪庖延?0多年的發(fā)展四、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的類型按所用氣體燃料的種類不同分為兩大類：液化石油氣發(fā)動(dòng)機(jī)以液化石油氣（LPG）作為燃料。液化石油氣是一種在大氣溫度條件下，只需較小壓力就能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的烴類混合物，主要成份是丙烷和丁烷。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)以天然氣（NG）為燃料。按所用的天然氣形態(tài)不同，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)又可分為液化天然氣（LNG）發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮天然氣（CNG）發(fā)動(dòng)機(jī)和吸附天然氣（ANG）發(fā)動(dòng)機(jī)。6四、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的類型按所用氣體燃料的種類不同分為兩大類：四、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的類型按能夠燃用的燃料數(shù)量和形式可分為三類：單燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)只使用天然氣或液化石油氣中的一種作為燃料，此種發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)所用燃料特性進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，其熱效率、經(jīng)濟(jì)性比較好。兩用燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)具有兩套獨(dú)立的燃料供給系統(tǒng)（其中一套用于供氣），在使用中可以在兩種燃料間靈活切換，但兩種燃料不能同時(shí)使用?；旌先剂先?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)是在柴油機(jī)基礎(chǔ)上，經(jīng)過重新設(shè)計(jì)或改裝而成的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。使用天然氣（或液化石油氣）與柴油的混合燃料，燃?xì)饣旌蠚庥蓧嚎s自燃著火的柴油引燃。7四、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的類型按能夠燃用的燃料數(shù)量和形式可分為三類第二節(jié)燃?xì)獾男再|(zhì)一、天然氣二、液化石油氣8第二節(jié)燃?xì)獾男再|(zhì)一、天然氣8一、天然氣組成成分：甲烷密度：相當(dāng)于空氣的60%。熱值：低熱值高于汽油和柴油。自燃溫度：比汽油和柴油略高，需外源點(diǎn)火?？贡裕罕绕秃?，可提高壓縮比。沸點(diǎn)：-162度，一般以氣態(tài)存儲(chǔ)。顏色、味道和毒性：無色、無味、無毒。9一、天然氣組成成分：甲烷9二、液化石油氣組分：丙烷、丁烷。密度：易液化，15度時(shí)為液態(tài)，密度比汽油小；氣態(tài)的LPG比空氣密度大。熱值：單位質(zhì)量LPG熱值比汽油高。自燃溫度：比汽油高?？贡裕航橛谄秃吞烊粴庵g。沸點(diǎn)：常溫下為氣態(tài)。顏色、味道和毒性：無色、無味、無毒。10二、液化石油氣組分：丙烷、丁烷。10第三節(jié)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣形成與燃燒一、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣的形成二、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程11第三節(jié)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣形成與燃燒一、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣的一、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣的形成1.機(jī)外混合混合氣均勻，控制系統(tǒng)簡單，安全性差。應(yīng)適當(dāng)減小氣門重疊角。(1)混合器供氣系統(tǒng)(2)電控燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)2.機(jī)內(nèi)混合(電控燃?xì)庵苯訃娚湎到y(tǒng))：與柴油機(jī)類似，分為高壓和低壓噴射兩種型式。12一、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣的形成1.機(jī)外混合12混合器供氣系統(tǒng)與化油器式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)類似。分為機(jī)械控制和電控兩種型式。雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)以般用調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)混合氣的濃度?；推魇诫p燃料發(fā)動(dòng)機(jī)加裝點(diǎn)火時(shí)間轉(zhuǎn)換器。電控混合器供氣系統(tǒng)應(yīng)用于柴油機(jī)上。13混合器供氣系統(tǒng)與化油器式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)類似。13雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)14雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)14混合器供氣電控系統(tǒng)15混合器供氣電控系統(tǒng)15電控燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)16電控燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)16二、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程1.正常燃燒著火延遲期急燃期補(bǔ)燃期點(diǎn)火提前角比汽油機(jī)大。2.不正常燃燒爆燃。17二、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程1.正常燃燒17第四節(jié)改善燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的措施一、影響燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的因素二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)18第四節(jié)改善燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的措施一、影響燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒一、影響燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的因素1．燃料性質(zhì)：然氣的沸點(diǎn)低，與空氣混合容易，混合氣形成均勻，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的補(bǔ)燃期較短，燃燒比較完全，排放污染低。然氣的辛烷值較高，所以燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)爆震燃燒的傾向小。在壓縮比相同時(shí)，天然氣的著火延遲期比汽油長，液化石油氣的著火延遲期比汽油短。2．混合氣濃度：汽油機(jī)功率混合氣的濃度為α=0.8~0.9，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的功率混合氣濃度為α=0.9~1.1。3．點(diǎn)火提前角：燃?xì)獗绕偷娜紵俣嚷?，燃燒過程所需時(shí)間（或曲軸轉(zhuǎn)角）相對(duì)較長，而且抗爆性能較好，所以在兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上，燃用燃?xì)鈺r(shí)與燃用汽油時(shí)相比，點(diǎn)火提前角一般應(yīng)提前3°~5°。4．發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷：由于燃?xì)獾娜紵俣嚷?，在發(fā)動(dòng)機(jī)使用的負(fù)荷范圍內(nèi)，盡量減少殘余廢氣量和適當(dāng)增大點(diǎn)火提前角，對(duì)提高燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)性能非常重要。試驗(yàn)證明，隨負(fù)荷變化，汽油機(jī)的急燃期所占曲軸轉(zhuǎn)角變化較大，而燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)基本不變，所以有無點(diǎn)火提前角真空自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，對(duì)汽油機(jī)非常重要，對(duì)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)影響不大。19一、影響燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的因素1．燃料性質(zhì)：然氣的沸點(diǎn)低，二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)1．直接采集信號(hào)控制系統(tǒng)直接采集信號(hào)控制系統(tǒng)的燃?xì)釫CU直接采集各種傳感器信號(hào)，經(jīng)過分析計(jì)算，確定噴入各缸的燃?xì)饬?，如圖所示。20二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)1．直接采集信號(hào)控制系統(tǒng)20二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)2．間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)主要應(yīng)用在電控汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)改裝的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上，除汽油噴射控制ECU外，增加了燃?xì)饪刂艵CU，兩個(gè)ECU共用傳感器信號(hào)，而且發(fā)動(dòng)機(jī)燃用燃?xì)鈺r(shí)，還利用汽油ECU的點(diǎn)火控制、怠速控制等功能。在間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)中，燃?xì)釫CU充分利用汽油ECU的控制功能，采集汽油ECU輸出的噴油器控制信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為燃?xì)鈬娚淦骺刂菩盘?hào)，再用來控制燃?xì)鈬娚淦鞯膰娚鋾r(shí)刻和噴射時(shí)間，如圖所示。21二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)2．間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)21二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)2．間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)

在電控燃油噴射汽油機(jī)改裝的兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上，為保證汽油ECU正常工作，發(fā)動(dòng)機(jī)燃用燃?xì)鈺r(shí)，燃?xì)怆娍叵到y(tǒng)必須向汽油ECU輸送模擬汽油噴射信號(hào)和模擬氧傳感器信號(hào)。此外，在兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上，由于燃用汽油和燃?xì)鈺r(shí)對(duì)點(diǎn)火提前角的要求不同，必須增設(shè)點(diǎn)火提前角調(diào)節(jié)器。

22二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)2．間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)22二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)2．間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)

（1）模擬汽油噴射信號(hào)：模擬汽油噴射信號(hào)的功能是由模擬器來完成的，模擬器一般與燃?xì)釫CU制成一體。發(fā)動(dòng)機(jī)燃用燃?xì)鈺r(shí)，模擬器產(chǎn)生并向汽油ECU輸送模擬噴油器工作的信號(hào)。電控汽油噴射系統(tǒng)的噴油器驅(qū)動(dòng)方式不同，模擬器的工作原理也不同，如圖所示。23二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)2．間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)23二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)2．間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)

（2）模擬氧傳感器信號(hào)：汽油ECU和燃?xì)釫CU共用氧傳感器，在發(fā)動(dòng)機(jī)燃用燃?xì)鈺r(shí)，若只將氧傳感器信號(hào)輸送給燃?xì)釫CU，汽油ECU長時(shí)間得不到氧傳感器信號(hào)，就會(huì)錯(cuò)誤判斷氧傳感器有故障并貯存故障碼，這將影響汽油ECU的正常工作。如果同時(shí)將氧傳感器信號(hào)輸入燃?xì)釫CU和汽油ECU，汽油ECU一般都有學(xué)習(xí)功能，將會(huì)記憶燃用燃?xì)鈺r(shí)的狀態(tài)；發(fā)動(dòng)機(jī)燃用燃?xì)夂推蜁r(shí)的理想空燃比是不同的，在由燃用燃?xì)馇袚Q到燃用汽油時(shí)，若汽油ECU按燃用燃?xì)鈺r(shí)學(xué)習(xí)到的控制模式對(duì)汽油噴射進(jìn)行控制，必然會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。因此，燃?xì)釫CU必須具有模擬氧傳感器信號(hào)的功能，在燃用燃?xì)鈺r(shí)向汽油ECU輸入一個(gè)理想的模擬氧傳感器信號(hào)，以便切換到燃用汽油時(shí)汽油ECU能夠正常工作。24二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)2．間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)24二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)2．間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)

（3）點(diǎn)火提前角調(diào)節(jié)器：燃?xì)馀c汽油的化學(xué)性質(zhì)不同，在同一工況下的最佳點(diǎn)火提前角也不同，所以在以汽油機(jī)改裝的兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上，必須設(shè)有點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)器，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)燃用燃?xì)夂腿加闷蜁r(shí)對(duì)點(diǎn)火提前角的不同需要。開關(guān)式點(diǎn)火提前角調(diào)節(jié)器如圖所示。基本點(diǎn)火提前角的設(shè)置基本點(diǎn)火提前角6°9°12°15°開關(guān)1位置ONOFFOFFON開關(guān)2位置OFFONOFFON開關(guān)3位置ONONONON25二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)2．間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)基本第五章燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒第一節(jié)概述第二節(jié)燃?xì)獾男再|(zhì)第三節(jié)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣形成與燃燒第四節(jié)改善燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的措施26第五章燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃料與燃燒第一節(jié)概述1第一節(jié)概述一、燃?xì)馄嚨陌l(fā)展歷程二、我國燃?xì)馄嚨陌l(fā)展三、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)四、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的類型27第一節(jié)概述一、燃?xì)馄嚨陌l(fā)展歷程2一、燃?xì)馄嚨陌l(fā)展歷程1872年發(fā)明了奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)開始就有了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。第一次世界大戰(zhàn)期間天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)開始用在汽車上，后因氣體燃料貯存、攜帶不方便，影響了燃?xì)馄嚢l(fā)展，20世紀(jì)60年代以來，各國都在為解決汽車燃料和污染兩大問題，尋求新的代用汽車燃料。20世紀(jì)30年代初由意大利人率先采用天然氣作為汽車燃料。前蘇聯(lián)在1938年研制出兩種壓縮天然氣汽車。到1996年僅獨(dú)聯(lián)體國家天然氣汽車達(dá)47萬輛，到1998年日本共有天然氣汽車45萬輛，到2000年意大利已有天然氣汽車30萬輛，到2000年阿根廷天然氣汽車也超過30萬輛。美國從1984年由福特公司開始研制天然氣汽車，到1994年的10年間，美國僅有約4萬輛天然氣汽車在使用，但受到環(huán)保法規(guī)和國家政策制約，1994年后天然氣汽車的發(fā)展速度也在逐漸加快。天然氣兼具資源豐富、分布廣泛、價(jià)格低廉且可大大減少汽車排放污染等多方面的優(yōu)點(diǎn)，天然氣汽車將是未來汽車的發(fā)展方向。28一、燃?xì)馄嚨陌l(fā)展歷程1872年發(fā)明了奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)開始就有二、我國燃?xì)馄嚨陌l(fā)展我國的一些專家在20世紀(jì)50年代就開展了有關(guān)天然氣汽車的研究，并在60年代初于四川完成兩輛CA10H型天然氣汽車的2.5萬km運(yùn)行試驗(yàn)及其它試驗(yàn)。自1994年起，我國最大的工業(yè)城市——上海組織開展LPG（液化石油氣）燃?xì)馄嚇榆嚨脑囉眉跋嚓P(guān)研究工作，1997年又開始對(duì)LPG汽車應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)方面，由東風(fēng)汽車公司和天津大學(xué)牽頭開展了大型公交車用單燃料CNG（壓縮天然氣）電噴發(fā)動(dòng)機(jī)研制，由廣西玉柴和吉林工業(yè)大學(xué)、中國汽車技術(shù)研究中心牽頭開展了大型公交車改單燃料LPG電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的研制；天津大學(xué)還開展了順序噴射、稀燃、全電子控制柴油/天然氣混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研究。截止2001年底，我國燃?xì)馄嚤Ｓ辛恳殉^11萬輛29二、我國燃?xì)馄嚨陌l(fā)展我國的一些專家在20世紀(jì)50年代就開展三、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)燃?xì)馄囋趪庖延?0多年的發(fā)展史，早期的燃?xì)馄嚢l(fā)動(dòng)機(jī)，都是采用油、氣兩用技術(shù)，。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)也在第一代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，加裝了電子控制裝置，形成燃?xì)馄嚨诙a(chǎn)品。隨著汽油機(jī)電控技術(shù)的推廣應(yīng)用，第三代電控燃?xì)鈬娚浼夹g(shù)產(chǎn)品也相繼問世，主要包括兩用燃料單點(diǎn)噴射系統(tǒng)和單一燃料（天燃?xì)饣蛞夯蜌猓╅]環(huán)多點(diǎn)順序噴射系統(tǒng)，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能也逐漸延伸到點(diǎn)火和排放控制等系統(tǒng)。30三、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)燃?xì)馄囋趪庖延?0多年的發(fā)展四、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的類型按所用氣體燃料的種類不同分為兩大類：液化石油氣發(fā)動(dòng)機(jī)以液化石油氣（LPG）作為燃料。液化石油氣是一種在大氣溫度條件下，只需較小壓力就能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的烴類混合物，主要成份是丙烷和丁烷。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)以天然氣（NG）為燃料。按所用的天然氣形態(tài)不同，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)又可分為液化天然氣（LNG）發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮天然氣（CNG）發(fā)動(dòng)機(jī)和吸附天然氣（ANG）發(fā)動(dòng)機(jī)。31四、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的類型按所用氣體燃料的種類不同分為兩大類：四、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的類型按能夠燃用的燃料數(shù)量和形式可分為三類：單燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)只使用天然氣或液化石油氣中的一種作為燃料，此種發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)所用燃料特性進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，其熱效率、經(jīng)濟(jì)性比較好。兩用燃料燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)具有兩套獨(dú)立的燃料供給系統(tǒng)（其中一套用于供氣），在使用中可以在兩種燃料間靈活切換，但兩種燃料不能同時(shí)使用?；旌先剂先?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)是在柴油機(jī)基礎(chǔ)上，經(jīng)過重新設(shè)計(jì)或改裝而成的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。使用天然氣（或液化石油氣）與柴油的混合燃料，燃?xì)饣旌蠚庥蓧嚎s自燃著火的柴油引燃。32四、車用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的類型按能夠燃用的燃料數(shù)量和形式可分為三類第二節(jié)燃?xì)獾男再|(zhì)一、天然氣二、液化石油氣33第二節(jié)燃?xì)獾男再|(zhì)一、天然氣8一、天然氣組成成分：甲烷密度：相當(dāng)于空氣的60%。熱值：低熱值高于汽油和柴油。自燃溫度：比汽油和柴油略高，需外源點(diǎn)火?？贡裕罕绕秃茫商岣邏嚎s比。沸點(diǎn)：-162度，一般以氣態(tài)存儲(chǔ)。顏色、味道和毒性：無色、無味、無毒。34一、天然氣組成成分：甲烷9二、液化石油氣組分：丙烷、丁烷。密度：易液化，15度時(shí)為液態(tài)，密度比汽油小；氣態(tài)的LPG比空氣密度大。熱值：單位質(zhì)量LPG熱值比汽油高。自燃溫度：比汽油高?？贡裕航橛谄秃吞烊粴庵g。沸點(diǎn)：常溫下為氣態(tài)。顏色、味道和毒性：無色、無味、無毒。35二、液化石油氣組分：丙烷、丁烷。10第三節(jié)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣形成與燃燒一、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣的形成二、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程36第三節(jié)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣形成與燃燒一、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣的一、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣的形成1.機(jī)外混合混合氣均勻，控制系統(tǒng)簡單，安全性差。應(yīng)適當(dāng)減小氣門重疊角。(1)混合器供氣系統(tǒng)(2)電控燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)2.機(jī)內(nèi)混合(電控燃?xì)庵苯訃娚湎到y(tǒng))：與柴油機(jī)類似，分為高壓和低壓噴射兩種型式。37一、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣的形成1.機(jī)外混合12混合器供氣系統(tǒng)與化油器式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)類似。分為機(jī)械控制和電控兩種型式。雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)以般用調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)混合氣的濃度?；推魇诫p燃料發(fā)動(dòng)機(jī)加裝點(diǎn)火時(shí)間轉(zhuǎn)換器。電控混合器供氣系統(tǒng)應(yīng)用于柴油機(jī)上。38混合器供氣系統(tǒng)與化油器式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)類似。13雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)39雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)14混合器供氣電控系統(tǒng)40混合器供氣電控系統(tǒng)15電控燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)41電控燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)16二、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程1.正常燃燒著火延遲期急燃期補(bǔ)燃期點(diǎn)火提前角比汽油機(jī)大。2.不正常燃燒爆燃。42二、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程1.正常燃燒17第四節(jié)改善燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的措施一、影響燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的因素二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)43第四節(jié)改善燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的措施一、影響燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒一、影響燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的因素1．燃料性質(zhì)：然氣的沸點(diǎn)低，與空氣混合容易，混合氣形成均勻，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的補(bǔ)燃期較短，燃燒比較完全，排放污染低。然氣的辛烷值較高，所以燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)爆震燃燒的傾向小。在壓縮比相同時(shí)，天然氣的著火延遲期比汽油長，液化石油氣的著火延遲期比汽油短。2．混合氣濃度：汽油機(jī)功率混合氣的濃度為α=0.8~0.9，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的功率混合氣濃度為α=0.9~1.1。3．點(diǎn)火提前角：燃?xì)獗绕偷娜紵俣嚷?，燃燒過程所需時(shí)間（或曲軸轉(zhuǎn)角）相對(duì)較長，而且抗爆性能較好，所以在兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上，燃用燃?xì)鈺r(shí)與燃用汽油時(shí)相比，點(diǎn)火提前角一般應(yīng)提前3°~5°。4．發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷：由于燃?xì)獾娜紵俣嚷?，在發(fā)動(dòng)機(jī)使用的負(fù)荷范圍內(nèi)，盡量減少殘余廢氣量和適當(dāng)增大點(diǎn)火提前角，對(duì)提高燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)性能非常重要。試驗(yàn)證明，隨負(fù)荷變化，汽油機(jī)的急燃期所占曲軸轉(zhuǎn)角變化較大，而燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)基本不變，所以有無點(diǎn)火提前角真空自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，對(duì)汽油機(jī)非常重要，對(duì)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)影響不大。44一、影響燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的因素1．燃料性質(zhì)：然氣的沸點(diǎn)低，二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)1．直接采集信號(hào)控制系統(tǒng)直接采集信號(hào)控制系統(tǒng)的燃?xì)釫CU直接采集各種傳感器信號(hào)，經(jīng)過分析計(jì)算，確定噴入各缸的燃?xì)饬?，如圖所示。45二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)1．直接采集信號(hào)控制系統(tǒng)20二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)2．間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)主要應(yīng)用在電控汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)改裝的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上，除汽油噴射控制ECU外，增加了燃?xì)饪刂艵CU，兩個(gè)ECU共用傳感器信號(hào)，而且發(fā)動(dòng)機(jī)燃用燃?xì)鈺r(shí)，還利用汽油ECU的點(diǎn)火控制、怠速控制等功能。在間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)中，燃?xì)釫CU充分利用汽油ECU的控制功能，采集汽油ECU輸出的噴油器控制信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為燃?xì)鈬娚淦骺刂菩盘?hào)，再用來控制燃?xì)鈬娚淦鞯膰娚鋾r(shí)刻和噴射時(shí)間，如圖所示。46二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)2．間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)21二、應(yīng)用在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上的電控技術(shù)2．間接采集信號(hào)控制系統(tǒng)

在電控燃油噴射汽油機(jī)改裝的兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上，為保證汽油ECU正常工作，發(fā)動(dòng)機(jī)燃用燃?xì)鈺r(shí)，燃?xì)怆娍叵到y(tǒng)必須向汽油ECU輸送模擬汽油噴射信號(hào)和模擬氧傳感器信號(hào)。此外，在兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上，由于燃用汽油