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第二节 燃气的性质
一、天然气 二、液化石油气
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一、天然气
1. 组成成分：甲烷 2. 密度：相当于空气的60%。 3. 热值：低热值高于汽油和柴油。 4. 自燃温度：比汽油和柴油略高，需外源点火。 5. 抗爆性：比汽油好，可提高压缩比。 6. 沸点：-162度，一般以气态存储。 7. 颜色、味道和毒性：无色、无味、无毒。
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二、液化石油气
1. 组分：丙烷、丁烷。 2. 密度：易液化，15度时为液态，密度比汽油小；气态
的LPG比空气密度大。 3. 热值：单位质量LPG热值比汽油高。 4. 自燃温度：比汽油高。 5. 抗爆性：介于汽油和天然气之间。 6. 沸点：常温下为气态。 7. 颜色、味道和毒性：无色、无味、无毒。
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三、车用燃气发动机的发展趋势
•燃气汽车在国外已有60多年的发展史，早期的燃气汽车发动机， 都是采用油、气两用技术，。 •随着电子技术的发展，燃气发动机也在第一代产品的基础上，加 装了电子控制装置，形成燃气汽车第二代产品。 •随着汽油机电控技术的推广应用，第三代电控燃气喷射技术产品 也相继问世，主要包括两用燃料单点喷射系统和单一燃料（天燃 气或液化石油气）闭环多点顺序喷射系统，同时发动机控制系统 的功能也逐渐延伸到点火和排放控制等系统 。
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二、我国燃气汽车的发展
•我国的一些专家在20世纪50年代就开展了有关天然气汽车的研究，并在60 年代初于四川完成两辆CA10H型天然气汽车的2.5万km运行试验及其它试 验。 •自1994年起，我国最大的工业城市——上海组织开展LPG（液化石油气） 燃气汽车样车的试用及相关研究工作，1997年又开始对LPG汽车应用关键 技术进行研究 。 •在燃气发动机电控技术方面，由东风汽车公司和天津大学牵头开展了大型 公交车用单燃料CNG（压缩天然气）电喷发动机研制，由广西玉柴和吉林 工业大学、中国汽车技术研究中心牵头开展了大型公交车改单燃料LPG电 喷发动机的研制；天津大学还开展了顺序喷射、稀燃、全电子控制柴油/天 然气混合燃料发动机的研究。 •截止2001年底，我国燃气汽车保有量已超过11万辆
第五章 燃气发动机的燃料与燃烧
第一节 概述 第二节 燃气的性质 第三节 燃气发动机的混合气形成与燃烧 第四节 改善燃气发动机燃烧过程的措施
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第一节 概述
一、燃气汽车的发展历程 二、我国燃Байду номын сангаас汽车的发展 三、车用燃气发动机的发展趋势 四、车用燃气发动机的类型
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一、燃气汽车的发展历程
• 1872年发明了奥托循环发动机开始就有了天然气发动机。 • 第一次世界大战期间天然气发动机开始用在汽车上，后因气体燃料
二、燃气发动机的燃烧过程
1.正常燃烧 着火延迟期 急燃期 补燃期 点火提前角比汽油机大。 2.不正常燃烧 爆燃。
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第四节 改善燃气发动机燃烧过程的措施
一、影响燃气发动机燃烧过程的因素 二、应用在燃气发动机上的电控技术
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一、影响燃气发动机燃烧过程的因素
1．燃料性质：然气的沸点低，与空气混合容易，混合气形成均匀，燃气发动机 的补燃期较短，燃烧比较完全，排放污染低。然气的辛烷值较高，所以燃气发动 机爆震燃烧的倾向小。在压缩比相同时，天然气的着火延迟期比汽油长，液化石 油气的着火延迟期比汽油短。 2．混合气浓度：汽油机功率混合气的浓度为α=0.8~0.9，燃气发动机的功率混合 气浓度为α=0.9~1.1。 3．点火提前角：燃气比汽油的燃烧速度慢，燃烧过程所需时间（或曲轴转角） 相对较长，而且抗爆性能较好，所以在两用燃料发动机上，燃用燃气时与燃用汽 油时相比，点火提前角一般应提前3°~5°。 4．发动机负荷：由于燃气的燃烧速度慢，在发动机使用的负荷范围内，尽量减 少残余废气量和适当增大点火提前角，对提高燃气发动机性能非常重要。 试验证明，随负荷变化，汽油机的急燃期所占曲轴转角变化较大，而燃气发动机 基本不变，所以有无点火提前角真空自动调节装置，对汽油机非常重要，对燃气 发动机影响不大。
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四、车用燃气发动机的类型
•按能够燃用的燃料数量和形式可分为三类： – 单燃料燃气发动机只使用天然气或液化石油气中的一 种作为燃料，此种发动机根据所用燃料特性进行专门 设计，其热效率、经济性比较好。 – 两用燃料燃气发动机具有两套独立的燃料供给系统 （其中一套用于供气），在使用中可以在两种燃料间 灵活切换，但两种燃料不能同时使用。 – 混合燃料燃气发动机是在柴油机基础上，经过重新设 计或改装而成的燃气发动机。使用天然气（或液化石 油气）与柴油的混合燃料，燃气混合气由压缩自燃着 火的柴油引燃。
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第三节 燃气发动机的混合气 形成与燃烧
一、燃气发动机的混合气的形成 二、燃气发动机的燃烧过程
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一、燃气发动机的混合气的 形成
1.机外混合 混合气均匀，控制系统简单，安全性差。应适当减小气 门重叠角。 (1)混合器供气系统 (2)电控燃气喷射系统 2.机内混合(电控燃气直接喷射系统)：与柴油机类似，分 为高压和低压喷射两种型式。
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四、车用燃气发动机的类型
•按所用气体燃料的种类不同分为两大类： – 液化石油气发动机以液化石油气（LPG）作为燃料。 液化石油气是一种在大气温度条件下，只需较小压力 就能转变为液态的烃类混合物，主要成份是丙烷和丁 烷。 – 天然气发动机以天然气（NG）为燃料。按所用的天 然气形态不同，天然气发动机又可分为液化天然气 （LNG）发动机、压缩天然气（CNG）发动机和吸附 天然气（ANG）发动机。
贮存、携带不方便，影响了燃气汽车发展， • 20世纪60年代以来，各国都在为解决汽车燃料和污染两大问题，寻
求新的代用汽车燃料。 • 20世纪30年代初由意大利人率先采用天然气作为汽车燃料。 • 前苏联在1938年研制出两种压缩天然气汽车。 • 到1996年仅独联体国家天然气汽车达47万辆，到1998年日本共有天
然气汽车45万辆，到2000年意大利已有天然气汽车30万辆，到2000 年阿根廷天然气汽车也超过30万辆。 • 美国从1984年由福特公司开始研制天然气汽车，到1994年的10年间， 美国仅有约4万辆天然气汽车在使用，但受到环保法规和国家政策 制约，1994年后天然气汽车的发展速度也在逐渐加快。 • 天然气兼具资源丰富、分布广泛、价格低廉且可大大减少汽车排放 污染等多方面的优点，天然气汽车将是未来汽车的发展方向。
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混合器供气系统
与化油器式汽油发动机类似。 分为机械控制和电控两种型式。 双燃料发动机以般用调节器调节混合气的浓度。 化油器式双燃料发动机加装点火时间转换器。 电控混合器供气系统应用于柴油机上。
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双燃料发动机供给系统
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混合器供气电控系统
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电控燃气喷射系统
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