柴油-CNG双燃料汽车发动机的性能研究

第１１期

２００９年１１月

机械设计与制造

ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ１６７

文章编号：１００１—３９９７（２００９）Ｉｌ—０１６７—０２

柴；ｄ７／ＣＮＧ双燃料汽车发动机的性能研究

张沛黎辉马长友

（西华大学交通与汽车工程学院，成都６１００３９）

Ｓｔｕｄｙｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｄｉｅｓｅｌ／ｎａｔｕｒａＩｇａｓｄｕａＩｆｕｅＩｖｅｈｉｃｌｅｅｎｇｉｎｅ

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；【摘要】以某柴ｉ由／ＣＮＧ双燃料发动机为对象，研究了它的结构特点和工作原理，并进行了发动机｝生ｉ；能试验。结果表明，柴油机在改为柴油／ＣＮＧ双燃料发动机后功率和扭矩均有所下降，最大值达到了９％左右，；

；但经济Ｊ生变好了，最多可以节省２４％，排旋Ｊ生也明显得到了改善。通过采用一定的措施，＊－ｆｆｖＸ使柴油／ＣＮＧ的；

ｉ动办｝生．趺复，从而弥补ＣＮＧ带来的不足，使得柴油厄ＮＧ发动机具有了动力性、经济｝生、排微性较好的特点。ｉｉ关键词：柴油；ＣＮＧ；汽车；发动机；性能ｉ

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中图分类号：ＴＨｌ６。Ｕ４６４．１７３文献标识码：Ａ

１引言’，．

当今，柴油机由于其良好的动力性被广泛应用在汽车领域。但是柴油机尾气中含有氮氧化物（ＮＯｘ）、碳氢化合物（ＨＣ）、一氧化碳（ｃｏ）、颗蝴Ｊ（ＰＭ）以及硫化物（ＳＯｘ）等有害物质，目前仍没有成熟的后处理技术应用于柴油机污染物ＮＯｘ、ＳＯｘ的治理，且国内也尚未ｘ，－ｆ柴油车尾气ＰＭ排放进行有效的机外净化与处理”。天然气的主要成分是甲烷，甲烷具有污染小，热值高、抗爆性好的优点，允许发动机使用较高的压缩比，因而发动机的动力性和经济性优良Ｍ。经过处理的天然气不含硫、芳香烃等有害成分，故天然气发动机的ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ及颗粒的排放低。因此，柴油肥ＮＧ双燃料发动机能够同时获得较好的动力性、经济性和排放性，它的普及和推广对于促进地方经济的快速、可持续性发展具有深远的意义围。

以某改装的柴油／ＣＮＧ发动机为研究对象，分析了其结构特点和工作原理。并进行了发动机台架试验。试验结果表明，柴油机在改装成柴油／ＣＮＧ双燃料发动机后经济性和排放性得到了明显改善，同时通过一定的措施可以弥补改装后动力性不足的缺点，为今后双燃料发动机的发展提供了一定的参考价值。

２混合燃料发动机的特点及工作原理２．１柴油／ｃＮＧ发动机的特点

（１）天然气的点火方式是点燃式，属于点燃式等容加热循环发动机，只不过点燃的能源不是电火花，而是柴油的引燃。但其功率输出的控制方式却又不像点燃式发动机那样用节流阀控制混合气量（即量调节），而是通过改变天然气供给量来调节功率，即质调节。因此又类似于压燃式的柴油机。

（２）柴油／ＣＮＧ混合气开始燃烧是由多处火焰前峰扩散穿过－ｋ来稿日期：２００９－０１－１８混合气作用的结果。因此，这就像多火花塞火花点燃式发动机。

（３）由于柴油引燃燃料所提供的能量远大于电火花所提供的能量，这就允许其在稀混合气，即相当高的空燃比下运行，耗能率低。因此又具有压燃式的柴油机的优势。

２．２工作原理

柴油／ＣＮＧ双燃料发动机工作原理，如图１所示。双燃料发动机通过在柴油机上增加ＣＮＧ供给系统、油气切换系统、油气控制系统组装而成，以少量压入缸内的柴油作为“引燃燃料”ＣＮＧ作为主体燃料，由柴油着火引燃天然气工作ｃ７ｌ。其优点是可以通过切换ＣＮＧ或柴油作为主体燃料来满足不同的工况，从而具有较好的动力性和排放性。此外，由于ＣＮＧ供给系统结构简单，使得改装工作容易进行，便于推广。

图１柴油机／ＣＮＧ发动机工作原理图

３性能分析

在此，以某改装的柴油肥ＮＧ双燃料发动机为研究对象，进行台架试验，并对其动力性，经济性和排放性进行分析。试验标准参考ＧＢ／ｒ１８２９７－２００１（，汽车发动机性能试验方法》。试验设备主要有：柴油机、某柴油－ＣＮＧ双燃料装置，电涡流测功机，发动棚性能测试仪，

烟度计。试验数嘶恿过ｉ蘑讯接口传递虱Ｍ算机，并以文书畅发－保存。

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