氣體發動機

氣體燃料是可用能源的重要組成部分，被稱為繼煤炭和石油之後的第三大能源，天然氣作為一種氣體燃料，其主要成分是甲烷。由於天然氣資源豐富、成本低，而且以壓縮天然氣和液化天然氣的形式在發動機上套用時，具有對內燃機結構改動小、工作指標變化不大等優勢，已經成為一種重要的替代燃料在內燃機領域得到了廣泛套用。

基本介紹

• 中文名：氣體發動機
• 外文名：Gas fuel engine
• 領域：汽車

產生背景

套用於發動機上的替代燃料主要為醇類燃料、二甲基醚、生物燃料及氣體燃料等。氣體燃料是可用能源的重要組成部分，被稱為繼煤炭和石油之後的第三大能源，除了壓縮天然氣和液化石油氣外，還包括沼氣、煤層氣高爐煤氣等。天然氣作為一種氣體燃料，其主要成分是甲烷。由於天然氣資源豐富、成本低，而且以壓縮天然氣和液化天然氣的形式在發動機上套用時，具有對內燃機結構改動小、工作指標變化不大等優勢，已經成為一種重要的替代燃料在內燃機領域得到了廣泛套用。

燃料供給方式

進氣管混合器供氣方式

發動機供氣系統包含一個與化油器類似的部件混合器，氣體燃料在進氣管或進氣閥口以固定比例與空氣混合，靠紅內負壓被吸入混合器混合後進入氣紅燃燒，其供氣方式示意圖如圖1所示。

圖1 進氣管混合器供氣方式

圖2給出了常見的文丘里管混合器。進氣訂拔良管混合器供氣方式的氣體發動機優點是：結構較簡單，控制方便，價格較低，便於對現有的化油器式汽油機進行改造。但是由於不能精確的控制燃料供給量，而且無法進行閉環控制，難於精確地控制發動機的空燃比，因而滿足較高的排放標準，不能充分發揮天然氣改善發動機排放性能的潛力。因此這種供氣方式主要套用在化油器式汽油車改裝的“天然氣——汽油”兩用燃料汽車上。

圖2 文丘里管

電控單點連續供氣方式

即套用單一混合器將氣體燃料噴入進氣總管並與空氣混合，然後通過進氣歧管分配到各個氣紅中進行燃燒。該類系統可以通過電腦控制來實現氣體燃料的噴射，燃料供應的準確、均衡、穩定性較好，而且該種噴氣系統結構簡單、工作可靠、成本低廉。但燃料在吸入各個氣紅前要經過各個進氣歧管，存在各紅混合氣空燃比控制精度低、回響慢以及不利於發動機性能提升等不足，技術相對落後，芝催頸尋已套用漸少。

電控多點連續供氣方式

即在每個氣虹進氣歧管或進氣道處安裝一個氣體燃料噴射裝置，並通過按照一定的模式分別灶采兆對各個氣紅的噴射裝置進行專門控制。該種噴射方式由於具有燃料進氣行程短的優勢，具有良好的回響性，並可以實現對空燃比按周期和按虹進行控制，所以燃料供應準確度、均衡性、穩定性以及排放性都優於單點電噴。但與單點噴射系統相比，此類噴射系統存在結構複雜、成本較高的問題，而且不能充分掃氣，甚至有回火可能等問題。

電控多點順序間歇供氣方式

即在發動機各虹進氣道前順序間歇（一般在進氣過程中）供入氣體燃料，可以有效解決發動機進氣道及進氣管內回火、掃氣階段氣體燃料流失等問題，改善發動機性能。該類供氣方犁淚式所需的氣體燃料壓力較低，但對氣體燃料電控噴射裝置有較高的要求，而且存在由於電磁鐵特性所導致的工作行程較小，不利於大流量的氣體燃料噴射，特別在一些低熱值氣體燃料的套用需要加大容積流量的場合；同時存在控制特性差、落座速度大等影響裝置工作可靠性辯詢殃淋的問題，並且嘗懂糊對產生相互撞擊部件的材料、製造工藝等要求較高。其改進方案是在運動部件的一端裝配“抗衝擊的高硬度止動銷”，但另一端（針閥密封錐面）卻無頌棕阿法同樣處理，但仍難以克服高落座速度衝擊帶來的工作可靠性及壽命等問題。

缸內供氣方式

將氣體燃料在發動機壓縮過程中直接噴入紅內。缸內氣體噴射完全實現了燃料供給的質調節，有利於提高發動機升功率、有效效率等性能。但由於在相對高溫高壓環境供氣，必須首先消耗一定能量將氣體燃料壓縮到較高壓力，同時對氣體燃料電控噴射裝置要求更高，僅在小功率發動機中有極少量套用。

缸內供氣方式

將氣體燃料在發動機壓縮過程中直接噴入紅內。缸內氣體噴射完全實現了燃料供給的質調節，有利於提高發動機升功率、有效效率等性能。但由於在相對高溫高壓環境供氣，必須首先消耗一定能量將氣體燃料壓縮到較高壓力，同時對氣體燃料電控噴射裝置要求更高，僅在小功率發動機中有極少量套用。