第十二章其他类型车用发动机 教学提要 目的与要求：1.掌握常用的几种代用燃料的特性 2.掌握压缩天然气汽车发动机性能特点 3.掌握液化石油汽汽车发动机性能特点 4.掌握电动汽车结构特点 内容：1.压缩天然气汽车及液化石油汽汽车 2.电动汽车 方法：理论联系实际案例式、启发式教学 时间：4学时 地，点：多媒体专业教室 器材保障：压缩天然气汽车发动机教具模型 液化石油汽汽车发动机教具模型 电动汽车模型教具
1 第十二章 其他类型车用发动机 教学提要 目的与要求：1．掌握常用的几种代用燃料的特性 2．掌握压缩天然气汽车发动机性能特点 3. 掌握液化石油汽汽车发动机性能特点 4．掌握电动汽车结构特点 内容：1．压缩天然气汽车及液化石油汽汽车 2．电动汽车 方法：理论联系实际案例式、启发式教学 时间：4 学时 地点：多媒体专业教室 器材保障：压缩天然气汽车发动机教具模型 液化石油汽汽车发动机教具模型 电动汽车模型教具
教学进程 教学环节设计 车用发动机大部分是汽油机和柴油机，即前 面介绍的内容。但是从解决能源短缺、环境污染 和生态失衡等问题，发展起来了其它类型动力机 械。近些年来，人们一直在研究混合动力汽车、 电动汽车和代用燃料汽车。本章主要介绍压缩天 然气汽车、液化石油气汽车及电动汽车。 第一节压缩天然气汽车及液化石油里幸课摩· konr12_01_01.htm 气汽车 Kenr 12_01_13.htm 一、概述 以压缩天然气和液化石油气为燃料的汽车 分别称为压缩天然气汽车(CNGV)和液化石油气 汽车(LPGV)。天然气是从天然气田直接开采出来 的，其主要成分是甲烷，极难液化。因此，目前 大都将其压缩到20MPa的高压，充入车用气瓶中 储存和供汽车使用，即所谓的压缩天然气(CNG) 石油气是石油催化裂化过程和油田伴生气回收 轻烃过程中的产品。石油气在常温下加压到 1.6MPa即可液化而成液化石油气(LPG)。从油田
2 教 学 进 程 教学环节设计 车用发动机大部分是汽油机和柴油机, 即前 面介绍的内容。但是从解决能源短缺、环境污染 和生态失衡等问题，发展起来了其它类型动力机 械。近些年来，人们一直在研究混合动力汽车、 电动汽车和代用燃料汽车。本章主要介绍压缩天 然气汽车、液化石油气汽车及电动汽车。 第一节 压缩天然气汽车及液化石油 气汽车 一、概述 以压缩天然气和液化石油气为燃料的汽车， 分别称为压缩天然气汽车(CNGV)和液化石油气 汽车(LPGV)。天然气是从天然气田直接开采出来 的，其主要成分是甲烷，极难液化。因此，目前 大都将其压缩到 20MPa 的高压，充入车用气瓶中 储存和供汽车使用，即所谓的压缩天然气(CNG)。 石油气是石油催化裂化过程和油田伴生气回收 轻烃过程中的产品。石油气在常温下加压到 1.6MPa 即可液化而成液化石油气(LPG)。从油田 配套课件： kcnr12_01_01.htm— Kcnr12_01_13.htm
气制得的LPG,其主要成分为丙烷、丁烷和少量 的乙烷和戊烷，不含稀烃，适于作车用燃料。从 炼油厂得到的LPG,除含丙烷、丁烷外，还含有 较多的烯烃，不宜作车用燃料。因为烯径在常温 下化学安定性差，在储运过程中容易生成胶质， 燃烧后容易积炭。 天然气、液化石油气及若干其他燃料的理化 性质 CNG和LPG的主要优点有： 代用燃料车性能的 1)天然气和液化石油气在常温下为气态，容 优缺点 易与空气混合形成均匀的可燃混合气，燃烧完 全，可以大幅度减少CO、HC和微粒的排放。 外，天然气和液化石油气的火焰温度低，因此 NOx的排放量也相应减少。 2)天然气辛烷值高达130，液化石油气的辛 烷值也在100左右，因此，燃用天然气或液化石 油气可提高发动机的压缩比，从而获得较高的发 动机热效率。 3)冷起动性和低温运转性能良好，在暖机期
3 气制得的 LPG，其主要成分为丙烷、丁烷和少量 的乙烷和戊烷，不含稀烃，适于作车用燃料。从 炼油厂得到的 LPG，除含丙烷、丁烷外，还含有 较多的烯烃，不宜作车用燃料。因为烯径在常温 下化学安定性差，在储运过程中容易生成胶质， 燃烧后容易积炭。 天然气、液化石油气及若干其他燃料的理化 性质 CNG 和 LPG 的主要优点有： 1)天然气和液化石油气在常温下为气态，容 易与空气混合形成均匀的可燃混合气，燃烧完 全，可以大幅度减少 CO、HC 和微粒的排放。另 外，天然气和液化石油气的火焰温度低，因此 NOx 的排放量也相应减少。 2)天然气辛烷值高达 130，液化石油气的辛 烷值也在 100 左右，因此，燃用天然气或液化石 油气可提高发动机的压缩比，从而获得较高的发 动机热效率。 3)冷起动性和低温运转性能良好，在暖机期 代用燃料车性能的 优缺点
间无需加浓混合气。 4)燃烧界限宽，稀燃特性优越。燃烧稀混合 气，可以减少NOx的生成和改善燃料经济性。 5)不稀释润滑油，可以延长润滑油更换周期 和发动机使用寿命。 LNG和LPG的缺点是： 1)因为天然气在常温、常压下是气体，所以 其储运性能差。目前广泛采用将压缩天然气充入 车用气瓶内储运的办法，这些气瓶既增加了汽车 自重，又减少了载货空间。虽然可以通过深冷液 化技术制成液化天然气LNG),但技术复杂，生 产成本高。 2)一次充气的续驶里程短。 3)CNG或LPG均呈气态进入气缸，使发动 机充量系数降低：另外，与汽油或柴油相比，CNG 或LPG的理论混合气热值小，因此，燃用CNG 或LPG将使发动机功率下降。 切入点：结构与功 能相适应
4 间无需加浓混合气。 4)燃烧界限宽，稀燃特性优越。燃烧稀混合 气，可以减少 NOx 的生成和改善燃料经济性。 5)不稀释润滑油，可以延长润滑油更换周期 和发动机使用寿命。 LNG 和 LPG 的缺点是： 1)因为天然气在常温、常压下是气体，所以 其储运性能差。目前广泛采用将压缩天然气充入 车用气瓶内储运的办法，这些气瓶既增加了汽车 自重，又减少了载货空间。虽然可以通过深冷液 化技术制成液化天然气(LNG)，但技术复杂，生 产成本高。 2)一次充气的续驶里程短。 3)CNG 或 LPG 均呈气态进入气缸，使发动 机充量系数降低；另外，与汽油或柴油相比，CNG 或 LPG 的理论混合气热值小，因此，燃用 CNG 或 LPG 将使发动机功率下降。 切入点：结构与功 能相适应
二、两用燃料发动机 此内容应结合典型 车型案例分析 (一)汽油/CNG两用燃料发动机 将汽油机改装为汽油/CNG两用燃料发动机 之后，当燃用天然气时，发动机的功率和转矩都 会明显下降。有研究表明，适当提高改装机的压 缩比不仅可以减小功率损失还能改善发动机的 燃料经济性。 1.CNG供给系统组成及工作原理 目前，汽油/CNG两用燃料发动机的CNG供 给系统有多种类型。国产CYTZ-l00型CNG供 给系统是采用步进电机伺服阀和比例调节式混 合器的闭环控制系统。 车用气瓶的容量为50L,压力为20MPa,通 过安装在每个气瓶上的连通阀及高压管路将数 个气瓶连通。当驾驶人将汽油/CNG转换开关25 置于气”位置时，电控单元(ECU)24向CNG电磁 阀10通电，电磁阀开启。车用气瓶6内的CNG 经充气阀7、过滤器8、手动截止阀9和电磁阀 进入减压调节器14。CNG在减压调节器内降压， 低压的天然气经步进电机15控制的低压通道进
5 二、两用燃料发动机 (一)汽油/CNG 两用燃料发动机 将汽油机改装为汽油/CNG 两用燃料发动机 之后，当燃用天然气时，发动机的功率和转矩都 会明显下降。有研究表明，适当提高改装机的压 缩比不仅可以减小功率损失还能改善发动机的 燃料经济性。 1.CNG 供给系统组成及工作原理 目前，汽油/CNG 两用燃料发动机的 CNG 供 给系统有多种类型。国产 CYTZ-100 型 CNG 供 给系统是采用步进电机伺服阀和比例调节式混 合器的闭环控制系统。 车用气瓶的容量为 50L，压力为 20MPa，通 过安装在每个气瓶上的连通阀及高压管路将数 个气瓶连通。当驾驶人将汽油/CNG 转换开关 25 置于“气”位置时，电控单元(ECU)24 向 CNG 电磁 阀 10 通电，电磁阀开启。车用气瓶 6 内的 CNG 经充气阀 7、过滤器 8、手动截止阀 9 和电磁阀 进入减压调节器 14。CNG 在减压调节器内降压， 低压的天然气经步进电机 15 控制的低压通道进 此内容应结合典型 车型案例分析