第七章燃气发动机.ppt

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第七章燃气发动机

第七章 燃气发动机 电控技术简介 第一节 概 述 一、燃气汽车的发展 1.燃气汽车的发展历程 自从1872年发明了奥托循环发动机开始就有了天然气发动机。早在第一次世界大战期间天然气就开始用在汽车上,后来由于气体燃料储存、携带极不方便,影响了燃气汽车的发展,而采用液体燃料的汽油机汽车和柴油机汽车发展迅速。 从20世纪60年代以来,全世界经历了三次大的能源危机,主要是石油能源,而随着世界经济的迅速发展,车用燃料的需求量在不断增加,世界性石油资源日益枯竭的形势将更为严峻。与此同时,全球性的污染加剧,环境日趋恶化,这不仅严重影响了发达国家,也严重影响到发展中国家。因此,能源和污染已经成为人类社会日益关注的问题。 汽车是现代经济社会必不可少的交通工 具,也是人类文明的重要标志之一。随着社会 经济的不断发展,汽车数量将会不断增多,车 用汽油和柴油的消耗量越来越大。据统计,我 国目前民用机动车保有量近5000万辆,按目 前的增长速度,预计到2030年,全世界汽车 保有量将达到10亿辆,而全球已探明的石油资 源仅能维持40~50年。因此,世界各国(尤其 汽车发达国家)都在为解决汽车燃料和污染两 大问题,寻求新的代用燃料。 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,到1939年意大利就有1万辆燃用天然气的汽车。前苏联早在1938年就研制出两种压缩天然气汽车,战后从1947—1948年开始批量生产压缩煤气汽车。但20世纪50~60年代天然气汽车发展比较缓慢,只在少数贫油地区、特定用途的车辆上小规模地使用。直到20世纪70年代第一次石油危机之后,人们逐步认识到使用天然气作为汽车代用燃料具有经济、清洁的突出优点,于是世界各国燃气汽车技术逐渐进入快速发展时期。 在天然气资源丰富的俄罗斯、意大利、阿根廷、新西兰、巴西等国家和地区,以及受到环保法规和国家政策制约的美国、日本等国家,天然气汽车的发展非常迅速。据统计,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。美国天然气汽车技术开发和市场开发都比较晚,从1984年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。 近几十年来,为汽车寻求代用燃料以缓解石油短缺、减少环境污染,已经成为一个重大的社会、经济问题。在诸多清洁代用燃料汽车中,有氧气汽车、太阳能汽车、电动汽车、甲醇汽车、酒精汽车、天然气汽车等。经大量的试验与测试表明,国内外普遍认为,只有天然气(CNG)才兼具资源丰富、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,天然气汽车与燃油车相比较,排放的HC减少约80%,CO减少约90%,SO2减少约70%,颗粒杂质减少约42%,非甲烷烃类减少约53%,CO2减少约25%,噪声降低约40%,SO的排放几乎降到零。由此可见,天然气汽车必将成为未来汽车工业“绿色汽车”发展的主要方向。 2.我国燃气汽车的发展现状 面对我国石油资源短缺,而相对丰富的天然气资源由于综合利用水平低,导致油气开采比例失调的状况,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运行试验及其他试验,后因各种原因试验站于1978年撤销。20世纪80年代中期,为解决燃油供需矛盾,四川省又率先在国内发展天然气汽车,加快了天然气汽车的发展步伐,并于1988年从国外引进50套专用装置和一套高压充气站设备进行示范,随后开始了天然气汽车专用装置的研制开发工作。 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,如车用LPG加注站 的技术规程、LPG汽车批量生产与改装技术 等,特别是及时开展整车生产与车辆匹配的关 键技术研究工作,为LPG清洁汽车的推广应用 工作提供了技术保障。 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

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