双燃料切换系统.pdfVIP

双燃料往复式发动机的原始理论并不是现在才被提出的。早在18 世纪90 年代，柴油发动机之父 鲁道夫 〃狄塞尔就在他研究与改善柴油发动机的期间就已经对这种方法做过尝试了。他介绍了关于管 道天然气如何进入进气口以及他观察到如何提高发动机的性能的方法。 自那时候起，双燃料发动机就已经有效地应用到许多领域，包括固定用在天然气压缩行业上。早 在19 世纪30 年代这些类型的发动机就早已经被使用。目前，减少对进口石油的依赖是被公众反复提 出的问题。排放法规和无污染技术的推广在许多政府所倡议的立法程序都置于优先考虑的位置。 随着柴油价格的不断攀升以及越来越苛刻的柴油发动机排放法规的颁布，许多动力的制造商正在 寻求以新的燃料来取代传统燃料。当前的双燃料系统采用电控喷气技术，提高了系统使用性能，证实 了倍受公众关注的不需要对发动机本体结构的改变的方案是切实可行的。 由于柴油发动机是一种压缩点火式的发动机，并且不具有火花塞或点火系统，所以原有的柴油燃 料在气缸中只能作为燃气和空气的混合气的点火装置。 因此，双燃料发动机在保留原柴油发动机能够基本运转和保证有效的柴油发动机压缩比的情况下， 使发动机能够使用一种成本更低，更清洁的燃料运行。 工业式双燃料发动机在应用上通常被划分成2 部分：低速发动机和高速发动机。低速发动机是指 转速小于或等于1000 转/分的发动机。高速发动机则一般指的是转速介于1200 转/分和1800 转/分之 间的发动机。 单点喷射系统 工程机械用高速柴油发动机燃气的输入与传统的燃气发动机中使用的方法相类似。燃气进入气缸 进气歧管流通过发动机的进气口后，再经过安装在涡轮增压器上端的混合器进行搅拌，我们把这个概 念称为熏蒸消毒或单点喷射系统。喷射入进气口的燃气流，是通过在此前被过滤的调压器和截止阀进 行补充的。 燃气流在被送入混合器前，是先由主控系统进行设定，再通过蝶形节流阀进行调节的。该控制系 统通过一系列传感器和转换器进行控制，包括油压、歧管气压、在最佳空燃比下的温度、喷油器在最 佳位置需要输入最合适的燃气流量的控制功能。这种技术在某些应用领域中通常可达到介于50 到70 ％ 之间或者有更高的气体置换率。 多点喷射系统 对高速发动机而言，相同情况下燃气流是不允许输入低速发动机中的，低速发动机的燃气流经过 空气过滤器后，是不通过前置涡轮增压器混合器来控制的，其流量的控制是通过分布在每个气缸上各 自独立的节流阀进行控制的，我们把这种概念称为多点喷射系统。 合适的方案是根据进排气门重叠角来确定的，进排气门重叠角指的是在当发动机在运行过程中进 气阀和排气阀同时打开的这段时间。在气门重叠角的时，燃气流进入气缸，对气缸进行清洗和冷却的 这个过程经常被称之为“除气法”。 为确保该过程被保持在双燃料发动机中，燃气电磁阀必须关闭一段时间，以去除留在排气岐管内 可能引起潜伏危险和易爆的气体。 气缸内燃气供应的中断是依靠燃气电磁阀来完成控制的。针对高速发动机而言, 高速发动机的气 门重叠角比低速发动机要小得多, 因此提供持续的燃气和空气混合气是有可以实现的。 在低速发动机上的应用、电控系统具有控制独立的燃气电磁阀、调节时间和可变燃气喷射的定时 时间的特点。这种技术在某些应用领域中通常可达到介于60 到80 ％之间或者更高的气体置换率。 双燃料运行模式的效益 随着柴油燃料成本的上升,将传统柴油发动机改造成以天然气作为发动机的主燃料，可以大大减少 对柴油的依赖，进而降低成本，从经济角度来讲上是倍受青睐的。 此外，由于双燃料发动机是不需要火花塞和点火系统的。这也从中剔除了与传统燃气发动机中火 花塞昂贵的维护费用，这有助于进一步控制总体成本。 这意味着根据投入的预期运行的时间和柴油和燃气的成本，将传统柴油发动机改造双燃料发动机， 前期的装机成本可以很快被回收。 特别值得一提的是，沼气和天然气燃烧起来比传统的柴油更加清洁。那些已改造为双燃料运行的 柴油发动机,在减少氮氧化物和二氧化碳的方面，已经超过他们原有柴油发动机的能力。在某些重要 地区，排放法规也日益强硬。此外,柴油的存储量也在日益减少。 改进系统在实际运用领域中能够在最短时间内、最小的发动机的停机时间内被安装。不需要对发 动机本身的核心或工厂燃料管理系统做修改。 随着发动机的主要燃料为燃气而不是柴油，同时电控