液化石油气汽车解析课件.ppt
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- 液化 石油气 汽车 解析 课件
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1、第三章第三章 液化石油气汽车液化石油气汽车 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 液化石油气汽车燃料供给系统液化石油气汽车燃料供给系统 第三节第三节 液化石油气汽车专用装置的液化石油气汽车专用装置的 结构和工作原理结构和工作原理 第四节第四节 液化石油气汽车维护液化石油气汽车维护 教学目的和要求:教学目的和要求:了解液化石油气汽车分类、发展趋势。掌握结了解液化石油气汽车分类、发展趋势。掌握结构与工作原理、特点。构与工作原理、特点。本章重点:本章重点:液化石油气汽车结构与工作原理、特点。液化石油气汽车结构与工作原理、特点。本章难点:本章难点:教学内容要点:教学内容要点:第一节第一节 概述概述 一
2、、一、LPG理化特性理化特性 我国液化石油气(我国液化石油气(Liquefied Petroleum Gas,LPG)的资源包括油田和石油炼厂两个方面。油)的资源包括油田和石油炼厂两个方面。油田的田的LPG由于不含烯烃,适于做汽车用燃料。由于不含烯烃,适于做汽车用燃料。液化石油气的主要成分是液化石油气的主要成分是丙烷丙烷C3H8,此外还,此外还含有少量的丁烷含有少量的丁烷C4H10、丙烯、丙烯C3H6和丁烯和丁烯C4H8。项目项目汽油汽油柴油柴油天然气天然气液化石油气液化石油气物理状态液态液态气态气态汽车上的存储状态液态液态气态或液态液态在常压下的沸点()30220180370-161.5-0
3、.5低热值(MJ/kg)44.524349.5445.31汽化潜热(Kj/kg)297510丙烷:-41辛烷值(ROM)91130100-110十六烷值274060在空气中的可燃范围比(%)1.37.6515 根据中华人民共和国石油天然气行业标准根据中华人民共和国石油天然气行业标准车用液车用液化石油气化石油气(GB 19159-2003),对车用液化石油),对车用液化石油气作出了有关规定,根据丙、丁烷组分含量的不同,气作出了有关规定,根据丙、丁烷组分含量的不同,车用液化石油气分为以下三个牌号产品:车用液化石油气分为以下三个牌号产品:1)1号产品,可在环境温度号产品,可在环境温度-20以上条件下
4、使用;以上条件下使用;2)2号产品,可在环境温度高于号产品,可在环境温度高于-10的条件下使用;的条件下使用;3)3号产品,可在环境温度高于号产品,可在环境温度高于0的条件下使用。的条件下使用。二、二、LPGV的类型的类型1按燃料供给系统特征分类按燃料供给系统特征分类 1)单燃料)单燃料LPG汽车:汽车:仅使用仅使用LPG作为发动机的燃料,不再使用其他作为发动机的燃料,不再使用其他燃油或代用燃料的汽车。其发动机为预混、点燃燃油或代用燃料的汽车。其发动机为预混、点燃式发动机。单燃料式发动机。单燃料LPG汽车专为燃用液化石油气汽车专为燃用液化石油气而设计,可以充分发挥液化石油气辛烷值高的优而设计,
5、可以充分发挥液化石油气辛烷值高的优势。势。单单燃料燃料LPG汽车与单燃料汽车与单燃料CNG汽车相比,因汽车相比,因LPG的辛烷值比的辛烷值比CNG的低,故发动机的压缩比稍的低,故发动机的压缩比稍低,燃料经济性略差;因含碳比例较大,故排污低,燃料经济性略差;因含碳比例较大,故排污比后者稍多;因比后者稍多;因LPG挤占空气容积较少,故动力挤占空气容积较少,故动力性优于后者。性优于后者。2)LPG/汽油两用燃料汽车汽油两用燃料汽车 LPG/汽油两用燃料汽车是可以视情况交替燃用汽油两用燃料汽车是可以视情况交替燃用LPG或汽油的汽车。它备有或汽油的汽车。它备有LPG和汽油两套燃料和汽油两套燃料系统,燃用
6、汽油时切断液化石油气的供给,燃用系统,燃用汽油时切断液化石油气的供给,燃用液化石油气时切断汽油的供给。一般汽油车发动液化石油气时切断汽油的供给。一般汽油车发动机不改动,只是加装一套液化石油气燃料供给装机不改动,只是加装一套液化石油气燃料供给装置,就成为了置,就成为了LPG/汽油两用燃料汽车。汽油两用燃料汽车。与与单燃料单燃料LPG汽车相比,汽车相比,LPG/汽油两用燃料汽油两用燃料汽车的优点是:改装方便,原机基本不做变动;汽车的优点是:改装方便,原机基本不做变动;在保证供应的情况下可以尽可能地燃用液化石油在保证供应的情况下可以尽可能地燃用液化石油气,而在需要时又可以随时方便地改用汽油;由气,而
7、在需要时又可以随时方便地改用汽油;由于保存了原车的储油箱,续驶里程比原车还要长。于保存了原车的储油箱,续驶里程比原车还要长。缺点是缺点是性能降低。性能降低。3)LPG/柴油双燃料汽车柴油双燃料汽车 LPG/柴油双燃料汽车是指同时燃用柴油双燃料汽车是指同时燃用LPG和柴油和柴油的汽车。的汽车。LPG/柴油双燃料汽车与柴油双燃料汽车与CNG/柴油双燃柴油双燃料汽车的主要优点类似,可以大幅度地降低大负料汽车的主要优点类似,可以大幅度地降低大负荷工况的微粒排放,小负荷时的荷工况的微粒排放,小负荷时的HC排放有所增加。排放有所增加。与与CNG/柴油双燃料汽车相比,柴油双燃料汽车相比,LPG/柴油双燃料柴
8、油双燃料汽车的缺点是汽车的缺点是LPG的替代率略低于的替代率略低于CNG的替代率,的替代率,优点是优点是LPG不受管线限制,供油系统的成本低,不受管线限制,供油系统的成本低,LPG的能量密度大、便于携带。的能量密度大、便于携带。2.按液化石油气的供给方式分类按液化石油气的供给方式分类 (1)真空进气式液化石油气汽车真空进气式液化石油气汽车 是指液化石油气在是指液化石油气在进气管真空度作用下经混合器进入进气管的液化进气管真空度作用下经混合器进入进气管的液化石油气汽车。其燃料供给方式与化油器式发动机石油气汽车。其燃料供给方式与化油器式发动机相类似。相类似。(2)喷气式液化石油气汽车喷气式液化石油气
9、汽车 是指液化石油气以一定是指液化石油气以一定的压力经喷气嘴直接喷入气缸或进气管的液化石的压力经喷气嘴直接喷入气缸或进气管的液化石油气汽车。其燃料供给方式与汽油喷射式汽油机油气汽车。其燃料供给方式与汽油喷射式汽油机或柴油机相类似。或柴油机相类似。3.按燃料供给的控制方式分类按燃料供给的控制方式分类(1)机械控制式液化石油气汽车机械控制式液化石油气汽车 是指以机械控制方式为主控制液化石油气供给是指以机械控制方式为主控制液化石油气供给的液化石油气汽车。的液化石油气汽车。(2)机电联合控制式液化石油气汽车机电联合控制式液化石油气汽车 是指以机电联合控制方式控制液化石油气供给是指以机电联合控制方式控制
10、液化石油气供给的液化石油气汽车。的液化石油气汽车。(3)电控式液化石油气汽车电控式液化石油气汽车 是指利用微机来控制不同工况液化石油气供给是指利用微机来控制不同工况液化石油气供给量的液化石油气汽车。电控式又有开环和闭环之量的液化石油气汽车。电控式又有开环和闭环之分。分。三、液化石油气汽车的布置三、液化石油气汽车的布置 增加的增加的LPG供给系统包供给系统包括:括:LPG钢瓶、多功能钢瓶、多功能组合阀、蒸发减压器、组合阀、蒸发减压器、带过滤器的带过滤器的LPG电磁阀、电磁阀、电子控制单元、燃料转电子控制单元、燃料转换开关。换开关。福特福特F-700型型LPG单燃料车单燃料车LPG钢瓶布置方案如图
11、所钢瓶布置方案如图所示,该车配备示,该车配备7.0L、8缸液缸液化石油气发动机。该发动化石油气发动机。该发动机经特别设计,提高了寿机经特别设计,提高了寿命和耐用性,使其适用于命和耐用性,使其适用于液化石油气汽车。这些设液化石油气汽车。这些设计包括特制钢曲轴、可防计包括特制钢曲轴、可防热变形的特制铝活塞、特热变形的特制铝活塞、特制的凸轮轴及优质油封、制的凸轮轴及优质油封、提高硬度的气门座、经铬提高硬度的气门座、经铬钨表面处理的排气阀与填钨表面处理的排气阀与填钠排气阀门系统。钠排气阀门系统。第二节第二节 液化石油气汽车燃料供给系统的结构液化石油气汽车燃料供给系统的结构和工作原理和工作原理 目前,目
12、前,LPG/汽油两用燃料汽车按燃气混合供给汽油两用燃料汽车按燃气混合供给控制装置的不同,可分为开环混合器供气系统、控制装置的不同,可分为开环混合器供气系统、闭环带电控动力阀的混合器供气系统和电控燃气闭环带电控动力阀的混合器供气系统和电控燃气喷射三大类,其专用装置的喷射三大类,其专用装置的不同之处不同之处主要体现在主要体现在对混合气的形成方式、对混合气浓度控制方式以对混合气的形成方式、对混合气浓度控制方式以及是单点喷气控制,还是多点顺序喷气控制等少及是单点喷气控制,还是多点顺序喷气控制等少数部件上,其它专用装置(气瓶、组合阀、蒸发数部件上,其它专用装置(气瓶、组合阀、蒸发调压器等)调压器等)基本
13、相同基本相同。n一、单燃料液化石油气汽车燃料供给系统一、单燃料液化石油气汽车燃料供给系统n组成:储液罐、燃料控制电磁阀、调节器、组成:储液罐、燃料控制电磁阀、调节器、混合器等。混合器等。n工作过程:工作过程:n两个电磁阀均受点火开关和温控开关(冷却液温两个电磁阀均受点火开关和温控开关(冷却液温度控制)控制功用是:当发动机停止工作时自动度控制)控制功用是:当发动机停止工作时自动切断燃气供给,而发动机工作时,根据温度打开切断燃气供给,而发动机工作时,根据温度打开其中一个电磁阀,并自动实现供给气态或液态燃其中一个电磁阀,并自动实现供给气态或液态燃气的切换。发动机低温(气的切换。发动机低温(低于低于1
14、5)起动时,打)起动时,打开气态燃气供给管路(管口设在储液罐内顶部),开气态燃气供给管路(管口设在储液罐内顶部),供给气态燃气,以改善发动机低温起动性能;发供给气态燃气,以改善发动机低温起动性能;发动机温度动机温度高于高于15时,则打开液态燃气供给管路时,则打开液态燃气供给管路(管口设在储液罐内底部),供给液态燃气。(管口设在储液罐内底部),供给液态燃气。二、二、LPG/汽油两用燃料汽车燃料供给系统汽油两用燃料汽车燃料供给系统n1开环控制系统开环控制系统n2闭环控制系统闭环控制系统n 气瓶内液化石油气经串联在管路中的气瓶内液化石油气经串联在管路中的LPG电磁电磁阀进入减压器再至混合器,与空气混
15、合后进入发阀进入减压器再至混合器,与空气混合后进入发动机,动机,ECU根据发动机上的氧传感器和转速信号,根据发动机上的氧传感器和转速信号,发出控制信号,调节真空电磁阀的开闭频率控制发出控制信号,调节真空电磁阀的开闭频率控制低压减压调节器,膜片上方的压力控制减压调节低压减压调节器,膜片上方的压力控制减压调节器输入压力和流量实现燃气输出与燃烧的闭环控器输入压力和流量实现燃气输出与燃烧的闭环控制,通过燃料转换开关的控制可以选择使用液化制,通过燃料转换开关的控制可以选择使用液化石油气或者汽油。石油气或者汽油。3电控电控LPG喷射系统喷射系统n按其燃料状态可以将电控按其燃料状态可以将电控LPG喷射系统分
16、喷射系统分为两大类,为两大类,n一类是气态喷射一类是气态喷射:直接采集信号、转换信号直接采集信号、转换信号n一类是液态喷射一类是液态喷射 nLPG电控电控单元直接采单元直接采集各种传感集各种传感器信号,如器信号,如发动机转速、发动机转速、节气门位置、节气门位置、氧传感器等氧传感器等信号,经过信号,经过分析计算,分析计算,确定喷入各确定喷入各缸的缸的LPG的量的量 nA.系统主要系统主要部件包括:部件包括:蒸发调压器、蒸发调压器、燃气分配器、燃气分配器、喷嘴和电控喷嘴和电控单元等单元等。nLPG电控单电控单元相当于一元相当于一个翻译器,个翻译器,采集原车汽采集原车汽油喷嘴的信油喷嘴的信号并将其转
17、号并将其转化为化为LPG的的喷射信号,喷射信号,直接控制喷直接控制喷嘴的动作嘴的动作n B.采集原车采集原车汽油喷嘴的汽油喷嘴的信号并将其信号并将其转化为转化为LPG的喷射信号,的喷射信号,直接控制喷直接控制喷嘴的动作嘴的动作 n 液态液态LPG喷射系统是翻译转化汽油喷嘴喷射系统是翻译转化汽油喷嘴的信号,即无论汽油系统是同步喷射还是的信号,即无论汽油系统是同步喷射还是非同步喷射,只要汽油喷嘴有信号就会被非同步喷射,只要汽油喷嘴有信号就会被转化为转化为LPG的喷射信号。的喷射信号。三、三、LPG/柴油双燃料汽车燃料供给系统柴油双燃料汽车燃料供给系统n 用柴油起动。待发动机冷却水温度达到正常范围后
18、,打用柴油起动。待发动机冷却水温度达到正常范围后,打开液化石油气气瓶阀门,液化气在瓶内气体压力作用下流开液化石油气气瓶阀门,液化气在瓶内气体压力作用下流入蒸发器。在蒸发器内,液化气吸收来自发动机冷却水的入蒸发器。在蒸发器内,液化气吸收来自发动机冷却水的热量,完全蒸发变成气体。气态液化石油气流入减压阀降热量,完全蒸发变成气体。气态液化石油气流入减压阀降压,使其由钢瓶内的压力降至某一数值。该数值可根据发压,使其由钢瓶内的压力降至某一数值。该数值可根据发动机运行要求进行调整。降压后的液化石油气进入调压阀,动机运行要求进行调整。降压后的液化石油气进入调压阀,调压阀根据发动机运行工况,利用混合器真空度自
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