PDF《汽车燃气加热器与 LNG 发动机联合运行试验 س》

2 ] .天然气 作为车用燃料以压缩天然气 ( C N G ) 和液化天然气 ( L N G ) 两种方式进行储存、 运输. 与CNG相比, L N G具有燃料密度大、 续航里程长、 成分单

一、 不含 硫和氮、 排放性好、 储存有大量可回收利用冷能等优 点, 因此 L N G发动机在重型卡车行业受到国内外的 高度重视[ 3~

4 ] . L N G发动机和普通天然气发动机燃烧方式相 同.国内外研究机构和学者对天然气发动机的燃烧 过程、 排放性等开展了较为深入的研究[ 5~

9 ] .L N G 以液态形式存在, 而发动机进气系统所需要的是气 态天然气, 因此在实际使用过程中需要对 L N G进行 汽化、 减压、 稳压以达到 L N G喷射阀或混合器的要 求.与常规柴油重型卡车相比, L N G重型卡车在我 国东北和新疆等寒冷地区冬季运行时暴露出冷车起 动困难、 起动初期供气温度过低、 驾驶室或车厢取暖 困难等问题.上述不足成为 L N G发动机在使用过 程中存在的共性问题, 影响了 L N G重型卡车在寒区 的使用性能. 为此课题组研究汽车燃气加热器和 L N G发动 机联合运行系统, 以实现: 在寒区运行时 L N G气化 良好, 燃气供给量充足;

在寒区运行时可以对发动机 的冷却液进行加热, 以保证发动机的起动性;

在寒区 可以方便为车厢或驾驶室取暖. 以一台 6缸增压中冷重型卡车商用 L N G发动 机和汽车燃气加热器为研究对象, 设计汽车燃气加 热器和 L N G发动机联合运行系统, 通过试验测试系 统运行的可靠性及联合运行对 L N G发动机冷车起 动燃烧过程和起动时间的影响.

1 系统结构与原理 图 1所示为汽车燃气加热器和 L N G发动机联 合运行系统结构示意图. 图1联合运行系统示意图 F i g .

1 S c h e m a t i cd i a g r a m o f c o m b i n e do p e r a t i o ns y s t e m

1 . L N G储罐

2 . 自增压系统

3 . L N G汽化器

4 . 水循环系统

5 . L N G发动机

6 . 燃气喷射混合器

7 . 热交换控制器

8 . 稳压 减压器

9 . 储气罐

1 0 . 加热器循环水泵

1 1 . 减压阀

1 2 . 汽车 燃气加热器 L N G发动机在寒区冷车起动前, 首先将储气罐 内余留的气态燃料引导至燃气加热器中, 加热器利 用这些余留气态燃料起燃, 并在燃烧室内开始燃烧, 燃烧过程产生的热量通过热交换传递给冷却液.该 高温冷却液循环至汽化器处, 通过其中的换热器将 汽化器中的液化燃料加热汽化.汽化得到的气态 C N G燃料进一步为燃气加热器的燃烧提供燃料, 从 而使得燃气加热器能够持续燃烧, 并为汽化器的汽 化持续提供热量, 最终供给加热器和发动机充足的 燃料.

2 试验 试验分为两个 阶段进行, 首先测试所开发的汽车燃 气加热器的起动及加热能力. 将汽车燃气加热器连 接到LNG发 动机燃料供给系统中进行试验.为保证使 用的安全性, 加热器的供气方式设计为负压供气, 即只有加热器内有足够的负压才能打 开减压阀, 以保证供气安全可靠. 而LNG发动 机燃料喷射阀所需的压力为07MP a 左右, 因此将加热器 并联到发动机供气管路中并安装减压稳压器, 从而为加热器燃气进气口提供常压天然气. 第二阶段为联合运行冷起动试验, 试验所用样 机为 WP

1 0 L N G E

4 0型发动机, 表 1为发动机主要技 术参数. 表1LNG发动机主要技术参数 T a b .

1 Ma i nt e c h n i c a l p a r a me t e r s o f L N G e n g i n e 参数 数值 发动机型式 水冷、 直列、 四冲程、 干缸套 进气方式 增压中冷 缸径 *冲程 / m m*m m