液化石油气发动机汽车与其燃料供给系统

1、液化石油气发动机汽车及其燃料供给系统2008-6-3分享到：QQ空间新浪微博开心网人人网一、液化石油气发动机汽车及其燃料供给系统的结构及工作原理液化石油气汽车燃料供给系统的结构可能不尽相同，但工作原理基本相同。现以日本爱三工业公司的产品为例，说明液化石油气汽车燃料供给系统的结构组成及作用原理。图7-1是液化石油气轿车的燃料管路布置图。图7-2为燃料供给系统图。液态的液化石油气靠其自身的蒸气压力被压出容器，通过高压管路，在流经滤清器时将杂质滤掉，然后经电磁阀流入调节器，在调节器内被降压、汽化、调压，从而变成气态，最后通过混合器与空气混合，进入发动机。1.液化石油气气瓶如图7-1所示，轿车用的液化石油气气瓶安装在车尾部的行李舱内。为防止在阀门等附件处的泄漏，保证安全，可采用两种方式来保护气瓶，即用整体式保护壳将气瓶全部罩住或用半体式保护壳将气瓶部分盖住。为了将偶尔泄漏的液化气排出车外，还设有排出管道。2.滤清器由于液化石油气中含有多种杂质，故在气瓶和电磁阀之间设有滤清器以滤掉杂质，保证电磁阀的功能和调节器的减压、调压功能不下降。滤清器的滤芯可以拆卸，便于清除滤出的杂质，而且结构坚固，耐压性

2、强。滤芯中央装有永久磁头，可以吸附滤掉通过了滤芯的微小悬浮铁粉，免除铁粉对电磁阀动作灵敏度的影响。图7-3为滤清器的结构。3.电磁阀电磁阀装在滤清器和调节器之间(见图7-2)，其结构如图7-4所示，靠电磁阀的动作保证发动机运转的燃料供给。在发动机停机或是发生失速时，电磁阀可切断燃料供给。电磁阀中的线圈通电时产生磁力，位于线圈中央的滑阀在磁力作用下克服弹簧力打开，这时就能供给燃料。当电流中断时，由于弹簧力和燃料压力的双重作用，滑阀关闭，于是燃料的供给被切断。4.蒸发调压器 蒸发调压器亦称汽化器、蒸发器、减压器或转换器。其作用是将来自气瓶的液态液化石油气减压，使其汽化并保持一定的压力供给混合器。虽然不同厂家生产的调压器不尽相同，但其基本结构都包括1级减压室和2级减压室。前者在液化石油气汽化的同时进行减压，后者进一步起减压作用，使汽化的液化石油气压力接近大气压。为加速汽化，采用发动机的循环冷却水进行加热。图7-5是日本爱三工业公司制造的小型蒸发调压器的外观图，该蒸发调压器的功能如下： (1)起动时发动机起动时蒸发调压器的工作情况如图7-6所示，液态的液化石油气从入口注入蒸发调压器，靠其自身的

3、压力推开1级阀门进入1级减压室减压、汽化。1级减压室的压力为294kPa，在此压力作用下，1级膜片挤压1级调压弹簧，借助1级膜片的拉钩，使1级阀杆动作，关闭1级阀。起动起动机，发动机进气管产生负压并吸引低速同步膜片，于是1级减压室和低速同步室相通，液化石油气便进入低速同步室，再经低速通道供给混合器，使发动机点火。然后，混合器节流阀打开，混合器产生的负压增大，通过主通道口的作用在2级调压室产生负压，这时，2级膜片克服2级弹簧的弹簧力作用，推动2级阀杆，打开2级阀，于是液化石油气便从1级减压室经过2级减压室和主通道供给混合器，使发动机完成起动。 (2)怠速时发动机怠速运转时蒸发调压器的工作情况如图7-7所示，进气管负压吸引低速同步膜片，使1级减压室与低速同步室相通，液化石油气通过1级减压室、低速同步室和低速通道，供给混合器。通过混合气调整螺钉来调整液化气流量。此时，2级阀处于几乎关闭状态。 (3)汽车行驶状态汽车行驶时蒸发调压器的动作如图7-8所示。踩下油门踏板，混合气吸入的空气量增加，混合气中产生的负压增大，通过主通道在2级减压室内产生负压，级膜片克服2级弹簧力的作用而推压2级杠杆，打开

4、2级阀，液化石油气从1级减压室经过2级减压窒和主通道供给混合器，此时，怠速通道和主通道同时将液化石油气供给混合器。 (4)发动机停机时此时，蒸发调压器的状态如图7-9所示。发动机停止运转，进气管内负压消失，由于低速同步弹簧的弹簧力作用，低速同步膜片被推回原位，1级减压室和低速同步室的通道被其隔断，经由低速通道的液化石油气供应中止。另外，由于来自主通道的负压消除，2级阀关闭，所以经由主通道的液化石油气供应也停止。 (5)混合器图7-10为混合器的构造。混合器在计量充入发动机的空气量的同时，在喉管处产生负压，该负压足以吸出在调节器内气化并减压至大气压的液化石油气。为了计量燃料的流量，还设有功率量孔和功率调整螺钉等。 1990年5月在意大利召开的液化石油气利用大会上展出了Landi Renno，AG Italia，AG H0lland，BRC.S.P.A等公司的LPG汽车供气系统的电子控制系统，该系统采用了检测排气中氧含量的氧(Lambda)传感器，从而可对可燃混合气浓度进行精确控制。该Lambda Control System系统(LCS)，不仅使尾气有害物质含量达到美国标准，而且比装备汽

5、油LCS的汽车的尾气有害物质含量还低：CO和CH低50%100%，NOx低45%50%。当然，气体LCS可以安装在一般汽油汽车上。 该系统的工作原理见图7-11。计算机3从专用探测器2获得有关LPG汽车尾气中有害物质含量信息，氧传感器2安装在排气通道1上。计算机发出信号指挥电子调节阀4工作，电子调节阀4安装于蒸发调压器5至发动机6之间的液化石油气的气相供应管线上。该系统能自动保持液化气同空气的最佳混合比例，组成液化气空气混合物，向发动机气缸供应，从而使尾气中CO、CH和NOx含量达最低限度。二、液化石油气汽车改装技术在汽车用柴油机或汽油机基础上安装一套液化石油气装置，包括储气、供气、油气转换、电控及操作系统，与原车燃油系统协调联接在一起，形成燃油系统和液化石油气系统两个独立系统。该系统能自如地实现燃料工作方式的转换。即双燃料(LPG和柴油)发动机及两用燃料(LPG和汽油)发动机。 若将柴油机或汽油机改装为单燃料(LPG)发动机，通常发动机的结构参数要进行调整。柴油机需要增加点火系统，并同时降低压缩比，以避免在燃用气体燃料时，产生爆燃现象。而将汽油机改装时，则要提高压缩比，以适应气体燃料

6、辛烷值高、抗爆燃性好的特点。点火提前角也要适当调整，一般要比原汽油机的点火提前角增大35为宜。 1.两用燃料(LPG和汽油)汽车 当前改装的液化石油气汽车大多为两用燃料(LPG和汽油)汽车，且已全面达到商品化阶段。现举例介绍两用燃料汽车燃料供给系统的构造及工作原理。 1988年俄罗斯新格鲁多克天然气仪器厂为轿车成批生产了供气系统。为推广应用这些系统，列依客运技术生产联合企业在FA32417型出租车上试验了该系统。这种液化石油气汽车发动机供气系统流程图如图7-12所示，它由气体燃料主要供应线路和液态备用燃料(93号汽油)系统组成。供气系统包括一个储存液化气的金属气瓶11(安装在汽车行李舱下)，在气瓶上有密封盖13，密封盖13上装有加气管12和通气管1O，汽车外罩下布置气体仪器，气体仪器包括电磁开关阀14、蒸发调压器16、凝析油排出开关15、液化石油气计量器17和混合器2(在混合器中，来自过滤器的空气与液化石油气混合成所需成分的燃料混合物进入发动机5)。气管线18在汽车外壳下为橡皮软管，由行李舱至外壳段为在车身下面延伸的金属管，并带有安全套。汽油供油系统包括汽油箱8、汽油泵7、汽油管3、汽

7、油滤清器4和电磁开关阀6以及位于司机室内的燃料转换开关9组成，转换开关9与两个电磁开关阀由电力相联。两个电磁开关分别控制汽油与液化石油气的供给。新系统的特点是将调压器和蒸发器放在一个组件内，成为蒸发调压器，从而减少了连接点数，即减少可能的漏气点，而电磁阀及有色金属垫片可消除其腐蚀损害。在使用气体燃料发动机时，将转换开关放在“气”位置时汽油供油线路上的电磁开关阀6关闭而电磁开关阀14打开。在气瓶剩余压力作用下，LPG的液相部分被挤压到密封盖上的集油管内，沿气管线进入蒸发调压器，在此汽化和减压，然后经供气计量器和混合器，LPG与空气混合气进入发动机气缸。LPG汽车的发动机使用与一般汽油发动机一样，混合器的存在 图7-13是广东澳华液化石油气设备有限公司生产的液化石油气供气系统工作原理图。 该系统主要部件及功能如下： 加气机：充装LPG(液化石油气)。 加气枪与外部接头：安全接合，快速装卸。 气瓶：能储存足量LPG供汽车长途运输用。 组合阀：安全保护，过量自动限制，保证燃料安全可靠输入和输出。 液位显示/选择开关：显示燃料容量，实施油/气选择。 LPG/汽油输出电磁阀：开/闭使用LPG；闭/

8、开使用汽油。 蒸发调压器：通过冷却水的热交换，将高压液态LPG转变为低压气态输送到混合器。 功率阀：自动调节LPG输入量，满足功率需要。 冷却水输入/输出管：提供冷却水给汽化器以进行热交换。 盘式(或管式)混合器：将空气与LPG按适当比例混合，并送给发动机燃烧。 发动机：燃烧汽油或LPG来作功。2.液化石油气一柴油双燃料汽车 车用柴油机改装为液化石油气柴油双燃料发动机，必须保留原柴油供给系统，用来提供引燃空气与LPG混合气的少量柴油，并需要配备一套液化石油气供给系统。这时发动机同时具有两套燃料供给装置，汽车同时携带两种燃料。而且燃料供给控制的难度也增大了许多，既要考虑液化石油气的控制，又要考虑柴油的控制；既要处理好液化石油气与柴油之间的合理配比，又要处理好液化石油气、柴油与空气之间的合理配比。 液化石油气一柴油双燃料发动机的液化石油气供气系统也是由液化气气瓶、蒸发器、减压阀、调节阀、混合器和节流阀等组成。液化石油气一柴油双燃料发动机和柴油机一样，用纯柴油起动。待发动机冷却水温度达到正常范围后，打开液化气气瓶阀门，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

9、水的热量，完全蒸发变成气体。气态液化气流入减压阀降压，使其由钢瓶内的压力降至某一数值。该数值可根据发动机运行要求进行调整。降压后的液化气进入调节阀，调节阀根据发动机运行工况，利用混合器真空度自动调节流入混合器的液化气量。液化气进入混合器和空气均匀混合。在混合器下方的节流阀通过联动机构和柴油机调速机构的操纵手柄相连。操纵手柄根据发动机运行工况移动时，联动机构使节流阀随之成正比变化，从而可以根据发动机运行工况对液化气和空气的混合气实行量的调节。三、液化石油气汽车燃料供给系典型部件结构及性能特点 液化石油气汽车燃料供给系统主要部件有5项：液化石油气气瓶、气瓶组合阀门、蒸发(汽化)调节器、混合器及控制系统。 1.液化石油气气瓶及气瓶组合阀门 LPG气瓶组件由电焊接钢瓶、组合阀门、充液气阀防护盒、支架等组成。组合阀门一般设有液位限制，超流量时自动截止，安全泄放，充液阀、截止阀及排污阀、安全阀和液位检测指示功能。液化石油气主要成分是丙烷、丁烷等，一般工作压力为1.6MPa，即可液化装瓶。因为对储气瓶的压力要求不及压缩天然气储气瓶的高，因此，液化气瓶(或称液化气罐)可以采用普通钢板材料经焊接成形，也可以用薄壁钢管制成，相对于压缩天然气瓶，它可以做得直径较大、长度较小而容量较大。如图7-14表示一种液化石油气瓶的构造，其容量为115L，瓶的直径为400mm，长度为1050mm，壁厚为5.2mm，所有的阀门附件都安置在瓶罐的头部，这些附件包括液面指示器3、最大充量液面的监示器4、安全阀2、蒸气输出阀1、液态气输出阀6、三通输出阀7以及充气阀5等等。

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