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1、气体燃料发动机供气形式及特点 一、进气道混合器预混合供气方式进气道混合器预混合供气方式是应用较早的方案，现在仍然被广泛应用，由于它具有汽油机的供气特征，以及供气装置简单，在点燃式发动机和压燃式天然气一柴油双燃料发动机上得以应用。但是该供气方式具有明显的不足之处，进气道混合器预混合供气方式由于天然气占据空气充量一般可达10%15%，影响发动机燃烧过程及其升功率。图9-1所示进气道混合器预混合供气方式示意图。 二、缸外进气阀处喷射供气方式缸外进气阀处喷射是一种较进气道混合器预混合供气方式更进一步的供气方式，该供气方法是将气体喷射器布置在各缸进气道进气阀处，可实现对每一缸的定时定量供气，通常称之为电
2、控多点气体喷气系统。它可以减轻和消除由于气门重叠角存在造成的燃气直接逸出、恶化排放和燃料浪费的不良影响。进气阀处喷射由于可以由软件严格控制气体燃料喷射时间与进排气门及活塞运动的相位关系，易于实现定时定量供气和层状进气。可根据发动机转速和负荷，更准确地控制对发动机功率、效率和废气排放有重要影响的空燃比指标，实现稀薄混合气燃烧，更进一步提高发动机的动力性、经济性，以及更进一步改善排放特性。缸外进气阀处喷射虽然可以降低供气对空气充量的影响，但这种影响仍然在一定程度上存在着。进气阀处喷射的高速电磁阀是其基本部件，同时配置有电控单元ECU实施控制。往往该控制部分要延伸至整个发动机的控制系统中去，控制主体
3、是根据转速和负荷的变化调节燃料量和燃料配比(双燃料过程)，达到优化的发动机性能。图9-2是缸外进气阀处喷射的本田(Honda)天然气发动机的供气系统示意图。三、缸内气体燃料喷射供气方式90年代以来，人们开始研制开发缸内供气方式。缸内供气方式有缸内高压喷射和低压喷射两种。其中低压喷射主要用在压缩比较低的点燃式气体燃料发动机上；高压喷射主要用在压缩比较高和压缩终点喷射的气体燃料发动机上。对于大型发动机和高速发动机，往往采用高压喷射达到较高的燃料供给量及延续较短的供气喷射时刻。缸内气体喷射完全实现了燃料供给的质调节，对空气充量几乎没有影响，为进一步完善发动机各项性能提供有利条件。缸内气体喷射仍具有缸
4、外进气阀处喷射的所有优点，但结构复杂，对技术要求高。现在只有美国、日本、德国等少数国家在开发及应用该项技术，还没能广泛应用于汽车发动机上。不过在德国MANBW公司的28/32型柴油机、美国DDC公司的DDC6V92TA柴油机和日本本田(Honda)的CIVIC天然气汽车汽油发动机等上开发应用电控喷气技术。在国内，吉林工业大学内燃机研究所首先开展天然气发动机缸内喷气技术的研究工作，并已实现点燃式内燃机机型的天然气和液化石油气的电控缸外进气阀处电控喷射和电控缸内喷气。综上所述，电控喷气技术是气体燃料发动机最具优越性的供气方法，不论气体燃料的缸外喷气，还是缸内喷气，都将比进气道混合器预混合供气方式具有显著优点。特别是电控缸内喷气技术，尽管该技术实施比较复杂，技术难度大，但它优良的气体燃料发动机工作性能和优越的排放性能，必将随着汽车工业的发展而被气体燃料发动机普遍应用。归纳缸内喷气技术的主要特点如下： 对气体燃料节流无影响，供气特性稳定； 点燃式和压燃式(天然气一柴油双燃料过程)，完全实现质调节； 大幅度降低或消除燃料供气对空气充量的影响j对于点燃式机型甚至可以提高空气充量； 有利于使用蒸发类(LPG、LNG)气体燃料； 易于实现稀薄燃烧和对燃烧过程的控制，便于完善和优化发动机的工作性能； 消除由于气门重叠角存在造成的气体燃料直接逸出，便于增压机型的应用。