点燃式天然气发动机动力性分析
摘要:天然气因具有能源来源丰富、燃料经济性好、排放少、发动机使用寿命长、维修费用少、怠速及过度工况运行稳定等优点,使天然气作为汽车的一种可替代能源得到了不断的应用。由于其成分、使用条件和目前技术水平等条件限制,使得在使用发动机上产生动力下降的问题,在一定程度上制约了天然气汽车的发展、推广与应用。本文对影响天然气发动机动力性下降的因素进行必要的分析,从混合气的热值、进气效率和充气量、分子变更系数等几个方面,对天然气发动机动力下降的可能因素进行了系统的分析。
关键词:天然气  混合气的热值  进气效率  分子变更系数
天然气(Natural Gas,简称烧天然气的汽车NG)是地表下岩石储集层中自然存在的以轻质碳氢化合物为主体的气体混合物的统称,其主要成分是甲烷(CH4)约占85%95%。天然气按其来源有气田气、油田伴生气和煤成气之分。人们对天然气作为发动机燃料研究与应用已经有一百多年的历史。天然气具有能源来源丰富、燃料经济性好、排放少、发动机使用寿命长、维修费用少、怠速及过度工况运行稳定等优点,作为一种汽车燃料近年来得到了一定的发展。作为汽车燃料就其使用性能而言,与汽油、柴油相比较也有不足之处,如天然气作为汽车燃料在携
带时有一定的困难,用现有的汽车以天然气为燃料时会造成发动机功率的下降。在目前的技术水平下,发动机的功率下降高达20%(如大功率较燃用汽油的下降幅度为15%24% ,最大扭矩的下降幅度为10%15%),在一定程度上制约了天然气汽车的发展、推广与应用。
天然气汽车按照燃料组成具有不同的形式,但是无论是纯(或专用)天然气汽车还是天然气汽油两用燃料汽车都是采用点燃式,是天然气汽车的主体部分,因此,更好更为深入地研究点燃式天然气汽车发动机动力性,对提高其动力性、降低排放以及天然气汽车的普及具有重要的意义。
在汽车底盘不变的情况下,发动机的动力性可以通过发动机的平均有效压力来表示。平均有效压力是指单位气缸工作容积发出的有效功。显然,平均有效压力越大,发动机的作功能力越强。点燃式天然气发动机动力性也可以使用公式(1)进行分析,通过分析其影响参数就可以准确分析影响天然气发动机动力性原因的最主要因素。