燃油成本逐渐抬高的背后,燃气客车的机会似乎悄然到来。燃气客车由于其减少污染、效益明显等特征,成为节能与新能源汽车领域示范推广的先行者。燃气,清洁型资源,因其绿色、环保而广受关注;交通行业,资源消耗大户,环境问题的一线杀手,低碳、节能也被提上日程。作为绿色能源,在出租车和公交领域,燃气已经占据了一席之地,而如今,油价短时间内连涨四次,客运企业运营压力剧增,国家补助政策还未露面,额外成本必须要内部消化,一石激起千层浪,必须降低成本客运企业已达成共识。燃气客车再一次成为焦点。 液化天然气(LNG),是天然气在常压下冷却至—162℃时由气态变成液态,体积约为原气态天然气的1/625、标准CNG的40%,重量仅为同体积水的45%左右,其在汽车方面应用方面比CNG更为广阔,不仅可用于短途运行,也可用于大型客车、重卡的长途运营。 LNG中甲烷达到96%以上,不仅给发动机提供了稳定的可控制空燃比,使发动机工作性能得到优化,发动机燃烧平衡,节省燃料消耗,而且与使用燃油车相比,颗粒物排放几乎为零,容易满足发动机废气排放要求。LNG燃料不积炭、无污染且减少发动机机件腐蚀和磨损。LNG为极冷液体,能够有效减少长途运输中发动机系统温度及其对发动机的损害。能够大大延长发动机的使用寿命。
该车使用的玉柴ECI HD系列天然气发动机是在原柴油机基础上,通过燃烧开发、燃气控制系统匹配而开发出的点燃式天然气发动机。其工作原理与汽油机类似,但又有一定的区别。与汽油机的区别在于燃料的不同,导致了燃料供给系统和燃料控制系统有较大的差别。但在控制空气与燃料的比例(空燃比)、点火正时、环境修正等方面基本类似。 该发动机的基本工作原理为:天然气从储气钢瓶出来,经过天然气滤清器过滤后,经汽化器、稳压器,低压电磁阀,到电控调压器(EPR),再到混合器。低压电磁阀的开合由ECU控制。
ECI发动机管理系统采用HD EPR来控制燃料,以便准确地进行燃料计量,实现最优的比气耗以及瞬态响应性能。HD EPR可以将燃料压力调整在-4.5~3.3kPa,可以满足当量燃烧以及稀薄燃烧发动机的性能要求。HD EPR为微处理器型的两级减压的调节器,内部集成了高响应频率执行器,采用CAN连接与ECU进行通信,接收ECU燃料压力指令,并将反馈信息和运行参数传输给ECU进行分析和处理。当EPR接收到ECU的输出压力指令时,调节器的次级调压装置在内部执行器的驱动作用下获得目标燃料压力,EPR将回路闭合,利用内置的燃料压力传感器维持目标燃料压力、燃料流速,直到从ECU处接收到下一个外部指令为止(间隔时间〈10ms)。
发动机管理系统采用空气/燃料混合器将燃料输入到发动机缸内进行燃烧。混合器装在节气门上端,当空气被吸入发动机时产生较小的压降(负压),负压信号通过燃气阀真空通道被传送到膜片上方(调节阀被安装在膜片中央并由膜片支撑);膜片下方的空气压力使其克服限流弹簧而向上移动;通过精确设计限流弹簧,使之在怠速运转时产生约1.5kPa的负压,在节气门全开时产生约3.5kPa的负压。负压量的大小直接受节气门开闭位置和流经混合器进入发动机的空气量的控制。该混合器每个调节阀都具有一个可变文丘里管,用来调节进入发动机的燃料与空气的容积比。混合器的规格应确保燃料和空气的流量足以满足功率要求,同时又能合理控制发动机怠速流量。在混合器内部是两个位置相反的调节阀,用来控制流量范围内的燃料空气比。调节阀沿着轴向方向移动。当发动机功率增大时,调节阀向外移动,当发动机功率减小时,调节阀将沿着相反方向移动。向内移动时,调节阀的运动通过精确设计的复位弹簧来平衡。
电子节气门通过控制蝶阀的开度,控制进入缸内的混合气量,从而控制发动机的转速和负荷。驾驶者通过油门踏板,将动力需求传递给ECU,ECU接收到油门踏板信号后,根据发动机运行工况控制电子节气门开度。通过控制蝶阀开度,来控制怠速转速和调速特性曲线。
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