CNG发动机和燃油对比消耗.docx

CNG发动机和汽油机燃烧的比较分析
CNG发动机与汽油机的燃烧同为预混湍流燃烧但火焰传播速度、着火延迟期及混合气热值均不同。为在汽油机上改燃CNG或CNG/汽油两用燃料发动机发挥CNG燃烧的优点，针对CNG燃烧特点设计发动机，才能达到较高C原子和4个H原子，因此,CNG的热值略高于汽油（见表1）;
表1燃料的特性
燃料
汽油
甲烷
CNG
分子式

CH4
相对分子量
110


密度/-3
750


高热值/MJ-kg-1



低热值/-1



理论混合气低热
值/MJ・kg-1



理论空燃比a

研究法辛烷值(RON)-130
环境条件:温度为0°C,
但在CNG—空气混合气中，由于CNG分子占据了部分空气分子的位置，使得其热值约低于汽油一空气混合气10%[2]。汽油在进入气缸前并没有完全汽化，实际上即使压缩行程终了汽油也达不到完全汽化；另外，在汽油汽化时吸收热量，使汽油一空气混合气的温度降低，密度增加，有利于充气系数的提高。针对CNG的特点，可采用缸内喷射的方法，提高充气系数,从而提高输出功率。
4着火温度
一种燃料的自燃温度不是一个常数。CNG的自燃温度为630°C-730C[3],汽油的自燃温度为220C〜470C,因而CNG较适宜于较高EC下的点燃。利用汽油机进行改制有其方便性自燃温度高表明CNG有较好的安全性。
5燃料互换性
发动机燃料的互换是以辛烷值为依据的,替代燃料必须与原来燃料的辛烷值相同才行。而辛烷值是燃料的抗爆震参数辛烷值越高燃料的抗爆震性能越好。由于目前的发动机还没有达到CNG的抗爆震极限，所以，现在没有使用抗爆震参数作为互换的依据，而是采用沃泊指数(W)，相同W的燃料可以互换。W的物理意义是体积热值,用公式W=H/d来计算，W为CNG的沃泊指数；H为CNG的体积高位发热量,MJ/m3;d为CNG的相对密度，
1着火延迟期
由于CNG的分子结构和物理化学特性比较稳定其着火延迟期比汽油的要长。试验表明，
CNG—空气混合气一般在＜a=〜（见图1）[5];汽油一空气混合气在＜a=-,但CNG的着火延迟角比汽油的着火延迟角大20%左右（见表2）。为保证最高燃烧压力（pmax）在上止点后12°CA〜15°CA时出现，燃用CNG的点火提前角（Big）要大于燃用汽油时的Big。由于。ig与转速、负荷、残余废气及火花能量等诸多因素有关，加之CNG与汽油的性质差别，其调节量也与燃用汽油时的不同。在同样负荷及转速情况下，燃用CNG的Big比燃用汽油要加大5°CA-10°CA,Big的调整应适合CNG的燃烧规律。试验表明，加强点火能量有利于可靠点燃混合气和缩短Big。故CNG发动机的点火能量应加大，一般认为加大到200mJ左右才能保证可靠点火。