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，才能达子数相司分子中含C和 H原子数越多的物质，燃烧产生的热量越多。CN G是复杂的HC混合 物，以甲烷为主要成分。1个甲烷分子含有1个C原子和4个H原 子，因此,CN G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) 130 115-130
环境条件:温度为0 °C,大气压力为101. 3 kPa
但在CN G一空气混合气中，由于CN G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CN G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。CN G的自燃温度为630 °C- 730 C[3 ],汽油的自燃温度为220 C- 470 C,因而CN G较适宜 于较高&c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， 燃烧比较
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，
CN G一空气混合气一般在＜a = 0. 9〜1. 1时着火延迟期最短（见图 1 ） [5 ];汽油一空气混合气在＜a =0. 8〜0. 9时着火延迟期最短, 但CN G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CN G的点火提前角（Oig ）要大于燃用汽油时的Oig。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 CN G与汽油