LPG在汽车发动机上的应用

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车辆与动力技术lpg在汽车发动机上的应用杨立红（北京理工大学机械与车辆工程学院，北京的动力性及排放特性等，并针对lpg发动机的发展提出了建议。

1概述近些年来，汽车排放法规日益严格。欧洲在1999年开始实行欧i标准；亚洲的泰国、韩国等国家也在2000年开始实行欧标准；我国在2000年启动了欧i标准，北京市在2002年采用了机动车排放法规双轨制，即对新车采用欧标准，其余暂采用欧i标准。

lpg较汽油、柴油清洁，燃用lpg的发动机在原有发动机基础上改动小，所以燃用lpg的汽车数量得到了迅速增加，目前lpg汽车全球保有量超过600万。lpg在发动机中的应用有以下4种类型：①在汽油机基础上改造的单一燃用lpg的发动机；②lpg汽油双燃料发动机，它是指具有lpg、汽油两套燃料供给系统，通过选择开关切换可灵活使用lpg或汽油的发动机；③在柴油机基础上改造的单一燃用lpg的发动机；④lpg柴油双燃料发动机，它是指采用柴油引燃lpg与空气混合气的工作方式的发动机。同时，lpg燃料供给系统也随着lpg发动机技术的发展由早期的机械控制式结构发展到电子控制系统。

lpg燃料供给系统的发展根据技术发展的完善程度可将其产品分为3代：第一代为机械控制混合器供气系统；第二代为电子控制混合器供气系统；第三代为电子控制喷射系统。

21机械控制混合器供气系统所示为landirenzo的机械式lpg系统，用于lpg*汽油双燃料发动机，由一个lpg电磁关断阀和汽油电磁阀实现燃料转换控制。文丘管式混合器可置于汽油机化油器的上方或下方。lpg的消耗量是通过压力调节器和混合器的联合调整而加以计量和控制的。

这是最简单的lpg系统。

电子控制混合器供气系统电子控制混合器供气系统采用微处理器，它可以配合压力调节器和混合器对流量进行测量和控制。为荷兰lpg汽车制造商euiogas设计的一种电子控制lpg系统。电控单元的输入信号是发动机的转速和氧传感器信号。电控单元控制一个数字式线性执行器（步进电机）该执行器位于压力调节器和混合器之间的供气管线内，对lpg气体流量进行调节。该系统是一个闭环控制系统。类似的第二代lpg系统还有ag、brc、koltec、vialle和necam等的微处理器控制lpg系统。

电控多点喷射系统lpg电控多点喷射系统工作时，lpg大多以气体状态喷入进气道内。如megi系统（也称为megi喷射系统），是由koltec、necam和tno燃料。随后，lpg通过喷射管和喷射阀将lpg 1 d共同开发的第三代lpg系统。系统中，由1个两级减压器将来自气瓶的lpg控制在适当的压力下。气体分配器向每一个气缸供给相同数量的喷在进气门的正前方。lpg喷射系统由微处理器控制，具有自学习功能。

lpg除了采用气态形式喷射外，还能在中等压力下以液态形式喷射，vialle公司开发了液态lpi系统，并应用于多点喷射系统。在发动u-节气门位置传感器；i2-喷嘴；13-进气歧管机以lpg为燃料运行时，仍可使用汽油发动机14-转速传感器；i5-排气管；氧传感器。

管理系统对其控制，因为两种燃料都是以液态形式喷入发动机内的。

lpg在汽油机中的应用1在汽油机基础上改造的单一燃用lpg的发动机1在结构上cmg供给系统替换了原有的汽油供给系统整个llpg供给系统包括储气vw.，罐、蒸发调节器、空燃比调节阀、混合器等。其中，蒸发调节器在形成可燃混合气过程中起着至关重要的作用，是lpg供给系统的关键。其工作原理是引入发动机冷却水来蒸发液态lpg，使之成为具有一定压力的气体然后经过减压调节器使输出的lpg气压大致在一个大气压左右。

排放性能方面，使用lpg后，气体燃料与空气混合均匀，燃烧完全，尾气中的co、hc显著下降，没有颗粒、硫化物和对人体有害的添加物成分，其它一些有害成分如多环芳烃和苯类大大减少。应用十五工况法实验检测，燃用lpg比燃用汽油时co下降约30% ~40%hc+nox下降4%~5%.但是单一lpg汽车需要建立足够多的lpg加气站；另外虽然排放指标有一定程度的下降，仍不能满足日益严格的排放法规的要求，还需要采用闭环电控系统加三元催化转换器。

lpg汽油双燃料发动机lpg汽油双燃料发动机结构上拥有双燃料供给系统，即lpg供给系统和汽油供给系统，两者之间通过转换开关来切换。装有这种发动机的汽车行驶区域不受lpg加气站的限制，灵活方便，因此这种发动机被广泛应用。

如果采用燃油、lpg电控喷射技术，就可以有效地控制空燃比，使得三元催化转换器工作在高效区，但是这对现有车辆并不现实。为了使改造后的汽车不论在使用lpg还是使用汽油时，三元催化转换器都能工作在对有害物质转换的高效区，研制了lpg汽油双燃料汽车双达标低排放控制系统。当lpg汽油双燃料发动机使用汽油时，采用电控补气；在使用lpg时关闭使用汽油时的电控补气阀，转而控制lpg气量控制阀，从而使发动机的空燃比控制在理论空燃比附近（过量空气系数一般在0. 98~1.02）通过这样的改造可以使汽车排放指标达到欧标准。

lpg在柴油机中的应用柴油机和汽油机相比，具有燃油经济性好，⑶和hc排放低的优点，但是碳烟的排放比较严重。从燃烧学角度来看，两者机理不同，前者为扩散燃烧，后者为预混合燃烧。预混合燃烧几乎不生成碳烟，而扩散燃烧是面料烟的生成源。lpg在柴油中的应用，不仅是引入了代用燃料，还意味着燃烧方式的优化。从这个角度上讲，lpg在柴油机中的应用比在汽油机中的应用具有更深层的意义朱义伦，邓全真，何方正，等。lpg/汽油双燃料汽车双达标低排放控制系统研究丨j.内燃机工程，内燃机工程，2002，23年会，上海，2002.

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