改裝在用柴油車為單燃料汽車的

1、柴油發(fā)動機改裝成單燃料天然氣發(fā)動機方案及相關(guān)資料改造總體技術(shù)概述燃油噴射系統(tǒng)的替代示意圖諸r歧爸會閒苑節(jié)汽門 和混合幕的工作商調(diào)矗更換活塞的探位燼油噴射樂茨的善代電子控制系統(tǒng)位示圖通過平帀齒屜逍齊_ 控制的電子點火系捷更按閥的也亶電子控制礙竦也示國電子點火、供氣系統(tǒng)示意圖1、總體技術(shù)方案：通過對原柴油機進行加裝燃氣點火系統(tǒng)，拆除原柴油機的供油系統(tǒng)， 改變原汽缸壓縮比以適應燃氣發(fā)動機的需要，加裝燃氣發(fā)動機專用點火電 腦板，加裝燃氣供給控制的閉環(huán)電腦板，加裝燃氣供氣和減壓裝置等，最 后實現(xiàn)將柴油發(fā)動機改裝成為天然氣發(fā)動機。改裝后的發(fā)動機將能夠完全 燃用天然氣，油氣替代率為100%。具體改裝方案如下

2、:a、通過對活塞燃燒室的加工，適當降低壓縮比，以避免發(fā)生爆震和機 械負荷過高。b、加裝點火系統(tǒng)，增加點火線圈、火花塞以及點火控制系統(tǒng)。c、改造供給系統(tǒng)，增配節(jié)氣門、減壓閥、氣瓶等天然氣燃燒系統(tǒng)。d、對于原車的配氣相位進行優(yōu)化調(diào)整。e、加強氣門組件的強度和防漏油措施。f、改進進氣門和氣門座等部件材質(zhì)硬度。g、對于增壓發(fā)動機改造過程中增壓比的重新優(yōu)化， 從而克服由于排氣 溫度提高時對渦輪壽命的影響。2、項目所依據(jù)的技術(shù)原理a、汽油發(fā)動機為火花塞點燃混合氣， 且壓縮比為78;柴油發(fā)動機由 于燃點溫度低，可以直接壓縮燃燒，且壓縮比為 1518。b、 天然氣發(fā)動機必須用火花塞點燃空氣和天然氣的混合氣，且

3、壓縮比 根據(jù)不同發(fā)動機選擇最佳壓縮比。c、基于以上各種燃料的燃燒條件，對于柴油發(fā)動機改裝成單燃料發(fā)動 機，我們將增加點火線圈和火花塞，加裝信號系統(tǒng)和閉環(huán)點火控制系統(tǒng)， 利用國內(nèi)成熟的天然氣減壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)，并與空氣混合形成可燃 混合氣進行燃燒，提供動力。3、主要技術(shù)與性能指標：a、火花塞： 10、 12、 14咼能量火花塞。b、排放標準：達歐洲II號標準。c、動力性：由于柴油、汽油和天然氣本身的燃燒值不同，天然氣的燃燒值要低于柴油， 因此理論上油改氣后的發(fā)動機動力略有不同程度的下降，而依照我公司的改裝方案改裝后的天然氣發(fā)動機的動力，據(jù)反映在實際使 用中基本與改裝前保持一致。d、經(jīng)濟性：按

4、目前實行的油、氣價(柴油價6.28元/升，天然氣2.70元 /升 )改裝后節(jié)約率在 40% 50%，有較好經(jīng)濟性。e、溫度：經(jīng)過技術(shù)處理，一般不超過原車溫度。f、項目執(zhí)行的質(zhì)量標準類型、標準名稱由于在用柴油機改為天然氣發(fā)動機的技術(shù)目前在我國內(nèi)尚屬首創(chuàng)，因 此國內(nèi)并無相應的質(zhì)量標準類型。我公司的這項技術(shù)只能參照國家汽油機 和柴油機質(zhì)量標準、以及汽油機改天然氣雙燃料發(fā)動機標準，制訂我公司 該項技術(shù)及產(chǎn)品的技術(shù)指標。我公司的技術(shù)和產(chǎn)品所參照的有關(guān)質(zhì)量標準 為：(1) 汽車用壓縮天然氣 (SY/T 7546-1996)(2) 壓縮天然氣汽車專用裝置和安裝要求 (QC/T 245- 1998)(3) 壓

5、縮天然氣汽車定型實驗規(guī)程 (QC/T257- 1998)(4) 汽車發(fā)動機性能試驗方法 (GB/T 18297 -2001)(5) 燃氣汽車改裝技術(shù)要求 壓縮天然氣汽車 (GB/T18437.1-2001)二、項目創(chuàng)新內(nèi)容A 、理論創(chuàng)新： 將在用車的柴油發(fā)動機改裝成天然氣發(fā)動機不僅實現(xiàn)了節(jié)能和環(huán)保， 而且是一種天然氣汽車改裝理論的創(chuàng)新。 我們通過增加活塞燃燒室的面積， 達到天然氣發(fā)動機的最佳的燃燒壓縮比，再加裝專門的點火裝置，即選配 點火控制電腦并解決驅(qū)動問題、選配點火線圈、選定和安裝火花塞、優(yōu)化 調(diào)整點火提前角等措施， 并通過我公司設(shè)計并訂做的點火控制電腦板 (ECU) 和天然氣閉環(huán)控制的電

6、腦板(ECU)等電器設(shè)備實現(xiàn)點火和天然氣氣量的精 確控制，從而實現(xiàn)了將柴油發(fā)動機改裝成天然氣發(fā)動機的目的。B、應用創(chuàng)新(1) 目前我國內(nèi)僅有玉柴、上柴、朝柴、錫柴等大型柴油機廠和美國等 公司合作，開發(fā)出了少量品種的天然氣發(fā)動機樣品，由于售價較高，因此 市場銷售量很少， 另有南內(nèi)廠生產(chǎn)的低馬力天然氣發(fā)動機， 雖然價格較低， 且生產(chǎn)量有限，更為關(guān)鍵的是，這些天然氣發(fā)動機一般是與整車廠合作， 提供給新車使用。而不能解決大量的在用車舊柴油發(fā)動機的油改氣問題。我公司的油改氣技術(shù)和產(chǎn)品很好地添補了國內(nèi)市場的這一空白，以最 經(jīng)濟的價格，充分利用我公司多年的油改氣的改車技術(shù)和經(jīng)驗，滿足我國 國內(nèi)在用柴油車改成

7、天然氣車的要求。(2) 普通柴油發(fā)動機、特別是舊的柴油發(fā)動機的尾氣排放污染是我們城 市環(huán)境污染的主要根源。而我公司的該項技術(shù)和產(chǎn)品因為只燃燒天然氣， 大大降低了發(fā)動機尾氣排放污染，改裝后的天然氣發(fā)動機的尾氣排放可以 輕松的達到歐 II 標準。(3) 由于我國多數(shù)地區(qū)尚沒有鋪設(shè)天然氣管道，這些地區(qū)的用氣要靠壓 縮天然氣運輸車來運氣， 因此運輸燃料成本很高， 直接造成用氣價格上漲。 最近，我公司的技術(shù)和產(chǎn)品已應用在運輸天然氣的牽引車上，由于可以將 牽引車上的氣罐中的天然氣引入發(fā)動機的供氣系統(tǒng)，使得天然氣運輸牽引車燃料成本大大降低，為普及和使用較低成本的天然氣創(chuàng)造了條件。C、技術(shù)創(chuàng)新在技術(shù)上，自主開

8、發(fā)了一種特殊的信號齒輪盤，安裝在原柴油機上， 利用齒輪盤上齒輪個數(shù)及角度的變化，再配合傳感器，組成非常簡單實用 的點火系統(tǒng)，將分電傳感信號接入發(fā)動機點火電腦板，控制并提供更加精 確的點火時間。該技術(shù)應用在發(fā)動機上，合理利用原車部件，不產(chǎn)生任何 磨損，工作更加可靠。另外，我們的點火系統(tǒng)采取獨創(chuàng)的每缸獨立點火，確保了每缸點火的 準確性，保障了每缸點火的足夠能量。D、工藝創(chuàng)新在選擇火花塞安裝位置及安裝方式的工藝上，首創(chuàng)一套非常簡單的加 工工藝，并由此制作了特殊的專用工裝夾縣和工具，使火花塞安裝處眼孔 加工和螺紋加工一次成型，實現(xiàn)了這一重要改裝工序的便捷性，從而大大 降低了改裝成本，節(jié)約了改裝時間。在

9、改變壓縮比這一關(guān)鍵技術(shù)時，我公司經(jīng)過不斷的摸索，最終找到了 最簡單的加工工藝和方法， 并制作了模具， 使壓縮比的改變變得非常容易。E、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新(1) 適當?shù)亟档蛪嚎s比改燃壓縮天然氣 (CNG) 后，混合氣形成采用預混合方式， 雖然 CNG 的 辛烷值很高，但原柴油機的壓縮比仍然太大，必須將原柴油機的壓縮比適 當降低到 CNG 的最佳燃燒壓縮比。 為了有效組織預混混合氣的燃燒， 我們 修改了原柴油機燃燒室的結(jié)構(gòu)形狀， 以改善天然氣在燃燒室內(nèi)的氣流運動。(2) 加裝點火系統(tǒng)選配分電器，解決驅(qū)動問題，優(yōu)化調(diào)整點火提前角 將原柴油機的大泵接口改為齒盤信號接口，利用我公司開發(fā)的齒輪式 信號器配合傳感器，

10、通過電磁感應傳遞點火信號。通過信號器上的齒輪數(shù) 量和角度大小及傳感安裝的初始位置實現(xiàn)點火提前角度的調(diào)整。a選配點火線圈需要選配點火能量比較高的點火線圈。b、選定和安裝火花塞因為 CNG 的燃燒溫度比較高，所以應選用高能量的火花塞。為方便 起見，改裝時可在原柴油機噴油嘴孔處鉆孔及加工火花塞相同的螺紋，將 火花塞安裝在該螺紋中，并調(diào)整火花塞的位置。(3) 改造供給系統(tǒng)燃用 CNG 時，必須要去掉原柴油機的噴油泵，加裝節(jié)氣門。增加天 然氣供給系統(tǒng)，如：減壓閥、混合器、步進電機等。在改裝增壓柴油機時 還需要加裝特殊的減壓閥及氣體壓力平衡器。三、技術(shù)開發(fā)可行性實施現(xiàn)狀a項目實施現(xiàn)狀我們從 2006 年下

11、半年開始，在陜西、山西、湖北、四川等地陸續(xù)改裝 樣車車輛 600 臺，涉及各種不同車型和發(fā)動機型號，同時每年還向國內(nèi)外 一些改裝企業(yè)提供成套裝置，通過跟蹤了解，改裝后的車輛使用情況普遍 良好，安全可靠性高，經(jīng)濟效益明顯。實踐結(jié)果證明該項改裝技術(shù)是可行的。具體情況如下：1、經(jīng)濟性：經(jīng)過部份改裝車輛的跟蹤調(diào)查，按目前的油、氣價格（柴油 6.28 元 公升，天然氣 2. 7元方）計，改裝后車輛燃油量的節(jié)約率一般在 40-50%。2、水溫： 通過對發(fā)動的水箱及散熱系統(tǒng)進行專門的技術(shù)處理后，改裝后的發(fā)動 機水溫一般不超過改裝前的水溫，部份車輛甚至低于改裝前的水溫。3、動力性： 據(jù)駕駛員普遍反映改裝后的汽

12、車在一般情況與改裝前其動力性無差 別，但在連續(xù)陡坡的情況下，動力略有下降（大約半檔左右） 。4、可靠性： 我們這套裝置技術(shù)先進，改裝工藝并不復雜，改裝過程中，發(fā)動機整 體結(jié)構(gòu)沒有改變，由于加裝火花塞的需要，只對原缸蓋噴油嘴位置略作加 工處理，同時，我們還更換了經(jīng)過處理，實用于 CNG 發(fā)動機的專用活塞， 因此、改裝后發(fā)動機，據(jù)我們長期跟蹤了解，故障率均不高于改裝前的柴 油發(fā)動機。四、技術(shù)實現(xiàn)依據(jù)a、構(gòu)想依據(jù) 該項目通過對汽油機和柴油機壓縮比及燃燒方式的比較，利用目前成 熟的汽油機改裝天然發(fā)動機的技術(shù)，通過改變柴油機的壓縮比，并加裝點火系統(tǒng)，信號系統(tǒng)、天然氣供給系統(tǒng)從而實現(xiàn)柴油機向天然氣發(fā)動機的

13、改裝。b、技術(shù)實現(xiàn)的依據(jù)(1)壓縮比的改變： 通過經(jīng)驗的積累， 我們選擇了天然氣燃燒最佳的壓縮比。(2) 通過對汽油機的研究，把汽油機的點火系統(tǒng)改裝后加到柴油機上，并通過 ECU 的控制，可以達到燃燒天然氣的要求。(3) 通過加裝閉環(huán) ECU 控制天然氣供給，達到實現(xiàn)最佳動力和經(jīng)濟性的目的。c、項目技術(shù)實現(xiàn)主要面臨的風險及應對措施由于天然氣和汽油，柴油的燃燒值不一樣，理論上天然氣發(fā)動機比汽油發(fā)動機和柴油機發(fā)動機的燃燒溫度都要高。但我們通過加大水箱的散熱面積等措施，同時選用高品質(zhì)的機油及其它辦法有效地解決了該問題。五、項目產(chǎn)品特性1、產(chǎn)品形態(tài)：我公司開發(fā)的柴油機 CNG 全套改裝裝置屬于工業(yè)產(chǎn)品，其中也包括可以實現(xiàn)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓和技術(shù)服務。2、產(chǎn)品形態(tài)描述：我公司產(chǎn)品不僅包括常用的汽油車改裝的全套裝置，如減壓閥、混合氣、充氣閥、節(jié)氣門、步進電機等常用配件，還包括我公司設(shè)計和專門訂 做的點火控制ECU和閉環(huán)控制ECU。以及改進燃燒室壓縮比和火花塞加 工等的理論知識和加工模具、加工手段和加工