清潔能源與清潔能源發(fā)動機

清潔能源與清潔能源發(fā)動機發(fā)動機開發(fā)部-賀文江2目錄能源環(huán)境狀況清潔能源特點與應(yīng)用清潔能源發(fā)動機3能源環(huán)境狀況能源狀況未來20年發(fā)展中國家能源消耗增長迅速，尤其是中國和印度2009年內(nèi)燃機消耗60%的石油，對外依存度51.3%，十年后64.5%4能源環(huán)境狀況5能源環(huán)境狀況環(huán)境狀況全球變暖CO2排放第一大國，其中60%的CO2排放來自交通運輸城市污染嚴重6清潔能源特點與應(yīng)用情況清潔能源種類代用燃料CNGLNGLPG乙醇甲醇生物柴油氫電能混合動力插電式混合動力燃料電池純電動7項目天然氣汽油自燃溫度℃680-750420理論空燃比kg/kg17.214.7理論空燃比L/L9.5-燃燒層流火焰?zhèn)鞑ニ俣萩m/s33.8（比汽油低15%）39-47混合氣熱值kJ/m33364（比汽油低12%）3831辛烷值115-13993滯燃期比汽油約長20%

初燃期比汽油約長12%

急燃期比汽油約長60%

充氣效率比汽油機約低10%進氣溫度較高較低排氣溫度較高較低含硫量mg≤200（部分地區(qū)天然氣每立方米有0.3-0.4L的硫化氫）≤3750（375北京）清潔能源特點與應(yīng)用-CNG8部分已開發(fā)機型比較歐寶和大眾發(fā)動機最大功率轉(zhuǎn)速提升200rpm。大眾發(fā)動機為機械增壓機型，其余發(fā)動機均是自然吸氣機型。清潔能源特點與應(yīng)用-CNG9不同噴氣方式的特點氣道噴射：供氣裝置簡單，燃料流量較小時難以精確控制，天然氣占進氣充量的10-15%。缸外氣門處噴射：實現(xiàn)定時定量供氣，減輕由氣門重疊角造成的燃料直接排出，可稀燃，但混合時間短。缸內(nèi)直噴：高壓直噴：接近壓縮上止點時噴射，對空氣充量幾乎沒影響。低壓直噴：進氣行程噴射，混合均勻，影響空氣充量清潔能源特點與應(yīng)用-CNG10本田思域單燃料供氣系統(tǒng)：進氣閥處噴射控制噴氣時間與進排氣門、活塞運動的相位關(guān)系，實現(xiàn)定時定量供氣降低供氣對空氣充量的影響減輕回火、燃料浪費、排放惡化更準確地控制實現(xiàn)稀薄燃燒提高發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性、排放特性清潔能源特點與應(yīng)用-CNG11項目更改（新增）原因如何更改（新增）氣門及座圈材料耐高溫不夠，潤滑、冷卻差，容易燒蝕、磨損1.更換材料，增加材料高溫硬度，抗粘著磨損性，材料自潤滑性，導熱性；2.更改設(shè)計，增大密封面錐角。點火系天然氣需要點燃溫度高，燃燒速度慢，燃燒持續(xù)時間長，轉(zhuǎn)換燃料要調(diào)整點火提前角，可能會發(fā)生異常燃燒1.高能點火線圈，點火能量從35mJ提升到65mJ；2.火花塞：試驗對比熱值增大1、2，間隙為0.8、1.1、1.5等方案，最后確定性能最好的；3.采用全硅膠式高壓阻尼線套，并縮短更換周期；4.調(diào)整火花塞更換周期（普通15000-20000km更換）。電控燃氣供給保證燃料精確供給，減少氣道、進氣歧管懸浮天然氣，增加進氣效率，避免回火增加天然氣噴射器，并使出氣口盡量靠近進氣道氣門閥處；系統(tǒng)供應(yīng)商借用整車平臺的。清潔能源特點與應(yīng)用-CNG12項目更改（新增）原因如何更改（新增）進氣歧管天然氣進氣歧管噴射增加噴氣接頭，優(yōu)化噴入角度潤滑油發(fā)動機熱負荷較高，積碳主要來自潤滑油，影響進排氣及堵塞天然氣噴嘴專用潤滑油：抗氧化性能好、高溫清凈性好、低灰分、低堿值和高分散性。催化器燃燒不好時會有較多的未燃HC耐甲烷催化器或不更改橡膠件、密封件、含鎳金屬1.燃料成分不穩(wěn)定，全國各地產(chǎn)氣成分有差異，部分地區(qū)天然氣含硫量或H2S高，對天然橡膠件、密封件、鎳金屬有腐蝕，但腐蝕強度不大；2.發(fā)動機熱負荷大。1.采用耐硫的氟橡膠；2.檢規(guī)中要求增加橡膠件、密封件、含鎳合金件的耐硫檢測項目；3.檢規(guī)中要求增加橡膠件、密封件、含鎳合金件的耐高溫檢測項目；4.燃用滿足國家標準的天然氣燃料，不需要更改。清潔能源特點與應(yīng)用-CNG13清潔能源特點與應(yīng)用-甲醇14清潔能源特點與應(yīng)用-甲醇15清潔能源特點與應(yīng)用-甲醇16清潔能源特點與應(yīng)用-甲醇17清潔能源特點與應(yīng)用-甲醇18清潔能源發(fā)動機美國清潔能源汽車狀況19清潔能源發(fā)動機美國清潔能源汽車狀況20美國清潔能源汽車狀況清潔能源發(fā)動機21美國清潔能源汽油替代情況清潔能源發(fā)動機22混合動力汽車發(fā)動機相比同排量發(fā)動機，其額定功率、最大扭矩都有較大降低，由于采用最小燃油消耗率的標定目標，其外特性曲線整體下移，單獨搭載整車，難以滿足整車動力性要求。如普銳斯VVT-i系統(tǒng)調(diào)節(jié)所示，在怠速、輕負荷、加速狀態(tài)、高負荷、低溫環(huán)境、起停工況時發(fā)動機不能運行在阿特金森循環(huán)，其燃燒穩(wěn)定性不如普通奧拓循環(huán)發(fā)動機。發(fā)動機工作狀態(tài)復雜，需要精確的控制系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器等來實現(xiàn)不同工況轉(zhuǎn)換，標定工作量大，技術(shù)難度及開發(fā)、生產(chǎn)成本高。

清潔能源發(fā)動機發(fā)動機名稱1NZ－FXE1NZ－FE發(fā)動機排量（mL）14961496缸徑X行程（mm）75X84.775X84.7每缸氣門數(shù)44壓縮比13.510.4功率（kW/rpm）57/500081/6000扭矩（Nm/rpm）115/4000142/4200進氣方式及控制自然吸氣，VVT-i自然吸氣，VVT-i噴油策略取消濃混合氣供應(yīng)高速時供應(yīng)濃混合氣23混合動力汽車發(fā)動機清潔能源發(fā)動機24清潔能源發(fā)動機25多種燃料適應(yīng)性發(fā)動機可靠性適應(yīng)抗腐蝕性適應(yīng)——材料更換潤滑適應(yīng)——潤滑油、酯冷卻適應(yīng)——防止發(fā)動機熱負荷過大點火適應(yīng)——點火能量、火花塞冷起動適應(yīng)——燃料預熱、引燃性能適