预混合点燃式天然气发动机燃料供给与控制系统

内燃机原理与构造习题解答第一章发动机的工作原理和总体构造1、汽车发动机通常是由哪些机构与系统组成？它们各有什么功用？向气缸供给由汽油与空气混合的混合气。

2、柴油机与汽油机在可燃混合气形成方式与点火方式上有何不同？它们所用的压缩比为何不一样？可燃混合气的形成及发火方式：汽油机：汽油粘度小，蒸发性好，自燃温度高于380ºC。

在气缸外部的化油器处形成混合气，由进气管进入气缸，在压缩接近上止点时由火花塞发火点燃混合气。

即外火源点燃。

柴油机：柴油粘度大，蒸发性差，自燃度为250ºC左右。

在气缸内部形成混合气，即在压缩接近终了由喷油泵提供雾状柴油，通过喷油器喷入气缸与压缩后的高温空气混合，自行发火燃烧。

即压缩自燃。

柴油机靠压缩自燃，因此，压缩比设计得较大。

3、四冲程汽油机与柴油机在总体构造上有何异同？汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。

汽油机与柴油机的燃料供给系有区别：汽油机：由化油器向气缸供给由汽油与空气混合的混合气。

柴油机：由喷油泵提供雾状柴油，通过喷油器喷入气缸。

第二章曲柄连杆机构1、发动机镶入缸套有何优点？什么是干缸套？什么是湿缸套？采用湿缸套如何防止漏水？气缸套采用耐磨的优质材料制成，气缸体可用价格较低的一般材料制造，从而降低了制造成本。

同时，气缸套可以从气缸体中取出，因而便于修理和更换，并可大大延长气缸体的使用寿命。

气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种。

干式气缸套的特点：气缸套装入气缸体后，其外壁不直接与冷却水接触，而和气缸体的壁面直接接触，壁厚较薄，一般为1～3mm。

它具有整体式气缸体的优点，强度和刚度都较好，但加工比较复杂，内、外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热不良。

燃机辅助系统一、液压油系统（一）系统概述液压油系统是提供压力一定的动力油，用来控制燃料供应阀的开度和控制燃料关断阀，它的供油对象为天然气紧急关断阀（ESV阀）、主燃气调节阀（CV阀）及值班燃气调节阀（PG CV阀）。

系统的最大工作压力为180bar。

（二）系统组成液压油模块的主要组件有液压油箱，液压油泵，冷却油泵，供应管线过滤器，两个液压油压力蓄能器，组合式冷却-清洁（二级闭环）油-气冷却器和回油管线过滤器—它初步过滤液压油。

模块也包含安装在液压油箱的构架上指示和监测装置。

1.液压油箱：存储工作介质2.液压油泵：将液压油提至额定工作压力3.滤网：过滤油中杂志4.蓄能器：吸收油泵出口高频脉动分量，维持油压平稳，并在系统需要大量供油时提供给系统用油。

5.冷却器：冷却工作介质（三）系统图（四）保护定值序号名称KKS码说明1 液压回油压力MBX06CP001 ≥0.3bar 压力大报警2 液压油回油滤网压差MBX08CP001 ≥5bar 压差大报警3 油泵出口滤网压差MBX03CP001 ≥5bar 压差大报警4 液压油压力MBX03CP003 ≤140bar 油压低报警5 MBX03CP101 ＜145 bar 报警，联启备用液压油泵6 MBX03CP101 ≥150bar 手停备用泵7 MBX03CP004 ≤125bar 油压低低报警，燃机跳闸8 MBX03CP101 ≥170bar 压力高报警9 液压油温度MBX06CT101 ＜20℃加热子回路投入10 MBX06CT101 ＞30℃加热子回路退出11 MBX06CT101 ＞55℃液压油冷却风扇启动12 MBX06CT101 ＜45℃液压油冷却风扇停止13 MBX06CT101 ＜10℃温度低报警14 MBX06CT101 ＞70℃报警，温度高油泵跳闸15 液压油箱油位MBX01CL001Q 低1报警三选二，联跳#1、2液压油泵，联跳燃机16 MBX01CL001R 低2报警17 MBX01CL001S 低3报警（五）运行注意事项及处理液压油系统是燃机控制系统的主要组成部分，因此在运行中必须密切监视液压油系统压力及运行状况。

锅炉燃烧器的工作原理
锅炉燃烧器是将燃料和空气混合后，在燃烧室中发生燃烧，产生高温燃烧气体，将水加热为蒸汽的装置。

其工作原理如下：
1. 燃料供给：燃料通过燃料管道进入燃烧器，常见的燃料有天然气、液化石油气、重油等。

燃烧器中通常设有调节阀控制燃料的流量。

燃料与空气比例的控制非常重要，确保充分燃烧及减少环境污染。

2. 风扇供气：燃烧器内部设有风扇，通过旋转产生的动力将空气吸入燃烧器。

这些空气通过风道与燃料混合，形成可燃气体混合物。

3. 燃烧过程：燃烧器中的点火器产生火焰，点燃可燃气体混合物。

在燃烧过程中，可燃物质与空气中的氧气发生化学反应，产生高温气体。

燃烧过程中需要控制燃烧的稳定性和高效性，确保燃料的充分利用和烟气的排放标准。

4. 燃烧控制系统：锅炉燃烧器配备了燃烧控制系统，以实现对燃料供给量和空气供给量的调节。

常见的控制方式包括阀门控制、压力传感器、温度传感器等。

这些控制设备可以根据锅炉负荷的变化进行调节，确保燃烧效率和安全运行。

5. 烟气排放：燃烧产生的烟气含有大量的废气，需要通过烟囱排放到大气中。

随着环保意识的提高，对烟气排放的限制要求也越来越严格，锅炉燃烧器需要使用先进的废气处理设备来减少有害气体的排放。

总结来说，锅炉燃烧器的工作原理是将燃料和空气混合并点燃，通过控制燃烧过程和燃料供给量来产生热能，以加热水并生成蒸汽。

燃烧控制系统的作用是确保燃烧的稳定和高效，同时尽量减少环境污染。

烟气排放设备则起到了净化废气的作用，以符合环保要求。

摘要经济的发展带来能源消耗和环境污染等问题，石油作为主要能源，其储有量已日渐枯竭，替代能源和节能减排是发展的重心。

燃烧不含有害物质、储有量高的天然气是替代能源的优势之选，而天然气发动机更是减排的主力军，拥有较高的热效率和较低的NOx排放的特点，随着排放法规的升级，更高的热效率和更低的NOx排放要求不断升级，缸内需要燃烧更稀的混合气，为了更稳定的燃烧特性和更高的热效率，需要探究发动机缸内合理的分混合气层。

利用一台增压多点喷射电控天然气发动机、试验检测控制平台和数值模拟平台，验证制约稀燃天然气发动机的关键条件，如着火延迟、火焰传播速度等，通过制作电控装置，改变燃气喷射位置及方向，验证混合气缸内分层可以拓宽燃烧极限。

研究结果表明：1、天然气进入缸内的过程分为两种状态，先进入的优先沉积在燃烧室底部，后进入的聚集在中上部，而燃烧气体压缩主要是径向上浓度的混合。

2、天然气发动机当量喷射下，喷射方向不同直接导致混合气进入缸内的时间有差异，对缸内混合气浓度的分布造成影响。

天然气斜向上喷射，减缓进入缸内的速度，斜向下喷射，可快速通过气道进入缸内。

斜向左喷射与斜向右喷射依据进气道形状可知，类比于斜向下和斜向上喷射。

因此，在相同当量与喷射时刻，向上喷射的火花塞附近混合气浓度更高，经济性更优，NOx排放较高。

喷射位置同理。

3、采用CATIA V5 建模软件，设计对象为混合建模，截取参数和变量，运动仿真分析。

实现电控燃气喷射位置的装置，电控燃气喷射方向的装置，进行运动仿真分析及机构计算。

4、电控系统装置由软件平台、硬件平台两部分构成。

硬件平台采用S12G48作为主处理芯片，以及周围辅助功能电路实现。

软件平台采用Freescale CodeWarrior5.1，主要编程语言为C语言。

系统旨在实现可控制燃气阀门接入通道，阀门通道由1、2、3、4个通道组成。

根据CAN总线命令，开启指定阀门。

同时，本系统具有继电器粘连诊断、阀门驱动电机工作状态诊断，以及相关诊断功能，满足系统安全性需求。