液化石油气LPG系统理论

液化石油气LPG系统理论 1 / 18 液化石油气LPG系统工作原理与维修 引言： 随着世界经济的高速发展，各国汽车的在用量也急剧上升。由于石油燃料的生产与开发难以满足需求量的增长，能源短缺已成为不争的事实。大量汽车尾气的恶性排放对环境的污染也日趋严重。为解决困扰人类生存发展的这两大难题，即减少对石油产品的依赖，又能提供一个绿色环保的生活环境，各国政府在颁布日益严格的汽车排放法规的同时，也致力于推广使用液化石油气或天然气作为汽车代用燃料以取代现有的汽油和柴油燃料。各个国家近年来一直在不断地加大环境保护的力度，采用可以替代汽油、柴油等传统燃料的新一代低公害清洁燃料是形势发展的必然结果。

第一章 LPG简介

一、液化石油气英文写做Liquefied Petroleum Gas，简称LPG。 根据欧洲经济委员会ECE67号法规所下的定义，LPG是指由下述7种碳氢化合物为基本成分的产品： 丙烷、异丁烯、丙烯、丁烯、正丁烷、乙烷和异丁烷。LPG的最主要成分时丙烷和丁烷。 二、LPG作为碳氢化合物的混合物，产品主要来自于天然气处理厂或炼油厂。

天然气处理厂的LPG产品，主要来自各油田的伴生气处理过程。炼油厂的LPG产品是在炼制石油的过程中产生的。 车用LPG和一般工业用、民用LPG是有区别的。现有的工业用和民用的液化石油气，只有通过一系列的脱硫、脱水等处理之后，才有可能达到车用LPG的要求。 液化石油气LPG系统理论 2 / 18 三、LPG的主要特性 LPG无味呈灰色。为便于及时发现漏气现象，常在车用LPG中掺入些硫醇等以增加气味。LPG对天然橡胶、油漆具有腐蚀性，所以LPG系统中所用的胶管、阀座、膜片等，应选用丁腈橡胶或品质分为优良的氟橡胶。 LPG一旦排放到大气中，汽化后其体积可膨胀到液态时的250倍，与空气混合后变成可燃性气体，因此LPG的泄漏比汽油更加危险。所以经常要对LPG系统进行检查，以免泄露。 汽油在常温常压下是液态的，只有经过雾化后才能与空气混合燃烧。而LPG为气态，挥发性比汽油更好，LPG气体很容易和空气更好的混合。在气缸内燃料分布均匀从而使燃烧完全，排放尾气中的CO含量相对也会减少。 丙烷和丁烷的辛烷值比汽油高，所以LPG的抗爆性能优于汽油。 LPG的密度小于汽油，在燃用LPG时会增加燃料的消耗量，此消耗量是以体积（升）为单位计算的。但相同质量的情况下，LPG燃烧时可以产生更多的热量。 四：使用LPG做为汽车代用燃料的主要特点

1：优点 （1） 汽车运行时的废气对大气污染少，有利于环境保护。据有关测试资料统计，LPG的废气污染率比汽油机可减少70%左右。燃料经济性好，油气差价保证了使用LPG时在运输成本和经济效益上的巨大优势，并且还可以节省十分短缺的汽油、柴油。 （2） 使用性能好，LPG的热值比汽油高，雾化好，燃烧完全，辛烷值也高，提高了抗爆性。在用LPG为燃料时，所含的胶质比汽油少的多，因而在燃烧中很少产生如汽油中胶质所产生的积碳。同时LPG燃料中硫的含量和机械杂质均远低于汽油，对气缸、活塞、活塞环、气门等零部件的危害较小。气体燃料不会对机油产生稀释、冲走现象，因此发动机使用寿命延长，又可节约维修费用。 （3） 在常温下低压即可对LPG进行液态贮存、运输和使用。所需技术、设备都较简单，使用方便，费用较低。 2：缺点 （1） 因LPG比重低于汽油，故按体积计算时，行驶同样的里程，使用LPG为燃烧时消耗量增加20——30%左右。 液化石油气LPG系统理论 3 / 18 （2） LPG如果发生泄漏，会很快在泄漏处与空气混合而形成可燃性混合气，为防止出现事故，应经常检查。 （3） 在使用LPG为燃料时，会造成最大功率有所降低。因为在燃用LPG时，燃料在与空气混合前，已被预热并汽化，以气态形式进入发动机内，燃料所占空间大，且混合气温度高，密度小，致使实际进入气缸的混合气质量少，故输出功率小。采用电控喷射LPG和优化混合器等措施可对恢复原发动机的输出功率有所帮助。 五：LPG在我国的发展 目前我国交通管理部门已经对长春一汽、上海大众、湖北二汽、天津汽车和奥拓汽车等几个轿车生产厂家制定了研制生产以LPG为燃料的汽车生产计划，并且已经有大量的LPG车辆投入生产使用，并且后期生产的北京现代轿车也有一部分为LPG燃料汽车。这还不包括我国主要大城市内所用的市内公交车也已经有相当一部分改用气体为燃料。因此气体燃料汽车在未来几年内会成为汽车发展的主流方向。

第二章 LPG装置的结构和工作原理 一：LPG装置可分为四大部分 1：燃料加注部分 在加气站，由加气机经充气街头向车内的LPG钢瓶加注燃料。 2：LPG钢瓶及其附件 一般均放置在后备箱内，包括组合阀及固定于其上的LPG容量传感器。 3：LPG管路 包括高压管路和低压管路。 4：LPG装置控制套件 一般多布置在发动机仓内，但燃料转换开关安装于驾驶室内易操作处。LPG的燃料理化特性实际上与汽油较为接近，从而在原汽油发动机的基础上，安装一套液化石油气装置，并与原车燃油系统协调联接好，形成能够自如的实现燃料工作方式转换的两套独立系统（燃油系统和LPG系统）改装后形成的汽车即为两用燃料汽车。如图LPG装置在轿车上的布置原理图 液化石油气LPG系统理论 4 / 18 第一节 与电喷车配套使用的LPG系统 桑塔纳2000两用燃料轿车是在原电喷发动机的基础上加装了一套LPG液化石油气系统的新型环保汽车，属于闭环控制，它既可用于传统的化油器汽车，又可用于先进的电喷轿车。加装LPG闭环控制系统后，能与原车燃油系统很协调的匹配连接，从而形成汽油和LPG两大独立系统，可以非常方便的实现燃料工作方式的转换。原汽油机的重要技术参数，如点火提前角、压缩比等未发生改变。 一、LPG系统的组成及工作原理 主要由LPG钢瓶、充气接头、密封保护盒、组合阀、LPG截止阀、燃料转换开关、汽化调节器、氧传感器（共用）、三元催化器（共用）、主线束、步进电机、混合器以及电子控制单元ECU组成。该系统中最关键的部件是混合器和汽化调节器。如图汽化调节器结构图

1、排污螺栓 为防止焦油等杂质堵塞，影响膜片的动作，应按时排出液态残留物（2——3万公里）热 液化石油气LPG系统理论 5 / 18 车时排出，在排放杂质时应熄火，并远离火源，同时关闭钢瓶上的出气阀。 2、怠速调整螺钉 负责调整用LPG为燃料时的发动机怠速转速。 3、出气口 此口为气态的LPG输出口，发动机运转时所需的燃料均由此口输出至发动机。 4、二级阀门调整 一般情况下不需调整，在出厂时已调整好，用来控制供气量的大小。 5、循环水口 与发动机冷却液管路相通。 6、进气口 此口为液态LPG进口 7、怠速电磁阀 液化石油气LPG系统理论 6 / 18 在使用LPG时，此阀通电打开怠速通道。

汽化调节器实物图 汽化调节器的作用 把具有一定压力的液态LPG蒸发成气态，通过流经汽化调节器的发动机冷却液的作用，使刚刚进入汽化调节器的液态LPG受热更加容易气化，形成可以直接进入发动机燃烧的气态LPG。在汽化的同时将压力降至0.5——0.6 BAR左右。汽化调节器设置在钢瓶和混合器之间，根据发动机不同工况提供压力稳定的、适量的LPG以保证发动机处于正常稳定的工作状态。如图汽化调节器内部的构造见图 工作原理： 液态LPG通过一级阀门进入一级腔，并在该腔内吸收流经水腔的发动机冷却液的热量而进行汽化。LPG以气体状态通过通道及二级阀门进入二级腔。在怠速时二级阀门由于发动机进气量较小而关闭，少部分LPG气体经怠速阀、怠速通道进入发动机。二级腔的出口即为汽液化石油气LPG系统理论 7 / 18 化调节器的出气口，它是通过输气软管和混合器相通的。发动机运转时混和器的喉管部分会出现真空，从而使汽化调节器的二级腔也出现真空，膜片在大气压力和真空度的作用下向左移动打开二级阀门，使LPG气体可以进入发动机。二级阀门的打开时机可以通过二级调整螺钉加以调节，但此螺钉在出厂时大多已调整完毕，通常情况下不用调整。 二、混合器 混和器是将汽化调节器供给的气态LPG和空气进行混合，形成可燃混和气。 文氏管式混和器工作原理简述：混和器由铝合金制造，主要由壳体和装与其内的文氏管（喉管）。混和气壳体与空气滤清器及电喷发动机节气门体间的锦旗管道联接，（化油器式发动机时，则为与化油器相连接）需根据发动机仓内空间及发动机相关部位尺寸的具体情况来决定。文氏管与壳体之间在文氏管压装到混和器壳体内之后会形成一个环形气室，在文氏管的最小直径截面上打有一圈进LPG气体燃料的小孔，使环形气室与文氏管内孔相连通。当发动机工作时，来自空气滤清器的空气高速流经文氏管时，在直径最小处的喉部会形成一定的负压，从而将环形气室里气态LPG经小孔吸入文氏管内，与空气混合形成可燃混合气进入发动机。如图混和气原理图 三、LPG充气接头 该充气接头与加气枪相连后即可充注LPG液态气。为防止加注时泄漏LPG，铜制充气接头上装有一个使用期为5年的黑色橡胶密封垫圈。如发现垫圈橡胶老化，应及时更新。加气站的加气枪如有毛刺也可能损伤此黑色垫圈。平时该垫圈就应防尘保存。 充气接头的接口形式有卡式和螺旋式两种。接口形式若与加气枪不匹配时，可利用转换接头。如图荷兰卡式接口