汽油/天然氣雙燃料發動機的工作原理

汽油機改裝成汽油/CNG雙燃料發動機后，使用天然氣時發動機的功率和扭矩會明顯下降。研究表明，適當提高改型發動機的壓縮比，不僅可以降低功率損失，還可以提高發動機的燃油經濟性。

的組成和工作原理。CNG供應系統

目前，汽油/CNG雙燃料發動機的CNG供應系統有多種類型。國產CYTZ-100 CNG供氣系統是采用步進電機伺服閥和比例混合器的閉環控制系統。

車用氣瓶容量為50L，壓力為20MPa。多個氣瓶通過安裝在每個氣瓶上的連接閥與高壓管道連接。當駕駛員將汽油/CNG開關25置于“氣體”位置時，電子控制單元(ECU)24給CNG電磁閥10通電，電磁閥打開。車輛氣缸6中的CNG通過充氣閥7、過濾器8、手動截止閥9和電磁閥進入減壓調節器14。CNG在減壓調節器中減壓，低壓天然氣通過由步進電機15控制的低壓通道進入混合器16。天然氣在混合器中與空氣混合，然后進入鋼瓶。根據氧傳感器21和發動機速度傳感器20的信號，ECU通過調節步進電機的伺服閥的行程來改變減壓調節器和混合器之間的低壓通道的通過面積，從而控制天然氣的流量。

減壓調節器

因為氣缸內的CNG壓力隨著油耗不斷變化，所以需要安裝減壓調節器來保持天然氣和空氣的穩定混合比。卸壓調節器能保證鋼瓶內壓力變化時，進入混合器的天然氣壓力基本不變。調壓器將氣瓶中的CNG壓力從20MPa降至常壓，通常分三個階段。CYTZ-100三級減壓調節器的結構。

減壓調節器的工作原理：

當發動機不工作或不燃燒CNG，即沒有CNG進入調壓器時，一級閥口、二級閥口和三級閥口都處于常開狀態。發動機工作時，CNG通過進氣口進入減壓調節器，并通過第一級閥芯和密封件之間的第一級閥口進入減壓調節器的A腔，使第一級壓力從20MPa下降到0.8MPa左右，超過0.8MPa，第一級膜片在CNG的壓力下向上彎曲，克服主彈簧的預壓力，帶動第一級閥芯向上關閉第一級閥口。A腔內的CNG通過二次閥口進入B腔進行二次減壓，壓力降至0.02kPa隨著CNG進入B腔，A腔內壓力逐漸降低。如果壓力低于0.8MPa，主膜片在主彈簧的預壓力下向下彎曲，并帶動主閥芯向下打開主閥口。進入B室的CNG通過三級閥口進入C室，壓力降至3.0MPa，再通過步進電機的伺服閥進入混合器。如果B腔內的CNG壓力超過0.02MPa，CNG壓力將通過通氣孔作用在二級膜片上，使其向上壓縮二級彈簧，同時按壓二級頂桿，關閉二級閥口。如果B腔中的CNG繼續流入C腔，使B腔中的壓力降至0.02MPa以下，二級膜片在二級彈簧的作用下松開二級頂桿和二級閥片，打開二級閥口。

壓力調節器配有一級壓力調節螺栓和三級壓力調節螺栓，分別用于調節一級壓力和三級壓力。當CNG流經減壓調節器時，壓力大大降低，溫度也急劇降低。CNG中的水可能會凍結，導致閥口和管道堵塞。所以減壓調節器配有循環水套進行加熱，CNG用發動機冷卻液加熱，防止其減壓后溫度降至冰點以下。

車用氣瓶容量為50L，壓力為20MPa。多個氣瓶通過安裝在每個氣瓶上的連接閥與高壓管道連接。當駕駛員將汽油/CNG開關設置到“氣體”位置時，電子控制單元(ECU)給CNG電磁閥通電，電磁閥打開。汽車氣瓶中的CNG通過充氣閥、過濾器、手動切斷閥和電磁閥進入減壓調節器。CNG在降壓調節器中降壓，低壓天然氣通過步進電機控制的低壓通道進入混合器。天然氣在混合器中與空氣混合，然后進入鋼瓶。ECU根據氧傳感器和發動機轉速傳感器的信號，通過調節步進電機伺服閥的行程來改變減壓調節器和混合器之間低壓通道的通過面積，從而控制天然氣的流量。

比例混合器

混合器用于將空氣和天然氣按一定比例混合，形成一定濃度的可燃混合物。比例混合器的工作原理是利用進氣管的真空度，同時控制空氣和天然氣的通過面積，來控制混合氣的空燃比。

混合器安裝在化油器的進氣口上。混合器的C腔通過化油器與進氣歧管相連，A腔與發動機的空氣濾清器相連，D腔與天然氣低壓通道相連，膜片室B通過氣孔與C腔相連。發動機工作時，進氣管的真空度通過氣孔傳遞到C室，再傳遞到膜片室B，使膜片室產生真空。由于A室的壓力接近大氣壓，膜片在A室和膜片室的壓力差下向上彎曲，克服膜片本身的重力和彈簧的彈力，打開天然氣閥口和進氣口，使天然氣和空氣進入C室，并在其中混合后再進入發動機。在發動機運轉過程中，膜片會隨著進氣管真空度的變化而上下運動，天然氣閥口和進氣口的開度也會隨之變化。當發動機停止時，腔室A、腔室C和隔膜腔室B處于大氣壓力。在自身重力和彈簧力的共同作用下，膜片向下彎曲，關閉天然氣閥口和進氣口。

手動截止閥

我國汽車行業標準QC/T 245-1998規定，天然氣汽車應安裝手動切斷閥，可用于在CNGV充氣、保養或儲存停放時切斷氣瓶至減壓器的CNG通道。

球形閥的閥體內裝有圓柱形閥，圓柱形閥的左端面嵌有墊片。彈簧的預壓力作用在柱閥右端，使柱閥保持常開，CNG從氣瓶經柱閥流出截止閥。當手輪旋轉時，主軸將膜片壓向左側，將柱塞閥推向左側并壓在閥座上，使截止閥關閉。隔膜由薄鋼板或黃銅片制成，其作用是防止CNG通過心軸泄漏。一根延長軸連接到主軸上，將手輪安裝在駕駛室內，這樣司機就可以控制駕駛室內截止閥的開啟和關閉。

5.汽油/壓縮天然氣轉換開關

汽油/CNG轉換開關有三個位置；當轉換開關設置在“油”位置時；電動汽油泵電路打開，CNG電磁閥電路關閉。當轉換開關置于“gas”位置時，打開CNG電磁閥電路，切斷電動汽油泵電路。當開關處于“中間”位置時，它不會連接任何電路。