天然气发动机种类介绍 万象包罗各不同

    【 原创】在能源危机以及环境因素不断加剧的这些年，政府不断加大对新能源的重视，也是搭乘这样的春风，国内天然气发动机凭借政府的鼓励政策不断向前发展，如今国内的天然气商用车市场已经是各大厂商不容忽视的一块“蛋糕”，而天然气商用车的核心部件发动机，也是各发动机厂竞相研发的对象，此次小编就汇总了各类天然气发动机，并让大家一看究竟。

    目前国内天然气发动机可以分为三大种类，以燃料使用的方式来划分，以燃烧时天然气与空气的混合浓度来划分，以燃料控制方式来划分，在划分时这三者都是在不同领域。

●  以燃料使用的方式来划分

   天然气单燃料发动机

    最后就是目前最为普遍的天然气单燃料发动机，因为其使用单一天然气作为燃料，所以作为常用机型，也是未来发展方向。天然气由于其燃料特性决定了天然气发动机采用的是与汽油机一样的点燃方式，而不同于柴油机的压燃方式。

    双燃料发动机

    柴油与天然气双燃料发动机技术是在不改变原来发动机机械构造的基础上进行的，它是在原机上增加燃气进气系统、油气切换系统以及电控模块ECU来实现的。这就是平常我们俗称的掺烧发动机,因为存在燃料类型、点火形式以及压缩比各不同的差异，目前国内发动机厂家基本没有采用。

    两用燃料发动机

    主要指汽油/CNG两用燃料发动机，可以切换使用汽油和天然气两种燃料。同双燃料发动机一样，由于各种燃料特性的不同，为了满足两种燃料的使用，发动机的性能无法做到最佳，这种发动机未来可试用在小面以及微卡这些轻型车辆上。

 ●  以燃烧时天然气与空气的混合浓度来划分

    当量燃烧单燃料天然气发动机

    该发动机特点是采用过量空气系数（燃料燃烧时实际供给的空气量与理论空气量之比）λ=1的当量燃烧方式，并且借助当量氧传感器闭环控制、三元催化转化器，该系统相对简单，容易实现高排放水平，但是缺点是燃料经济性差、排温高导致的可靠性差。

    技术路线：

    1.当量燃烧+闭环控制+三元催化器
    2.可实现国Ⅲ以上排放水平
    3.可采用多点喷射系统系统相对简单

    稀薄燃烧单燃料天然气发动机

    改款发动机特点是采用过量空气系数λ＞1的稀薄燃烧方式，并借助稀燃氧传感器闭环控制、氧化型催化转化器优点是NOx排放值低、燃料经济性好、排温低、可靠性好，但是缺点是该系统相对复杂并且成本较高。

    技术路线：

    1.稀薄燃烧+闭环控制+氧化型催化器
    2.可实现国Ⅲ以上排放水平
    3.可采用电控调压系统系统相对复杂

●  以燃料控制方式分类

    第一代机械混合式

    第二代电控混合进气 稀薄燃烧、闭环控制、电控喷射

    第三代电控喷射或电控调压 稀薄燃烧、闭环控制、电控喷射、CAN总线

    关于以上三代电控燃料系统的划分是较粗略的,其核心差异在于电控系统中对燃料控制的精度和瞬态响应性能上。第一代和第二代系统由于在燃料控制的精度及瞬态的响应上不足，无法达到目前要求的国Ⅲ排放标准以及国四标准，这两种燃料控制方式目前已经被淘汰。

    第四代 在三代基础上加入OBD（自诊断系统）、EVB（发动机制动）、PTO（动力取力器）等智能控制系统

    第五代 缸内直喷HPDI 革命性升级

五代缸内直喷发动机工作技术演示图

    目前国内使用较广的还是第三代燃料控制技术，而像潍柴等厂家已经涉足第四代和第五代控制技术，第四代是在第三代的技术上增加OBD、EVB、PTO等系统，使发动机智能管理程度更高，而第五代则是全新的缸内直喷技术，全新HPDI发动机能够保持了与原柴油机相同的功率和扭矩，动力性与柴油机完全相同，这是质的变化。

●  编后语

    随着技术的不断进步，如今国产第五代天然气发动机已经在2012年面世了，相对于国内目前普遍存在的第三代天然气发动机，它已经有了长足的提升，而随着国内政策对新能源车辆发展的利好，未来天然气发动机还会有更长远的发展，但与此同时国内相关的配套服务也需要跟上脚步，否则服务跟不上，反而就会制约天然气等新能源车辆的发展。（文/图 陈宏伟）

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