3液化石油气汽车

第三章液化石油气汽车•第一节概述•第二节液化石油气汽车燃料供给系统•第三节液化石油气汽车专用装置的•结构和工作原理•第四节液化石油气汽车维护•教学目的和要求：•了解液化石油气汽车分类、发展趋势。掌握结构与工作原理、特点。•本章重点：•液化石油气汽车结构与工作原理、特点。•本章难点：•教学内容要点：第一节概述•一、LPG理化特性•我国液化石油气（LiquefiedPetroleumGas，LPG）的资源包括油田和石油炼厂两个方面。油田的LPG由于不含烯烃，适于做汽车用燃料。•液化石油气的主要成分是丙烷C3H8，此外还含有少量的丁烷C4H10、丙烯C3H6和丁烯C4H8。项目汽油柴油天然气液化石油气物理状态液态液态气态气态汽车上的存储状态液态液态气态或液态液态在常压下的沸点（℃）30~220180~370-161.5-0.5低热值（MJ/kg）44.524349.5445.31汽化潜热（Kj/kg）297510丙烷：-41辛烷值（ROM）91130100-110十六烷值2740~60在空气中的可燃范围比（%）1.3~7.65~15•根据中华人民共和国石油天然气行业标准《车用液化石油气》（GB19159-2003），对车用液化石油气作出了有关规定，根据丙、丁烷组分含量的不同，车用液化石油气分为以下三个牌号产品：1）1号产品，可在环境温度-20℃以上条件下使用；2）2号产品，可在环境温度高于-10℃的条件下使用；3）3号产品，可在环境温度高于0℃的条件下使用。二、LPGV的类型1．按燃料供给系统特征分类1）单燃料LPG汽车：仅使用LPG作为发动机的燃料，不再使用其他燃油或代用燃料的汽车。其发动机为预混、点燃式发动机。单燃料LPG汽车专为燃用液化石油气而设计，可以充分发挥液化石油气辛烷值高的优势。•单燃料LPG汽车与单燃料CNG汽车相比，因LPG的辛烷值比CNG的低，故发动机的压缩比稍低，燃料经济性略差；因含碳比例较大，故排污比后者稍多；因LPG挤占空气容积较少，故动力性优于后者。2)LPG/汽油两用燃料汽车LPG/汽油两用燃料汽车是可以视情况交替燃用LPG或汽油的汽车。它备有LPG和汽油两套燃料系统，燃用汽油时切断液化石油气的供给，燃用液化石油气时切断汽油的供给。一般汽油车发动机不改动，只是加装一套液化石油气燃料供给装置，就成为了LPG/汽油两用燃料汽车。•与单燃料LPG汽车相比，LPG/汽油两用燃料汽车的优点是：改装方便，原机基本不做变动；在保证供应的情况下可以尽可能地燃用液化石油气，而在需要时又可以随时方便地改用汽油；由于保存了原车的储油箱，续驶里程比原车还要长。缺点是性能降低。•3)LPG/柴油双燃料汽车•LPG/柴油双燃料汽车是指同时燃用LPG和柴油的汽车。LPG/柴油双燃料汽车与CNG/柴油双燃料汽车的主要优点类似，可以大幅度地降低大负荷工况的微粒排放，小负荷时的HC排放有所增加。与CNG/柴油双燃料汽车相比，LPG/柴油双燃料汽车的缺点是LPG的替代率略低于CNG的替代率，优点是LPG不受管线限制，供油系统的成本低，LPG的能量密度大、便于携带。•2.按液化石油气的供给方式分类(1)真空进气式液化石油气汽车是指液化石油气在进气管真空度作用下经混合器进入进气管的液化石油气汽车。其燃料供给方式与化油器式发动机相类似。(2)喷气式液化石油气汽车是指液化石油气以一定的压力经喷气嘴直接喷入气缸或进气管的液化石油气汽车。其燃料供给方式与汽油喷射式汽油机或柴油机相类似。•3.按燃料供给的控制方式分类•(1)机械控制式液化石油气汽车•是指以机械控制方式为主控制液化石油气供给的液化石油气汽车。•(2)机电联合控制式液化石油气汽车•是指以机电联合控制方式控制液化石油气供给的液化石油气汽车。•(3)电控式液化石油气汽车•是指利用微机来控制不同工况液化石油气供给量的液化石油气汽车。电控式又有开环和闭环之分。三、液化石油气汽车的布置•增加的LPG供给系统包括：LPG钢瓶、多功能组合阀、蒸发减压器、带过滤器的LPG电磁阀、电子控制单元、燃料转换开关。•福特F-700型LPG单燃料车LPG钢瓶布置方案如图所示，该车配备7.0L、8缸液化石油气发动机。该发动机经特别设计，提高了寿命和耐用性，使其适用于液化石油气汽车。这些设计包括特制钢曲轴、可防热变形的特制铝活塞、特制的凸轮轴及优质油封、提高硬度的气门座、经铬钨表面处理的排气阀与填钠排气阀门系统。第二节液化石油气汽车燃料供给系统的结构和工作原理•目前，LPG/汽油两用燃料汽车按燃气混合供给控制装置的不同，可分为开环混合器供气系统、闭环带电控动力阀的混合器供气系统和电控燃气喷射三大类，其专用装置的不同之处主要体现在对混合气的形成方式、对混合气浓度控制方式以及是单点喷气控制，还是多点顺序喷气控制等少数部件上，其它专用装置（气瓶、组合阀、蒸发调压器等）基本相同。一、单燃料液化石油气汽车燃料供给系统组成：储液罐、燃料控制电磁阀、调节器、混合器等。工作过程：两个电磁阀均受点火开关和温控开关（冷却液温度控制）控制功用是：当发动机停止工作时自动切断燃气供给，而发动机工作时，根据温度打开其中一个电磁阀，并自动实现供给气态或液态燃气的切换。发动机低温（低于15℃）起动时，打开气态燃气供给管路（管口设在储液罐内顶部），供给气态燃气，以改善发动机低温起动性能；发动机温度高于15℃时，则打开液态燃气供给管路（管口设在储液罐内底部），供给液态燃气。二、LPG/汽油两用燃料汽车燃料供给系统1．开环控制系统2．闭环控制系统气瓶内液化石油气经串联在管路中的LPG电磁阀进入减压器再至混合器，与空气混合后进入发动机，ECU根据发动机上的氧传感器和转速信号，发出控制信号，调节真空电磁阀的开闭频率控制低压减压调节器，膜片上方的压力控制减压调节器输入压力和流量实现燃气输出与燃烧的闭环控制，通过燃料转换开关的控制可以选择使用液化石油气或者汽油。3．电控LPG喷射系统按其燃料状态可以将电控LPG喷射系统分为两大类，一类是气态喷射:直接采集信号、转换信号一类是液态喷射LPG电控单元直接采集各种传感器信号，如发动机转速、节气门位置、氧传感器等信号，经过分析计算，确定喷入各缸的LPG的量A.系统主要部件包括：蒸发调压器、燃气分配器、喷嘴和电控单元等。LPG电控单元相当于一个翻译器，采集原车汽油喷嘴的信号并将其转化为LPG的喷射信号，直接控制喷嘴的动作B.采集原车汽油喷嘴的信号并将其转化为LPG的喷射信号，直接控制喷嘴的动作液态LPG喷射系统是翻译转化汽油喷嘴的信号，即无论汽油系统是同步喷射还是非同步喷射，只要汽油喷嘴有信号就会被转化为LPG的喷射信号。三、LPG/柴油双燃料汽车燃料供给系统用柴油起动。待发动机冷却水温度达到正常范围后，打开液化石油气气瓶阀门，液化气在瓶内气体压力作用下流入蒸发器。在蒸发器内，液化气吸收来自发动机冷却水的热量，完全蒸发变成气体。气态液化石油气流入减压阀降压，使其由钢瓶内的压力降至某一数值。该数值可根据发动机运行要求进行调整。降压后的液化石油气进入调压阀，调压阀根据发动机运行工况，利用混合器真空度自动调节流入混合器的液化气量。液化气进入混合器与空气均匀混合。在混合器下方的节流阀，通过联动机构与柴油机调速机构的操纵手柄相连。操纵手柄根据发动机运行工况移动时，联动机构使节流阀随之成正比变化，从而可以根据发动机运行工况，对液化气和空气的混合气实行量的调节。第三节液化石油气汽车专用装置的结构和工作原理一、车用液化石油气钢瓶及组合部件钢瓶（1）功能：燃料储存、运输、液位检测和安全防护（2）工作压力：2.25MPa（3）充装量：80％的钢瓶容积（4）试验：压力循环试验爆破试验枪击试验防火试验坠落试验车用液化石油气钢瓶组件由焊接钢瓶、组合阀门、充液阀、防护盒、支架附件等组成。组合部件是指与瓶体用螺纹或螺栓法兰连接的限量充装阀、带过流阀的供给阀、截止阀、排污阀、安全阀和液位计等组装完备的元件的组合。A类瓶是指按设计的技术要求已装好组合部件及附件，提供给用户（或安装者）的整备车用钢瓶。B类瓶是指未按设计的技术要求装好组合部件，提供给用户（或安装者）的是具有安装接口的车用钢瓶。型号示例：公称工作压力2.2Mpa，公称容积50.2L，内径ф314mm，有缝卧式车用钢瓶（Ⅰ型），其型号标记为：“CYSW314-50.2-2.2-Ⅰ”。按我国标准GBl7259—1998规定，液化石油气钢瓶设计寿命为15年，每隔5年必须进行定期复查检测。多功能组合阀车用液化石油气钢瓶附件阀门可以集成为一体称多功能组合阀主要应用在小车钢瓶上，国外大容量钢瓶大都使用分立阀门，以保证使用流量及安全泄压流量。二、蒸发调压器（1）作用：把LPG从液态转变为气态，并降低LPG的压力到接近大气压。根据发动机不同的工况向发动机提供一定数量的燃气。（2）组成：燃料管路（一进一出）、水道管路（一进一出）、一级减压室和二级减压室。（3）原理：液体燃料利用其压力推开一级减压室中的单向进气阀，进入腔内蒸发成气体，当一级腔内的压力达到预定压力时，一级膜片压缩一级弹簧，带动连杆关闭进气阀门。当气体流入二级腔而使一级腔内的压力减小时，弹簧推动一级膜片，通过连杆打开进气阀门，使一级腔内的压力保持恒定的压力。燃气在进入二级减压室后进一步减压，调整低速调整螺钉可以设定低压室内的压力，使低压室内保持恒定压力。调整怠速稳定电磁阀使蒸发调压器输出的最少燃料量满足不同车型的最低需求。1）启动时发动机进气管产生负压并吸引低速同步膜片，液化石油气便进入低速同步室，再经低速通道供给混合器，使发动机点火。然后，混合器节流阀打开，混合器产生的负压增大，通过主通道口的作用在2级调压室产生负压，这时，2级膜片克服2级弹簧的弹簧力作用，推动2级阀杆，打开2级阀，于是液化石油气便从1级减压室经过2级减压室和主通道供给混合器，使发动机完成启动。2）怠速时液化石油气通过1级减压室、低速同步室和低速通道，供给混合器。通过混合气调整螺钉来调整液化气流量。此时，2级阀处于几乎关闭状态。3）汽车行驶状态怠速通道和主通道同时将液化石油气供给混合器。4)发动机停机时进气管内负压、主通道的负压消失，低速通道的液化石油气供应中止。经由主通道的液化石油气供应也停止。三、滤清器在气瓶和电磁阀之间。滤芯中央装有永久磁头，可以吸附滤掉通过滤芯的微小悬浮铁粉，免除铁粉对电磁阀动作灵敏度的影响。四、电磁阀电磁阀装在滤清器和调节器之间。电磁阀中的线圈通电时产生磁力，供给燃料。电流中断时，滑阀右移关闭，燃料的供给被切断。五、控制系统组成：液化石油气液位显示及燃料选择开关、启动电磁阀、汽油控制电磁阀、点火提前自动校正装置及各部位连接的电缆。组合式燃料选择开关的功能：控制汽油和液化石油气燃料选择及液化石油气液位显示灯。该开关应在发动机停转2～4s后，能自动切断液化石油气电磁阀的供电。最低液面信号器触头12和7在导电标定弹簧13的作用下使安装在仪表板上的光二极管2和电阻3接通。当气瓶里的液化石油气只够汽车行驶30～40km时，此即相当于气瓶内液化石油气压力为O.4～0.6Mpa，传感器活动触头的导电弹簧就按此值予以规定。当气瓶内液化石油气正常压力时，膜片向上凸出将弹簧压缩，活动触头12和固定触头7分开，则发光指示器的电路关闭。当气瓶里压力下降到与其最低储留量水平相当时，导电标定弹簧13伸展而移动，将活动触头12挤向固定触头7，并通过连接件11阻止膜片9的向下弯曲。这时活动触头12和固定触头7连通，发光指示器的电路接通。使用这种信号器后，驾驶员再也不用经常检查气瓶液化石油气液面读数，可以集中精力注意路况，安全行车。第四节液化石油气汽车维护一、维护分类与周期1．维护分类（1）日常维护出车前、行车中、收车后。以清洁、补给和安全检视为作业中心内容，由驾驶员负责执行的车辆维护作业。（2）一级维护除日常维护作业外，以清洁、润滑、密封性检