代用燃料發動機

天然氣是一種高效、清潔、價廉的民用燃料、化工原料和工業用燃料，我國的天然氣資源豐富。車用壓縮天然氣（compressed natural gas，CNG）就是把經過“三脱”處理（脱水、脱重烴、脱酸性氣體處理的天然氣壓縮到20MPa後存入特製的耐高壓氣瓶中，經過減壓器減壓後供發動機使用。車用液化天然氣（liquefied natural gas，LNG）則是把經過三脱處理的天然氣深度冷卻到-160°C左右，使其成為液態後裝入耐壓0.05-0.5MPa的絕熱罐中，經過蒸發減壓器汽化減壓後供發動機使用。由於膨脹製冷和保持低温儲存、運輸技術難度較大，LNG的應用遠不如CNG多。 ^[1] 

在加氣站尚未形成網絡，或氣源沒有穩定保證時，要求發動機既能用氣體燃料工作，又能在缺氣時隨時改換到用汽油工作，因此汽油/CNG兩用燃料發動機是預混點燃式發動機最常用的。國產CYTZ-100型CNG供給系統是採用步進電機伺服閥和比例調節式混合氣的閉環控制系統。

車用氣瓶的容量為50L，壓力為20MPa，通過安裝在每個氣瓶上的連通閥及高壓管路將數個氣瓶連接。當駕駛人將汽油/CNG轉換開關25置於“氣”位置時，電控單元（ECU）24向CNG電磁閥10通電，電磁閥開啓。車用氣瓶6內的CNG經充氣閥7、過濾器8、手動截止閥9和電磁閥進入減壓調節器14。CNG在減壓調節器內降壓，低壓的天然氣經過步進電機15控制的低壓通道進入混合器16。在混合器中天然氣與空氣混合後進入氣缸。ECU根據氧傳感器21和發動機轉速傳感器20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至混合器之間的低壓通道通過面積，以控制天然氣的流量。

液化石油氣（liquefied petroleum gas，簡稱LPG）是油田伴生氣處理過程中和石油煉製過程中獲得的副產品，能在常温下稍加壓（小於1.6MPa），即液化。車用液化石油氣基本上是丙烷和丁烷的混合物，通常在夏季用丙烷分量較少，冬季加多丙烷分量，使液化氣瓶內液麪上保持適當的飽和蒸汽壓，以保證安全和正常供給液化氣。在國外液化石油氣比天然氣汽車多。

LPG供給系統與CNG供給系統有許多相同之處。目前國內外大多數廠家生產的車用LPG供給裝置與CNG供給裝置的基本部件都可以通用，但LPG供給系統的車用氣瓶及其附件、管閥件有些特殊的要求。

CYTZ-100型混合器式閉環控制LPG供給系統的組成如圖2所示。當汽油/LPG轉換開關13置於LPG位置時，LPG電磁閥9開啓，LPG從氣瓶7流入蒸發調壓器10，並在其中蒸發減壓，然後進入混合器11，在混合器中與空氣混合後進入發動機氣缸。ECU根據氧傳感器17和發動機轉速傳感器15的信號，通過改變通向真空電磁閥12的脈衝信號佔空比來調節蒸發調壓器膜片室的壓力，以控制蒸發調壓器的輸出壓力和供氣量，從而實現供氣量的閉環控制。

醇類燃料主要是甲醇和乙醇，醇類燃料可以與汽油或柴油按一定比例摻燒，也可以直接採用醇類燃料作為發動機的替代燃料。醇類燃料的辛烷值高，是良好的汽油替代燃料。由於醇類燃料着火性能差，十六烷值比柴油低很多，所以醇類燃料用作壓燃式發動機燃料比用作點燃式發動機燃料困難，不是醇類燃料應用的主要渠道。目前醇類燃料發動機主要有摻醇燃燒、乙醇/汽油摻燒、甲醇/汽油摻燒、純醇燃燒幾種形式。 ^[2]