HPDI 技術(shù)在天然氣商用車(chē)中的應用

車(chē)實(shí)用技術(shù)2016年第2期輕量化與節能AUTOMOBILE APPL IED TECHNOLOGY2016N0.210.16638/j.cnki.1671-7988.2016.02.047HPDI技術(shù)在天然氣商用車(chē)中的應用王江鵬,馮凡,薛強,金茜(陜西重型汽車(chē)有限公司,陜西西安710200摘要:論文對HPDI(高壓缸內直噴)技術(shù)在天然氣商用車(chē)中的應用進(jìn)行了分析研究,對其市場(chǎng)前景進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,并從HPDI系統的技術(shù)優(yōu)勢、發(fā)動(dòng)機控制技術(shù)方案、供氣系統技術(shù)方案、動(dòng)力性及經(jīng)濟性研究五個(gè)方面進(jìn)行了具體的闡述。研究表明HPDI技術(shù)在天然氣商用車(chē)上應用具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢,發(fā)展前景廣闊。關(guān)鍵詞:HPD(高壓缸內直噴);天然氣;商用車(chē);動(dòng)力性;經(jīng)濟性中圖分類(lèi)號:U4696文獻標識碼:A文章編號:1671-7988(2016)02-136-02Application of HPDI on NG commercial vehiclesWang Jiangpeng, Feng Fan, Xue Qiang, Jin QianShaanxi Heavy-duty truck Co, Ltd, Shaanxi Xi an 710200)Abstract: This paper focuses on the analysis and study of HPDI(High Pressure Direct Injection) applications onNG(Natural Gas)commercial vehicles and analysis of its market outlook. This paper also expounds HPDI technology in 5aspects, which are HPDI's advantages, engine control architecture, gas supply system, performances and fuel economy, etcThis study shows that HPDI application on NG commercial vehicles has great advantages and bright futuresKeywords: HPDI(High Pressure Direct Injection); Natural Gas; Commercial Vehicles; Performances; Fuel EconomyCLC NO. U4696 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)02-136-02統可靠性等固有特性影響,在較高海拔地區無(wú)法正常運行。引言并且如果功率進(jìn)一步提升,會(huì )面臨燃料經(jīng)濟性下降、冷卻系受宏觀(guān)經(jīng)濟影響,在柴油價(jià)格上漲,運輸行業(yè)運價(jià)低迷,統可靠性下降、點(diǎn)火系統可靠性下降等問(wèn)題。而建立在新平客戶(hù)用車(chē)成本增加、盈利空間下降的大環(huán)境下。天然氣商用臺之上的HPDI(高壓缸內直噴)技術(shù)很好的突破了現有技術(shù)車(chē)以降低運營(yíng)成本、創(chuàng )造更大的利潤為主要突破口,很好的及平臺束縛,能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)對更廣泛地區適用性、更大功率滿(mǎn)足了客戶(hù)需求,得到了廣泛的應用。天然氣發(fā)動(dòng)機的需求。1、現狀2、HPD|技術(shù)優(yōu)勢目前的天然氣發(fā)動(dòng)機控制以燃氣預混合技術(shù)為平臺,壓當前,市場(chǎng)上占主流的天然氣發(fā)動(dòng)機,無(wú)論是單點(diǎn)電噴縮比為11.6:1,無(wú)論是美國 woodword控制系統,還是日本還是多點(diǎn)電噴,采用的都是與汽油機相似的火花塞點(diǎn)燃式燃E- control控制系統,以及澳大利亞的AEC控制系統基本均燒技術(shù),這類(lèi)天然氣發(fā)動(dòng)機使用成本比柴油機節約不少,但為此平臺技術(shù),差別僅是可靠性、控制精確性、功能多樣性其節約的成本主要來(lái)源于天然氣與柴油的價(jià)格差。但熱效率不同。而隨著(zhù)天然氣配套設施的日趨完善,國際燃油價(jià)格的低于柴油發(fā)動(dòng)機,如此一來(lái),搭載氣體機的大功率商用車(chē)輛日益高漲,天然氣重型商用車(chē)產(chǎn)品市場(chǎng)進(jìn)一步急劇擴大,市在起步和重載行駛時(shí),勢必無(wú)法達到像柴油車(chē)一樣的高效率場(chǎng)對天然氣產(chǎn)品的個(gè)性化要求也進(jìn)一步具體和細化。以燃氣運行。而HDI發(fā)動(dòng)機的運行方式跟柴油機十分相似,高壓直預混合技術(shù)為平臺的天然氣商用車(chē)因受制于壓縮比、點(diǎn)火系噴噴嘴也是根據柴油高壓共軌噴射發(fā)動(dòng)機的形式來(lái)設計,因此,它的功率和扭矩達到了同排量柴油機的水平,比點(diǎn)燃式作者簡(jiǎn)介:王江鵬,就職于陜西重型汽車(chē)有限公司氣體發(fā)動(dòng)機高出20%;其熱效率與柴油機相同,比點(diǎn)燃式氣137汽車(chē)實(shí)用技術(shù)2016年第2期體發(fā)動(dòng)機的氣耗低5%-9%。6、經(jīng)濟性3、HPD|發(fā)動(dòng)機與相同配置柴油機相比,動(dòng)力性相當,百公里燃料成本HPDI(高壓缸內直噴)技術(shù)是在壓縮沖程上止點(diǎn)前噴入下降了約25%;與普通氣體機相比,經(jīng)濟性提高5%~9%,最約為5%柴油,作為引燃劑,形成火焰,約95%天然氣以30Pa小燃料消耗率降低約10%。首先往復式低溫高壓柱塞泵消除的壓力噴射到火焰中成為燃燒的主要燃料。了環(huán)境溫度對燃氣壓力的影響,直接從氣瓶中泵取發(fā)動(dòng)機所(1)首先以少量柴油壓燃點(diǎn)火,不僅提高了發(fā)動(dòng)機的壓縮需的燃料,使系統對燃料的消耗能夠精確控制,同時(shí),高壓比、又不需要點(diǎn)火系統,避免使用當前市場(chǎng)主流的單點(diǎn)或多直噴噴嘴具備分配、計量、定時(shí)、噴射天然氣和柴油兩種燃點(diǎn)火花塞點(diǎn)燃式燃燒技術(shù),提高燃燒效率料的功能,能夠進(jìn)一步提升系統精確控制性能,進(jìn)而降低(2)其次作為主燃料的天然氣以高壓噴入缸內,利用高壓然料消耗。氣流運動(dòng)將柴油、天然氣、空氣進(jìn)行充分混合,使燃料燃燒7、推廣應用更加充分,提高燃燒效率(3)HPDI發(fā)動(dòng)機壓縮比可達到17:1,基本達到柴油機HPDI發(fā)動(dòng)機零部件與柴油機通用性高,無(wú)需改動(dòng)發(fā)動(dòng)機水平,與普通LNG發(fā)動(dòng)機(火花塞單點(diǎn)點(diǎn)火,點(diǎn)火能量小,本體,同時(shí)可靠性達到同功率柴油機水平。由于其熱效率高,燃燒速度慢,其壓縮比最高為12:1)相比,具有明顯優(yōu)勢。排氣溫度會(huì )因此降低,故有更高的潛在可靠性。達到國五排放增加成本相對較小,易于推廣應用,對降4、供給系統低機動(dòng)車(chē)尾氣排放,保護大氣環(huán)境具有重要意義。HDI重型商用車(chē)與柴油車(chē)相比:一氧化碳排量降低60%,二氧化碳降為了實(shí)現發(fā)動(dòng)機的高效率,必須要有一套非常成熟的天然氣儲存和供給系統。HDI供給系統采用液化天然氣(LNG)低20%,碳氫化合物降低70%,氮氧化合物降低45%,顆粒物排放降低70%,有利于實(shí)現汽車(chē)工業(yè)對能源環(huán)境的可持續發(fā)作為車(chē)用天然氣的存儲形式,其主要部件為插入瓶體的往復展。式低溫高壓柱塞泵。安裝在發(fā)動(dòng)機端的取力油泵驅動(dòng)該柱HPDI技術(shù)的性能符合市場(chǎng)和整車(chē)企業(yè)對LNG車(chē)輛技術(shù)的塞泵工作,燃料供給系統的ECU與發(fā)動(dòng)機ECU聯(lián)動(dòng)控制泵出期望。3~5年后,HD技術(shù)會(huì )因為技術(shù)的成熟和國產(chǎn)化后成液體的數量,使燃氣在泵體內氣化且加壓至30MPa、溫度滿(mǎn)本大幅度降低而得到廣泛應用。其整車(chē)成本仍會(huì )較普通天然足發(fā)動(dòng)機的需求,保證供給發(fā)動(dòng)機的燃氣溫度、壓力、流量氣商用車(chē)產(chǎn)品高出一定的差距,但已在市場(chǎng)可以接受的范圍穩定可靠。內(1)區別于現有平臺的車(chē)用LNG氣瓶外置汽化器與外置自增壓器,極大地提高了氣瓶及供氣系統的安全性;總結(2)區別于現有平臺的車(chē)用LNG氣瓶自增壓系統,燃氣供通過(guò)對HPDI系統的優(yōu)勢、HPD發(fā)動(dòng)機及供給系統技術(shù)給系統的穩定性和自動(dòng)化程度得到大幅提高,這一點(diǎn)對不了方案、動(dòng)力性以及經(jīng)濟性等方面的論述,顯而易見(jiàn)HPDI技術(shù)解LNG特性的車(chē)輛駕駛員非常重要。在商用天然氣車(chē)領(lǐng)域具有絕對優(yōu)勢,隨著(zhù)ⅢDI各項技術(shù)的發(fā)5、動(dòng)力性展和完善,HPDⅠ汽車(chē)憑借自身無(wú)與倫比的優(yōu)勢將會(huì )給我們帶來(lái)不可估計的經(jīng)濟效益。該技術(shù)將成為天然氣發(fā)動(dòng)機燃燒理通過(guò)對搭載HDI發(fā)動(dòng)機的天然氣商用車(chē)進(jìn)行動(dòng)力性試論上的又一革命,成為商用車(chē)發(fā)展史上的重要里程碑,標志驗,田PDI發(fā)動(dòng)機繼承了柴油機在高原區域所表現的優(yōu)良性著(zhù)中國的天然氣商用車(chē)將迎來(lái)一個(gè)全新的時(shí)代能,能夠很好的適應高原地區環(huán)境。搭載普通天然氣發(fā)動(dòng)機的商用車(chē)在2800m以下區域運行不存在問(wèn)題,但在2800mm~參考文獻3500m區間就較為吃力,在海拔3500m以上區域發(fā)動(dòng)機功率[l林在犁,張笑波,谷達紅劉愛(ài)軍.天然氣-柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機高壓直損失大約在50%以上,車(chē)輛根本無(wú)法正常運行。由于HPDI的噴技術(shù)初探[內燃機2013.8工作原理與柴油機較為類(lèi)似,經(jīng)實(shí)車(chē)試驗表明,樣車(chē)可在2]耿志勇李麗君柴油天然氣雙燃料重卡簡(jiǎn)介及市場(chǎng)前景分析[4767m高海拔地區正常工作,具有與柴油車(chē)相同的動(dòng)力性能。汽車(chē)實(shí)用技術(shù)2012.8