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燃氣發動機的進氣和排氣系統與燃油發動機有何不同?

2024-11-20 10:32:14
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  燃氣發動機和燃油發動機在進氣和排氣系統方面存在諸多不同。

  一、進氣系統

  進氣成分

  燃油發動機主要吸入的是空氣,空氣通過進氣管道進入氣缸,為燃油的燃燒提供充足的氧氣。例如,在汽油發動機中,空氣與汽油按照一定的比例(理論空燃比約為 14.7:1)混合后進入燃燒室。

燃氣發動機

  燃氣發動機進氣主要是燃氣和空氣的混合物。以天然氣發動機為例,天然氣的主要成分是甲烷,它會與空氣按合適的比例混合。由于燃氣的物理和化學性質與燃油不同,其混合比例也有所差異。一般天然氣發動機的空燃比范圍在 15.5 - 18:1 之間。

  進氣方式

  燃油發動機進氣方式較為多樣。傳統的化油器式發動機是通過化油器使燃油霧化后與空氣混合進入氣缸;而現代燃油噴射發動機則是通過電子控制單元(ECU)準確控制噴油嘴,將燃油噴入進氣道或氣缸內與空氣混合。

  燃氣發動機通常采用進氣道噴射方式,將燃氣噴射到進氣道中與空氣混合。這是因為燃氣本身的狀態(如天然氣是氣態)比較容易在進氣道中與空氣均勻混合,而且這種方式有利于準確控制燃氣和空氣的混合比例,提高燃燒效率。

  進氣系統部件差異

  燃油發動機進氣系統主要包括空氣濾清器、進氣管道、節氣門(對于電子控制燃油噴射發動機)等。空氣濾清器用于過濾空氣中的雜質,節氣門則控制進氣量。

  燃氣發動機進氣系統除了有空氣濾清器和進氣管道外,還需要有專門的燃氣供給裝置,如燃氣壓力調節器。燃氣壓力調節器用于將燃氣壓力調節到合適的范圍,以保證燃氣能夠穩定地噴射到進氣道中與空氣混合。

  二、排氣系統

  排氣成分差異

  燃油發動機排氣中主要成分是二氧化碳、水蒸氣、一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物。其中,一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物是主要的污染物。

  燃氣發動機排氣成分中二氧化碳含量相對燃油發動機變化不大,但一氧化碳和碳氫化合物的排放量顯著降低。這是因為燃氣燃燒比較充分,產生的有害污染物相對較少。

  排氣系統部件要求差異

  燃油發動機排氣系統需要安裝三元催化轉化器等裝置來凈化尾氣,將一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物轉化為無害的二氧化碳、水蒸氣和氮氣。

  燃氣發動機由于尾氣中污染物含量相對較低,對排氣凈化裝置的要求相對不那么嚴格,但也可能需要一些簡單的氧化催化劑來進一步降低少量的一氧化碳和碳氫化合物排放。同時,燃氣發動機排氣系統的材料在耐腐蝕性方面需要適應燃氣燃燒產物的特點。例如,天然氣發動機排氣中的硫化物含量較低,但其排氣溫度可能較高,這就要求排氣系統材料具有較好的耐高溫性能。


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