汽車實用技術(shù)2016年第2期輕量化與節(jié)能AUTOMOBILE APPLIED TECHNOLOGY2016NO.210.16638/j.cnki.1671-7988.2016.02.047HPDI技術(shù)在天然氣商用車中的應(yīng)用王江鵬,馮凡,薛強,金茜(陜西重型汽車有限公司,陜西西安710200)摘要:論文對HPDⅠ(高壓缸內(nèi)直噴)技術(shù)在天然氣商用車中的應(yīng)用進行了分析研究,對其市場前景進行簡要分析,并從HPDⅠ系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢、發(fā)動機控制技術(shù)方案、供氣系統(tǒng)技術(shù)方案、動力性及經(jīng)濟性研究五個方面進行了具體的闡述。研究表明HPDI技術(shù)在天然氣商用車上應(yīng)用具有無與倫比的優(yōu)勢,發(fā)展前景廣闊。關(guān)鍵詞:HPD(高壓缸內(nèi)直噴);天然氣;商用車;動力性;經(jīng)濟性中圖分類號:U4696文獻標(biāo)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(tǒng)可靠性等固有特性影響,在較高海拔地區(qū)無法正常運行,引言并且如果功率進一步提升,會面臨燃料經(jīng)濟性下降、冷卻系受宏觀經(jīng)濟影響,在柴油價格上漲,運輸行業(yè)運價低迷,統(tǒng)可靠性下降、點火系統(tǒng)可靠性下降等問題。而建立在新平客戶用車成本增加、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(nèi)直噴)技術(shù)很好的突破了現(xiàn)有技術(shù)車以降低運營成本、創(chuàng)造更大的利潤為主要突破口,很好的及平臺束縛,能夠滿足市場對更廣泛地區(qū)適用性、更大功率滿足了客戶需求,得到了廣泛的應(yīng)用天然氣發(fā)動機的需求。1、現(xiàn)狀2、HPD|技術(shù)優(yōu)勢目前的天然氣發(fā)動機控制以燃氣預(yù)混合技術(shù)為平臺,壓當(dāng)前,市場上占主流的天然氣發(fā)動機,無論是單點電噴縮比為11.6:1,無論是美國 woodword控制系統(tǒng),還是日本還是多點電噴,采用的都是與汽油機相似的火花塞點燃式燃Eτ control控制系統(tǒng),以及澳大利亞的AEC控制系統(tǒng)基本均燒技術(shù),這類天然氣發(fā)動機使用成本比柴油機節(jié)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(jié)約的成本主要來源于天然氣與柴油的價格差。但熱效率不同。而隨著天然氣配套設(shè)施的日趨完善,國際燃油價格的低于柴油發(fā)動機,如此一來,搭載氣體機的大功率商用車輛日益高漲,天然氣重型商用車產(chǎn)品市場進一步急劇擴大在起步和重載行駛時,勢必?zé)o法達到像柴油車一樣的高效率場對天然氣產(chǎn)品的個性化要求也進一步具體和細化。以燃氣運行。而HPD發(fā)動機的運行方式跟柴油機十分相似,高壓直預(yù)混合技術(shù)為平臺的天然氣商用車因受制于壓縮比、點火系噴噴嘴也是根據(jù)柴噴時動機的形式來設(shè)計,因此,它的功率和中國煤化工平,比點燃式作者簡介:王江鵬,就職于陜西重型汽車有限公司氣體發(fā)動機高出CNMHG,比點燃式氣137車實用技術(shù)2016年第2期體發(fā)動機的氣耗低5%-9%6、經(jīng)濟性3、HPD|發(fā)動機與相同配置柴油機相比,動力性相當(dāng),百公里燃料成本HPDⅠ〔高壓缸內(nèi)直噴)技術(shù)是在壓縮沖程上止點前噴入下降了約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30Ma小燃料消耗率降低約10%。首先往復(fù)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)動機所(1)首先以少量柴油壓燃點火,不僅提高了發(fā)動機的壓縮需的燃料,使系統(tǒng)對燃料的消耗能夠精確控制,同時,高壓比、又不需要點火系統(tǒng),避免使用當(dāng)前市場主流的單點或多直噴噴嘴具備分配、計量、定時、噴射天然氣和柴油兩種燃點火花塞點燃式燃燒技術(shù),提高燃燒效率:料的功能,能夠進一步提升系統(tǒng)精確控制性能,進而降低(2)其次作為主燃料的天然氣以高壓噴入缸內(nèi),利用高壓燃料消耗。氣流運動將柴油、天然氣、空氣進行充分混合,使燃料燃燒7、推廣應(yīng)用更加充分,提高燃燒效率(3)HPDI發(fā)動機壓縮比可達到17:1,基本達到柴油機PDI發(fā)動機零部件與柴油機通用性高,無需改動發(fā)動機水平,與普通LNG發(fā)動機(火花塞單點點火,點火能量小,本體,同時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(yīng)用,對降供給系統(tǒng)低機動車尾氣排放,保護大氣環(huán)境具有重要意義。HPDI重型商用車與柴油車相比:一氧化碳排量降低60%,二氧化碳降為了實現(xiàn)發(fā)動機的高效率,必須要有一套非常成熟的天然氣儲存和供給系統(tǒng)。HPDI供給系統(tǒng)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%,有利于實現(xiàn)汽車工業(yè)對能源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)作為車用天然氣的存儲形式,其主要部件為插入瓶體的往復(fù)式低溫高壓柱塞泵。安裝在發(fā)動機端的取力油泵驅(qū)動該柱HPDI技術(shù)的性能符合市場和整車企業(yè)對LNG車輛技術(shù)的塞泵工作,燃料供給系統(tǒng)的ECU與發(fā)動機ECU聯(lián)動控制泉出期望。3~5年后,HPD技術(shù)會因為技術(shù)的成熟和國產(chǎn)化后成液體的數(shù)量,使燃氣在泵體內(nèi)氣化且加壓至30Na、溫度滿本大幅度降低而得到廣泛應(yīng)用。其整車成本仍會較普通天然足發(fā)動機的需求,保證供給發(fā)動機的燃氣溫度、壓力、流量氣商用車產(chǎn)品高出一定的差距,但已在市場可以接受的范圍穩(wěn)定可靠(1)區(qū)別于現(xiàn)有平臺的車用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(tǒng)的安全性8、總結(jié)(2)區(qū)別于現(xiàn)有平臺的車用LNG氣瓶自增壓系統(tǒng),燃氣供通過對HPDI系統(tǒng)的優(yōu)勢、HPD發(fā)動機及供給系統(tǒng)技術(shù)給系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自動化程度得到大幅提高,這一點對不了方案、動力性以及經(jīng)濟性等方面的論述,顯而易見HPDI技術(shù)解LNG特性的車輛駕駛員非常重要。在商用天然氣車領(lǐng)域具有絕對優(yōu)勢,隨著HPDI各項技術(shù)的發(fā)5、動力性展和完善,HPDI汽車憑借自身無與倫比的優(yōu)勢將會給我們帶來不可估計的經(jīng)濟效益。該技術(shù)將成為天然氣發(fā)動機燃燒理通過對搭載HPDI發(fā)動機的天然氣商用車進行動力性試論上的又一革命,成為商用車發(fā)展史上的重要里程碑,標(biāo)志驗,田DI發(fā)動機繼承了柴油機在高原區(qū)域所表現(xiàn)的優(yōu)良性著中國的天然氣商用車將迎來一個全新的時代能,能夠很好的適應(yīng)高原地區(qū)環(huán)境。搭載普通天然氣發(fā)動機的商用車在280以下區(qū)域運行不存在問題,但在2800參考文獻3500m區(qū)間就較為吃力,在海拔3500m以上區(qū)域發(fā)動機功率[l林在犁,張笑波,谷達紅劉愛軍天然氣-柴油雙燃料發(fā)動機高壓直損失大約在50%以上,車輛根本無法正常運行。由于HPDI的噴技術(shù)初探[內(nèi)燃機2013.8工作原理與柴油機較為類似,經(jīng)實車試驗表明,樣車可在[2]耿志勇李麗君柴油-天然氣雙燃料重卡簡介及市場前景分析[.4767m高海拔地區(qū)正常工作,具有與柴油車相同的動力性能汽車實用技術(shù)20128中國煤化工CNMHG