在双元动力及柔性动力约束活塞发动机中利用天然气来替代柴油燃烧技术的研究

6 8 2 0 1 0 年 1 月 中国制造业信息化 第 3 9 卷 第 1 期 在 双 元 动 力及 柔 性 动 力 约束 活 塞 发 动 机 中 利用天然气来替代柴油燃烧技术 的研 究 陈颖颖 ， 戴作 强 ， 张铁 柱 ， 张 纪鹏 ( 青 岛大学 车辆 电子技 术研 究所 ， 山东 青 岛 2 6 6 0 7 1 ) 摘 要 ： 针 对 当今 世界 石油 资源 匮乏和 柴油价 格上 涨 ， 提 出 了在 双元 动 力及 柔性 动 力约 束活 塞发 动 机 中利 用天然 气替代 柴油进行 燃烧 的新技 术 。在 改造 系统 过程 中以 降低成 本 ， 不 改 变原有 进 气、 调速 系统 和燃烧 室为原 则 下 ， 采 用 火花 塞式 点 火 。分析 了采 用天 然 气燃烧 可提 高发 动 机 的经 济 性和 使 用性能 ， 同时指 出存在 需要 优化连 杆长 度和提 高机械 效 率等 问题 。 关 键 词 ： 内燃 机 ； 双 元 动 力 ； 柔性 动 力 ； 天 然 气 中图分类号 ： T E O1 8 文 献标 识码 ： A 文章 编号 ： 1 6 7 2 —1 6 1 6 ( 2 0 1 0 ) 0 1 —0 0 6 8 一O 4 双元 动力及 柔 性 动力 约 束 活塞 发 动 机是 一 种 新 型能量 约束转 换系统 ， 它克 服 了传统 内燃机 系统 的缺点 ， 充 分吸取 活塞式 内燃 机 曲柄 连杆 机构对 动 力 活塞运动 加 以约束带来 的各 种优点 ， 在 工程 实际 中应 用前景 十分 广 阔 。这种 新 型 的 能量 转 换 系 统 以燃烧 柴油 为主要 动力源 ， 虽然 燃油 消耗率 比传 统 的 内燃 机能量转 换 系统有很 大提 高 ， 但 是面对 石 油 资 源匮乏 ， 柴油 价格 上 涨 ， 以及 柴 油汽 油 等 燃烧 产 物 的大量 排放 引起 的环境污 染 日益 严重 等 问题 ， 寻 找一种 新 的更节能 环保 的燃料 作为 动力源 ， 无 疑能 使该发 动机更 加 环 保 。在传 统 的发 动机 中天 然 气 作为一种 新 型节 能环 保 燃料 来 替 代 柴 油 的技 术 已 经 比较成 熟 ， 因此在 机械流 体约束 活塞 发动 机 中利 用天然气 替代 柴油燃 烧具 有实用 意义 。 在 国 内外 受到 广 泛关 注 的是 液 压 自由活塞 发 动机 ( Hy d r a u l i c F r e e P i s t o n E n g i n e ， HF P E) [ ， ......