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1、玉柴机器股份有限公司 Yuchai Machinery Co.Ltd.Yuchai Machinery Co.Ltd.:yuchai 玉柴气体发动机介绍梁梁 伟伟 韬韬气体发动机的定义气体发动机的定义l本文气体发动机特指LPG、CNG和LNG单燃料发动机lLPG-Liquefied Petroleum Gas 液化石油气l 主要成分为丙烷和丁烷,包括:LPG单燃料发动机、柴油/LPG双 燃料发动机、汽油/LPG两用燃料发动机 lCNG-Compressed Natural Gas压缩自然气l 主要成分为甲 烷,CNG发动机包括:CNG单燃料发动机、柴油/CNG双燃料 发动机、汽油/CNG两用燃
2、料发动机 lLNG-Liquefied Natural Gas液化自然气l 主要成分为甲烷,只是在液化过程中去除了石油和杂质,纯度更高,本质上和 CNG没有差别,只是各组分含量有点差别而已。玉柴气体机开发人员玉柴气体机开发人员l专业的气体机研发和发动机标定工专业的气体机研发和发动机标定工程师程师l娴熟的应用配套和整车标定工程师娴熟的应用配套和整车标定工程师l强大的售后服务网络和工程师强大的售后服务网络和工程师玉柴气体机优点玉柴气体机优点l牢靠性高牢靠性高l动力强劲(接近同功率的柴油机)动力强劲(接近同功率的柴油机)l与喷嘴、多点喷射相比,气耗更低与喷嘴、多点喷射相比,气耗更低l与喷嘴相比,能适
3、应清洁度更差的与喷嘴相比,能适应清洁度更差的燃气燃气l电控系统通用性好,可适应电控系统通用性好,可适应LPGLPG、CNGCNG、LNGLNG开发方面的合作伙伴开发方面的合作伙伴l荷兰荷兰DELTECDELTEC公司公司l荷兰荷兰TNOTNO皇家探讨院皇家探讨院l美国美国ECIECI公司公司l美国美国WOODWARDWOODWARD公司公司l意大利意大利LANDILANDI公司公司l美国美国IMPCOIMPCO公司公司l日本日本NGKNGK公司公司玉柴气体发动机的开发历程玉柴气体发动机的开发历程l19981998年,启动气体发动机开发,开发了年,启动气体发动机开发,开发了YC6108ZQNYC
4、6108ZQN型柴油型柴油/CNG/CNG双燃料双燃料发动机,批量供应北京市场;发动机,批量供应北京市场;l20002000年,起先年,起先LPG/CNGLPG/CNG单燃料发动机的开发工作,单燃料发动机的开发工作,YC6112LPGYC6112LPG单燃料单燃料发动机发动机20032003年起批量供应广州市场,目前在广州市场年起批量供应广州市场,目前在广州市场YC6112LPGYC6112LPG发动发动机市场保有量超过机市场保有量超过60006000台;台;l20042004年年7 7月,与美国月,与美国WOODWARDWOODWARD公司合作开发了公司合作开发了YC6GYC6G系列系列CN
5、GCNG发动机。发动机。l20052005年年7 7月,独立完成了月,独立完成了YC6JYC6J系列系列CNGCNG发动机的开发。发动机的开发。l20052005年年1111月月,与美国与美国ECIECI公司合作公司合作,实现了发动机限制系统技术的更新,实现了发动机限制系统技术的更新,与世界一流的与世界一流的CNGCNG发动机技术保持同步。发动机技术保持同步。l20062006年年2 2月月,完成完成YC6GYC6G及及YC6JYC6J系列系列NGNG发动机欧发动机欧开发,其中开发,其中YC6GYC6G系列系列230230马力和马力和260260马力两个机型完成欧马力两个机型完成欧的开发工作。
6、的开发工作。l20062006年年6 6月,完成月,完成YC4GYC4G系国系国2 2、国、国3 3排放排放NGNG发动机开发。发动机开发。l20082008年年3 3月,完成月,完成6M6M系列系列340/320/290340/320/290马力马力NGNG发动机的开发工作。发动机的开发工作。玉柴玉柴玉柴玉柴NGNGNGNG发动机主要产品发动机主要产品发动机主要产品发动机主要产品1 1、YC4G180N-20(180YC4G180N-20(180马力国马力国2 2电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)2 2、YC4G180N-30(180YC4G180N-30(180马力国马力国3 3
7、电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)3 3、YC6J150N-30(150YC6J150N-30(150马力国马力国3 3电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)4 4、YC6J170N-30(150YC6J170N-30(150马力国马力国3 3电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)5 5、YC6J190N-20(190YC6J190N-20(190马力国马力国2 2电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)6 6、YC6J210N-20(210YC6J210N-20(210马力国马力国2 2电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)7 7、YC6J190N-30(19
8、0YC6J190N-30(190马力国马力国3 3电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)8 8、YC6J210N-30(210YC6J210N-30(210马力国马力国3 3电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)玉柴玉柴玉柴玉柴NGNGNGNG发动机主要产品发动机主要产品发动机主要产品发动机主要产品8 8、YC6G230N-20(230YC6G230N-20(230马力国马力国2 2电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)9 9、YC6G260N-20(260YC6G260N-20(260马力国马力国2 2电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)1010、YC6G230N-
9、30(230YC6G230N-30(230马力国马力国3 3电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)1111、YC6G260N-30(260YC6G260N-30(260马力国马力国3 3电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)1212、YC6G230N-40(230YC6G230N-40(230马力国马力国4 4电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)1313、YC6G260N-40(260YC6G260N-40(260马力国马力国4 4电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)1414、YC6M290N-30(290YC6M290N-30(290马力国马力国3 3电控电控NG
10、NG单燃料发动机)单燃料发动机)1515、YC6M320N-30(320YC6M320N-30(320马力国马力国3 3电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)1616、YC6M340N-30(340YC6M340N-30(340马力国马力国3 3电控电控NGNG单燃料发动机)单燃料发动机)玉柴玉柴LPGLPG发动机主要产品发动机主要产品1414、YC6G220P-30(220 YC6G220P-30(220马力国马力国3 3电控电控LPGLPG单燃料发动机)单燃料发动机)1515、YC6G240P-30(240 YC6G240P-30(240马力国马力国3 3电控电控LPGLPG单燃料发
11、动机)单燃料发动机)1616、YC6J180P-30(180 YC6J180P-30(180马力国马力国3 3电控电控LPGLPG单燃料发动机)单燃料发动机)l型号型号:YC4G180N-20/30l缸径缸径行程行程(mm):112132l排排 量量(L):5.25l进气方式:进气方式:增压中冷增压中冷l压缩比:压缩比:11l功率功率/转速转速(kW/rpm):132/2300l最大扭矩最大扭矩(N.m/rpm):650/1400l低速扭矩低速扭矩(N.m/rpm):520/1000l排放:排放:国国2、国、国3l噪音:噪音:93 dBYC4GYC4G系列系列NGNG发动机技术参数发动机技术参
12、数 l型号:型号:YC6J190N、YC6J210Nl缸径缸径行程行程(mm):105125l排排 量量(L):6.494l进气方式:进气方式:增压中冷增压中冷l压缩比:压缩比:11l功率功率/转速转速(kW/rpm):140/2500、155/2500l最大扭矩最大扭矩(N.m/rpm):650/1500、710/1500l低速扭矩低速扭矩(N.m/rpm):530/1100、580/1100l气耗(气耗(YC6J210N):):35立方立方/百公里(城市公交百公里(城市公交工况,不开空调)工况,不开空调)l排放:国排放:国2、国、国3l噪音:噪音:93 dBYC6JYC6J系列系列NGNG
13、发动机技术参数发动机技术参数YC6JYC6J自然吸气自然吸气NGNG发动机技术参数发动机技术参数l缸径缸径行程行程(mm):105125l排排 量量(L):6.494l进气方式:进气方式:自然吸气自然吸气l压缩比:压缩比:11:1l功率功率/转速转速(kW/rpm)YC6J150N:110/2800 YC6J170N:125/2800l最大扭矩最大扭矩(N.m/rpm)YC6J150N:430N.m/1400-1600r/min YC6J170N:480N.m/1400-1600r/minl排放:排放:国国3l噪音:噪音:93 dB l型号:型号:YC6G230N、YC6G260Nl缸径缸径行
14、程行程(mm):112132l排排 量量(L):7.8l进气方式:进气方式:增压中冷增压中冷l压缩比:压缩比:11l功率功率/转速转速(kW/rpm):170/2300、191/2300 l最大扭矩最大扭矩(N.m/rpm):850/1400、980/1400l低速扭矩低速扭矩(N.m/rpm):700/1000、800/1000l排放:排放:国国2、国、国3、国、国4l噪音:噪音:93 dBYC6GYC6G系列系列NGNG发动机技术参数发动机技术参数YC6MYC6M系列系列NGNG发动机技术参数发动机技术参数l型号:型号:YC6M290N、YC6M320N、YC6M340Nl缸径缸径行程行程
15、(mm):120145l排排 量量(L):9.839l进气方式:进气方式:增压中冷增压中冷l压缩比:压缩比:11l功率功率/转速转速(kW/rpm):214/2100、235/2100、250/2100l最大扭矩最大扭矩(N.m/rpm):1220/1300、1300/1300、1350/1300l低速扭矩低速扭矩(N.m/rpm):700/1000、800/1000、900/1000l排放:排放:国国2、国、国3、国、国4 l噪音:噪音:93 dBl l型号:型号:YC6G220P、YC6G240Pl缸径缸径行程行程(mm):112132l排排 量量(L):7.8l进气方式:进气方式:增压中
16、冷增压中冷l压缩比:压缩比:11l功率功率/转速转速(kW/rpm):162/2300、177/2300 l最大扭矩最大扭矩(N.m/rpm):850 1400、900 1500l低速扭矩低速扭矩(N.m/rpm):700/1000、800/1000l排放:排放:国国2、国、国3、国、国4l噪音:噪音:93 dBYC6GYC6G系列系列LPGLPG发动机技术参数发动机技术参数 l型号:型号:YC6J180Pl缸径缸径行程行程(mm):105125l排排 量量(L):6.494l进气方式:进气方式:增压中冷增压中冷l压缩比:压缩比:8.5l功率功率/转速转速(kW/rpm):132/2500 l
17、最大扭矩最大扭矩(N.m/rpm):6201500l低速扭矩低速扭矩(N.m/rpm):490/1100 l排放:国排放:国3l噪音:噪音:93 dBYC6JYC6J系列系列LPGLPG发动机技术参数发动机技术参数经济性、牢靠性技术路途经济性、牢靠性技术路途热效率热效率排温排温燃烧不稳定性燃烧不稳定性排放技术路途排放技术路途淡薄燃烧相对于当量燃烧的优势1、经济性更好、经济性更好 从上图曲线可以看出,淡薄燃烧(从上图曲线可以看出,淡薄燃烧(=1.5左右)比左右)比当量燃烧(当量燃烧(=1)的热效率高)的热效率高15%左右,热效率凹凸干左右,热效率凹凸干脆反映到经济性上;脆反映到经济性上;2、排温
18、更低、牢靠性更好、排温更低、牢靠性更好 从上图曲线可以看出,淡薄燃烧比当量燃烧的排温从上图曲线可以看出,淡薄燃烧比当量燃烧的排温要低要低100以上,排温的凹凸干脆影响了发动机的牢靠性。以上,排温的凹凸干脆影响了发动机的牢靠性。3、排放更低、排放更低 接受淡薄燃烧可以有效降低接受淡薄燃烧可以有效降低NOx的排放,使接受稀的排放,使接受稀燃的发动机排放值远低于当量燃烧的发动机排放值。燃的发动机排放值远低于当量燃烧的发动机排放值。电控系统的特点电控系统的特点u比单点喷射系统有更好的燃料限制响应性能,使整车加比单点喷射系统有更好的燃料限制响应性能,使整车加速性更好速性更好u燃料混合匀整,使燃烧更充分能
19、实现更高的排放水平燃料混合匀整,使燃烧更充分能实现更高的排放水平u比多点喷射系统有更好的各缸匀整性,适合于增压中冷比多点喷射系统有更好的各缸匀整性,适合于增压中冷淡薄燃烧发动机,能实现更淡薄的燃烧淡薄燃烧发动机,能实现更淡薄的燃烧u相比喷射系统电控调压器系统成本更低,相比喷射系统电控调压器系统成本更低,u可同时适用于可同时适用于LPGLPG、CNGCNG及及LNGLNG发动机。发动机。玉柴玉柴CNGCNG发动机原理图发动机原理图电控调压器电控调压器lLNGLNG为液化自然气,自然气的一种低温储运方式,为液化自然气,自然气的一种低温储运方式,主要成分与主要成分与CNGCNG一样为甲烷,只是甲烷含
20、量一般比一样为甲烷,只是甲烷含量一般比CNGCNG高,杂质含量极少;高,杂质含量极少;l玉柴全部系列玉柴全部系列CNGCNG发动机均可运用发动机均可运用LNGLNG作为燃料;作为燃料;lLNGLNG发动机与发动机与CNGCNG发动机差异:发动机差异:l 硬件:硬件:LNGLNG发动机相对于发动机相对于CNGCNG发动机削减了高压发动机削减了高压电电 磁阀及高压减压器两个部件,增加了磁阀及高压减压器两个部件,增加了LNGLNG用的用的汽化器(此件一般由汽车厂自配);汽化器(此件一般由汽车厂自配);l 软件:依据软件:依据LNGLNG气体成份的不同,对发动机的标气体成份的不同,对发动机的标定参数进
21、行了修正。定参数进行了修正。玉柴玉柴LNGLNG发动机产品发动机产品玉柴玉柴LNGLNG发动机原理图发动机原理图电控单元电控单元u喷嘴和电控调压器燃料限制功能喷嘴和电控调压器燃料限制功能u高能点火集成限制功能高能点火集成限制功能u稀燃氧传感器闭环限制功能稀燃氧传感器闭环限制功能u电子节气门及电子油门踏板驱动限制功能电子节气门及电子油门踏板驱动限制功能u增压压力限制功能增压压力限制功能u多通道传感器输入接口多通道传感器输入接口u完善的标定、通迅及诊断接口完善的标定、通迅及诊断接口u完善的自适应及诊断功能完善的自适应及诊断功能u可升级的可升级的OBDOBD功能功能u良好的三防设计可装在发动机上良好
22、的三防设计可装在发动机上电控调压器电控调压器工作原理:在传统调压器基础上,通过高响应性能的电机限制减工作原理:在传统调压器基础上,通过高响应性能的电机限制减 压器杠杆位置来限制减压器出口的燃料压力,从而实现燃压器杠杆位置来限制减压器出口的燃料压力,从而实现燃 料流量限制的功能。料流量限制的功能。优点:燃料量限制精度高、燃料限制响应快;优点:燃料量限制精度高、燃料限制响应快;代替传统的燃气喷嘴降低了成本;代替传统的燃气喷嘴降低了成本;零件局部变更可实现零件局部变更可实现LPGLPG、CNGCNG、LNGLNG通用。通用。废气旁通限制阀废气旁通限制阀l增压中冷能大大提高发动机的动力性能,淡薄燃烧能
23、有效降低增压中冷能大大提高发动机的动力性能,淡薄燃烧能有效降低发动机的热负荷,提高发动机的牢靠性。运用先进的高速电磁发动机的热负荷,提高发动机的牢靠性。运用先进的高速电磁阀阀(300Hz)(300Hz)技术限制增压压力,保证发动机稳定牢靠的运行。技术限制增压压力,保证发动机稳定牢靠的运行。大气环境传感器大气环境传感器 大气环境传感器可以实时测量大气环境的压力、温度和湿度,通过基于这几项大气环境传感器可以实时测量大气环境的压力、温度和湿度,通过基于这几项环境参数的修正,使发动机适应不同地区不同的海拔、相同地区不同季节和天环境参数的修正,使发动机适应不同地区不同的海拔、相同地区不同季节和天气的变更
24、,使空燃比限制更精确,发动机适应实力更强。气的变更,使空燃比限制更精确,发动机适应实力更强。单缸独立高能点火系统单缸独立高能点火系统u点火功能集成在发动机点火功能集成在发动机ECMECM中;中;u单缸独立点火(每缸一个点火线圈);单缸独立点火(每缸一个点火线圈);u高能点火(点火能量在高能点火(点火能量在60MJ60MJ以上);以上);u双铂金电极火花塞,稳定工作寿命达到双铂金电极火花塞,稳定工作寿命达到8 8万公里以上万公里以上l全工况闭环限制全工况闭环限制+自学习功能自学习功能l全工况闭环限制能保证发动机时刻全工况闭环限制能保证发动机时刻工作在标定的最佳区域内,自学习功能工作在标定的最佳区
25、域内,自学习功能能提高发动机的动态响应性能。能提高发动机的动态响应性能。l完善的故障诊断功能完善的故障诊断功能中国的排放法规的限值及实施日期中国的排放法规的限值及实施日期(CNG)(CNG)玉柴欧玉柴欧、欧、欧 CNG CNG发动机排放指标发动机排放指标LNG/CNG发动机市场销售状况发动机市场销售状况lYC4G180Nl与东风杭汽、苏州金龙、江淮汽车、郑州宇通、南京依维与东风杭汽、苏州金龙、江淮汽车、郑州宇通、南京依维柯、厦门金旅、厦门金龙、扬州亚星、中通客车、珠海广柯、厦门金旅、厦门金龙、扬州亚星、中通客车、珠海广通和安凯客车批量配套通和安凯客车批量配套lYC6J210Nl客车方面:与东风
26、杭汽、东风扬子江、苏州金龙、江淮汽客车方面:与东风杭汽、东风扬子江、苏州金龙、江淮汽车、郑州宇通、南京依维柯、厦门金旅、厦门金龙、扬州车、郑州宇通、南京依维柯、厦门金旅、厦门金龙、扬州亚星、中通客车、珠海广通、保定长安、北汽福田、丹东亚星、中通客车、珠海广通、保定长安、北汽福田、丹东黄海、福建新福达、陕西欧舒特、深圳五洲龙、重庆恒通黄海、福建新福达、陕西欧舒特、深圳五洲龙、重庆恒通和安凯客车实现批量配套、销售和安凯客车实现批量配套、销售l卡车方面:与东风十堰特种车公司、东风神宇配套成功卡车方面:与东风十堰特种车公司、东风神宇配套成功LNG/CNG发动机市场销售状况发动机市场销售状况lYC6J1
27、90Nl客车方面:与东风襄樊旅行车、郑州宇通、重庆恒通、陕西欧舒特和安凯客车实现批量配套、销售l卡车方面:与东风十堰特种车公司、东风神宇配套成功lYC6G230N l客车方面:郑州宇通、东风客车底盘、一汽客车、东风扬子江苏州金龙、郑州宇通、厦门金旅、厦门金龙、扬州亚星、中通客车、珠海广通、美的客车、北汽福田、丹东黄海、陕西欧舒特、重庆恒通和安凯客车实现批量配套LNG/CNG发动机市场销售状况发动机市场销售状况lYC6G260Nl客车方面:与东风客车底盘、东风杭汽、东风汽车商用车技术中心、东风扬子江、苏州金龙、江淮汽车、郑州宇通、厦门金龙、扬州亚星、中通客车、珠海广通、上海申龙、丹东黄海、无锡安
28、源、陕西欧舒特、深圳五洲龙、重庆恒通和安凯客车批量配套l卡车方面:与东风十堰特种车公司批量配套 LNG/CNG发动机市场销售状况发动机市场销售状况lYC6M290Nl卡车方面:与东风十堰特种商用车公司批量配套lYC6G320Nl客车方面:与苏州金龙、中通客车批量配套l卡车方面:与东风十堰特种车公司、湖北三环专用车和金华青年曼批量配套lYC6M340Nl客车方面:与北汽福田、郑州宇通批量配套l卡车方面:与东风十堰特种车公司批量配套YC6J210N-30型210马力CNG/LNG发动 机配10.5米公交车整车性能YC6G230N-30型230马力CNG发动机配11米公交车整车性能市场运用状况(一)
29、市场运用状况(一)1 1、YC6G230N-20YC6G230N-20型型CNGCNG发动机在西安公交:发动机在西安公交:230 230马力的马力的YC6G230N-20YC6G230N-20型型CNGCNG发动机在西安公交发动机在西安公交运用半年多来,公交公司反映,发动机动力强劲,运用半年多来,公交公司反映,发动机动力强劲,百公里气耗百公里气耗40-4140-41立方,比国内同功率的自然吸气立方,比国内同功率的自然吸气CNGCNG发动机低发动机低1010方以上,比国外同功率的方以上,比国外同功率的CNGCNG发发动机低动机低5 5方以上;方以上;2 2、YC6G230N-30YC6G230N
30、-30型型CNGCNG发动机在四川广元:发动机在四川广元:该车为广元市旺苍县到重庆的高速巴士,运用半该车为广元市旺苍县到重庆的高速巴士,运用半年多来,运输公司反映,发动机动力强劲,百公年多来,运输公司反映,发动机动力强劲,百公里气耗里气耗3030立方,燃料费用比同线路的柴油机每年立方,燃料费用比同线路的柴油机每年节约节约5-65-6万元。万元。市场运用状况(二)市场运用状况(二)3 3、210210马力的马力的YC6J210NYC6J210N型型CNG/LNGCNG/LNG发动机在佛山公交、湛江发动机在佛山公交、湛江公交、海口公交及天津煤气公司运用,用户反映动力很好,公交、海口公交及天津煤气公
31、司运用,用户反映动力很好,百公里气耗百公里气耗3535立方左右;批量随苏州金龙立方左右;批量随苏州金龙9.29.2米底盘出口泰米底盘出口泰国,用户对样车评价很高,反映动力足、噪音小。国,用户对样车评价很高,反映动力足、噪音小。4 4、泰国市场:、泰国市场:YC4G180N YC4G180N(180180马力)、马力)、YC6J210N YC6J210N(210210马力)、马力)、YC6G230N YC6G230N(230230马力)及马力)及YC6G260N YC6G260N(260260马力)几种机型马力)几种机型通过随整车出口及发动机出口在用车改装在泰国均有批量通过随整车出口及发动机出口在用车改装在泰国均有批量应用,运用性能稳定牢靠、动力强劲、气耗低、故障率低。应用,运用性能稳定牢靠、动力强劲、气耗低、故障率低。5 5、其它:、其它:YC6GYC6G、YC6JYC6J、YC4GYC4G三个系列的三个系列的CNGCNG发动机在敦煌、发动机在敦煌、天津、郑州、无锡及山西大同均有批量的应用,运用性能天津、郑州、无锡及山西大同均有批量的应用,运用性能稳定牢靠、动力强劲、气耗低、故障率低。稳定牢靠、动力强劲、气耗低、故障率低。