第39卷(2017)第4期系统与附件
柴油机 Diesel Engine
天然气发动机进气装置的设计开发
张猛，王奔，王福冬，季有锋
（华菱星马汽车（集团）股份有限公司，安徽马鞍山243001）
Vol.39(2017) No.4
摘要：针对天然气发动机进气装置存在的问题，设计了一种带双防喘振阀的进气装置，有效减小了进气系统的振动，改善了发动机瞬态响应性能，避免了喘振现象的发生，延长了发动机使用寿命。
经CFD流场分析和相关试验验证，该进气装置切实可行，已进入批量生产。关键调：防喘振；流量系数；节气门；瞬态响应
中图分类号：TK432
文献标识码：A
文章编号：1001-4357(2017)04003603
Design and Development of Air Inlet Units forNatural Gas Engines
Zhang Meng, Wang Ben, Wang Fudong, Ji Youfeng
(Hualing Xingma Automobile （Group）Co，Ltd.，Anhui Maanshan 243001）
Abstract:Aiming at the existing problems of air inlet units for natural gas engines, a new kind of inlet u-nit featuring double anti-surge valves was designed, which effectively reduced the vibration of the air inlet system, improved the transient response performance of engines and avoided surge, thus prolonged the service life of engines. Through CFD flow field analysis and relative experimental verification, the air in
let unit is demonstrated to be feasible, and have realized mass production. Key words: anti-surge; flow coefficient; throttle; transient response
0引言
随着环保问题日益突出，以及发动机技术的不断发展，国家对发动机的排放要求越来越高。柴油机燃烧时形成的废气多，排放水平高，现越来越多的汽车使用天然气作为燃料。这些天然气发动机在经济型、环保性等诸多方面虽有很大提升，但是也存在若干间题，如：由于气体机进气系统上串联零件较多，易形成悬臂，加大振动。气体燃料须预先与空气混合，不能保证喷出的燃料都进人燃烧室，瞬态响应迟缓。气体机在运行时容易发生嘴振，此种现象会引起发动机振动加大，排气温度升高，严重时会发生放炮，气流中断，而发生熄火停车。所以须要设计一种合理的气体机进气装置，有效减小进气系统振动，改善发动机瞬态响应，避免喘振现象的发生，延长发动机使用寿命。
目前气体机多采用节气门布置在混合器之后的方式，这种布置使气体燃料从混合器喷出后在进人
燃烧室前必须经过节气门，低速时可燃气体会溢满整个进气系统管道，不能保证全部进人燃烧室燃烧，造成燃料不完全燃烧；燃料喷出点距离燃烧室距离太远，瞬态响应迟缓。
现有技术中一般利用既有的电子节气门对喘振稍加控制：当驾驶人员在发动机大负荷时急松脚踏板， ECM（发动机引擎控制器）根据减速触发信号，激活燃料切断功能，在切断燃料供给的同时电子节气门保持一定的开度，保证尚有部分气体进入发动机气缸，保证增压器进气侧后部气体压力不至于升得太快。但此种方法节气门开度较小，增压器后部气流在通过节气门时受阻，增压后压力依然有可能在短时间内持续
增大，依然可能导致增压器喘振。 1
天然气发动机进气装置设计开发 1.1具体方案说明
进气系统零件布置见图1。从图1可以看出：气体机的节气门、混合器等零件布置在气体机进气