天然气发动机与涡轮增压器的匹配试验研究
随着全球能源危机和污染加剧，对发动机的排放性能要求和燃料种类越来越高。我国也根据自身的具体情况，逐渐对天然气发动机汽车进行研究。天然气涡轮增压发动机是高新技术产品的代表之一，天然气具有节能、低污染的天然优势、能满足日益严格的排放法规要求，同时更是当今能源危机有效的替代品。而涡轮增压技术能提高天然气发动机的燃烧效率，提高动力性，减少排放等。正是由于各种排放和噪声法规的大量出台，石油资源的逐渐枯竭和人们对涡轮增压技术的更高要求，车用天然气发动机涡轮增压技术迎来了发展的黄金时期。
本文研究的是NC4JR120柴油发动机改造的天然气发动机与可变截面涡轮增压器匹配问题。通过实验验证与NC4JR120型天然气发动机匹配的可变截面涡轮增压器的高效性与经济性。本文以恒天动力南昌有限公司研发实验室为研究平台，然后拟定了详细的试验方案，通过实验得出详实准确的试验数据。经过分析确定可变涡轮截面极佳的匹配效果。本文对增压器运行出现的喘振给出了分析，并针对如何提高增压器匹配性能提出了调整建议。
关键词：天然气发动机；增压器；匹配；试验
CNG Engine Matching with Turbocharger and its Experiment Analysis
As the global energy crisis and environment pollution aggravating, requirements for engine emission and other available fuel are needed too. Our country put a great energy in vehicle engine research gradually according to our background. CNG engine is one of the most advanced technologies, which has the qualities of energy conservation, low pollution and legal to the nowadays laws and it’s a good substitute too. At the meantime, turbocharger can improve combustion efficiency, dynamic property and lower the pollution. In the history of internal combustion engine, turbocharger technology has played an important role in increasing power to weight ratio and fuel economy. So it is called the golden age of internal combustion engine.
This dissertation studies the matching problem on NC4JR120 CNG engine. Based on the experiment of matching, the type of turbocharger is finally determined. Platform provided by HengTian engine Cor. before doing the experiment, some calculations about the experiment have been done. Two turbocharger types are prepared before the experiment. Then a detail experiment plan is carried out. The paper analyses the experiment data and make clear that VNT turbocharger has a better effect. The paper analyses the reason of surge phenomenon and gives some suggestions to increase the matching behavior.
Key words: CNG engine; Turbocharger; Match; Experiment
目录
摘要 I
Abstract II
第一章 前言 1
1.1天然气发动机的优势及其分类 1
1.1.1天然气发动机的优势 1
1.1.2天然气发动机的分类 2
1.2天然气发动机的增压 3
1.2.1增压的分类 3
1.2.2中冷技术 3
1.3涡轮增压器发展状况 4
1.3.1国外发展 4
1.3.2国内发展的状况 5
1.4选题来源及意义 6
1.5本文的研究内容 6
1.6本章小结 6
第二章 涡轮增压系统原理及选型 7
2.1涡轮增压系统的原理 7
2.1. 离心式压气机 7
2.1.2废气涡轮 8
2.2增压系统对发动机工作过程及性能的影响 9
2.3 涡轮增压器模型分析 10
2.3.1压气机模型 10
2.3.2涡轮模型 11
2.3.3增压器动力学模型 11
2.3.4发动机模型 11
2.4涡轮增压器的选型 12
2.4.1天然气发动机简介 12
2.4.2天然气发动机增压系统选型 13
2.5本章小结 15
第三章 试验组织 16
3.1 试验条件 16
3.2试验方案 16
3.3试验用主要设备、仪器 17
3.4 数据采集 17
3.4.1 采集手段 17
3.4.2 试验平台简图 18
3.5 本章小结 18
第四章 试验结果与分析 19
4.1增压天然气发动机试验 19
4.2天然气发动机VNT匹配规律 19
4.3增压天然气发动机负荷特性 20
4.4增压天然气发动机的外特性 21
4.5 离心压气机喘振分析 23
4.7 改进建议 26
4.7.1增压器安装建议 26
4.7.2日常保养和使用 26
4.6本章小结 27
第五章 总结 28
参考文献 29
致谢 30
附录A 外文翻译-原文部分 31
附录B 外文翻译-译文部分 38
附录C 试验平台图片 43
附录D EIM0301D测控仪操作规程 45
天然气在21世纪世界能源供应领域中占有中要的地位。由于天然气汽车在排放方面具有明显的优越性，于使用汽油车相比，天然气汽车颗粒物排放几乎为零，氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物的排放也显著降低，所以天然气汽车在改善空气质量方面有这重要的意义。与此同时，天然气汽车技术也得到了前所未有的发展，从过去的常压天然气汽车发展到压缩天然气，但是汽车在使用中仍存在一些问题，其中最为突出的是发动机功率下降、发送机服饰与早期磨损的问题。
（1）社会环保效益显著
蓝色燃料是以甲烷为主要成分的气态碳氢化合物燃料，包括天然气、石油伴生气、煤层气、炼厂气等。正是由于蓝色燃料这种蕴藏的广泛性、普遍性、所以不同的地区的蓝色气体成分有较大的差别，以此燃料为动力的汽车被统称为蓝色动力汽车。蓝色燃料通常含甲烷85%，氮含量约10%，其余还包括乙烷、丙烷、氢、二氧化碳、一氧化氮、硫化氢和氦等。该混合气体燃烧后锁生成的有害气体显著低于汽油和柴油的，特别是当代先进的蓝色动力乘用车可以综合降低各类废气污染排放量的8212%，其中，非甲烷碳氢化合物可降低96%，碳氢化合物总量降低50%，一氧化碳可降低87%，二氧化碳可降低20%-30%，氮氧化合物可降低83%，铅化物可降低100%，硫化物可降低70%以上。
此外，当在人口稠密的地区行驶时，蓝色动力汽车的臭氧烟雾生成量减少80%，温室气体排放量降低20%，不在有黑烟排出。
为了减少汽车尾气中有害物质对大气的污染，世界各国都制定了汽车排放标准，而且其中有害成分的限制在逐年难度。使用天然气作为汽车燃料可以大量降低发动机废气中各种有害成分，这也是工业发达国家使用天然气作为汽车燃料的一个最主要的原因。
（2）有较高的经济效益
在相同的当量热值时，世界各国一般将1立方米天然气的价格控制为1L汽油、柴油的一半。随着石化油气的逐渐枯竭，天然气的价格优势将更加明显。如果各类发动机的热效率比较近，则天然气汽车的燃料费用大约是汽油车或柴油车的一半。这不仅弥补了由于汽车的运行费用大幅降低。就汽车发动机而言，天然气容易扩散，在发动机中容易和空气均匀混合，燃烧比较完全干净，不易积炭，抗暴性能好，不会稀释润滑油，因而使发动机汽缸内的零件磨损大大减少，使发动机的寿命和润滑油的使用期限大幅增长。这些都会降低汽车的保养和运行费用，提高汽车的经济性。
（3）使用安全
经过美国、俄罗斯、意大利、加拿大、阿根廷、荷兰、澳大利亚等许多国家几十年的使用表明，燃气汽车是一种清洁安全的代用燃料汽车。汽车燃用天然气比燃用汽油、柴油更安全。从燃点看，天然气的自然温度高达650-680e，远高于汽油的228-471e、柴油的200-300e， 这一特性决定了天然气达到自然点起火的可能性比汽油、柴油小的多；从着火界限看，天然气着火界限范围为5%-15%，汽油为113%-716%。天然气比空气轻，稍有泄漏，很快就会扩散到大气中，要形成天然气点燃的浓度比汽油难得多，因此，天然气作为汽车燃料是安全的。
（3）燃料费和维修费 大大降低
按目前市场价格，1L93#为汽油8元，1立方米压缩天然气116元，1立方米天然气动力值等于1113L汽油。如一辆公交车每天用汽油250元，用压缩天然气只需花100元左右；一辆出租车每天用油70元，用压缩天然气只需花30元左右。燃油税开征后减半征收燃气税。发动机使用天然气做燃料，运行平稳、噪声低、不积碳、能拖延发动机使用寿命，不需经常更换汽油和火花塞，可节约50%以上的维修费用。
天然气发动机的分类方法常见的有根据携带天然气的方式和燃料种类多少分两种。根据燃料储存的方式不同，可分为压缩天然气，液化天然气发动机、吸附天然气发动机（ANG）和加氢压缩天然气（HCNG）发动机，根据燃料种类多少，天然气发动机可分为两用燃料发动机、双燃料发动机，单燃料发动机、单燃料天然气发动机。
两用燃料发动机即具有两套相互独立的燃料供给系统，一套供给天然气，另一种供给天然气之外的的燃料，两套燃料供给系统可分别但不可同时共同向气缸供给燃料，如汽油、压缩天然气两用发动机。两用燃料发动机对发动机的改动较小，易于实现，但由于不能对两种燃料进行优化匹配，所以不能充分发挥两种燃料的性能。
在CNG发动机的发展初期，由于加气站设备不普及，同时制造厂家尚未开发出充分发挥CNG的性能的发动机，因此将现生产的汽油机改装为CNG、汽油机械式化油器两用燃料发动机。该发动机将CNG通过进气混合器将CNG通入发动机的进气中。在燃料供给系统中，通过电磁阀切换供给CNG或汽油燃料。
为适应商用车降低排放污染和能源结构调整的发展需要，在CNG发动机的发展初期采用CNG和柴油的掺烧的方法，即通过在原柴油机的进气系统总增加天然气混合器，将天然气吸入，使天然气与空气形成可燃混合气，混合气进入缸内后，用柴油喷射引燃，柴油和CNG的供给想需求量进行匹配，降低原柴油的供给量，低负荷时空燃比过大，甚至导致失火，而在大负荷时，由于发动机压缩比沿用柴油机压缩比，非常容易爆震，同时由于部分负荷柴油喷射量较小，喷油器的润滑和冷却问题成为影响发动机可靠性的新问题。玉柴柴油机/天然气双燃料发动机的研发表明，机械式的双燃料发动机由于两种燃料均采用机械式控制，替代比只能达到50%，并且由于控制精度有限，柴油的增压压力的波动导致CNG发动机的供气量的变化从而影响发动机的可靠性。目前国外双燃料技术发展水平较高，加拿大西港公司所采用高压双燃料电控系统中，CNG和柴油共用一个喷嘴，可单独精确控制柴油、天然气的喷射时间和喷射量，CNG对柴油的替代率高达90%以上，同时达到满足欧四的排放法规需求，代表了双燃料的发展方向。
单燃料发动机即只用一种品种的燃料发动机，如CNG发动机或LPG发动机。单燃料天然气发动机根据天然气的特性对燃烧系统、燃烧供给系统进行针对性开发，充分发掘发动机的潜能，发动机经济性、动力性、排放均比双燃料发动机好，是目前气体发动机发展的方向。如根据天然气辛烷值高的特点，增大压缩比，同时利用增压中冷、稀薄燃烧技术，提升发动机动力性、可靠性同时降低排放、汽耗。国外CNG发动机绝大部分采用此种形式。并且采用电控喷射、增压中冷、高能点火，二元催化等发动机领域内的高新技术。利用柴油机改装的火花点火式天然气发动机，在国内外均已投放市场。
天然气发动机增压方式主要分为三类：
机械增压发动机输出轴直接驱动机械增压装置（如螺杆式、离心式等），实现对进气的压缩。机械增压的特点是：不增加发动机排气背压，但消耗有效功率，总体布置有一定的局限性，增压压力一般也不超过0.15~0.17MPa，但是由于是发动机曲轴直接驱动，所以对于发动机的瞬态响应比较好，对于加速性要求较高的车辆，如某些跑车所配备的发动机就使用机械增压。
②排气涡轮增压利用排气能量使排气在涡轮中进一步膨胀做功，用于驱动压气机的增压方式。特点是不消耗发动机的有效功率，增压器的布置比较灵活，涡轮还能降低部分排气噪声，进一步减少排气中的有害成分。涡轮增压包括多种方式，如二级涡轮增压等等。目前涡轮增压是应用最广泛的增压方式。
③气波增压利用排气系统中的压力波动效应来压缩进气；可变长度进气管直接利用进气压力波和进气惯性来增加进气量，实际上也是一种气波增压。气波增压结构简单，低工况时有较高的增压压力，工况的适应性好；但是质量和体积较大，安装受限制，效率较低，运转时的噪声比较大，这些缺点限制了气波增压的应用。另外还可以将多种增压方式加以组合，称为复合增压，以获得更好的增压效果。比如将涡轮增压和机械增压组合，形成串联式或并联式的复合增压。
增压中冷天然气发动机是在压气机出口和发动机入口之间安置空气中间冷却器（中冷器），使增压后的空气温度降低、密度增大，增加循环进气量。发动机进气温度每下降1℃，最高燃烧温度和排气温度就下降2~3℃。增压中冷降低了增压后进气的温度，就能降低最高压力、压力升高率，以及最高燃烧温度，缓解了热负荷和机械负荷的增加。因此可以较大幅度的提高发动机功率，还可以提高经济性，降低排放，尤其是NOx的排放水平。
中冷器的冷却方式按照冷却介质的不同，有水冷式和风冷式两种。
水冷式根据冷却水系的不同分为两种方式：
①用柴油机冷却系的冷却水冷却这种方式不需要另设水路，结构简单。但是由于冷却水的温度较高，在高负荷时对增压空气的冷却效果较差，因此只能用于增压度不大的柴油机中。
②用独立的冷却水系冷却柴油机有两套冷却水系，其中的一套用于中冷器。这种方式最好。水冷式中冷器一般应用在发动机中置或后置的车辆上，以及大排量发动机上。例如奔驰S400CDI轿车和奥迪A8TDI轿车搭载的发动机都使用了水冷式中冷器。风冷式根据驱动冷却风扇的动力不同，分为两种方式：
①用曲轴驱动风扇把中冷器置于冷却水箱前面，用柴油机曲轴驱动冷却风扇与行驶时的迎面风冷却中冷器和水箱。这是车用柴油机的普遍冷却方式，但在低负荷时进气过冷，影响发动机性能。
②用压缩空气涡轮驱动风扇由压气机分出一小股气流驱动一个涡轮，带动风扇来冷却中冷器。这种方式虽然效果较差，但是冷却风量随负荷变化，兼顾了不同负荷时的燃烧性能，而且尺寸小，安装方便。
美国、欧洲、日本和澳大利亚等国家和地区的重型卡车柴油机已100%采用增压器，中小型汽车柴油机采用增压器的达80%，轿车柴油机采用涡轮增压技术的和汽油机采用涡轮增压的也在不断增多。车用发动机主要采用径流式涡轮增压器。国外径流式涡轮增压器产品的研制开发和生产主要集中在美国的联信涡轮增压系统公司、Schwizer(施韦策)公司、英国的Holset公司、德国的KKK公司、日本的MHI和IHI等几个大的集团公司。美国Allied Signal公司目前生产Garrert牌、AIReseareh牌、Roto-Master牌、Rajay牌涡轮增压器以及Garrett牌中冷器，生产厂遍及世界10个国家(美国、墨西哥、巴西、爱尔兰、英国、法国、意大利、日本、南韩和中国)。德国KKK公司是世界上生产小型涡轮增压器的著名厂商之一。为适应汽油机增压的需要，KKK公司积极开展陶瓷涡轮和隔热涡轮箱的研制开发工作，采用的新技术主要有;应用电子控制的增压压力调节装置来控制轿车或卡车发动机的增压；采用可调喷嘴的可变截面涡轮增压器并开发出一套相配套的电子控制装置；旁通阀和涡轮箱铸成一体，从而简化结构，提高可靠性和降低成本；带有两个涡轮增压器的顺序增压器。
瑞士的ABB公司以生产轴流式涡轮增压器为主，但也有部分径流式涡轮增压器产品。此外，国外生产径流式涡轮增压器的公司还有美国的AerodyneDalls（爱罗达因·达勒斯）公司、德国的MTU公司、日本的Kornatsu(小松)、Toyota(丰田)、Nissan(日产)和Hitaehi(日立)等公司，但这些公司小型径流涡轮增压器产品的生产规模较小。
我国从1958年开始涡轮增压技术的研究工作，经过几十年的开发、生产，增压技术有了较大的发展，目前我国共有增压器生产厂家100余家，具有较大生产规模、技术质量水平较高并具有一定开发能力的厂家有：湖南天雁机械有限责任公司、山东寿光康跃增压器厂、凤城汽车增压器厂、沈阳黎明增压器厂、重庆江津增压器厂、山东潍坊富源增压器有限公司、无锡霍尔塞特公司（中英对照合资）等。
目前国内在增压器开发技术、制造工艺、产品质量、生产规模等方面处于领先水平的是成立于1994年首家美国独资企业霍尼韦尔涡轮增压系统（上海）有限公司和中英合资企业无锡霍尔塞特工程有限公司，经过10余年发展，它们已经分别达到30万台以上的产销规模。
涡轮增压技术的发展与增压发动机未来发展的要求密切相关，主要是满足更高要求的排放法规和提高发动机的全工况性能。因此，要求涡轮增压系统有更高的热效率；在增压系统与发动机的匹配上采用电子控制系统，使增压系统与燃油系统在发动机全工况内实现最佳匹配；对涡轮增压器要求尺寸更小，质量更轻，同时要具有良好的可靠性，易于实现系列化生产等等。
车用涡轮增压技术的特征总体来说,当今的车用涡轮增压技术主要具有以下4点特征：
（1）小型化
在发动机重量及体积增加很少的情况下，发动机不需要做重大改变，即很容易提高功率20% ~50%。由于不像机械增压时压比受到限制,故近年来高增压的趋势越来越明显。高增压时，功率提高甚至可大于100%。因此，采用涡轮增压技术，可在功率保持不变的前提下，大大降低发动机的整体尺寸、这对发动机及车辆的小型化、轻量化和降低成本有巨大的吸引力。
（2）节能
涡轮增压器的原理是利用发动机排放的废气来驱动涡轮机，涡轮机转动来带动同轴的压气机工作，压气机对将进入发动机的新鲜空气进行压缩，从而增加发动机的进气量，提高发动机的功率、机械效率和热效率，使发动机涡轮增压后耗油率可降低5% ~10%。因此我们能用小功率的带涡轮增压器的发动机来代替大功率的自然吸气的发动机，从而达到节能的目的。
（3）环保
涡轮增压器能够使发动机节能，必将降低发动机有害气体和CO2的排放量。若把自然吸气发动机改成同样排量的增压发动机，因其空气供应充足，碳烟和CO的排放大幅度减少；由于燃烧充分，燃烧温度升高，燃烧室的化学反应更趋强烈，HC化合物的排放也会降低。但吸入气缸的空气量增加和燃烧室温度升高，使平均有效NOx的排放量增加。同时，提高了充气温度，缩短了滞燃期，降低了燃烧噪声。
（4）高原功率补偿
在高原条件下，发动机气缸进气流量减少，空气中的含氧量降低，使燃烧过程恶化，后燃现象加重，燃烧持续期延长，冒烟加重。为了更好地组织燃烧，提高氧的利用率，采用涡轮增压技术，提高发动机的进气量，补偿因进气不足而损失的功率。
采用增压技术可以提高内燃机的动力性和燃油经济性，并可以节约能源、降低噪声，可以在高海拔地区使用时恢复发动机因空气稀薄导致的功率下降，适应高海拔地区车辆和工程机械作业的要求。特别是近年来世界各国对汽车排放法规控制越来越严格，发动机的增压器技术被放到越来越突出的位置。因此，作者认为有必要以NC4JR120柴油机改造天然气系统的匹配为课题进行研究，意义在于：
（1）进一步提高该型天然气发动机的功率，发掘潜在的动力性能；
（2）满足用户需要、提高产品竞争力，从而进一步打开市场，提高市场占用率。
作者以南昌恒天动力有限公司天然气发动机研发实验室为研究平台，先期进行了试验计算，初定了两种增压器，拟定详细的试验方案。经过分析试验数据确定哪种增压器具有更佳的匹配效果。论证使用叶片可调涡轮增压器的可行性和运行的高效性，对增压器运行出现的喘振给出了分析，并针对如何提高增压器匹配性能提出调整建议。
本章简明讲述了天然气发动机的优势和种类，涡轮增压器的发展历程和发展趋势。通过加装涡轮增压器的简易方法就可以大幅提高发动机的动力性能，减少有害污染物的排放，如何使涡轮增压器与天然气发动机匹配的性能达到最佳被提到日程上来。各国纷纷致力研究提升涡轮增压技术，不断改进涡轮增压器的设计制造理论和工艺，提出新设计的理念。本人以南昌恒动有限公司天然气发动机研发实验室为研究平台进行试验。经过分析试验数据确定哪种增压器具有更佳的匹配效果。
发动机的增压方式有许多种，按照压缩空气时源动力和涡轮增压器结构的不同，增压方式可分为机械增压、废气涡轮增压、气波增压、复合增压等。不同的增压方式各有其优缺点，但目前应用最为广泛的增压方式是废气涡轮增压。
所谓废气涡轮增压，就是利用发动机排出的高温高压废气，来驱动增压器涡轮的高速运转，涡轮的高速运转带动与之同轴的压气机叶轮旋转，压气机叶轮从大气中吸入空气，利用压气机叶轮对空气压缩做功，使空气的压力增高，从而提高空气的密度，使得进入发动机的新鲜空气增多，使得发动机的功率大幅度提升。发动机采用废气涡轮增压后机械效率明显提高，燃油消耗率下降，发动机经济性得到改善，同时发动机工作在较大的过量空气系数情况下，燃烧较完全，排气污染得到改善。因此，废气涡轮增压系统得到广泛应用。
废气涡轮增压系统采用单离心式压气机，涡轮部分一般采用单级涡轮。按照废气在涡轮中流动方向来区分，有径流式和轴流式两种。一般车用增压发动机多采用径流式废气涡轮增压，大功率发动机多采用轴流式增压，混流式涡轮增压也越来越多。目前车用增压发动机一般采用带旁通阀结构的径流式废气涡轮增压器，涡轮增压系统主要由离心式废气涡轮两部分。
废气涡轮增压器中的离心式压气机一般由以下几个部分组成：进气装置,工作轮，扩压器，出气蜗壳。
（1）导流罩(也称吸气壳)：它是压气机的进气装置。新鲜空气从机车外壁通过滤清器吸入后，经导流罩进入压气机的工作叶轮。为减少损失，保证在工作轮进口截面处获得均匀的气流，常使空气沿着压气机的轴线方面进入工作轮。这种轴向进气道略呈收敛形，以形成有利的吸气条件。根据能量守恒原理，气流通过收敛形的进气道后，速度稍有提高，故在工作轮进口处的气流压力和温度均比进口的大气状态有所降低，这有助于外界空气通过进气道源源不断地流入。
（2）工作叶轮：是离心式压气机的主要部分，是安装在涡轮所带动的压气转轴上的高速旋转元件。它的作用是把涡轮的机械能转换成空气的动能和压力能。工作叶轮的叶片一般为径向直叶片，空气沿着这些叶片组成的流道内流动，并在极大的离心力作用下被甩向轮缘后流入扩压器，因为气流温度T、压力P、速度C均大有提高，因而拥有高的动能和压力能。为减小流动损失，使气流无冲击地进入工作轮，通常把工作轮叶片的前缘部分做成弯曲形状，称之为导风轮，起进气导向作用。工作轮主要有封闭式和半封闭式两种。封闭式工作轮指叶片所组成的流道两侧被轮盖和轮盘封闭，使空气流经工作轮流道时与壳体之间没有摩擦，因此气流损失较小，效率较高，但由于结构复杂而很少采用。半封闭式工作叶轮只有轮盘，没有轮盖，空气流经流道时，会产生气流损失，并且部分气流会从一个流道越过叶片顶部进入另一个流道，造成潜流损失，但由于结构简单，易于制造，并有足够强度和刚度而得到广泛应用。
（3）扩压器：通常由无叶扩压器和有叶扩压器两部分组成。它的作用是把从压气机叶轮来的高速空气的动能转变为压力能，在扩压器中气流的运动速度降低，压力增高。无叶扩压器又称缝隙式扩压器，它是一个环形的空腔，具有平行的稍为收敛形的间壁。它的作用是使流出工作叶轮的高速气流的速度均匀并使其稍有下降，以减小进入叶片扩压器时的流动损失。特别是当工作叶轮出口处的气流速度超过音速时，通过无叶扩压器可使气流速度下降到小于音速，避免气流冲击波。
（4）出气蜗壳：它的作用是收集从扩压器来的增压空气，使增压空气沿着按气流运动规律，并沿着其圆周逐渐增大的流通截面。
废气涡轮主要由涡轮进气壳，喷嘴环，工作轮，涡轮出气壳和涡轮轴五个部分组成。
废气涡轮的主要部件是喷嘴环和工作轮。喷嘴环是径向排列着的导向叶片的圆环，在工作轮的圆周边缘上嵌有一圈的工作叶轮片。
当废气流进工作轮叶片时，由于气流在通道内转弯，产生离心作用，以及气流的相对速度增加对叶片产生反作用的缘故，气流在叶片的凹面上压力提高，而在叶片的凸面则压力减小。作用在工作叶片表面压力的合力，就形成了推动工作轮旋转地扭矩。
按照废气在涡流中的流动方向，废气涡轮可分为轴流式和径流式两大类。在轴流式涡轮中，废气沿涡轮旋转方向流动。当流量较大时效率较高，适用于大流量的废气涡轮增压器。在径流式涡轮中，废气沿与涡轮旋转轴线垂直的平面径向流动。在流量较小时，它的效率较高，制造又较简单，适用于小流量的废气涡轮增压器。
（1）涡轮进气壳。涡轮进气壳把发动机和增压器连接起来，将发动机排出的废气，按照喷嘴环进口形状均匀地进入喷嘴环，以减少流动损失，充分利用废气能量。由于废气温度高（一般控制在600℃内），速度也高，涡轮进气壳的通道截面要按一定规律变化，通道表面要求光滑，以减少气流阻力损失。
（2）喷嘴环。喷嘴环安装在涡轮进气壳与工作轮之间，废气从这里引入工作轮。喷嘴环的导向叶片均匀地分布在喷嘴环上，叶片间的通道是渐缩的，叶片在喷嘴环的出口处有一定的出口角，这样，废气在流过喷嘴环后，均匀、高速并朝着一定的方向冲击工作轮叶片。喷嘴环对涡轮的工作性能影响很大，因此对制造加工的要求较高，通道的表面要求光洁，导向叶片的出口角及喷嘴环出口面积都要求精确。
（3）工作轮。工作轮是把从喷嘴环出来的高速废气的功能和压力能转换成机械功的。其结构依径流式涡轮与轴流式涡轮而不同。径流式涡轮的工作轮叶片一般都与轮盘做成一体。叶片的叶形目前大都采用抛物线形，工作轮的形式有半开式和星形。轴流式涡轮的工作轮由工作叶轮和轮盘组成，结构比较复杂。其连接方式有整体式和装配式两种。
（4）涡轮出气壳。涡轮出气壳是将已作了功的废气引出涡轮增压器，它在涡轮增压器的几个壳体中间，起着支架的作用，支撑整个增压器的重量。
（5）涡轮轴。涡轮轴将涡轮工作轮和压气机工作轮连接在一起，传递扭矩。工作轮与涡轮轴的连接方式有体式和装配式两种。整体式是将工作轮的轮盘与涡轮轴锻成一体，或焊接成一体。这种涡轮在工作时，轮盘不会松脱，动平衡不易破坏，零件少。但有部分零件损坏后不易修复。装配式优缺点与整体式正好相反，其是将工作轮的轮盘与涡轮轴用键连接。
一台性能优良的发动机，主要表现在比功率大、比质量小、燃油消耗率低，排放污染小，工作可靠，使用寿命长，操作方便，等等。而影响内燃机功率大小的因素很多，可以表达为：
其中，为有效功率,
为气缸数，
为气缸工作容积，
为燃料低热值，
为化学计量比，也就是燃烧1
燃料所需要的理论空气量；
为冲程数；
是充量系数；
是指示热效率；
是空燃比；
是机械效率；
是发动机转速；
是发动机进气密度。
由上式可知，提高内燃机的功率主要有下列途径：
①结构方面，增大气缸直径和活塞行程，增加气缸数。
②在工作过程方面，采用二冲程，提高充量系数，改善燃烧过程，优化空燃比。
③在提高机械效率方面，减少摩擦损失，优化设计风扇、水泵、机油泵等辅助系统。
④在运行方面，适当提高发动机的转速，等等。
但是，简单的更改发动机的缸径等几何参数，会使得发动机结构复杂笨重，而且大大增加发动机的生产成本；二冲程则会降低热效率；高转速增加了摩擦损失，而且增加了运动件的惯性力。只有采用增压技术改进柴油机，可以提高充量密度，大大提高功率，改善燃烧过程和经济性，降低排放以及噪声。目前，世界上对柴油机进行增压已经是基本设计。
①从动力性角度，内燃机所能发出的最大功率主要是由燃料有效燃烧发出的热量决定的，而这受到每循环吸入气缸内实际空气量的限制。如果空气在进入气缸前得到压缩，空气密度增加，则可以进入更多的新鲜空气，因而可以增加循环供油量，获得更大的输出功率。
②从经济性角度，发动机的进气得到压缩，换气过程形成正的泵气功，涡轮增压还能利用一部分排气能量，发动机的指示热效率有所提高；因为有扫气作用，缸内残余废气系数降低，同时减少了对进气的加热，充量系数
得到提高；机械效率
也随增压度的提高而提高。所以根据式
发动机的燃油消耗率
有所降低，经济性提高。
③从排放角度，增压发动机一般采用相对较大的过量空气系数，所以燃烧可以更充分，HC、CO和碳烟排放都降低。CO是柴油不完全燃烧的产物，增压后，过量空气系数增大，排放中的CO减少。的生成率随温度升高而急剧上升；发动机增压后，缸内温度升高，加速了NO的生成。由于增压后，缸内富氧，温度较高，燃烧反应加快，因而HC含量减少。
发动机的增压在发动机的总质量和体积基本不变的情况下，输出功率得到较大提高，提高了升功率、比质量功率和比体积功率，降低了单位功率的造价；增压有利于高原稀薄空气条件下恢复功率；增压可以使滞燃期缩短，降低压力升高率和燃烧噪声；对于涡轮增压，排气在涡轮中进一步膨胀，降低了排气噪声。
涡轮增压系统模型由压气机模型、涡轮模型、增压器动力学模型、发动机模型四大组成部分。
废气涡轮增压器是由压气机和燃气涡轮组成，压气机通常采用单级离心式、径向叶轮和无叶扩压器，而燃气涡轮的型式取决于增压器的大小，小型涡轮增压器的废气涡轮一般采用径流式涡轮，大型废气涡轮增压器则采用单级轴流式涡轮。废气涡轮增压器在稳定运行过程中必须满足涡轮与压气机能量平衡、流量平衡及转速相等三个条件。
压气机的质量流量、效率、转矩和压比有如下关系：根据增压器生产厂家提供的压气机特性曲线，给出压气机的转速
和流量
，即可得出压气机的压比
和效率
，由
、
、
、
和
,根据牛顿定律，可求出压气机消耗的扭矩
，即
（2-1）
式中，为气体常数；
为等熵指数；
为环境温度。
涡轮的质量流量、效率
、转速
、膨胀比
有如下关系：
,
。根据涡轮特性曲线，给出涡轮的转速
和流速
，即可得出膨胀比
和效率
。由
、
、
和
，根据牛顿定律，可求出涡轮所发出的扭矩
,即
（2-2）
式中，为气体常数；
为等熵指数；
为燃烧室出口温度。
废气对涡轮所做的功一部分用于压气机压缩空气，另一部分则消耗于摩擦损失（不计散热损失）得增压器转子扭矩的平衡方程：
（2-3）
（2-4）
式中，为增压器的转动惯量，
,
为摩擦系数。
（1）发动机流量忽略残余废气系数，进入气缸的气体流量可按下式计：
（2-5）
式中，为气体充气效率，仅是发动机转速的函数，可由发动机台架试验测得；
为发动机气缸排量；
为发动机转速；
为增压压力；
为增压温度。
（2）扭矩按下式计算：
（2-6）
式中，为发动机指示热效率；发动机转速和空燃比的函数，可由台架试验测得；
为单位时间喷入气缸的燃油量；
为燃油低热值。
（3）摩擦扭矩 可采用一个反映平均摸彩压力与转速间函数关系的经验公式：
（2-7）
式中，为平均摩擦压力；
为系数；
为活塞平均速度。
摩擦损失扭矩：
（2-8）
（4）发动机动力学模型
发动机转动的平衡方程：
（2-9）
式中，为负载扭矩；
为发动机转动惯量。
NC4JR120天然气发动机原机为1台多点喷射电控柴油机，排量为2.8L，压缩比为11.2，最高转速为3600r/min。在原柴油机的电控系统基础上，加装1套天然气电控喷射系统，电子点火系统。实现对天然气发动机空燃比控制、点或控制，怠速控制及VNT控制等功能。
图2-1天然气供气系统
NC4JR120天然气发动机供气系统主要由高压气瓶、天然气气路关电磁阀、天然气喷射阀组成，气瓶内储存的约20MPa高压天然气经减压阀后压力降低为0.5MPa左右，然后供入天然气喷射阀喷入各缸进气歧管。系统中的天然气喷射阀选用了KEIHIN燃气喷嘴。
天然气发动机增压面临着与汽油机增压同样的技术难题，其主要技术瓶颈在于爆燃、混合气控制、热负荷和增压器的特殊要求等方面：（1）天然气发动机增压后，由于进气温度和压力提高及燃烧受热零件热负荷升高等原因，将促使爆燃发生。本文中原柴油机的电控系统匹配有爆震传感器，爆震控制功能确保了天然气发动机点火控制的可靠性；（2）混合器式天然气发动机进行增压时，气流流经混合器喉口的压力是变化的，使混合气的浓度难于精确控制。本文采用电控燃气喷射技术，降低了天然气发动机增压器匹配的难度；（3）天然气发动机的过量空气系数小，燃烧温度高，膨胀比小，排气温度比柴油机高200-300摄氏度。因此，增压天然气发动机的热负荷严重，应采用空-空中冷器冷却进气；（4）天然气发动机增压比低、流量范围广、热负荷高、最高转速高且转速范围大。这就要求增压器体积小、耐高温性能好、转动惯量小、效率高。
为了适应天然气发动机在宽广转速范围内工作，同时避免爆震现象出现，一般情况下采用对增压压力进行控制。常用控制方法为：
（1）采用放气阀。在放气阀包括进行进气放气阀和排气放气阀。采用排气放气阀是较为普遍的方案，为了确保低速性能，放气点悬在发动机最大转矩点处，发动机高速工作时，通过旁通阀放出涡轮前的一部分废气，以降低增压器转速和压比来限制最高燃烧压力。这是目前采用较多的方法，不足之处是由于放走了一部分废气，造成了能量损失，牺牲了增压器的效率，发动机高工况情况的燃料消耗率有所增加。
车用发动机一般采取高工况下放部分废气不经过涡轮做功而直接排入大气。与变截面涡轮增压方式相比，在高工况下由于部分排气没有经过涡轮做功便排出，是一种能量上的浪费，经济性不如前者，但是结构简单，成本低廉，可靠性高，通过与发动机的良好匹配，通过提高常用工况的性能，牺牲部分非常用工况的性能的方式，一样可以满足使用要求。
（2）采用可变截面涡轮增压器。可变涡轮截面增压器包括：通过改变喷嘴环叶片角度的VNT及轴向变 涡轮形式的涡轮增压器。由于VNT可以在不损害高工况经济性的同时使低俗转矩提高，并可扩大低油耗运行区，提高发动机的加速性。
可变截面涡轮增压系统的基本工作原理是从低速到高速通过分段或连续改变涡轮截面，来提高发动机低工况时的过量空气系数。燃气通过涡轮喷嘴叶片时，根据柴油机外界负荷的变化来改变喷嘴环叶片的角度和当量流通面积，使进入涡轮叶片的气流参数发生变化，从而达到涡轮增压器与柴油机在各工况下有良好的匹配。变截面涡轮增压系统还可以提高柴油机的瞬态特性和降低瞬态排放。喷嘴出口面积可由以下公式计算：
—喷嘴环出口面积；
—喷嘴环截面形心半径；
—喷嘴环出口气流角变截面增压器有多种实现方式，对有叶喷嘴，改变叶片的安装角，可以改变气流的出口角度
，从而改变喷嘴环的出口截面积，相当于改变了面径比(
)；对于无叶喷嘴，则在涡壳内设置辅助装置用以改变
值。
通过调节喷嘴环叶片角度来改变蜗壳喷嘴出口面积。发动机低速时，通过关小喷嘴换环减小涡轮流通截面积，使增压压力提高，从而改善发动机的低速特性；发动机高速时，喷嘴环逐渐打开，涡轮流通截面积增大，使增压压力相对减小，解决增压过量的问题。
本文采用上海菱重生产的TF035HM作为普通增压器，再加装步进电机作为VNT截面可调增压器，可调涡轮增压器的执行机构采用步进电机控制，控制方案如下图所示。通过改变可变喷嘴环控制拉杆位置，实现对涡轮喷嘴环叶片角度的调整，并通过可变喷嘴环控制拉杆位置，传感器检测的控制拉杆的实际位置，对可变喷嘴涡轮增压器进行闭环控制。
图2-2 VNT增压器执行机构
本章介绍了涡轮增压器的组成与原理，天然气发动机及涡轮增压器的选型。涡轮增压器由离心式压气机和废气涡轮组成。压气机由进气装置、工作轮、扩压器、出气蜗壳组成。废气涡轮由喷嘴环和工作轮等组成，涡轮增压器的调节方式有排气调节和变截面调节。分析了涡轮增压器模型,并且确定了发动机型号和涡轮增压器的型号。
在进行性能试验时，应在以下大气状态下进行：
温度（）：283K＜T＜313K [0℃=273.15K]
气压（）：80kPa≤
≤110 kPa
当试验的大气状态与标准大气状态（温度=298K，干空气压
=99 kPa）有差异时，应对实测功率进行校正，对于天然气发动机，有：
=
式中：——校正功率（即标准大气状态下的功率）；
——校正系数；
——实测功率为使试验有效，校正系数ad应满足：0.9≤
≤1.1。
在试验中，预热发动机，使水温、油温达到要求。对发动机按下述要求控制:冷却水温度：85士10 ℃；燃气温度38士5 ℃；涡前温度≤720℃，涡后温度≤620℃；机油温度95士15℃，在整个试验过程中尽量保持不变。
试验在恒天动力南昌有限公司NC4JR120试验平台EIM0301D测控仪上进行。
方案：试验增压器匹配试验分别在工况点3600 r/min、3200 r/min、2800 r/min、2400r/min、2000r/min、1600r/min、1200r/min、800r/min下的外特性点，在测量的过程中同时记录天然气消耗量、扭矩、功率，节气门位置调到最大位置，根据工况点顺序，发动机由高速向低速进行，依次调节WE33水力测功机系统改变负荷，使发动机在每一工况点稳定运行不少于1分钟后，测量并记录各个数据。
表3-1 试验设备列表
发动机工作循环的功率、曲轴转角和油管压力等信号分别送入WE33水力测功机、ToCeiL-CMF025发动机转速气耗仪等仪器并实时显示。如果情况异常，须重新采集。
图3-1 试验平台简图
本章介绍了试验进行的外部条件，对冷却系统水温、排气温度、机油温度等都进行了限定，这样保证了试验的规范性。其次，提出了增压器匹配试验的方案，即在所选工况点由高速到低速测发动机外特性点。最后，详细罗列了试验所用到的试验仪器，讲述了部分仪器的检测原理，并展示了总体试验平台的简图。
增压天然气发动机试验所用测功机为杭州奕科机电技术有限公司生产的WE33水力测功机，采用ZA13.F7空气流量计测量进气量。排气温度采用镍铬康铜热电偶检测，增压器前后压力采用定槽式大气压力计，并采用增压器转速表检测增压器工作状态。
为兼顾增压天然气发动机的动力性及热负荷，混合气过量空气系数确定在1.2左右。涡轮喷嘴环开度的调控目标确定为发动机外特性以最佳动力性为优化目标。试验过程中以最高排气温度和最高增压压力为约束条件，考虑涡轮增压器涡轮材料的耐温限制，最高排气温度限制在720摄氏度以内，并且考虑发动机的机械负荷和热负荷限制，最高增压比限定在1.8以内。通过天然气发动机与VNT的匹配试验，研究了增压天然气发动机VNT调节规律，通过对发动机不同增压方式下的经济性、动力性对比，以验证可调截面涡轮增压器的优势特点。
通过匹配试验得出了VNT喷嘴环叶片调节控制规律，如图所示。
图4-1 VNT调节控制的工况范围
由于天然气发动机为量调节方式，因此VNT叶片开度调节规律与柴油机显著不同。天然气发动机的规律调节主要通过调节节气门开度来实现。在天然气发动机转速一定时，随着发动机负荷的增加，节气门开度增大，发动机输出功率增压，但功率随节气门开度的增大而增大的趋势由快变慢，当节气门开度增大至一定开度后，功率不再增大，出现功率停滞现象。发动机转速越低，发生功率停滞的节气门开度就越小，因此，增压天然气发动机VNT开始调节的节气门开度也越早。当增压天然气发动机节气门开度增大至出现功率停滞现象后，逐渐减小废气涡轮喷嘴环叶片的开度，使蜗壳喷嘴出口面积减小，排气流速增大，从而使增压器转速上升，提高了增压压力和进气密度，使发动机的功率和转矩提高。
因此，VNT调节规律不仅与节气门开度有关，也与发动机的转速有关。在天然气发动机中低负荷时，输出功率的控制通过节气门开度调节来实现，而VNT叶片开度保持全开，以降低排气阻力，减小泵气损失，改善经济性。而当发动机输出大道较高负荷时，为了进一步提高输出转矩，需逐步减小VNT叶片开度，以提高涡轮转速，进而提高增压压力，使输出转矩增大，提高动力性。
图4-2为发动机转速为2000r/min时，普通增压天然气发动机与VNT增压天然气发动机的负荷，图4-3为该转速下VNT叶片的调节规律。
图4-2 普通增压天然气发动机与VNT增压天然气发动机的负荷特性
图4-3 VNT调节规律与功率
由图4-2可见，在中低负荷工况下，VNT增压天然气发动机燃料消耗率低于普通增压天然气发动机，主要在于部分负荷工况下天然气发动机功率调节主要由节气门开度控制，节气门部分开启时，由于压气机及废气涡轮的存在增大了进排气阻力，使泵气损失有所增加。因而，在发动机部分负荷下，废气涡轮喷嘴环叶片全部打开。
随着发动机负荷的增加，节气门开度增大，当节气门开度达到50%左右，普通增压天然气发动机在转速为2000 r/min时输出功率达到50kw左右，节气门开度继续增大，功率输出出现停滞现象。由于全负荷混合器浓度增大，天然气发动机的燃料消耗有所增加。VNT增压天然气发动机随着节气门开度的增大，输出功率增加，当节气门增大到50%时，输出功率出现停滞时，逐渐减小废气涡轮喷嘴环叶片开度，使增压器转速上升，进气压力提高，增压天然气发动机在转速为2000r/min时，全负荷输出的最大功率可达56kw，在机械失功率变化不多的情况下，由于高负荷下增压天然气发动机的有效功率提高，因此机械效率提高，增压天然气发动机的燃料消耗率降低。
下图为普通增压天然气发动机与VNT增压天然气发动机的动力性及经济性对比。天然气的消耗量是根据空气流量和过量空气系数计算得出的。
图4-4外特性天然气消耗率随转速不同的变化
图4-5外特性功率随转速不同的变化
图4-6 外特性转矩随转速不同的变化
从天然气发动机采用VNT增压前后的外特性转矩及功率对比可以看出，采用VNT增压技术后，发动机的功率和转矩显著提高，最大功率从71 kw提高到77 kw，最大转矩从282 N·m提高到292 N·m，且最大转矩点转速越低。这主要是由于采用VNT增压后，在发动机低速时，可通过适当哦喷嘴环开度，在一定程度上提高增压器和增压比，从而提高发动机的低速转矩。从天然气发动机VNT增压前后的天然气消耗率对比可以看出，VNT增压天然气发动机全负荷工况的经济性比普通增压天然气发动机有改善，尤其是在低速范围内，因而提高了经济性。
综上所述：
（1） 可变喷嘴涡轮增压器通过改变喷嘴环叶片的角度来调节涡轮喷嘴环流通截面，同时改变进入涡轮叶片气流的进气角，对废气有较好的引导作用，因此在整个工作范围内有较高的效率，并可扩大低燃料消耗率运行区，提高发动机的性能。
（2） 天然气发动机VNT调节规律不仅与节气门开度有关，也与发动机转速有关。天然气发动机匹配VNT系统后，最大功率从71kw提高到77kw，最大转矩从282 N·m提高到292 N·m，改善了发动机的动力性和经济性。
根据天然气发动机排温高的特点，选用水冷中间体增压器解决因排温过高导致机油结胶问题，同时由于本天然气发动机采取预混合技术路线，为提高发动机功率，增压器压力相对较大，但由于天然气占混合器体积比例约10％，导致空气实际流量较小，增压器容易喘振
在离心压气机的工作特性线上对应每一条等转速线都有一个确定的最小流量，称为该转速的压气机喘振点流量。当流量再继续减小时，流道内的气流发生强烈的振荡或倒流，并伴随间断性的爆破音或啸叫，机组无法正常工作。很多因素可能引起喘振，如叶片扩压器失速、压气叶轮失速、工作轮失速、无叶扩压器不稳定工作或以上诸因素的合成。这里讨论叶片扩压器与压气叶轮引起喘振的现象。在增压发动机上，如果遇到压气机喘振，这时发动机进气管压力便不稳定，发动机转速随之不稳定，在发动机进气管中发出“轰隆轰隆”的响声，整个机组振动加剧。
这两个元件都是叶栅流动，失速就是叶片表面边界层严重增长或分离造成了流动条件的恶化。讨论失速与喘振应以上述概念为出发点，但鉴于离心压气机的叶片扩压器与导风轮的特殊结构流动比平面叶栅或一般环形栅更为复杂，目前尚无大量的试验资料和数据。
由于气流速度方向与设计工况的叶片方向（工作轮叶片和扩压器叶片）有偏差时就产生冲击损失。压气机工作轮叶片和扩压器叶片的构造角都是按一定的压气机转速（一定的工作轮圆周速度）及空气流量（相应的空气速度）来设计的，成为设计工况。当压气机在设计工况时运转，气流进入流道的方向与叶片的构造角一致，不会产生冲击。但在非设计工况时运转，不论是压气机转速变化或是空气流量变化，都会使工作轮的进、出口速度三角形发生变化。对于进口速度三角形是由和
的改变而引起变化（见图4-7；对于出口速度三角形是由
或
的改变而引起改变（见图4-8）。它使气流方向与叶片构造角偏离，而导致气流与叶片冲击，并在流道内产生漩涡，这就形成了冲击损失，使工作轮消耗掉一份能量。在设计工况时，冲击损失可认为是零。在偏离设计工况点时，都要引起冲击损失，压气机的实际运行工况偏离设计工况点愈远，冲击损失愈大。
从图4-7及图4-8中可以看出，压气机工作偏离设计工况以后，虽然在工作轮进口叶片边缘和扩压器中均产生漩涡，但其后果却是不一样的。当压气机在大于设计流量的工况下运转时：工作轮中的气流冲向叶片的凸面，在叶片的凹面则发生分离并形成漩涡，由于气流的惯性，空气自然地挤向叶片的凹面，这种漩涡只限于进口边缘；扩压器中的气流则冲向叶片的凹面，在叶片的图面则发生分离并形成涡流，由于气流在离开工作轮后，保持着沿对数螺旋线的自由轨迹运动，气流自然地贴靠叶片的凸面，所以，气流分离形成的涡流是不会扩展的。这样，压气机在大于设计流量工作时，会引起冲击损失的增加，而不致引起压气机失去工作稳定性。
当压气机在小于设计流量的工况下运转时：在工作轮中的气流冲向叶片的凹面，在叶片的凸面则发生分离并形成涡旋，由于气流惯性，空气也要挤向叶片的凹面，所以气流在叶片的凹面则发生分离并形成涡旋，由于气流在离开工作轮后，保持着沿对数螺旋线的自由轨迹运动，空气也要贴靠叶片的凸面，所以气流的分离现象会扩展。随着空气流量进一步减少，气流的分离就愈加剧烈，当气流冲角i达到17°～18°时，工作轮及扩压器的全部通道都将成为低压涡旋区，使压气机无法正常工作。高压气流只能周期性的通过涡旋区进入发动机的进气管，以致发动机进气管内的压力产生周期性的大幅度变化，影响了发动机的正常工作，这就是压气机喘振现象的形成原因。
图4-7当转速一定时空气流量对工作轮内气流运动的影响
图4-8 当转速一定时空气流量对叶片式扩压器内流运动的影响
增压器在发动机上的安装是一个必须引起重视的问题，因为它既影响到发动机的性能（如安装不合适，造成不必要的阻力就会影响性能）又影响到可靠性（如会造成震动等）。在车辆上由于动力舱空间有限，还必须保证总体布置的紧凑性。在具体布置时，应遵循以下几点原则：
（l）考虑增压发动机在车体上的安装空间。如在高度允许时，可将增压器布置在气缸盖上方，有利于缩短排气管长度等；
（2）考虑增压器、空气滤清器和进气管的相互位置，使空气流动顺畅，压力损失小，防止高温部件(如排气管)对进气加热；
（3）要保证增压器安装的可靠性，防止工作时振动过大，影响其性能。
由于增压发动机的增压器安装部位一般都在发动机上部，进排气管之间。排气推动增压器涡轮旋转，通过涡轮轴传递给叶轮，叶轮旋转以增加进气压力。由于连接两轮的涡轮轴上面的轴承为浮动轴承，同时两轮转速极高，因此对润滑及散热提出了很高的要求。而增压器润滑只通过主油道末端通出的一根油管提供机油，其位置高、距离长，与其他润滑部位相比，润滑油的到达需较高的压力和较长的时间，所以日常保养和使用时应注意以下几点：
（1） 正确选择机油，始终保持适当的油压和正常的工作温度。
（2）应经常检查、清洗增压器的润滑系统，以防止油管内部机油结焦或破损，使增压器得不到充分润滑而损坏。
（3）起动时，须用起动电机带动发动机空转几圈，待油压上升后再起动。冬季早晨因机油粘度大，流动性差，起动时应特别注意。
（4）起动后，应怠速运转3~5min。开最小的油门启动发动机，数秒内就可建起工作油压，但是令增压器在好的润滑状态下进行预热是很有必要的。发动机启动数秒内，增压器的转速极高，仅仅表面得到了润滑，此时就运转发动机会造成增压器的早期故障。
（5）熄火前，应怠速运转几分钟，让增压器转速降下来后再熄火，否则会使增压器转子在机油泵停止供油的情况下由于惯性高速运转，造成浮动轴承损坏。
（6）维修或更换新增压器时，安装前应从进油口加少许机油，并用手旋转几圈，使增压器得到最初的润滑。
（7）保养后
保养发动机或增压器之后，确保在增压器的进油口注入干净机油直到加满，对增压器进行预润滑。然后，在不点火（发动机∕燃油泵关闭）的状态下，摇动曲轴令机油在整个系统内循环。启动发动机空气温度低且如果发动机有一断时间不工作或是空气温度很低，先摇动曲轴，然后怠速运转。这样，在发动机及增压器增加负荷及速度之前，就可使机油循环至整个系统。
以上措施可以保证增压器有良好的工作状态，使其不至于过早损坏而酿成大故障。
本章给出了试验结果，从燃气消耗率、功率、扭矩、外特性等角度分析比较了VNT增压发动机和普通增压天然气发动机的性能。对试验中产生的喘振现象进行了分析。由于气流速度方向与设计工况的叶片方向（工作轮叶片和扩压器叶片）有偏差时就产生冲击损失。压气机工作轮叶片和扩压器叶片的构造角都是按一定的压气机转速（一定的工作轮圆周速度）及空气流量（相应的空气速度）来设计的，成为设计工况。在非设计工况都会产生气流冲击和能量损失。本章还提出了涡轮增压器安装建议和增压器的日常保养,以提高天然气发动机的使用寿命和性能。
采用增压技术可以提高发动机的动力性和燃气经济性，并可以节约能源、降低噪声，可以在高海拔地区使用时恢复发动机因空气稀薄导致的功率下降，适应高海拔地区车辆和工程机械作业的要求。特别是近年来世界各国对汽车排放法规控制越来越严格与能源危机的双重压力，促使人们采用增压及中冷技术来提高天然气发动机的动力性，降低车用天然气发动机的排气污染，以达到更严格的排放法规要求。我国有大面积的高海拔区域，同时作为资源相对有限的发展中国家来说，发展涡轮增压技术对我国建设“低碳”的环境友好型社会具有战略性的重要意义。
研究天然气发动机与涡轮增压器的匹配试验的意义在于：进一步提高天然气发动机的功率，发掘潜在的动力性能；进一步优化天然气发动机的排放污染物，使之适应建设低碳经济的大环境；满足用户需要、提高产品竞争力，从而进一步打开市场，提高市场占用率。
本文以南昌恒天动力有限公司天然气研发实验室为研究平台，先期进行了试验计算，初定了两种增压器，然后拟定了详细的试验方案，通过实验得出了详实准确的试验数据。经过分析确定VNT可变截面涡轮增压器具有更佳的匹配效果。由数据表明，匹配VNT叶片可调式增压器NC4JR120具有较大的功率提升、较低的燃气消耗率等优良性能，论证了使用VNT涡轮增压器的可行性和运行的高效性。
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[24] 顾宏中，涡轮增压柴油机性能研究[M].上海:上海交通大学出版社.1998.
本文研究了天然气发动机与涡轮增压器的匹配试验，针对NC4JR120型天然气发动机推荐使用可变截面型增压器。我能完成论文要特别感谢毕业论文指导老师李刚博士。他不辞辛苦，在繁忙的工作抽出余暇给我提出建议，对试验过程和论文写作过程都无不关心指导。可以说没有李老师的帮助，毕业论文不能顺利完成，感谢他对我的悉心关照。
同时要感谢谢感谢南昌恒天动力机有限公司提供了试验设备，恒动公司优越的试验条件是论文写作完成的重要前提。它的研发实力和员工的爱岗敬业给我很大的启示。感谢南昌恒天动力机有限公司钟晓琛工程师和邹扬宁工程师指导我完成试验，特别感谢工程师给予的详细讲解和帮助。感谢华东交通大学和恒动南昌柴油机厂给我的学习机会。
Honda Civic Dedicated CNG Sedan
The U.S. Department of Energy (DOE) is promoting the use of alternative fuels and alternative fuel vehicles (AFVs). To support this activity, DOE has directed the National Renewable Energy Laboratory (NREL) to conduct projects to evaluate the performance and acceptability of light-duty AFVs. We tested a pair of 1998 Civics: one dedicated CNG and a gasoline model as closely matched as possible. Each vehicle was run through a series of tests, explained briefly below. Each of these procedures has a page, on the ve lapsed time from 40 to 60 mph at wide open throttle (passing simulation); (3) elapsed time and maximum speed at a quarter mile. Values are the average of six measurements.hicle evaluation website, with detailed descriptions.
Acceleration: Three tests performed: (1) elapsed time from a standstill to 60 mph at wide open throttle, loaded and unloaded; (2) e
Braking: Dry surface is concrete, wet surface is low friction Jennite pad. Minimum stopping distance from 62 mph (100 km/h) on dry surface, and from 31 mph (50 km/h) on wet surface with no wheels locked. Panic stops are minimum measured distance from 31 mph (50 km/h) on wet and dry surfaces at maximum pedal pressure with no attempt to steer. Values are average of six stops.
Fuel Economy: City fuel economy determined using an urban driving cycle—a distance of 2 miles with 8 stops. Highway fuel economy used a 70 mph average driving cycle with no stops. The 150 mile trip alternated between urban and highway cycles until 150 miles was reached. Results are reported in 70% highway driving for total trip.
Cold Start: Vehicle placed in a temperature-controlled room at -20°F for first test (minimum soak time 12 hr*). Crank time and idle rating recorded. If start successful, procedure repeated at -20°F for confirmation. If start unsuccessful, procedure repeated at higher temperature until minimum temperature is determined.
Driveability and Handling: Four different drivers rated each aspect of the vehicles; final rating is average of the four.
Emissions: Duplicate tests performed on each vehicle using EPA’s Federal Test Procedure. CNG Civic tested on CNG, gasoline Civic tested on RF-A (industry average gasoline). *Soak time allows the vehicle to stabilize at a given temperature
Beginning with the 1998 model year, Honda has equipped its popular Civic sedan with a 1.6L In-line 4 cylinder dedicated natural gas engine. Honda chose the Civic to be its first natural gas vehicle because of its low cost and high fuel efficiency. Extensive research by Honda lead to a CNG dedicated engine designed for optimized performance on natural gas. Features of the vehicle include an increased compression ratio and specially formulated 3-way catalysts. The gasoline Civic was certified to low emission vehicle standards (LEV), but the CNG Civic was designed to have emissions levels that are 1/10 ultra low emission vehicle standards (ULEV).
General Description:
Performance:
Evaluation Summary
Evaluation results from a dedicated CNG Civic and a gasoline Civic showed very little difference in acceleration, and driveability and handling. Evaluators reported that both vehicles handled well, but that the gasoline control had slightly better acceleration. The trunk space is significantly reduced for the CNG Civic because the CNG fuel cylinder is installed in the trunk. During the braking tests on dry pavement the Civics performed nearly identically, but the CNG Civic out-performed the gasoline vehicle on the wet surface. This was not surprising since the gasoline Civic was not equipped with ABS, and the CNG Civic was. It is expected that performance for the wet braking tests would have been similar if both vehicles had ABS. The results revealed fuel economy as much as 8% higher for the CNG Civic compared to the gasoline Civic. Engine design changes, including operating at a higher compression ratio, likely contribute to higher overall efficiency and improved fuel economy of the CNG Civic. During cold start testing, the CNG Civic started at –20 degrees the first time, but failed to start in 2 subsequent tests. The test at –15 degrees was successful. The gasoline model started in both –20 degree tests. Emissions test results showed one of the biggest benefits of the CNG Civic. Although the emissions measured from both vehicles were low for the regulated constituents, those from the CNG Civic were at or below 1/10 the ULEV certification level. Emissions of potency weighted toxics (including: benzene, 1,3-butadiene, formaldehyde, and acetaldehyde)* for the CNG Civic were 97% lower than that of the gasoline Civic.
Firstly, comparison of natural gas vehicle (CNG) fuel and other environmental and its economic benefits
Compressed natural gas vehicles:
20MPa compressed natural gas saved in a steel cylinders, it can used onlyafter the pressure reducer.
CNG fuel for vehicles compared with gasoline has the following advantages:
l. Reduce pollution and improve the environment: natural gas is a clean energy, with a high calorific value, high efficiency, pollution, etc., the combustion is totally burned, with less carbon deposition, CO, NOx and particulate emissions than gasoline, reduced exhaust pollution in a significant way. Motor vehicle emission is the major source of urban air pollution, one of which is carbon monoxide harmful ingredients (C0), hydrocarbons (HC), nitric oxide (N0) and nitrogen dioxide (NO2) and so on. According to the data, the use of gas as a motor fuel and gasoline as fuel can reduce emissions to 90% CO, 90% S02, 72% HC, 39% NOx, 24% CO2, non-dust emissions, to improve the urban environment has a significant role in.
2. CNG vehicle for with higher security
Compared with gasoline, compressed natural gas is a relatively safe fuel.
(1) Natural gas explosion limit is 5% higher than gasoline (lower explosion limit for the l%) methane ignition up to 645 ℃, higher 218 ℃than gasoline. Low density of methane, the relative density of about 0.55, resulting in leakage of gas will soon be distributed in the air, in the case of the natural environment it is difficult to form a hot combustion conditions, once the compressed natural gas from the tank or pipe leaks, leak immediately surrounding the formation of low-temperature zone, so that the difficulties of natural gas combustion. Therefore is a fairly safe CNG motor fuel.
(2) Department of natural gas vehicle cylinder pressure vessel
(20MPa), its materials and manufacture and testing in order that all States have strict control, in China there are "compressed natural gas cylinder vehicle standards)) (GBl7258-1998).
Cylinders fitted with explosion-proof facilities, pressure reducer, valves and other equipment, strict standards high, and gas supply system is safe and reliable and will not tip over due to vehicle collision or cause fire or explosion, and the petrol tank of motor vehicles department of non-pressure vessels, fire easily after the explosion.
3. It will help to ease the contradiction between energy supply and demand tension.
China's economy is in a stage of rapid development, the number of vehicles to 1 million / year above the rate of increase of a substantial increase in gasoline demand of resources, our need to import large quantities of crude oil per year, refined oil and LPG. Motor fuel supply structure has changed only for motor fuel gasoline, diesel patterns, but not eased the problem of shortage of petrol and transport services to meet the needs of the development.
4. Extend engine life. The spread of natural gas to the gas entering the engine, the engine easily and uniformly mixed air, burning the comparison is totally clean; it can also improve the thermal cycle efficiency, speeds up the burning speed, make full use of combustion heat; CNG octane number at the same time high performance uprising, when agents do not need to add the uprising will not dilute the lubricating oil, making the parts inside the engine cylinder greatly reduce wear and tear, so that the engine oil life and increase the use of the period. All of these issues will reduce maintenance and operating costs, to meet the needs of vehicle using according to the economy
5. Have a higher economic efficiency. In nowadays domestic petrol prices continues to rising, the using of CNG vehicle will be able to save nearly 40% of fuel costs.
Secondly , CNG vehicle development prospects
CNG cars and gas stations will have broad future, mainly in the following aspects:
l. Cars of the rapid growth of oil resources and environmental protection, the grim situation, the decision of the development of natural gas vehicles as a solution to energy issues and environmental issues an important way.
2. In "Eleventh Five-Year" period, terms about new type of clean energy vehicles have been included in "long-term national science and technology development planning", the state will continue to organizing and implementing a variety of clean energy vehicles in big scientific and technological projects, the focus of support, including natural gas vehicles, including vehicles, parts, etc., will further promote the development of natural gas vehicle.
3. Large-scale development of China's natural gas resources and pipeline construction to accelerate the pace of development of CNG and LPG filling stations will be possible. According to China's natural gas use planning, for nearly a decade, "West-East Gas Transmission", "second Shaanxi-Beijing", such as a large number of gas pipeline and gas pipeline along the cities have built large-scale use of natural gas in China's gradual improvement of infrastructure, natural gas stations will gradually be formed as a system network.
4. The development of CNG auto gas source with the stability of assurance to Tianjin as an example, at present, Tianjin has established a perfect system of natural gas transmission and distribution, from northern Shaanxi, Dagang, Tianjin, North China Oil Field to supply, gas supply is nearly mid-2005 600 million m3, 2006 was projected to reach 800 million m3, the length of pipe network 6894km, of which high-pressure pipeline 591km, for the "Eleventh Five-Year" period of Tianjin to develop large-scale construction of CNG filling stations car provides a guarantee.
Thirdly, CNG cars and filling stations development of countermeasures
In order to speed up the use of natural gas as a clean fuel vehicle development, the following recommendations should be carried out:
1．The Government has taken policies to encourage and support the program, the development of all countries in the world experience shows that government support is a necessary condition for accelerated development, the impact of its economic policy is an important factor in their development should be guaranteed in law. In the gas automobile production, modification, parts and components production, station construction, vehicle purchase and use of gas, maintenance and other aspects of pricing, taxation, investment, subsidies and other aspects of the preferential policies supporting should be carried out. Gas prices affecting gas vehicle development is an important factor, maybe only the gas prices and gasoline prices when the difference is big enough gas car until the development of NG vehicle become the economic foundation and driving force.
2．Strengthen leadership, the implementation of unified management. The development of CNG vehicles to form of high-quality, convenient filling stations, supported should get from public security, fire safety, labor, technical support supervisor and other departments.
3. In the municipal plan, filling stations and gas stations should be considered through co-ordination, rational distribution and coordinated development. To make full use of existing land resource and ensure the environment safety of oil and gas is the condition of building one station.
4．Followed by motor cars and CNG filling stations in the simultaneous development of the principles, only in the stations into a network under certain conditions, CNG vehicle can truly developed. At the meantime time only CNG car to a certain number, the normal operation of filling stations can achieve profitability.
5. The strict legal system: the development of stringent vehicle emissions regulations, and make sure that those are determined not to be on the qualifications of CNG vehicle Modify-Factory critical examination. First of all, the city should make the city bus, taxi, as the focus of the development of CNG vehicle.
6. Step up publicity. At present, natural gas car is still at the initial stage, nature of its environmental protection, safety, economy, reliability, do not fully understand by the public, so, it is necessary to carry out a wide range of social advocacy, efforts to increase awareness of the dangers of automobile exhaust, to make people aware of CNG is a clean, safe and economical fuel, so that the development of natural gas vehicles have been recognized by all sectors of society and support.
Compressed natural gas vehicles because of its remarkable economic and social benefits the development of the natural gas market will become a new field of applications. More and more importance in the environmental protection situation, along with natural gas resources in the area of the development and application of the widening, which will reduce the environment pollution and ease the oil shortage and achieve sustainable development of a reliable guarantee.
本田思域天然气汽车
美国能源部推动促进多燃料和多燃料汽车的使用。为支持这一行动美国能源部指定国家再生能源实验室知道该项目，以提高轻型多燃料汽车的动力性和可接受性。我测试了两辆98款思域：一辆是专用天然气发动机，另一辆是汽油发动机，使天然气款的性能近可能的接近汽油的。每辆车都经过了相同的一系列的测试，下面将会有简单的介绍。每一个测试步骤在汽车评估网上有详细的描述。
加速，三种测试方式：（1）节气门全开从静止加速到60码所经历的时间，分为加载与空载两种情况；（2）节气门全开从40码加速到60码所经历的时间；（3）汽车行驶1/4英里所经历的时间和最大速度。结果为上述几种测试方法的平均值。
制动：分别测试干燥混泥土地面从62码开始制动的制动距离和从在湿润地面在不抱死情况下从31码开始制动的最小制动距离。突发情况下在干燥或者湿润地面从31码开始用最大的踏板力制动的最小制动距离。结果为以上制动方式下的结果的平均值。
燃油经济性：城市的汽车燃油经济性取决于城市路况下的驾驶操作周期——两英里路程里的八次停车。高速公路路况下的燃油经济性的估算方式为平均车速为70码的连续行驶。路况在城市与高速公路之间变动时，在里程达到150英里时，燃油经济性以70%的高速公路路况为测试标准。
冷启动：车辆停在华氏温度-20℉的空间作为第一次测试（停止至少12小时）。如果启动成功，则在原温度条件下重复试验以验证；如果启动不成功，则调高温度用同样的试验步骤直到得到能让汽车启动的最低温度。
操纵稳定性与舒适性：四位不同的司机试驾后提出自己对车辆操纵稳定性与舒适性的感受并评级。最终级别为四种的平均值。
排放：根据联邦环境保护协会的测试步骤对辆车车型进行测试。
从98款开始，本田在其热销的思域轿车配备1.6L的4缸天然气单一燃料发动机。本田选择思域做为其第一款天然气汽车是缘于天然气发动几点低消耗和较高的燃烧效率。本田方面的拓展研发是天然气专用发动的性能达到最佳化。该汽车的特性包括提高压缩比和专用的三元催化剂。汽油机思域符合车辆低排放标准，但其天然气的排放仅为车辆超低排放标准的1/10。
综合描述：
性能对比：
评估总结：
在测试结果中我们可以看到，在加速，操纵性和稳定性中，天然气发动机和汽油机的差别很小。评估者写到汽油机控制有更好的加速性能。天然气发动机的后备箱比汽油机的小很多因为气罐占了很大空间。在制动测试中，干燥地面的上的性能两款汽车都差不多，但是在湿润地面上，天然气发动机汽车比汽油机的好，其原因是天然气的配备了ABS系统。如果两款车都配有ABS系统，那么在湿润地面的制动性能将差不多。增加发动机的压缩比，提高了整体效率和经济性。在天然气发动机冷启动测试，天然气思域在-20℉环境下，但在随后的两个启动测试中都没成功。在-15℉的时候成功了。汽油机的在-20℉的时候成功的。排放城市表明天然气发动机有很大的优势。
一、天然气汽车(CNG)与其它燃料的环境、经济效益比较
压缩天然气汽车：
天然气压缩至20MPa于汽车用压缩天然气钢瓶中，经减压器后供给内燃机。
以CNG作汽车燃料与汽油相比具有以下优点：
l、降低污染，改善大气环境：天然气是一种清洁能源，具有热值高、效率高、污染小等特点，燃烧比较完全，不易积碳，CO、NOx和微粒的排放量均低于汽油，排气污染明显降低。机动车尾气是城市大气污染主要来源之一，其中主要有害成分是一氧化碳(C0)、碳氢化合物(HC)、一氧化氮(N0)和二氧化氮 (NO2)等。据有关资料显示，使用天然气作为汽车燃料与汽油作燃料相比可以减少排放90％CO、90％S02、72％HC、39％NOx、 24％CO2、无粉尘排放，对改善城市环境有显著作用。典型的柴油机与汽油机及天然气机排放情况比较见表l。
2、CNG汽车有较高的安全性
与汽油相比，压缩天然气是相对安全的燃料。
(1) 天然气爆炸下限为5％，比汽油(爆炸下限为l％)高，甲烷燃点为645℃ ，比汽油燃点高218℃，相比不易点燃。甲烷密度低，相对密度为0．55左右，泄漏的气体很快会在空气中散发，在自然环境中难以形成遇火爆燃的条件，一旦压缩天然气从储罐或管路中泄漏，泄漏点周围会立即形成低温区，使天然气燃烧困难。因此CNG是一种相当安全的汽车燃料。天然气与汽油的燃料特性比较见表2
(2)天然气汽车的钢瓶系高压容器
(20MPa)，其材质及制造、检验试验在各国均有严格的规程控制，在我国有《汽车用压缩天然气钢瓶标准))(GBl7258—1998)。
钢瓶安装有防爆设施，减压器、阀门等设备，严密度标准高，供气系统安全可靠，不会因汽车碰撞或翻覆造成失火或爆炸，而汽油汽车的油箱系非压力容器，着火后容易爆炸。
3、有利于缓解能源紧张的供需矛盾。
我国经济正处于高速发展阶段，汽车数量以100万辆／年以上的速度递增，对汽油资源需求大量增加，我国每年需要进口大量原油、成品油和LPG。使用燃气汽车可优化
汽车燃料供应结构，改变了汽车燃料只有汽油、柴油的格局，既缓解了汽油供应紧张的问题又满足交通事业发展的需要。
4、可延长发动机寿命。天然气容易扩散，以气态进入发动机，在发动机中容易和空气均匀混合，燃烧比较完全、干净；可以提高热循环效率，加快燃烧速度，充分利用燃烧热能；同时CNG辛烷值高，抗暴性能好，使用时不需要添加抗暴剂，不会稀释润滑油，因而使发动机气缸内的零件磨损大大减少，使发动机的寿命和润滑油的使用期限大幅度增长。所有这些都会降低汽车的保养和运行费用，从而提高汽车使用的经济性。 5、有较高的经济效益。目前，国内汽油价格持续上升，价格体系已和世界接轨，使用CNG汽车将能节省近40％燃料费用，见表3。
二、CNG汽车的发展前景
CNG汽车和加气站具有广阔的发展前景，主要表现在以下几方面：
l、汽车保有量的飞速增长、石油资源和环保的严峻形势，决定了发展天然气汽车成为解决能源问题和环境问题的重要途径。
2、“十一五”期间，新型清洁能源汽车已被列入《国家科技发展中长期规划》，国家将继续组织实施涉及各种清洁能源汽车的重大科技项目，重点支持包括天然气汽车在内的整车、零部件等关键技术，将进一步促进天然气汽车的发展。
3、我国天然气资源大规模开发及管道建设步伐加快使发展CNG和加气站成为可能。根据我国天然气利用规划，近十年“西气东输”、“陕京二线”等一大批输气管道及沿线城市燃气管道相继建成，我国大规模利用天然气的基础设施逐步完善，天然气加气站也将逐步形成网络。
4、发展CNG汽车具有稳定的气源保证，以天津为例，目前天津市已建立了完善的天然气输配系统，由陕北、大港、华北等油田向天津供气，2005年年供气量近6 亿m3，2006年预计达8亿m3，管网长度6894km，其中，高压管线591km，为“十一五”期间天津市大力发展CNG汽车大规模建设加气站提供了保证。
三、CNG汽车和加气站发展对策探讨
为加快以天然气为燃料的清洁汽车的发展，提出以下建议：
1、政府出台鼓励和扶持政策：世界各国发展经验表明，政府的支持是加快发展的必要条件，其经济政策是影响其发展的重要因素，应在法律方面予以保障，在燃气汽车生产、改装、零部件生产，加气站建设，燃气汽车购买和使用、维修等环节制定价格、税收、投资、补贴等方面配套的优惠政策。燃气价格是影响燃气汽车发展的重要因素，只有燃气价格与汽油价格形成足够大差价时，燃气汽车的发展才具有经济基础和推动力。
2、加强领导，实行统一管理。发展CNG汽车必须建设优质、便利的加气站，需要规划、公安、消防、劳动、技监等部门的支持。
3、在市政规划中，加气站与加油站应统筹考虑，合理布局，协调发展。尽量利用现有土地资源，在确保环境安全的前提下建设油气合一站。
4、遵循CNG汽车与加气站同步发展的原则，只有在加气站成网的条件下，CNG汽车才能真正发展。同时也只有CNG汽车规模到了一定数量，加气站才能正常运转，实现盈利。
5、严格法律制度：制定严格的汽车尾气排放法规，切实做到不达标车辆坚决不予以上路，对CNG汽车改装厂的资格进行严格审查，认证。首先应将城市城市公交车、出租汽车作为CNG汽车发展的重点，杜绝部分公交车冒黑烟污染环境的现象。
6、加大宣传力度。目前，天然气汽车尚处于起步阶段，社会公众对它的环保性，安全性，经济性，可靠性还不充分了解，所以，要进行广泛的社会宣传，努力提高人们对汽车尾气危害性的认识，使人们了解CNG是清洁、安全、经济的车用燃料，使发展天然气汽车得到社会各方面的认可和支持。
压缩天然气汽车由于其显著的经济效益和社会效益将成为天然气市场开发应用的一个新领域。在环境保护越来越受到重视的形势下，随着天然气资源的开发和应用领域的拓宽，此举将是减轻环境污染压力、缓解石油紧缺，实现可持续发展的可靠保证。
EIM0301D测控仪
涡轮增压器结构模型 涡轮增压器
发动机与涡轮增压器总成布置 燃气压力表
中冷器 气耗仪
试验图附录D EIM0301D测控仪操作规程
1、 开机前，应使发动机与测功器可靠连接，水箱加水至1/2~2/3H，打开油耗仪油阀。
2、 开启总电源，观察电压表示值是否正常，正常后开启主控仪电源，将主控仪控制方式设至“P1”(测功器恒位置控制)“P2”（油门恒位置控制）。
3、 试验开始时，先启动发动机，再打开测功器进水。
4、 按柴油机试验大纲要求进行一下操作：
4.1 发动机的预热与磨合：发动机开始运作后，将测功器回路切至“M”（恒扭矩）状态，“油门”回路切至“M/n”状态（实际为n状态，n为恒转速）
4.2 外特性试验：将“油门”回路切至“P2”状态，测功器回路切至“n”。
4.3调速特性实验：将“油门”回路切至“P2”状态，测功器回路切至“M”状态。
4.4 负荷特性实验：将“油门”回路切至“M/n”状态，测功器回路切至“n”状态，若“n”、“M/n”方式控制时，发动机不稳定，可将测功器回路切至“M”状态，“油门”切至“M/n”（实际为n状态）。
5、试验过程中，根据不同工况及时记录所需测量数据。
6、试验结束时，应先关闭测功器进水，运行1分钟后再关闭发动机。将主控仪控制方式设至“P1”、“P2”将其分别调至“OO”。
7、先关闭主控仪电源，再关闭总电源。
重点要求：先开机，后开水；先关水，关机。
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/07dd4fb4f121dd36a22d8200.html
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