2021-2026年中国天然气发动机产业运行态势及发展趋势预测研究报告
天然气的优点包括资源丰富、排放污染低、价格低廉等，日益受到重视，被认为是一种非常具有发展前景的燃料，大部分人都将天然气作为继煤、石油之后的世界上第三大能源，发挥着越来越重要的角色。其主要成分为甲烷，是一种气态燃料，能够与空气充分混合，因此其燃烧后基本没有微粒排放，燃烧后的CO生成量也很少;与其他化石类燃料相比较而言，在开采、生产、储藏、运输、使用等全生命周期内产生的污染物排放量最少，因此天然气又被人们称之为“清洁燃料”。
近年来，世界上众多国家，例如美国、德国、日本、韩国、泰国等都相继制定了天然气动力应用的发展规划。我国相继实行了“清洁汽车”、“十城千辆”等政策，大力推广新能源汽车，使得天然气发动机在城市公交、出租车上得到的广泛的应用我国对天然气发动机的研发工作起步较晚，从上世纪八十年代开始，但发展迅速，尤其是全国开展“清洁汽车”行动后。天然气发动机未来仍将保持高速发展的态势。
虽然我国天然气发动机的发展较快，但在总体技术上与国外先进水平仍有不小的差距，这阻碍了我国天然气发动机的自主研发和更广泛的推广。近年来，各发动机知名生产厂家、咨询公司及研究机构都针对天然气发动机的燃烧和排放特性、供给系统及控制、稀薄燃烧技术、天然气喷射技术以及天然气柴油双燃料发动机技术等展开了大量的理论和试验研究。
按照其着火方式的不同划分，可以分为点燃式天然气发动机，压燃式天然气发动机和柴油引燃式天然气发动机。
点燃式天然气发动机技术就是类似汽油机的工作方式，用火花塞引燃天然气混合气，其供气方式可以分为进气道内供给天然气和燃烧室内直接供给天然气，进气道供气还可分为单点供给天然气和多点供给天然气，多点供气就是在每缸的进气道单独供给，单点供气就是在进气总管供给天然气。单点供气类似于汽油机的进气道单点喷射，各缸会出现抢气导致的工作不均匀现象，因此在大型多缸天然气发动机上，多采用多点供气方式。
压燃式天然气发动机的燃料供给方式是向缸内直喷高压天然气，喷射时刻一般在上止点前，在压缩上止点前自行着火，实现扩散燃烧。由于甲烷是天然气的主要成分，其着火温度比柴油高因此为了使其可靠着火，直喷式天然气发动机一般需要助燃措施，常用的为电热塞辅助着火。使用中电热塞易于发生氧化，因此通常选用具有陶瓷外壳的内热式热面管形式的电热塞，由发电机提供能量，并且根据发动机的运转条件调节电热塞的外加电压。
在混合气着火之前，低浓度的均质混合气在燃烧室内形成，当缸内温度压缩到天然气的自燃温度以上时，均质混合气开始着火，即实现均质压燃燃烧。均质压燃燃烧的天然气发动机在工作方式上融合了点火燃烧和压燃燃烧两种燃烧方式的工作特点，混合气形成采用预混形式，燃烧采用压燃燃烧方式，并且采用质调节的方式控制负荷，将节气门去掉。
经过科研工作者多年的探索，气体机技术有了长足的进步，主要应用的技术包括前面提到的点火技术、HCCI燃烧技术、Miller循环技术、长冲程技术、EGR技术、以及这些技术的综合运用。
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2021-2026年中国天然气发动机产业运行态势及发展趋势预测研究报告
