压缩天然气( CNG )汽车基本知识
1、 什么是压缩天然气(CNG汽车?
简单地说,压缩天然气(CNG汽车是以天然气为燃料的一种气体 燃料汽车。
天然气的甲烷含量一般在 90%以上,是一种很好的汽车发动机燃料。 目前,天然气被世界公认为是最为现实和技术上比较成熟的车用汽油、 柴油的代用燃料,压缩天然气(CNG汽车已在世界和我国及我市得到了 推广应用。
我国目前推广应用的是可分别燃用压缩天然气或汽油压缩天然气 —汽油两用燃料汽车,简称 CNG汽车,今后还将大力推广应用单燃料压 缩天然气(CNG汽车。车用压缩天然气的压力一般在 20MPa左右。可将 天然气,经过脱水、脱硫净化处理后,经多级加压制得。其使用时的状 态为气体。
2、 压缩天然气( CNG 汽车的主要优缺点 ( 1 压缩天然气( CNG 汽车是清洁燃料汽车。
压缩天然气( CNG 汽车的排放污染大大低于以汽车为燃料的汽车, 尾气中不含硫化物和铅,一氧化碳降低
80%,碳氢化合物降低 60%,氮氧
化合物降低 70%。因此,许多国家已将发展压缩天然气( CNG 汽车作为 一种减轻大气污染的重要手段。
( 2 压缩天然气( CNG 汽车有显著的经济效益。 可降低汽车营运成本。目前天然气的价格比汽油和柴油低得多,燃 料费用一般节省 50%左右,使营运成本大幅降低。由于油气差价的存在, 改车费用可在一年之内收回。
可节省维修费用。发动机使用天然气做燃料,运行平稳、噪音低、 不积炭,能延长发动机使用寿命,不需经常更换机油和火花塞,可节约 50%以上的维修费用。
(3)比汽油汽车更安全 首先与汽油相比,压缩天然气本身就是比较安全的
燃料。这表现在: 燃点高。天然气燃点在650。C以上,比汽油燃点(427。C)高出223。 C,所以与汽油相比不易点燃。
密度低。与空气的相对密度为 0.48 ,泄漏气体很快在空气中散发, 很难形成遇火燃烧的浓度。
辛烷值高。可达 130,比目前最好的 96 号汽车辛烷值高得多,抗爆 性能好。
爆炸极限窄。仅 5~15%,在自然环境下,形成这一条件十分困难。 释放过程是一个吸热过程。当压缩天然气从容器或管路中泄出时, 泄孔周围会迅速形成一个低温区,使天然气燃烧困难。
其次,压缩压缩天然气(CNG汽车所用的配件比汽油车要求更高。 表现在:
国家颁布有严格的压缩天然气(CNG汽车技术标准。从加气站设计、储 气瓶生产、改车部件制造到安装调试等,每个环节都形成了严格的技术 标准。
设计上考虑了严密的安全保障措施。对高压系统使用的零部件,安 全系数均选用 1.5~4 以上,在减压调节器、储气瓶上安装有安全阀,控 制系统中,安装有紧急断气装臵。
储气瓶出厂前要进行特殊检验。气瓶经常规检验后,还需充气作火 烧、爆炸、坠落、枪击等试验,合格后,方能出厂使用。
中外发展天然气 60 年来,从未出现过因天然气爆炸、燃烧而导致车 毁人亡的事实证明,压缩压缩天然气( CNG汽车是十分安全可靠的。
(4) CNG汽车的动力性略有降低。燃用天然气时,动力性略下降 5~15%。
(5) 改装一次性投资大。目前,改装一辆 CNG气车大约需1万元左 右。 3、CNG气车的结构简介
CNG 汽车采用定型汽油车改装, 在保留原车供油系统的情况下, 增加 一套
2
“ CNG型车用压缩天然气装臵”。改装部分由以下三个系统组成。
( 1 )天然气系统。主要由充气阀、高压截止阀、天然气钢瓶、高压 管线、高压接头、压力表、压力传感器及气量显示器等组成。
(2) 天然气供给系统。主要由天然气高压电磁阀、三级组合式减压 阀、混合器等组成。
(3) 油气燃料转换系统。主要由三位油气转换开关、点火时间转换 器、汽油电磁阀等组成。
天然气钢瓶的瓶口处安装有易熔塞和爆破片两种保安装臵,当气瓶 温度超过100。C或压力超过26MPa时,保安装臵会自动破裂卸压;减压 阀上设有安全阀;气瓶及高压管线安装时,均有防震胶垫,卡固牢固。 因此,该系统在使用中是安全可靠。
CNG 汽车以天然气作燃料时, 天然气经三级减压后, 通过混合器与空 气混合进入气缸,压缩天然气由额定进气压力
20MPa减为负压,其真空
度为49?69kPa。减压阀与混合器配合可满足发动机不同工况下混合气的 浓度要求。
减压阀总成设有怠速电磁阀,用以供给发动机怠速用气;压缩天然 气减压过程中要膨胀做功对外吸热,因此在减压阀上还设有利用发动机 循环水的加温装臵;为提高该车的操作性能,驾驶室设臵有油气燃料转 换开关,用来统一控制油气电磁阀及点火时间转换器;点火时间转换器 由电路系统自动转换两种燃料的不同点火提前角;仪表板上气量显示器 的 5 只红绿灯显示气瓶的储气量;燃料转换开关上还设有供发动机起动 的供气按钮。
4、 CNG气车的工作原理
该系统分天然气气路、汽油油路和控制电路三大部分。
充气站将压缩天然气,通过充气阀充入贮气瓶至 20MPa当使用天然 气作燃料时,手动截止阀打开,安装在驾驶室内的油气燃料转换电开关, 扳到“气”的位臵,此时天然气电磁阀打开,气油电磁阀关闭,贮气瓶 内的20MPa高压天
3
然气通过高压管路进入减压调节器减压,再通过低压 管路、动力阀进入混合器,并与经空气滤清器进入的空气混合,经化油 器通道进入发动机气缸燃烧。减压调节器与混合器相匹配,根据发动机 的各种不同工况产生不同的真空度,自动调节减压调节器的供气量,并 使天然气与空气均匀混合,满足发动机不同工况的使用要求。动力阀是 一个调节天然气管道截面积的装臵,可调节混合气的空燃比,使空燃比 达到最佳状态。
油路中安装一个气油电磁阀,其余部件均保留不变。当使用气油作 燃料时,司机将油气燃料转换开关扳到“油”的位臵,此时天然气电磁 阀关闭,气油电磁阀打开,气油通过气油电磁阀进入化油器、并吸入气 缸燃烧。燃料转换开关有三个位臵,当拨到中位时,油、气电磁阀均关 闭,该功能是专门用来由气油转换到天然气时,烧完化油器室里残存气 油而设臵的,以免发生油气混烧现象。
5、 CNG气车的主要技术性能
使用天然气燃料,车辆主要技术性能如下: 发动机额定功率 不低于原车的 85% 发动机最
大扭矩 不低于原车的 90%
汽车最高车速 不低于原车的 90% 汽车加速性能 不低于原车的 85% 直接档最低稳定车速 不高于原车的 5% 天然气额定充气压力 20MPa
1 立方米天然气可代替汽油 0.8kg 以上
一次充天然气行驶里程 客车、货车不低于 180km 轿车、微车不低于 200km 汽车污染物排放CO含量w 1.5% HC含量w 1000PPM 二、CNG气车的改装
4
为了确保CNG气车的安全和改装质量,国家和重庆市对 CNG气车的 改装制定了严格的管理规定。定型在用汽车改装成 CNG汽车,必须在经 过认证的指定改装厂进行改装。
1 、车辆改装手续办理方法
(1) 车辆改装前,应由车主向当地机动车辆管理部门提出申请,经 车辆管理部门认可,填写车辆改装申请表,方可到指定的 企业进行改装。
(2) 车辆改装完毕后,应持改车单位发给的车辆改装合格证,连同 改装申请表一起到车辆管理部门办理机动车辆异动手续。
(3)
CNG汽车驾驶员应经市车管所培训,并
CNG汽车改装
取得合格证,在车辆管 理部门注册后,方能驾驶压缩天然气( CNG汽车。
2、对被改装车辆的技术要求 车辆改装前,应进行车辆性能检查,主要检查发动机的起动性和动 力性,要求发动机起动性能良好,加速灵敏,最大功率和最大扭矩不得 低于发动机设计标定值的 90%,否则该车不宜改装。 送改车的主要技术性 能指标应满足下表的要求,方能改装。
技术指标 发动机 (1)
大扭矩不得低于发动机设计标定值的
(2)发动机压缩比 >7.3 (3)
力>0.85MPa,且压力差不得超过平均缸压的 (4) 怠速时进气管的真空度 v-0.0567MPa (负气压)
( 5)发动机在使用汽油时,各转速工况下运行稳定,突然加速或减 速时不得有突爆,化油器不回火,机油压力稳定
电气
各汽缸压5% 最大功率、最90%
5