天然气汽车发展

一、天然气汽车概念

简单地说，天然气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，天然气汽车已在世界和我国及我市得到了推广应用。

我市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天然气汽车。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。

二、天然气汽车的主要优缺点

（1）天然气汽车是清洁燃料汽车。天然气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，许多国家已将发展天然气汽车作为一种减轻大气污染的重要手段。

（2）天然气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，压缩天然气汽车所用的配件比汽油车要求更高。表现在：

国家颁布有严格的天然气汽车技术标准。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，压缩天然气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汽车大约需1万元左右。

三、天然气汽车的结构简介

天然气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“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。

四、天然气汽车的工作原理

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，汽油电磁阀关闭，贮气瓶内的20MPa高压天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。

油路中安装一个汽油电磁阀，其余部件均保留不变。当使用汽油作燃料时，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，汽油电磁阀打开，汽油通过汽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汽油转换到天然气时，烧完化油器室里残存汽油而设臵的，以免发生油气混烧现象。

五、天然气汽车的主要技术性能

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%