压缩天然气汽车的特点

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动机的燃料热量较汽柴油少，通过适当增大发动 机压缩比，可使其动力性能得以提高，但尾气排 放物也有所增加，因此双燃料发动机的燃烧工况 优化调整十分重要。有经验表明，如调整合理得 当，其动力性能下降幅度可控制在 5%左右，该幅 度对于在城市内行驶的车辆来说是可以接受的， 但作为双燃料汽车如何调整发动机使其达到对 两种燃料都能适应的最佳工况，尚需进一步研 究。双燃料汽车的车用燃气装置主要由储备、供 给和控制三大系统组成。储备系统主要由充气 阀、高压截止阀、天然气储气瓶、高压管线、压
力传感器及气量显示器等组成；供给系统主要由 天然气滤清器、减压调节器、动力调节器、混和 器等组成；控制系统主要由油气燃料转换开关、 天然气电磁阀、汽油电磁阀等组成。当使用天然 气作燃料时，储气罐内 20MPa 的压缩天然气逐步 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 进入发动机汽缸燃烧。油路中安装一个汽油电磁 阀，其余部件均保留不变，当使用汽油时，汽油 电磁阀打开，汽油通过该阀进入化油器并吸入汽 缸燃烧。
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长，润滑油耗量少。这样就延长了发动机的使用 寿命。4、压缩天然气汽车的安全性与汽油相比， 压缩天然气本身就是相对安全的燃料。（1）天然 气下限为 5%，比汽油（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，且极限范围窄，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。（2）天然气汽 车的钢瓶系高压容器，其材质及制造、检验试验
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的经济性是非常良好的。使用压缩天然气后，以 每日行驶 200km 计算，每日节省燃料费 13.3 元， 月节省燃料费为 400 元左右，改装费用可在 10 个月左右收回，则以后每年可节约燃料费 5000 元左右。因各地的天然气的热值不同，所以天然 气的消耗量也可能有所不同。6、压缩天然气汽 车的储气钢瓶利用气体可压缩性，将常规天然气 加以高压进行储存，存储压力通常为 15—25MPa。 如在 25MPa 情况下，天然气可压缩至原来体积的 l/300，大大降低了储存容积，但由于储存压力 大，对储气瓶要求更高。现在的储气瓶多采用高
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放的废气中不含铅，基本不含硫化物，与汽油车 相比，一氧化碳减少 97%，碳氢化合物减少 72%， 氮氧化物减少 39%，因此环保效益十分显著。3、 压缩天然气汽车的寿命发动机活塞顶部、燃烧室 壁以及汽缸壁表面温为 200—300℃，火焰传播速 度大约为 20—30m/s 能保持此温度原因之一是这 些壁面形成一种气体面层，它阻止向这些壁面过 多地传热，由于汽油辛烷值低，经常产生爆震， 爆震燃烧局部温度很高，可达 4000℃以上，燃烧 产物将分解出 CO，H2，O2，NO 及游离碳，已不 能燃烧而排气冒烟，排气温度过高形成热损失，
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况，减小容器壁厚，减轻质量的同时，又考虑充 分合理地利用车辆有限空间；储气瓶材质的改良 （如铝合金复合材料、碳素材料等的研究及应 用）则在解决钢瓶内外壁腐蚀等潜在危险因素的 同时，亦减轻储气容器质量，更好地满足使用要 求。理论上，压缩天然气储气瓶在一定储气压力 下，单位容积质量是衡量其优劣的一个重要指 标。经统计，国产储气瓶的单位容积质量一般在 1kg 以上，进口薄壁钢瓶为 0.8kg 左右，而铝合 金储气瓶的单位容积质量可降低至 0.6kg 以下， 碳素材料气瓶则更低。7、压缩天然气汽车发动
引言随着汽车尾气对环境污染的加剧，正在 寻求更为清洁的汽车燃料。因压缩天然气汽车具 有污染少、安全性高、抗爆震性能好、经济性好 等特点，所以近年来我国的压缩天然气汽车发展 很快。下面就压缩天然气汽车的有关问题进行讨 论。1、压缩天然气汽车的特点（1）天然气是辛 烷值较高的气态燃料，一般可达 120 以上，抗爆 能力强，发动机运转平稳，噪声低。（2）对机动 车润滑油的稀释作用小，燃烧性能好，气缸积碳 少，不需经常更换润滑油和火花塞，可延长发动 机的使用寿命。（3）冬季起动性好。（4）车辆的
在各国均有严格的规程控镧，在我国有《汽车用 压缩天然气钢瓶标准》（GB17258—1998），其试 验压力高于压力 4 倍，并安装有防爆设施，不会 因汽车碰撞或翻覆造成失火或，而汽油汽车的油 箱系非压力容器，着火后容易。在美国天然气汽 车发生的 l300 多起碰撞事故中，天然气系统均 未引起过或着火。5、压缩天然气汽车的经济性 城市公交车及出租车是压缩天然气汽车改装的 首选车型，各城市汽车改装费用相差较大。下面 以出租车为例说明压缩天然气汽车的经济性。如 出租车的改装费用为 4000 元，使用压缩天然气
强度合金结构钢制造，质量大。如以公共汽车为 例，按使用汽、柴油每行驶 300km 为一个燃料添 加周期换算，通常需配备约 6 只 50L 的储气钢瓶， 采用国产钢瓶其总质量约 360kg。而满容量时的 燃料质量仅为钢瓶质量的 l/6。为此，可通过优 化确定燃料添加周期（如按当地同类用气车辆平 均日行里程确定）、气瓶储气能力、储气容积并 综合考虑加气站的合理设置等加以缓解。为从根 本上解决高压储气瓶所带来的车辆空间利用率 低以及无效载质量过大等问题，国外作了大量探 索。储气瓶形状的优化在兼顾改善容器受力情
机的改造压缩天然气汽车发动机分为单燃料专 用发动机和双燃料发动机。（1）单燃料专用发动 机该种发动机以天然气为单一燃料，是在充分发 挥天然气特性的基础上对发动机自身结构进行 了针对性改造，使得其整体性能得以大大提高。 （2）双燃料发动机改造技术该类型发动机是在 原有发动机基础上增设了天然气燃料供应系统， 发动机本身结构参数未作改动，仍按汽、柴油等 液体燃料设计。由于发动机结构参数的制约，致 使天然气发动机的动力性能有所下降，下降幅度 为 10%—20%，其原因主要在于单位时间内输入发
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导热高，温度过高，冷却水温度提高，发动机过 热，使运动部件润滑情况变坏，加快零件磨损。 在正常燃烧及轻度爆震时，磨耗率为 3.6mg/h， 严重爆震时为 98mg/h，约为正常燃烧时磨耗率 27 倍，对发动机各部件有严重磨损。而压缩天然 气辛烷值大于 120，高于汽油，即使高档汽油其 辛烷值也只有 97。压缩天然气进入空气混合器之 前，与空气混合均匀分配到各缸，混合物统一， 燃烧充分，可以提高热效率，使燃烧速度加快， 燃烧热能得到充分利用。压缩天然气汽车运行平 稳，发动机无爆震现象，零部件磨损小，检修期
加速性能比汽油车稍差。（5）加气车辆行驶半径 小，一次加气的行驶里程低于汽油车，但如汽油 和天然气同时加满，则一次充装行驶的半径加 大。汽油车可在原供油系统不变的情况下，加装 一车用燃气装置，实现燃气、燃油两种功能，使 汽车燃料适应性大大增强，同时油气转换只需一 个切开关，任何时候都可以迅速转换，操作非常 简单。2、压缩天然气汽车的环保效益目前，汽 车排放的尾气已成为我国各城市的大主要污染 源，而天然气是目前广泛被人们认定为佳的使用 燃料，压缩天然气在燃烧过程中，污染极小，捧