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压缩天然气汽车使用手册
一、天然气汽车基本知识
??? 1、什么是天然气汽车
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。
2、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,安装有紧急断气装置。
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。
3、CNG汽车的结构简介
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“CNG型车用压缩天然气装置”。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置,当气瓶温度超过100。C或压力超过26MPa时,保安装置会自动破裂卸压;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置;为提高该车的操作性能,驾驶室设置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汽车的工作原理
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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”的位置,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置,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”的位置,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置,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置的,以免发生油气混烧现象。
5、CNG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%
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≤1.5%
?HC含量≤1000PPM
二、CNG汽车的改装
为了确保CNG汽车的安全和改装质量,国家和重庆市对CNG汽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CNG汽车改装企业进行改装。
(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,并取得合格证,在车辆管理部门注册后,方能驾驶天然气汽车。
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)最大功率、最大扭矩不得低于发动机设计标定值的90%
?(2)发动机压缩比>7.3
?(3)各汽缸压力>0.85MPa,且压力差不得超过平均缸压的5%
?(4)怠速时进气管的真空度<-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