LPGCNG燃气汽车改装与维修.docx

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LPGCNG燃气汽车改装与维修

LPG/CNG燃气汽车安装与维修

上海依相贸易有限公司编制

液化石油气介绍

1．成分

液化石油气是石油炼制过程中的副产品或对油田伴生气处理过程中的轻烃产品。

LPG的主要成分为丙烷，丁烷，另外含有少量丙烯，丁烯及其它烃类物质。

LPG大部分组分在常温下为气态，经过加压处理后，气态LPG可被液化，加压的大小取决于各组分的含量。

虽然不同的厂家生产的LPG的组成有差异，但在常温下，都能在1.6Mpa的压力下被液化，因此LPG具有储存容器压力等级低，重量轻，便于储存等优点。

LPG的主要成分为丙烷和丁烷，因此丙烷和丁烷决定了LPG的主要性质。

2．物理特性

（1）比重

a.液态比重：

15℃时液态丙烷，丁烷的比重分别为0.508kg/L和0.584kg/L，LPG的比重约为0.55kg/L，而汽油的比重在0.66~0.75kg/L间。

b.气态比重：

15℃时气态丙烷、丁烷的比重分别为1.458kg/m3和2.07/m3，均大于空气比重。

因此，当LPG从储存容器中泄漏出来后，将挥发成气态，在地表附近积聚，缓慢扩散。

（2）沸点

汽油的沸点为25~232℃，常温下呈液态。

丙烷和丁烷的沸点分别为—42.7℃和—0.5℃，因此丙烷和丁烷以气态存在。

LPG有较好的挥发性，更容易和空气混合。

另外可将LPG冷却到沸点以下，转变成液体，储存在隔热的容器内，既经济又方便。

（3）蒸发潜热

液体燃料蒸发成气体时，将从周围吸收热量，这就是蒸发潜热。

在沸点时，丙烷和丁烷的蒸发潜热分别约为101.8cal/kg和92.09cal/kg。

LPG汽车在工作时，LPG在蒸发器内蒸发、气化成气态，将使LPG温度急剧下降，严重时将使LPG凝固、冻结蒸发器。

为此，需要利用具有较高温度的发动机循环水为蒸发过程提供热量。

（4）蒸气压

LPG被注入密闭容器内后，其中一部分液体蒸发成气体，同时，少部分气体转变成液体，随着密闭容器内压力的升高，蒸发量逐渐减少、液化量逐渐增多，最终蒸发和液化达到平衡，容器内压力稳定在固定值，此时的蒸气压力即为蒸气压。

20℃时汽油的蒸气压几乎为零，丙烷、丁烷的蒸汽压分别为8.0kg/cm2和2.0kg/cm2。

（5）自燃温度

自燃温度是与空气接触的燃料在此温度下将会点燃并连续燃烧，它对一种燃料来说并不是物理化学常数。

汽油的自燃温度约为220℃，丙烷、丁烷的自燃温度分别约为470℃和365℃。

（6）热值

热值又称发热量是燃料燃烧时发出的热量。

热值分为高热值和低热值。

高热值包括燃烧生成物冷却到原始温度后放出的全部热量，低热值则不包括这部分热量。

由于燃烧后排出的水蒸气所含热量无法利用，因此发动机热力计算时一般用低热值。

按质量计算，丙烷、丁烷的低热值分别为45.77MJ/kg和46.39MJ/kg，而汽油为43.90MJ/kg，按体积计算，（液态）丙烷、丁烷的低热值分别为27.00MJ/L和27.55MJ/L，汽油为32.05MJ/L。

因此单位重量LPG的热值高于汽油，而单位体积的LPG的热值只是汽油的80%-90%。

（7）点火极限

燃料和空气混合后形成的混和气的浓度过浓（燃料过多）和过稀（燃料不足）是难于被点燃的。

浓度在一定的范围内，燃料与空气混合气才能够被点燃，这一浓度范围的上、下限值分别是燃料的点火极限的上限和下限。

按照燃料在空气中的容积比，汽油的点火极限的上下限分别为1.3%和7.6%，丙烷为2.2%和9.5%，丁烷为1.9%和8.5%。

点火极限之间的浓度范围为燃料的燃烧范围。

LPG的燃烧范围比比汽油宽，可在大范围内改变混合比。

采用稀薄燃烧技术后，可提高发动机的经济性、改善排放性能。

（8）理论空燃比

燃料和空气混合后形成的可燃混合气，其中所含空气和燃料的质量比称为空燃比。

按理论上1kg燃料完全燃烧需要空气的公斤数混合后形成的混合气的空燃比称为理论空燃比。

实际的空燃比和理论空燃比的比值称为过量空气系数。

汽油的理论空燃比为14.7，丙烷、丁烷的理论空燃比分别为15.65和15.43。

可以看出，使相同质量的燃料完全燃烧，LPG需要的空气量稍多于汽油。

按照体积计算，丙烷、丁烷的理论空燃比分别为23.81和30.95。

（9）辛烷值

燃料的抗爆性是指燃料在发动机气缸内燃烧时避免产生爆燃的能力，亦即抗自燃能力，是燃料的一个重要指标。

抗爆性用燃料的辛烷值表示，辛烷值越高，燃料的抗爆性越好，（９０号）汽油的辛烷值（ＲＯＮ）为９２，ＬＰＧ的辛烷值高于汽油，可适应更高的压缩比。

（10）受热膨胀

温度升高时，LPG体积有较大的膨胀，其单位温度的的膨胀量是水的15~20倍，约为铁金属的100倍。

（11）气/液容积比

15℃时，丙烷、丁烷的气液容积比（单位重量的丙烷、丁烷的气态容积和液态容积的比）分别为273和236。

因此，当液态LPG从储存容器或管道内泄漏出来时，其体积迅速膨胀、并蒸发成气体。

（12）色、味、毒性

LPG无色、无味、没有毒性，但是，过量吸入时，会对人体中枢产生麻痹作用。

为确保安全使用，要求LPG具有特殊臭味，一般加入硫醇、硫醚等硫化物配制的加臭剂，如果漏气便于察觉。

（13）腐蚀性

LPG对天然橡胶、油漆等有腐蚀作用，因此，LPG的储存、输送、减压等设备中的膜片、密封圈、软管等必须采用耐腐蚀的橡胶。

LPG汽车特点

LPG是一种高效、安全、清洁的燃料，非常适合汽车使用。

汽油车通过加装LPG供给系统，成为汽油/LPG两用燃料汽车。

和使用汽油相比，使用LPG时，汽车的排放性能、经济性、动力性能等具有以下特点。

1．排放性能

液态LPG经供给系统减压、蒸发后转变成气态，在混合器内和空气混合成可燃混合气。

气态的LPG和空气能够充分、均匀混合，在燃烧室内得到充分燃烧，因此排出尾气中的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）含量大幅度降低，和使用汽油相比，使用LPG后，排放物中CO、HC化合物的含量下降可达80%和60%。

除了排放法规规定的排放物（CO、HC化合物、NOX）外、汽车排放物中还含有一些未受到法规制约的成分，如对区域环境造成影响的毒性物、烟雾、酸性物等。

据有关分析报告，在产生对环境有影响的物质方面，LPG与汽油、柴油相比，在夏季烟雾上的差别系数为2，酸性物质的差别系数为5。

同时，LPG燃烧后产生的CO2含量比汽、柴油少10-15%。

2．经济性

一般认为，LPG汽车的经济性好于汽油，一方面，LPG不会稀释润滑油，燃烧后没有积碳，可减少发动机磨损，延长润滑油的使用周期，发动机使用寿命长，维护保养费用低；另一方面，LPG燃料价格低于汽油，燃料经济性好（燃料价格在很大程度上取决于政府政策）。

如果实行燃油税后，得到政府在LPG燃料税方面的优惠政策，LPG汽车的经济性将更加显著。

3．安全性

LPG经过加工后储存在密闭容器内，储存压力一般不超过1.6Mpa。

为了安全、可靠的使用LPG，系统的每一个部件都经过了严格的检验，设计上充分考虑了安全性的要求，LPG钢瓶、管线、组合阀、截止阀、接头等均能承受数倍的压力，安全系数高，一般不会破裂，造成燃料泄漏。

钢瓶生产经过多道工序的严格检验，从材料到加工直至产品出厂的每一个环节均有严格的质量保证，在经过严格的压力试验、密封性试验及壁厚、焊缝等项目检查后，才能投入使用。

此外，根据LPG燃料的特点，在LPG供给系统中设计了多种安全装置，如限量充装阀、压力释放阀（安全阀）、过流量自锁阀、手动截止阀、电磁截止阀等，确保LPG汽车的安全使用。

国内外多年的使用经验表明，LPG汽车具有很好的安全性，只要按照正确的方法使用，LPG汽车的安全性是不需担心的，在同样的条件下LPG甚至比汽油更安全。

4．动力性能

在对汽油车加装LPG供给系统时，考虑到使用汽油的需要，没有对发动机进行改动。

在使用LPG燃料时，LPG以气态形式在混合其中与空气同时进入发动机进气岐管，因此使发动机进气效率降低（空气吸入量减少）和使用汽油时相比，发动机每一工作循环中，燃料燃烧产生的热量较少、功率有所下降。

采用在汽油车上加装LPG供给系统的LPG汽车，和使用汽油时相比，其功率下降约5%左右（符合法规的要求），在使用过程中基本没有明显感觉。

LPG供给系统

不用对奇瑞电喷发动机汽油供给系统进行改动，仅加装LPG供给系统及成为LPG/汽油两用燃料汽车。

加装后的两用燃料汽车即可使用LPG,又可和改装以前一样使用汽油燃料，使用时能够方便地实现两种燃料的转换。

LPG供给系统包括LPG钢瓶、LPG截止电磁阀、电喷模拟调节器、蒸发减压器、功率调节阀、混合器、油/气转换开关等。

（后附图1，附图2）

LPG供给系统工作过程

1.加气过程

将加气站加气枪和LPG充气阀连接（本车用转接头），打开加气枪加气开关，LPG经加气枪、充气阀、加气管路、组合阀流入LPG钢瓶内。

当钢瓶内LPG液面达到钢瓶容积80%位置时，组合阀上的限充装置自动切断LPG进气通道，加气枪加气开关自动跳开，完成加气过程。

2.LPG工作过程

将油/气转换开关至于LPG位置，打开点火开关钥匙，启动发动机，当转速超过转换界限，LPG截止阀打开LPG管路，同时，电喷模拟器控制喷嘴处于关闭状态，停止汽油供给，LPG蒸发减压后进入混和器。

当启动发动机后，油/气转换开关得到转速信号输入，条件达到时输出控制LPG电磁截止阀的开启信号，LPG电磁截止阀打开LPG管路、钢瓶内LPG在压力作用下经过组合阀、LPG管路、LPG电磁截止阀输送到蒸发减压器。

以液态的、具有一定压力的LPG在蒸发器内被蒸发减压成接近常压的气态LPG,气态LPG经低压管路、功率调节器输送至混和器，与来自空气滤清器的空气混合，形成可燃混合气，可燃混合气通过进气歧管进入各个燃烧室，被点燃、完成做工过程。

3.汽油工作过程

将油/气转换开关至于汽油位置，电喷模拟调节器接通汽油喷嘴电路，用时，LPG电磁截止阀处在关闭位置。

发动机按正常电喷方式工作。

4.汽油至LPG的转换

使用汽油时，如果需要将燃料转换到LPG，首先将油/气转换开关从汽油位置转换到LPG位置，此时电喷模拟调节器控制喷嘴处于关闭状态，同时LPG电磁截止阀被打开，LPG被供给至发动机，从而完成了从汽油至LPG的燃料转换。

注意：

在发动机起动时，不管油/气转换开关在什么位置，都是汽油起动，在超过预定的转速后再降到预定转速时才自动转到燃起状态。

5.LPG至汽油的转换

汽车使用LPG时，如果要将燃料转换至汽油，将油/气转换开关从LPG位置按至汽油位置，此时LPG电磁截止阀关闭、电喷模拟调节器接通汽油喷嘴电路，汽油被喷射供给发动机。

6.LPG的闭环控制

为了实现对空燃比的精确控制，在系统中安装有一个用于控制LPG供给量的闭环控制系统。

闭环控制系统中的LPGλ中央控制器读入安装在排气管上的氧传感器测得的尾气中的氧浓度信号，然后控制安装在低压管路上的功率调节阀步进电机动作，对LPG供给量进行调节，使进入发动机的混合气浓度始终在理论空燃比附近。

减压蒸发器工作原理

LPG减压蒸发器分为两级，第一级为蒸发、减压室，由高压管路送来的LPG，经一级进口进入一级减压室，LPG吸收水套内发动机循环水热量，蒸发成气态，同时，当一级减压室内压力升高，通过杠杆机构减小一级进口开度，从而减少LPG进入量；反之，室内压力偏低时，在锥形弹簧的弹力下，杠杆机构增大一级进口开度，增大LPG进入量。

第二级为调压室，由橡胶膜片调节其压力，橡胶膜片外侧和大气相通。

从一级室过来的气态LPG进入调压室，在发动机真空度的作用下，气态LPG从出口流入混合器。

当发动机转速增高时，真空度增加，需要吸入更多的LPG燃料，此时，橡胶膜片两侧产生压力差，膜片向调压室一侧移动，与之相连的杠杆增大二级进气口的开度，从而增加向调压室的供气量；反之，发动机转速下降时，真空度减小，需要的LPG燃