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燃气汽车教学内容

燃气汽车

未来环保汽车——燃气汽车的发展

　　一.相关术语：

　　代用燃料——传统发动机燃料（如汽油和柴油）的替代品。

《美国能源政策法规》将代用燃料定义为甲醇、非自然乙醇、其它酒精燃料或至少85%的这些燃料与汽油或柴油的混合燃料、CNG、LNG、LPG、氢气、煤炭衍生的液体燃料、电力、非石油基的除酒精以外的燃料。

　　代用燃料汽车——一辆改装后使用某种代用燃料的汽车或由原车生产商（OEM）生产的使用某种代用燃料的汽车。

对于大多数定义，这一术语不包括那些使用混合或新配方汽油或柴油燃料的汽车。

　　双燃料汽车——具有两套独立的燃料系统，允许汽车或者使用代用燃料，或者使用普通燃料，在同一时刻只能使用其中一种。

　　两用燃料汽车——使用代用燃料与传统燃料的混合物（例如柴油和天然气）的汽车。

汽车有两套独立的燃料系统，两种燃料能同时注入发动机燃烧室。

　　清洁燃料汽车——任何能满足由美国环保局批准的按汽车重量分类规定的一种特殊低排放标准的轿车、轻型卡车、和重型卡车（总重量低于26000lsb/1180kg），使用代用燃料、新配方汽油或清洁柴油驱动的汽车均被列为清洁燃料汽车。

　　天然气——天然气是一种无色、无味的气体，主要成分是甲烷，另外还含有少量的其它烃类，例如丁烷、乙烷和丙烷。

天然气主要产于地下，是有机物质发酵的产品，通常与其它石油产品一同生成。

天然气也可以是有机物质腐烂产生的副产品，可以在垃圾站和沼泽等地方生成。

天然气中加入了加臭剂，这使得商业天然气有一种独特的气味。

作为汽车燃料，天然气与汽油和柴油相比具有很多优点：

天然气资源丰富，价格便宜，产生的一氧化碳、臭氧和能生成烟雾的可反应烃等有害物质少。

因为点燃天然气需要更高的温度和浓度，所以天然气比汽油更安全。

而且天然气是无毒、不致癌、无腐蚀性的气体。

　　压缩天然气（CNG）——压缩天然气（CNG）是压缩后储存在天然气汽车（NGV）上的天然气。

为最有效地利用NGV有限的储存空间，天然气被压缩到很高的压力（3000psig/20.7Mpa或更高）。

　　CNG加气站——CNG加气站由内部互连的设备组成，通过这些设备将天然气压缩到高压，然后将CNG储存在压力容器中（如果加气站配备了储气容器），或者直接给天然气汽车加气。

　　改装车——原设计为使用汽油或柴油、通过改装可以使用代用燃料替代原来的燃料（或者既可使用代用燃料也可使用原燃料）的汽车。

　　专用燃料汽车——设计为只使用单一燃料的汽车。

　　甲烷——CH4，最简单的烃，天然气的主要成分。

纯甲烷的热值为1012Btu/立方英尺。

　　原车生产商（OEM）——提供原始设计材料并生产产品的汽车或发动机生产商。

原车生产商负责生产汽车、经销汽车和提供保修。

　　二.天然气汽车（NGV）的分类：

　　按照所使用天然气燃料状态的不同，天然气汽车可以分为：

　　压缩天然气（CNG）汽车　　压缩天然气是指压缩到20.7—24.8MPa的天然气，储存在车载高压气瓶中。

　　液化天然气（LNG）汽车　　液化天然气是指常压下、温度为-162度的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。

　　目前世界上使用较多的是压缩天然气汽车。

　　按照燃料使用状况的不同，天然气汽车可分为：

　　专用燃料天然气汽车　　发动机只使用天然气作为燃料。

　　两用燃料天然气汽车　　既可以使用天然气也可以使用汽油作为燃料。

　　双燃料天然气汽车　　可以同时使用液体燃料和天然气。

　　三.天然气汽车基础知识：

　　压缩天然气（CNG）汽车燃料系统通常包括：

天然气气瓶、减压调压器、各类阀门和管件、混合器（或者天然气喷射装置）、各类电控装置等。

　　CNG气瓶是压缩天然气汽车的主要设备之一。

气瓶的设置和生产都由严格的标准控制。

CNG车用气瓶可以分为四类：

第一类气瓶是全金属气瓶，材料是钢或铝；第二类气瓶采用金属内衬，外面用纤维环状缠绕；第三类气瓶采用薄金属内衬，外面用纤维完全缠绕；第四类气瓶完全是由非金属材料制成，例如玻璃纤维和碳纤维。

　　尽管一般认为由于天然气积碳少，机油更换的次数可以少一些，甚至例行的维护也可以少作一些，但我们认为汽车、发动机和改装系统的定期维护可以保障天然气汽车与汽油车和柴油车相比具有更好的性能。

　　四.CNG汽车加气站基础知识：

　　CNG加气站的主要设备包括：

气体预处理系统（进战计量装置、过滤器、干燥器等）；压缩机组；储气装置；充气优先级控制盘；售气机。

　　按加气所需时间长短的不同，CNG汽车加气站可以分为两类：

一类是加气速度可以与汽油或柴油系统相比的快充式；另一类是加气时间要达到几个小时的慢充式。

燃气汽车基本知识

1、天然气汽车基本知识

2、1、什么是天然气汽车

3、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。

4、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。

5、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。

6、2、天然气汽车的主要优缺点

7、

（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。

8、

（2）天然气汽车有显著的经济效益。

9、●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。

10、●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。

11、（3）比汽油汽车更安全

12、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：

13、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。

14、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。

15、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。

16、爆炸极限窄。

仅5~15%，在自然环境下，形成这一条件十分困难。

17、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。

18、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：

19、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。

20、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。

21、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。

22、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。

23、（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%。

24、（5）改装一次性投资大。

目前，改装一辆CNG汽车大约需3500-8000元左右。

25、3、CNG汽车的结构简介

26、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。

27、

（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。

28、

（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。

29、（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。

30、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。

31、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。

32、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。

33、4、CNG汽车的工作原理

34、

35、

36、该系统分天然气气路、汽油油路和控制电路三大部分。

37、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。

38、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。

39、5、CNG汽车的主要技术性能

40、使用天然气燃料，车辆主要技术性能如下：

41、发动机额定功率不低于原车的85%

42、发动机最大扭矩不低于原车的90%

43、汽车最高车速不低于原车的90%

44、汽车加速性能不低于原车的85%

45、直接档最低稳定车速不高于原车的5%

46、天然气额定充气压力20MPa

47、1立方米天然气可代替汽油0.8kg以上

48、一次充天然气行驶里程客车、货车不低于180km

49、轿车、微车不低于200km

50、汽车污染物排放CO含量≤1.5%

51、HC含量≤1000PPM

52、二、CNG汽车的改装

53、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。

54、1、车辆改装手续办理方法

55、

（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。

56、

（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。

57、（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。

58、2、对被改装车辆的技术要求

59、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。

60、技术指标

61、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）

（2）发动机压缩比>7.3

（3）（3）各汽缸压力>0.85MPa，且压力差不得超过平均缸压的5%

（4）（4）怠速时进气管的真空度<-0.0567MPa（负气压）

（5）（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

（1）蓄电池空载电压>12.4V；起动电压>8.5V

（2）

（2）发动机正常发电；起动机正常工作

（3）（3）分电器白金电压<0.2V，分度误差<1.，火花塞间隙调正确，不积碳

（4）整车

（1）整车各总成工作正常

（2）整车技术附合GB7258—1997《机动车安全运行技术条件》要求

3、改装系统的安装

（1）天然气钢瓶安装。

气瓶应安装在汽车的安全部位，不得影响汽车行驶性能。

根据各车型具体情况，可安装在汽车车架旁、副纵梁上或驾驶室与车箱之间。

气瓶与固定卡子间应垫胶垫，安装必须牢固。

气瓶固紧后，沿汽车纵向施加8倍于气瓶重量的力，不得发生位移或松动。

（2）高压管线安装

高压管线用卡套式高压接头与气瓶连接，气瓶间及靠近减压阀处管线应有抗震弯，管线固定卡子间距不得大于600mm，卡子及穿越孔板处应安装橡胶垫。

安装在驾驶室、载人车厢或行李厢的气瓶或管线接头，必须设置能将泄漏气体排出驾驶室或车厢外的通风口等装置。

（3）减压阀安装

减压阀安装在振动较小的驾驶室前挡板或发动机的其它地方，减压阀膜片应垂直于地面，远离排气管和其它热源，尽可能与化油器靠近。

减压阀安装好后，将发动循环水接到减压阀水道上。

（4）安装其它附件

1）安装高压截止阀、压力表、连接高压管线；

2）安装混合器与低压管线，连接减压阀及混合器；

3）在化油器和输油泵之间安装汽油电磁阀，注意电磁线圈应向上；

4）在适当位置安装充气阀；

（5）安装电器部件

根据选用电器部件的多少，按有关说明要求进行接线和安装。

安装时应注意以下两点：

1）在驾驶室内便于操作和观察的位置，安装燃料转换开关及气量显示器，在适当的位置装点火时间转换器；

2）按电路图连接所有电器线路，注意电器部件良好搭铁。

三、CNG汽车的调试使用

1、CNG汽车的调试

（1）天然气泄漏试验

先缓慢充天然气到大约10MPa，使用检漏液检查有关部位，经确认无漏气后再充气到20MPa，进一步仔细检漏。

（2）燃料转换调试

先用汽油起动发动机，然后再把燃料开关扳到中间位置，切断两种燃料供应，使发动机转速保持在2000转/分左右，待化油器内剩余的汽油将用完，发动机开始抖动时（或声音变化），立即将燃料转换开发板到天然气位置，发动机运动正常说明天然气燃烧良好。

如果发动机运转不正常，可调整点火时间或检查其它电路系统。

（3）点火正时调整

将燃料转换开关置于“气”位置，启动发动机，按原调节经验整分电盘位置，使点火时间达到最佳后，固定分电盘。

然后将燃料转换开关置于“油”位置，通过调整点火时间转换器上的旋钮或数字调节进行调整，调到最佳点火时间为止。

（4）怠速和起动调式

1）用汽油运行发动机，按原汽油车调整方法调好汽油的怠速。

2）用天然气运行发动机，调整减压阀上的怠速调节手柄，直到获得稳定的最低空转转速。

方法是：

先将减压阀怠速调节手柄旋死，旋松1.5圈左右即可，如不理想，再配合化油器调节螺钉进行微调。

3）熄火后用天然气直接起动，看天然气起动是否容易、迅速，如启动性能不良，应重新调整。

（5）加速性调式

用天然气运行发动机，在原地让发动机怠速动转，然后反复快速猛轰油门，看发动机转速变化是否迅速圆滑，如果不行，调整减压阀三级阀调节旋钮，直到满意为止。

（6）天然气与空气的空燃比调整

1）在底盘测功机上，发动机使用天然气燃料用直接档加载运转，使发动机处于最大扭矩工况，然后用废气分板仪测试发动机尾气，调整动力阀调整螺钉，使CO值为1.0~1.5%，固定动力阀调整螺钉，然后再将怠速、启动和加速复查一遍，反复调整。

2）在车辆运行中，也可根据经验，直接调整动力阀，校正发动机空燃比。

（7）松动压力传感器外壳固定螺钉，左右微动外壳（内有滑动电阻），观察压力表和显示灯亮熄情况，调整合适后，锁紧外壳固定螺钉。

2、CNG汽车的驾驶操作

CNG汽车驾驶员必须经过技术培训，取得合格证后方能驾驶天然气汽车。

（1）汽车起动前：

缓慢开启各天然气瓶阀，然后缓慢开启高压截止阀，观察压力表，了解天然气压力，检查管线接头和减压阀是否漏气。

打开气阀时，人不要站在阀和气瓶的正面。

（2）、天然气启动：

将燃料转换开关扳到“气”位置，点火开关置于“点火”位置，燃料转换开关上的指示灯亮，即可按汽车正常操作程序启动运行。

（3）天然气转换为汽油：

将燃料转换开关从“气”位置一次扳到“油”位置即可可，在转换过程中发动机会出现轻微的停顿现象，所以最好不要在交通拥挤的地方进行，如果在停驶状态下进行转换，应将发动机转速提高后进行，以免熄火。

（4）汽油转换为天然气：

先将燃料转换开关从“油”位置扳到中间位置，待化油器油室中汽车将用完，即发动机声音变化时（大约1~2分钟），立即转换开关扳到“气”位置即可。

在转换过程中，发动机仍会出现轻微的停顿现象，不要在交通拥挤的地方进行。

（5）使用天然气行驶时，注意观察仪表上气量指标灯，了解气量情况，当绿灯全熄而红灯亮时，表示天然气即将用完。

（6）严禁油气混烧。

（7）充气：

汽车进入充气位置后应拉住刹车，以免充气时车辆移动，关闭电器装置（包括收录机等等），取下充气阀防尘塞，插入充气管即可充气。

充气后，取出充气管，装上防尘塞，并检查连接处是否有泄漏现象，如不泄漏即可起动车辆。

（8）漏气处理：

汽车在行驶中发生漏气，首先应将电源关闭使发动机熄火，迅速将气瓶阀关闭，然后再作其它处理。

如果管线破裂气体大量泄漏无法关闭气瓶时，应立即将现场圈起，隔离火源，不允许人车入内，待天然气散尽（天然气比空气轻）后再作处理。

如果发生火灾，除立即关闭电源和气瓶外，还应将现场圈起，用灭火机灭火，由于气瓶上有安全装置，不会发生爆炸，可放心地处理。

（9）停车时，关闭高压截止阀及各天然气钢瓶气阀。

（10）停放：

1）当驾驶员离开汽车或临时停车超过10分钟，应关闭电源及供气阀。

2）长期停放、应将冷却液、燃油放尽，天然气用完，电源断开，置于通风、防潮、防火、防晒的场所。

3）若停放在车库内，严禁打开供气阀和使用燃气起动发动机。

3、CNG汽车安全使用规则

（1）严格执行加气安全操作规程。

气瓶加气，压力不得高于20MPa。

使用的天然气应作净化处理，符合车用天然气气质标准。

（2）严禁在装置有故障和系统存在漏气的情况下燃气运行。

（3）在拆装有关高压零部件时，应避免不安全操作。

开启瓶阀，人不得站在气瓶阀口的正面，截止阀应缓慢开启，通气后逐渐开大，防止冲击表阀及其它零件。

（4）严禁用火检查漏气。

（5）驾驶室及车辆附近，不得使用明火，应随时检查是否有天然气泄漏，驾驶室内严禁全封闭状态吸烟。

（6）行车时避免气瓶及管线与障碍物撞击，发现供气系统有漏气现象应及时排除，并换用汽油燃料。

（7）车辆停止行驶时，应停放在阴凉处，防止日光暴晒。

（8）保养车辆时，气瓶、减压阀、管线等严禁敲击、碰撞。

充气气瓶，与明火距离不得小于10m。

（9）汽车长期用压缩天然气，应定期改燃汽油一小时，运转发动机，防止供油系统失效。

（10）意外事故处理：

1）交通事故处理：

应断开总电源，关闭所有气阀等；

2）火险事故处理：

应断开总电源，关闭所有气阀隔离现场，用灭火器、砂子、覆盖物等灭火，并视情况通知消防部门，打电话119报警。

4、CNG汽车的维护保养

CNG装置的维护保养应结合汽车各级保养同时进行。

（1）每次出车前，应检查各零件的紧固情况，及时处理松动的固紧件，检查气质、管线及各连接处是否有泄漏，如有泄漏应及时处理。

（2）每月检查一次高压管线滤芯、电磁阀芯、调整各级减压阀压力。

（3）半年全面检修减压阀及供气系统一次，损坏件应及时更换。

（4）按国家劳动局《气瓶安全监察规程》规定，天然气钢瓶两年进行一次检测，不合格者应及时更换，检验后填写检测卡。

（5）经常保持CNG系统及空滤器芯子的清洁、完整。

（6）因维护保养发动机须拆卸天然气管线时，应用干净棉布堵住各接头，以免异物进入，损坏减压器阀口。

（7）车辆维护保养时，应检查充气阀、减压器、管线卡箍紧固情况。

发现松动，卡箍掉缺、无效应及时处理。

（8）车辆维护保养时，应用扭力扳手测量，检查钢瓶安装紧固情况是否符合要求。

（9）随时清除钢瓶表面上的污泥，以免影响钢瓶阀门、安全防爆阀的技术性能。

（10）只有在放出系统中的气体并关闭气瓶所有阀门之后，才能对燃气装置进行维修。

（11）凡高压系统发生故障，驾驶员不得自行拆卸、改动、修理、调整减压器等。

（12）按有关规定和要求认真填写、保管压缩天然气汽车的有关技术资料