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警告用户
天然气汽车燃气装置出厂前已调试合格,用户不得随意拆解,因此而发生的事故本公司概不负责。
尊敬的用户,在使用CNG汽车前,请仔细阅读本手册。
鉴于产品的技术进步,本说明书将不断修改和完善。
目录
1、天然气汽车概述
2、压缩天然气的物理性能
3、车辆主要技术性能参数
4、车辆燃料供给系统结构简介
5、驾驶事项
6、每日出车前的检查
7、车辆充气与停放
8、车辆的维护与保养
9、安全规程
一、天然气汽车概述
1.压缩天然气(CNG)/汽油两用燃料汽车,是在原车基础上加装了CNG装置改装而成,主要包括CNG储气系统,供给和控制系统。
以天然气代替汽油用作汽车燃料,具有以下诸多优点:
1)以CNG代替汽油,可以缓解车用燃油的供需矛盾,还能大大节约燃料费用,降低运输成本;
2)CNG辛烷值高,抗暴性好,可以提高发动机的热效率,降低噪声。
3)车辆尾气排放中CO、HC含量少,而且没有苯、铅等致癌有毒物质,对环境污染小;
4)CNG对发动机润滑油破坏程度小,不积碳,可以减少发动机的磨损,从而延长发动机的使用寿命,节约维修费用。
5)车辆即可燃烧CNG又可燃烧汽油,油气转换方便;
6)与空气相比,天然气密度较小,一旦发生泄露、会很快在空气中扩散,不易聚集燃烧造成火灾;
7)CNG与汽油相比燃点高,不易发生火灾,再加上较好的安全储气装置,安全可靠性非常高。
二、压缩天然气的物理性能
1、天然气
天然气-NaturalGas,简称NC,天然气的主要成分为甲烷(CH4),甲烷的特性决定了天然气的性能。
产地不同,天然气中的甲烷含量不同。
天然气的特性
1)比重
常温、常压下的甲烷、天然气比重以及与空气比重的比值:
单位
比重
与空气比重的比值
甲烷
Kg/m3
0.71
55%
天然气比重小空气,当从储存容器、管道中泄漏出来后,天然气将向上移动,扩散到空气中。
2)热值
热值是指单位重量或体积的燃料完全燃烧后产生的热量,分为高热值和低热值。
天然气主要成分的热值:
成份
高热104(kj/kg)
低热值104(kj/kg)
甲烷
5.55
5.01
汽油的低热值为4.44X104kj/kg。
天然气的单位重量热值高于汽油。
按体积计量计算,1立方米天然气的热值高于1升汽油的热值。
3)沸点
在常温、常压下,天然气为气体状态:
甲烷的沸点-162,在此温度以上,天然气呈气态。
由于非常低的沸点,天然气非常难于液化,一般采用气体状态储存和输送天然气。
4)颜色、味道和毒性
甲烷(天然气)是一种无色、无味的物质,且没有毒性:
天然气在空气中的浓度较高时,对人体有一定的麻醉作用。
为便于识别其在空气中的存在、在生产过程中添加了少量的臭味剂(硫醇、硫醚等物质)。
5)点火极限
气态的天然气与空气形成混合气,混合气浓度在一定范围内时能够被点燃,燃烧,超过这个范围将不能被点燃,这个范围的上下限即为点火下限和点火上限。
天然气的点火上限和点火下限分别为5%和15%。
6)理论空燃比
单位重量(或体积)燃料完全燃烧需要的空气重量(或体积)即为该燃料的理论燃比。
汽油、甲烷的(重量)理论空燃比分别为14,7:
1、16.7。
相同质量的燃料完全燃烧、天然气需要更多的空气。
按照,体积计算,天然气的理论空燃比约为10:
1。
7)辛烷值
辛烷值是燃料抗爆震燃烧的能力,辛烷值越高、表示抗爆性截止好,发动机可以采用更高的压缩比。
目前使用的汽油辛烷值一般为90、93。
天然气的辛烷值一般在120~130之间,其抗爆性要好于汽油。
8)自然温度
在没有外界火源的条件下,由于天然气内部的氧化、本身温度或介质温度变化而引起天然气自行着火燃烧,天然气自行着火燃烧的最低温度即为自燃温度。
天然气的自燃温度为732
汽油的自燃温度为232—482;
较高的自燃温度表明天然气的安全性好于汽油。
9)起燃方式
天然气自燃温度高,难于压燃,适宜外火源点燃,同时高的辛烷值,适合在较高的压缩比下点燃工作。
天然气在汽车上使用一般采取两种方式工作:
在天然气单燃料或两用燃料车上,采用电炎花点燃的工作方式:
在柴油/天然气双燃料车上,在天然气工作时,一般喷射少量的此油,利用被压燃的柴油点燃天然气的工作方式。
2、车用天然气的质量要求。
项目
质量指标
高位发热值(MJ/m3)
>31.4
硫化氢(H2S)含量(mg/m3)
<15
总硫(以硫计)含量(mg/m3)
<200
*尘埃含量(mg/m3)
<15
*尘埃微粒直径(um3)
<10
二氧化碳(CO2)含量v/v
<3.0
*氧气(O2)%
<0.5
*含水量(mg/m3)
一般地区<16,冬季温度在-20~-40时应<10
水露点
在汽车驾驶的特定区域内,在最高压力下水露点不应高于-13,当最低温度低-8,水露点应比最低气温低5
“#”:
目前未列入国家标准
3、压缩天然气汽车的特点
压缩天然气汽车储存的天然气量相对较少,且储存容器的重量造成整车重量增加很多。
在汽油车的基础上增加CNG系统而成的既能使用CNG,又能使用汽油的两用燃料车目前广泛使用,这种方式改装方便、成本低,但整车性能下降较多。
1)排放性能
天然气作为一种气体燃烧,与空气混合更均匀,燃烧更加充分,排放的CO、HC等有害物质更少;其他一些没有受排放法规控制的有害成分(如对区域环境影响的毒性物质、烟雾、酸性物质等也比汽油、柴油要少);
在所有碳氢燃料中,天然气的炭氢比小,碳与氢的比例为4:
1、CO2排放量比汽油少25%左右、有利于保护全球的环境质量。
发达国家基于天然气的这一特性、将天然气确寂为真正的清洁燃料而加以推广使用。
2)经济性
维护费用:
天然气不会稀释润滑油,燃烧后没有积碳,可减少发动机磨损,延长润滑油更换周期,维护保养费用低,延长发动机寿命;
燃烧费用:
按1立方米天然气相当1.1升汽油计算,可减少燃料费用50%以上。
使用CNG作为汽车燃料,可大大降低燃料费用。
3)动力性
目前的CNG车基本是在汽油车上增加CNG系统而成的两用燃料车,发动机的压缩比、点火系统,进气系统等均没有变动,因而造成使用CNG时发动机的动力性能没有得到充分发挥;
天然气的理论空燃比为10:
1,在进入发动机时,天然气将占有约10%的体积空间,导致吸入发动机的空气量少约10%,进气效率降低,从而引起动力性的下降:
天然气性质稳定,燃烧速度慢,点燃需要更多的能量;
与使用汽油相比,使用CNG时的动力性约下降15%
4)安全性
系统的每一个部件的设计、生产、检验充分考虑了安全性;
储气瓶必须是指寂的专业厂家生产;
储气瓶的承压能力是CNG工作压力的数倍;
每一个储气瓶出厂之前必须100%进行安全检验;
储气瓶阀上没有安全阀、手动截止阀,保证安全使用和便于维护,减压器上设有安全阀,保证在系统出现故障时的安全性;
天然气性质稳定,密度小,自然温度高,安全性好于汽油燃料。
国内外的使用经验表明、因CNG系统发生的安全事故要远低于汽油车、柴油车。
5)续驶里程
压缩方式储存天然气,储存燃料的能量密度低,相同体积的储存容器,续驶里程仅相当于汽油的1/4。
且储存容器的重量大、导致整车自重增中。
对于小型车,在设计时考虑到自重增中的限制,以及车上有限的空章,不允许安装过多的天然气储气瓶,所以使用天然气的续驶里程较少。
4、压缩天然气在车辆上的储存
常温、常压下的天然气密度非常低,为有效的储存天然气,一般采用压缩方式储存天然气,以提高天然气的储存量,气车上使用的CNG的最高压力为20Mpa(相当于将天然与缩200倍)
三、车辆主要技术性能参数
汽油车改装为天然气/汽油两用燃料汽车后,车辆的主要技术性能如下:
1、动力性能(以比亚迪F3为例)
名称
技术指标
汽油
CNG
汽车最高车速(km/h)
≥165
≥155
限定条件下平均使用燃料消耗量(90km/h)
≤7.0L/100km
≤6.5m3/100km
起步换挡加速到100km/h
≤18S
≤24S
2、汽车怠速污染物排放
燃料类别
CO含量(%)
HC含量(PPM)
汽油
≤0.3
≤80
天然气
<0.3
<60
四、车辆燃料供给系统结构简介
天然气汽车是在保留原定型汽车供油系统不变的基础上,加装一套“CNG转换系统”改装而成。
“CNG转换系统”主要由储气系统、供给系统及控制系统三部分组成;
■储气系统:
主要由充气阀、手动截止阀、天然气储气瓶、储气瓶瓶口阀、高压管路及其接头、压力传感器等部件组成。
■供给系统:
主要同三级减压器、低压管路、步进电机阀、混合器等部件组成。
■控制系统:
主要由燃气控制单、喷油仿真器、点炎时间调节器、转换开关、天然气电磁阀、气量显示仪等部件组成。
改装后的两用燃料汽车的工作原理框图如下:
五、驾驶事项
1)驾驶员要参加CNG汽车驾驶技术培训
2)起动发动机前,应首先观察汽油表,检查油箱的汽油量。
警告:
汽油箱必须保存一定数量(不少于10升)的汽油,避免因缺少汽油烧坏汽油泵
3)使用天然气工作前,开户CNG储气瓶瓶口阀,检查管路、接头是否漏气,检查燃料转换开关是否正常工作。
减压器和各种阀门及开关应工作正常。
警告:
开启储气瓶瓶口阀时,严禁站在储气瓶瓶口阀的正面
4)发动机起动
①CNG起动
将燃料转换开关置于“天然气”档,检查气量显示仪是否显示。
检查CNG电磁阀工作是否正常。
确保燃气系统正常、起动时间可将天然气强制起动按钮按下,然后再按汽车正常操作程序进行起动、待发动机自行运转后即松开天然气强制起动按钮。
注意:
在气温较低的条件下驾驶CNG汽油两用燃料汽车时,如果直接用CNG启动,可能会发生减压器冻结的现象,此时可先用汽油启动。
当热车以后,也就是发动机冷却水温度达到60以上时,再改用CNG行驶。
②汽油起动
先将转换开关置于“汽油”档,然后检查常闭继电器是否正常工作,若正常,即可按正常驾驶操作程序启动。
注意:
转换开关在“天然气”档时,汽车也用汽油起动,起动后,发动机以汽油为燃料运转。
只有当发动机转速从2500~3000rpm下降到2500rpm以下时。
系统才自动转为天然气燃料工作状态。
5)燃料转换
①由CNG转换为汽油
将燃料转换开关从“天然气”档直接换到“汽油”档,这时CNG电磁阀关闭,常闭继电器闭合,汽油泵通电工作。
同时喷油仿真器接通喷油器电路,氧传感器自动恢复为原车电路。
发动机以汽油为燃料进行工作。
②由汽油转换为CNG
先将燃料转换开关从“汽油”档转换到“天然气”档,发动机仍以汽油为燃料运转,踩油门踏板,使发动机转速升高到2500~3000rpm,然后松开油门,当发动机转速下降到2500rpm以下时,系统自动转换为天然气工作状态。
当CNG作为燃料时,应注意观察气量显示仪所指示的气量。
当红灯亮时,应尽快到加气站充装CNG。
6)车驾驶中须注意的事项
①行车途中严格按照驾驶安全规程操作,充分估计路况,路情,从而避免在会车,超车时发生事故。
②行车途中停车时,应选择阴凉通风处、防止曝晒,且远离火源、热源。
③CNG/汽油两用燃料汽车在行驶中如发现天然气有泄潜漏现象,应立即靠边停车,关闭天然气储气瓶阀,然后改用汽油将汽车开到改装厂进行处理,泄漏故障排除后方可继续使用天然气行驶。
④如在行驶中万一发生火灾,应迅速关闭电源,天然气储气瓶阀,并隔离火源,立即用灭火器灭火。
此外,应迅速将在场人员疏散到安全地方。
警告:
排放高压天然气时,现场严禁明火。
⑤汽车长期燃用天然气,每行驶500km应改烧汽油1小时,以防止供油系失效。
六、每日出车前的检查
每日出车前,除了按照原《轿车使用手册》进行检查这外,还应该对天然气专用装置进行检查。
(1)检查发动机仓内橡胶管是否有龟裂漏水漏气。
(2)检查各部件的紧固情况中,检查气瓶管路及接头处是否泄露,转换开关工作是否正常。
(3)开启CNG储气瓶瓶口阀。
观察气压表气量显示仪显示的气量,如果压力低于2公斤且红灯这,应尽快到加气站充装天然气。
七、车辆充气与停放
1)充气
①汽车进入充气位置后要停放好车辆,拉住手刹,关闭电源总开关。
②取下充气头防尘帽,插入充气枪插头,开启CNG储电瓶瓶口阀,打开充气阀手动截止阀,开始充气。
③充气结束后,应先关闭充气阀手动截止阀,再拔出充气枪插头,然后装上充气头防尘帽,以防止天然气的泄漏。
关闭CNG储气瓶气动员截止阀,检查高压管路,接头等有无漏气现象。
④充气时,应严格执行充气操作安全规程,CNG储气瓶充满后,压力不得超过20Mpa。
⑤充气时,天然气汽车与明火的距离不得少于10m。
2)车辆的停放
①短期入库停车时,必须关闭电源总开关,CNG储气瓶瓶口阀,另外车库内必须有防火、防爆安全措施和制度。
②车辆长期停放时,应将CNG用完,然后按汽油车的停放规定对车辆进行安置。
③严禁在封闭的车库,厂房内拆卸、维修天然气供气系统。
八、车辆的维修保养
和汽油车一样,CNG汽车的燃料系统在长期使用过程中会出现各种故障,只有经常注意维护保养并及时正确的排除故障,才能确保和延长CNG系统长期使用的安全性和可靠性。
①第三个月定期检查电磁阀芯。
检查拆卸前,应将储气瓶瓶口阀关闭,然后将点火开关置于“点火”位置,再将燃料转换开关置于“天然气”档,按照天然气起动方式进行起动,使高压管路中CNG排完,然后才能拆卸高压电磁阀及其它部件。
警告:
在减压调节器内的高压CNG未排完之前,严禁拆卸CNG电磁阀。
②CNG电磁阀是CNG供给系统的重要部件,一旦发现不能打开或漏气时,应及时进行维修保养。
检查维护时,应按第①条所述方法排尽CNG,按故障诊断及排除要求处理。
③驾驶人员应经常保持空气滤清器芯子的清洁。
如滤清器芯子较脏或损坏,将影响进入混合器正常的空气量,影响CNG在气缸内的正常燃烧。
④每半年应到改装地点全面对CNG供给系统检修一次,并按要求调整整个CNG转换系统。
⑤CNG储气瓶应按国家劳动部《气瓶安全检查规定》,定期对CNG储气瓶进行检测,有不合格者应及时更换,检验后填写检测卡。
⑥驾驶人员应本着对工作负责的态度,将在运行过程及维护保养中所遇到的大障零部件的损坏作好记录,以便专业维修人员能够更好的检修车辆。
九、安全规程
1、车辆加气时,瓶内压力不得超过20Mpa。
所充装的CNG必须经过净化处理,符合SY/T7546-1996《汽车用压缩天然气》气质标准。
2、开启储气瓶阀时,操作人员不得站在气瓶阀口的正面,截止阀应缓慢开启,通气后再逐渐开大,防止冲击压力传感器及其它零部件。
3、驾驶室及车辆附近不得使用明火。
4、行车时应避免气瓶及管路与障碍物撞击、发现供气系统有漏气现象时应及时排除。
5、车辆停止行驶时,应停放在阴凉处。
防止日光曝晒。
6、保养车辆时,气瓶、诚压器、管路等严禁敲击、碰撞。
7、充气时,应严格遵守充气站的安全规程,气瓶与明火的距离不得小于10m。
充气时,汽车停稳拉起手制动,关闭电源,打开储气瓶瓶口阀;去掉充气阀防尘帽,接上充气枪后,把充气阀手动截止阀打开,然后可以正常加气;加气结束后,先关掉充气阀手动截止阀,再拔下加气枪,装上防尘帽。
充气过程应由充气站的专职充气人员负责操作。
检查供气系统中是否有泄漏现象,确保无误码后方可起动运行驶。
8、严禁用明火方法检查有无天然气泄漏,只能用发泡液(肥皂液)或气体检漏仪检查有无泄漏。
十、故障查找与检修
CNG供给系统的常见故障主要归属于以下几个方面:
动力系统、燃料转换系统、点火系统、空燃比等。
故障模式
原因
处理方法
1、发动机熄火或不能用汽油和CNG启动
1)汽车点火系故障
检修
2)汽油或CNG耗尽
加油或加气
3)发动机有故障
检修
4)12V直流电源不正常
检修
5)接线有误或导线插头有松动
检修
6)电池未充电或者电量不足
检修或更换
7)CNG电磁阀故障
检修或更换
8)喷油仿真器有故障
调整或更换
9)控制单元“ECO”故障
调整或更换
2、发动机可用汽油工作不但能用CNG工作
1)CNG储气瓶内CNG用完;
加气
2)CNG储气瓶瓶口阀未开启;
开启瓶口阀
3)CNG供给系统导线松动或电路有故障
检修
4)转换开关有故障、或接线错误
检修或更换
5)CNG电磁阀有故障
检修或更换
6)减压器故障
检修
7)混合器漏气
检修
8)步进电机故障
更换
9)控制单元“ECO”故障
调整、更换
10)低压管路有泄露
检修或更换
11)
12)
3、发动机用CNG启动困难
1)电源电压低于12V
检修
2)点火系统故障;
检修或调整
3)CNG耗尽或CNG储气瓶瓶口阀为完全打开
加气或开启瓶口阀
4)混合气比例过高或过低
检修、调整
5)起动步骤错误
按正确步骤起动
6)空气滤清器脏;
清洗或更换
7)混合器漏气;
检修
8)喷油仿真器故障;
调整或更换
9)控制单元“ECO”故障
调整或更换
10)转换开关故障
检查、调整或更换
4、燃用CNG状态下发动机怠速不稳
1)发动机有故障;
检修
2)减压器故障;
检查、调整
3)空气滤清器太脏;
清洗或更换
4)怠速混合比例不合理;
调整
5)火花塞或点火线路故障;
检修
6)控制单元“ECO”故障
调整、检修
7)步进电机故障;
更换
8)混合器有泄露;
检修
5、用CNG时发动机可怠速运转但不能正常行驶
1)混合器松动或安装不当
紧固
2)减压器内脏物太多;
检查、清洗
3)CNG供给不当
检查、调整
4)低压管扭结、阻滞
检查、修理
5)CNG储气瓶压力太低或瓶口未完全打开
加气或开启瓶口阀
6)点火下时错误
调整
7)发动机缸压太低
检修
8)排气故障
检修
9)
10)
6、用CNG时发动机熄火
1)空气滤清器影响;
清洗或更换
2)喷油仿真器喷油延时调节不当
调整
3)减压器调节不当
调整
4)转换开关延时调节不当
调整
5)
6)
7、CNG储气瓶瓶口阀和高压管路温度过代有冻结
1)高压管漏气
紧固
2)
8、减压器冻结
1)减压器循环水道阻塞或连接循环水管安装位置不当;
清洗、调整
2)冷却系统泄漏
检修
3)
4)