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1、压缩天然气（CNG）汽车基本知识1、什么是压缩天然气（CNG）汽车？ 简单地说，压缩天然气（CNG）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，压缩天然气（CNG）汽车已在世界和我国及我市得到了推广应用。 我国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压缩天然气（CNG）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
2、体。2、压缩天然气（CNG）汽车的主要优缺点（1）压缩天然气（CNG）汽车是清洁燃料汽车。 压缩天然气（CNG）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，许多国家已将发展压缩天然气（CNG）汽车作为一种减轻大气污染的重要手段。（2）压缩天然气（CNG）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
3、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515%，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，压缩压缩天然气（
4、CNG）汽车所用的配件比汽油车要求更高。表现在：国家颁布有严格的压缩天然气（CNG）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1.54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，压缩压缩天然气（CNG）汽车是十分安全可靠的。（4）CNG汽车的动力性略有
5、降低。燃用天然气时，动力性略下降515%。（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
6、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4969kPa。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
7、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
8、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
9、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 20MPa1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
10、，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，方能驾驶压缩天然气（CNG）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
11、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12.4V；起动电压8.5V（2）发动机正常发电；起动机正常工作（3）分电器白金电压0.2V，分度误差1.，火花塞间隙调正确，不积碳整车（1）整车各总成工作正常（2）整车技术附合GB72581997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。
12、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
13、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
14、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。
15、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1.01.5%，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。
16、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压缩天然气（CNG）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
17、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12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
18、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
19、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
20、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
21、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
22、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、保管压缩压缩天然气（CNG）汽车的有关技术资料。四、CNG加气站的建设与管理1、加气站的组成（1）天然气的净化和干燥（含调压控制系统）从天然气管网输送来的天然气不能直接作汽车燃料，必须经过脱水、脱烃、脱硫净化和干噪处理并达到有关气质标准要求，方能作为汽车燃
23、料。该系统主要包括：脱水、脱烃、脱硫设备及过滤器、干噪器、天然气回收装置和压力调节器等。（2）天然气压缩系统经过净化和干燥处理后的天然气即可进入压缩系统进行压缩。压系统包括以下部分：进气缓冲罐、压缩机主机、润滑系统、冷却系统、其他。进气缓冲罐的作用是减轻天然气进气压力的脉动给机组带来的振动，避免对机组零部件造成损害。压缩机主机是压缩机系统的心脏，也是整个加气站的心脏。CNG加气站用的压缩机，排气压力高、排气量小，一般采用往复式活塞压缩机。压缩机润滑系统包括曲轴主轴承的润滑、曲轴连杆润滑、十字头的润滑、活塞与气缸之间的润滑等。CNG压缩机一般均采用强制润滑方式。压缩机冷却系统的作用是为了保障天然
24、气在最终排气压力下的温度不超过设计要求。冷即系统分为两部分：一部分为压缩机气体的冷却；一部分为润滑油的冷却。冷却一般有两种方式，即水冷和风冷。其他包括排气量的调节、电机转速控制、进气卸荷控制、安全阀、泄漏气体回收或放空装置等辅助部分。（3）天然气储存系统在加气站中应配置储气瓶组。压缩机工作时，首先向储气瓶组充气，当储气瓶组中的压力达到设定的最高压力后压缩机自动停机。此时，若有汽车充气，则按顺序充气程序，首先使用的是储气瓶组中的压缩天然气；当储气瓶组中的天然气压力降到设定的压力时，压缩机会自动开机，向储气瓶组再次充气。加气站储气瓶组的设计储存压力和压缩机排气压力相同，为25MPa，总的储气容积依
25、加气站的不同规模而不同，各个加气站制造商设计容积也有差别。但其原则是保证加气站的高效和建站的经济性。（4）控制系统控制系统包括电源控制、压缩机运行控制、储气控制（优先/顺序系统）、售气控制。电源控制包括电源的分区供电、主电机的启动系统、主电机和辅助电路的保护系统。压缩机运行控制设置有自动启动、自动停机、故障点自动停机和紧急关机等控制项目。储气控制（优先/顺序系统）通过优先/顺序控制装置实行对加气站的储气控制。售气控制主要包含在售气机系统内，自动化程序更高，程序控制盘完成。程序控制盘是一种计算机系统，软件由四个部分组成，即：系统自检程序；单价设置程序；开放关闭、电磁阀及流量检测计量、计价程序；显示输出程序。（5）CNG售气系统售气系统由售气机和其气路系统组成。当向压缩压缩天然气（CNG）汽车上的气瓶充气时，来自加气站储气瓶组的高压天然气流经售气机的质量流量计，流量计传感器产生脉冲信号，经变送器（检测器）传送给电子装置（微电脑装置）。由电脑识别传送来的脉冲信号进行计量、计价和显示。售气机气路系统负责完成对售气过程的顺序控制和售气结束后自动关闭电磁阀。13