鄭州市2012年開始推廣應(yīng)用的是可分別燃用壓縮天然氣或汽油壓縮天然氣—汽油兩用燃料汽車,簡稱CNG汽車,今后還將大力推廣應(yīng)用單燃料天然氣汽車。車用壓縮天然氣的壓力一般在20MPa左右??蓪⑻烊粴猓?jīng)過脫水、脫硫凈化處理后,經(jīng)多級加壓制得。其使用時的狀態(tài)為氣體。
1、燃燒穩(wěn)定,不會產(chǎn)生爆震,并且冷熱起動方便。
2、壓縮天然氣儲運,減壓,燃燒都在嚴(yán)格的密封狀態(tài)下進(jìn)行,不易發(fā)生泄露。另外其儲氣瓶經(jīng)過各種特殊的破壞性試驗,安全可靠。
3、壓縮天然氣燃燒安全,積碳少,減少氣阻和爆震,有利于延長發(fā)動機(jī)各部件的使用壽命,減少維修保養(yǎng)次數(shù),大幅度降低維修保養(yǎng)成本。
4、可減少發(fā)動機(jī)的機(jī)油消耗量。
5、使用壓縮天然氣與汽油相比,可大幅度降低,一氧化碳,二氧化硫,二氧化碳等的排放。并且沒有苯,鉛等致癌和有毒物質(zhì)危害人體健康。
CNG汽車采用定型汽車改裝,在保留原車供油系統(tǒng)的情況下增加一套“車用壓縮天然氣轉(zhuǎn)換裝置”。改裝部分由以下三個系統(tǒng)組成。
(1)天然氣系統(tǒng),主要由充氣閥,高壓截止閥,天然氣鋼瓶,高壓管線,高壓接頭,壓力表,壓力傳感器及氣量顯示器等組成。
(2)燃?xì)夤┙o系統(tǒng)。主要由燃?xì)飧邏弘姶砰y,三級組合式的減壓閥,混合器等組成。
(3)油氣燃料轉(zhuǎn)換系統(tǒng):主要由三位油氣轉(zhuǎn)換開關(guān),點火時間轉(zhuǎn)換器,汽油電磁閥組成。
燃?xì)怃撈康钠靠谔幇惭b有易熔塞和爆破片兩種保安全裝臵,當(dāng)氣瓶溫度超過100攝氏度,或壓力超過26MPa時,保安裝臵會自動破裂卸壓,減壓閥上設(shè)有安全閥;氣瓶及高壓管線安裝時,均有防震膠墊,卡箍牢固。因此,該系統(tǒng)在使用中是最安全可靠的。
汽車以CNG做燃料時天然氣經(jīng)三級減壓后,通過混合器與空氣混合進(jìn)入氣缸,壓縮天然氣由額定進(jìn)氣氣壓減為負(fù)壓,其真空度為49—69KPa。減壓閥于混合器配合可滿足發(fā)動機(jī)不同工況下混合氣體的濃度要求。
減壓閥總成設(shè)有怠速閥,用以供給發(fā)動機(jī)怠速用氣;壓縮機(jī)減壓過程中要膨脹做功對外吸熱,因此在減壓閥上還設(shè)有利用發(fā)動機(jī)循環(huán)水的加溫裝臵;為提高該車的操作性能,駕駛室設(shè)臵有油氣燃料轉(zhuǎn)換開關(guān),用來統(tǒng)一控制油氣電磁閥及點火時間轉(zhuǎn)換器,點火時間轉(zhuǎn)換器由電路系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換兩種燃料的不同點火提前角;儀表板上氣量顯示器的5只紅綠燈顯示氣瓶的儲氣量;燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)上還設(shè)有供發(fā)動機(jī)的供氣按鈕。因此,功能齊全,操作非常方便。當(dāng)燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)臵于天然氣位臵時,電磁閥找開,汽油閥關(guān)斷。儲氣瓶中天然氣流經(jīng)總氣閥,濾清器,電磁閥進(jìn)入減壓器,經(jīng)多級減壓至負(fù)壓,再通過動力閥進(jìn)入混合器,并與空濾器中來的空氣混合點燃推動發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動。
混合器可在減壓器的調(diào)節(jié)下,根據(jù)發(fā)動機(jī)不同工況下產(chǎn)生的不同真空度,自動調(diào)節(jié)供氣量和空氣與天然氣均勻混合,滿足發(fā)動機(jī)的供燃要求。動力閥可改變天然氣低壓管及截面積,調(diào)節(jié)混合氣閥關(guān)斷,原車供油系統(tǒng)恢復(fù)狀態(tài)正常供油,發(fā)動機(jī)正常運轉(zhuǎn)??刂葡到y(tǒng)主要由燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)組成,通過控制汽油電磁閥和燃?xì)怆姶砰y的開關(guān),實現(xiàn)供油供氣選擇。
天然氣汽車的工作原理與汽油汽車的原理一致。簡言之,天然氣在四沖程發(fā)動機(jī)的氣缸中與空氣混合,通過火花塞點火,推動活塞上下移動。盡管天然氣與汽油相比,可燃性和點火溫度存在一些差別,但天然氣汽車采用的是與汽油車基本一致的運行方式。
CNG汽車
按照所使用天然氣燃料狀態(tài)的不同,天然氣汽車可以分為:
壓縮天然氣(CNG)汽車。壓縮天然氣是指壓縮到20.7—24.8 MPa的天然氣,儲存在車載高壓氣瓶中。壓縮天然氣(CNG)是一種無色透明、無味、高熱量、比空氣輕的氣體,主要成分是甲烷,由于組分簡單,易于完全燃燒,加上燃料含碳少,抗爆性好,不稀釋潤滑油,能夠延長發(fā)動機(jī)使用壽命。加工成本相對較低,極難液化,CNG汽車最大的缺點是高壓鋼瓶過重,體積大且儲氣量小,占去了汽車較多的有效重量,限制了汽車攜帶燃料的體積,導(dǎo)致汽車連續(xù)行駛里程短,另外因鋼瓶的存儲壓力高,也具有一定的危險性;
LNG汽車
液化天然氣(LNG)汽車。天然氣在常壓下冷卻至-162℃后液化形成LNG,其燃點為650℃,爆炸極限為5%~15%,安全性較高。LNG汽車可以明顯的壓縮天然氣體積,一次充氣,可以行駛500km甚至1000km以上,非常適合長途運輸使用。與CNG汽車相比,LNG汽車在安全、環(huán)保、整車輕量化、整車?yán)m(xù)駛里程方面都具有優(yōu)勢。
液化石油氣(LPG)是一種在常溫常壓下為氣態(tài)的烴類混合物,比空氣重,有較高的辛烷值,具有混合均勻、燃燒充分、不積碳、不稀釋潤滑油等優(yōu)點,能夠延長發(fā)動機(jī)使用壽命,而且一次載氣量大、行駛里程長。
世界上使用較多的是壓縮天然氣汽車。
按照燃料使用狀況的不同,天然氣汽車可分為:
專用燃料天然氣汽車。發(fā)動機(jī)只使用天然氣作為燃料。
兩用燃料天然氣汽車。既可以使用天然氣也可以使用汽油作為燃料。
雙燃料天然氣汽車。可以同時使用液體燃料和天然氣。
汽車使用的天然氣除被儲存時壓縮到高壓以外,與民用和工業(yè)用天然氣沒有什么區(qū)別。壓縮天然氣(CNG)是指壓縮到3000-3600psig(20.7-24.8MPa)的天然氣。天然氣通過售氣機(jī),按重量(以千克為單位)或當(dāng)量汽油升(GLE,以與汽油所含能量相等為基礎(chǔ))計量后加到汽車中。天然氣的辛烷值在122-130之間。
壓縮天然氣(CNG)汽車燃料系統(tǒng)通常包括:天然氣氣瓶、減壓調(diào)壓器、各類閥門和管件、混合器(或者天然氣噴射裝置)、各類電控裝置等。
CNG氣瓶是壓縮天然氣汽車的主要設(shè)備之一。氣瓶的設(shè)置和生產(chǎn)都由嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)控制。CNG車用氣瓶可以分為四類:第一類氣瓶是全金屬氣瓶,材料是鋼或鋁;第二類氣瓶采用金屬內(nèi)襯,外面用纖維環(huán)狀纏繞;第三類氣瓶采用薄金屬內(nèi)襯,外面用纖維完全纏繞;第四類氣瓶完全是由非金屬材料制成,例如玻璃纖維和碳纖維。
盡管一般認(rèn)為由于天然氣積碳少,機(jī)油更換的次數(shù)可以少一些,甚至例行的維護(hù)也可以少作一些,但我們認(rèn)為汽車、發(fā)動機(jī)和改裝系統(tǒng)的定期維護(hù)可以保障天然氣汽車與汽油車和柴油車相比具有更好的性能。天然氣汽車主要部件:減壓器,混合器或噴規(guī);開環(huán)防真器1套或燃?xì)怆娔X一只;轉(zhuǎn)換開關(guān)總成 1套;動力調(diào)節(jié)閥 或天然氣過濾器1只;高壓鋼管φ6×1:0.8KG;導(dǎo)氣管1只;排氣管1米;穩(wěn)固件包1包;低壓管φ19:1米;低壓管φ16 0.3米;卡箍φ16-27 4只;卡箍φ22-φ32 1只;卡箍φ34 1只;充氣閥1只。氣瓶及氣瓶支架一組。