鄭州市2012年開始推廣應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。可將天然氣,經過脫水、脫硫凈化處理后,經多級加壓制得。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,燃燒都在嚴格的密封狀態(tài)下進行,不易發(fā)生泄露。另外其儲氣瓶經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)動機的機油消耗量。
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)燃氣供給系統(tǒng)。主要由燃氣高壓電磁閥,三級組合式的減壓閥,混合器等組成。
(3)油氣燃料轉換系統(tǒng):主要由三位油氣轉換開關,點火時間轉換器,汽油電磁閥組成。
燃氣鋼瓶的瓶口處安裝有易熔塞和爆破片兩種保安全裝臵,當氣瓶溫度超過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做燃料時天然氣經三級減壓后,通過混合器與空氣混合進入氣缸,壓縮天然氣由額定進氣氣壓減為負壓,其真空度為49—69KPa。減壓閥于混合器配合可滿足發(fā)動機不同工況下混合氣體的濃度要求。
減壓閥總成設有怠速閥,用以供給發(fā)動機怠速用氣;壓縮機減壓過程中要膨脹做功對外吸熱,因此在減壓閥上還設有利用發(fā)動機循環(huán)水的加溫裝臵;為提高該車的操作性能,駕駛室設臵有油氣燃料轉換開關,用來統(tǒng)一控制油氣電磁閥及點火時間轉換器,點火時間轉換器由電路系統(tǒng)自動轉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;燃料轉換開關上還設有供發(fā)動機的供氣按鈕。因此,功能齊全,操作非常方便。當燃料轉換開關臵于天然氣位臵時,電磁閥找開,汽油閥關斷。儲氣瓶中天然氣流經總氣閥,濾清器,電磁閥進入減壓器,經多級減壓至負壓,再通過動力閥進入混合器,并與空濾器中來的空氣混合點燃推動發(fā)動機曲軸轉動。
混合器可在減壓器的調節(jié)下,根據(jù)發(fā)動機不同工況下產生的不同真空度,自動調節(jié)供氣量和空氣與天然氣均勻混合,滿足發(fā)動機的供燃要求。動力閥可改變天然氣低壓管及截面積,調節(jié)混合氣閥關斷,原車供油系統(tǒng)恢復狀態(tài)正常供油,發(fā)動機正常運轉??刂葡到y(tǒng)主要由燃料轉換開關組成,通過控制汽油電磁閥和燃氣電磁閥的開關,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、整車續(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??梢酝瑫r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,按重量(以千克為單位)或當量汽油升(GLE,以與汽油所含能量相等為基礎)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備之一。氣瓶的設置和生產都由嚴格的標準控制。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襯,外面用纖維環(huán)狀纏繞;第三類氣瓶采用薄金屬內襯,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。
盡管一般認為由于天然氣積碳少,機油更換的次數(shù)可以少一些,甚至例行的維護也可以少作一些,但我們認為汽車、發(fā)動機和改裝系統(tǒng)的定期維護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套或燃氣電腦一只;轉換開關總成 1套;動力調節(jié)閥 或天然氣過濾器1只;高壓鋼管φ6×1:0.8KG;導氣管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。