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1、天然气汽车 第一节 天然气汽车 一、天然气汽车概述 天然气汽车主要成份是甲烷 天然气与汽油的理化特性的比较 特性值天然气汽油 密度(气态,kg/m3)0.7185.093 低热值(MJ/kg)49.5444.52 理论空燃比(重量)17.214.7 理论混合气热值 (MJ/m3) 3.363.82 沸点(,常压)-162100 汽化潜热(kJ/kg)510297 自燃温度(大气中, )650500 点火界限燃料体积比 (%) 5.3151.26 点火界限当量比()0.651.60.73.5 天然气汽车作为一种清洁汽车，由于其低排放、安 全可靠、技术成熟、有良好的经济效益和环境效益而 被广泛应用
2、于世界40多个国家和地区。 世界主要国家CNG汽车数量及加气站数量 国家 CNG汽车数量/万辆 CNG加气站数量/座 阿根廷40.1531 意大利29284 俄罗斯20.5187 美国6.61102 新西兰2.5190 加拿大1.7120 巴西1.439 其他2.9319 合计104.72772 二、天然气汽车的类型 (一) 按储存天然气的压力和形态 压缩天然气汽车(CNGV) 常压天然气汽车(NNGV) 液化天然气汽车(LNGV) 吸附天然气汽车(ANGV) (二) 按燃料的组成与应用 单燃料（CNG）汽车 CNG-汽油两用燃料汽车 CNG-柴油双燃料汽车 (三) 按燃料供给的控制方式 机械
3、控制式天然气汽车 机电联合控制式天然气汽车 电控式天然气汽车（开环和闭环） 三、压缩天然气(CNG)汽车 （一）压缩天然气(CNG)供气专用部件结构及原理 1、负压输出的减压调节器 2、文丘里管结构混合器 文丘里管安装在空气滤清器 与化油器之间。 一方面要使喉管处产生 真空度来调节减压调节阀的天然 气流量，另一方面又要将天然气 与空气均匀混合。 混合器喉径过大，真空 度小，不灵敏；过小，吸人空气 量少，影响空燃比，发动机功率 下降。通气小孔总截面积应与天 然气进气道截面积相匹配。 3、正压输出的减压调节器 基本工作原理： 每级减压器由进气阀、减压室及阀门开 闭调节装置、出气阀等组成。本级出气阀
4、为下 一级减压室的进气阀。高压气体由进气阀进入 减压室，体积膨胀，当气体作用于膜片组的推 力与进气阀门开启力相等时，进气阀又被关闭 ，使减压室压力不再增高，以达到减压的目 的。等气体从出气阀流出时，减压室压力降低 ，气体对膜片组的作用力小于进气阀门开启力 ，进气阀又被打开，如此周而复始，使本级减 压室压力稳定在额定压力，以达到减压的目 的。 4、比例调节混合器 基本工作原理： 当发动机起动运行时，发动机进气歧管 产生真空，混合器气室B的空气通过管道E进入 发动机化油器进气管；气室B产生真空，而气室 A与大气相通，混合器膜片在大气的压力作用下 克服膜片组的重力和混合器弹簧的弹力上行， 打开天然气
5、进气管和混合器空气阀座，天然气 和空气通过混合器进入发动机，发动机开始工 作。混合器膜片根据发动机化油器进气管的真 空度变化上下运动，天然气进气管开度的大小 也随着变化，从而向发动机提供不同数量的天 然气，与空气形成空燃比合理的混合气。 （二）压缩天然气-汽油两用燃料汽车 CNG-汽油两用燃料汽车，就是将原来的燃料供给 系统保留不变，增加一套“车用压缩天然气装置 ”。 车用压缩天然气装置 天然气储 气系统 天然气供 给系统 油气燃料 转换系统 充气阀、高压截止阀、天 然气储气瓶、高压管线、 高压接头、压力传感器及 气量显示器等 天然气滤清器、天然气 高压电磁阀、减压调节 阀、混合器等 油气燃料
6、转换开关、天 然气电磁阀、汽油电磁 阀等 （三） 电控喷射天然气汽车 电控喷气形式 缸外供气 方式 缸内供气 方式 主要包括进气道混合器预混合供气和缸 外进气阀处喷射供气 。 缸外进气阀处喷射是一种较进气道混合 器预混合供气方式更进一步的供气方式，该 供气方法是将气体喷射器布置在各缸进气道 进气阀处，可实现对每一缸的定时定量供气 。 缸内喷射是指将气体燃料直接喷到汽缸 内，喷气阀装在汽缸盖上。 主要包括缸内高压喷射供气和低压喷射 供气。 低压喷射主要用在压缩比较低的点燃式 气体燃料发动机上；高压喷射主要用在压缩 比较高和压缩终点喷射的气体燃料发动机 上。 1、电控喷气形式 2、电控喷气系统的组
7、成及工作原理 电控喷气系统 空气供 给系统 燃气供 给系统 电气供 给系统 空气滤清器、进气管和 进气歧管等 储气瓶、燃气过滤器、 调压器、喷气阀和输气 管线等 传感器、电控单元和执 行元件等 1) HSV型电控气体喷气阀 当电磁线圈8断电时，球 阀4在进气口和出气口处 气体压差的作用下向有运 动，使CNG通道打开，实 现供气。当电磁线圈8通 电时，衔铁10产生电磁推 力，通过推杆7，使球阀4 向左运动，靠在其密封座 上，关闭燃料气道，停止 供气。 2、DDEC天然气柴油喷射器 四、天然气汽车性能评价 （一）较低的污染排放 与空气混合充分、燃烧彻底，可大幅度降 低CO和HC的排放量 天然气火焰
8、温度低，也会使NOx排放量减 少 天然气是碳氢原子比最小的烃类化合物， 以产生相同热量计算，产生的CO也可比汽 油、柴油降低15以上 表23 天然气与汽油的排放对比 环境温 度 燃料种 类 排放物(g/km) COCO2NOXTHCNMHC 24 天然气 0.156229.30.0250.0680.006 汽油 1.21302.70.140.1740.14 -20 天然气 0.21289.60.060.080.006 汽油 5.87356.10.390.920.83 平均减少百分比 (%) 91.521.583.576.0 97.5 （二）良好的运行经济性 天然气的研究法辛烷值130，这就意味
9、 着燃用天然气比燃用汽油时，许用压缩 比可高24个单位。很显然，压缩比高 ，热效率就高。 天然气与空气的混合气形成质量比汽油 与空气的好，混合均匀与分配均匀有利 于提高燃烧的完全度。 （三）可靠的安全保障 从燃点看，天然气的自燃温度高达650 680，远高于汽油的228471， 柴油的200300 从着火界限看，天然气的着火界限范围为 515%，汽油为1.37.6%，天然气比 空气轻，要形成天然气点燃的浓度比汽油 难得多 在制造要求和质量保证上，CNG气瓶比汽 车油箱严格得多 天然气汽车缺点： 1、续驶里程短 2、动力性变差 汽油机改燃天然气后的动力性对比试验结果 序 号型 号压缩比最大功率(kW)下降率 (%) 最大转矩(Nm)下降率 (%) 汽油 天然气汽油天然气 1CA10866.7855.518.1294.3249.215.3 2BQ61006.7592.170.123.933328913.2 3CA61026.590.470.621.9342.5310.99.2 4CA61026.7597.173.624.2380.3321.915.4 5NJ472A7.368.652.12418915617.5 6吉尔138A7110.388.519.6 7格斯53-27783.17017.8
