燃气汽车（以天然气为燃料的汽车）

燃气汽车（以天然气为燃料的汽车）

燃气汽车 （以天然气为燃料的汽车） 次浏览 | 2022.10.12 13:20:05 更新 来源 ：互联网 精选百科 本文由作者推荐 燃气汽车以天然气为燃料的汽车

燃气汽车又称为天然气汽车，主要分为液化石油气汽车和压缩天然气汽车两种。燃气汽车主要以天然气为燃料。它的CO排放量比汽油车减少90%以上，碳氢化合物排放减少70%以上，氮氧化合物排放减少35%以上，是较为实用的低排放汽车。燃气汽车已在世界和中国得到了推广应用。

中文名

燃气汽车

别名

天然气汽车

分类

液化石油气汽车、压缩天然气汽车

燃料

天然气

技术原理

燃气汽车的发动原理与汽油汽车的原理一致。当天然气汽车发动机启动后，天然气从储气瓶通过软管导入燃料，在发动机附近，天然气将进入压力调节器从而实现降压。将高压气瓶中储存的天然气经过减压后送到混合器中，燃料在四冲程发动机的混合器中与空气混合。传感器和计算机将对燃料和空气的混合气体进行调节，以便火花塞点燃天然气时，燃烧更有效。然后，天然气将进入多点顺序喷射喷轨，该喷轨会将气体引入气缸中，仍然使用原汽油机的点火系统中的火花塞点火。

燃气汽车的主要技术有：燃料的随车携贮容器（铝基复合材料、碳素纤维玻璃钢材料，重量为钢瓶的30－50%）、储运、加气站的设备与技术；供给系统与混合燃烧技术；燃气喷射系统及闭环控制技术；内燃机上广泛采用的电控喷射技术、增压中冷技术、四气门技术、稀薄燃烧技术等，以减少较汽油机带来的功率损失（不大于10%）。

基础设备

CNG加气的主要设备包括：

CNG汽车加气站；气体预处理系统（进战计量装置、过滤器、干燥器等）；压缩机组；储气装置；充气优先级控制盘；售气机。

按加气所需时间长短的不同，CNG汽车加气站可以分为两类：一类是加气速度可以与汽油或柴油系统相比的快充式；另一类是加气时间要达到几个小时的慢充式。

CNG汽车改装设备

CNG汽车改装检测设备产品包括气密性试验装置、气瓶支架强度检测、氮气置换装置、气体泄漏检测仪、手动试压泵、真空泵等。

组成结构

压缩天然气（CNG）汽车系统通常包括：天然气气瓶、减压调压器、各类阀门和管件、混合器（或者天然气喷射装置）、各类电控装置等。天然气发动机还包括锻造铝合金、高压缩活塞、镍钨硬化合金排气门座和甲烷催化转化器。[1-2]CNG汽车采用定型汽车改装，在保留原车供油系统的情况下增加一套“车用压缩天燃气转换装置”。改装部分由以下三个系统组。

（1）天燃气系统。主要由充气阀，高压截止阀，天燃气钢瓶，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）燃气供给系统。主要由燃气高压电磁阀，三级组合式的减压阀，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，汽油电磁阀组成。

CNG气瓶是压缩天然气汽车的主要设备之一。气瓶的设置和生产都由严格的标准控制。CNG车用气瓶可以分为四类：第一类气瓶是全金属气瓶，材料是钢或铝；第二类气瓶采用金属内衬，外面用纤维环状缠绕；第三类气瓶采用薄金属内衬，外面用纤维完全缠绕；第四类气瓶完全是由非金属材料制成，例如玻璃纤维和碳纤维。

燃气钢瓶的瓶口处安装有易熔塞和爆破片两种保安全装置，当气瓶温度超过100摄氏度，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，卡箍牢固。因此，该系统在使用中是最安全可靠的。

汽车以CNG做燃料时天燃气经三级减压后，通过混合器与空气混合进入气缸，压缩天燃气由额定进气气压减为负压，其真空度为49-69KPa。减压阀于混合器配合可满足发动机不同工况下混合气体的浓度要求。

减压阀总成设有怠速阀，用以供给发动机怠速用气；压缩机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，用来同意控制油气电磁阀及点火时间转换器，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的供气按钮。

因此，功能齐全，操作非常方便。当燃料转换开关置于天燃气位置时，电磁阀打开，汽油阀关断。储气瓶中天燃气流经总气阀，滤清器，电磁阀进入减压器，经多级减压至负压，再通过动力阀进入混合器，并与空滤器中来的空气混合点燃推动发动机曲轴转动。混合器可在减压器的调节下，根据发动机不同工况下产生的不同真空度，自动调节供气量和空气与天燃气均匀混合，满足发动机的供燃要求。

动力阀可改变天燃气低压管及截面积，调节混合气阀关断，原车供油系统恢复状态正常供油，发动机正常运转。控制系统主要由燃料转换开关组成，通过控制汽油电磁阀和燃气电磁阀的开关，实现供油供气选择。

尽管一般认为由于天然气积碳少，机油更换的次数可以少一些，甚至例行的维护也可以少作一些，但汽车发动机和改装系统的定期维护可以保障天然气汽车与汽油车和柴油车相比具有更好的性能。

安全性能

天然气汽车与汽油相比，压缩天然气本身就是比较安全的燃料，在安全性能方面主要有以下特征。

燃点高：天然气燃点在650度以上，比汽油燃点427度高出223度，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97号汽车辛烷值高得多，抗爆性能好。

爆炸极限窄：仅5～15%，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，压缩天然气汽车所用的配件比汽油车要求更高。

国家颁布有严格的天然气汽车技术标准。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1．5～4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。

此外，天然气汽车有显着的经济效益。可降低汽车营运成本。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。

标准规范欠缺也是燃气汽车面临的难题。车用液化石油气加气站和车用压缩天然气加气站的设计规范、车用气体燃料LPG、CNG等国家标准尚未完成；在加气站建设和燃料质量的保证上还存在较多的问题；此外，中国在用的19万多辆燃气汽车的专用装置来自十多个国家，有几十种品牌，所用储气瓶组合阀绝大多数为进口件。由于缺乏统一的标准，检验环节薄弱，不同程度上存在着安全隐患。

发展前景

汽车尾气的排放污染已成为中国大中城市的重要污染源而日益受到人们的关注。减少尾气排放污染也已成为治理城市大气污染的主要手段之一。1994年由科技部等部门新组建的国家清洁汽车协调领导小组及办公室。正式启动了“空气净化工程一清洁汽车行动”，力争在3—5年内使主要城市的空气质量有明显改善。“空气净化工程”首先将在占汽车总运行里程约40%—50%的公共汽车和出租汽车行业内大力推广清洁燃料如液化石油气(LPG)等代用燃料汽车。

就目前来看，由于燃料经济性明显、运营线路固定且易于建设配套加气站等因素，公交客运车和有固定路线的重卡比较适合使用LNG作为动力燃料。就与其他类别汽车优劣势比较来看，LNG汽车比混合动力车便宜、续航里程是CNG汽车的1.5倍、燃料成本低、排放清洁等优势明显，但是车辆性能稍差，加气不便捷，车上无法长时间储气，不用时必须排掉，不太适用于年行驶约2万km的短途私家车。

助燃问题

燃气仍然是世界汽车代用燃料的主流，在中国代用燃料汽车中占到90%左右。[14-15]美国的目标是，到2010年，公共汽车领域有7%的汽车使用天然气，50%的出租车和班车改为专用天然气的汽车；到2010年，德国天然气汽车数量将达到10万至40万辆，加气站将由180座增加到至少300座。业内专家指出，替代燃料的作用是减轻并最终消除由于石油供应紧张带来的各种压力以及对经济发展产生的负面影响。

中国仍将主要用压缩天然气、液化气、乙醇汽油作汽车的替代燃料。汽车代用燃料能否扩大应用，取决于中国替代燃料的资源、分布、可利用情况，替代燃料生产与应用技术的成熟程度以及减少对环境污染等；替代燃料的生产规模、投资、生产成本、价格决定着其与石油燃料的竞争力；汽车生产结构与设计改进必须与燃料相适应。

政策扶持

一是要限制燃气价格，使油、气价格之间保持合理的差价，可保证燃气汽车适度发展；二是鉴于加气站投资大，回收期长，政府适当给予一定补贴，在加气站售出的气价和汽车用户因用气节省的燃料费。

参考资料