什么是燃氣汽車?
目前,為了方便起見一般所謂的燃氣汽車就是包括CNG、LNG、和LPG汽車。 CNG汽車,也就是壓縮天然氣汽車。LNG是將天然氣液化(常壓下-162℃)后,裝入低壓保溫容器中放在汽車上,LNG 就是液化天然氣汽車。LPG:在油田輕烴回收裝置中處理天然氣時和在石油煉制過程中,都有一種以丙烷和丁烷為主的副產(chǎn)品它們也是天然氣組成的一部分,比較容易液化,而在常壓下又是氣態(tài),與日常家用的液化氣非常相似,也可以做汽車燃料這就是LPG ,也叫液化石油氣。
天然氣氣瓶中氣體的壓力一般為21Mpa(3000psi ) 。
二、燃氣汽車的優(yōu)缺點
(一)優(yōu)點 :
①有較高的經(jīng)濟效益。一是燃料費用低:一方天然氣熱值等于1.14升93號汽油熱值,節(jié)約程度視各地氣價與油價之比,目前,我國各省油價基本統(tǒng)一,氣價差異巨大,節(jié)省幅度在40%-70% 。二是保養(yǎng)費用低:天然氣容易擴散,在發(fā)動機中容易和空氣均勻混合,燃燒比較完全、干凈、不容易產(chǎn)生積碳,抗爆性能好,不會稀釋潤滑油,因而使發(fā)動機汽缸內(nèi)的零件磨損大大減少,使發(fā)動機的壽命和潤滑油的使用期限大幅度增長。這些都會降低汽車的保養(yǎng)和運行費用,提高汽車使用的經(jīng)濟性。
②有較好的社會效益。與石油燃料相比,氣體燃料在制備過程中能量損失較小,對大氣的有害排放污染物少。
③比較安全。CNG、LNG和LPG汽車的氣瓶或氣罐等都很結實可靠。天然氣本身比空氣輕(LPG除外),稍有泄漏,很快就會擴散到大氣中。氣體燃料系統(tǒng)的各個部件,特別是密封部分,都經(jīng)過嚴格的檢查。因此,天然氣作為汽車燃料是比較安全的。
(二)缺點
1、由于氣體燃料的能量密度低,目前普及推進的壓縮天然氣汽車攜帶的燃料量較少,一般行駛距離較汽油車短,在200-300公里左右,(液化石油氣和液化氣天然氣汽車不存在這個問題,行駛里程可達600-1000公里,這也是為什么有些地方推進液化氣石油氣汽車的原因)。
2、動力略有下降:由于改裝天然氣后仍按用油的壓縮比,所以汽油汽車在改用天然氣后功率往往會下降10%左右,實際改裝中根據(jù)車主用氣為主還是以用油較多,可以進行調(diào)整,動力下降的問題不明顯。
3、空間減少,自重增加:由于目前的天然氣汽車是在原來的汽油車基礎上改裝的,原來汽油機的燃料系統(tǒng)大多保留,要在原汽車的增加天然氣燃料系統(tǒng),汽車的有效空間減少,本身的自重也增加了。
□雖然有以上的不足之處,但從總的經(jīng)濟和社會效益分析,用天然氣作為汽車燃料還是利大于弊。
三、天然氣汽車的工作方式
1.汽油車的改裝
使用天然氣作為燃料的工作原理與原來的汽油機相同。將高壓氣瓶中儲存的天然氣經(jīng)過減壓后送到混合器中,在此與空氣混合,進入汽缸。仍然使用原汽油機的點火系統(tǒng)中的火花塞點火。原汽油機的壓縮比不改變,原來發(fā)動機的結構基本不變,只是另外加上天然氣的儲氣瓶、減壓閥及相應的開關。改裝費用較低,而且用天然氣或汽油兩種燃料都可以工作,雖然天然氣的抗爆性很好,允許在較高的壓縮比下工作,但因為在改裝時為了使原發(fā)動機仍可用汽油工作,故原發(fā)動機的壓縮比沒有改變,發(fā)動機的功率要損失10%。為了減少功率損失,可在改裝時把原來汽油機的壓縮比提高,并改變點火提前角以適應天然氣的工作需要。
現(xiàn)代技術先進的汽車燃料系統(tǒng)大多是用電腦控制的電子燃料噴射系統(tǒng)。就是用電腦根據(jù)使用的工況自動地改變電子噴身閥所噴出的汽油或柴油的時間、流量以及點火時間。如改用天然氣作為燃料,需要將汽油的電子噴射閥換成或另外加裝天然氣電子噴射閥,再改動電腦的控制軟件的等程序,就可以成為燃燒天然氣的天然氣發(fā)動機。當然,天然氣燃料系統(tǒng)中的其它部件和儲氣瓶、減壓閥等還是不可少的。
四、天然氣汽車的安全性
在天然氣汽車推廣過程中,人們擔心天然氣汽車,特別是CNG汽車的安全性。這是一種誤解。當然,天然氣是易爆氣體,但天然氣的爆炸是有條件的,在采取了一系列安全措施后,可以安全的將天然氣用于汽車上,就象"電"一樣,在了解了它的特點以后,今開我們不論是在生產(chǎn)上還是在生活上,不是都在安全的應用著大量的電氣設備嗎?
首先,從燃料本身的特點來說,天然氣的燃點一般在650℃以上,而汽油為427℃。天 然氣比汽油高出200℃以上,這說明天然氣不象汽油那樣容易被點燃。其次天然氣在空氣中燃燒時的體積界限是5%~15%,而汽油是1%~7%。即大氣中有1%的汽油濃度就很容易發(fā)生著火爆炸。天然氣要比汽油好的多,因為它要積累到5%才到達它的燃燒下限。更重要的是天然氣比空氣輕,其密度只是空氣的55%,稍有泄漏,很容易向大氣中擴散,不至于達到低燃燒界限。使用時還要在天然氣里放加臭劑以提高對天然氣泄漏的及早發(fā)現(xiàn),從而采取預防措施。最重要的是,天然氣在空氣中的比例即使達到爆炸極限度,沒有火源也不會發(fā)生爆炸。 所以在存放天然氣的地方必須嚴禁煙火。
其次,天然氣 發(fā)動機的燃料系統(tǒng)所用元器件不多,主要是一些開關和減壓閥、混合器等,這些部件的關鍵是密封問題。選材、加工、安裝、高度等都是在嚴格的質(zhì)量保證的條件下進行的,不應有安全問題。在天然氣汽車加氣裝置中,有自動定壓、定溫控制和斷流截止閥。汽車上的油氣轉(zhuǎn)換開關能使發(fā)動機在停車后自動關閉油、氣供應。
關于CNG儲氣瓶安全問題。對于使用壓力為20Mpa的儲氣瓶,無論什么材料制造的,都要經(jīng)過下列嚴格的安全檢驗。
一是靜水壓力爆破試驗 :在抽樣的儲氣瓶中充水,在加壓速度不超過1.38Mpa/s的條件下升壓至56.5Mpa并保持10s,最后加壓到破壞。
二是壓力循環(huán)試驗 :在2.5~25Mpa之間進行靜水壓力循環(huán)試驗13000次;在2.3~35Mpa之間試驗5000次,每次試驗1min,以不出現(xiàn)裂紋或變形為合格.
三是耐火試驗 :在CNG氣瓶內(nèi),充以25Mpa的天然氣,用火燒此氣瓶20min,以不發(fā)生爆炸為合格。
四是墜落試驗 :將CNG空瓶升至3m或更高的空中,向水泥地上反復進行墜落摔打,然后進行10%~100%的工作壓力下水循環(huán)13000次,不出現(xiàn)裂紋為合格。
五是槍擊試驗 :將CNG樣瓶充入25Mpa的天然氣,在距離46m處用速度為853m/s、口徑為0.3in的空甲彈,對瓶體進行45度的射擊。氣瓶不應出現(xiàn)裂紋。
此外,氣瓶還裝有安全閥,其內(nèi)裝有100℃的易熔合金和26Mpa的爆破片。當氣瓶內(nèi)氣體壓力、溫度超過上述數(shù)值時會自動放氣。雖然壓縮開然汽車發(fā)展時間還不長,但現(xiàn)在世界上還沒有見到在運行中因交通事故引起氣瓶爆炸失火的記錄。因此壓縮天然氣汽車比汽油汽車更加安全。
五、油改氣汽車注意事項
1. 每天出車前,除按原轎車手冊檢查外,還應檢查各管道是否有龜裂漏油現(xiàn)象并及時處理。
2. 短期停放時,必須關閉電源總開關、CNG儲氣瓶口閥,另外,車輛內(nèi)部必須要有滅火器材設施;長期停放時,應將CNG用完。嚴禁在封閉的車庫、廠房內(nèi)拆卸、維修供氣系統(tǒng)。
3. 起動發(fā)動機前,應首先觀察汽油表,檢查油箱的汽油量(不少于10L),避免因缺少汽油燒壞汽油泵。
4. 使用天然氣工作前,開啟CNG儲氣瓶瓶口閥,觀察氣量顯示儀所顯示的CNG量,檢查管路、接頭是否漏氣,檢查燃料轉(zhuǎn)換開關是否正常工作。減壓器和各種閥門及開關應工作正常。警告:開啟儲氣瓶瓶口閥時,嚴禁站在儲氣瓶瓶口閥的正面。
5. 發(fā)動機起動
① 在供油系統(tǒng)出現(xiàn)故障時使用CNG起動;
② 在氣溫較低的條件下駕駛CNG/汽油兩用燃料汽車時,為避免減壓器出現(xiàn)凍結現(xiàn)象,應使用汽油起動,當發(fā)動機冷卻水溫度達到60℃以上時,再改用CNG行駛。
③ 轉(zhuǎn)換開關在“天然氣”檔時,汽車也用汽油起動,啟動后,發(fā)動機以汽油為燃料運轉(zhuǎn)。只有當發(fā)動機轉(zhuǎn)速從2500~3000rpm下降到2500rpm以下,降到轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)速時,系統(tǒng)才自動轉(zhuǎn)換為天然氣燃料工作狀態(tài)。
6.當CNG作為燃料時,應注意觀察氣量顯示儀所指示的氣量。當紅燈開始亮時,應盡快到加氣站充裝CNG。
7.汽車駕駛中須注意的事項
① 行車途中嚴格按照駕駛規(guī)程操作,充分估計路況、路情,從而避免在會車、超車時發(fā)生事故。
② 行車途中停車時,應選擇陰涼通風處,防止暴曬,且遠離火源、熱源。
③ CNG/汽油兩用燃料汽車在行駛中如發(fā)現(xiàn)天然氣有泄漏現(xiàn)象,應立即靠邊停車,關閉天然氣儲氣瓶閥,然后改用汽油將汽車開到改裝廠進行處理,泄漏故障排除后方可繼續(xù)使用天然氣行駛。
④ 如在行駛中發(fā)生火災,應迅速關閉電源,天然氣儲氣瓶閥,并隔離火源,立即用滅火器滅火。此外,應迅速將在場人員疏散到安全地方。
⑤ 排放高壓天然氣時,現(xiàn)場嚴禁明火。
⑥ 汽車長期燃用天然氣,每行駛500Km應該燒汽油1小時,以防止供油系失敗。
8. 減壓上的排污塞需要每月(1000公里)卸下一次,放掉油污和凝結物。減壓器前部的過濾片需每半年(或10000公里)檢查清洗一次。
9.駕駛員應經(jīng)常保持空氣濾清器芯子的清潔。
10.每半年應到改裝地點全面對CNG供給系統(tǒng)檢修一次,并按要求調(diào)整整個CNG轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
11.儲氣瓶應按國家勞動部《氣瓶安全檢查規(guī)定》,定期對儲氣瓶進行檢測,有不合格者應及時更換,檢驗后填寫檢測卡。
12.駕駛室及車輛附近不得使用明火。
13.行車時應避免氣瓶及管路與障礙物撞擊,發(fā)現(xiàn)供氣系統(tǒng)有漏氣現(xiàn)象時應及時排除。
14.車輛停止行駛時,應停放在陰涼處,防止日光暴曬。
15.保養(yǎng)車輛時,氣瓶、減壓器、管路等嚴禁敲擊、碰撞。
16.嚴禁用明火方式檢查有無氣體泄漏,只能用發(fā)泡液(肥皂液)或氣體檢漏儀檢查有無泄漏。
六、天然氣汽車日常維護:
要想使天然氣汽車保持很好的優(yōu)越性,車輛的保養(yǎng)是非常關鍵的。天然氣汽車經(jīng)常注意保養(yǎng)哪些部位呢?
(一)、點火系統(tǒng)
火花塞使用時間不宜太長,最好能保證在2-3萬公里更換一副火花塞,缸線最好保證在,5萬公里更換一副,以保證良好的點火性能。
(二)、空氣進氣系統(tǒng)
要想天然氣汽車獲得良好的經(jīng)濟性能,除了良好的點火系統(tǒng)以外,空氣進氣系統(tǒng)的清潔干凈是非常重要的。由于不同地區(qū)空氣中粉塵的含量不一樣,因此,空濾芯的維護周期也不一樣,一般空濾芯保證在每周吹掃一下,每季度更換一個,這樣就可以保證天然氣汽車良奸的經(jīng)濟性能。
(三)、加熱系統(tǒng)
這主要是對冬季,氣溫過低時,會造成減壓裝置內(nèi)部的橡膠部件變得僵硬,從而工作不正常,使得車輛無法正常運行,故障率高。由于大部分出租車沒有清洗過發(fā)動機水道,使得對天然氣減壓裝置的加熱不夠。如果車輛長時間沒有清洗發(fā)動機水道,最好先清洗一下,待減壓器熱了以后再使用,并且即使在夏季,車輛也要使用防凍液,以免水垢生成太多。
(四)、氣路系統(tǒng)的檢查
天然氣裝置安裝到用戶的車上后,用戶要注意經(jīng)常進行泄漏檢查,因為它也是您車上的一部分,經(jīng)常進行泄漏檢查是非常重要的。具體做法是:用一塑料瓶裝滿洗潔精水溶液,在檢查時,將洗潔精水溶液噴到氣瓶接頭、減壓器高壓管線接頭、壓力表接頭、壓力閥接頭上,如果有氣泡產(chǎn)生就證明有泄漏,可以關上氣瓶閥到改裝廠進行檢查維修。
(五)、其它
1、定期清洗節(jié)氣門;
2、定期清潔電瓶樁頭;
3、定期進行車輛保養(yǎng);
4、定期到改裝廠進行調(diào)試檢查。