一、什么是天然氣汽車
??????? 簡單說，天然氣汽車是以天然氣為燃料的一種氣體燃料汽車。
??????? 天然氣的甲烷含量一般在90%以上，是一種很好的汽車發(fā)動機(jī)燃料。目前，天然氣被世界公認(rèn)為是最為現(xiàn)實(shí)和技術(shù)上比較成熟的車用汽油、柴油的代用燃料。
??????? 目前推廣應(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。可將天然氣，經(jīng)過脫水、脫硫凈化處理后，經(jīng)多級加壓制得。其使用時(shí)的狀態(tài)為氣體。車用天然氣除被壓縮到高壓以外，與民用和工業(yè)用天然氣沒什么區(qū)別。壓縮天然氣（CNG）是指壓縮到3000-3600psig（20.7-24.8MPa）的天然氣。
??????? 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。
??????? 二、天然氣汽車的主要優(yōu)缺點(diǎn)
??????? （1）天然氣是清潔燃料。排放污染大大低于以汽油為燃料的汽車，尾氣中不含硫化物和鉛，一氧化碳降低80%，碳?xì)浠衔锝档?0%，氮氧化合物降低70%。因此，許多國家已將發(fā)展天然氣汽車作為一種減輕大氣污染的重要手段。
??????? （2）天然氣汽車有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
??????? ●可降低汽車營運(yùn)成本。目前天然氣的價(jià)格比汽油和柴油低得多，燃料費(fèi)用一般節(jié)省50%左右，使?fàn)I運(yùn)成本大幅降低。由于油氣差價(jià)的存在，改車費(fèi)用可幾個月內(nèi)收回。
??????? ●可節(jié)省維修費(fèi)用。發(fā)動機(jī)使用天然氣做燃料，運(yùn)行平穩(wěn)、噪音低、不積炭，能延長發(fā)動機(jī)使用壽命，不需經(jīng)常更換機(jī)油和火花塞，可節(jié)約50%以上的維修費(fèi)用。
??????? （3）比汽油汽車更安全? 燃點(diǎn)高：天然氣燃點(diǎn)在650。C以上，比汽油燃點(diǎn)（427。C）高出223。C，所以與汽油相比不易點(diǎn)燃。
??????? 密度低：與空氣的相對密度為0.48，泄漏氣體很快在空氣中散發(fā)，很難形成遇火燃燒的濃度。
??????? 辛烷值高：可達(dá)130，比目前最好的96號汽車辛烷值高得多，抗爆性能好。
??????? 爆炸極限窄：僅5~15%，在自然環(huán)境下，形成這一條件十分困難。
??????? 釋放過程是一個吸熱過程。當(dāng)壓縮天然氣從容器或管路中泄出時(shí)，泄孔周圍會迅速形成一個低溫區(qū)，使天然氣燃燒困難。
??????? 其次，壓縮天然氣汽車所用的配件比汽油車要求更高。表現(xiàn)在：國家頒布有嚴(yán)格的天然氣汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。從加氣站設(shè)計(jì)、儲氣瓶生產(chǎn)、改車部件制造到安裝調(diào)試等，每個環(huán)節(jié)都形成了嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
??????? 設(shè)計(jì)上考慮了嚴(yán)密的安全保障措施。對高壓系統(tǒng)使用的零部件，安全系數(shù)均選用1.5~4以上，在減壓調(diào)節(jié)器、儲氣瓶上安裝有安全閥，控制系統(tǒng)中，安裝有緊急斷氣裝置。
??????? 儲氣瓶出廠前要進(jìn)行特殊檢驗(yàn)。氣瓶經(jīng)常規(guī)檢驗(yàn)后，還需充氣作火燒、爆炸、墜落、槍擊等試驗(yàn)，合格后，方能出廠使用。 CNG汽車采用定型汽油車改裝，在保留原車供油系統(tǒng)情況下，增加一套"CNG型車用壓縮天然氣裝置"。
??????? 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）天然氣供給系統(tǒng)。主要由天然氣高壓電磁閥、三級組合式減壓閥、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(diǎn)火時(shí)間轉(zhuǎn)換器、汽油電磁閥等組成。
??????? （4）CNG汽車的動力性略有降低。燃用天然氣時(shí)，動力性略下降5~15%。
??????? （5）改裝一次性投資較大。
??????? 三、CNG汽車的結(jié)構(gòu)簡介
??????? 首先與汽油相比，壓縮天然氣本身就是比較安全的燃料。這表現(xiàn)在： 天然氣鋼瓶的瓶口處安裝有易熔塞和爆破片兩種保安裝置，當(dāng)氣瓶溫度超過100。C或壓力超過26MPa時(shí)，保安裝置會自動破裂卸壓；減壓 閥上設(shè)有安全閥；氣瓶及高壓管線安裝時(shí)，均有防震膠墊，卡固牢固。因此，該系統(tǒng)在使用中是安全可靠。
??????? CNG汽車以天然氣作燃料時(shí)，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)氣壓力20MPa減為負(fù)壓，其真空度為49~69kPa。減壓閥與混合器配合可滿足發(fā)動機(jī)不同工況下混合氣的濃度要求。
??????? 減壓閥總成設(shè)有怠速電磁閥，用以供給發(fā)動機(jī)怠速用氣；壓縮天然氣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)水的加溫裝置；為提高該車的操作性能，駕駛室設(shè)置有油氣燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)，用來統(tǒng)一控制油氣電磁閥及點(diǎn)火時(shí)間轉(zhuǎn)換器；點(diǎn)火時(shí)間轉(zhuǎn)換器由電路系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換兩種燃料的不同點(diǎn)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)起動的供氣按鈕。
??????? 四、CNG汽車的工作原理
??????? 該系統(tǒng)分天然氣氣路、汽油油路和控制電路三大部分。
??????? 充氣站將壓縮天然氣，通過充氣閥充入貯氣瓶至20MPa。當(dāng)使用天然氣作燃料時(shí)，手動截止閥打開，安裝在駕駛室內(nèi)的油氣燃料轉(zhuǎn)換電開關(guān)，扳到"氣"的位置，此時(shí)天然氣電磁閥打開，汽油電磁閥關(guān)閉，貯氣瓶內(nèi)的20MPa高壓天然氣通過高壓管路進(jìn)入減壓調(diào)節(jié)器減壓，再通過低壓管路、動力閥進(jìn)入混合器，并與經(jīng)空氣濾清器進(jìn)入的空氣混合，經(jīng)化油器通道進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸燃燒。減壓調(diào)節(jié)器與混合器相匹配，根據(jù)發(fā)動機(jī)的各種不同工況產(chǎn)生不同的真空度，自動調(diào)節(jié)減壓調(diào)節(jié)器的供氣量，并使天然氣與空氣均勻混合，滿足發(fā)動機(jī)不同工況的使用要求。動力閥是一個調(diào)節(jié)天然氣管道截面積的裝置，可調(diào)節(jié)混合氣的空燃比，使空燃比達(dá)到最佳狀態(tài)。
??????? 油路中安裝一個汽油電磁閥，其余部件均保留不變。當(dāng)使用汽油作燃料時(shí)，司機(jī)將油氣燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)扳到"油"的位置，此時(shí)天然氣電磁閥關(guān)閉，汽油電磁閥打開，汽油通過汽油電磁閥進(jìn)入化油器、并吸入氣缸燃燒。燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)有三個位置，當(dāng)撥到中位時(shí)，油、氣電磁閥均關(guān)閉，該功能是專門用來由汽油轉(zhuǎn)換到天然氣時(shí)，燒完化油器室里殘存汽油而設(shè)置的，以免發(fā)生油氣混燒現(xiàn)象。
??????? 五、CNG汽車的主要技術(shù)性能
??????? 天然氣燃料車輛主要技術(shù)性能如下：
??????? 發(fā)動機(jī)額定功率: 不低于原車的85%
??????? 發(fā)動機(jī)最大扭矩: 不低于原車的90%
??????? 汽車最高車速: 不低于原車的90%
??????? 汽車加速性能:不低于原車的85%
??????? 直接檔最低穩(wěn)定車速: 不高于原車的5%
??????? 天然氣額定充氣壓力: 20MPa
??????? 1立方米天然氣可代替汽油 0.8kg以上
??????? 一次充天然氣行駛里程 客車、貨車不低于180km
??????? 轎車、微車不低于200km 【65瓶為例】
??????? 汽車污染物排放:CO含量≤1.5% HC含量≤1000PPM 六、CNG汽車的改裝
??????? 為確保CNG汽車的安全和改裝質(zhì)量，國家對CNG汽車的改裝制定了嚴(yán)格的管理規(guī)定。定型在用汽車改裝成CNG汽車，必須在經(jīng)過認(rèn)證的指定改裝廠進(jìn)行改裝。
??????? 1、車輛改裝手續(xù)辦理方法
??????? （1）車輛改裝前，應(yīng)由車主向當(dāng)?shù)貦C(jī)動車輛管理部門提出申請，經(jīng)車輛管理部門認(rèn)可，填寫車輛改裝申請表，方可到指定的CNG汽車改裝企業(yè)進(jìn)行改裝。
??????? （2）車輛改裝完畢后，應(yīng)持改車單位發(fā)給的車輛改裝合格證，連同改裝申請表一起到車輛管理部門辦理機(jī)動車輛異動手續(xù)。
??????? （3）CNG汽車駕駛員應(yīng)經(jīng)市車管所培訓(xùn)，并取得合格證，在車輛管理部門注冊后，方能駕駛天然氣汽車。
??????? 2、對被改裝車輛的技術(shù)要求
??????? 車輛改裝前，應(yīng)進(jìn)行車輛性能檢查，主要檢查發(fā)動機(jī)的起動性和動力性，要求發(fā)動機(jī)起動性能良好，加速靈敏，最大功率和最大扭矩不得低于發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)定值的90%，否則該車不宜改裝。送改車的主要技術(shù)性能指標(biāo)應(yīng)滿足下表的要求，方能改裝。
??????? 發(fā)動機(jī)技術(shù)指標(biāo) ：
??????? （1）最大功率、最大扭矩不得低于發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)定值的90%
??????? （2）發(fā)動機(jī)壓縮比>7.3
??????? （3）各汽缸壓力>0.85MPa，且壓力差不得超過平均缸壓的5%
??????? （4）怠速時(shí)進(jìn)氣管的真空度<-0.0567MPa（負(fù)氣壓）
??????? （5）發(fā)動機(jī)在使用汽油時(shí)，各轉(zhuǎn)速工況下運(yùn)行穩(wěn)定，突然加速或減速時(shí)不得有突爆，化油器不回火，機(jī)油壓力穩(wěn)定
??????? 電氣技術(shù)指標(biāo)：（1）蓄電池空載電壓>12.4V；起動電壓>8.5V
??????? （2）發(fā)動機(jī)正常發(fā)電；起動機(jī)正常工作
??????? （3）分電器白金電壓<0.2V，分度誤差<1.，火花塞間隙調(diào)正確，不積碳
??????? 整車技術(shù)指標(biāo)：
??????? （1）整車各總成工作正常
??????? （2）整車技術(shù)附合GB7258-1997《機(jī)動車安全運(yùn)行技術(shù)條件》要求
??????? 3、改裝系統(tǒng)的安裝
??????? （1）天然氣鋼瓶安裝。
??????? 氣瓶應(yīng)安裝在汽車的安全部位，不得影響汽車行駛性能。根據(jù)各車型具體情況，可安裝在汽車車架旁、副縱梁上或駕駛室與車箱之間。氣瓶與固定卡子間應(yīng)墊膠墊，安裝必須牢固。氣瓶固緊后，沿汽車縱向施加8倍于氣瓶重量的力，不得發(fā)生位移或松動。
??????? （2）高壓管線安裝
??????? 高壓管線用卡套式高壓接頭與氣瓶連接，氣瓶間及靠近減壓閥處管線應(yīng)有抗震彎，管線固定卡子間距不得大于600mm，卡子及穿越孔板處應(yīng)安裝橡膠墊。安裝在駕駛室、載人車廂或行李廂的氣瓶或管線接頭，必須設(shè)置能將泄漏氣體排出駕駛室或車廂外的通風(fēng)口等裝置。
??????? （3）減壓閥安裝
??????? 減壓閥安裝在振動較小的駕駛室前擋板或發(fā)動機(jī)的其它地方，減壓閥膜片應(yīng)垂直于地面，遠(yuǎn)離排氣管和其它熱源，盡可能與化油器靠近。減壓閥安裝好后，將發(fā)動循環(huán)水接到減壓閥水道上。
??????? （4）安裝其它附件
??????? 1安裝高壓截止閥、壓力表、連接高壓管線；
??????? 2安裝混合器與低壓管線，連接減壓閥及混合器；
??????? 3在化油器和輸油泵之間安裝汽油電磁閥，注意電磁線圈應(yīng)向上；
??????? 4在適當(dāng)位置安裝充氣閥；
??????? （5）安裝電器部件? 根據(jù)選用電器部件的多少，按有關(guān)說明要求進(jìn)行接線和安裝。安裝時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：
??????? 1）在駕駛室內(nèi)便于操作和觀察的位置，安裝燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)及氣量顯示器，在適當(dāng)?shù)奈恢醚b點(diǎn)火時(shí)間轉(zhuǎn)換器；
??????? 2）按電路圖連接所有電器線路，注意電器部件良好搭鐵。
??????? 七、CNG汽車的調(diào)試使用維護(hù)保養(yǎng)
??????? 1、CNG汽車的調(diào)試
??????? （1）天然氣泄漏試驗(yàn)
??????? 先緩慢充天然氣到大約10MPa，使用檢漏液檢查有關(guān)部位，經(jīng)確認(rèn)無漏氣后再充氣到20MPa，進(jìn)一步仔細(xì)檢漏。
??????? （2）燃料轉(zhuǎn)換調(diào)試
??????? 先用汽油起動發(fā)動機(jī)，然后再把燃料開關(guān)扳到中間位置，切斷兩種燃料供應(yīng)，使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速保持在2000轉(zhuǎn)/分左右，待化油器內(nèi)剩余的汽油將用完，發(fā)動機(jī)開始抖動時(shí)（或聲音變化），立即將燃料轉(zhuǎn)換開發(fā)板到天然氣位置，發(fā)動機(jī)運(yùn)動正常說明天然氣燃燒良好。如果發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，可調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間或檢查其它電路系統(tǒng)。 （3）點(diǎn)火正時(shí)調(diào)整
??????? 將燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)置于"氣"位置，啟動發(fā)動機(jī)，按原調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn)整分電盤位置，使點(diǎn)火時(shí)間達(dá)到最佳后，固定分電盤。然后將燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)置于"油"位置，通過調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間轉(zhuǎn)換器上的旋鈕或數(shù)字調(diào)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)到最佳點(diǎn)火時(shí)間為止。
??????? （4）怠速和起動調(diào)式
??????? 1）用汽油運(yùn)行發(fā)動機(jī)，按原汽油車調(diào)整方法調(diào)好汽油的怠速。
??????? 2）用天然氣運(yùn)行發(fā)動機(jī)，調(diào)整減壓閥上的怠速調(diào)節(jié)手柄，直到獲得穩(wěn)定的最低空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。方法是：先將減壓閥怠速調(diào)節(jié)手柄旋死，旋松1.5圈左右即可，如不理想，再配合化油器調(diào)節(jié)螺釘進(jìn)行微調(diào)。
??????? 3）熄火后用天然氣直接起動，看天然氣起動是否容易、迅速，如啟動性能不良，應(yīng)重新調(diào)整。
??????? （4）加速性調(diào)式
??????? 用天然氣運(yùn)行發(fā)動機(jī)，在原地讓發(fā)動機(jī)怠速動轉(zhuǎn)，然后反復(fù)快速猛轟油門，看發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化是否迅速圓滑，如果不行，調(diào)整減壓閥三級閥調(diào)節(jié)旋鈕，直到滿意為止。
??????? （5）天然氣與空氣的空燃比調(diào)整
??????? 1）在底盤測功機(jī)上，發(fā)動機(jī)使用天然氣燃料用直接檔加載運(yùn)轉(zhuǎn)，使發(fā)動機(jī)處于最大扭矩工況，然后用廢氣分板儀測試發(fā)動機(jī)尾氣，調(diào)整動力閥調(diào)整螺釘，使CO值為1.0~1.5%，固定動力閥調(diào)整螺釘，然后再將怠速、啟動和加速復(fù)查一遍，反復(fù)調(diào)整。
??????? 2）在車輛運(yùn)行中，也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，直接調(diào)整動力閥，校正發(fā)動機(jī)空燃比。
??????? （6）松動壓力傳感器外殼固定螺釘，左右微動外殼（內(nèi)有滑動電阻），觀察壓力表和顯示燈亮熄情況，調(diào)整合適后鎖緊外殼固定螺釘。