车辆使用天然气

天然气（英文缩写NG）

天然气是一种高效、清洁、廉价的民用燃料和工业原料。

常温常压下天然气比空气轻。

天然气密度约0.6—0.74kg/m3

跟空气混合后的着火浓度为4.7%--15%

爆燃浓度为9%

着火温度为650度。

辛烷值为130.

天然气是继煤和石油之后的第三大能源。

压缩天然气（英文缩写CNG）-----以压缩状态存储的天然气。

我国车用压缩天然气（CNG）的额定压力为：≤20MPa

根据GB19047—2000，压缩天然气中硫化氢含量应当≤15mg/m3

二氧化碳≤3%

在再高操作压力下，水露点不应高于-13度，

当最低气温低于-8度，水露点应比最低气温低5度。

天然气汽车（NGV）----使用天然气（NG）作为燃料的汽车。

压缩天然气汽车（CNGV）---使用压缩天然气（CNG）作为燃料的汽车。

CNG汽车的优点：

1.CNG汽车安全可靠。：：：由于天然气着火点高（650度，汽油为450度），比空气轻（密度约0.6—0.74kg/m3），泄露后扩散快，不易达到着火浓度（4.7%--15%）所以安全可靠。

2.CNG发动机热效率高：：：由于天然气辛烷值约为130，汽车改燃天然气后，可适当提高其压缩比，实现稀薄燃烧；同时由于是气态燃料，无须雾化就可与空气均匀混合，因此CNG汽车热效率较高，经济性较好。

3.可延长发动机机油的更换周期：：由于天然气不会稀释润滑油，也无爆震，不会破坏油膜，因此，与燃用汽油相比，润滑油使用寿命较长。（其换油周期可延长50%以上）

4.CNG汽车可延长发动机大修里程及使用寿命：：由于汽油雾化往往不良，油雾会冲刷气缸，因此，汽油机润滑油油膜破坏现象较显著，尤其是车辆启动怠速加速时，更会加大气缸的磨损。此外，汽油机中难免有轻微爆震也会破坏润滑油油膜，加快发动机的磨损。而天然气作燃料，其辛烷值高达130，燃烧属于无爆震燃烧，故油膜不易破坏，机件也可免受突爆性负荷。同时天然气中不含汽、柴油中存在的胶质物，燃烧较完全，不易形成积碳，减小了气缸磨损。另外，硫的含量也远远低于汽油，对缸体、活塞、气门等零件的腐蚀也要小的多。因此可延长发动机的大修里程和使用寿命。

                  （据自贡市公交集团CA6102发动机其大修里程最高达到了29万公里）

5.CNG汽车尾气排放污染小：：由于天然气混合均匀，燃烧充分，同时不含致癌物，故其燃烧产物十分理想。

（检测表明汽油车改燃天然气后，一氧化碳和碳氢化合物的含量分别下降了15倍和5.5倍。）

（柴油车改为油—气混燃后，可减少颗粒状排放物90%以上，彻底消除冒黑烟现象）

6.CNG汽车可降低噪音：：（实验表明，燃用天然气的车辆，其噪音较燃用汽油时低，噪音下降10分贝以上）

7.具有良好的经济效益：：：1m3天然气可替代1—1.1L汽油，以目前油价计算，使用天然气可节约燃料成本50%以上。

天然气汽车的不足

1.由于天然气是气态燃料，当采用缸外预混合方式进气时，就会占用一部分空气的通道，因此，充气系数较液态燃料低，天然气的充气系数较汽油低10%左右，理论混合热值也较低，燃烧速度也较汽油慢。所以，气缸爆发压力比汽油低，故其动力性和扭矩较燃用汽油时都有所下降。（国家标准规定：其最大功率下降不能超过改装前的15%，最大扭矩下降不超过10%）

2．天然气的储存、运输、携带较困难，受加气站数量和布局的影响，加气也没有加油方便，汽车的续驶里程受到了限制。

3.由于增加了CNG系统，车辆自重增加，空间减少，整车成本也有所增加。

4.发动机排气温度有所升高（汽油车改装后约升高50度，柴油车改装后温度还会高一些）但不会对发动机机体及部件造成危害。

CNG汽车的分类：

.1.按点火方式分：A。电火花点火

                 B．柴油引燃式

2.按供气方式分：A。缸外（进气管）预混合供气

B．缸内直接喷气

3.按控制方式分：A。机械式

                B．电控式（1.开环控制 2.闭环控制）

                C．电喷式

4.按燃料类型分：A。CNG单燃料车

                B.油—气两用双燃料车（汽油---天然气）

                C．油---气混燃车（既可天然气和柴油混燃，也可纯燃柴油）

5.其它方式：如：按燃烧方式分：A。预混合燃烧

                              B．扩散燃烧

CNG系统的构成

CNG系统一般由三部分组成：1.CNG储气系统

                           2.CNG供给系统

                           3.CNG油气转换控制系统

一.储气系统：

           主要由CNG气瓶、气瓶固定支架、充气阀、截止阀、高压管、高压管接头、

                 压力传感器、压力显示器、过流保护阀等组成。

CNG气瓶：是用于能源储备。分为：1金属瓶（钢瓶或铝瓶）

                                 2金属内胆环缠绕瓶（钢内胆和铝内胆）

                                 3金属内胆全缠绕气瓶和塑料内胆全缠绕气瓶

CNG钢瓶主要用于大型车辆，特点是：价格低，重量大，应用最广。

CNG全缠绕气瓶主要用于轿车和微型车，特点是：重量轻，价格高。

CNG环向缠绕气瓶主要应用于轿车和微型车，特点是：重量和价格介于前两者之间。

气瓶工作压力为20MPa，当压力高于25MPa，温度高于100度时，气瓶安全阀会自动卸压，

对CNG气瓶起到了有效保护作用。

气瓶使用年限一般为10—15年，每两年检测一次。

2.CNG充气阀、截止阀

作用：对CNG起补充和切断CNG燃料的作用，工作压力20MPa。

（大都采用插销式充气阀，外配防尘塞）

3.CNG高压管路及接头

作用：是CNG汽车的输气通道。

（采用无缝不锈钢管制造）

4.过流保护阀

作用：是当CNG车辆发生意外事故，出现天然气大量泄露时，自动切断主气管气源，以避免事故损失和减少事故的危害。

二．CNG供给系统

由：天然气过滤器、CNG高压电磁阀、CNG低压电磁阀、减压调节器、动力调节器、

混合器等组成。

1.过滤器：作用是对天然气起净化作用。（可滤掉天然气中的碳颗粒、金属颗粒及其它杂质）

          过滤介质为：过滤毛毡、不锈钢丝

2．CNG高压电磁阀：作用是起接通、切断气源。

3.动力调节器：作用是调节天然气流通通道截面积的大小，来改变天然气的供气量，从而获得发动机的最佳功率。

4.减压调节器：作用是将高压天然气减压至接近大气压并送给混合气与空气混合。

按照减压级数分为：1两级减压调节器

                  2三级减压调节器（常用）    一级0.35—0.4MPa

                                             二级0.07—0.09MPa

                                             三级    0—250Pa

（三级减压调节器由：一、二、三级减压腔、高压或低压电磁阀、天然气过滤器、安全阀、加热装置、动力阀等组成）

按照结构不同分为：1整体式   2分体式

5.混合器：作用是按照汽车全负荷、部分负荷、怠速、启动、加速等各种工况的需要，向发动机供给不同分量的天然气。供发动机做功。

混合器可分为：1文丘利式（适用于轿车及微型车）

              2稳定真空度式（适用于大型车辆）

三．CNG车辆油—气转换控制系统

根据车型的不同，1.大车CNG控制系统主要由：油—气转换开关、天然气高低压电磁阀、汽油电磁阀等组成。

                2.。轿车的控制系统主要由：油--气转换开关及显示器、控制单元ECO、仿真器、压力表、点火提前器、继电器等部分组成。

CNG车辆的改装条件

1.车辆有足够的CNG专用装置安装空间。

2.安装车辆发动机功率不低于额定值的85%，扭矩不低于额定值的90%

3.改装后的CNG车辆必须符合GB7258—1997《机动车运行安全技术条件》

4.拟安装位置应有足够的强度。

CNG汽车的操作使用

1.CNG汽车驾驶员必须进行CNG驾驶和安全知识培训 经考试合格后颁发培训合格证，并由车管所加盖CNG车辆准驾章，方可驾驶CNG汽车。

2.汽车起动前，缓慢开启各天然气瓶阀，然后缓慢开启高压截止阀，观察压力表，了解天然气压力，检查管道、接头和减压阀是否漏气。打开气阀时，人不要站在阀和气瓶的正面。

3.天然气车启动，将燃气转换开关转到（气）的位置，点火开关转到(点火)位置，发动车

4.天然气转换为汽油。将燃气转换开关从（气）的位置转换到（油）的位置.

          但在转换过程中，发动机会有轻微停顿现象，所以最好不要在交通拥挤的地方进行，如果在停驶状态下装换，应将发动机转速提高后进行，以免发动机熄火。

5.汽油转换为天然气。化油器车应先将转换开关从（油）转到（空挡）位置，待化油器油室中的汽油用完（发动机声音变化后1—2秒钟）后，立即将转换开关转到(气)的位置既可。

6，使用天然气行驶时，应注意观察仪表上的气量指示灯。气不足或用完，立即加气。

7.  加气

8.燃用CNG的车辆与燃用汽（柴）油的车辆的驾驶操作基本相同，不同处在于燃料的转换。

        另外，燃用CNG时，动力性和加速性略有下降，上坡和超车时，如需换挡，应提前进行，并注意安全。

二．CNG汽车驾驶员安全操作注意事项及应急处理。

1，出车前、收车后应经常检查CNG系统的气瓶安全阀、管接头、阀门、减压调节器等有无泄露。检查CNG系统附件，特别是高压管路与车身有无摩擦干涉和松动。行车中要注意有无异响或臭味。发现问题，立即整改。

2.CNG汽车充气压力不能超过20MPa，气瓶开启时，人不能正对瓶口。截止阀的开启应缓慢，通气后逐渐开大。在进行CNG充装时要关闭截止阀以保护压力表。

3.CNG汽车不能长时间放置在太阳暴晒处。

4.驾驶室内不能有明火，CNG车周围10米内不能有火源。

5.化油器汽车若长期使用天然气，应定期改燃汽油半小时，以防止供油系统失效。

6.严禁在有压力的情况下处理CNG汽车供气系统。

7.CNG汽车动力性相对汽油有所下降，所以加速性比燃用汽油差，行驶中注意安全超车。

CNG车辆的应急处理

1.漏气处理：首先熄灭发动机、关闭电源及气源，将管道卸压后再排除泄漏点。

2.管道脱落及破裂：CNG汽车出现大量漏气时，应立即熄灭发动机、关闭电源、气源,应先疏散人群，禁止人、车及火源接近。待天然气扩散后再进行处理。

3.气瓶安全阀工作（泄露）：此时气瓶瓶阀和截止阀是不起作用的，应立即关闭电源，隔离现场，不许人，车及火源接近，待天然气泄漏完后，再进行处理。

4.发动机火灾：除立即熄灭发动机、关闭电源、气源，还应采取隔离措施，禁止人、车进入，并用车载灭火器或就近取材进行灭火。遇到火势难以控制的局面时，应及时报火警。如有人员伤亡，还应及时组织救援，并与急救中心联系。

CNG汽车的维护与维修

CNG汽车常见的维护维修主要包括：日常维护、一级维护、二级维护、小修、大修等。

1.日常维护1.每日出车前驾驶员应认真检查气瓶与支架，支架与纵横梁之间的连接情况；

检查仪表、阀门管道的工作情况和固定情况；

检查气路中有无漏气现象；

检查油、气转换是否安全可靠。出现问题应到保养场保修，待修复后才能行车。

2.行驶中应勤观察仪表的工作情况，注意察听气路的异响，选择路面行驶、防止对气路系统形成撞击，当感觉到有异常情况时，应立即停车报修，待处理检查确认安全后才可继续运行。

3.每天收车后应检查气瓶、支架、管路、仪表、阀门等固定情况；

  检查气路有无漏气现象；

  检查热水循环水路的工作情况；

  清洁各仪表、阀外表面。关闭阀门；

  检查后尾部气瓶厢的封闭情况和加气孔盖的锁止情况。如有异常应报修处理。

2.一级维护。（一级维护与整车一级维护可同步进行）

            1.检查、紧固所有气瓶、支架、阀门、仪表的固定螺栓；如有松动，除紧固外，还应认真检查有无因松动引起的擦撞痕迹，并及时处理。

            2.用肥皂水检查所有气路的密闭性能，清除天然气过滤器和一级减压器中天然气滤网中的沉积物。

            3.后续检查与日常相同。

CNG与LNG对比分析

CNG是压缩 天然气的英文缩写，是气态LNG是液化 天然气的英文缩写，是液态

CNG比较适合国内目前的情况，加工成本相对较低，管道气到加气站，经过脱硫脱水等工艺后加压到200多公斤压力，通过加气机充装到CNG车上，通过减压装置减压后进入发动机燃烧使用。LNG生产成本相对较高，造成最后到用户的气价增加，保存也是个问题，气态液化后是超低温状态，通过蒸发气化进入发动机燃烧。虽然LNG气瓶是真空隔热的，但是要长期保存，仍然会蒸发泄露，不如CNG保存时间长。

CNG是压缩天然气（Compressed Natural Gas）的英文缩写，而LNG则是液化天然气（Liquefied natural gas）的缩写，两种燃料的主要成分都是甲烷。

●  CNG燃料的使用特点

    1:储量丰富

    2006年，全国累计探明天然气可采储量为3.84万亿立方米，剩余天然气可采储量约为3.09万亿立方米，全年天然气工业产量为585.53亿立方米。由此可以看见天然气的储量是相当丰富的，这对于发展天然气卡车来说是个得天独厚的机会。

    2：使用历史长

    我国于1988年建成第一个CNG加气站，截止2006年底，我国已建成天然气汽车加气站730多座，改装CNG汽车近20万辆。随着西气东输、川气东送等多条国家级天然气管道的铺设，合肥、南京、武汉、长沙CNG汽车都在规模发展，CNG加气站和CNG环保汽车更是在全国爆发式的增长。

●  LNG燃料使用特点

  1：低温储存

    LNG必须在-162℃低温储存，故要求钢瓶要有良好的保温性能，因此需要钢瓶为双层真空结构，为了保证钢瓶真空层长期处于真空状态，且具有更好的保温性能，要求在钢瓶内胆上缠绕保温材料，并增加吸附装置，吸附真空层中残留的空气。

    2：储存压力较低

    LNG储存压力为1.6MPa，低于CNG燃料的20MPa。

CNG优缺点一览：

    优点：

    1：加气方便

     在出气量丰富的西部地区，CNG加气站相当多，可以让CNG车辆很容易加到燃料。

    2：价格便宜

    相比与高涨的柴油价格，CNG的价格则相对较为稳定。以重庆为例，目前车用天然气价格在2.60元左右，价格仅为柴油的1/3。

 缺点:

    1:充气时间长

    CNG加注时间较长，与LNG相比充满同样容量的气瓶，CNG要比LNG多出一倍甚至更多的时间。

    2：气瓶装载效率低

    由于CNG只是以高压压缩的方式储存在气罐里，气瓶装载效率相对于LNG要低很多。

    3：续航里程短，只适合短途运输

    一般来说，使用CNG燃料的车辆都是在城市以及附近使用，气瓶装载容积的原因，需要建立更多的加气站方能满足加气要求，第一造成有限的资源浪费，第二也影响到用户的有效运行时间。

●  LNG优缺点一览：

优点：

    1：续航里程长

    LNG是液化后的天然气，在提高气体质量的同时，克服了以上以CNG为燃料汽车不可克服的缺点。使用LNG作为燃料，一个335L的钢瓶，就能行驶500公里以上，完全解决了车辆的行驶里程问题。

    2：气瓶装载效率高

    一个335L的LNG钢瓶自身重量225kg，充装满后的重量为353kg，相当于同样柴油车辆油箱加满油以后的重量。并且是在车架上安装，大大降低了车辆的重心。在提高使用经济性的同时，也同样提高了车辆的行驶安全性。

    缺点：

    1：LNG加气站少

    由于目前国内的LNG加气站建设速度不如CNG加气站快，直接导致LNG加气站的数量远远不够，这也是限制LNG卡车销量的主要原因。

    2：价格昂贵

    LNG价格昂贵，一是LNG生产成本非常高，天然气通过深度冷却到－162℃时，液化为液体，此深冷过程要比生产相当规模的CNG能耗高一倍左右。二是国内LNG液化工厂偏远，一般采取陆地长途运输，而CNG采用的是管道运输过来的天然气，LNG的运输价格远高于CNG。

●  天然气与柴油相比的优势：

    在燃料消耗上来讲，现在国内柴油的零售价已上调至7.74元/升，而目前液态天然气定价根据地方不同大概在为4.8元/升。由于柴油与天然气能效差不多，每用一升天然气比柴油车可节省近3元钱。