汽车油改气的优缺点和原理

1、什么是天然气汽车

简单地说，天然气汽车是以天然气为燃料的一种气体燃料汽车。

天然气的甲烷含量一般在90%以上，是一种很好的汽车发动机燃料。目前，天然气被世界公认为是最为现实和技术上比较成熟的车用汽油、柴油的代用燃料，天然气汽车已在世界和我国及我市得到了推广应用。

我市目前推广应用的是可分别燃用压缩天然气或汽油压缩天然气—汽油两用燃料汽车，简称cng汽车，今后还将大力推广应用单燃料天然气汽车。车用压缩天然气的压力一般在20mpa左右。可将天然气，经过脱水、脱硫净化处理后，经多级加压制得。其使用时的状态为气体。

2、天然气汽车的主要优缺点

（1）天然气汽车是清洁燃料汽车。天然气汽车的排放污染大大低于以汽车为燃料的汽车，尾气中不含硫化物和铅，一氧化碳降低80%，碳氢化合物降低60%，氮氧化合物降低70%。因此，许多国家已将发展天然气汽车作为一种减轻大气污染的重要手段。

（2）天然气汽车有显著的经济效益。

●可降低汽车营运成本。目前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。（3）比汽油汽车更安全

首先与汽油相比，压缩天然气本身就是比较安全的燃料。这表现在：

燃点高。天然气燃点在650。c以上，比汽油燃点（427。c）高出223。c，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96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。表现在：

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。

中外发展天然气60年来，从未出现过因天然气爆炸、燃烧而导致车毁人亡的事实证明，压缩天然气汽车是十分安全可靠的。

（4）cng汽车的动力性略有降低。燃用天然气时，动力性略下降5~15%。

（5）改装一次性投资大。目前，改装一辆cng汽车大约需1万元左右。

3、cng汽车的结构简介

cng汽车采用定型汽油车改装，在保留原车供油系统的情况下，增加一套“cng

型车用压缩天然气装置”。改装部分由以下三个系统组成。

（1）天然气系统。主要由充气阀、高压截止阀、天然气钢瓶、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）天然气供给系统。主要由天然气高压电磁阀、三级组合式减压阀、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、汽油电磁阀等组成。

天然气钢瓶的瓶口处安装有易熔塞和爆破片两种保安装置，当气瓶温度超过100。c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，卡固牢固。因此，该系统在使用中是安全可靠。

cng汽车以天然气作燃料时，天然气经三级减压后，通过混合器与空气混合进入气缸，压缩天然气由额定进气压力20mpa减为负压，其真空度为49~69kpa。减压阀与混合器配合可满足发动机不同工况下混合气的浓度要求。

减压阀总成设有怠速电磁阀，用以供给发动机怠速用气；压缩天然气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，用来统一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起动的供气按钮。

4、cng汽车的工作原理

该系统分天然气气路、汽油油路和控制电路三大部分。

充气站将压缩天然气，通过充气阀充入贮气瓶至20mpa。当使用天然气作燃料时，手动截止阀打开，安装在驾驶室内的油气燃料转换电开关，扳到“气”的位置，此时天然气电磁阀打开，汽油电磁阀关闭，贮气瓶内的20mpa高压天然气通过高压管路进入减压调节器减压，再通过低压管路、动力阀进入混合器，并与经空气滤清器进入的空气混合，经化油器通道进入发动机气缸燃烧。减压调节器与混合器相匹配，根据发动机的各种不同工况产生不同的真空度，自动调节减压调节器的供气量，并使天然气与空气均匀混合，满足发动机不同工况的使用要求。动力阀是一个调节天然气管道截面积的装置，可调节混合气的空燃比，使空燃比达到最佳状态。

油路中安装一个汽油电磁阀，其余部件均保留不变。当使用汽油作燃料时，司机将油气燃料转换开关扳到“油”的位置，此时天然气电磁阀关闭，汽油电磁阀打开，汽油通过汽油电磁阀进入化油器、并吸入气缸燃烧。燃料转换开关有三个位置，当拨到中位时，油、气电磁阀均关闭，该功能是专门用来由汽油转换到天然气时，烧完化油器室里残存汽油而设置的，以免发生油气混烧现象。

5、cng汽车的主要技术性能

使用天然气燃料，车辆主要技术性能如下：

发动机额定功率不低于原车的85%

发动机最大扭矩不低于原车的90%

汽车最高车速不低于原车的90%

汽车加速性能不低于原车的85%

直接档最低稳定车速不高于原车的5%

天然气额定充气压力 20mpa

1立方米天然气可代替汽油 0.8kg以上

一次充天然气行驶里程客车、货车不低于180km

轿车、微车不低于200km

汽车污染物排放 co含量≤1.5%

hc含量≤1000ppm

二、cng汽车的改装

为了确保cng汽车的安全和改装质量，国家和重庆市对cng汽车的改装制定了严格的管理规定。定型在用汽车改装成cng汽车，必须在经过认证的指定改装厂进行改装。

1、车辆改装手续办理方法

（1）车辆改装前，应由车主向当地机动车辆管理部门提出申请，经车辆管理部门认可，填写车辆改装申请表，方可到指定的cng汽车改装企业进行改装。（2）车辆改装完毕后，应持改车单位发给的车辆改装合格证，连同改装申请表一起到车辆管理部门办理机动车辆异动手续。

（3）cng汽车驾驶员应经市车管所培训，并取得合格证，在车辆管理部门注册后，方能驾驶天然气汽车。

2、对被改装车辆的技术要求

车辆改装前，应进行车辆性能检查，主要检查发动机的起动性和动力性，要求发动机起动性能良好，加速灵敏，最大功率和最大扭矩不得低于发动机设计标定值的90%，否则该车不宜改装。送改车的主要技术性能指标应满足下表的要求，方能改装。

技术指标

发

动

机（1）最大功率、最大扭矩不得低于发动机设计标定值的90%

（2）发动机压缩比>7.3

（3）各汽缸压力>0.85mpa，且压力差不得超过平均缸压的5%

（4）怠速时进气管的真空度<-0.0567mpa（负气压）

（5）发动机在使用汽油时，各转速工况下运行稳定，突然加速或减速时不得有突爆，化油器不回火，机油压力稳定

电

气（1）蓄电池空载电压>12.4v；起动电压>8.5v

（2）发动机正常发电；起动机正常工作

（3）分电器白金电压<0.2v，分度误差<1.，火花塞间隙调正确，不积碳

整车（1）整车各总成工作正常

（2）整车技术附合gb7258—1997《机动车安全运行技术条件》要求

3、改装系统的安装

（1）天然气钢瓶安装。

气瓶应安装在汽车的安全部位，不得影响汽车行驶性能。根据各车型具体情况，可安装在汽车车架旁、副纵梁上或驾驶室与车箱之间。气瓶与固定卡子间应垫胶垫，安装必须牢固。气瓶固紧后，沿汽车纵向施加8倍于气瓶重量的力，不得发生位移或松动。

（2）高压管线安装

高压管线用卡套式高压接头与气瓶连接，气瓶间及靠近减压阀处管线应有抗震弯，管线固定卡子间距不得大于600mm，卡子及穿越孔板处应安装橡胶垫。安装在驾驶室、载人车厢或行李厢的气瓶或管线接头，必须设置能将泄漏气体排出驾驶室或车厢外的通风口等装置。

（3）减压阀安装

减压阀安装在振动较小的驾驶室前挡板或发动机的其它地方，减压阀膜片应垂直于地面，远离排气管和其它热源，尽可能与化油器靠近。减压阀安装好后，将发动循环水接到减压阀水道上。

（4）安装其它附件

1）安装高压截止阀、压力表、连接高压管线；

2）安装混合器与低压管线，连接减压阀及混合器；

3）在化油器和输油泵之间安装汽油电磁阀，注意电磁线圈应向上；

4）在适当位置安装充气阀；

（5）安装电器部件

根据选用电器部件的多少，按有关说明要求进行接线和安装。安装时应注意以下两点：

1）在驾驶室内便于操作和观察的位置，安装燃料转换开关及气量显示器，在适当的位置装点火时间转换器；

2）按电路图连接所有电器线路，注意电器部件良好搭铁。

三、cng汽车的调试使用

1、cng汽车的调试

（1）天然气泄漏试验

先缓慢充天然气到大约10mpa，使用检漏液检查有关部位，经确认无漏气后再充气到20mpa，进一步仔细检漏。

（2）燃料转换调试

先用汽油起动发动机，然后再把燃料开关扳到中间位置，切断两种燃料供应，使发动机转速保持在2000转/分左右，待化油器内剩余的汽油将用完，发动机开始抖动时（或声音变化），立即将燃料转换开发板到天然气位置，发动机运动正常说明天然气燃烧良好。如果发动机运转不正常，可调整点火时间或检查其它电路系统。

（3）点火正时调整

将燃料转换开关置于“气”位置，启动发动机，按原调节经验整分电盘位置，使点火时间达到最佳后，固定分电盘。然后将燃料转换开关置于“油”位置，通过调整点火时间转换器上的旋钮或数字调节进行调整，调到最佳点火时间为止。（4）怠速和起动调式

1）用汽油运行发动机，按原汽油车调整方法调好汽油的怠速。

2）用天然气运行发动机，调整减压阀上的怠速调节手柄，直到获得稳定的最低空转转速。方法是：先将减压阀怠速调节手柄旋死，旋松1.5圈左右即可，如不理想，再配合化油器调节螺钉进行微调。

3）熄火后用天然气直接起动，看天然气起动是否容易、迅速，如启动性能不良，应重新调整。

（5）加速性调式

用天然气运行发动机，在原地让发动机怠速动转，然后反复快速猛轰油门，看发

动机转速变化是否迅速圆滑，如果不行，调整减压阀三级阀调节旋钮，直到满意为止。

（6）天然气与空气的空燃比调整

1）在底盘测功机上，发动机使用天然气燃料用直接档加载运转，使发动机处于最大扭矩工况，然后用废气分板仪测试发动机尾气，调整动力阀调整螺钉，使co值为1.0~1.5%，固定动力阀调整螺钉，然后再将怠速、启动和加速复查一遍，反复调整。

2）在车辆运行中，也可根据经验，直接调整动力阀，校正发动机空燃比。（7）松动压力传感器外壳固定螺钉，左右微动外壳（内有滑动电阻），观察压力表和显示灯亮熄情况，调整合适后，锁紧外壳固定螺钉。

2、cng汽车的驾驶操作

cng汽车驾驶员必须经过技术培训，取得合格证后方能驾驶天然气汽车。

（1）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，检查管线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。

（2）、天然气启动：将燃料转换开关扳到“气”位置，点火开关置于“点火”位置，燃料转换开关上的指示灯亮，即可按汽车正常操作程序启动运行。

（3）天然气转换为汽油：将燃料转换开关从“气”位置一次扳到“油”位置即可可，在转换过程中发动机会出现轻微的停顿现象，所以最好不要在交通拥挤的地方进行，如果在停驶状态下进行转换，应将发动机转速提高后进行，以免熄火。（4）汽油转换为天然气：先将燃料转换开关从“油”位置扳到中间位置，待化油器油室中汽车将用完，即发动机声音变化时（大约1~2分钟），立即转换开关扳到“气”位置即可。在转换过程中，发动机仍会出现轻微的停顿现象，不要在交通拥挤的地方进行。

（5）使用天然气行驶时，注意观察仪表上气量指标灯，了解气量情况，当绿灯全熄而红灯亮时，表示天然气即将用完。

（6）严禁油气混烧。

（7）充气：汽车进入充气位置后应拉住刹车，以免充气时车辆移动，关闭电器装置（包括收录机等等），取下充气阀防尘塞，插入充气管即可充气。充气后，取出充气管，装上防尘塞，并检查连接处是否有泄漏现象，如不泄漏即可起动车辆。

（8）漏气处理：汽车在行驶中发生漏气，首先应将电源关闭使发动机熄火，迅速将气瓶阀关闭，然后再作其它处理。如果管线破裂气体大量泄漏无法关闭气瓶时，应立即将现场圈起，隔离火源，不允许人车入内，待天然气散尽（天然气比空气轻）后再作处理。如果发生火灾，除立即关闭电源和气瓶外，还应将现场圈起，用灭火机灭火，由于气瓶上有安全装置，不会发生爆炸，可放心地处理。（9）停车时，关闭高压截止阀及各天然气钢瓶气阀。

（10）停放：

1）当驾驶员离开汽车或临时停车超过10分钟，应关闭电源及供气阀。

2）长期停放、应将冷却液、燃油放尽，天然气用完，电源断开，置于通风、防潮、防火、防晒的场所。

3）若停放在车库内，严禁打开供气阀和使用燃气起动发动机。

3、cng汽车安全使用规则

（1）严格执行加气安全操作规程。气瓶加气，压力不得高于20mpa。使用的天

然气应作净化处理，符合车用天然气气质标准。

（2）严禁在装置有故障和系统存在漏气的情况下燃气运行。

（3）在拆装有关高压零部件时，应避免不安全操作。开启瓶阀，人不得站在气瓶阀口的正面，截止阀应缓慢开启，通气后逐渐开大，防止冲击表阀及其它零件。（4）严禁用火检查漏气。

（5）驾驶室及车辆附近，不得使用明火，应随时检查是否有天然气泄漏，驾驶室内严禁全封闭状态吸烟。

（6）行车时避免气瓶及管线与障碍物撞击，发现供气系统有漏气现象应及时排除，并换用汽油燃料。

（7）车辆停止行驶时，应停放在阴凉处，防止日光暴晒。

（8）保养车辆时，气瓶、减压阀、管线等严禁敲击、碰撞。充气气瓶，与明火距离不得小于10m。

（9）汽车长期用压缩天然气，应定期改燃汽油一小时，运转发动机，防止供油系统失效。

（10）意外事故处理：

1）交通事故处理：应断开总电源，关闭所有气阀等；

2）火险事故处理：应断开总电源，关闭所有气阀隔离现场，用灭火器、砂子、覆盖物等灭火，并视情况通知消防部门，打电话119报警。

4、cng汽车的维护保养

cng装置的维护保养应结合汽车各级保养同时进行。

（1）每次出车前，应检查各零件的紧固情况，及时处理松动的固紧件，检查气质、管线及各连接处是否有泄漏，如有泄漏应及时处理。

（2）每月检查一次高压管线滤芯、电磁阀芯、调整各级减压阀压力。

（3）半年全面检修减压阀及供气系统一次，损坏件应及时更换。

（4）按国家劳动局《气瓶安全监察规程》规定，天然气钢瓶两年进行一次检测，不合格者应及时更换，检验后填写检测卡。

（5）经常保持cng系统及空滤器芯子的清洁、完整。

（6）因维护保养发动机须拆卸天然气管线时，应用干净棉布堵住各接头，以免异物进入，损坏减压器阀口。

（7）车辆维护保养时，应检查充气阀、减压器、管线卡箍紧固情况。发现松动，卡箍掉缺、无效应及时处理。

（8）车辆维护保养时，应用扭力扳手测量，检查钢瓶安装紧固情况是否符合要求。

（9）随时清除钢瓶表面上的污泥，以免影响钢瓶阀门、安全防爆阀的技术性能。（10）只有在放出系统中的气体并关闭气瓶所有阀门之后，才能对燃气装置进行维修。

（11）凡高压系统发生故障，驾驶员不得自行拆卸、改动、修理、调整减压器等。（12）按有关规定和要求认真填写、保管压缩天然气汽车的有关技术资料。

一般用气启动车子的时候用

天然气起动——将燃料开关置于“天然气”挡，检查气量显示仪是否显示，确保燃气系统正常。起动时将天然气强制按钮（红色按钮）按下，然后再按汽车正常操作程序起动，待发动机自行运转后即松开天然气强制起动按钮，系统为天然气工作状态。

天然气转换汽油：将燃料转换开关从“天然气”档直接换到“汽油”档，这是发动机以汽油为燃料进行工作。

注意：在气温较低时，先用汽油起动。因为天然气不适合低温使用，并且就算用汽油启动的时候，当发动机冷却水温达到60度以上时，再改用天然气行驶。

而且双燃料车自购车之日起累计使用汽油行驶里程3000公里后，可进行燃料的转化。汽车长期燃用天然气，每行驶500公里应改烧汽油1小时，以防供油系失效。