天然氣雙燃料汽車

天然氣雙燃料汽車

天然氣雙燃料汽車是目前世界上公認的節能、低污染、經濟、安全的新型代用燃料汽車。一般具有兩套燃料供應系統,系統一套供給天然氣液化石油氣,另一套供給天然氣或液化石油氣之外的燃料,兩套燃料供給系統按預定的配比向氣缸供給燃料,在缸內混合燃燒的汽車,如CNG柴油雙燃料的汽車,或LPG柴油雙燃料的汽車。此類車輛燃用CNG(或LPG)為主燃料,柴油起引燃作用。

目前汽車主要燃料有:汽油、柴油、天然氣、乙醇汽油、二甲醚等。隨著近二十多年來,世界天然氣需求持續穩定增長(平均增長率保持在2%,預計2020年其在世界能源組成匯總的比重將會增加到30%),天然氣雙燃料汽車將成為資源緊缺時代汽車產業發展的必然方向。

我國天然氣汽車推廣應用示範省、市由12個增至19個,實際上開展這項工作的省市遠多於19個。

天然氣是一種潔凈的能源,其主要成分是甲烷,燃燒後主要生成物為二氧化碳和水。與汽油汽車相比,其尾氣排放中CO下降約90%,HC下降約50%,NO下降約30%,SO2下降約70%,CO2下降約23%,微粒排放下降約40%,鉛化物可降低100%。

基本工作原理


天然氣雙燃料汽車的基本原理與汽油動力汽車的原理一樣。也就是說,天然氣在四衝程發動機的氣缸中與空氣混合,通過火花塞點火,推動活塞上下移動。儘管天然氣與汽油相比,可燃性和點火溫度存在一些差別(參見下表),但天然氣汽車採用的是與汽油動力汽車基本理念一致的運行方式。
高壓氣瓶中儲存的天然氣經過減壓後送到混合器中,在此與空氣混合,進入汽缸。仍然使用原汽油機的點火系統中的火花塞點火。原汽油機的壓縮比不改變,原來發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。
特 性天然氣汽 油柴 油
可燃性極限
(在空氣中的容積百分比)
5-151.4-7.60.6-5.5
自動點火溫度(℃)450300230
最高燃燒溫度(℃)188419772054

供氣系統區別


單點就是汽油化油器的形式和化油器的工作原理一樣,就是燃氣不用每個缸經過噴油嘴,根據需要獨立供氣。直噴就是燃油噴射的方式,和單點最大的區別就是和燃油噴射一樣,也就是每個缸加裝噴嘴來噴射天然氣,單點和直噴就相當於化油器電噴車的區別。
單點與直噴系統圖
單點與直噴系統圖

系統優劣勢


單點系統

優點:
結構簡單
價格便宜
維修方便
缺點:
穩定性差
故障發生率高(小毛病多)
動力下降15-20%,在爬坡和加速時感覺明顯,但平路行駛基本不受影響

直噴系統

優點:
與汽油的燃油順序相同
動力損失小,下降約5-8%
動力性、穩定性和減速度均高於單點
缺點:
價格較高
結構複雜
採用ECU控制,維修時需要專業儀器

車輛優點


1、使用CNG比使用汽油可節省燃料費用達60以上。天然氣雙燃料車價格高於汽油車的那部分成本在3至4個月即可收回。
2、在歷史上,與基於石油的燃料價格相比,天然氣價格更加穩定。
3、天然氣系統維護成本低,使用壽命長。
4、天然氣的燃料儲罐都做過抗壓測試,比起汽油或柴油罐更加結實。
5、天然氣的自然溫度高達680-750攝氏度,遠高於汽油的260-370攝氏度。

安全性


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,不至於達到低燃燒界限。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現,從而採取預防措施。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 發動機的燃料系統所用元器件不多,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量保證的條件下進行的,不應有安全問題。汽車上的油氣轉換開關能使發動機在停車后自動關閉油、氣供應。

故障及排除


1、發動機熄火或不能用汽油和CNG啟動
(1)汽車點火系故障:檢修
(2)汽油或CNG耗盡:加油或加氣
(3)發動機有故障:檢修
(4)12V直流電源不正常:檢修
(5)接線有誤或導線插頭有鬆動:檢修
(6)電池未充電或者電量不足:檢修或更換
(7)CNG電磁閥故障:檢修或更換
(8)噴油模擬器有故障:檢修或更換
(9)控制單元“ECU”故障:檢修或更換
2、發動機可用汽油工作但不能用CNG工作
(1)CNG儲氣瓶內CNG用完:加氣
(2)CNG儲氣瓶瓶口閥未開啟:開啟瓶口閥
(3)CNG供給系統導線鬆動或電路有故障:檢修
(4)CNG轉換開關有故障或接線錯誤:檢修或更換
3、發動機可用汽油工作但不能用CNG工作
(1)CNG電磁閥有故障:檢修或更換
(2)減壓器故障:檢修
(3)混合器漏氣:檢修
(4)步進電機故障:更換
(5)控制單元“ECU”故障:調整、更換
(6)低壓管路有泄漏:檢修或更改
4、發動機用CNG啟動困難
(1)電源電壓低於12V:檢修
(2)點火系統故障:檢修或調整
(3)CNG耗盡或CNG儲氣瓶瓶口閥未完全打開或開啟瓶口閥
(4)混合氣比例過高或過低:檢查、調整
(5)啟動步驟錯誤:按正確步驟啟動
(6)空氣濾請器臟:清洗或更換
(7)混合器漏氣:檢修
(8)噴油模擬器故障:調整或更換
(9)控制單元“ECU”故障:調整或更換
(10)轉換開關故障:檢查、調整或更換
5、燃用CNG狀態下發動機怠速不穩
(1)發動機有故障:檢修
(2)減壓器有故障:檢修、調整
(3)空氣濾清器太臟:清洗或更換
(4)怠速混合氣比例不合理:調整或更換
(5)火花塞或點火線路故障:檢修
(6)控制單元“ECU”故障:調整、檢修
(7)步進電機故障:更換
(8)混合器有泄漏:檢修
(9)低壓管路泄漏:檢修、更換
6、用CNG時發動機可怠速運轉但不能正常行駛
(1)混合器鬆動或安裝不當:緊固
(2)減壓器內贓物太多:檢查、清洗
(3)CNG供給不當:檢查、調整
(4)低壓管扭結、阻滯:檢查、修理
(5)CNG儲氣瓶壓力太低或瓶口閥未打開加氣或開啟瓶口閥
(6)點火正時錯誤:調整
(7)發動機缸壓太低:檢修
(8)排氣故障:檢修
7、CNG時發動機熄火
(1)空氣濾清器影響:清洗或更換
(2)噴油模擬器噴油延時調節不當:調整
(3)減壓器調節不當:調整
8、儲氣瓶瓶口閥和高壓管路溫度這低有凍結
(1)鋼壓管漏氣:緊固
9、減壓器凍結
(1)減壓器循環水道阻塞或連接循環水管安裝位置不當;清洗、調整
(2)冷卻系統泄漏:檢修
10、氣表顯示無故跳為油表或顯示為零?
改裝時電路有問題,最好過來調試。
11、氣壓表存在問題,手動檔有時不能轉換,氣量顯示裝置指示燈出現故障怎樣解決?
必須到我們指定的服務網點檢查,維修或更換。
12、氣瓶下面的管子有漏氣的現象?
關閉氣瓶,及時到維修站進行維修。
13、油門有問題,停車怠速不穩定?
這種問題造成的原因比較多也比較複雜,請及時到指定維修店來進行調整,維修。
14、放炮,回火現象?
這種原因主要是車輛點火系統有故障造成的。主要檢查火花塞、缸線點火線圈,發現問題及時更換。請到指定維修店來,由專業人員檢查或更換CNG專用點火系統。
15、動力不太好啟動時困難,燒油時有影響?
檢查或更換點火系統,請到指定維修店調試或更換CNC專用點火系統。
16、收音機中電流雜音過多/插座容易鬆動,裝置不穩定?
原車接地不好,導致點火系統干擾太大。請到指定維修店檢查或維修。
17、加氣后,沒有使用CNG,過段時間為何壓力顯示會降低?
氣體熱脹冷縮的原理。剛加的氣體有溫度是熱的壓力高,這時顯示的氣壓是虛的不是實際壓力;過一段時間后氣體溫度降低,氣壓也隨之降低,這是顯示的才是實際壓力,當然氣壓表的顯示也會降低這是正常的。
18、用CNG冷車啟動發動機有無影響,油氣怎樣轉換?
(1)冷車啟動,一般不會有任何影響。實踐證明,在冬天零下20度,冷車啟動一打就著。
(2)每台車上都配有CNG轉換開關,只要輕輕一按,便可根據需要進行油氣轉換。
19、使用燃氣時空擋熄火?
這個問題主要是空氣和天然氣的混合比例不適量造成的。請到指定維修店進行調試和維修。
20、漏氣,起步時有氣味?
漏氣:按照使用手冊上的說明關掉瓶閥,不要使用CNG,並及時到指定維修店來解決。
起步時有氣味:這不一定是漏氣,有可能是點火系統不正常工作,天然氣沒有燃燒完全造成的。不過為了安全起見還是按照使用手冊上的說明關掉瓶閥,不要使用CNG,並及時到指定維修店來檢查看有沒有問題。
21、部分改裝后,故障燈為何要亮?
這種情況屬於原車行車電腦和使用CNG匹配不當造成的。原車電腦對使用CNG或汽油無法區別,當使用CNG時認為有故障,造成故障燈亮。如在使用CNG后故障燈偶爾亮,這時又不影響CNG的使用;轉換到汽油故障燈又熄滅,也不影響汽油的使用,這種情況屬正常的。反之如其它情況就需要做近一步詳細的檢查。
22、燒氣時有油味?
天然氣未燃燒完全,或者油氣混澆,按照使用手冊的說明關掉瓶閥,不要使用CNG再確認有沒有此現象。
23、轉換為燒油時無力?
轉油后氣還未斷乾淨,造成油氣混燒,所以感覺無力,建議安裝獨立式高壓電磁閥就能解決此類問題。
24、改裝幾年的車,為何現在加氣加不滿?
氣瓶使用年限長,瓶子內積留有油性溶液,佔去了部分容積,所以氣就加不滿了。