cng汽車及結(jié)構(gòu)與原理

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1、CNG汽車的結(jié)構(gòu)與原理曾祥熙（南充石油機(jī)械廠、四川華油NGV開發(fā)公司）壓縮天然氣、汽油兩用燃料汽車（簡(jiǎn)稱CNG汽車），是采用定型的汽油汽車改裝，在保留原車供油系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加一套"車用壓縮天然氣裝置"，可燃用壓縮天然氣，也可燃用汽油，油氣兩種燃料轉(zhuǎn)換非常方便。"車用壓縮天然氣裝置"由以下三個(gè)系統(tǒng)組成。1．天然氣儲(chǔ)氣系統(tǒng)：主要由充氣閥、高壓截止閥、天然氣貯氣瓶、高壓管線、高壓接頭、壓力傳感器及氣量顯示器等組成。2．天然氣供給系統(tǒng)：主要由天然氣濾清器、減壓調(diào)節(jié)器、動(dòng)力調(diào)節(jié)閥、混合器等組成。3．油氣燃料轉(zhuǎn)換系統(tǒng)：主要由油

2、氣燃料轉(zhuǎn)換開頭、天然氣電磁閥、汽油電磁閥等組成。一、車用壓縮天然氣裝置工作原理目前，我國(guó)在用的CNG汽車，有機(jī)械控制式和機(jī)電控制式兩大類，"NCNG型車用壓縮天然氣裝置"屬于后者，為國(guó)內(nèi)外使用最多，并較為先進(jìn)的一種裝置?，F(xiàn)重點(diǎn)介紹該裝置的結(jié)構(gòu)原理，同時(shí)也介紹相關(guān)的其它類型裝置。NCNG型車用壓縮天然氣裝置工作原理方塊圖如下：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20MP。當(dāng)使用天然氣作燃料時(shí)，手動(dòng)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)，汽油電磁閥關(guān)閉，貯氣瓶

3、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。該減壓調(diào)節(jié)器裝置為三級(jí)組合式結(jié)構(gòu)，可將不高于20MPa的壓縮天然氣逐級(jí)減壓至負(fù)壓，再通過低壓管路、動(dòng)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(dòng)機(jī)氣缸燃燒?；旌掀魇且粋€(gè)根據(jù)文丘里管原理設(shè)計(jì)的部件，可將發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的真空度傳遞到減壓調(diào)節(jié)器內(nèi)，直接調(diào)節(jié)天然氣的供給量。減壓調(diào)節(jié)器與混凝合器相匹配，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種不同工況產(chǎn)生不同的真空度，自動(dòng)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(dòng)機(jī)不同工況的使用要求。動(dòng)力閥是一個(gè)調(diào)節(jié)天然氣管

4、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(gè)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)換開頭扳到"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(gè)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)，燒完化油器油室里殘存汽油而設(shè)置的，以免發(fā)生油氣混燒現(xiàn)象。有的CNG汽車用晶體管電動(dòng)油泵代替汽油電磁閥，其性能基本相同。機(jī)械控制式系統(tǒng)與本系統(tǒng)相比，其區(qū)別在于未安裝電磁閥及油氣燃

5、料轉(zhuǎn)換開關(guān)，燃料轉(zhuǎn)換時(shí)要操作手動(dòng)截止閥，操作性能和安全性能均較差。目前，國(guó)外正在研制由微機(jī)控制的團(tuán)環(huán)氣路供給系統(tǒng)，其工作原理是，在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣管中安裝溫度、排放物成份、壓力、流量等傳感器，微機(jī)接受各傳感器信號(hào)后，及時(shí)校正供氣系統(tǒng)的流量、壓力及供氣和點(diǎn)火時(shí)間，從而達(dá)到最佳的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及最低的排放污染物。但該系統(tǒng)改裝成本高、技術(shù)復(fù)雜，目前我國(guó)尚未推廣。除此之外，由于汽油和天然氣燃點(diǎn)不同，汽油的燃點(diǎn)為427℃，天然氣為650℃，天然氣燃燒時(shí)火焰?zhèn)鞑ニ俣缺绕吐?，因此天然氣?yīng)比汽油點(diǎn)火時(shí)間提前，一般為12-17℃。目前我

6、們正在研制一種點(diǎn)火線圈內(nèi)，由燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，能分別自動(dòng)轉(zhuǎn)換兩種燃料的點(diǎn)火提前角。以上新技術(shù)是今后CNG汽車的發(fā)展方向。二、主要部件的結(jié)構(gòu)和工作原理1．充氣閥充氣裝置有插銷式和卡口式兩種，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)已統(tǒng)一為孔徑Ф12的插銷式充氣閥，該閥設(shè)置手動(dòng)截止閥與之串聯(lián)，充氣后將截止閥關(guān)閉。插銷孔內(nèi)的防塵塞有排氣螺塞，截止閥一旦漏氣，防塵塞可起到密封作用，如要拔出防塵塞，則可先打開排氣螺塞泄壓。2．貯氣瓶天然氣貯氣瓶有鋼質(zhì)瓶、鋁合金輕質(zhì)瓶和由內(nèi)膽加碳素纖維或玻璃絲增強(qiáng)纖維纏繞的復(fù)合材料瓶。我國(guó)目前主要使用鋼質(zhì)氣瓶，該瓶生產(chǎn)成本較低

7、，安全耐用，但容重比大，重量大。復(fù)合材料瓶最大的優(yōu)點(diǎn)是容重比小、重量輕，但生產(chǎn)成本高，價(jià)格貴，該瓶是今后CNG汽車貯氣瓶的發(fā)展方向。（1）天然氣鋼瓶目前，鋼瓶由兩種生產(chǎn)工藝制造，一種為無(wú)縫鋼管兩端收口，尾部一般為凸?fàn)?，另一種是由鋼坯直接沖壓而成，尾部一般為凹狀。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，天然氣鋼瓶必須由經(jīng)省級(jí)主管部門和國(guó)家勞動(dòng)部鍋爐壓力容器安全監(jiān)察局批準(zhǔn)的鋼瓶設(shè)計(jì)單位和制造單位設(shè)計(jì)和制造，質(zhì)量符合GB5099標(biāo)準(zhǔn)。材料一般選用30CRMO高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)鋼。車用鋼瓶額定工作壓力為20MPa，產(chǎn)品出廠時(shí)，每件均進(jìn)行1.5倍額定工作壓力的水壓

8、試驗(yàn)，氣密性試驗(yàn)及內(nèi)外表面缺陷檢驗(yàn)，每批產(chǎn)品均進(jìn)行材料的拉力，沖擊韌性，硬度試驗(yàn)，金相組織檢查，水壓爆破等試驗(yàn)，合格后才能出廠。鋼瓶在鑒定時(shí)，已進(jìn)行過充氣狀態(tài)下的火燒、撞擊、槍擊、爆炸等特種試驗(yàn)，因此，天然氣鋼瓶是安全可靠的。我國(guó)目前生產(chǎn)的鋼瓶主要規(guī)格如下：　每個(gè)鋼瓶體上，打鋼印標(biāo)記（2）瓶口裝置瓶口裝置由進(jìn)氣口、出氣口、手動(dòng)截止閥和安全裝置四