压缩天然气CNG汽车的系统原理及改装

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。

CNG汽车的工作原理

1. 天然气系统分为天然气气路、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。

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

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。