天然气性质

天然气性质.doc 天然气: 主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，密度多在0.6,0.8g/cm3，比空气轻。通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气。 天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，比重约0.65，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性。 天然气是埋藏在地下的古生物经过亿万年的高温和高压等作用而形成的可燃气，是一种无色无味无毒、热值高、燃烧稳定、洁净环保的优质能源。天然气其主要成分为甲烷，热值为8500大卡/米3是一种主要由甲烷组成的气态化石燃料。它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层。 天然气(natural gas)又称油田气、石油气、石油伴生气。开采石油时，只有气体称为天然气;石油和石油气，这个石油气称为油田气或称石油伴生气。爆炸极限5%--15%。在0.1MPa -162?时可液化成LPG，气液比625:1 CNG(compressed natural gas)，LNG(liquefied natural gas)， 天然气的特性(1)1、比重:常温、常压下的甲烷、天然气以及与空气的比值: 天然气比重小于空气，当从储存容器、管道中泄漏出来 后，天然气将向上移动，扩散到空气中。 天然气的特性(2)2、热值:热值是指单位重量或体积的燃料完全燃烧后产生的热量，分为高热值和低热值。天然气 主要成分的热值: 汽油的低热值为4.44X104kJ,kg。天然气的单位重量热值高于汽油。按体积计量计算，,立方米天然气的热值高于一升汽油的热值。 天然气的特性(3)3、状态、沸点:在常温、常压下，天然气为气体状态;甲烷的沸点-162?C，在此温度以上，天然气呈气态。由于非常低的沸点，天然气非常难于液化，一般采用气体状态储存和输送天然气。 天然气的特性(4)4、颜色、味道和毒性甲烷(天然气)是一种无色、无味的物质，且没有毒性;天然气在空气中的浓度较高时，对人体有一定的麻醉作用。为便于识别其在空气中的存在，在生产过程中添加了少量的臭味剂(硫醇、硫醚等物质)。 天然气的特性(5) 5、点火(爆-炸)极限: 气态的天然气与空气形成混合气，混合气浓度在一定范围内时能够被点燃、燃烧，超过这个范围将不能被点燃，这个范围的上下 限即为点火下限和点火上限。 天然气的点火上限和点火下限分别为5%和15%。 天然气的特性(6) 6、理论空燃比: 单位重量(或体积)燃料完全燃烧需要的空气重量(或体积)即 为该燃料的理论空燃比; 汽油、甲烷的(重量)理论空燃比分别为14.7、16.7。 相同质量的燃料完全燃烧，天然气需要更多的空气。 按照体积计算，天然气的理论空燃比约为和10:1。 天然气的特性(7) 7 、辛烷值: 辛烷值是燃料抗爆震燃烧的能力，辛烷值越高，表示抗爆性越好， 发动机可以采用更高的压缩比。 目前使用的汽油辛烷值一般为90、93。 天然气的辛烷值一般在120—130之间，其抗爆性要好于汽油。 天然气的特性(8) 8、自燃温度: 在没有外界火源的条件下，由于天然气内部的氧化、本身温度或介质温度变化而引起天然气自行着火燃烧，天然气自行着火燃烧 的最低温度即为自燃温度; 天然气的自燃温度为630—730度; 汽油的自燃温度为220—471度; 较高的自燃温度表明天然气的安全性好于汽油。 天然气的特性(9) 9、起燃方式: 天然气自燃温度高，难于压燃，适宜外火源点燃，同时高的辛烷 值，适合在较高的压缩比下点燃工作。 天然气在汽车上使用一般采取两种方式工作: 在天然气单燃料或两用燃料车上，采用电火花点燃的工作方式; 在柴油,天然气双燃料车上，在天然气工作时，一般喷射少量的 柴油，利用被压燃的柴油点燃天然气的工作方式。 车用天然气技术要求 天然气的储存 常温、常压下的天然气密度非常低，为有效的储存天然气，一般 采用以下方式储存天然气，以提高天然气的储存压力: 1、压缩天然气——Compressed Natural Gas简称CNG(压缩天然气)，汽车上使用的CNG的最高压力为20MPa(相当于将天然 气压缩200倍); 2、液化天然气——Liquefied Natural Gas简称LNG(液化天然气)，液化后的天然气的密度是常温、常压下的气态天然气密度 的625倍; 3、吸附天然气——Adsorbed Natural Gas简称ANG(吸附天然气)，储存的能量密度介于CNG和LNG之间，且储存压力大为降 低(在4MPa左右)。 TOP 二、天然气汽车 天然气汽车的分类(按储存方式分) 1、压缩天然气汽车——Compressed Natural Gas Vehicle简称CNGV， 储存的天然气量相对较少，且储存容器的重量造成整车重量增加很 多。 2、液化天然气汽车——Liquefied Natural Gas Vehicle简称LNGV，天然气的储存密度大为增加，但整车成本增加很多，且储存容器的热交换，造成容器内的压力升高，在一定条件下，将向外界排出天 然气，以避免容器内的压力升高，，保证安全使用 3、吸附天然气汽车——Adsorbed Natural Gas Vehicle 简称ANGV，天然气储存的一个研究方向，目前还没有成熟的产品投入商业使用。 天然气汽车分类(按使用燃料种类) 1、单一燃料的CNG汽车: 使用按照CNG特性的发动机，整车性能大为提高，但由于使用 条件的限制，使用量较少，单车成本高; 2、汽油—CNG两用燃料汽车: 在汽油车的基础上增加CNG系统而成的既能使用CNG、又能使用汽油的两用燃料车;目前广泛使用，改装方便、成本低，但整车性能下 降较多。 3、柴油—CNG双燃料汽车: 在柴油车上增加CNG系统而成的能够单独使用汽油，又能使用CNG—柴油混合燃料的双燃料车。控制较为复杂，天然气的替代率低、成 本相对较高。 天然气汽车特点(1) 1、排放性能: 天然气作为一种气体燃料，与空气混合更均匀，燃烧更加充分，排放的CO 、HC等有害物质更少;其他一些没有受排放法规控制的有害成分(如对区域环境影响的毒性物质、烟雾、酸性物质等也比汽 油、柴油要少; 在所有碳氢燃料中，天然气的碳氢比小，碳与氢的比例为4:1，CO2排放量比汽油少25%左右，有利于保护全球的环境质量。发达国家基于天然气的这一特性，将天然气确定为真正的清洁燃料而加于推广 使用。 天然气汽车特点(2) 2、经济性: 维护费用:天然气 不会稀释润滑油，燃烧后没有积碳，可减少发动机磨损，延长润滑油更换周期，维护保养费用低，延长发动机寿命，; 燃料费用:按1立方米天然气相当1.1升汽油计算，可减少燃料费 用50%以上。使用CNG作为汽车燃料，可大大降低燃料费用。 TOP 天然气汽车特点(3) 3、动力性: 目前的CNG车基本是在汽油车上增加CNG系统而成的两用燃料车，发动机的压缩比、点火系统、进气系统等均没有变动，使用CNG 时的性能没有得到充分发挥; 天然气的理论空燃比为10:1，在进入发动机时，天然气将占有约 10%的体积空间，导致吸入发动机的空气量减少约10% ，进气效率 下降，从而引起动力性的下降; 天然气性质稳定，燃烧速度慢，点燃需要更多的能量; 与使用汽油相比，使用CNG时的动力性约下降15%。 天然气汽车特点(4) 4、安全性: 系统的每一个部件的设计、生产、检验充分考虑了安全性: 储气瓶必须有指定的专业厂家生产; 储气瓶的承压能力是CNG工作压力的数倍; 每一支储气瓶出厂之前必须进行检验; 储气瓶发上设有安全阀、手动截止阀，保证安全使用和便于维护; 减压器上设有安全阀，保证在系统出现故障时的安全性; 天然气性质稳定，密度小，自燃温度温度高，安全性好于汽油燃料。 国内外的使用经验表明，因CNG系统发生的安全事故要远低于汽油 车、柴油车。 天然气汽车的特性(5) 5、续驶里程:压缩储存天然气，储存燃料的能量密度低，相同体积的储存容器，续驶里程仅相当于汽油的1/4，且储存容器的重量大， 导致整车自重增加。对于小型车，在设计时考虑到自重增加的限制，以及车上有限的空间，不允许安装过多的天然气储气瓶， 使用天然气的续驶里程较少。 三、CNG供给系统 CNG供给系统分类 1、混合器方式的开环供给系统:类似于汽油机化油器技术的CNG系统，利用发动机的真空度进行供气，使用在化油器式汽车上; 2、混合器方式的闭环供给系统:在开环拱给系统的基础上增加闭 环控制系统而成，应有在电喷车上; 3、CNG燃料喷射系统:完全不同于以上两种系统，供气方式由依靠发动机真空度的被动供气发展到利用燃料的压力主动供气。 CNG燃料喷射系统 1、燃料喷射点数划分: 单点喷射、多点喷射; 2、燃料喷射时间划分: 同时喷射、顺序喷射; 3、喷射燃料位置划分: 缸内喷射、缸外喷射。 4 普遍采用的CNG燃气系统 目前，国内外的电喷车上普遍采用混合器方式的闭环控制系统; 采用混合器方式的闭环控制系统匹配的两用燃料车，其动力性、排放性能、燃料经济性等指标基本能够满足国家有关标准的规定和使 用的要求，系统稳定性和性能的一致性难于保证。 四、JETTA电喷车燃气系统匹配 JETTA电喷车使用混合器方式的闭环控制系统存在的主要问题 解决存在问题的办法 1、回火问题:采用燃气喷射技术，消除产生回火的外界条件(可 燃混合气在进气管内的聚集)，从而基本解决回火问题。 2、模拟信号问题:由固定模式的模拟信号，改为采用随ECU 控制 的喷油时间的趋势而变化的动态模拟信号。 针对JETTA 电喷车的特殊性而开发的Dream XXI 燃气喷射系统 针对JETTA 电喷车的特殊性，北京恩吉威公司联合意大利OMVL 公司，经过长达三年的研究、开发，推出满足JETTA电喷车特殊需要的Dream XXI 燃气顺序喷射系统。在一汽大众有关部门的支持下，经过近一年的试验工作，北京恩吉威公司完成了Dream XXI 燃气喷射系统与捷达电喷车的匹配工作，匹配后的CNG —汽油两用燃料车的动力性、排放性能、燃料经济性通过一汽-大众的试验，结果符合有关标准、法规和一汽-大众的规定，正式得到一汽-大众产 品部的认可，取得与JETTA车配套的资格。 五、Dream XXI燃气喷射系统 Dream XXI燃气喷射系统组成 按照完成的功能划分，Dream XXI燃气喷射系统可分为两个部分: 1、CNG供给系统:充装、储存天然气，并向发动机输送天然气， 对CNG压力进行调节，并执行天然气的分配和喷射 2、CNG供给控制系统:根据输入的各个发动机工作信号，对天然 气的工作过程进行控制; TOP 1、CNG供给系统 CNG供给系统基本功能 1、有效储存CNG 2、充装CNG 3、向发动机供给CNG 4、截止CNG的供给 5、过滤CNG中杂质 6、CNG状态调节 7、燃料向发动机的定时分配 8、安全保护功能 CNG供给系统组成 1、储气瓶 2、储气瓶阀 3、导气管路 4、充气阀 5、供气(充气)管路 6、减压器 7、低压管 路 8、高频电磁阀组 9、分配管 路 CNG供给系统 CNG储气瓶 CNG储气瓶——储存CNG 的容器; CNG 储气瓶一般为中间圆柱体、两端椭圆形结构，在一端有钢瓶阀接 口，整体为无缝结构; CNG储气瓶种类 1、钢瓶—由无缝钢管经特殊工艺加工而成，重量大，价格便宜，不 适合在小型车上使用; 2、复合气瓶—钢质和铝合金内衬，外部环向、纵向缠绕玻璃纤维或碳纤维。与钢瓶相比，重量约少30,—50,，但价格较高。主 要类型有整体缠绕和半缠绕等几种类型。 JIEDA电喷车使用的储气瓶 1、储气瓶一般布置在行李箱的里端; 2、根据JIEDA车行李箱的容积，匹配了水容积为50或55升的储气 瓶。 按照最大充装压力20MPa计算，50和55升储气瓶的最大充装量为10 和11立方米天然气 (标准状态下)。 充气阀 1、充装CNG 时，与加气枪连接的接口; 2、充气阀结构:快装式、插销式; 3、根据不同地区的要求，JETTA 两用燃料车采用快装式或插销式充 气阀; 4、充气阀内部结构为单向阀结构; 5、充气阀外端为与加气枪连接的接口; 6、充气阀内端为与充气管路(D6X1钢管)连接的接口 插销式充气阀结构 快装式充气阀结构 减压器结构和功能(1) 1、从储气瓶输送出的最大压力为20MPa的CNG ，使用过程中压力在不断变化中，不能满足发动机工作的需要，需要通过减压器将其状态 进行调节; 2、减压器的主要功能:将由储气瓶输出的最大压力为20MPa的CNG 调 节成满足发动机工作需要的具备一定压力的天然气; 3、完成以上功能主要是CNG进行减压和调节:将CNG 压力调节至符 合发动机工作需要的压力(减压过程) 减压器(蒸发器)结构和功能(2) 4、减压过程为吸热过程，需要吸收大量的热量; 5、为保证减压器的正常工作，将发动机循环水引入减压器内，为减 压过程提供热量; 6、在环境温度过低时使用CNG ，一方面对发动机不利，同时不能为 减压过程提供充足的热量，将导致工作不稳; 7、通过减压器上的温度传感器测量其温度，通过设定，在温度低于限值时，只能使用汽油工作，温度升高到限值以上后，才能使用CNG ; 减压器(蒸发器)结构和功能(3) 8、在CNG的稳压腔上设有电磁截止阀，在停车或使用汽油工作时，电磁截止阀关闭，同时一级进口关闭;在使用CNG工作时，电磁截止 阀打开; 9、Dream XXI 燃气喷射系统配置的减压器为R89/I型; 10、R89/I型减压器为两级式结构 11、R89/I型减压器一级减压腔，CNG 在进入该腔后，压力降低到 2.3Bar; 12、R89/I 型减压器二级为稳压腔，一级腔输送来的低压天然气，经过调节后，通过稳压结构的作用，输出1.9Bar 稳定压力的天然气。 减压器(蒸发器)结构和功能(4) 13、为保证怠速时的稳定性和最佳的混合比，可将发动机进气管处的 进气压力引入一级腔的平衡室，调节工作过程。 14、 为避免因温度变化过大引起的工作不稳，在循环水的出口处，安装有恒稳结构，保证在正常状态下减压器腔内温度的恒定;在安装时需保证正确的循环水流动方向，否则将造成循环水不能流动，造成 系统工作不稳; 15、为避免因减压器故障造成的腔内压力异常升高，在一级腔内设有 安全保护阀。 16、在CNG进入一级腔之前的高压部分设有CNG过滤器 减压器(R89/I)结构 减压器一级腔结构(1) 减压器一级腔结构(2) 减压器一级腔结构(3) 减压器循环水腔道 减压器一级腔 减压器二级腔(稳压腔)结构(1) 减压器二级腔(稳压腔)结构(2) 减压器二级腔(稳压腔) 恒温结构 安全阀结构 压力调节结构 高频电磁阀组 , 燃料供给的执行部件; 完成共轨和喷嘴的功能;, , 利用4个高频电磁阀控制每一只气缸的燃料供应; , 按照控制器的指令，依照气缸的工作顺序，依次打开对应气缸的高频电磁阀，供应与发动机吸入空气量对应数量的燃料; , 安装时需要按照从左到右或从有到左的顺序，控制一缸至 四缸的燃料喷射; , 确定一缸的原则:在控制系统中的一缸汽油喷射信号决定 了发动机一缸的位置。 高频电磁阀组结构 2、CNG供给控制系统 燃气工作的基本要求(1) 1、在两用燃料车上，增加的燃气系统只是根据发动机的需要定时、定量的向发动机供应燃气，发动机正常工作需要的点火、怠速等控 制还需要汽油系统进行控制; 2、为保证发动机正常的工作，发动机各个传感信号必须处在正常的 状态，包括汽油喷射信号、氧传感器信号等; 燃气工作的基本要求(2) 3、在使用CNG时，必须切断汽油的喷射动作。切断汽油喷射动作的同时，正常的汽油喷射信号也被切断，在这种情况下，汽油ECU将判断出汽油喷射停止，将不会正常的工作。为了避免在使用CNG时出现这种不正常的现象，使汽油ECU保持在正常工作状态，必须在 切断汽油喷射的同时，向汽油ECU输入模拟的汽油喷射信号。 燃气工作的基本要求(3) 4、氧传感器信号的控制: • CNG控制系统与汽油控制系统共用氧传感器。 • 发动机在使用CNG时的控制过程与使用汽油时是有所差别 的。 • 在使用CNG时，氧传感器信号直接输入CNG控制系统。 • 汽油ECU如果长时间得不到氧传感器信号，ECU将判断混合气过浓或过稀，将在内部记录故障码，从而影响ECU的正常工作， 特别在使用汽油时，将严重影响汽油的工作过程。 燃气工作的基本要求(3) • 如果同时将氧传感器信号输入CNG控制系统和汽油ECU，汽油ECU的自学习功能将记忆下使用CNG时的状态。在转换到使用 汽油时，将会影响汽油的控制过程。 • 为了避免以上情况造成的影响，可以在使用汽油时，向汽油ECU输入一个理想的模拟氧传感器信号。这样在使用CNG时汽油ECU能够正常工作，同时避免汽油ECU学习到在使用CNG时的不好的 东西。 CNG供给控制系统功能(1) 基于以上燃气工作的基本要求，以及汽车正常行驶的需要。 CNG供给控制系统应具备以下功能: 1、燃料选择和转换功能 2、指示CNG储量 3、控制向各个气缸供应燃料的数量和时间 4、控制CNG的截止 5、控制使用CNG时汽油喷嘴的模拟工作状态 6、排放控制 7、模拟信号的控制 CNG供给控制系统功能(2) 8、行驶性能的调节 9、减速断气功能 10、超速保护功能 11、转换方式和调节的设定和选择 12、温度补偿功能 13、自适应功能 14、超速动力提升功能 15、加速加浓功能 CNG供给控制系统组成 1、控制器及其线束 2、模拟器及其线束 3、转换开关 4、压力传感器 5、点火提前角调节器 6、油泵继电器 控制器控制原理 控制器工作电源 1、主工作电源——接汽车上电瓶正极或与其连接的电源线; 2、接地——与汽油ECU 地线同时接地; 3、工作电压——与受点火钥匙控制的电源线连接。 控制器输入信号(1) 1、MAP (进气压力)信号; 2、RPM (转速)信号; 3、TPS (节气门位置)信号; 4、TPS 开关信号:确怠速和非怠速状态; 5、一缸喷油信号:根据一缸喷油信号，控制系统确定喷气顺序和高频电磁阀开启时刻;同时根据该信号反映的喷油时间和控制器内部 的汽油MAP 图，确定模拟信号类型(浓、稀、标准信号); 控制器输入信号(2) 6、氧传感器信号 CNG 工作时:氧传感器信号进入控制器，控制器向汽油ECU 输入模 拟信号; 汽油工作:控制器内部继电器闭合，氧传感器信号进入汽油ECU 。 控制器新输入信号(3) 7、温度传感器信号:减压器内部温度; 8、压力传感器信号; 控制器输出信号 1、+12V电压输出:控制CNG 电磁阀、减压器上电磁阀的开启，油 泵继电器以及模拟器、点火提前角调节器的工作。 2、高频电磁阀组工作火线(+6V)和喷气信号线; 3、转换开关控制组线; 设置诊断接口 设置程序与控制器连接的接口 通过专用的连接接口，将控制器与装有设置程序的计算机联系; 设置程序可以读取系统的工作参数、系统工作过程中的故障信息。 专业工程师可以对工作程序进行调试和修改。 控制系统接线原理 控制系统线束在捷达车上的布置 控制器控制过程(1) 使用汽油工作: 实际氧传感器信号经过控制器内部继电器输送到汽油ECU ; 模拟器恢复汽油喷射电路的正常; 点火提前角调节器恢复曲轴位置传感器电路，汽油ECU 按正常的点 火MAP 图控制点火。 控制器控制过程(1) 使用CNG 工作: 控制器输出+12V电源，控制以下部件: 减压器电磁阀:电磁阀打开，CNG 供给系统接通，向发动机供给天 然气; 模拟器:在保证汽油喷射电路导通的情况下，切断汽油喷嘴喷射动 作; 点火提前角调节器:向汽油ECU 输送修正后的曲轴位置信号，汽油 ECU 在修正后的信号下控制点火; 控制器输出+5V电源，控制高频电磁阀的喷气动作; 由MAP信号和转速确定的喷气时间表 CNG喷射MAP图 排放控制 混合气调节步长 TOP Time between Corrections) 混合气调节强度 (Correction at Lambda inversion) 模拟信号 1、在避免对汽油系统的影响，使用CNG 时的实际氧传感器信号一般 不直接进入汽油ECU 。 2、在使用CNG 工作时，实际的氧传感器信号进入CNG 控制器，控 制器向汽油ECU 输入模拟信号。 传统燃气系统采用的模拟信号类型 传统燃气系统一般采用在不同使用工况下固定模式的模拟信号，主 要形式有: 1、氧传感器信号接地; 2、氧传感器信号被断开; 3、标准方波信号; 4、可修改的方波信号。 方波波形示意 传统模拟信号在使用中可能存在的问题 以上任何一种模拟信号均不能满足JETTA 车在所有工况下的使用需 要，在使用将对汽油系统产生不利影响: 1、在汽油ECU 中产生故障码; 2、经过一段时间后，修改汽油MAP 图中的喷油时间，导致混合气偏浓或偏稀 ，发动机动力性降低，燃料消耗量显著增加，排放恶化。 在JETTA 车上必须采用动态的模拟信号，方可满足在不同工况下的 使用需要。 适应JETTA车的汽油反馈动态模拟信号 Dream XXI 燃气喷射系统采用了汽油反馈动态模拟信号 汽油反馈动态模拟信号利用汽油MAP 图实时动态调节模拟信号 设置程序中的汽油喷射时间表 汽油MAP图 模拟信号 模拟信号控制流程 模拟信号控制过程 1、采集一缸喷油信号反映的汽油喷射时间; 2、讲汽油喷射时间与汽油MAP图中对应的喷射时间比较，计算修正 系数; 3、观察修正系数的变化情况，如果修正系数向变大的方向发展，表明汽油喷射时间在加大，模拟信号偏稀，此时控制器输出偏浓的模拟信号，汽油ECU在得到偏浓模拟信号后，将减少喷射时间，修正系数减小;反之，如果修正系数向变小的方向发展，表明汽油喷射时间在减小，模拟信号偏浓，此时控制器输出偏稀的模拟信号，汽油ECU在得到偏稀模拟信号后，将增加喷射时间，修正系数增大。如果修正系数在某一值上下震荡，表明模拟信号合适，此时控制器 输出的是标准模拟信号。 启动、转换方式的选择 Dream XXI 燃气喷射系统提供了三种启动、转换方式(转换开关在 CNG档位): 1、汽油启动、加速转换方式:发动机使用汽油启动后，将发动机转 速升高到设定的转速后， 自动转换到使用CNG工作; 2、汽油启动、减速转换方式:发动机使用汽油启动后，将发动机转速升高到设定的转速后，再松开油门踏板，当转速下降到设定转速 以下时，自动转换到使用CNG工作; 3、CNG 直接启动方式:转换开关在CNG 工作档位时，将使用CNG 直 接启动。 启动、转换方式的选择 转换开关在汽油档位时的启动方式: 转换开关在汽油档位时，将使用汽油直接启动发动机，与普通的汽 油汽车完全相同。 汽油-CNG 的转换方式 与启动方式相对应，在使用汽油工作过程中如需要转换到使用CNG 工作，有三种转换方式: 1、加速转换方式:转换开关切换到CNG 工作位置，将发动机转速升 高到设定的转速后， 自动转换到使用CNG工作; 2、减速转换方式:转换开关切换到CNG 工作位置，将发动机转速升 高到设定的转速后，再松开油门踏板，当转速下降到设定转速以下 时，自动转换到使用CNG工作; 3、CNG 直接启动方式:当将转换开关由汽油位置切换到CNG 工作位 置时，自动转换到使用CNG工作。 捷达CNG两用燃料车的启动、转换方式 为保证在长时间使用CNG 时，捷达两用燃料车上的汽油系统处于正 常的状态，选择使用了汽油启动的方式; 当采用加速转换方式时，车辆在行驶过程中进行转换时，由于燃料切换过程中短暂的停顿，可能给驾驶员造成不舒适的感觉，为此选 择使用减速转换方式; 捷达CNG两用燃料车采用的启动、转换方式为: 汽油启动、减速转换方式 汽油-CNG 的转换过程 1、发动机使用汽油工作:转换开关在汽油工作位置，汽油工作指示 灯亮; 2、转换开关切换到CNG 工作位置:发动机使用汽油工作，汽油工作 指示灯亮、CNG工作指示灯闪烁; 3、踩下油门踏板，发动机转速升高到设定的转换转速以上:发动机 使用汽油工作，汽油和CNG工作指示灯亮; 4、松开油门踏板，油门踏板回到怠速位置，发动机转速下降到设定的转换转速，自动转换到使用CNG工作:汽油工作指示灯灭、CNG 工作指示灯亮。 汽油- CNG的转换条件 当发动机温度偏低时，循环水可能不能为减压器工作提供充足的热 量，可能引起发动机不稳定工作; 此时使用CNG工作，也可能引起发动机的过度磨损，减少发动机的使用寿命。因此，通过设定，保证在发动机温度偏低时只能使用汽 油工作。 设定的条件: 1、温度:当减压器测量的减压器腔内温度低于设定值时，系统不能 转换到使用CNG工作; 2、时间:发动机启动后，在设定的时间内，发动机只能使用汽油工 作，不能转换到使用CNG工作。 汽油- CNG的转换条件设定 1、转换转速: 1800RPM; 2、转换温度: 30 度; 3、转换时 间: 0秒。 其他功能介绍 1、超速保护:防止发动机转速过高损坏发动机; 2、CUT-OFF功能:发动机返回怠速、减少燃料消耗、改善排放性能; 3、加速加浓:保证发动机具有良好的加速性能; 4、急加速瞬间减油功能:改善驾驶平顺性; 5、减速瞬间减油功能:改善驾驶平顺性; 6、最大功率功能:提高大负荷、高速工况下的动力性; 7、自学习功能:适应发动机工况的变化; 8、温度补尝功能:对低温条件下补尝因燃料特性而引起的对空燃比 的影响。 模拟器线路连接 TOP 模拟器线束与汽油喷嘴的插接 压力传感器安装 点火提前角调节器 使用天然气工作时，点火系统由汽油ECU控制，点火提前的时间与汽 油工作时基本相同; 天然气性质稳定，燃烧速度慢，比汽油需要更大的点火提前时间; 点火提前角调节器的主要功能是在使用天然气工作时，将点火时间提前一定的角度，而在使用汽油工作时恢复汽油ECU 控制的点火时间。 点火提前角角调节器的接线原理 点火提前角调节器的设置(1) 点火提前角调节器的设置(2) 设置开关 点火提前角调节器的设置(3) 角度和车型设置 点火提前角调节器的设置(4) 在怠速时通过点火提前角调节器将点火提前角增大，有可能引起怠速时工作不稳，且排放恶化，为此，在加装点火提前角调节器 时，通过设置，将怠速时的点火提前角恢复到初始状态。 点火提前角调节器的设置(5) • 启动动发动机; • 将发动机使用的燃料从汽油转换到CNG; • 在怠速状态下，将点火提前切换点调节纽顺时针旋转到底; • 在怠速状态下，逆时针旋转点火提前切换点调节纽，直至 点火提前指示灯处于亮的状态; • 在怠速状态下，顺时针旋转点火提前切换点调节纽，当点 火提前指示灯从亮的状态变为灭的状态的瞬间即停止旋转。 应急处理 在点火提前角调节器出现故障、造成点火困难时，可使用应急插头恢 复点火电路 功率比较 转换开关结构和功能 转换开关的使用 —燃料选择和转换 1、转换开关在汽油和燃气位置均使用汽油启动; 2、当转换开关在燃气位置启动发动机后，需要按照设定的转换方式 转换到使用燃气; 3、设定的转换方式为:汽油启动、减速转换; 4、设定的转换转速为:1800RPM; 5、转换过程:使用汽油启动发动机后，将发动机转速升高到转换转速(1800RPM)以上，然后松开油门踏板，当转速低于转换转速时， 自动转换到使用燃气; 6、在低温时发动机不能为减压过程提供充足的热量，为提高使用燃 气的稳定性，在温度低于20度时，只能使用汽油工作。 转换开关的使用 —应急启动 1、在汽油系统出现故障、无法使用汽油工作时，可以使用应急启动 模式，使用燃气直接启动发动机工作; 2、应急启动工作过程: 转换开关在燃气位置，打开点火钥匙，控制器启动，此时汽油工作灯 亮、燃气工作灯闪烁; 将转换开关从燃气位置按至汽油位置，在按回燃气位置，此时燃气和 汽油工作指示灯均为亮的状态; 启动发动机，发动机使用燃气启动和工作。 3、在正常情况下，为保持汽油系统的正常，不要使用应急启动模式。 转换开关的使用 —故障诊断 在使用CNG过程中，如果出现CNG指示灯缓慢闪烁的现象，表示有氧传感器故障或混合气过浓、过稀以及其它的传感器故障的现象，请及 时到维修站检查和调试。 ? 如果转换开关在CNG档位工作时，CNG指示灯按正常频率闪烁，同时汽油指示灯处在亮的状态，此时燃料还在继续使用汽油、没有转换到使用CNG，这种情况不表示有以上故障存在。此时需要按照燃料 转换的方法切换到使用CNG即可消除CNG指示灯的闪烁。 转换开关的使用 —发动机的启动和燃料的转换 为保护汽油系统处在正常的状态，转换开关在任何档位时，均使用汽 油启动发动机。 • 转换开关在CNG位置 打开点火钥匙; 启动发动机(使用汽油); 将发动机转速升至2000RPM以上(使用汽油); 松开油门踏板，系统自动转换使用CNG。 • 转换开关在汽油位置 发动机使用汽油启动、运转。 转换开关的使用 —使用过程中燃料的选择和转换(1) 1、燃料选择 使用汽油:转换开关置于汽油位置，红色指示灯点亮，汽车使用汽油。 使用CNG:转换开关置于CNG位置，黄色指示灯点亮，汽车使用压缩 天然气。 转换开关上的容量指示灯，显示储气瓶内天然气的储量。 转换开关的使用 使用过程中燃料选择和的转换(1) 2、燃料转换 汽油转换到CNG:发动机运行时，将转换开关由汽油位置转到CNG位 置，将发动机转速升至2000RPM以上，再松开油门即可。 CNG转换到汽油:发动机运转时，将转换开关由CNG位置转到汽油位 置，即完成转换。 两用燃料车在怠速状态和行驶过程中，均可进行燃料的转换。 转换开关的使用 使用过程中燃料选择和的转换(1) 2、燃料转换 汽油转换到CNG:发动机运行时，将转换开关由汽油位置转到CNG 位置，将发动机转速升至2000RPM以上，再松开油门即可。 CNG转换到汽油:发动机运转时，将转换开关由CNG位置转到汽 油位置，即完成转换。 两用燃料车在怠速状态和行驶过程中，均可进行燃料的转换。 六、用户使用注意事项 捷达CNG两用燃料车使用基本要求(1) 捷达CNG两用燃料车随车配戴有CNG 系统的“使用手册”和“保养手册”。压缩天然气(CNG)部分的使用和保养请查阅以上手册，其余部分的使用和保养说明参见捷达车配带的“使用手册”和 “保养手册”。 捷达CNG两用燃料车使用基本要求(2) 1、出车前的例行检查: 使用压缩天然气—汽油两用燃料轿车，每次出车前，除进行通常的车辆检查外，还必须检查压缩天然气供给系统管路、接头组件是否泄漏以及系统中有无其它异常现象。发现有天然气泄漏、管路损坏及供给系统中其它异常现象，要及时修复和排除。 捷达CNG两用燃料车使用基本要求(3) 2、燃料转换注意事项 进行燃料转换时，会出现燃料供给的过渡期，此时发动机可能出现转速下降或轻微停顿的现象。为避免燃料转换时发动机熄火，应尽量在发动机中高速工况下进行转换，同时不要在交通拥挤、 上下坡、转弯或视线不好的地方进行。 捷达CNG两用燃料车使用基本要求(4) 3、油箱内汽油保有量的要求 当车辆使用天然气时，为保证车辆正常的启动过程，同时为保证燃气系统出现故障时能够使用汽油正常行驶，我们建议在油箱中必须有10升以上的汽油。为保持汽油系统的正常状态，使用CNG每行驶3000公里左右，建议转换使用汽油连续行驶50公里以上。 捷达CNG两用燃料车使用基本要求(5) 4、出现事故时的处理: 在行驶中如发生轻微的天然气泄漏，应立即停车，关闭电源和储气瓶出口手动阀，等天然气挥发、确保安全后，再转用汽油行驶到服务站维修;如有大量天然气泄漏，应立即停车，关闭电源和储气瓶上的手动阀，在现场严格控制并隔离火源。在对系统进行检查、确无泄漏事故隐患后，转用汽油行驶到服务站进行维修。 如发生撞车事故，应先关闭电源和储气瓶上的手动阀，检查汽油和压缩天然气系统以及各部分支架是否完好，确认无任何问题和 泄漏后，方可继续行驶。 捷达CNG两用燃料车使用基本要求(6) 5、停驶: 压缩天然气—汽油两用燃料轿车长期停放时，应将储气瓶中的压 缩天然气用完。 捷达CNG两用燃料车使用基本要求(7) 6、储气瓶的定期检查 按照国家标准的要求，储气瓶需要定期进行强制的安全性检查， 检查在劳动部门指定的单位或部门进行。 捷达CNG两用燃料车使用基本要求(8) 7、日常使用和维护(1) • 新车在走合期内，建议在5000公里之内不要使用CNG。 • 只有经过CNG汽车使用培训的驾驶员方可驾驶CNG汽 车。 • 在使用中要经常检查储气瓶、管路的连接是否良好，有 无干涉和泄漏现象。 • 在发动机启动前减压器应不工作，不得有天然气排出，若有臭味可使用肥皂水涂抹各接头，有漏气的则吹泡，应及时请 专业人员来排除。 捷达CNG两用燃料车使用基本要求(8) 7、日常使用和维护(2) • 万一发生火灾，应立即关闭点火钥匙，关闭储气瓶上的 手动阀，使用干粉灭火器灭火，并设法给钢瓶降温。 • 在加气站区内禁止修理汽车，若发生故障应推出站区， 在安全地区再行修复。 • 在检查或校正汽车电气设备前，必须确认压缩天然气装 置周围无气味散发。 七、故障诊断和判断 原车部件状况对使用CNG 的影响 在使用过程中，由于原车上一些部件状况的变化，常造成使用CNG 时出现怠速不稳、动力下降，排放恶化、燃料消耗增加等现象。 这些部件包括: 1、空气滤清器; 2、节气门 3、点火系统(火化塞、分缸线等) 4、汽油ECU 5、氧传感器、MAP 传感器等。 TOP 1998年1月，全国燃气汽车工作协调领导小组提出了我国发展燃气汽车工作设想和实施建议，同年7月，确定在北京、上海等12个城市作为推广天然气汽车的实验范城市。目前，压缩天然气汽车的发展已比较成熟，与汽油汽车相比在运营与维护管理方面具有价格便宜、维修费用低、总操作费用低、无污染等许多优点，因此，天然气汽车将是21世纪重要的绿色交通工具之一，有着广阔的发展前景。随着中国汽车工业的迅速崛起，积极推广天然气汽车应用技术，开发车用压缩天然气系统既有必要性，又有紧迫性，尤其对大气污染十分严重的兰州市区，开发利用天然气汽车应用技术有重要的现实意义。1、兰州市治理汽车尾气污染的必要性兰州市作为甘肃省省会，解决环境污染，减轻汽车污染物排放是当务之急。当前，兰州市各种机动车辆已突破10?10?辆，并且每年以10%的速度增长，这些车辆尤其是 公交汽车、出租汽车主要集中在城关、七里河、安宁、西固区这些狭长区域内行驶，造成车流密度过大，车辆常处于低速运行状态，综合排放指标变得更差。汽车尾气中一氧化碳、氢氧化物及碳氢化合物等主要污染物对低空环境污染的实际分担率已超过60%。兰州市汽车尾气已成大气污染的一个重要污染源。市区大气环境污染已从煤烟污染为主转变为煤烟-机动车尾气复合型污染。随着机动车数量的快速增长，气候条件对污染物稀释、扩散不利等诸多因素影响，大气污染已成为影响市民健康和制约经济发展的重要因素之一。采用压缩天然气作为汽车的代用燃料，可不同程度地改善汽车发动机的排放性能，加之天然气汽车技术在几是年的发展过程中，已完成了从机械控制到电子控制、从进气道预混供气到电喷供气甚至缸内直喷供气的技术升级，使其环境性能指标更优，从而达到治理大气污染的根本目的。2、压缩天然气汽车的主要优点运用改装技术对现有汽车只并联一套压缩天然气的燃料系统，原油路不做改装，通过阀门可自动切换选择燃料系统，使汽车成为既可使用汽油，又可使用压缩天然气的两用燃料汽车。该压缩天然气系统技术成熟，装置简易可靠，只需加装一个储气瓶、一台调压器、双燃料电子点火器混合器液位指示及燃料选择开关。车辆加装了这套装置后，等于增加了一个燃料箱，使汽车增加了连续行车里程。燃料选择开关在仪表板上，只需用手一扳，无须停车就可以完成燃料的转压缩天然气汽车的主要优点如下。充足稳定优质的气源给天然气汽车的发展提供了条件。供应兰州地区的天然气开采于青海柴达木盆地涩北气田，其主要成分甲烷的体积分数为99%，硫 化氢质量浓度1 mg/m?，是优质的化工原料和燃料。已探明天然气可采储量为1472?10?m?，涩-宁-兰天然气长输管线的年输气能里为(20~30)?10?m?/a,可给兰州地区稳定供气50a。发展天然气汽车具有得天独厚的气源条件。压缩天然气汽车被称为绿色汽车，在环保方面有显著效益。由于天然气和空气充分混合，燃烧完全。这将充分发挥和提高发动机的工作效率和降低燃料消耗量，同时，积碳少，一氧化碳，氮氧化物和微粒的排放量极低。因此，发动机磨损进一步降低，发动机故障少，使用寿命长。用天然气作燃料与使用汽油作燃料相比较，汽车尾气减少72%，二氧化碳减少90%，噪声减小40%，导致人体呼吸道疾病及癌症的苯、铅粉减小100%，环保效益显著。压缩天然气汽车燃料成本和维修费用降低，经济效益好。压缩天然气汽车燃料消耗量比汽油汽车低25%，天然气价格比汽油低30%左右，使燃料费用下降，且天然气汽车故障少，发动机寿命长维修费用个总操作费用均比汽油车低。抗爆震性能好，安全性强。天然气的主要成分是甲烷，甲烷的辛烷值较高，为130，具有较高的抗爆震性能。使用压缩天然气汽车可优化汽车燃料供应结构，改变了汽车燃料只有汽油、柴油、的格局，适应市场多元化的需求，可缓解石油供应短缺的矛盾，降低汽车用户成本费用。3、经济比较用压缩天然气作燃料的天然气汽车经济效益显著，具有很强的市场竞争力和发展潜力。下面对兰州市工交车、出租车进行经济比较，见表1。表1不同燃料汽车的经济比较项目大公交车小公交车出租车日行程/km 300300300日燃料消耗量汽油量/(l.d?)1024830天然气量(m?d?)934527燃料价格 汽油价/(元.l?)3.003.003.00天然气价/(元.m?)2.202.202.20日燃料费用/(d?)汽油30614490天然气2059959天然气汽车日节约燃料费用/(元.d?)1014531天然气汽车年节约燃料费用/元.a?36 3601620011160由表1可知，使用压缩天然气作为汽车燃料有明显的经济效益。如政府给予政策上的倾斜，经济效益将更加显著。利用市场价格杠杆作用，压缩天然气汽车的发展前景将十分广阔。4、几点建议压缩天然气作为一种新型的汽车燃料，人们对其认识还有一个过程，故推广普及压缩天然气汽车的难度还比较大。但由于其减少汽车尾气污染、保护环境的社会效益和节约能源、降低汽车运行成本的经济效益都很显著，发展势头十分强劲。因此，急需解决好以下几个问题。大力开展宣传活动，提高人们的环境保护意思，增强环保责任感，让更多的人了解压缩天然气汽车，使用压缩天然气汽车。尽快制定出台压缩天然气汽车的有关标准、安全措施和相应的法规政策。对市内运营的工交车、出租车实行强制改装压缩天然气汽车，用法律来保护生态环境，保护人类的健康。为扶植压缩天然气汽车的发展，政府制定一系列相关的优惠政策，积极引导、扶植压缩天然气汽车的发展。如政府补贴部分改装费用，减免有关税款，对加气站建设给予低息或无息贷款等来加快推广发展步伐。加强气站的建设[7~9]。对加气站项目，在审批、征地、施工等方面提供便利。压缩天然气汽车也是绿色工程，在兰州市区用地紧张的状况下，允许加气站占用绿地和兰州滨河路风情线，建设造型美观与绿地美化相称的加气站。对公用事业部门的工程车(报价 图片 4S店)、垃圾清运车、风情线旅行车等提出 要求，在限定时间内使用压缩天然气作燃料。 天然气临界温度-161.5? 天然气气瓶瓶色棕色，字样白色(GB7144-1999)