新能源汽車講解

1、新能源汽車新能源又稱非常規(guī)能源，是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的的各種能源形式。新能源汽車是相對(duì)于傳統(tǒng)汽車提出來(lái)的，傳統(tǒng)的汽車是以汽油、柴油為燃料，而新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動(dòng)力裝置），綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)，具有新動(dòng)力系統(tǒng)的汽車。目前在工程上可實(shí)現(xiàn)的新能源汽車技術(shù)包括：混合動(dòng)力、天然氣車、純電動(dòng)車和燃料電池。同時(shí)新能源汽車被認(rèn)為是現(xiàn)階段減少空氣污染和減緩能源短缺的有效方式。下面介紹其他新能源汽車：主要講述天然氣汽車，液化石油氣汽車，醇類燃料汽車。天然氣汽車是以天然氣為燃料的一種氣體燃料汽車，天然氣的主要成分是甲烷

2、。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，天然氣被認(rèn)為是最為實(shí)現(xiàn)和技術(shù)上比較成熟的車用汽油柴油的代用燃料，天然氣汽車已在世界和我國(guó)各省市得到了推廣應(yīng)用。一.天然氣汽車種類按照所使用天然氣燃料狀態(tài)的不同，天然氣汽車可以分為：（1）壓縮天然氣（CompressedNaturalGas,簡(jiǎn)稱CNG汽車CNG是指將輸氣管內(nèi)相對(duì)低壓的天然氣通過(guò)壓縮系統(tǒng)壓縮到3000-3600psig（20.724.8MPa的壓力的天然氣。經(jīng)壓縮后的天然氣通過(guò)加氣機(jī)，按重量以千克為單位）或當(dāng)量汽油升（GLE以與汽油所含能量相等為基礎(chǔ)）計(jì)量，加注到汽車的車載高壓氣瓶中作為汽車運(yùn)行的燃料。壓縮天然氣（CNG是一種無(wú)色透明、無(wú)味、高熱量、比空氣輕的

3、氣體，主要成分是甲烷，由于組分簡(jiǎn)單，易于完全燃燒，加上燃料含碳少，抗爆性好，不稀釋潤(rùn)滑油，能夠延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。（2）液化天然氣（LiquefiedNaturalGas,簡(jiǎn)稱LNG汽車LNG是天然氣經(jīng)過(guò)預(yù)處理，脫除重炫、硫化物、二氧化碳和水等雜質(zhì)后，深冷到-162C,形成液態(tài)的天然氣（LNG。以液化天然氣（LNG作汽車燃料的車輛，稱為L(zhǎng)NG氣車，對(duì)在用車來(lái)講，將定型汽油車改裝，在保留原車供油系統(tǒng)的情況下，增加一套專用液化天然氣裝置，便形成LNG汽車。也有直接從工廠出來(lái)的單一的LN的車。1立方米體積液化天然氣（LNG可以車?；癁?25立方米標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（氣態(tài)）下的天然氣；1噸液化天然氣可以轉(zhuǎn)化為1

4、350立方米標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（氣態(tài)）下的天然氣。二.天然氣汽車的特點(diǎn)（1）天然氣汽車具有保護(hù)環(huán)境，經(jīng)濟(jì)，安全的特點(diǎn)總所周知，以汽油、柴油為燃料的汽車尾氣中含有一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔铮约般U、硫化物、苯并（a）花等有害物質(zhì)。這些有害物質(zhì)在陽(yáng)光照射下，經(jīng)過(guò)光化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體非常有害的光化學(xué)煙霧。目前汽車尾氣造成的大氣污染，已經(jīng)對(duì)我們的生活造成了嚴(yán)重危害。上海市1995年6月份出現(xiàn)了較大范圍的光化學(xué)煙霧；廣州市空氣污染程度超過(guò)了國(guó)家規(guī)定的1.6倍，并已出現(xiàn)光化學(xué)煙霧污染的先兆。根據(jù)環(huán)保部門統(tǒng)計(jì)，城市在非采暖期，機(jī)動(dòng)車輛尾氣排放的一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔锓謩e占大氣污染物各自比例的61%55%

5、87%汽車排出尾氣是大氣污染的最大污染源。以北京1994年80萬(wàn)輛汽車計(jì)，每天向空氣中排放2200噸一氧化碳、110噸氮氧化物、300噸碳?xì)浠衔?。因此，目前城市?duì)汽車尾氣的問(wèn)題已引起普遍重視。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，目前汽車工業(yè)迅速發(fā)展，北京市1994年有機(jī)動(dòng)車輛80萬(wàn)輛，目前每年以凈增10萬(wàn)輛的速度發(fā)展；西安市1995年僅出租汽車就有10000交汽車1000輛，估計(jì)計(jì)“9.5”期間，出租汽車15000輛、公交汽車3000輛。全國(guó)各地迅速發(fā)展的汽車，已使得對(duì)油品的需求急劇增長(zhǎng)，從國(guó)外進(jìn)口部分油品已成為現(xiàn)實(shí)。因此，采用代用燃料已是大勢(shì)所趨。世界各國(guó)專家認(rèn)為，在汽車替代燃料方面，壓縮天然氣(CNG和液

6、化石油氣(LPG)燃料被認(rèn)為是目前最適宜的。天然氣汽車比汽油、柴油為燃料的汽車安全、經(jīng)濟(jì)、操作費(fèi)用低，具有很多優(yōu)點(diǎn)。天然氣汽車較汽油為燃料的汽車清潔，對(duì)環(huán)境造成的危害小。據(jù)西安交通公路大學(xué)199年10月實(shí)驗(yàn)，用西安產(chǎn)奧托牌轎車燃用液化石油氣(LPG)后，怠速排放物符合GB14761.5-93標(biāo)準(zhǔn)；較燃用汽油怠速工況下一氧化碳下降96%碳?xì)浠衔锵陆?5%天然氣是一種高燃點(diǎn)的輕量氣體，在正常的溫度和壓力下，其危險(xiǎn)性比汽油小得多。天然氣的辛烷值約在130左右，超級(jí)汽油的辛烷值僅在96左右。所以采用天然氣為燃料不需要添加劑或象鉛等抗爆劑。(2)天然氣汽車具有延長(zhǎng)壽命裝載發(fā)動(dòng)機(jī)活塞頂部、燃燒室壁以及汽

7、缸壁表面溫度為200300C,火焰?zhèn)鞑ニ俣却蠹s為2030”s,能保持此溫度原因之一是這些壁面形成一種氣體附面層，它阻止向這些壁面過(guò)多地傳熱，由于汽油辛烷值低，經(jīng)常產(chǎn)生爆震，爆震燃燒局部溫度很高，可達(dá)4000c以上，燃燒產(chǎn)物將分解出CQH2,O2,NO&游離碳，已不能燃燒而排氣冒煙，排氣溫度過(guò)高形成熱損失，在產(chǎn)生爆震時(shí)由于振動(dòng)使這些附面受到破壞，導(dǎo)熱高，溫度過(guò)高，冷卻水溫度提高，發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，使運(yùn)動(dòng)部件潤(rùn)滑情況變壞，加快零件磨損。在正常燃燒及輕度爆震時(shí)，磨耗率為3.6mJh,嚴(yán)重爆震時(shí)為98m"h,約為正常燃燒時(shí)磨耗率27倍，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件有嚴(yán)重磨損。而壓縮天然氣辛烷值大于120

8、,高于汽油，即使高檔汽油其辛烷值也只有97。壓縮天然氣進(jìn)入空氣混合器之前，與空氣混合均勻分配到各缸，混合物統(tǒng)一，燃燒充分，可以提高熱效率，使燃燒速度加快，燃燒熱能得到充分利用。壓縮天然氣汽車運(yùn)行平穩(wěn)，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)爆震現(xiàn)象，零部件磨損小，檢修期長(zhǎng)，潤(rùn)滑油耗量少。這樣就延長(zhǎng)了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。(3)天然氣對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的改造(1)單燃料專用發(fā)動(dòng)機(jī)該種發(fā)動(dòng)機(jī)以天然氣為單一燃料，是在充分發(fā)揮天然氣特性的基礎(chǔ)上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了針對(duì)性改造，使得其整體性能得以大大提高。(2)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)改造技術(shù)該類型發(fā)動(dòng)機(jī)是在原有發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上增設(shè)了天然氣燃料供應(yīng)系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)參數(shù)未作改動(dòng)，仍按汽、柴油等液體燃料設(shè)計(jì)。

9、由于發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的制約，致使天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能有所下降，下降幅度為10%20%,其原因主要在于單位時(shí)間內(nèi)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料熱量較汽柴油少，通過(guò)適當(dāng)增大發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比，可使其動(dòng)力性能得以提高，但尾氣排放物也有所增加，因此雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒工況優(yōu)化調(diào)整十分重要。有經(jīng)驗(yàn)表明，如調(diào)整合理得當(dāng)，其動(dòng)力性能下降幅度可控制在5%左右,該幅度對(duì)于在城市內(nèi)行駛的車輛來(lái)說(shuō)是可以接受的，但作為雙燃料汽車如何調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)使其達(dá)到對(duì)兩種燃料都能適應(yīng)的最佳工況，尚需進(jìn)一步研究。天然氣汽車主要有以下特點(diǎn)1,排放性能：天然氣汽車的環(huán)保效應(yīng)已經(jīng)得到了大家的認(rèn)可。2、經(jīng)濟(jì)性：天然氣不會(huì)稀釋潤(rùn)滑油，燃燒后沒有積碳，可減少發(fā)動(dòng)機(jī)磨損

10、，延長(zhǎng)潤(rùn)滑油更換周期，維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用低，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，這一點(diǎn)筆者深有體會(huì)，出租車燒油可能30萬(wàn)公里左右需要大修一次，而天然氣汽車有些100萬(wàn)公里了還沒大修過(guò)；燃料費(fèi)用：我們按1立方米天然氣相當(dāng)1.13升汽油計(jì)算，可減少燃料費(fèi)用50姒上。使用CNG乍為汽車燃料，可大大降低燃料費(fèi)用。筆者所在的城市天然氣價(jià)格可以說(shuō)是全國(guó)最低，有些車輛可較少費(fèi)用達(dá)90%以上。3、動(dòng)力性：目前的CN5車基本是在汽油車上增加CN蕨統(tǒng)而成的兩用燃料車，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比、點(diǎn)火系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)等均沒有變動(dòng)，使用CNG時(shí)的性能沒有得到充分發(fā)揮；鄭州天然氣改裝的理論空燃比為10:1,在進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，天然氣將占有約10%勺體積空間，導(dǎo)致

11、吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量減少約10%,進(jìn)氣效率下降，從而引起動(dòng)力性的下降；天然氣性質(zhì)穩(wěn)定，燃燒速度慢，點(diǎn)燃需要更多的能量；與使用汽油相比，使用CNG寸的動(dòng)力性約下降10-15%4、安全性：系統(tǒng)的每一個(gè)部件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)充分考慮了安全性：儲(chǔ)氣瓶必須有指定的專業(yè)廠家生產(chǎn)；儲(chǔ)氣瓶的承壓能力是CNGT作壓力的數(shù)倍；每一支儲(chǔ)氣瓶出廠之前必須進(jìn)行檢驗(yàn)；儲(chǔ)氣瓶發(fā)上設(shè)有安全閥、手動(dòng)截止閥，保證安全使用和便于維護(hù)；減壓器上設(shè)有安全閥，保證在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的安全性；天然氣性質(zhì)穩(wěn)定，密度小，自燃溫度溫度高，安全性好于汽油燃料。國(guó)內(nèi)外的使用經(jīng)驗(yàn)表明，因CNGIC統(tǒng)發(fā)生的安全事故要遠(yuǎn)低于汽油車、柴油車。5、續(xù)駛里程：壓縮

12、儲(chǔ)存天然氣，儲(chǔ)存燃料的能量密度低，相同體積的儲(chǔ)存容器，續(xù)駛里程僅相當(dāng)于汽油的1/4,且儲(chǔ)存容器的重量大，導(dǎo)致整車自重增加。對(duì)于小型車，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到自重增加的限制，以及車上有限的空間，不允許安裝過(guò)多的天然氣儲(chǔ)氣瓶，使用天然氣的續(xù)駛里程較少。天然氣汽車一般一罐氣可行駛200公里左右。CNG氣車的結(jié)構(gòu)與原理壓縮天然氣、汽油兩用燃料汽車（簡(jiǎn)稱CNG氣車），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

13、、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。現(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。NCNGS車用壓縮天然氣裝置工作原理分天然氣氣路、汽油油路和控制電路三大部分。充氣站將壓縮天然氣，通過(guò)充氣閥充入

14、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?jī)?nèi)的20MPaW壓天然氣通過(guò)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勺壓縮天然氣逐級(jí)減壓至負(fù)壓，再通過(guò)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

15、使用要求。動(dòng)力閥是一個(gè)調(diào)節(jié)天然氣管道截面積的裝置，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(guò)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(lái)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氣車用晶體管電動(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料轉(zhuǎn)換開關(guān)，燃料轉(zhuǎn)換時(shí)要

16、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427C,天然氣為650C,天然氣燃燒時(shí)火焰?zhèn)鞑ニ俣缺绕吐?因此天然氣應(yīng)比汽油點(diǎn)火時(shí)間提前，一般為12-17C。目前我們正在研制一種點(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CN

17、G氣車的發(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)一為孔徑中12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，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CNCR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

18、，一種為無(wú)縫鋼管兩端收口，尾部一般為凸?fàn)睿硪环N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30CRM窗強(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(guò)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。（2）瓶口裝置瓶口裝置由進(jìn)氣口、

19、出氣口、手動(dòng)截止閥和安全裝置四部份組成。進(jìn)氣口為ZW27.8錐螺紋、錐度3:25,牙/口寸（螺距1.814mn）。出氣口為G5/8（左）外螺紋連接，60°錐面密封。特別注意的是，天然氣為可燃?xì)怏w，因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連接螺紋為左旋（即反扣）。手動(dòng)截止閥的作用是在必要時(shí)關(guān)閉氣瓶與高壓管線間的通道。安全裝置有膜片式和膜片與易熔合金復(fù)合式兩種。當(dāng)遇到意外時(shí)，高溫將易熔合金熔化，高壓將膜片爆破，氣瓶?jī)?nèi)的高壓天然氣泄放，以保護(hù)氣瓶。易熔合金熔化溫度為100士5C,膜片爆破壓力為1.2-1.6倍額定充氣壓力。3 .高壓管線及高壓接頭高壓管線采用不銹鋼無(wú)縫鋼管或其它車用高壓天然氣專用管線。我國(guó)目前采用的是

20、06或08的1CR18NI9TI不銹鋼無(wú)縫鋼管。高壓接頭采用卡套式管件，它由接頭體、卡套和壓緊螺母三部份組成。4 .減壓調(diào)節(jié)器減壓調(diào)節(jié)器是CNG氣車核心和關(guān)鍵部件，它的性能好壞，直接影響整車的性能。該裝置按結(jié)構(gòu)分為組合式和分體式兩種，NCN減壓調(diào)節(jié)器為三級(jí)組合結(jié)構(gòu)，裝置完善，功能齊全。該部件設(shè)置有以下機(jī)構(gòu)：（1）一級(jí)減壓閥；（2）二級(jí)減壓閥；（3）三級(jí)調(diào)節(jié)閥；4高壓電磁閥5怠速電磁閥；（6）天然氣濾清器；（7）安全閥；（8）加溫裝置；（9）動(dòng)力閥；（10）壓力傳感器。20MPa高壓天然氣經(jīng)一級(jí)減壓后壓力為0.35-0.4MPa,二級(jí)減壓后壓力為0.15-0.19MPa,三級(jí)調(diào)節(jié)后壓力減為負(fù)壓。

21、下面將分別介紹各機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理(1)一級(jí)減壓閥一級(jí)減壓閥為常開式減壓閥，主要由閥座、閥芯、通桿、膜片、彈簧、減壓室等部份組成。該閥在未通入高壓氣體時(shí)，在壓力彈簧的作用下，使膜片向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使閥芯與閥口保持一定間隙，閥口處于常開狀態(tài)。當(dāng)通入高壓氣體時(shí)，減壓室的壓力逐步增高，達(dá)到額定輸出壓力時(shí)，氣體作用在膜片下方的壓力克服彈簧的彈力，使膜片向上動(dòng)作，從而帶動(dòng)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使閥品關(guān)閉。當(dāng)減壓室的氣體向三級(jí)閥輸出后，壓力降到額定輸出壓力以下，在壓力彈簧的作用下又使閥口打開，如此反復(fù)，使減壓閥在保證流量的基礎(chǔ)上，出口壓力穩(wěn)定在一個(gè)數(shù)值內(nèi)。該閥壓力彈簧設(shè)計(jì)為不可調(diào)節(jié)式，如要調(diào)節(jié)出口壓力和流量

22、，可調(diào)節(jié)杠桿上的調(diào)節(jié)螺釘或更換壓力彈簧。一般閥口間隙保持在0.5-1mm左右。測(cè)試壓力時(shí)，可將安全閥拆下，裝上壓力表接頭和壓力表即可。根據(jù)車型，壓力可調(diào)到0.3-0.4MPa。(2)二級(jí)減壓閥二級(jí)減壓閥的原理與一級(jí)減壓閥相同，也屬于常開式減壓閥，其不同點(diǎn)在于壓力彈簧為扭簧，可調(diào)節(jié)式，根據(jù)不同的車型，出口壓力調(diào)節(jié)到0.15-0.19MPa。另了個(gè)不同點(diǎn)是，杠桿為不可調(diào)節(jié)式，閥芯可微調(diào)其調(diào)節(jié)目的是調(diào)節(jié)閥口的吃合線，保持良好的密封性能。測(cè)試壓力時(shí)，可將二級(jí)出口管堵頭拆出，裝上壓力表接頭和壓力表即可。(3)三級(jí)調(diào)節(jié)閥三級(jí)調(diào)節(jié)閥為常閉式閥，當(dāng)閥室內(nèi)真空度為零時(shí)，在壓力彈簧的作用下，閥口處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)閥

23、室處于負(fù)壓時(shí)，由于膜片上方與大氣相通，膜片兩邊出現(xiàn)壓力差，膜片向閥里運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)杠桿克服彈簧壓力，使閥口打開供氣。當(dāng)減壓室負(fù)壓減小時(shí)，在壓力彈簧作用下，閥口又處于關(guān)閉狀態(tài)。如此反復(fù),就使減壓閥出口壓力穩(wěn)定在一個(gè)數(shù)值內(nèi)。該閥的壓力彈簧可通過(guò)手柄調(diào)節(jié)，天然氣的流量完全由發(fā)動(dòng)機(jī)真空度調(diào)節(jié)，因而能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況的供氣量。(4)高壓電磁閥在一級(jí)減壓閥之前，設(shè)置有高壓電磁閥，以控制供、斷天然氣。由于高壓電磁閥的控制最高壓力為20MPa并要保證最大流量40m3/h,如直接關(guān)閉，則需要很大的電功率，所以該閥設(shè)計(jì)為先導(dǎo)式二位二通常閉式電磁閥，電功率為16W工作電壓為CD12V該閥由電磁線圈、閥芯套筒、回位彈簧

24、、電磁閥芯、連接銷、先導(dǎo)閥及閥座等幾部份組成，這種閥與常規(guī)的電磁閥不同之處在于增加一個(gè)先導(dǎo)閥。先導(dǎo)閥套裝在電磁閥芯上，通過(guò)銷子連接為一體，先導(dǎo)閥套裝在電磁閥芯上，通過(guò)銷子連接為一體，先導(dǎo)閥銷孔比銷子直徑大，因而兩者間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，先導(dǎo)閥中心有一個(gè)小孔，能使電磁閥的高壓室與代壓室相通，先導(dǎo)閥下端裝有O型密封圈，電磁閥芯下端有密封膠墊。在電磁線圈未通電時(shí)，電磁鐵芯在回位彈簧的作用下，將先導(dǎo)閥的小孔密封，繼而推動(dòng)先導(dǎo)閥將O型密封圈坐落在閥座上，通道全部關(guān)閉。當(dāng)電磁閥通電時(shí),由于電磁鐵的磁力較小，不能直接把主通道打開，只能先打開先導(dǎo)閥的小孔，這時(shí)高壓腔的高壓氣通過(guò)小孔流到低壓腔，使高低壓腔差減小，然后

25、電磁鐵芯通過(guò)連接銷，將先導(dǎo)閥一起提起，打開主通道。該閥性能的好壞，直接影響整個(gè)裝置的運(yùn)行，而電磁鐵和先導(dǎo)閥又直接影響該閥的性能，因此應(yīng)特別注意該閥的裝配質(zhì)量。(5)怠速電磁閥由于三級(jí)閥是常閉式，在發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，三級(jí)閥關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，真空度較小，無(wú)法打開三級(jí)閥，因而設(shè)置了一套供發(fā)動(dòng)機(jī)超支和怠速供氣的怠速電磁閥。該閥為常閉式二位二通電磁閥，功率14W工作電壓DC12V由電磁線圈、電磁閥套筒、電磁閥芯、調(diào)節(jié)手柄總成和怠速氣管等組成。怠速電磁閥由二級(jí)減墳閥直接供氣，輸出的天然氣由怠速管流入減壓閥低壓出氣管。當(dāng)電磁閥未通電時(shí)，在回位彈簧的作用下，電磁鐵芯將閥座孔關(guān)閉。當(dāng)電磁線圈通電時(shí)，閥

26、芯產(chǎn)生磁力，克服回位彈簧彈力，使閥座孔打開通氣。起動(dòng)、怠速的供氣量，可由調(diào)節(jié)手柄改變閥芯的運(yùn)動(dòng)行程而調(diào)節(jié)，其方法為先將調(diào)整螺栓旋到底，然后倒退1-1.5圈即可。(6)動(dòng)力閥動(dòng)力閥又稱動(dòng)力調(diào)節(jié)閥，安裝在減壓調(diào)節(jié)器總成的低壓通氣管上，結(jié)構(gòu)如圖六所示。調(diào)節(jié)螺釘?shù)纳顪\可調(diào)節(jié)通氣道的橫截面積。由于空氣通道的截面積不變，改變天然氣通道截面積，則可調(diào)節(jié)混合器中燃?xì)馀c空氣的比例，簡(jiǎn)稱空燃比。從理論上分析，空燃比達(dá)10:1最理想。具體調(diào)節(jié)方法是：調(diào)整螺釘深淺，在發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣測(cè)試儀上，測(cè)出最大扭矩時(shí)，排氣中CO含量為1-1.5%即可。(7)安全閥為了保證減壓調(diào)節(jié)的安全，在一級(jí)減壓閥的減壓室安裝有彈簧式安全閥。按標(biāo)準(zhǔn)

27、規(guī)定當(dāng)壓力大于額定輸出壓力1.3倍，即0.52MPa時(shí)，安全閥將自動(dòng)排氣泄壓。(8)加溫裝置由于一級(jí)減壓閥減壓比高達(dá)50:1,流量最大達(dá)到40m3/h,因此氣體膨脹吸熱嚴(yán)重，如果不設(shè)置加溫裝置，減壓閥將大量結(jié)霜，直至結(jié)冰，降低機(jī)械性能，減少部件的使用壽命，同時(shí)也可能產(chǎn)生管道冰堵。減壓閥上的加溫裝置為一水道，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的循環(huán)水，通過(guò)軟管引入減壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行加溫，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠。安裝時(shí)注意，應(yīng)使循環(huán)水進(jìn)出口的壓力差盡量大。5 .混合器為與減壓調(diào)節(jié)器相匹配，混合器設(shè)計(jì)為文丘里管結(jié)構(gòu)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)化油器和空氣濾清器型號(hào)的不同，混合器可選用盤式、筒式等多種樣式，但不管那種樣式，混合器均安裝在空濾器與

28、化油器之間，其工作原理基本相同。該混合器由殼體和芯子兩部份組成，芯子喉徑最小處均勻分布一圈小孔，殼體上有天然氣進(jìn)氣道，具結(jié)構(gòu)如圖七。這種混合器一方面要使喉管處產(chǎn)生真空度來(lái)調(diào)節(jié)減壓調(diào)節(jié)器的天然氣流量，另一方面又要將天然氣與空氣均勻混合。該混合器結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但其設(shè)計(jì)參數(shù)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，混合器喉徑過(guò)大，真空度小，不靈敏；過(guò)小，吸入空氣量少，影響空燃比，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。通氣小孔總截面積應(yīng)與天然氣進(jìn)氣道截面積相匹配。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，混合器安裝后，各連接處不得有竄漏現(xiàn)象，使用汽油燃料時(shí)，安裝混合器后影響過(guò)大，就得重新改變混合器參數(shù)。值得注意的是，安裝混合器芯子時(shí)，圓弧端應(yīng)朝向空氣濾清器，圓錐端應(yīng)朝向化

29、油器，不可裝反。6 .汽油電磁閥和晶體管電動(dòng)燃油泵汽油電磁閥是一個(gè)二位二通常閉式電磁閥，安裝在汽油濾清器和汽油泵之間，由燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，當(dāng)使用天然氣時(shí)電磁閥將油路切斷，使用汽油時(shí)將油路打開。該閥工作電壓為DC12V功率為12W汽油電磁閥上還有一個(gè)手動(dòng)開關(guān)，旋轉(zhuǎn)手動(dòng)開關(guān)能使汽油電磁閥處于常開狀態(tài)，不受燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，主要在長(zhǎng)期使用汽油時(shí)使用。晶體管電動(dòng)燃油泵可代替汽油電磁閥，安裝在汽油濾清器和化油器之間，它由燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，不僅可以控制油路的通斷，還可以代替機(jī)械汽油泵。7 .燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)控制汽油和天然氣的通斷。它有三個(gè)位置，一個(gè)是"油"位，接通汽油電磁閥或晶

30、體管電動(dòng)燃油泵電路，切斷天然氣電磁閥電路；一個(gè)是"中間"位，油、氣電路均不接通；還有一個(gè)"氣"位，接通天然氣電磁閥電路，切斷汽油電磁閥電路。燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)上有五根導(dǎo)線，紅色線接12V電源，黑色線搭鐵，綠色線接汽油電磁閥或晶體管電動(dòng)燃油泵，蘭色線接減壓調(diào)節(jié)器上的高壓電磁閥和怠速電磁閥，棕色線是一個(gè)控制信號(hào)線。棕色線纏繞在點(diǎn)火線圈高壓線上，當(dāng)燃料開關(guān)處于"氣"位，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，棕色線能接收脈沖信號(hào)，保證蘭色線長(zhǎng)期通電，打開氣路；如果發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，高壓線上就沒有脈沖信號(hào)，蘭色線僅通電三秒左右就自動(dòng)斷電，這樣就使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，自動(dòng)關(guān)閉天然氣高壓系

31、統(tǒng)，既安全又節(jié)約燃料。燃料轉(zhuǎn)換開頭上還有一個(gè)點(diǎn)動(dòng)按鈕，用于氣轉(zhuǎn)油過(guò)渡時(shí)臨時(shí)供氣使用。8 .氣量顯示器氣量顯示器用來(lái)定性指示氣瓶剩余氣量的多少，有4只綠燈和1只紅燈，全部綠燈亮表示已充滿氣、熄一個(gè)綠燈表示已用約1/4氣量，若只有紅燈亮，表示氣快用完，應(yīng)加氣了。氣量顯示器上有四根導(dǎo)線，紅色線接12V電源，搭接在燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)的蘭色線上，黑色線搭鐵，綠色線、蘭色線接在減壓調(diào)節(jié)器的傳感器上。氣量顯示器的顯示燈可通過(guò)調(diào)整傳感器上的滑移電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。三、主要技術(shù)性能由汽油車改裝的CNCR車，其主要技術(shù)性能根據(jù)改裝部件的不同略有差別，但大體趨于一致。按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和樣車測(cè)試，當(dāng)使用天然氣作燃料時(shí)，車輛主要技術(shù)性

32、能如下：1 .性能發(fā)動(dòng)機(jī)功率不低于原車的85%2 .發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩不低于原車的90%3 .汽車最高車速不低于原車的90%4 .經(jīng)濟(jì)性能1立方米天然氣可代替汽油1升以上5 .汽車怠速污染物排放二.天然氣和液化石油氣（以LPG代替汽油作汽車動(dòng)力燃料，在當(dāng)今已是必然的趨勢(shì)。天然氣和LPG汽車有如下優(yōu)點(diǎn)：1 .尾氣排放中不含鉛和苯，硫含量極微、與油相比，HC減少6070%,CO減少8090%,NOx減少3040%,CO2少2030%,噪音降低40%,大大減輕了對(duì)環(huán)境的污染，故當(dāng)之不愧地被稱為“潔凈能量”，天然氣和LPG汽車的推廣應(yīng)用被稱為“綠色革命”。2 .抗爆震性好，辛烷值達(dá)10311O,遠(yuǎn)高于汽油

33、，有利于增大燃?xì)鈮嚎s比提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。3 .燃料以氣態(tài)進(jìn)人氣缸，燃燒較充分，熱效率高，積炭少，這使發(fā)動(dòng)機(jī)的大修期延長(zhǎng)3040%,使?jié)櫥透鼡Q周期延長(zhǎng)50%,降低了維護(hù)費(fèi)用和運(yùn)行成本。4 .采取了多項(xiàng)有效的的技術(shù)措施和設(shè)施，使燃?xì)庠谕耆荛]的系統(tǒng)中運(yùn)行，比汽油安全、如LPG汽車從投入使用至今未見爆炸記錄LPG供應(yīng)價(jià)與汽油價(jià)格之5 .比使用汽油便宜，具體經(jīng)濟(jì)指標(biāo)須視當(dāng)?shù)靥烊粴饣虿疃ǎ訪PG為例。大體上說(shuō)，可使汽車用戶省1015%的燃料費(fèi)，而對(duì)于LPG充氣站的投資者來(lái)說(shuō)，大約1年半能收回全部投資，推廣LPG汽車是一項(xiàng)可以得到回報(bào)的投資行為，并不象附加尾氣凈化器或增加電噴反饋控制功能那樣是單

34、純的消費(fèi)支出、增加購(gòu)置成本而無(wú)回收機(jī)會(huì)。止匕外，對(duì)于燃?xì)夤?yīng)商而言，汽車應(yīng)用燃?xì)獾扔谛麻_拓了一個(gè)規(guī)模龐大的銷售面。供一輛公共汽車的LPG量相當(dāng)于供5070戶居民用氣量，而且前者經(jīng)營(yíng)成本低、利潤(rùn)高。通常用LPG壓縮天然氣（CNG）和液化天然氣（LNG）的汽車統(tǒng)稱天然氣汽車。它們之間各有特點(diǎn)在推廣中因地制宜，各顯神通。其中LPG汽車的特點(diǎn)是技術(shù)上最成熟，安全可靠性好、能量密度大（一次充氣的行程與汽油接并），LPG的供應(yīng)方便。燃料供給系主要部件包括液化石油氣氣瓶、氣瓶組合閥門、蒸發(fā)（汽化）調(diào)壓器、混合器及控制系統(tǒng)。液化石油氣氣瓶及氣瓶組合閥門。LPG氣瓶組件由電焊接鋼瓶、組合閥門、充液氣閥防護(hù)盒、支

35、架等組成。液化石油氣在常溫工作壓力1.6兆帕?xí)r即可液化裝瓶。可用普通鋼板或薄壁鋼管制成，直徑也可大一些。液化石油氣儲(chǔ)氣瓶的閥門與壓縮天然氣供給系統(tǒng)基本相似，但一般截面較小。蒸發(fā)（汽化）調(diào)壓器。多數(shù)LPG蒸發(fā)調(diào)壓器具有預(yù)熱、蒸發(fā)和調(diào)壓功能。用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水加熱LPG,蒸發(fā)氣化并經(jīng)減壓后（接近大氣壓）供給發(fā)動(dòng)機(jī)。在較低的環(huán)境溫度下，也應(yīng)保證液化石油氣能汽化。為增大熱交換器的熱交換量，一般采用迷宮式或管式結(jié)構(gòu)，材料為熱傳導(dǎo)性能好的鋁或銅?；旌掀?。主要組件由混合器、功率閥、調(diào)節(jié)閥組成。根據(jù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況，提供合適空氣/液化石油氣混合比和合適的混合氣量。大致有3種結(jié)構(gòu)，即盤式混合器、管式混合器、化油器

36、混合器。根據(jù)車型不同選用不同的混合器分類:LPG單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車：發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系統(tǒng)專為燃用LPG燃料設(shè)計(jì)，具結(jié)構(gòu)保證燃料能有效利用。兩用燃料（汽油和LPG）汽車：當(dāng)前大多數(shù)LPG車為兩用燃料車，且已全面到達(dá)商品化階段。沒有兩套燃料供給系統(tǒng)，利用選擇開關(guān)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)從一種燃料到另一種燃料的轉(zhuǎn)換，但兩種燃料不允許同時(shí)混用。主要有以下幾種：化油器式汽油車改裝的兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。兩用燃料指汽油和LPG。電控燃油噴射系統(tǒng)的車輛改裝為開環(huán)兩用燃料的LPG汽車.電控燃油噴射系統(tǒng)的車輛改裝為閉環(huán)兩用燃料的LPG汽車。液化石油氣-柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車液化石油氣-柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)以通常的方式噴入少量柴油作為點(diǎn)燃液

37、化石油氣與空氣混合氣的引燃燃料，而把液化石油氣作為主要燃料。優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)效益較高。天然氣在發(fā)動(dòng)機(jī)中容易和空氣均勻混合，燃燒比較完全、干凈、不容易產(chǎn)生積碳，抗爆性能好，不會(huì)稀釋潤(rùn)滑油，因而使發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的零件磨損大大減少，能延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命和潤(rùn)滑油的使用期限。社會(huì)效益好。與石油燃料相比，氣體燃料在制備過(guò)程中能量損失較小，有害排放污染物少，對(duì)環(huán)境保護(hù)是更有利的。安全性高。天然氣本身稍有泄漏，很快就會(huì)擴(kuò)散到大氣中，氣體燃料系統(tǒng)的各個(gè)部件，特別是密封部分，都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢查。因此，天然氣作為汽車燃料是比較安全的。缺點(diǎn)：由于氣體燃料的能量密度低，天然氣汽車攜帶的燃料量較少，行駛里程較汽油車短。而目前用的天然

38、氣發(fā)動(dòng)機(jī)大多是由汽油機(jī)改裝的，因而汽油汽車在改用天然氣后功率往往會(huì)下降10%20%左右。由于目前的天然氣汽車是在原來(lái)的汽、柴油車的基礎(chǔ)上改裝的，原來(lái)汽、柴油機(jī)的燃料系統(tǒng)大多保留。因此，要在原汽車增加天然氣燃料系統(tǒng)，特別是氣瓶使原來(lái)的汽車后備箱的有效使用空間減少，本身的自重也增加了。天然氣是氣態(tài)燃料，不容易儲(chǔ)存和攜帶。為此，需要加壓或液化以便裝瓶，還需要建造比汽、柴油加油站投資都大的加氣站，在加氣站比較缺乏的地區(qū)，加氣是比較困難的。三.醇類燃料汽車醇類燃料汽車?yán)么碱惾剂献瞿茉打?qū)動(dòng)的汽車。醇類燃料是指甲醇（CH30H和乙醇（C2H50H,都屬于含氧燃料，以甲醇為燃料的汽車稱為甲醇汽車，以乙醇為燃

39、料的汽車稱為乙醇汽車。醇類燃料可以與汽油或柴油按一定比例配制而成混合燃料，亦可以直接采用醇類燃料作為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。與汽油相比，醇類燃料具有較高的輸出效率，能耗梁折合油耗量較低，由于燃燒充分，有害氣體排放較少，屬于清潔能源。甲醇主要從煤和石油中提煉，若形成規(guī)模生產(chǎn)，成本不高于汽油；乙醇一般利用谷物和野生植物生產(chǎn)，成本較低。目前西方一些國(guó)家看是使用醇類燃料與汽油摻混使用，摻混比例在5%15%以下時(shí)可不更改發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，已經(jīng)正式投放市場(chǎng)。更大比例摻混燃料處于研究試驗(yàn)階段。作為醇類燃料的推廣，主要困難是甲醇產(chǎn)量較低，成本稍高；甲醇有毒，公眾不易接受；冷啟動(dòng)困難，具有較強(qiáng)腐蝕性等。隨著技術(shù)的進(jìn)步，醇類燃料將有很大的發(fā)展使用空間。目前醇類汽車多使用乙醇與汽油或柴油以任意比例摻和的靈活燃料驅(qū)動(dòng)，既不需要改造發(fā)動(dòng)機(jī)，又起到良好的節(jié)能、降污效果，但這種摻和燃料要獲得與汽油或柴油相當(dāng)?shù)墓β?，必須加大燃油噴射量，?dāng)摻醇率