天然氣汽車知識講座

CNG汽車安全應用與維護一、天然氣汽車基本知識二、天然氣汽車安全應用三、天然氣汽車使用與維護一、天然氣汽車基本知識

1、什么是天然氣

2、天然氣的特點

3、天然氣和汽油的性質(zhì)對比

4、燃氣汽車分類

5、天然氣汽車基本原理與布置1、什么是天然氣

天然氣(NatureGas,簡稱NG)，是由多種烴物質(zhì)和少量的其他成分組成的混氣體，其最主要的成分是甲烷（化學分子式是CH4）。2、天然氣的特點

2.1、密度通常狀態(tài)下，甲烷是一種非常輕的氣態(tài)物質(zhì)。常溫、常壓下，甲烷的密度只相當于空氣的55%，天然氣的密度約相當于空氣的60%，由于天然氣的密度遠遠小于空氣，當氣體一旦泄露時，將向上移動，擴散到空氣中?；谶@一點，天然氣的安全性優(yōu)于汽油等大多燃料。

2.2、熱值甲烷是最簡單的碳氫化合物，一個甲烷分子中含有一個碳原子和四個氫原子，在碳氫化合物中，分子中含有的碳和氫原子數(shù)越多，燃燒后產(chǎn)生的能量越大。因此每千克天然氣的熱值略高于汽油，但每立方米理論天然氣混和氣熱值要比汽油混和氣低。

2.3、狀態(tài)、沸點在常溫常壓下，天然氣是一種氣態(tài)物質(zhì)，當溫度達到-162度和低于此溫度時，天然氣將轉(zhuǎn)變成液態(tài)，以液態(tài)形式存在。由于沸點非常低天然氣是難于液化的，儲存也非常困難，一般以氣態(tài)儲存

2.4、顏色、味道和毒性在原始狀態(tài)時，天然氣是沒有顏色、味道和毒性的物質(zhì)?；诎踩脑?，在生產(chǎn)過程中加入了具有獨特臭味的加臭劑，以便于檢測泄露。

2.5、混和氣發(fā)火界限寬燃料和空氣混合形成混和氣，混和氣的濃度在一定范圍內(nèi)才能夠被點燃、產(chǎn)生能量。混和氣濃度過濃或過稀是難于被點燃的。天然氣與空氣混合后具有很寬的發(fā)火界限，可在大范圍內(nèi)改變混合比提供不同成分的混和氣。（可被點燃的混和氣濃度范圍的上、下限分別是燃料點火極限的上限和下限）。

2.6、自然溫度自燃溫度是指在此溫度下，燃料和空氣接觸將會被點燃并連續(xù)燃燒。自燃溫度不是一個常數(shù)。汽油的自燃溫度是220~471度；天然氣的自燃溫度是630~730度。自燃溫度很高表明天然氣的安全性是非常好的。2.7、起燃方式式天然氣自燃燃溫度比汽汽油高，因因而天然氣氣不宜于壓壓燃而宜于于用外火源源點燃。同同時由于其其辛烷值遠遠高于汽油油，所以它它又適于在在較高的壓壓縮比下點點燃。既可可以用電火火花點燃，，也可用在在柴油/天然氣雙燃燃料汽車上上用壓燃方方式引燃。。2.8、抗爆性和和辛烷值燃料的抗爆爆性是指燃燃料在發(fā)動動機氣缸內(nèi)內(nèi)被點燃、、燃燒時，，避免產(chǎn)生生爆燃的能能力，即抗抗自然能力力，是燃料料的一個重重要指標。。燃料的抗抗爆性用辛辛烷值表示示，辛烷值值越大表示示抗爆性愈愈好。汽油油的辛烷值值（MON）一般在81~89之間，天然然氣辛烷值值在115~130之間，比汽汽油高30%。因而，天天然氣具有有較高的抗抗爆燃性能能。3、天然氣和和汽油的性性質(zhì)對比表表燃料燃點℃自燃點℃燃燒溫度℃燃燒速度m/s最佳空燃比體積比汽油＜430℃260℃1200℃701：14.7CNG＞650℃570℃2020℃39.21：10氣比油高220℃高310℃高800℃慢充氣量下降以上我們看看到，天然然氣是易燃燃易爆氣體體，但是天天然氣的點點燃、爆炸炸是有條件件的，在采采取了安全全措施后可可以將天然然氣用于汽汽車上。首首先，從燃燃料本身的的特點來說說，天然氣氣的燃點一一般在650℃以上，而汽汽油為427℃，天然氣比比汽油高出出200℃以上。這說明天然然氣不像汽汽油那樣容容易被點燃燃。其次，，天然氣在在空氣中燃燃燒時的濃濃度界限是是5%~15%，而汽油是是1%~7%。既大氣中中有1%的汽油濃度度就很容易易著火爆炸炸。天然氣要比比汽油好得得多，因為為它要積累累到5%才到達它的的燃燒下限限，更重要要的是天然然氣比空氣氣輕，密度度只是空氣氣的55%，稍有泄漏漏很容易向向大氣中擴擴散，不至至于達到低低燃燒界限限。但即便便這樣，我我們?nèi)圆荒苣芎雎运牡奶攸c帶來來的負面影影響。4、燃氣汽車車的分類4.1、什么是壓壓縮天然氣氣？壓縮天然氣氣一般指經(jīng)經(jīng)多級加壓壓到20MPa左右，可供供車輛發(fā)動動機作為燃燃料使用的的氣態(tài)天然然氣。4.2、什么是壓壓縮天然氣氣汽車？壓縮天然氣氣汽車是指指以經(jīng)多級級加壓壓縮縮到20MPa左右，并儲儲存在車載載高壓氣瓶瓶中的氣態(tài)態(tài)天然氣作作為燃料的的汽車。5、CNG汽車基本原原理與布置置二、天然氣氣汽車安全全應用1、CNG汽車發(fā)生事事故的特點點2、氣瓶引發(fā)發(fā)的安全事事故及案例例通過上述分分析，基于于CNG汽車技術(shù)上上的成熟性性，我們要要在認識到到燃用天然然氣安全、、經(jīng)濟的同同時，應對對車輛燃氣氣系統(tǒng)的布布置結(jié)構(gòu)、、氣瓶的強強度、連接接件的可靠靠性、燃料料系統(tǒng)部件件的質(zhì)量進進行客觀評評價，并清清醒地看到到CNG汽車自身存存在的問題題和推廣過過程中伴隨隨的安全性性與危害性性方面的問問題問題。。1、CNG汽車發(fā)生事事故的特點點CNG汽車發(fā)生安安全事故的的主要表現(xiàn)現(xiàn)形式：泄漏燃燒爆燃爆炸1.1、泄漏：泄露是最容容易發(fā)生的的現(xiàn)象，其其原因是高高壓氣體不不易密封，，加工、裝裝配、安裝裝質(zhì)量不穩(wěn)穩(wěn)定，以及及還受到腐腐蝕、振動動、環(huán)境和和有關(guān)容器器材質(zhì)的氣氣密性質(zhì)量量等諸多因因素影響。。1.2、燃燒：泄露如果得得不到有效效控制與排排除還可能能在火源的的相互作用用下蔓延擴擴大，造成成極其嚴重重的災難。。CNG車輛產(chǎn)生的的燃燒通常常都伴有泄泄露。1.3、爆燃與爆爆炸：天然氣的主主要成分是是CH4，其濃度達達到5%~15%就可能發(fā)生生爆炸燃燒燒，無論是是物理爆炸炸還是化學學爆炸，只只是爆炸強強度取決于于聚積的能能量多少而而已，都是是CNG汽車發(fā)生事事故最為嚴嚴重的情況況之一。2.1、氣瓶引發(fā)發(fā)的安全事事故2004年2月13日爆炸事故故造成人員員1死3傷，加氣站嚴嚴重受損。。2.2、氣瓶引發(fā)發(fā)的安全事事故2004年7月10日爆炸事故故造成一死死一傷，加加氣站緊急急關(guān)閉2.3、電氣線束束與油路問問題引發(fā)的的安全事故故電氣線束油油路問題部部分車輛在在事故中被被燒毀車輛輛的情況：2.4、布置安裝裝不合理引引發(fā)的事故故總截止閥裝裝在駕駛員員右側(cè)發(fā)動動機罩內(nèi)，，造成火火勢擴散蔓蔓延直至全全車燒毀。。汽油電磁閥閥安裝在發(fā)發(fā)動機頂部部釀成火患。。2.5、非規(guī)范性性行為造成成的安全隱隱患電氣線束亂亂拉亂接過量超壓充充氣通過上述事事故慘痛的的教訓，給給我們以警警示自2004年6月份客運公公司運營車車輛陸續(xù)改改制為使用用天然氣，，隨著車輛輛的逐年使使用，那么么，積淀的的安全隱患患也將會逐逐年進入事事故高發(fā)期期。雖然我們在在前期做了了大量的工工作，包括括人員培訓訓工作，但但是我們對對天然氣的的安全技術(shù)術(shù)研究，配配套設施，，職工的安安全防范意意識還是十十分薄弱的的。因此，我們們必須高度度重視安全全工作，提提高其務實實性，把工工作切實做做到位，并并延伸于整整個推廣應應用之中。。簡單來說說，就是““防火、防防爆、防泄泄露”三、天然氣氣汽車使用用與維護1、CNG汽車維護要要點2、緊急事故故處理預案案3、在汽油發(fā)發(fā)動機上使使用天然氣氣存在的主主要問題4、CNG汽車動力不不足的原因因5、CNG汽車故障分分析1、CNG汽車維護要要點1、天然氣汽車車的安全問問題絕大多多數(shù)發(fā)生在在車輛的使使用過程中中，這就告告誡我們車車輛在運營營過程中正正確的使用用和維護保保養(yǎng)尤為重重要。一般般來說，做做到以下幾幾點就能夠夠保障車輛輛本身性能能方面的安安全性。1.1、天然然氣氣汽汽車車操操作作有有別別于于汽汽油油車車的的操操作作，，駕駕駛駛員員必必須須經(jīng)經(jīng)過過培培訓訓合合格格后后方方能能上上崗崗1.2、天然然氣氣車車輛輛充充氣氣過過程程中中，，應應當當關(guān)關(guān)閉閉車車上上所所有有的的電電器器裝裝置置，，充充氣氣前前要要仔仔細細檢檢查查供供氣氣系系統(tǒng)統(tǒng)有有無無異異常?，F(xiàn)現(xiàn)象象，，發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問問題題及及時時處處理理，，充充氣氣后后也也要要觀觀察察有有無無泄泄漏漏現(xiàn)現(xiàn)象象，，有有異異常常需需排排除除后后方方能能上上路路行行駛駛。。1.3、汽車車在在行行駛駛中中若若發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有有異異常常現(xiàn)現(xiàn)象象，，應應當當關(guān)關(guān)閉閉天天然然氣氣總總氣氣閥閥以以及及電電源源，，使使發(fā)發(fā)動動機機熄熄火火進進行行詳詳細細檢檢查查。。1.4、天然然氣氣汽汽車車除除按按例例行行保保養(yǎng)養(yǎng)外外，，各各級級保保養(yǎng)養(yǎng)要要按按技技術(shù)術(shù)要要求求規(guī)規(guī)范范進進行行作作業(yè)業(yè)。。要要特特別別注注意意檢檢查查供供氣氣系系統(tǒng)統(tǒng)中中各各接接頭頭處處的的緊緊密密性性，，尤尤其其檢檢查查鋼鋼瓶瓶的的安安全全緊緊固固情情況況。。1.5、天然然氣氣汽汽車車的的維維護護保保養(yǎng)養(yǎng)，，應應當當設設立立專專職職人人員員進進行行，，不不允允許許駕駕駛駛員員對對供供氣氣系系做做自自行行維維護護、、調(diào)調(diào)整整。。天天然然氣氣汽汽車車在在日日常常運運營營中中的的具具體體操操作作有有別別于于單單純純的的燃燃油油汽汽車車，，首首先先其其燃燃料料壓壓力力高高達達20MPa，具具有有一一定定的的危危險險性性，，在在充充氣氣過過程程中中應應當當特特別別注注意意。。其其次次，，駕駕駛駛員員必必須須按按要要求求正正確確操操作作燃燃氣氣汽汽車車，，避避免免不不當當使使用用造造成成的的事事故故。。1.6、了解解天天然然氣氣汽汽車車發(fā)發(fā)生生事事故故的的基基本本特特征征，，一一旦旦發(fā)發(fā)生生突突發(fā)發(fā)事事故故，，如如管管道道破破裂裂、、爆爆燃燃等等緊緊急急情情況況，，不不要要驚驚慌慌失失措措，，要要沉沉著著果果斷斷并并迅迅速速予予以以處處置置，，全全力力將將事事故故控控制制在在萌萌芽芽階階段段，，防防止止蔓蔓延延和和擴擴大大。。最最大大限限度度地地減減少少人人員員傷傷亡亡和和經(jīng)經(jīng)濟濟損損失失。。可可參參照照如如下下程程序序進進行行處處理理，，有有人人員員協(xié)協(xié)助助時時可可分分工工同同時時進進行行。。2、緊急事故處處理預案3、汽油發(fā)動機機上使用天然然氣存在的主主要問題3.1、動力不足。由由于一般汽油油發(fā)動機的壓壓縮比ε≤9，使用天然然氣作為燃料料時，燃料-空氣的混合合仍是采用原原發(fā)動機的預預混合方式，，充氣效率比比使用汽油低低，與使用汽汽油相比發(fā)動動機功率下降降約20%左左右，因此汽汽車在坡道上上的行駛速度度相對較慢。。3.2、夏天冷卻系故故障較多。剛剛開始改用天天然氣作為燃燃料時，發(fā)動動機功率下降降問題比較突突出，同工況況下水溫比以以前相對升高高，夏天（環(huán)環(huán)境溫度>35度時）冷冷卻系統(tǒng)的故故障比較多，，會出現(xiàn)活塞塞燒頂現(xiàn)象。。3.3、冬季啟動較困困難。在環(huán)境境溫度<10度時，因減減壓器一級壓壓降過快，吸吸附環(huán)境溫度度以轉(zhuǎn)換壓降降能量損失，，常導致閥口口結(jié)霜冰堵，，另減壓器循循環(huán)水冬季不不易放凈而結(jié)結(jié)冰，循環(huán)水水流動困難，，不能有效進進行熱循環(huán)緩緩解閥口““冰堵”，致致發(fā)動機啟動動比較困難。。如果天然氣含含水量低，使使用中嚴格遵遵守規(guī)定，采采取有效保溫溫措施，保障障起動機、蓄蓄電池、發(fā)電電機、點火系系的技術(shù)狀況況良好，將有有效避免冬季季啟動困難。。由于啟動困困難，改裝后后的車輛冬季季冷啟動時起起動機、蓄電電池故障比其其它季節(jié)多。。4、CNG汽車動力不足足的原因4.1、充氣效率低。。此為動力不不足的直接原原因，由于天天然氣密度比比汽油小許多多，在相同的的吸入條件下下，氣態(tài)的天天然氣所占的的空間比液態(tài)態(tài)的汽油大得得多，使得進進入氣缸的混混合氣中空氣氣的比例較使使用汽油時約約少6%-8%。其次，因汽油油機進氣管道道是按照適合合于汽油混合合氣流動設計計的，歧管過過流斷面大小小和幾何形狀狀等對天然氣氣與空氣的混混合氣的氣流流阻尼損失和和流量都有比比較大的影響響。4.2、啟動困難。天天然氣著火溫溫度（537度）比汽油油（390-420度））高；火焰?zhèn)鱾鞑ニ俣缺绕吐?，可見見汽油機使用用天然氣作燃燃料不容易啟啟動的原因，，是由于天然然氣的性質(zhì)不不適宜使用汽汽油發(fā)動機所所引起的。4.3、故障增加。由由于甲烷的辛辛烷值為130，以天然然氣為燃料的的壓縮比可以以達到ε=12-15，，為了增加汽汽油發(fā)動機使使用天然氣時時的動力，最最直接的辦法法就是提高發(fā)發(fā)動機壓縮比比。但在原設設計基礎上單單純提高發(fā)動動機壓縮比，，將使發(fā)動機機處于非正常常燃燒狀態(tài)，，燃燒室的局局部溫度上升升，導致與燃燃燒室相關(guān)部部件的局部溫溫度高于原設設計值。此時發(fā)動機冷冷卻系就顯得得“力不從心心”，與燃燒燒室相關(guān)的零零件（缸蓋、、氣門、活塞塞等）膨脹比比加大，并極極易出現(xiàn)早期期磨損，最后后造成活塞-缸壁磨損速速度加快，最最明顯的現(xiàn)象象是在夏季環(huán)環(huán)境溫度較高高時，發(fā)動機機“水溫高高”故障頻繁繁，而導致發(fā)發(fā)動機配件壽壽命周期縮短短，維修成本本相對增加。。5、CNG汽車故障分析析5.1、啟動困難：：CNG汽車分別以汽汽油和天然氣氣作燃料時，，起動性能有有所不同，原原因是：a、天然氣燃點比比汽油高；b