现代汽车安全技术4章气体燃料汽车的安全技术简.ppt

4.1天然气汽车概述p81 根据GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》，气体燃料汽车（gasoline fuel vehicle）是指装备有液化石油气、天然气或煤气等气体为燃料的发动机的汽车。 4.1.1 天燃气汽车发展史p81 燃气汽车 - 中国现状 在全球范围内，以压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)作为汽车燃料已有70多年的历史。最早的压缩天然气(CNG)加气站是意大利人于1931年建成的，随后世界上很多国家也开始在燃气汽车技术上进行探索。 中国开始发展燃气汽车的标志是1988年在四川南充建立了第一座加气站。截止到去年11月，中国已建成加气站730多座，改造汽车近30万辆。 4.1.2天然气汽车的类型 p82 -1)按储带天然气的压力和形态 1 压缩天然气汽车（CNGV）（Compressed Natural Gas Vehicle） 以高压气态储带天然气的天然气汽车称为压缩天然气汽车。储带于储气瓶内的高压天然气（通常为20MPa），工作时经降压、计量和混合后进入气缸，也可直接喷入气缸或进气管。CNGV是天然气汽车的主体。 2 常压天然气汽车（NNGV）（Normal Natural Gas Vehicle） 以常压气态储带天然气的天然气汽车称为常压天然气汽车。常压天然气汽车出现于第一次世界大战期间，上世纪五六十年代在我国四川省有少量常压天然气汽车使用。这种原始的储带方式因携带不便和安全隐患太大，已基本被淘汰。 天然气汽车的类型 -储带天然气的压力和形态 3 液化天然气汽车（LNGV）（Liquefied Natural Gas Vehicle） 以液态储带天然气的天然气汽车称为液化天然气汽车。天然气在低于-161.5℃的超低温下以液态储存于绝热性能良好的容器中，工作时液化天然气经升温、汽化、计量和混合后进入气缸，也可直接喷入气缸或进气管。由于天然气液化后的体积仅为标准状态下体积的1/625，储带方便，应用潜力较大。 4 吸附天然气汽车（ANGV）（Adsorbable Natural Gas Vehicle） 以吸附方式储带天然气汽车称为吸附天然气汽车。储带于储气瓶内的中压天然气（3.5~6MPa），工作时经降压、计量和混合后进入气缸，也可直接喷入气缸或进气管。 4.1.2天然气汽车的类型  -按燃料的组成与应用 纯（或专用）天然气汽车 单一燃料汽车，点燃式发动机。 NG—汽油两用燃料（Bi-fuel）汽车 GB7258-2004中两用燃料汽车定义 NG—柴油双燃料（Dual Fuel）汽车 GB7258-2004中双燃料汽车定义 4.2天然气汽车的安全性分析 p84 许多人认为天然气汽车携带内装20MPa天然气高压储气瓶，就象随时都会爆炸的定时炸弹，很不安全。 天然气汽车的安全性必须从燃料特性和燃料容器来考虑天然气汽车的安全性 4.2.1天然气的理化特性p84 其主要成分是甲烷CH4约占85~95%，还伴有少量的乙烷、丙烷、丁烷，以及少量的杂质氮、二氧化碳等。 天然气按其来源有气田气、油田伴生气和煤成气之分。 其中伴生气又有两种，一种是溶解在石油中，称为溶解气；一种是聚集在含气已饱和的油层顶部，称为气顶气。 天然气的理化特性 世界天然气的探明储量1995年1月1日为141万亿m3，按世界天然气协会主席杰福瑞·塞斯勒先生的乐观测算，地球上的天然气够用200年以上。 在解决地下管道堵塞故障时发现了一种天然气水化物，它在低温、高压下呈白霜状。 据报道在地球上永久冻土带和深海底部蕴藏有高达5000万万亿m3以上的水包甲烷形式的天然气水化物，足够全世界使用100万年。但由于开发费十分昂贵而无人问津。 CH4的主要性质 天然气的理化特性 天然气的自燃温度高达540℃，而汽油的自燃温度为260~370℃。 天然气（甲烷）一般情况下为气态且其分子量为16，比汽油（114）小得多，而且比空气（28.9）小。当储气瓶发生泄露时，天然气将会迅速向上逸散，不易聚集； 天然气的可燃范围下限为5%（在空气中的体积比），比汽油的1.3要大得多。 尽管天然气的闪点很低，但由于很难达到被着火的浓度条件，其遇明火而被燃烧的可能性比汽油低。 几种天然气汽车的特点对比 . 4.2.2CNG储气瓶 安全要求p87 CNG储气瓶是天然气汽车的重要部件，用来储存天然气，公称工作压力为20MPa或16MPa，一般为20MPa，属于高压容器，其生产需经国家劳动部认证。 CNG储气瓶的 材质类型 、性能指标、设计要求 钢质或铝质金属气瓶（第一类）； 钢质或铝质内衬环状缠绕纤维气瓶（第二类）； 薄钢质或薄铝质内衬完全缠绕纤维（第三类）； 非金属材料内衬