新能源汽车技术：其他新能源汽车PPT教学课件.pptx

第七章;;7.1.1

天然气汽车;7.1替代燃料汽车;2.天然气汽车的分类

按照所使用天然气燃料状态的不同,天然气汽车可分为压缩天然气汽车(compressednaturalgasvehicle,CNGV)和液化天然气汽车(liquefiednaturalgasvehicle,LNGV)。按照燃料使用状况的不同,天然气汽车可分为专用燃料天然气汽车、两用燃料天然气汽车和双燃料天然气汽车。专用燃料天然气车是指发动机只使用天然气为燃料,两用燃料天然气汽车是指既可以使用天然气也可以使用汽油为燃料,双燃料天然气汽车是指可以同时使用液体燃料和天然气。

3.天然气汽车的特点

与传统燃油车相比,天然气汽车燃料便宜,经济性好。天然气以气态进入发动机,混合气均匀,燃烧比较完全,从而可大大降低一氧化碳和氮化物的排放,同时改善了颗粒物质的排放;天然气抗爆能力强,发动机运转平稳,所以天然气汽车的噪声小;天然气密度较空气小,一旦发生泄漏会很快在空气中消散,安全性好;天然气对汽车润滑油的稀释作用小,燃烧性能好,气缸积炭烧,不需要经常更换润滑油和火花塞,可延长发动机的使用寿命,节约维修费用;冬天起动性能好。但是天然气也有弊端,由于混合器热值低、分子变更系数小及充气效率下降等原因,天然气汽车的动力性降低;行驶距离短;供气体系建设有难度;存储天然气的储气瓶占用空间大,携带不便;由于天然气汽车的一些部件要求严格,成本较高,汽车用户的初始投资较大。;4.天然气汽车的结构与原理

天然气汽车与传统燃油车相比,在结构上主要增加了燃气供给系统。天然气供给系统由储气部件、供气部件、控制部件和燃料转换部件组成,如图7-1所示。;1)气瓶

天然气气瓶是天然气汽车的主要设备之一。气瓶的设置和生产都有严格的标准。天然气汽车用气瓶可以分为:全金属气瓶,材料是钢或铝;采用金属内衬,外面用纤维环状缠绕;采用薄金属内衬,外面用纤维完全缠绕;由非金属材料制成,如玻璃纤维和碳纤维。

充气站将压缩天然气通过充气阀充入气瓶至气压达20MPa。天然气气瓶的瓶口处一般安装有易熔塞和爆破片两种安全装置,当气瓶温度超过100℃或压力超过26MPa时,安全装置会自动破裂卸压。

2)减??调节阀

由于气瓶内的天然气压力随着燃料的消耗不断变化,因此要保持稳定的天然气和空气的混合比例,必须安装减压调节器。减压调节器可以保证在气瓶内的压力发生变化时进入混合器的天然气压力基本保持不变。减压调节器将气瓶内天然气的压力由20MPa减为负压,其真空度为49~69kPa,一般需要经过3次减压。;3)混合器

混合器的作用是将空气和天然气按一定比例混合,形成一定浓度的可燃混合气。比例调节式混合器的工作原理是利用进气管真空度同时控制空气和天然气通道的通过面积,以控制混合气的空燃比。

4)手动截止阀

我国汽车行业标准QC/T245—2017《压缩天然气汽车专用装置技术条件》规定,安装两只及两只以上气瓶的,应在气瓶到减压调节器之间设置CNG手动截止阀并符合QC/T917的规定,阀体上应注明额定工作压力值,并标明介质流向。当天然气汽车在充气、修理、入库停车时,用其截断气瓶到减压调节阀之间的天然气通路。

5)汽油/天然气转换开关

汽油/天然气转换开关有三个位置,即“油”“气”“中”。当转换开关置于“油”位置时,接通电动汽油泵电路;当转换开关置于“气”位置时,接通天然气电磁阀电路;当转换开关置于“中”位置时,不接通两者之中任何一个电路。;6)电控单元

电控单元根据氧传感器和发动机转速传感器的信号,通过调节步进电动机伺服阀的行程来改变减压调节器与混合器之间的低压通道通过面积,以控制天然气的流量。

燃气供给系统的工作原理是:当使用天然气做燃料时,手动截止阀打开,驾驶员将汽油/天然气转换开关置于“气”位置,电控单元向天然气电磁阀通电,电磁阀开启。车用气瓶内的天然气经充气阀、过滤器、手动截止阀和电磁阀进入减压器。天然气在减压调节器内降压,低压的天然气经步进电动机控制的低压通道进入混合器。在混合器中天然气和空气混合后进入气缸燃烧。

虽然混合器式闭环控制天然气供给系统能够改善空燃比的控制精度,但是小气量工况的空燃比仍然难以准确稳定地控制,因此近年来电控天然气喷射系统得到了快速发展。

图7-2所示为某国产汽油/天然气两用燃料汽车的电控天然气供给系统示意图。天然气和汽油的供给都采用了电控喷射方式。;1—充装阀;2—车用气瓶;3—输出阀;4—压力表;5—