CNG雙燃料汽車

CNG雙燃料汽車，指以壓縮天然氣（compressed natural gas）為動力源的汽車，屬於燃料汽車 gas fuel-powered automobile，利用可燃氣體做能源驅動。CNG主要成分為甲烷氣體。

基本介紹

• 中文名：CNG雙燃料汽車
• 外文名：CNG dual fuel vehicle
• 主要套用於：計程車行業、個人私家車
• 主要品牌：愛麗舍、普桑、捷達等
• 主要燃料：:汽油、柴油、天然氣、乙醇汽油
• 主要用途：節能減少城市污染

燃料

汽車主要燃料有:汽油、柴油、天然氣、乙醇汽油、甲醇汽油 。而就目前在城市中跑的雙燃料汽車來看，主要是以汽油與天然氣為主備燃料汽車。

柴油

1、省油：同樣的油耗，柴油車可比汽油車多跑約30%的里程。如以一輛車每年行駛2萬公里來計算，使用柴油車每年可節省4000-5000元。

2、排放少：目前中國是僅次於美國的第二大二氧化碳排放國家。因為柴油機的省油特點，柴油車比汽油車的二氧化碳排放量少20-30%。

3、動力性好：柴油機比汽油機的扭矩更大，因此除卡車外，柴油機尤其適合SUV等多功能、越野性車。

4、工作性能高：現代柴油機由於採用先進技術，其震動和噪音遠較傳統的低，現在很多高級轎車如賓士、寶馬也開始採用柴油機。

5、耐用：柴油機被公認為非常耐用，使用壽命遠遠超過汽油機。

天然氣

汽車用天然氣的主要成分是甲烷，其餘為乙烷、丙烷、丁烷及少量其他物質，其特點與液化石油氣類似，熱值高、抗爆性能好、著火溫度高。另外，還有混合氣發火界限高，適於稀燃的性能。由於壓縮天然氣(CNG)在汽車上與空氣混合時同為氣態，與汽油、柴油相比，混合氣更均勻，燃燒也更完全。因此，天然氣汽車比使用普通燃料(如汽油或柴油)汽車的一氧化碳排放量要低得多。但是，壓縮天然氣汽車的甲烷排放量增加。甲烷是一種溫室氣體，它對大氣的加熱潛力比二氧化碳高30倍之多。

乙醇汽油

1、提高燃油品質：車用乙醇汽油中的乙醇，既是一種能源，又是一種性能優良的汽油品質改良劑。首先，乙醇做為“綠色”增氧劑，可完全替代汽油中含氧添加劑MTBE的使用。因MTBE對地下水資源危害嚴重，一些已開發國家已立法禁止使用。乙醇按10%的比例混配入汽油中，可使氧含量達到3.5%，助燃效果好，使汽油中不能燃燒的部分充分燃燒，提高了汽油的燃燒效率。另外由於乙醇中的辛烷值（RON）指數可達111個單位，乙醇按10%的比例混配入汽油中，可使辛烷值提高2—3單位，提高了油品的抗爆性能。

2、降低尾氣有害排放：汽車有害尾氣的排放，特別是在人口密度較大、車流量較大的區域和城市，已成為一種嚴重的環境污染源。車用乙醇汽油由於燃燒充分，可使汽車有害尾氣排放總量降低33%以上。根據中國汽車研究中心於二00一年所做的車用乙醇汽油8萬公里行車試驗檢測數據表明：尾氣排放中CO排放明顯降低，最大降低率已達55%，算術平均降低率30.8%，HC化合物算術平均降低率為13.4%。

3、燃燒充分、減少積炭：車用乙醇汽油由於燃燒徹底，解決了普通汽油燃燒不完全所形成的炭粒積聚現象，能有效地預防和消除發動機燃燒室、氣門、火花塞、排氣管、消聲器等部位積炭的產生，避免了因積炭形成而引起的故障，延長了發動機 的使用壽命。

4、燃油系統自潔：車用乙醇汽油中加入的乙醇是一種性能優良的有機溶劑。具有良好的清潔作用，能有效地消除汽車油箱及油路系統統中燃油雜質的沉澱和凝固（特別是膠質膠化現象），具有良好的油路疏通作用。

套用

CNG兩用燃料汽車主要套用於計程車行業、個人私家車，CNG雙燃料汽車的主要品牌有：愛麗舍、普桑、捷達、富康、比亞迪、力帆520、羚羊、天宇。這種車以節能減少城市污染為主要用途。也是當下這個資源緊缺時代汽車產業發展的必然方向。

優點

1． 減少污染：使用清潔汽油的汽車，尾氣排放中的碳氫化合物（HC）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）將大大減少，對每個人都有好處。

CNG雙燃料汽車

2． 清潔汽車部件：使用清潔汽油的汽車能夠保持發動機燃油系統清潔，如化油器或噴嘴，進排氣閥、火花塞、燃燒室、活塞等，燃油系統不會產生積碳，減少機械磨損，延長汽車使用壽命。3． 省油：燃油系統清潔，油品的霧化程度提高，混合氣完全燃燒，功率達到最大化。

4． 改善行駛性能：發動機容易啟動，轉速平穩，加速性能好。

5． 乘車感舒適。

優勢

1、經濟性

與汽油相比，燃料成本可節約30%以上，與LPG相比，燃料成本節約25%，CNG雙燃料計程車多出的和汽油計程車改車費用在3個月左右就可以回收，2年可以節約出一輛車的價格；與汽油價格相比，天然氣的價格更穩定。天然氣系統維護成本較低。

可延長發動機壽命。天然氣容易擴散，以氣態進入發動機，在發動機中容易和空氣均勻混合，燃燒比較完全、乾淨；可以提高熱循環效率，加快燃燒速度，充分利用燃燒熱能；同時CNG辛烷值高，抗暴性能好，使用時不需要添加抗暴劑，不會稀釋潤滑油，因而使發動機氣缸內的零件磨損大大減少，使發動機的壽命和潤滑油的使用期限大幅度增長。所有這些都會降低汽車的保養和運行費用，從而提高汽車使用的經濟性。

改裝圖片

2、環保性

天然氣是一種潔淨的能源，其主要成分是甲烷，燃燒後主要生成物為二氧化碳和水。與汽油汽車相比，其尾氣排放中CO下降約90%，HC下降約50%，NOX下降約30%，SO2下降約70%，CO2下降約23%，微粒排放下降約40%，鉛化物可降低100%。

3、安全性

天然氣的燃點為640℃-680℃，比汽油的燃點340℃-350℃高了近一倍，所以不易燃燒；

只要聚集濃度達不到5%-15%，它也不會燃燒；天然氣和正常空氣相比，其比重為0.68：1，故不易聚集，泄漏後易於飄逸；

套用於汽車後，天然氣在密閉的缸體和管道中運行，只要密封閥門和墊片質量良好，一般不會出現泄漏問題；

CNG燃料車使用的是壓力為20Mpa的儲氣瓶，參照《氣瓶安全監察規程》、GBl3004《鋼製無縫氣瓶定期檢驗與評定》、GBl7258《汽車用壓縮天然氣鋼瓶》等國家現行標準。

兩用燃料汽車也可以由單燃料改裝成為CNG雙用，天然氣、柴油最大的特點是省油，但是一般汽車都是汽油的，你無法改成柴油的，所以最簡單的方法是改成天然氣。

兩用燃料汽車的使用注意事項：

隨著國家車輛排放標準的日趨嚴格，CNG雙燃料車汽車數量的迅速增加。CNG雙燃料汽車使用、維護中的問題也暴露增多，現將其使用注意事項介紹如下：

1. CNG含有非揮發性物質，很容易損壞膜片和密封件，所以每月要將排污口打開一次，清除掉CNG沉積物。
   
2. 每天至少用汽油工作20min，以保持汽油機的良好工作狀態，否則，氣門座的壽命會由於長期得不到潤滑而降低。
   
3. 用汽油起動發動機時，只要將轉換開關置於“汽油”位置即可，但用CNG起動時應首先將化油器中的汽油燃盡。為此，必須先將轉換開關放在中間位置（即既不供氣也不供油位置），待化油器中的汽油燃盡後再將它換到“CNG”位置。
   
4. 如果準備長期不用CNG，則必須將管道和蒸發器中的LPG燃盡或排盡，並且，還要將蒸發器排液孔打開，放出污液，再對蒸發器作必要的清洗;否則，CNG中不易揮發的物質會沉積在密封件和膜片上，腐蝕密封件和膜片。
   
5. 汽車每行駛2000km應清洗一次混合器，檢查和調整一次發動機的排放，還應在拆下管道過濾器後用壓縮空氣吹去管道過濾器中的污物，防止氣道堵塞。
   
6. CNG裝置的調整方法是：在發動機工作後先將LPG調節閥開度由大逐漸關小，直至發動機運轉正常;然後調整蒸發器上的怠速調整螺栓，使發動機怠速時CO和HC的排放量分別為〈1%和〈300×10-6或使混合氣在發動機轉速為1200r/min-1600r/min時的空燃比為12.5-12.8。
   
7. 必須注意車用CNG的質量，無論是進口CNG還是國產CNG，其丁二烯和硫的含量都應分別小於0.5%和0.015%（重量百分比）。
   
8. 在汽車行駛中如果發現CNG泄漏，應立即關閉CNG開關，並關閉貯液罐上出液閥的手動開關，然後檢查各緊固件和管路接頭的松、漏情況，並及時檢修。在故障未排除的情況下，汽車套用汽油行駛。
   

改裝技術

成熟的改裝技術：CNG汽車採用定型汽油車改裝，在保留原車供油系統的情況下，增加一套“CNG型車用壓縮天然氣裝置”。改裝部分由以下三個系統組成。1、天然氣系統。主要由充氣閥、高壓截止閥、天然氣鋼瓶、高壓管線、高壓接頭、壓力表、壓力感測器及氣量顯示器等組成。2、天然氣供給系統。主要由天然氣高壓電磁閥、三級組合式減壓閥、混合器等組成。3、油氣燃料轉換系統。主要由三位油氣轉換開關、點火時間轉換器、汽油電磁閥等組成。

1.發動機功率下降及其原因

天然氣汽車使用中的一個主要問 題是發動機的功率比使用汽油時有明顯下降。據資料報導，汽車在使用天然氣作燃料時，功率一般要下降15%左 右，個別時候下降更多。功率下降的結果，一方面導致汽車重載、爬坡或加速時動力不足，另一方面導致燃料消耗相對增加，並增加污染物排放量。

天然氣汽車的功率下降主要原因在於燃料本身的特性和發動機的構造。

在燃料性質方面，汽油是液體燃料，而天然氣是氣體燃料。使用汽油時，液態汽油的體積與進氣 體積相比幾乎可以忽略不計，但用天然氣作燃料時，燃料本身的體積在整個進氣中占有較大比例，因此導致進入氣缸的空氣量減少，充氣係數下降，從而導致發動機功率下降。

在發動機構造方面，決定發動機功率的主要因素是發動機的壓縮比，壓縮比越大，熱效率越高，有效功率就越大。同時，壓縮比越大，發動機爆震的傾向也越大。因此，發動機壓縮比還必須與燃料的抗爆性相適應。汽油的抗爆性決定了汽油機的壓縮比不可能太大，但天然氣的抗爆性很好，完全可以用於壓縮比較大的發動機，從而提高其功率。天然氣汽車的套用還處在起步階段，

天然氣的供應遠不象汽油那樣普及，在這種情況下，專門設計的天然氣發動機汽車很難推廣。目前投入運行的天然氣汽車大多是兩用燃料汽車，既可以用天然氣，也可以用汽油。這種兩用燃料汽車為了兼顧使用汽油的需要，壓縮比提高較小或者沒有提高。因此天然氣高抗爆性的特性並未得到充分發揮，導致發動機功率下降。

2 .腐蝕與早期磨損及其原因

汽車以天然氣作燃料時，發現燃燒室部件明顯腐蝕，甚至曲軸也出現腐蝕 ，氣門、活塞環和氣缸磨損嚴重，與使用汽油時相比，汽車大修期通常要縮短1/3-1/2。

這是天然氣汽車面臨的另一個問題。天然氣汽車出現腐蝕和早期磨損的原因是由於天然氣中含有微量硫化合物(硫化氫 )，引起氣缸、氣缸壁的腐蝕與磨損，使發動機動力下降，使用壽命縮短，汽車大修期縮短。

3.提 高天然氣汽車功率的措施

3.1提高充氣係數

充氣係數下降是導致天然氣汽車功率下降 的重要原因，從理論上講，提高充氣係數是提高功率的一種途徑。但充氣係數下降是由天然氣本身的性質所決定的 ，從燃料方面顯然無法解決這一問題，唯一的解決辦法是採取進氣增壓措施。但進氣增壓無疑會加大發動機的體積 和質量，在實施中存在一定難度。

3.2適當提高發動機壓縮比

天然氣的辛烷值很高，抗爆性非常好，如果直接在汽油機上使用天然氣，就不能充分利用天然氣的這種優點，提高發動機功率。如果將發動機氣缸蓋減薄一部分，提高發動機的壓縮比，就可以提高發動機的功率，在一定程度上彌補部分功率損失。這種方法是人們通常採用的一種方法。但是，考慮到目前大部分天然氣汽車都是兩用燃料汽車，發動機壓縮比不可能提高太多，否則一旦換用汽油作燃料，有可能產生爆震。因此壓縮比的提高有一定限度，應根據實際情況確定。例如 ，原來使用70號汽油的汽車，改成兩用燃料汽車時，可將壓縮比提高到使用90號汽油的壓縮比；原來使用90 號汽油的發動機改成兩用燃料汽車時，可將壓縮比提高到使用93號或95號汽油的壓縮比。

對於象城市公共汽車那樣在固定線上行駛，天然氣供應有保障的汽車，應當提倡使用壓縮比與天然氣抗爆性相適應的單一 燃料天然氣汽車，充分發揮天然氣高壓縮比的特點，以提高汽車發動機功率。

3.3使用專用天然氣 汽車發動機潤滑油

天然氣是氣體燃料，使用中不會出現發動機潤滑油稀釋現象，因此可以使用粘度較低的潤滑油，這樣可以減少粘度造成的功率損失，提高發動機的效率。同時，天然氣汽車專用發動機潤滑油可以有效防止氣門、活塞環等燃燒室部件的腐蝕與磨損，防止氣缸壓力下降引起的功率損失。

在CA610 2天然氣發動機台架上，對使用天然氣發動機潤滑油和使用ESC30汽油機潤滑油進行了對比試驗，外特性和負荷特性曲線如圖1、圖2所示。試驗中所用燃料均為天然氣，燃料消耗量以天然氣在標準狀況下體積計算。從圖1 中可以看出，與使用ESC30汽油機潤滑油相比，使用天然氣發動機潤滑油可以增大發動機的功率和扭矩，降低燃料消耗率10%左右。

4.減少腐蝕和磨損的措施

4.1天然氣脫硫

如前所述，天然氣汽車發生腐蝕和早期磨損的根本原因是由於天然氣中含有微量硫化氫。因此，對天然氣進行脫硫處理是減少腐蝕和磨損的重要手段。但對天然氣進行脫硫處理，也很難將硫化氫完全除去，因此，天然氣對發動機的腐蝕是很難完全避免的。

4.2採用耐腐蝕材料

採用抗硫化物腐蝕的金屬材料製造發動機也是防止腐蝕的一個重要措施。但這種方法僅適用於新發動機的製造，對於現有發動機是無能為力的。

4.3使用專門的天然氣汽車發動機潤滑油

使用天然氣汽車發動機潤滑油代替目前使用的汽油機 潤滑油是防止天然氣汽車發動機腐蝕的有效措施，這種方法不但簡便，而且不增加成本。

天然氣汽車發動機潤滑油與汽油機潤滑油相比具有較高的鹼值，有很強的酸中和能力。5萬km行車試驗表明，該潤滑油能有效防止硫化氫的腐蝕，減少發動機磨損，延長發動機大修期1/2以上。

2011年7月計程車使用汽油和天然氣的數據對比：

名稱; 項目	汽油93#	天然氣
百公里燃料消耗量	9.4L	8.5立方
燃料單價	7.45元/升	4.6元/立方
每公里消耗的燃料費（元）	0.7元/公里	0.39元/公里

每天行駛的公里數	使用汽油93#費用（元）	使用天然氣的費用（元）	每天節省費用（元）	3個月節約的成本（元）	6個月節約的成本（元）	1年節約的成本（元）	2年節約的成本（元）	3年節約的成本（元）
50公里	35	19.5	15.5	1395	2790	5580	11160	16740
100公里	70	39	31	2790	5580	11160	22320	33480
200公里	140	78	62	5580	11160	22320	44640	66960
300公里	210	117	93	8370	16740	33480	66960	100440
400公里	280	156	124	11160	22320	44640	89280	133920