汽车文化第2版：压缩天然气汽车及其燃气系统特点

天然气是一种无色、无味的气体，主要成分是甲烷，另外还含有少量的其他烃类，如丁烷、乙烷和丙烷。天然气主要产于地下，是有机物发酵的产品，通常与其他石油产品一同而生。天然气也可以是有机物质腐烂产生的副产品，可以在垃圾站和沼泽等地方生成。天然气中加入了加臭剂，这使得商业天然气有一种独特的气味。作为汽车燃料，天然气与汽油、柴油相比具有很多优点：天然气资源丰富，价格便宜，产生的一氧化碳、臭氧和能生成烟雾的可反应烃等有害物质少，所以天然气比汽油更安全，而且天然气是无毒、无致癌性、无腐蚀性的气体。

然而，燃气汽车的排放优势仅相对于化油器式发动机汽车而言，要使燃气汽车达到欧Ⅲ、欧Ⅳ等更严格的排放标准，还必须大规模应用电控、缸内直喷、多点喷射、稀薄燃烧、增压、催化转化等技术。因此，让燃气汽车成为真正的清洁汽车，还有许多技术问题需要解决。

1.燃气汽车的类型

按照使用天然气燃料状态的不同，天然气汽车可以分为液化石油气汽车、压缩天然气汽车和液化天然气汽车。

液化石油气汽车以液化石油气为燃料。压缩天然气汽车以压缩天然气为燃料，将天然气压缩到20.7～24.8 MPa，储存在车载高压气瓶中。液化天然气是指在常压下，将温度为-162 ℃的液体天然气储存于车载绝热气瓶中。目前世界上较常见的是压缩天然气汽车。

节油之道

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（发动机只使用天然气作为燃料）、两用燃料天然气汽车（既可以使用天然气，也可以使用汽油作为燃料）和双燃料天然气汽车（可以同时使用液体燃料和天然气作为燃料）。

2.燃气汽车的结构

燃气汽车的一氧化碳排放量比汽油车少90%以上，碳氢化合物排放少70%以上，氮氧化合物排放少35%以上，是目前较为实用的低排放汽车。压缩天然气（CNG）汽车燃料系统通常包括天然气气瓶、减压调压器、各类阀门和管件、混合器（或者天然气喷射装置）、各类电控装置等。

燃气汽车与燃油汽车的差异主要在于燃气系统的专用元件安装位置上。一般燃气供给系元件（减压调节器、混合器等）都安装在发动机舱内。不同车型的总体布置方案主要差异在于储气瓶数量和安装位置的不同，或加气口、主控阀、手动截止阀等元件安装位置有所不同。

中国自1999年4月正式启动清洁汽车行动，由政府主导开始推动燃气汽车的发展，到2009年5月，历经10年，“发展天然气汽车”作为我国交通领域节能减排的一项重要措施得到了各级政府的高度重视，目前已有30个省、自治区、直辖市推广使用天然气汽车近40万辆，取得的经济效益和节能减排效果十分显著。尤为重要的是，中国已初步建立起天然气汽车产品管理、技术开发、生产和推广应用体系，出台了一批政策法规和标准，基本能够适应当前天然气汽车产业发展的需要，为今后天然气汽车进一步发展奠定了坚实的基础。尽管天然气是一种化石燃料，但它也可从垃圾中获得，或者通过化学合成获得。(www.xing528.com)

国产燃气汽车的一个成功案例是奇瑞A5（见图4-16）。奇瑞A5 CNG技术先进，整车配备意大利进口燃气供给系统，采用多点顺序电控喷射技术，使整车燃油经济性提高40%以上。它可以实现乙醇与汽油在任意比例掺混下的燃料供给方式，也可以使用CNG燃料，并能够进行不同比例乙醇汽油燃料的识别，以及乙醇、汽油及天然气各种燃料之间的任意切换。

图4-16　奇瑞A5

奇瑞A5 CNG 1.6 L城市油耗8.5 L/100 km，气耗8 m3/100 km。以郑州为例，当93#汽油油价为6.2元/L时，气价为3.32元/m3，双燃料百公里节省费用26.14元，按每天行驶300 km来算，一年就可节省费用28 623.3元，两年就节省57 246.6元，相当于目前A5的最低售价。

3.燃气汽车的主要技术

燃料的随车携贮容器（铝基复合材料、碳素纤维玻璃钢材料，重量为钢瓶的30%～50%）、储运技术、加气站的设备与技术、供给系统与混合燃烧技术、燃气喷射系统及闭环控制技术、内燃机上广泛采用的电控喷射技术、增压中冷技术、四气门技术、稀薄燃烧技术等，较汽油机带来的功率损失不大于10%。

4.燃气汽车的基础设备

（1）CNG汽车加气设备

CNG汽车加气的主要设备包括气体预处理系统（计量装置、过滤器、干燥器等）、压缩机组、储气装置、充气优先级控制盘、售气机。

（2）CNG汽车改装检测设备

CNG汽车改装检测设备包括气密性试验装置、气瓶支架强度检测、氮气置换装置、气体泄漏检测仪、手动试压泵、真空泵等。