天然氣發(fā)動機公交車節(jié)能技術(shù)探討

西安市公共交通總公司第三公司 付 翠

天然氣發(fā)動機公交車節(jié)能技術(shù)探討

西安市公共交通總公司第三公司 付 翠

筆者是西安公交三公司276路駕駛員，駕駛以天然氣為燃料的公交車已有二十多年，在駕駛過程中我發(fā)現(xiàn)，天然氣發(fā)動機車輛在早晚氣溫低時動力增大，在中午氣溫高時動力減小；冬季溫度低車輛動力增大，夏季溫度高車輛動力減??；汽油發(fā)動機調(diào)整混合比可以準確找到怠速最高點，而天然氣發(fā)動機在調(diào)整混合比時卻找不到這個點，僅僅是一個漸變的過程。

1 氣溫變化對天然氣發(fā)動機動力的影響

空氣受環(huán)境溫度的影響會發(fā)生明顯的熱脹冷縮現(xiàn)象，使得在相同體積內(nèi)空氣中的氧氣含量發(fā)生變化，致使吸入發(fā)動機氣缸內(nèi)參與燃燒的氧氣量也發(fā)生改變。由于天然氣的密度低于汽油，使吸入發(fā)動機的新鮮空氣質(zhì)量減少，因此會出現(xiàn)在低溫時空氣密度增大，吸入氣缸內(nèi)的氧氣量增加，發(fā)動機控制模塊EMC根據(jù)傳感器檢測到氧氣量的變化，通過延長供氣時間以增加天然氣量，這時氣缸內(nèi)的混合氣量變大，壓縮壓力提高，熱效率提高，出現(xiàn)冬季或早晚溫度較低時發(fā)動機動力提高的現(xiàn)象。在高溫時空氣熱膨脹，相同體積內(nèi)空氣中氧氣含量減少，由于參與燃燒的氧氣少，發(fā)動機控制模塊EMC根據(jù)傳感器檢測到氧氣量的變化，通過縮短供氣時間來減少天然氣量，這時氣缸內(nèi)的混合氣量減小，壓縮壓力降低，便出現(xiàn)夏季或中午溫度高時發(fā)動機動力下降的現(xiàn)象。

2 根據(jù)氣溫變化調(diào)節(jié)天然氣發(fā)動機氣量

天然氣與空氣的混合氣具有很寬的著火極限，其過量空氣系數(shù)的變化范圍為0.6～1.8，可在大范圍內(nèi)改變混合比。通過提供不同成分的混合氣實現(xiàn)稀薄燃燒，能有效降低發(fā)動機在部分負荷時的能量消耗與排放污染，同時天然氣的研究法辛烷值為130，比汽油高得多，其抗爆燃性能非常好。根據(jù)天然氣的這些性質(zhì)，混合氣的濃度應(yīng)以氧氣量為標準，使?jié)舛仁冀K徘徊在稀薄范圍內(nèi)以實現(xiàn)稀薄燃燒。在冬季低溫時，空氣中氧氣含量多，應(yīng)適當增大天然氣氣量，此時的混合氣量增大，能夠在實現(xiàn)稀薄燃燒的同時，充分發(fā)揮天然氣抗爆燃性能好的特點，實現(xiàn)壓縮壓力提高、熱效率提高，車輛動力增加，節(jié)省燃料；夏季高溫時，空氣中的氧氣含量少，應(yīng)減少天然氣氣量，實現(xiàn)稀薄燃燒，減少燃料的浪費。

3 調(diào)節(jié)天然氣壓力控制天然氣氣量

通過調(diào)節(jié)天然氣減壓器的壓力，控制天然氣氣量找到最佳混合比。在秋冬季，氣溫逐漸降低，應(yīng)增大氣量，需調(diào)高減壓器壓力；在春夏季，氣溫逐漸攀升，應(yīng)減小氣量，需調(diào)低減壓器壓力。氣溫最高溫度有變化時，應(yīng)旋轉(zhuǎn)天然氣減壓器調(diào)整螺釘，提高或降低減壓器壓力，平均最高溫度每變化1攝氏度時旋轉(zhuǎn)螺釘角度為7度。根據(jù)溫度的變化，逐漸提高或降低減壓器的壓力，同時感受車輛動力的變化，觀察燃料消耗的情況，將減壓器壓力調(diào)節(jié)到最節(jié)省燃料的壓力點。西安冬季三九天最冷時中午最高溫度為0度，減壓器的壓力應(yīng)調(diào)整為9.0兆帕；隨著春天的到來，氣溫逐漸升高，當中午最高溫度每升高兩度就要降低減壓器壓力，順時針旋轉(zhuǎn)減壓器調(diào)整螺釘15度；夏季向秋季過渡時，天氣最高溫度每降低兩度時就要提高減壓器壓力，逆時針旋轉(zhuǎn)減壓器調(diào)整螺釘15度。氣溫變化是一個漸變過程，要隨著溫度的變化進行相應(yīng)調(diào)節(jié)。

4 調(diào)節(jié)天然氣壓力應(yīng)注意的問題

（1）定期為車輛進行維護，使車輛保持良好的技術(shù)狀況；

（2）按照操作要求正確駕駛車輛；

（3）啟動發(fā)動機時，如果有啟動困難現(xiàn)象，說明混合氣中天然氣的濃度偏低，應(yīng)適當提高天然氣的濃度，增大天然氣減壓器壓力；

（4）如果發(fā)動機的轉(zhuǎn)速達不到規(guī)定轉(zhuǎn)速，說明混合氣中天然氣的濃度偏低，也應(yīng)適當調(diào)高天然氣的濃度，提高減壓器壓力；

（5）一周清潔一次空氣濾清器濾芯。因為空濾濾芯太臟使空氣流動的阻力增大，致使吸入發(fā)動機內(nèi)的新鮮空氣質(zhì)量減少，導(dǎo)致發(fā)動機功率降低。因此，定期清潔空氣濾清器濾芯，減少空氣進氣量的損失，最大限度發(fā)揮天然氣抗爆性能，提高發(fā)動機的壓縮壓力，增大汽車的動力性。

（6）由于公交車每天都加注燃料，用不到車輛的最大行駛里程，因此在燃料夠用的情況下，盡量少加注天然氣，以降低天然氣儲氣瓶內(nèi)的壓力，使混合氣的濃度始終保持在一個相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)，以達到稀薄燃燒節(jié)省燃料的目的。

5 效果

按照氣溫和空氣密度的變化調(diào)節(jié)減壓器壓力以達到控制天然氣氣量的目的，使空氣和天然氣混合成稀混合氣，實現(xiàn)稀薄燃燒和降低能耗。按此進行調(diào)節(jié)的276路5134號車，對比同線路同車型的其余七輛營運車， 5134號車一年的氣耗平均為41.5立方米/百公里，其余車輛平均為48.75立方米/百公里，節(jié)氣率為14.87%。這種調(diào)節(jié)有顯著的節(jié)能效果，建議進行推廣，并對相關(guān)參數(shù)進行修訂和校對傳感器。