金杯領(lǐng)騏CNG汽車用壓縮天然氣裝置的結(jié)構(gòu)簡介

李建峰

摘 要 本文主要介紹了金杯領(lǐng)騏CNG汽車的雙燃料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，包括系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)，主要部件的連接關(guān)系及系統(tǒng)的設(shè)計方法等等。

關(guān)鍵詞 雙燃料 CNG 天然氣

中圖分類號：TK408 文獻標識碼：A

隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，以及天然氣資源的不斷開發(fā)利用，再加上越來越嚴格的汽車排放法規(guī)，石油液化氣——汽油雙燃料綠色環(huán)保汽車便應運而生。由于液化石油氣的熱值高，抗爆燃能力強，可燃濃度范圍寬，臨界溫度高，又能大大降低發(fā)動機排放后有害成份，正日益受到人們的青睞。

1 CNG車用壓縮天然氣裝置由以下三個系統(tǒng)組成

（1）天然氣儲氣系統(tǒng)。主要由CNG充裝閥、限流閥、CNG儲氣瓶、高壓管路、高壓接頭、壓力表等組成。

（2）天然氣供給系統(tǒng)。主要由天然氣高壓電磁閥、減壓調(diào)節(jié)器、循環(huán)水管路、低壓管路、噴射裝置等組成。

（3）燃料裝換控制系統(tǒng)。主要由點火提前角調(diào)節(jié)器、油氣轉(zhuǎn)換開關(guān)、油氣ECU控制器、MAP傳感器、水溫傳感器、氣體溫度傳感器、燃氣控制線束總成等組成。

天然氣鋼瓶的瓶口處安裝有易熔塞和爆破片兩種保護裝置，當氣瓶溫度超過110攝氏度或是壓力達到30-33MPa時，保護裝置會自動破裂卸壓；減壓閥上設(shè)有安全閥；氣瓶及高壓管路安裝時，均有防震膠墊，卡固牢固，因此，改裝置在使用時安全可靠。

減壓閥總成設(shè)有高壓電磁閥，用以供給給發(fā)動機怠速用氣；壓縮天然氣減壓過程中要膨脹做功對外吸熱，因此在減壓閥上還要設(shè)有利用發(fā)動機循環(huán)水的加溫裝置；為提高該車的操作性能，駕駛室設(shè)置有油氣燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)，用來統(tǒng)一控制電磁閥及點火時間轉(zhuǎn)換器；點火時間轉(zhuǎn)換器由電路系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換兩種燃料的不同點火提前角；儀表板上油氣轉(zhuǎn)換開關(guān)的5只紅綠燈顯示氣瓶的儲氣量。

2主要部件功能和結(jié)構(gòu)

2.1CNG儲氣瓶

復合材料儲氣瓶：采用鋼制或鋁合金內(nèi)膽，外部纏繞玻璃纖維或碳纖維而成。與鋼制儲氣瓶相比，復合材料儲氣瓶重量大大降低，容重比較大，但制造工藝復雜，成本較高。

2.2減壓調(diào)節(jié)器

減壓器用于將采用壓縮式儲存在儲氣瓶的天然氣的壓力降至發(fā)動機所需的壓力，經(jīng)進氣接頭進入減壓調(diào)節(jié)器內(nèi)的減壓腔室供應給發(fā)動機，并自動調(diào)節(jié)天然氣的供給量，以適應發(fā)動機的各種工況。

減壓過程是一個吸熱過程，需要吸收大量的熱量，在減壓器的結(jié)構(gòu)中，將發(fā)動機循環(huán)水引入減壓器的水套，利用循環(huán)水的熱量給減壓腔加熱。

2.3噴射裝置

噴射裝置是根據(jù)發(fā)動機電子控制模塊發(fā)出指令經(jīng)過減壓，從減壓器輸送過來的常壓天然氣分配到進氣歧管通往各個氣缸的進氣道內(nèi)，使噴軌噴出的天然氣在發(fā)動機進氣行程時被完全吸入氣缸內(nèi)參與燃燒。

噴射裝置由噴軌、燃氣噴嘴、低壓進氣膠管組成，該裝置采用四點噴軌結(jié)構(gòu)，具有響應時間快，使用壽命長，動作性能穩(wěn)定等特點

2.4油氣轉(zhuǎn)換開關(guān)

轉(zhuǎn)換開關(guān)用于轉(zhuǎn)換汽車使用汽油燃料或是CNG的儲量。轉(zhuǎn)換開關(guān)功能如下：

（1）在汽車使用CNG燃料時，保持CNG供給回路接通，或者切斷汽油的噴射：

（2）在汽車使用汽油時，保持汽油供給回路的接通或汽油噴射動作的執(zhí)行，同時切斷CNG供給管路；

（3）使用CNG燃料時，在冷車狀態(tài)下，采用汽油啟動發(fā)動機。在熱車狀態(tài)下，可用燃氣直接啟動發(fā)動機。

（4）保證兩種燃料的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換；

（5）顯示儲氣瓶內(nèi)CNG的儲量。

2.5 CNG充裝閥

CNG充裝閥應具有單向閥或手動轉(zhuǎn)向閥的功能。通過CNG充裝閥，可以向CNG儲氣瓶內(nèi)充裝天然氣。充裝閥是由一個單向充氣頭和一個三通球閥組成。

充氣時，充氣槍充氣頭上的接口，開啟充氣機后，在壓力的作用下，充氣頭內(nèi)的單向閥開啟，讓壓縮天然氣充入儲氣瓶；當儲氣瓶充滿后，充氣機停機，充氣槍排氣后，壓力降低，單向閥自動關(guān)閉。通球閥用來在充氣到儲氣瓶時，關(guān)斷通向減壓調(diào)節(jié)器供氣的管路。

2.6壓力表

壓力表是測量和顯示儲氣瓶內(nèi)天然氣壓力，并將其轉(zhuǎn)換成于轉(zhuǎn)換開關(guān)相匹配的信號的部件，轉(zhuǎn)換后的信號通過電纜輸送到轉(zhuǎn)換開關(guān)。

2.7高壓管路

高壓管路為不銹鋼無縫鋼管，是輸送和充裝天然氣的管路。

2.8低壓管路

低壓管路是連接減壓器和噴射裝置，輸送減壓后的常壓天然氣的管路。

2.9循環(huán)水管路

循環(huán)水管路是將發(fā)動機冷卻液引入減壓器的管路。

2.10油氣ECU控制器

控制器通過油氣轉(zhuǎn)換開關(guān)控制請求信號，對發(fā)動機傳感信號進行分析（主要為氧傳感器和節(jié)氣門位置傳感器），區(qū)分燃油和燃氣工作狀態(tài)，控制發(fā)動機工作。

2.11點火提前角調(diào)節(jié)器

點火提前角調(diào)節(jié)器的功能是在使用CNG工作時將點火時間提前一定的角度，對發(fā)動機進行優(yōu)化，提高發(fā)動機的動力性。

天然氣不僅具有調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu)的意義，又具有單位熱值高、排氣污染小、供應可靠、價格低的優(yōu)點，目前已成為世界車用清潔燃料的發(fā)展方向，而天然氣汽車則已成為發(fā)展最快、使用量最多的新能源汽車。天然氣汽車技術(shù)已在世界范圍內(nèi)叨叨了推廣應用，日期成熟，將成為汽油、柴油的代用燃料。

參考文獻

[1] 徐斌.新能源汽車[M].人民交通出版社，2015.