油改氣對汽車發(fā)動機的影響淺析

沈文滿 符洪偉 劉行良

摘 要： 近年來，隨著環(huán)境污染的不斷加劇，燃油成本不斷上升，汽車油改氣應運而生。油改氣有效減少了石油的消耗，降低了環(huán)境污染，減輕了車主的經(jīng)濟負擔，得到了廣泛的認可。歐美是現(xiàn)代油改氣技術研究的領軍者。美國在2003年天然氣汽車就已經(jīng)突破十萬輛，并且制定了相關的政策法規(guī)。我國油改氣技術起步較晚，經(jīng)過十余年的發(fā)展，油改氣技術也日趨成熟。截至2018年底，我國天然氣汽車保有量為670萬輛，加氣站保有量9000座，連續(xù)四年居世界第一。汽車油改氣也會對發(fā)動機的性能帶來一定的影響，燃用天然氣會降低發(fā)動機的動力輸出，在較高負重或者爬坡的情況下油改氣汽車顯得有氣無力，甚至出現(xiàn)直接熄火的情況。目前，國內外對發(fā)動機動力下降的問題都無法完美解決，只能通過調整發(fā)動機的一些參數(shù)來配合天然氣的理化特性，最大程度上的提升發(fā)動機的動力。

關鍵詞： 油改氣;汽車發(fā)動機;影響淺析

【中圖分類號】G322 ? ? ?【文獻標識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）13-0211-01

引言

隨著全球資源短缺、環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境的惡化，汽車與環(huán)境的相容性研究已經(jīng)成為汽車發(fā)展研究的主題。在油價高漲、政府對環(huán)境日益重視和新能源汽車技術有待成熟的情況下，將傳統(tǒng)的汽油車改裝為天然氣/汽油雙燃料汽車在我國得到廣大車主的接受和推廣。

1 天然氣理化特性分析

1.1 安全性較高。以爆炸極限為例，天然氣在空氣中的濃度達到15%以上時，可以正常燃燒，而汽油是7.6%，柴油是6%;當天然氣在空氣中的濃度達到5%～15%范圍內時，遇明火可以發(fā)生爆炸，而汽油是1.4%～7.6%，柴油是1.3%～6%。同時在燃點、自動點火溫度、最高燃燒溫度等特性上，天然氣也優(yōu)于汽油和柴油。因此，天然氣作為汽車燃料是比較安全的。

1.2 清潔環(huán)保。天然氣在發(fā)動機中極易與空氣均勻混合，燃燒比較徹底，與汽油相比，可降低一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等氣體的排放，并且沒有苯、鉛等致癌和有毒物質危害人體健康，更有利于環(huán)境保護。

2 油改氣對汽車發(fā)動機的影響

2.1 經(jīng)濟性。發(fā)動機的經(jīng)濟性指發(fā)動機做出的有用功而所消耗的能源的代價。汽車發(fā)動機的經(jīng)濟性體現(xiàn)在有效熱效率。燃料燃燒所釋放的熱能，在經(jīng)過發(fā)動機的內部消耗之后，轉化成發(fā)動機實際的輸出功。二者之比即是發(fā)動機的有效熱效率。天然氣有著很高的辛烷值，抗爆性能優(yōu)秀，適合壓縮比大的發(fā)動機。但是油改氣的發(fā)動機還是原來的汽油機，沒辦法將天然氣的優(yōu)點完全發(fā)揮出來。天然氣的熱值高，代表天然氣具有比較高的能量，但是單位體積下，天然氣與汽油相比自身占據(jù)一定的空間，致使外界的空氣的進入減少，使得燃燒不充分所以天然氣混合氣的熱值沒有汽油混合氣的熱值高。故此，天然氣燃燒后釋放的熱量比燃燒汽油產(chǎn)生的熱量少，所以天然氣的熱效率比汽油的低，即燃用等量的天然氣和汽油，跑不過汽油。

2.2 加強宣傳培訓。建議各相關部門要加強對“油改氣”汽車消防安全知識的宣傳，引導用戶購買已獲生產(chǎn)許可證、正規(guī)廠家的產(chǎn)品，選擇專業(yè)維修單位進行保養(yǎng)維修，停放時遠離火源和可燃物，定期對鋼瓶進行檢查、維護、保養(yǎng);指導用戶提高產(chǎn)品防火安全技術性能，將有關防火知識內容寫入產(chǎn)品使用說明書;指導安裝企業(yè)和用戶進行使用前的消防安全培訓;指導維修企業(yè)和用戶在維修、保養(yǎng)車時選用與車相匹配、質量可靠配件。交通、消防部門應加強對“油改氣”車輛司機的消防安全培訓。

2.3 排放性。排放性就是針對發(fā)動機的尾氣排放以及噪音。在發(fā)動機的熱功轉換過程中，因為燃燒而生成的對環(huán)境有污染的有害物質直接的限制標準。發(fā)動機表面對外輻射的噪聲以及由發(fā)動孔排氣管向大氣環(huán)境排出的有害物質統(tǒng)稱為有害排放物。對于汽油機排出的尾氣，有害排放物主要是一氧化碳，碳化氫和一氧化氮。而燃燒天然氣的排放物是二氧化碳、一氧化碳和很少的二氧化硫。由發(fā)動機的動力性可知，當天然氣過多，空氣的進入量較少，天然氣無法充分燃燒，導致一氧化碳的生成;當混合氣過稀，即天然氣的含量少，氧氣的含量多，天然氣充分燃燒，生成的產(chǎn)物不會對大氣造成危害，但是熱能會降低。天然氣中含有雜質，在充分燃燒后，會有少量的二氧化硫生成。天然氣燃燒之后，不會像汽油一樣產(chǎn)生氮氧化物。當汽車油改氣之后，為了配合天然氣的理化性質，適當?shù)恼{整發(fā)動機的參數(shù)，使得天然氣可以釋放更多的熱能，但是隨之而來的是勢必會造成在燃用汽油時出現(xiàn)的爆燃或者提早造成發(fā)動機配件的損壞，使發(fā)動機的工作環(huán)境遭到破壞。更重要的是，油改氣之后再使用汽油時會造成汽油無法充分燃燒，導致尾氣排放的氣體中含有大量的氮氧化物等一些對大氣有害的污染物。

2.4 裝置保養(yǎng)。駕駛“油改氣”汽車一定要進行定期的裝置保養(yǎng)，由于所用燃料的特殊性質，每間隔半個月就應該對氣罐進行一次全面的漏氣檢驗。檢查方法是將混有洗潔精的清水充分搖晃后，涂到車的開關和減壓閥等接頭處，一旦發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出的情況，就說明該車的天然氣存在泄漏問題，這個時候就應該將車送往專門汽修部門進行檢查修理。

2.5 油改氣實施的條件。適合油改氣的汽車滿足以下基本條件：①年油費1萬以上，油費過低，油改氣的經(jīng)濟價值不明顯;②新車價格在20萬以內汽車，價格昂貴的汽車進行油改氣，會明顯消弱動力性的體驗;③不是缸內直噴，目前國內缺乏缸內直噴汽車的油改氣技術。以上條件，前兩個是參考性的條件，第三個是硬性的條件。

結語

對油改氣發(fā)動機的工作原理進行了解釋，分析了汽車油改氣之后動力性不足的真正原因，及可能存在的排放性問題。提出了加裝高能點火線圈、進氣增壓器和提升天然氣的活性來提高發(fā)動機動力的方法。由于油改氣技術目前還不是很成熟，改裝技術也不統(tǒng)一，造成各種油改氣汽車事故頻發(fā)、維修困難，致使相當一部分汽車擁有者對油改氣望而卻步。另一方面，國家也鼓勵使用原裝天然汽車，油改氣技術面臨極大的挑戰(zhàn)。

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