隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和生活水平的提高，我國的汽車保有量在逐年增加，并由此而帶來一系列的社會問題。城市發(fā)展的速度趕不上汽車增長的速度，使交通擁堵和汽車尾氣污染等現(xiàn)象日益突出。汽車由于是一個移動體，而且其尾氣排放的位置對人體的呼吸影響較大，所以，造成的后果比其他類型的污染更嚴重。目前在發(fā)達國家，汽車尾氣污染已占到空氣污染的70%左右，而我國城市中汽車尾氣污染也在步發(fā)達國家的后塵，正逐年加大。
為了改善城市的空氣環(huán)境，控制并治理污染，國家和各級政府在采取各種措施，以應(yīng)對步人汽車時代而出現(xiàn)的問題，治理汽車尾氣污染就是其中的一個重要項目，許多城市提出了建設(shè)“生態(tài)城市”的規(guī)劃，其中很重要的一點就是搞好汽車尾氣污染的治理。汽車尾氣污染的治理除了改善發(fā)動機的燃燒及排放性能外，使用清潔燃料也是一個有效的途徑。為此，國家于1999年啟動實施“空氣凈化工程——清潔汽車行動”，協(xié)調(diào)、組織示范城市推廣應(yīng)用清潔汽車燃料，并逐步擴大應(yīng)用規(guī)模和城市數(shù)量，取得了豐碩的成果。
目前，全球共有500萬輛液化石油氣(LPG)與壓縮天然氣(CNG)汽車在行駛，LPG與CNG加氣站超過2萬座。使用LPG與CNG作燃料可以有效降低汽車排放，減少污染。資料表明：CO排放量可減少7%～8%，HC化合物含量可減少30%左右，而且沒有鉛等有害物質(zhì)。LPG與CNG汽車的推廣將使大氣污染狀況得到明顯的改善，并能改變汽車燃料的結(jié)構(gòu)，這項工作是一項具有戰(zhàn)略性的項目。
使用清潔燃料汽車，盡管種類繁多且不斷有所創(chuàng)新，但到目前為止，應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的當屬燃氣汽車。燃氣汽車使用天然氣、液化石油氣等可燃氣體作為燃料，其優(yōu)越性正日益得到人們的重視，在當前這個被稱為“天然氣時代，，的21世紀，將會得到長足的發(fā)展。
一、燃氣汽車的特點
汽車應(yīng)用燃氣概括起來有如下特點：
(1) 資源利用的多樣化 世界石油資源有限，應(yīng)用燃氣可以代替大量的石油，可以合理利用資源，改善能源結(jié)構(gòu)，提高經(jīng)濟效益。世界上天然氣資源蘊藏豐富，推廣應(yīng)用天然氣是完全有基礎(chǔ)的。
(2) 有利于環(huán)境保護 在我國的許多城市，隨著汽車的普及，大氣污染的類型已由煙煤型向汽車尾氣型過渡，應(yīng)用燃氣作為汽車燃料則可有效解決這一類問題。這是因為燃氣通常是以氣態(tài)進入內(nèi)燃機汽缸，與空氣混合均勻，因而燃燒較完全，可大幅度降低CO和HC的排放。另外燃氣的C/H比值比汽油低，在產(chǎn)生相同熱量的情況下產(chǎn)生的CO2要少，可以緩解因CO2過多而使地球產(chǎn)生的“溫室效應(yīng)”。此外，噪聲減少40%?？梢姡茝V應(yīng)用燃氣汽車有利于環(huán)境保護。
(3) 經(jīng)濟性 油、氣差價是發(fā)展燃氣汽車的經(jīng)濟基礎(chǔ)，尤其是在石油產(chǎn)品價格高漲的時候，由于燃氣價格相對穩(wěn)定、低廉，這就為燃氣的使用者帶來可觀的經(jīng)濟效益。我國2005年以來，油價不斷上漲，燃油汽車的燃料價格比燃用燃氣的高30%～40%，盡管有的燃氣汽車改裝費在4000元左右，但大多2年左右可收回改裝成本，效益較為可觀。
(4) 壽命長 由于燃氣的辛烷值高，且不含汽、柴油中所含的膠質(zhì)，所以使用氣體燃料的發(fā)動機冷啟動性能好，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機器內(nèi)不易產(chǎn)生積碳，從而延長了發(fā)動機的壽命。
(5) 安全可靠 一般來說，使用燃氣要比使用汽油安全，這是因為燃氣儲存在壓力容器中。容器不易因碰撞、顛覆而損壞，且燃氣的著火溫度高，失火的概率相應(yīng)低。另外，天然氣比空氣輕，泄漏后能迅速擴散，不易形成爆炸性混合氣體。
(6) 攜帶性差 這是使用燃氣的缺點之一，燃氣需要用高壓氣瓶來裝，它們屬于高壓容器，造價高，重量大，占用了一定的汽車空間和載重能力。但隨著輕質(zhì)材料的技術(shù)進步，這一問題將取得突破。
(7) 動力性下降 燃氣由于是以氣態(tài)進入發(fā)動機汽缸的，占據(jù)了一定的空間，使空氣相應(yīng)減少，對于由汽油車改裝的燃氣汽車來說，其動力性能要下降15%～25%左右，采用單燃料的發(fā)動機則不會出現(xiàn)這種情況。由柴油車改裝的燃氣汽車，由于柴油機的空燃比較大，故對動力性能影響不大。
燃氣汽車經(jīng)過幾十年的發(fā)展，技術(shù)已逐步成熟。汽車的燃氣供應(yīng)系統(tǒng)已從僅適應(yīng)化油器發(fā)動機發(fā)展到模擬電噴和直接電噴系統(tǒng)，這些進步促進了發(fā)動機燃燒及排放性能的改善，使汽車發(fā)動機向著低排放的目標前進。
二、燃氣汽車燃料供應(yīng)系統(tǒng)
對已有的汽車，在保留原車供油系統(tǒng)的情況下，增加一套壓縮天然氣(CNG)裝置或液化石油氣(LPG)供氣裝置，便改裝成了LPG或CNG汽車。燃氣汽車包含三個部分：CNG或LPG儲氣系統(tǒng)、CNG或LPG供給系統(tǒng)、CNG或LPG-汽油或柴油的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
1. 儲氣系統(tǒng)
儲氣系統(tǒng)包括儲氣罐、充氣裝置(加氣口)、輸氣管道、接頭、氣壓顯示裝置及儲氣存量顯示、截止閥(控制裝置)等。車載CNG系統(tǒng)工作壓力一般為25MPa，LPG系統(tǒng)工作壓力一般為1.6MPa。
加氣口一般由接口、氣壓保護蓋、輸氣管和接頭組成，是加氣站加氣槍與車載CNG/LPG系統(tǒng)連接后，向儲氣瓶中充氣裝置的總稱。CNG/LPG儲氣瓶按照其材質(zhì)和制造工藝可分為鋁質(zhì)瓶、嘎鋼質(zhì)瓶和符合材料瓶。這些儲氣瓶都屬于高壓容器，必須經(jīng)過水壓試驗和氣密性試驗檢驗合格后，才能投入使用，此后定期進行復(fù)檢，確保其可靠性。
2. 供給系統(tǒng)
供給系統(tǒng)包括過濾器、調(diào)壓閥、混合器、低壓輸氣管和循環(huán)水管。主要是將儲氣瓶中的高壓氣，經(jīng)過調(diào)壓后，降低到要求壓力(一般為300kPa絕對壓力)，引射空氣后，送入氣缸。調(diào)壓器通常是兩級減壓，也有三級減壓和一級減壓。混合器的作用是在進氣管中將空氣與天然氣混合，控制燃料達到一定量。
3. 燃料轉(zhuǎn)換系統(tǒng)
純CNG或LPG發(fā)動機不需要裝設(shè)燃料轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
油-氣燃料轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)換開關(guān)、天然氣或LPG電磁閥、汽油或柴油電磁閥。為了實現(xiàn)CNG或LPG汽油/柴油供應(yīng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，在CNG或LPG系統(tǒng)和汽油/柴油供給系統(tǒng)中，各自設(shè)置了一個天然氣或LPG截止電磁閥和汽油/柴油截止電磁閥。當電磁閥通電時，閥開啟，天然氣/LPG或汽油/柴油就能通過它們流向發(fā)動機。當電磁閥斷電時，閥關(guān)閉。這兩種電磁閥不會同時開啟。
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