天然氣車的工作原理

【專家解說】：目前，國內(nèi)外汽車使用天然氣時，都是將原來的汽油車或柴油車的發(fā)動機(jī)進(jìn)行改裝，以適應(yīng)燃燒天然氣。按燃燒天然氣的特點(diǎn)專門設(shè)計(jì)、制造的發(fā)動機(jī)還比較少。根據(jù)汽油機(jī)和柴油機(jī)工作原理不同，改用天然氣的工作方式可以有以下幾種:
　　1、汽油車的改裝
　　使用天然氣作為燃料的工作原理與原來的汽油機(jī)相同。將高壓氣瓶中儲存的天然氣經(jīng)過減壓后送到混合器中，在此與空氣混合，進(jìn)入汽缸。仍然使用原汽油機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)中的火花塞點(diǎn)火。原汽油機(jī)的壓縮比不改變，原來發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)基本不變，只是另外加上天然氣的儲氣瓶、減壓閥及相應(yīng)的開關(guān)。改裝費(fèi)用較低，而且用天然氣或汽油兩種燃料都可以工作雖然天然氣的抗爆性很好，允許在較高的壓縮比下工作，但因?yàn)樵诟难b時為了使原發(fā)動機(jī)仍可用汽油工作，故原發(fā)動機(jī)的壓縮比沒有改變，發(fā)動機(jī)的功率要損失10%～20%。為了減少功率損失，可在改裝時把原來汽油機(jī)的壓縮比提高(最簡單的辦法是將汽缸蓋刨去一部分)，并改變點(diǎn)火提前角以適應(yīng)天然氣的工作需要。這樣雖然可以減少工率損失，但再用汽油工作時將會有產(chǎn)生爆震的危險(xiǎn)，甚至于不能工作。難以回到原來的汽油機(jī)工作方式。所以目前汽油車改裝時，發(fā)動機(jī)的壓縮比一般保持不變。
　　2、柴油汽車的改裝
　　可以有兩類方法。第一類方法是原柴油機(jī)結(jié)構(gòu)基本不變，按電點(diǎn)火方式改裝，即按汽油機(jī)的工作原理(奧托循環(huán))工作。把原來柴油機(jī)的燃料系統(tǒng)全部去掉，將壓縮比降低到天然氣所能承擔(dān)的數(shù)值(比汽油機(jī)高，一般為(8～10)∶1)除了要裝天然氣燃料系統(tǒng)的部件--儲氣瓶、減壓閥、混合器等之外，還要再加上電點(diǎn)火系統(tǒng)，成為只燃燒天然氣的單燃料天然氣汽車。這種改裝方法比較簡單、技術(shù)比較成熟，但不能再用柴油工作，而且發(fā)動機(jī)功率損失較大，只有原來柴油機(jī)的65%～70%左右。
　　第二種方法是原來柴油機(jī)的燃料系統(tǒng)不變，再加上和上面相同的天然氣燃料系統(tǒng)，一般壓縮比不用改變。發(fā)動機(jī)汽缸吸入空氣和天然氣的混合氣后，由原來的柴油噴油器噴入少量的柴油作為引燃用。柴油壓燃著火以后，點(diǎn)燃了天然氣和空氣的可燃混合氣進(jìn)工作，這就是雙燃料天然氣發(fā)動機(jī)。
　　其基本工作原理為：啟動時用全柴油，加負(fù)荷時空氣與燃?xì)饣旌掀鞯呢?fù)壓傳到膜片機(jī)構(gòu)上，通過泵桿將柴油高壓油泵齒條限上，此時司機(jī)再踏下油門踏板時就只增加天然氣燃料的流量。
　　雙燃料的工作方式不僅不會損失功率，而且由天然氣的燃燒性能好，還可比原來的柴油機(jī)的功率略有增加。
　　這是因?yàn)椴裼蜋C(jī)的壓縮比高，原來的過量空氣系數(shù)較大的緣故。這種改裝方式對原柴油機(jī)的變動最少，而且在天然氣供應(yīng)不足時還可以轉(zhuǎn)為全柴油工作。但這種工作方式在中、低負(fù)荷時，經(jīng)濟(jì)性和排放都不太好。因此，在不另外增加克服這些不足的手段時，不適用于城市公共汽車。最好是那些長時間處于中、高負(fù)荷的汽車和長途運(yùn)輸汽車使用這種改裝方式。
　　現(xiàn)代技術(shù)先進(jìn)的汽車燃料系統(tǒng)大多是用電腦控制的電子燃料噴射系統(tǒng)。就是用電腦根據(jù)使用的工況自動地改變電子噴身閥所噴出的汽油或柴油的時間、流量以及點(diǎn)火時間。如改用天然氣作為燃料，需要將汽油或柴油的電子噴射閥換成或另外加裝天然氣電子噴射閥，再改動電腦的控制軟件的等程序，就可以成為燃燒天然氣的天然氣發(fā)動機(jī)。當(dāng)然，天然氣燃料系統(tǒng)中的其它部件和儲氣瓶、減壓閥等還是不可少的