天然气汽车知识讲座

CNG汽车安全应用与维护一、天然气汽车基本知识二、天然气汽车安全应用三、天然气汽车使用与维护一、天然气汽车基本知识

1、什么是天然气

2、天然气的特点

3、天然气和汽油的性质对比

4、燃气汽车分类

5、天然气汽车基本原理与布置1、什么是天然气

天然气(NatureGas,简称NG)，是由多种烃物质和少量的其他成分组成的混气体，其最主要的成分是甲烷（化学分子式是CH4）。2、天然气的特点

2.1、密度通常状态下，甲烷是一种非常轻的气态物质。常温、常压下，甲烷的密度只相当于空气的55%，天然气的密度约相当于空气的60%，由于天然气的密度远远小于空气，当气体一旦泄露时，将向上移动，扩散到空气中。基于这一点，天然气的安全性优于汽油等大多燃料。

2.2、热值甲烷是最简单的碳氢化合物，一个甲烷分子中含有一个碳原子和四个氢原子，在碳氢化合物中，分子中含有的碳和氢原子数越多，燃烧后产生的能量越大。因此每千克天然气的热值略高于汽油，但每立方米理论天然气混和气热值要比汽油混和气低。

2.3、状态、沸点在常温常压下，天然气是一种气态物质，当温度达到-162度和低于此温度时，天然气将转变成液态，以液态形式存在。由于沸点非常低天然气是难于液化的，储存也非常困难，一般以气态储存

2.4、颜色、味道和毒性在原始状态时，天然气是没有颜色、味道和毒性的物质。基于安全的原因，在生产过程中加入了具有独特臭味的加臭剂，以便于检测泄露。

2.5、混和气发火界限宽燃料和空气混合形成混和气，混和气的浓度在一定范围内才能够被点燃、产生能量。混和气浓度过浓或过稀是难于被点燃的。天然气与空气混合后具有很宽的发火界限，可在大范围内改变混合比提供不同成分的混和气。（可被点燃的混和气浓度范围的上、下限分别是燃料点火极限的上限和下限）。

2.6、自然温度自燃温度是指在此温度下，燃料和空气接触将会被点燃并连续燃烧。自燃温度不是一个常数。汽油的自燃温度是220~471度；天然气的自燃温度是630~730度。自燃温度很高表明天然气的安全性是非常好的。2.7、起燃方式式天然气自燃燃温度比汽汽油高，因因而天然气气不宜于压压燃而宜于于用外火源源点燃。同同时由于其其辛烷值远远高于汽油油，所以它它又适于在在较高的压压缩比下点点燃。既可可以用电火火花点燃，，也可用在在柴油/天然气双燃燃料汽车上上用压燃方方式引燃。。2.8、抗爆性和和辛烷值燃料的抗爆爆性是指燃燃料在发动动机气缸内内被点燃、、燃烧时，，避免产生生爆燃的能能力，即抗抗自然能力力，是燃料料的一个重重要指标。。燃料的抗抗爆性用辛辛烷值表示示，辛烷值值越大表示示抗爆性愈愈好。汽油油的辛烷值值（MON）一般在81~89之间，天然然气辛烷值值在115~130之间，比汽汽油高30%。因而，天天然气具有有较高的抗抗爆燃性能能。3、天然气和和汽油的性性质对比表表燃料燃点℃自燃点℃燃烧温度℃燃烧速度m/s最佳空燃比体积比汽油＜430℃260℃1200℃701：14.7CNG＞650℃570℃2020℃39.21：10气比油高220℃高310℃高800℃慢充气量下降以上我们看看到，天然然气是易燃燃易爆气体体，但是天天然气的点点燃、爆炸炸是有条件件的，在采采取了安全全措施后可可以将天然然气用于汽汽车上。首首先，从燃燃料本身的的特点来说说，天然气气的燃点一一般在650℃以上，而汽汽油为427℃，天然气比比汽油高出出200℃以上。这说明天然然气不像汽汽油那样容容易被点燃燃。其次，，天然气在在空气中燃燃烧时的浓浓度界限是是5%~15%，而汽油是是1%~7%。既大气中中有1%的汽油浓度度就很容易易着火爆炸炸。天然气要比比汽油好得得多，因为为它要积累累到5%才到达它的的燃烧下限限，更重要要的是天然然气比空气气轻，密度度只是空气气的55%，稍有泄漏漏很容易向向大气中扩扩散，不至至于达到低低燃烧界限限。但即便便这样，我我们仍不能能忽略它的的特点带来来的负面影影响。4、燃气汽车车的分类4.1、什么是压压缩天然气气？压缩天然气气一般指经经多级加压压到20MPa左右，可供供车辆发动动机作为燃燃料使用的的气态天然然气。4.2、什么是压压缩天然气气汽车？压缩天然气气汽车是指指以经多级级加压压缩缩到20MPa左右，并储储存在车载载高压气瓶瓶中的气态态天然气作作为燃料的的汽车。5、CNG汽车基本原原理与布置置二、天然气气汽车安全全应用1、CNG汽车发生事事故的特点点2、气瓶引发发的安全事事故及案例例通过上述分分析，基于于CNG汽车技术上上的成熟性性，我们要要在认识到到燃用天然然气安全、、经济的同同时，应对对车辆燃气气系统的布布置结构、、气瓶的强强度、连接接件的可靠靠性、燃料料系统部件件的质量进进行客观评评价，并清清醒地看到到CNG汽车自身存存在的问题题和推广过过程中伴随随的安全性性与危害性性方面的问问题问题。。1、CNG汽车发生事事故的特点点CNG汽车发生安安全事故的的主要表现现形式：泄漏燃烧爆燃爆炸1.1、泄漏：泄露是最容容易发生的的现象，其其原因是高高压气体不不易密封，，加工、装装配、安装装质量不稳稳定，以及及还受到腐腐蚀、振动动、环境和和有关容器器材质的气气密性质量量等诸多因因素影响。。1.2、燃烧：泄露如果得得不到有效效控制与排排除还可能能在火源的的相互作用用下蔓延扩扩大，造成成极其严重重的灾难。。CNG车辆产生的的燃烧通常常都伴有泄泄露。1.3、爆燃与爆爆炸：天然气的主主要成分是是CH4，其浓度达达到5%~15%就可能发生生爆炸燃烧烧，无论是是物理爆炸炸还是化学学爆炸，只只是爆炸强强度取决于于聚积的能能量多少而而已，都是是CNG汽车发生事事故最为严严重的情况况之一。2.1、气瓶引发发的安全事事故2004年2月13日爆炸事故故造成人员员1死3伤，加气站严严重受损。。2.2、气瓶引发发的安全事事故2004年7月10日爆炸事故故造成一死死一伤，加加气站紧急急关闭2.3、电气线束束与油路问问题引发的的安全事故故电气线束油油路问题部部分车辆在在事故中被被烧毁车辆辆的情况：2.4、布置安装装不合理引引发的事故故总截止阀装装在驾驶员员右侧发动动机罩内，，造成火火势扩散蔓蔓延直至全全车烧毁。。汽油电磁阀阀安装在发发动机顶部部酿成火患。。2.5、非规范性性行为造成成的安全隐隐患电气线束乱乱拉乱接过量超压充充气通过上述事事故惨痛的的教训，给给我们以警警示自2004年6月份客运公公司运营车车辆陆续改改制为使用用天然气，，随着车辆辆的逐年使使用，那么么，积淀的的安全隐患患也将会逐逐年进入事事故高发期期。虽然我们在在前期做了了大量的工工作，包括括人员培训训工作，但但是我们对对天然气的的安全技术术研究，配配套设施，，职工的安安全防范意意识还是十十分薄弱的的。因此，我们们必须高度度重视安全全工作，提提高其务实实性，把工工作切实做做到位，并并延伸于整整个推广应应用之中。。简单来说说，就是““防火、防防爆、防泄泄露”三、天然气气汽车使用用与维护1、CNG汽车维护要要点2、紧急事故故处理预案案3、在汽油发发动机上使使用天然气气存在的主主要问题4、CNG汽车动力不不足的原因因5、CNG汽车故障分分析1、CNG汽车维护要要点1、天然气汽车车的安全问问题绝大多多数发生在在车辆的使使用过程中中，这就告告诫我们车车辆在运营营过程中正正确的使用用和维护保保养尤为重重要。一般般来说，做做到以下几几点就能够够保障车辆辆本身性能能方面的安安全性。1.1、天然然气气汽汽车车操操作作有有别别于于汽汽油油车车的的操操作作，，驾驾驶驶员员必必须须经经过过培培训训合合格格后后方方能能上上岗岗1.2、天然然气气车车辆辆充充气气过过程程中中，，应应当当关关闭闭车车上上所所有有的的电电器器装装置置，，充充气气前前要要仔仔细细检检查查供供气气系系统统有有无无异异常常现现象象，，发发现现问问题题及及时时处处理理，，充充气气后后也也要要观观察察有有无无泄泄漏漏现现象象，，有有异异常常需需排排除除后后方方能能上上路路行行驶驶。。1.3、汽车车在在行行驶驶中中若若发发现现有有异异常常现现象象，，应应当当关关闭闭天天然然气气总总气气阀阀以以及及电电源源，，使使发发动动机机熄熄火火进进行行详详细细检检查查。。1.4、天然然气气汽汽车车除除按按例例行行保保养养外外，，各各级级保保养养要要按按技技术术要要求求规规范范进进行行作作业业。。要要特特别别注注意意检检查查供供气气系系统统中中各各接接头头处处的的紧紧密密性性，，尤尤其其检检查查钢钢瓶瓶的的安安全全紧紧固固情情况况。。1.5、天然然气气汽汽车车的的维维护护保保养养，，应应当当设设立立专专职职人人员员进进行行，，不不允允许许驾驾驶驶员员对对供供气气系系做做自自行行维维护护、、调调整整。。天天然然气气汽汽车车在在日日常常运运营营中中的的具具体体操操作作有有别别于于单单纯纯的的燃燃油油汽汽车车，，首首先先其其燃燃料料压压力力高高达达20MPa，具具有有一一定定的的危危险险性性，，在在充充气气过过程程中中应应当当特特别别注注意意。。其其次次，，驾驾驶驶员员必必须须按按要要求求正正确确操操作作燃燃气气汽汽车车，，避避免免不不当当使使用用造造成成的的事事故故。。1.6、了解解天天然然气气汽汽车车发发生生事事故故的的基基本本特特征征，，一一旦旦发发生生突突发发事事故故，，如如管管道道破破裂裂、、爆爆燃燃等等紧紧急急情情况况，，不不要要惊惊慌慌失失措措，，要要沉沉着着果果断断并并迅迅速速予予以以处处置置，，全全力力将将事事故故控控制制在在萌萌芽芽阶阶段段，，防防止止蔓蔓延延和和扩扩大大。。最最大大限限度度地地减减少少人人员员伤伤亡亡和和经经济济损损失失。。可可参参照照如如下下程程序序进进行行处处理理，，有有人人员员协协助助时时可可分分工工同同时时进进行行。。2、紧急事故处处理预案3、汽油发动机机上使用天然然气存在的主主要问题3.1、动力不足。由由于一般汽油油发动机的压压缩比ε≤9，使用天然然气作为燃料料时，燃料-空气的混合合仍是采用原原发动机的预预混合方式，，充气效率比比使用汽油低低，与使用汽汽油相比发动动机功率下降降约20%左左右，因此汽汽车在坡道上上的行驶速度度相对较慢。。3.2、夏天冷却系故故障较多。刚刚开始改用天天然气作为燃燃料时，发动动机功率下降降问题比较突突出，同工况况下水温比以以前相对升高高，夏天（环环境温度>35度时）冷冷却系统的故故障比较多，，会出现活塞塞烧顶现象。。3.3、冬季启动较困困难。在环境境温度<10度时，因减减压器一级压压降过快，吸吸附环境温度度以转换压降降能量损失，，常导致阀口口结霜冰堵，，另减压器循循环水冬季不不易放净而结结冰，循环水水流动困难，，不能有效进进行热循环缓缓解阀口““冰堵”，致致发动机启动动比较困难。。如果天然气含含水量低，使使用中严格遵遵守规定，采采取有效保温温措施，保障障起动机、蓄蓄电池、发电电机、点火系系的技术状况况良好，将有有效避免冬季季启动困难。。由于启动困困难，改装后后的车辆冬季季冷启动时起起动机、蓄电电池故障比其其它季节多。。4、CNG汽车动力不足足的原因4.1、充气效率低。。此为动力不不足的直接原原因，由于天天然气密度比比汽油小许多多，在相同的的吸入条件下下，气态的天天然气所占的的空间比液态态的汽油大得得多，使得进进入气缸的混混合气中空气气的比例较使使用汽油时约约少6%-8%。其次，因汽油油机进气管道道是按照适合合于汽油混合合气流动设计计的，歧管过过流断面大小小和几何形状状等对天然气气与空气的混混合气的气流流阻尼损失和和流量都有比比较大的影响响。4.2、启动困难。天天然气着火温温度（537度）比汽油油（390-420度））高；火焰传传播速度比汽汽油慢，可见见汽油机使用用天然气作燃燃料不容易启启动的原因，，是由于天然然气的性质不不适宜使用汽汽油发动机所所引起的。4.3、故障增加。由由于甲烷的辛辛烷值为130，以天然然气为燃料的的压缩比可以以达到ε=12-15，，为了增加汽汽油发动机使使用天然气时时的动力，最最直接的办法法就是提高发发动机压缩比比。但在原设设计基础上单单纯提高发动动机压缩比，，将使发动机机处于非正常常燃烧状态，，燃烧室的局局部温度上升升，导致与燃燃烧室相关部部件的局部温温度高于原设设计值。此时发动机冷冷却系就显得得“力不从心心”，与燃烧烧室相关的零零件（缸盖、、气门、活塞塞等）膨胀比比加大，并极极易出现早期期磨损，最后后造成活塞-缸壁磨损速速度加快，最最明显的现象象是在夏季环环境温度较高高时，发动机机“水温高高”故障频繁繁，而导致发发动机配件寿寿命周期缩短短，维修成本本相对增加。。5、CNG汽车故障分析析5.1、启动困难：：CNG汽车分别以汽汽油和天然气气作燃料时，，起动性能有有所不同，原原因是：a、天然气燃点比比汽油高；b