天然氣汽車(chē)知識(shí)講座CNG汽車(chē)安全應(yīng)用與維護(hù)

1、cng汽車(chē)安全應(yīng)用與維護(hù) 一、天然氣汽車(chē)基本知識(shí)一、天然氣汽車(chē)基本知識(shí) 二、天然氣汽車(chē)安全應(yīng)用二、天然氣汽車(chē)安全應(yīng)用 三、天然氣汽車(chē)使用與維護(hù)三、天然氣汽車(chē)使用與維護(hù) 一、天然氣汽車(chē)基本知識(shí)一、天然氣汽車(chē)基本知識(shí) 1、什么是天然氣 2、天然氣的特點(diǎn) 3、天然氣和汽油的性質(zhì)對(duì)比 4、燃?xì)馄?chē)分類(lèi) 5、天然氣汽車(chē)基本原理與布置 1、什么是天然氣、什么是天然氣 天然氣(nature gas,簡(jiǎn)稱(chēng)ng)，是由多種烴 物質(zhì)和少量的其他成分組成的混氣體，其 最主要的成分是甲烷（化學(xué)分子式是ch4）。 2、天然氣的特點(diǎn)、天然氣的特點(diǎn) 2.1、密度、密度 通常狀態(tài)下，甲烷是一種非常輕的氣態(tài)物質(zhì)。常 溫、常壓下

2、，甲烷的密度只相當(dāng)于空氣的55%， 天然氣的密度約相當(dāng)于空氣的60%，由于天然氣 的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣，當(dāng)氣體一旦泄露時(shí)，將向 上移動(dòng)，擴(kuò)散到空氣中。基于這一點(diǎn)，天然氣的 安全性?xún)?yōu)于汽油等大多燃料。 2.2、熱值、熱值 甲烷是最簡(jiǎn)單的碳?xì)浠衔铮粋€(gè)甲烷分 子中含有一個(gè)碳原子和四個(gè)氫原子，在碳 氫化合物中，分子中含有的碳和氫原子數(shù) 越多，燃燒后產(chǎn)生的能量越大。因此每千 克天然氣的熱值略高于汽油，但每立方米 理論天然氣混和氣熱值要比汽油混和氣低。 2.3、狀態(tài)、沸點(diǎn)、狀態(tài)、沸點(diǎn) 在常溫常壓下，天然氣是一種氣態(tài)物質(zhì)， 當(dāng)溫度達(dá)到-162度和低于此溫度時(shí)，天然 氣將轉(zhuǎn)變成液態(tài)，以液態(tài)形式存在。由于 沸

3、點(diǎn)非常低天然氣是難于液化的，儲(chǔ)存也 非常困難，一般以氣態(tài)儲(chǔ)存 2.4、顏色、味道和毒性、顏色、味道和毒性 在原始狀態(tài)時(shí)，天然氣是沒(méi)有顏色、味道 和毒性的物質(zhì)?；诎踩脑?，在生產(chǎn) 過(guò)程中加入了具有獨(dú)特臭味的加臭劑，以 便于檢測(cè)泄露。 2.5、混和氣發(fā)火界限寬、混和氣發(fā)火界限寬 燃料和空氣混合形成混和氣，混和氣的濃 度在一定范圍內(nèi)才能夠被點(diǎn)燃、產(chǎn)生能量。 混和氣濃度過(guò)濃或過(guò)稀是難于被點(diǎn)燃的。 天然氣與空氣混合后具有很寬的發(fā)火界限， 可在大范圍內(nèi)改變混合比提供不同成分的 混和氣。（可被點(diǎn)燃的混和氣濃度范圍的 上、下限分別是燃料點(diǎn)火極限的上限和下 限）。 2.6、自然溫度、自然溫度 自燃溫度是指在

4、此溫度下，燃料和空氣接觸 將會(huì)被點(diǎn)燃并連續(xù)燃燒。自燃溫度不是一 個(gè)常數(shù)。汽油的自燃溫度是220471度；天 然氣的自燃溫度是630730度。自燃溫度很 高表明天然氣的安全性是非常好的。 2.7、起燃方式、起燃方式 天然氣自燃溫度比汽油高，因而天然氣不 宜于壓燃而宜于用外火源點(diǎn)燃。同時(shí)由于 其辛烷值遠(yuǎn)高于汽油，所以它又適于在較 高的壓縮比下點(diǎn)燃。既可以用電火花點(diǎn)燃， 也可用在柴油/天然氣雙燃料汽車(chē)上用壓燃 方式引燃。 2.8、抗爆性和辛烷值、抗爆性和辛烷值 燃料的抗爆性是指燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)被 點(diǎn)燃、燃燒時(shí)，避免產(chǎn)生爆燃的能力，即 抗自然能力，是燃料的一個(gè)重要指標(biāo)。燃 料的抗爆性用辛烷值表示，辛

5、烷值越大表 示抗爆性愈好。汽油的辛烷值（mon）一 般在8189之間，天然氣辛烷值在115130 之間，比汽油高30%。因而，天然氣具有 較高的抗爆燃性能。 3、天然氣和汽油的性質(zhì)對(duì)比表、天然氣和汽油的性質(zhì)對(duì)比表 燃料燃點(diǎn) 自燃 點(diǎn) 燃燒溫 度 燃燒 速度 m/s 最佳空燃 比 體積比 汽油430 2601200701：14.7 cng650 570202039.21：10 氣比 油 高 220 高 310 高 800 慢充氣量下 降 l以上我們看到，天然氣是易燃易爆氣體， 但是天然氣的點(diǎn)燃、爆炸是有條件的，在 采取了安全措施后可以將天然氣用于汽車(chē) 上。首先，從燃料本身的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，天然 氣的燃

6、點(diǎn)一般在650以上，而汽油為 427，天然氣比汽油高出200以上。 l這說(shuō)明天然氣不像汽油那樣容易被點(diǎn)燃。 其次，天然氣在空氣中燃燒時(shí)的濃度界限 是5%15%，而汽油是1%7%。既大氣中 有1%的汽油濃度就很容易著火爆炸。 l天然氣要比汽油好得多，因?yàn)樗e累到 5%才到達(dá)它的燃燒下限，更重要的是天然 氣比空氣輕，密度只是空氣的55%，稍有 泄漏很容易向大氣中擴(kuò)散，不至于達(dá)到低 燃燒界限。但即便這樣，我們?nèi)圆荒芎雎?它的特點(diǎn)帶來(lái)的負(fù)面影響。 4、燃?xì)馄?chē)的分類(lèi)、燃?xì)馄?chē)的分類(lèi) 4.1、什么是壓縮天然氣？、什么是壓縮天然氣？ 壓縮天然氣一般指經(jīng)多級(jí)加壓到20mpa左 右，可供車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)作為燃料使

7、用的氣態(tài) 天然氣。 4.2、什么是壓縮天然氣汽車(chē)？、什么是壓縮天然氣汽車(chē)？ 壓縮天然氣汽車(chē)是指以經(jīng)多級(jí)加壓壓縮到 20mpa左右，并儲(chǔ)存在車(chē)載高壓氣瓶中的 氣態(tài)天然氣作為燃料的汽車(chē)。 5、cng汽車(chē)基本原理與布置汽車(chē)基本原理與布置 二、天然氣汽車(chē)安全應(yīng)用二、天然氣汽車(chē)安全應(yīng)用 1、cng汽車(chē)發(fā)生事故的特點(diǎn) 2、氣瓶引發(fā)的安全事故及案例 l 通過(guò)上述分析，基于cng汽車(chē)技術(shù)上的成 熟性，我們要在認(rèn)識(shí)到燃用天然氣安全、 經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，應(yīng)對(duì)車(chē)輛燃?xì)庀到y(tǒng)的布置結(jié) 構(gòu)、氣瓶的強(qiáng)度、連接件的可靠性、燃料 系統(tǒng)部件的質(zhì)量進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，并清醒地 看到cng汽車(chē)自身存在的問(wèn)題和推廣過(guò)程 中伴隨的安全性與危害性方面

8、的問(wèn)題問(wèn)題。 1、cng汽車(chē)發(fā)生事故的特點(diǎn)汽車(chē)發(fā)生事故的特點(diǎn) cng汽車(chē)發(fā)生安全事故的主要表現(xiàn)形式：汽車(chē)發(fā)生安全事故的主要表現(xiàn)形式： n 泄漏泄漏 n 燃燒燃燒 n 爆燃爆燃 n 爆炸爆炸 1.1、泄漏：、泄漏：泄露是最容易發(fā)生的現(xiàn)象，其原 因是高壓氣體不易密封，加工、裝配、安 裝質(zhì)量不穩(wěn)定，以及還受到腐蝕、振動(dòng)、 環(huán)境和有關(guān)容器材質(zhì)的氣密性質(zhì)量等諸多 因素影響。 1.2、燃燒：、燃燒：泄露如果得不到有效控制與排 除還可能在火源的相互作用下蔓延擴(kuò)大， 造成極其嚴(yán)重的災(zāi)難。cng車(chē)輛產(chǎn)生的燃 燒通常都伴有泄露。 1.3、爆燃與爆炸：、爆燃與爆炸：天然氣的主要成分是 ch4，其濃度達(dá)到5%15%就

9、可能發(fā)生爆炸 燃燒，無(wú)論是物理爆炸還是化學(xué)爆炸，只 是爆炸強(qiáng)度取決于聚積的能量多少而已， 都是cng汽車(chē)發(fā)生事故最為嚴(yán)重的情況之 一。 2.1、氣瓶引發(fā)的安全事故、氣瓶引發(fā)的安全事故 2004年年2月月13日爆炸事故造成人員日爆炸事故造成人員1死死3傷傷 ，加氣站嚴(yán)重受損，加氣站嚴(yán)重受損 。 2.2、氣瓶引發(fā)的安全事故、氣瓶引發(fā)的安全事故 2004年年7月月10日爆炸事故造成一死一傷，加氣站緊急關(guān)閉日爆炸事故造成一死一傷，加氣站緊急關(guān)閉 2.3、電氣線(xiàn)束與油路問(wèn)題引發(fā)的安全事故、電氣線(xiàn)束與油路問(wèn)題引發(fā)的安全事故 電氣線(xiàn)束油路問(wèn)題部分車(chē)輛在事故中被燒毀車(chē)輛的情況電氣線(xiàn)束油路問(wèn)題部分車(chē)輛在事故中被

10、燒毀車(chē)輛的情況 ： 2.4、布置安裝不合理引發(fā)的事故、布置安裝不合理引發(fā)的事故 總截止閥裝在駕駛員右側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)罩總截止閥裝在駕駛員右側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)罩 內(nèi)內(nèi) ，造成火勢(shì)擴(kuò)散蔓延直至全車(chē)，造成火勢(shì)擴(kuò)散蔓延直至全車(chē) 燒毀。燒毀。 汽油電磁閥安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)頂部汽油電磁閥安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)頂部 釀成火患。釀成火患。 2.5、非規(guī)范性行為造成的安全隱患、非規(guī)范性行為造成的安全隱患 電氣線(xiàn)束亂拉亂接電氣線(xiàn)束亂拉亂接過(guò)量超壓充氣過(guò)量超壓充氣 l通過(guò)上述事故慘痛的教訓(xùn)，給我們以警示通過(guò)上述事故慘痛的教訓(xùn)，給我們以警示 l自2004年6月份客運(yùn)公司運(yùn)營(yíng)車(chē)輛陸續(xù)改制 為使用天然氣，隨著車(chē)輛的逐年使用，那 么，積淀的安全隱患也將會(huì)逐

11、年進(jìn)入事故 高發(fā)期。 l雖然我們?cè)谇捌谧隽舜罅康墓ぷ?，包括?員培訓(xùn)工作，但是我們對(duì)天然氣的安全技 術(shù)研究，配套設(shè)施，職工的安全防范意識(shí) 還是十分薄弱的。 l因此，我們必須高度重視安全工作，提高 其務(wù)實(shí)性，把工作切實(shí)做到位，并延伸于 整個(gè)推廣應(yīng)用之中。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是“防 火、防爆、防泄露” 三、天然氣汽車(chē)使用與維護(hù)三、天然氣汽車(chē)使用與維護(hù) 1、cng汽車(chē)維護(hù)要點(diǎn) 2、緊急事故處理預(yù)案 3、在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上使用天然氣存在的主要 問(wèn)題 4、cng汽車(chē)動(dòng)力不足的原因 5、 cng汽車(chē)故障分析 1、cng汽車(chē)維護(hù)要點(diǎn)汽車(chē)維護(hù)要點(diǎn) 1、天然氣汽車(chē)的安全問(wèn)題絕大多數(shù)發(fā)生在 車(chē)輛的使用過(guò)程中，這就告誡我們車(chē)輛

12、在 運(yùn)營(yíng)過(guò)程中正確的使用和維護(hù)保養(yǎng)尤為重 要。一般來(lái)說(shuō)，做到以下幾點(diǎn)就能夠保障 車(chē)輛本身性能方面的安全性。 1.1、天然氣汽車(chē)操作有別于汽油車(chē)的操作， 駕駛員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格后方能上崗 1.2、天然氣車(chē)輛充氣過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)關(guān)閉車(chē) 上所有的電器裝置，充氣前要仔細(xì)檢查供 氣系統(tǒng)有無(wú)異?，F(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理， 充氣后也要觀察有無(wú)泄漏現(xiàn)象，有異常需 排除后方能上路行駛。 1.3、汽車(chē)在行駛中若發(fā)現(xiàn)有異常現(xiàn)象，應(yīng) 當(dāng)關(guān)閉天然氣總氣閥以及電源，使發(fā)動(dòng)機(jī) 熄火進(jìn)行詳細(xì)檢查。 1.4、天然氣汽車(chē)除按例行保養(yǎng)外，各級(jí)保 養(yǎng)要按技術(shù)要求規(guī)范進(jìn)行作業(yè)。要特別注 意檢查供氣系統(tǒng)中各接頭處的緊密性，尤 其檢查鋼瓶的安全

13、緊固情況。 1.5、天然氣汽車(chē)的維護(hù)保養(yǎng)，應(yīng)當(dāng)設(shè)立專(zhuān) 職人員進(jìn)行，不允許駕駛員對(duì)供氣系做自 行維護(hù)、調(diào)整。天然氣汽車(chē)在日常運(yùn)營(yíng)中 的具體操作有別于單純的燃油汽車(chē)，首先 其燃料壓力高達(dá)20mpa，具有一定的危險(xiǎn) 性，在充氣過(guò)程中應(yīng)當(dāng)特別注意。其次， 駕駛員必須按要求正確操作燃?xì)馄?chē)，避 免不當(dāng)使用造成的事故。 1.6、了解天然氣汽車(chē)發(fā)生事故的基本特征， 一旦發(fā)生突發(fā)事故，如管道破裂、爆燃等 緊急情況，不要驚慌失措，要沉著果斷并 迅速予以處置，全力將事故控制在萌芽階 段，防止蔓延和擴(kuò)大。最大限度地減少人 員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。 可參照如下程序進(jìn)行 處理，有人員協(xié)助時(shí)可分工同時(shí)進(jìn)行。 2、緊急事故處理預(yù)

14、案、緊急事故處理預(yù)案 3、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上使用天然氣存在的主要問(wèn)題、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上使用天然氣存在的主要問(wèn)題 3.1、動(dòng)力不足。由于一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮 比9，使用天然氣作為燃料時(shí)，燃料-空氣 的混合仍是采用原發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)混合方式， 充氣效率比使用汽油低，與使用汽油相比 發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降約20%左右，因此汽車(chē)在 坡道上的行駛速度相對(duì)較慢。 3.2、夏天冷卻系故障較多。剛開(kāi)始改用天 然氣作為燃料時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降問(wèn)題比 較突出，同工況下水溫比以前相對(duì)升高， 夏天（環(huán)境溫度35度時(shí)）冷卻系統(tǒng)的故障 比較多，會(huì)出現(xiàn)活塞燒頂現(xiàn)象。 3.3、冬季啟動(dòng)較困難。在環(huán)境溫度10度時(shí)， 因減壓器一級(jí)壓降過(guò)快，吸附環(huán)境溫度以

15、 轉(zhuǎn)換壓降能量損失，常導(dǎo)致閥口結(jié)霜冰堵， 另減壓器循環(huán)水冬季不易放凈而結(jié)冰，循 環(huán)水流動(dòng)困難，不能有效進(jìn)行熱循環(huán)緩解 閥口 “冰堵”，致發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)比較困難。 如果天然氣含水量低，使用中嚴(yán)格遵守規(guī)定， 采取有效保溫措施，保障起動(dòng)機(jī)、蓄電池、 發(fā)電機(jī)、點(diǎn)火系的技術(shù)狀況良好，將有效 避免冬季啟動(dòng)困難。由于啟動(dòng)困難，改裝 后的車(chē)輛冬季冷啟動(dòng)時(shí)起動(dòng)機(jī)、蓄電池故 障比其它季節(jié)多。 4、cng汽車(chē)動(dòng)力不足的原因汽車(chē)動(dòng)力不足的原因 4.1、充氣效率低。此為動(dòng)力不足的直接原因， 由于天然氣密度比汽油小許多，在相同的 吸入條件下，氣態(tài)的天然氣所占的空間比 液態(tài)的汽油大得多，使得進(jìn)入氣缸的混合 氣中空氣的比例較使用

16、汽油時(shí)約少6%-8%。 其次，因汽油機(jī)進(jìn)氣管道是按照適合于汽油 混合氣流動(dòng)設(shè)計(jì)的，歧管過(guò)流斷面大小和 幾何形狀等對(duì)天然氣與空氣的混合氣的氣 流阻尼損失和流量都有比較大的影響。 4.2、啟動(dòng)困難。天然氣著火溫度（537度） 比汽油（390-420度）高；火焰?zhèn)鞑ニ俣缺?汽油慢，可見(jiàn)汽油機(jī)使用天然氣作燃料不 容易啟動(dòng)的原因，是由于天然氣的性質(zhì)不 適宜使用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)所引起的。 4.3、故障增加。由于甲烷的辛烷值為130， 以天然氣為燃料的壓縮比可以達(dá)到=12-15， 為了增加汽油發(fā)動(dòng)機(jī)使用天然氣時(shí)的動(dòng)力， 最直接的辦法就是提高發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比。但 在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上單純提高發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比， 將使發(fā)動(dòng)機(jī)處于非正

17、常燃燒狀態(tài)，燃燒室 的局部溫度上升，導(dǎo)致與燃燒室相關(guān)部件 的局部溫度高于原設(shè)計(jì)值。 此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系就顯得“力不從心”，與燃 燒室相關(guān)的零件（缸蓋、氣門(mén)、活塞等） 膨脹比加大，并極易出現(xiàn)早期磨損，最后 造成活塞-缸壁磨損速度加快，最明顯的現(xiàn) 象是在夏季環(huán)境溫度較高時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī) “水溫 高”故障頻繁，而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)配件壽命周期 縮短，維修成本相對(duì)增加。 5、cng汽車(chē)故障分析汽車(chē)故障分析 5.1、啟動(dòng)困難：、啟動(dòng)困難：cng汽車(chē)分別以汽油和天 然氣作燃料時(shí)，起動(dòng)性能有所不同，原因 是：a、天然氣燃點(diǎn)比汽油高；b、天然氣 的火焰?zhèn)鞑ニ俣容^汽油慢，燃燒時(shí)間長(zhǎng)。 所以要求起動(dòng)機(jī)工作正常，點(diǎn)火線(xiàn)圈輸出 電壓

18、正常，點(diǎn)火時(shí)間正時(shí)，混合氣混合比 正常。啟動(dòng)困難的原因有多種，可參照以 下流程分析排除。（見(jiàn)圖一） 啟動(dòng)困難故障診斷程序（一）啟動(dòng)困難故障診斷程序（一） 5.2、怠速不穩(wěn)：、怠速不穩(wěn)：cng汽車(chē)怠速不穩(wěn)的原因 可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是原機(jī)的技術(shù)狀況不良 造成的，如氣門(mén)間隙過(guò)大、火花塞工作不 良、氣缸漏氣等，這類(lèi)問(wèn)題在燃燒汽油時(shí) 也存在。另一類(lèi)是由于cng燃料供給系統(tǒng) 調(diào)整不當(dāng)引起的?？蓞⒄找韵铝鞒谭治雠?除。（見(jiàn)圖二） 怠速不穩(wěn)故障診斷程序（二）怠速不穩(wěn)故障診斷程序（二） 5.3、動(dòng)力不足：、動(dòng)力不足：cng汽車(chē)以天然氣作燃料 比使用汽油作燃料的動(dòng)力性有所下降，這 是由天然氣特性決定的。在目前專(zhuān)用裝置 技術(shù)水平條件下一般其功率下降10%15% 左右