天然气发动机车的改装.docVIP

天然气发动机汽车的改装 吴宇波，邢磊 （上海柴油机股份有限公司，上海 200438） 摘要 面对石油日益紧张、柴油价格不断上涨的局面,不断恶化的环境以及越来越苛刻严格的排放限制，浅谈利用清洁能源——天然气为汽车燃料，将天然气发动机改装为汽车发动机的方法。 Abstract: Facing the situation of lacking petroleum and the diesel price rising day and day, worsening environment and stricter and stricter emission limit, a method is simply described to repower the vehicle engine using CNG engine, due to clean fuel——CNG as the fuel of vehicle. 关键字：天然气发动机 改装 汽车 Key words: CNG engine, repower, vehicle 前言 世界范围内石油资源短缺和生态环境恶化是21世纪人类面临的主要问题。能源的短缺将直接影响各国经济的持续发展，而环境污染则直接威胁着人类的健康和生存环境。面对石油日益紧张、柴油价格不断上涨的局面、不断恶化的环境以及越来越苛刻严格的排放要求，世界各国政府和汽车制造企业都在寻找一种清洁能源替代石油的使用，从而缓解社会发展与能源缺乏、经济增长与环境污染之间的矛盾。据研究资料显示, 按汽车现在消耗的速度,世界已探明的石油储量,还能支撑40～70年，而已探明的天然气储量,预计可以开采200年。天然气以其清洁、储量大、热值高、排污低、使用经济性好、储量大等众多优点而越来越受到各国政府、汽车制造企业以及汽车用户的青睐。在车辆现有基础上，将汽车的动力由柴油机改装为天然气发动机、并配备完善的配套设施，不仅能够以较低的费用尽快有效的应对世界柴油价格高涨的局面，还能够满足各国政府对车辆排放的限制和要求。本文将简要介绍如何把柴油机汽车改装为天然气发动机汽车。 天然气发动机车气瓶组及燃气管路布置、安装 对于天然气发动机汽车而言，取代了柴油油箱的天然气气瓶组及燃气管路的布置和安装是车辆改装的核心环节之一。天然气发动机汽车的天然气气瓶组和燃气管路主要包括：天然气气瓶组、过流保护阀、高压燃气管路、充气阀、手动阀、压力表、高压燃气滤清器、高压截止阀。天然气气瓶组和燃气管路的布置、安装位置大致如图1所示。 图1 天然气气瓶组和燃气管路 1－天然气气瓶组；2－过流保护阀（集成于气瓶口阀门处，防止天然气大流量泄漏）；3－高压燃气管路；4－充气阀；5－手动阀；6－压力表；7－高压燃气滤清器；8－高压截止阀 将柴油机汽车改装为天然气发动机汽车，去掉了柴油油箱，天然气气瓶组的布置有了较多的选择。由于天然气气瓶需要承受高达20MPa的压缩天然气压力，气瓶质量较重，因此天然气气瓶组的布置不但需要考虑安装方便，安装还必须牢靠，支架与支架之间尽量选择螺栓连接而不采用焊接，选用强度高的螺栓连接并且应有防松动装置。气瓶与固定卡子间应有橡胶软垫，软垫厚度不小于6mm，气瓶紧固后，沿汽车纵向施加8倍于气瓶质量的力，气瓶不得发生位移或者松动。天然气气瓶组应安装在汽车的安全部位，不得影响汽车行驶性能；天然气气瓶组安装前应充分考虑安装部位的强度，对安装部位最好有加强措施，安装后不允许降低安装部位强度和刚度。一般而言，对卡车，天然气气瓶组安装在驾驶室后面的空间或者车架梁下，天然气气瓶组选择水平安装而不采用垂直安装，如图2所示；对客车，天然气气瓶组安装在原油箱位置以及将行李仓隔出部分用于安装气瓶，考虑到车身强度因素，不建议将天然气气瓶组布置安装在客车顶部。 图2 天然气气瓶组水平及垂直安装 过流保护阀通常集成于气瓶口阀门中。当天然气流量超过其允许流量值时，尤其是燃气管路出现天然气泄漏，过流保护阀能自动截断天然气供给。气瓶口阀门应得到保护，防止与其它部件碰撞而造成损坏致使高压天然气泄漏。通常，气瓶口阀距车辆边缘不小于200mm。 高压燃气管路材料为不锈无缝钢管，选用的钢管直径因发动机功率的变化而有不同，钢管直径的选择通常遵循表1。管路与其它零部件采用卡套式接头连接，且连接处管路应有抗震弯曲，弯曲半径不小于5倍管径，所有管路接头应排列整齐，布置合理，不得安装在高热源、易磨损或易受冲击的位置，各管路接头在使用中不应因变形而与其他部件接触。 同样，为了消除热胀冷缩影响，管路每隔1米至少有一个弯曲，弯曲半径不小于5倍管径。管路需要稳定牢靠固定，因此固定管路的卡子间距不得大于600mm，如果管路与相邻部件接触或穿越孔板，应采用橡胶衬垫保护。燃气管路中的所有接头应通风顺畅，以利于一旦接头出现燃气