一、天然气和液化石油气在汽车上应用的形式
天然气、液化石油气在汽车上按照燃料混合、点火和燃烧方式可分成下列几种形式
(1) 按点火方式 可以分电火花点火和柴油引燃式。由于天然气、液化石油气的着火温度较高，发动机压缩过程中缸内气体温度达不到其自燃点，因此必须靠电火花点火；或者喷入少量柴油，首先被压燃再引燃天然气或液化石油气。
(2) 按供气方式 可分为缸外(进气管)预混合供气和缸内直接喷气。缸外预混合供气常采用将气体燃料联通到发动机进气管上的空气—燃料混合器上，通过混合器将比例合适的混合气供给气缸。另一种缸外预混合供气方式为进气阀处多点喷气式，或进气总管单点喷气式；缸内直接喷气是将气体燃料用装置于发动机缸盖上的喷嘴以一定的压力将其直接喷入到气缸中，一般喷气过程在发动机进气门关闭到点火之前完成，还有在压缩过程终了喷气，边燃烧边喷气。
(3) 按燃烧方式 可分为预混合燃烧和扩散燃烧。预混合燃烧是指在发动机点火系统点火或引燃柴油自燃前，进入气缸内的气体燃料与空气预先混合均匀，此时缸内各处的混合比是一致的；而扩散燃烧是指气体燃料以一定提前量在点火或引燃前喷入缸内，因而在着火时，缸内燃料与空气并未混合均匀，燃料边扩散，边燃烧。
(4) 除此之外，还可按控制方式分为机械控制式和电子控制式(开环、闭环)，按增压与否分为增压与非增压等形式。
二、天然气和液化石油气汽车技术的内容
天然气和液化石油气汽车与汽、柴油汽车相比具有更多、更新的技术内容，这其中包括下列几个主要方面。
(1) 加气站技术 气体燃料在汽车上的充加需要比液体燃料复杂得多的加气设备，例如CNG加气站，它不仅需要把天然气压缩到20MPa以上，而且还要把供气速率、容量配置、充放气优先顺序、起停控制、计量与环境补偿、安全设施等各方面做出完善的设计。而液化天然气加气站则更是技术含量极高的设备。
(2) 发动机技术 气体燃料的性质决定了它不同于汽、柴油，因而气体燃料发动机也不等同于汽油机、柴油机，它应该有其独特之处，因此在气体燃料的混合、燃烧方式、发动机燃烧室结构、点火系统等诸多方面都需要研究与开发。
(3) 气瓶技术 由于汽车是移动运行的，因此气体燃料气瓶的质量是一个重要的技术问题。此外，气瓶在各种苛刻条件下的安全性问题更是气体燃料汽车技术研究中不可忽视的问题。
(4) 混合与控制技术 汽车的速度和负荷总是变化的，而且气体燃料相对于液体燃料又较难控制，因此按汽车运行工况要求提供合适量、质的混合气给发动机是混合与控制系统的根本任务。
三、压缩天然气汽车技术现状
1. CNG加气站
一套完整的CNG加气站是由低压调压站、天然气压缩机、CNG储气瓶组、CNG顺序程控盘、售气机等五大部分组成。图3-3是一个典型天然气压缩气站示意图。
① 调压站由进气控制阀、滤清器、调压阀、流量计和安全阀组成。从天然气管道来的天然气通过进气控制阀、滤清器后进入调压阀，将天然气压力调至天然气压缩机需要的进气压力，然后进入压缩机增压。
② 天然气压缩机是加气站的核心，一般由四级活塞式压缩机或液压气缸式压缩机，其运行完全自动化，并装有安全保护停车装置。从管道来的天然气经压缩达到25MPa。在每一级压缩后，天然气流经水冷或空冷散热器冷却。
③ CNG储气瓶组由三组钢瓶组成，按充气先后次序分成高压组、中压组、低压组三组。储气瓶组的最高充气压力为25MPa。
④ 充气顺序程控盘的作用在于实现按高、中、低压储气瓶组顺序向储气瓶充气。当天然气压缩机启动后，在没有CNG汽车加气时，压缩机依次向高、中、低压储气瓶组进行充气，当气压达到22MPa时，压缩机向三个瓶组同时充气，压力达到25MPa，压缩机自动停车。当气瓶组压力降到22MPa时，压缩机自动启动，恢复充气。
⑤ 售气机由流量计、计价器、顺序加气系统三大部分组成。汽车充气时，储气瓶组按低、中、高顺序利用压差供气。当车上气瓶压力与储气瓶压力一致但不足20MPa，此时启动的压缩机将直接向车上气瓶供气直到最高压力20MPa。当没有汽车充气时，压缩机继续向储气瓶组充气至25MPa，整个汽车充气过程大约需要5～10min。
此外，该加气站还设有气体回收系统和慢充气接口。
吉林油田从美国天然气能源公司引进的母子站则是另一类型的加气站，主要用在天然气管道不健全的地方。母站设在有天然气源的地方，子站设在没有天然气源又需要设站的地方，由拖车从母站向子站运送天然气。母、子站均有各自的压缩机，除此之外，两站合在一起就构成了一套完整的加气站。
加气站的新技术的体现就在于各控制部分的微机管理。
国内目前已能生产机械电气式天然气压缩气站，是在引进国外CNG加气站基础上消化吸收，结合我国国情和现场实际设计制定了CNG加气站国产化方案。根据实际要求，研制中对工艺和设备进行了技术改进和完善。
① 将国产压缩机的进、排气管线与引进机组并联联接，并且由国产压缩机的排气管引一条管线接至程控盘后的储气系统，可使国产机组本身构成联机系统，双机共同工作。
② 补充完善国外设计，在国内设计的充气系统管线上增设检修放空阀，确保了检修的安全，增设了机组停机气体放空罐，将每次停机自动放空气体返至罐中。
③ 在引进的调压装置中增设了油气分离器和管路系统，为使用“干气和湿气”提供了可靠保证。
④ 将进口的60只储气瓶组改为120只储气瓶组，并重新进行编组，使储气瓶数目增加了一倍，取气率达58%，可保证机组达到全负荷工作能力，提高了一次储气的加气车次。减少机组频繁启动，起到节电降耗作用。
国产化后的CNG加气站主要技术指标如下：
① 生产CNG能力(双机8h工作)： 5000m3/天
②可供CNG汽车(50m3/辆)台数： 100辆
⑧每辆天然气汽车加气时间(50m3/辆)：8～10min
④额定压力： 加气站储气压力为25MPa
CNG汽车加气压力为20MPa
⑤售气机计量准确度： ±0.5%
⑧天然气含硫量： 不大于20mg/m3
⑦天然气净化水露点温度： -40℃
2. CNG气瓶
天然气高压气瓶主要有一般钢瓶、铝合金瓶、薄壁钢瓶和复合材料气瓶。铝合金瓶和薄壁钢瓶采用玻璃纤维和聚脂树脂加强，复合材料气瓶内部为热塑性材料衬里，外部为碳纤维或玻璃纤维增强复合而成。
国内目前只能生产钢质气瓶，材料为30CrMo、35CrMo和40CrMo，而且大多数单位目前都未生产天然气汽车专用钢瓶，而是用高压氧气瓶替代。
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