3. 改装技术
目前，天然气在汽车上的应用仍局限在原有汽油机或柴油机基础上经改装而成天然气或两用燃料发动机。目前针对发动机本身如何更适合天然气燃料特点而进行的专门设计尚处于研究阶段。例如将一台汽油车改装成一台天然气汽油两用燃料汽车所需要额外增加的设备如下：
① 天然气气瓶，储存CNG、耐压20MPa高压气瓶。高压气瓶主要有钢瓶、铝合金瓶和薄壁钢瓶三种，铝合金瓶和薄壁钢瓶的特点是：自重轻、强度高(用玻璃纤维和聚脂树脂加强)。
一个天然气容量20m3(20MPa)，80L容积的铝合金瓶重约61kg，价格约为500美元；一个天然气容量为10m3(20MPa)，40L容积的薄壁钢瓶的质量约为43kg，价格约400美元。
② 天然气气瓶手动开关。
③ 不锈钢高压输气管汇。
④ 减压阀、电磁阀、计量阀及中央计算机控制设备。CNG通过二级或三级减压，压力从15～20MPa降低至大气压，并利用汽车散热器里的热水循环防止降压所造成的冻结问题。电磁阀控制两用燃料汽油/天然气的相互转换。计量阀用做气量及气体压力的计量，中心计算机优化控制整个天然气汽车系统。
⑤ 低压天然气软管。
⑥ 燃料喷嘴。
⑦ 与散热器循环的热水管汇。
⑧ 燃料选择开关：
⑨ 专用、统一标准的天然气充气接头。
从技术高度看，美国和欧洲各国均开发了一系列的天然气汽车改装系统，都利用了他们在汽车电控技术上的优势。以美国为例：
美国从事天然气汽车两用燃料转换系统改装部件制造的公司有二、三十家(实际买得部件做改装服务工作的有170家)。美国Stewart＆Stevenson公司、IMPCO Technologies Inc.、Hatch & KirkInc、EDO、ANGI公司是其中较为著名的公司。这些公司为符合国家的汽车排放标准，将微处理机用于转换系统，使全系统达到天然气与空气最佳混合，完全燃烧。
美国IMPCO Technologies Inc.有两种转换系统可供选择。一是ADP系统(Adaptive Digital Processor System)，它是利用管路的绝对压力和机械的转速影响混合器的流速。ADP利用氧气传感器的信号修正存储的燃料系统数据，这一数据信息能够瞬间调整系统改变混合器的空气/天然气比。ADP软件系统在冷启动、响应时间和安装状况诊断方面，对原有技术都有改进。另一是AFE系统(Advanced Fuel Electronics System)，其主要部件为一个微处理机，应用发动机速度测定方法。来自发动机和气体燃料质量流量传感器的信号经过计算机处理可以精确地计算并修正空气/燃料混合比。这一系统的排放符合美国的环境法规，并有效地使用燃料。
美国Stewart & Stevenson公司的GFI系统(Automotive Gaseous Fuel Injection System)是计算机控制的燃料注入系统，可应用在汽油机(1～8L)和柴油机(37～294kW)。该系统包括注入气体调压器、调节阀与计算机、气体喷嘴、二个温度传感器和一个燃料选择开关(用于双燃料)。与调节阀相连的是三个绝对压力传感器(燃料、进气管路、气压)和一个燃料温度传感器。这些传感器均同氧气传感器信号一起输入计算机，在发动机运转情况下，准确地控制空气/燃料比。这一系统具体运行是：
① 燃料储存在3000psi(约20MPa)的常规天然气气瓶内；
② 燃料通过高压管进入GFI调压器；
③ 调压器降低燃料压力至常压～100psi(0.689MPa)；
④ 计算机确定发动机瞬时所需燃料，并转向控制7个注入器的合理组合；
⑤ 燃料通过橡胶软管至空气滤清器中的喷嘴；
⑥ 该系统同时调准点火系统以得到最佳的点火时间。
该公司把这一系统称为21世纪的新技术。
国内目前能生产的天然气汽车改装系统是机械电气式。CNG汽车是采用已定型的汽油车，在保留原车供油系统的情况下，经改装增加一套使用压缩天然气的装置。使改装后的车辆既可使用天然气又可使用汽油做燃料，成为压缩天然气—汽油两用燃料系统的汽车。
车用压缩天然气装置由天然气储气系统、天然气供给系统、油—汽燃料转换系统三大部分组成。主要部件有天然气钢瓶、充气阀、高压截止阀、高压管线、高压接头、压力表、压力传感器及气量显示灯、高压电磁阀、汽油电磁阀、组合式减压阀、燃气混合器、油—气燃料转换开关、点火时间转换器等。当CNG汽车需用天然气燃料时，驾驶员只要将油一气转换开关扳到“气”的位置，此时汽油电磁阀关闭，高压电磁阀打开，天然气经三级减压阀后与空气混合，进入气缸燃烧。减压阀中的燃气调节器与混合器配合，可以满足发动机不同工况的要求。当需用汽油作燃料时，油一气转换开关板到“油”的位置，此时高压电磁阀关闭，汽油电磁阀打开，从而恢复到原来的供油状态，转换操作非常灵活。
四、液化石油气汽车技术现状
LPG加气站比较简单，有固定式和活动式两种，例如表3-4和表3-5所示。
表3-4 LPG固定气站(АГЗС)
项目 | 型 号 | 数 量 |
LPG储罐/个 | 每个容量25 m3 | 4 |
储罐压力/MPa | | 1.8 |
旋涡泵/台 | C5/140A或ИЧ5/170 | 1 |
计量机/台 | уИЖГ—20 | 6 |
表3-5 活动式LPG加气站
项目 | 型号 |
ЦПП3—12—885 | ЦПП3—33.9—528 |
LPG储罐直径/mm | 1600 | 200 |
容量/m3 | 12 | 34.3 |
工作压力/MPa | 1.8 | 1.8 |
工作温度/℃ | -40～+50 | -40～+50 |
活动站总重量/t | 15.8 | 38.3 |
外形尺寸/mm | | |
长 | 1O500 | 16610 |
宽 | 2450 | 2630 |
高 | 3150 | 3750 |
固定式LPG加气站储存LPG100m3约56t，每日最大可供600辆汽车加LPG。活动式LPG加气站实际上类似LPG运输车。LPG汽车需加装电磁阀、减压阀以及适应LPG组改变用的自动调节系统。使用压力为1.6MPa的钢瓶，容量15～250L，供不同类型汽车使用，这种汽车行驶距离为500km以上。
LPG燃料系统的主要部件有：LPG气瓶、蒸发调压器、滤清器、电磁断油阀、混合器等。
LPG气瓶用特殊钢制成，为了确保安全，在2940kPa下作耐压试验，它的破坏压力为7840kPa，LPG的储存压力一般为386kPa，车用LPG瓶可由家用液化石油气瓶改装而成，或进行重新设计。
蒸发调压器是整个燃料系统的关键部件。LPG在蒸发器中蒸发气化，再经两次减压，受进气管真空度的控制，按照发动机不同负荷配给混合比。通入发动机循环水的目的是为了确保LPG的气化。
滤清器用以清除LPG中的杂质，其中除安装有滤芯外还安装有永久磁石，以滤掉夹杂在LPG中可能的金属粒子。
电磁断油阀用于截断LPG的供应。在国外的某些LPG燃料系统中还安装有惯性快速截断阀，当汽车撞车或紧急制动时，它能快速截断来自LPG瓶的气体，防止火灾。
进入气缸的液化石油气量，除可用真空度、机械方式控制外，更为精确的控制是借助单片微机控制。由于控制精度高，发动机的性能更优。
混合器具有与化油器相类似的喉管，空气与液化石油气在混合器中进行混合，进入气缸。空气与石油气的混合比与汽油的混合更容易，使可燃混合气更均匀，有利于燃烧。
五、液化天然气汽车技术现状
液化天然气汽车与压缩天然气汽车主要区别在于加气站、储气瓶和蒸发器。当液化天然气蒸发成气态后，其它系统与CNG汽车并无不同。
液化天然气汽车技术实质上主要是气体深冷液化和储存技术。它所涉及到的是如何将天然气深冷至-162℃变成液体、绝热储存、输送、加充。
国外的LNG是以成品形式供给汽车使用的，即液化天然气是由大型化工厂或大型液化天然气生产厂提供的。液化天然气加气站由储罐、低温泵、充气枪、计量装置等组成，例如：休斯敦城市运输局西部加气站，建有容积为4.2万公升的深冷储罐两座，由槽车从化工厂运来LNG储存在罐内，储存温度-176.4℃，两罐可单独操作。使用低温离心泵将储罐内LNG经 
(31.7mm)软管，从充气机输送到车辆上。输送系统从储罐到充气枪，从充气枪嘴又回到储罐呈液态循环。泵的工作压力是0.28～0.62MPa，排量为114L/min。两罐单独操作，每罐一个通道，可日供60辆汽车加气，全站共120辆。目前实际加气30辆。加气机使用一部 
(38.1mm)的质量流量计，用于计量由储罐至加气车辆的气量，另一部 
(38.1mm)质量流量计则是计量汽车气瓶返回大储罐的蒸气量。这两种流量计均带有传感器，由微机控制。 加气站安全系统包括：LNG输送系统止回阀、热辐射方位传感器、摄像机现场监视系统及液氮等火灾防御体系。加气站四周建有围栏。
车用液化天然气储气瓶仍采用双层结构，内层不锈钢，外层碳钢，中间保温材料，由于技术较难，制造水平要求较高，因此，目前国外尚无商品液化天然气汽车。
我国已在开展这方面的研究工作，已制造出一些小型天然气液化装置，改装了一些液化天然气汽车，但总体来说尚处于试验阶段，尚有一些技术需要开发，特别是天然气液化和储存携带技术。
(31.7mm)软管，从充气机输送到车辆上。输送系统从储罐到充气枪，从充气枪嘴又回到储罐呈液态循环。泵的工作压力是0.28～0.62MPa，排量为114L/min。两罐单独操作，每罐一个通道，可日供60辆汽车加气，全站共120辆。目前实际加气30辆。加气机使用一部 
(38.1mm)的质量流量计，用于计量由储罐至加气车辆的气量，另一部 
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受限空间作业安全要求
