压缩天然气在汽车上的应用与探究摘要：压缩天然气(CompressedNaturalGas,简称CNG)是一种最理想的车用替代能源，其应用技术经数十年发展已H趋成熟。它具有成本低，效益高，无污染，使用安全便捷等特点，止口益显示出强大的发展潜力。由于汽油价格上涨，天然气车辆已经逐渐在亚太区域、拉丁美洲、欧洲和美国应用。受高燃料价格和坏境要求的影响，CNG正在出租车和公交车上逐渐推广应用。关键词：天然气；汽车；应用中图分类号：P618.13文献标识码：A文章编号：CNG是一种可替代液化石油气、丙烷、汽油以及柴油的化石燃料。虽然它的燃烧会产生温室气体，但比其它燃料对环境的污染小得多，而且比其他燃料更安全，天然气比空气轻，泄露后很快发散在空气中。CNG通过压缩天然气(主要成分是甲烷[CII4])获得，常压下其体积仅占不足空气的1%,因此需要加压储存在20〜25MPa圆筒形或球形的压力容器中。CNG可以在传统的汽油机车辆的基础上改装，成为汽油、CNG双燃料车。1天然气作为汽车燃料的特性1.1天然气的物理特性天然气的主要成份是甲烷，分子式是CI14o随产地的不同，夭然气的甲烷含量有比较大的差别，甲烷的含量决定了天然气的性能。常温常压下，甲烷的密度0.71只相当于空气的55%,天然气的密度0.78相当于空气的60%。由于天然气的密度要远远小于空气，当天然气从输送管道或储存容器中泄漏到空气中时，天然气将向上移动，并迅速扩散到空气中。由于这一特点，天然气的安全性要好于液化石油气、汽油等。在原始状态时，天然气是没有颜色、味道和毒性的物质。山于安全的原因,在生产过程中，在天然气中加入了具有独特臭味的加臭剂。在使用和运输过程中，当有天然气泄漏时，由于独特的臭味，可很容易地检测岀泄漏。将天然气通过压缩机压缩、增压后，使用专用的加气设备将增压后的天然气注入装在汽车上的压缩天然气储气瓶中。储气瓶中天然气的最人压力一般为20〜25MPa,我国釆用的标准规定最大压力不超过20MPa,钢瓶内储存的20MPa压力的压缩天然气的密度约为常压时天然气密度的200倍。釆用压缩储存天然气的汽车，一般称为压缩天然气(CNG)汽车，或简称为CNG汽车，CNGV(CNGVehicle)0目前大多数天然气汽车为CNG汽车。1・2天然气的燃烧特性汽油的低热值为4.44X104kJ/kgo天然气的单位质量热值高于汽油。按体积计量计算，53天然气的热值高于1L汽油的热值。气态的天然气与空气形成混合气，混合气浓度在一定范I韦I内时能够被点燃、燃烧，超过这个范围将不能被点燃，这个范围的上下限即为点火下限和点火上限。天然气的点火上限和点火下限分别为5%和15%o燃料和空气形成的混合气中燃料和空气的比值称为空燃比。燃料完全燃烧(燃烧产物是水和二氧化碳，没有其他的不完全燃烧产物产生)的空燃比为理论空燃比。按照质量计算：天然气的理论空燃比为16:1(汽油为14.7:1；液化石油气为15.7:1）。按照体积计算：夭然气的理论空燃比为9.5-11.1:1（汽油为64:1液化石油气为24.2:l）o由于天然气的组成成份的不同，其理论空燃比不是一个固定数值。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。对于一种燃料，自燃温度不是一个常数。汽油的自燃温度为232〜482°C,液化石油气的自燃温度为493〜550°C,天然气的自燃温度为732°C。很高的自燃温度表明天然气的安全性是非常好的。天然气和汽油一样，在汽车上应用，需要通过火花塞产牛的火花点燃天然气，或者通过其它方式引燃天然气。天然气自燃温度高，难于压燃，适宜外火源点燃，同时高的辛烷值，适合在较高的压缩比下点燃T作。天然气在汽车上使用一般采取两种方式工作：在天然气单燃料或两用燃料车上，采用电火花点燃的工作方式;在柴油/天然气双燃料车上，在天然气工作时，一般喷射少量的柴油，利用被压燃的柴油点燃天然气的工作方式［1］。2压缩天然气在汽车上应用分析2.1排放性能天然气作为一种气体燃料，与空气混合更均匀，燃烧更加充分，排放的CO,HC等有害物质更少；其他一些没有受排放法规控制的有害成分（如对区域环境影响的毒性物质、烟雾、酸性物质等也比汽油、柴油要少）在所有碳氢燃料中，天然气的碳氢比小，碳与氢的比例为4:1,C02排放量比汽油少25%左右，有...