西安市公共交通總公司第三公司 付 翠

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)公交車(chē)節(jié)能技術(shù)探討

西安市公共交通總公司第三公司 付 翠

筆者是西安公交三公司276路駕駛員，駕駛以天然氣為燃料的公交車(chē)已有二十多年，在駕駛過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛在早晚氣溫低時(shí)動(dòng)力增大，在中午氣溫高時(shí)動(dòng)力減小；冬季溫度低車(chē)輛動(dòng)力增大，夏季溫度高車(chē)輛動(dòng)力減?。黄桶l(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整混合比可以準(zhǔn)確找到怠速最高點(diǎn)，而天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在調(diào)整混合比時(shí)卻找不到這個(gè)點(diǎn)，僅僅是一個(gè)漸變的過(guò)程。

1 氣溫變化對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的影響

空氣受環(huán)境溫度的影響會(huì)發(fā)生明顯的熱脹冷縮現(xiàn)象，使得在相同體積內(nèi)空氣中的氧氣含量發(fā)生變化，致使吸入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)參與燃燒的氧氣量也發(fā)生改變。由于天然氣的密度低于汽油，使吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的新鮮空氣質(zhì)量減少，因此會(huì)出現(xiàn)在低溫時(shí)空氣密度增大，吸入氣缸內(nèi)的氧氣量增加，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊EMC根據(jù)傳感器檢測(cè)到氧氣量的變化，通過(guò)延長(zhǎng)供氣時(shí)間以增加天然氣量，這時(shí)氣缸內(nèi)的混合氣量變大，壓縮壓力提高，熱效率提高，出現(xiàn)冬季或早晚溫度較低時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力提高的現(xiàn)象。在高溫時(shí)空氣熱膨脹，相同體積內(nèi)空氣中氧氣含量減少，由于參與燃燒的氧氣少，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊EMC根據(jù)傳感器檢測(cè)到氧氣量的變化，通過(guò)縮短供氣時(shí)間來(lái)減少天然氣量，這時(shí)氣缸內(nèi)的混合氣量減小，壓縮壓力降低，便出現(xiàn)夏季或中午溫度高時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降的現(xiàn)象。

2 根據(jù)氣溫變化調(diào)節(jié)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣量

天然氣與空氣的混合氣具有很寬的著火極限，其過(guò)量空氣系數(shù)的變化范圍為0.6～1.8，可在大范圍內(nèi)改變混合比。通過(guò)提供不同成分的混合氣實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒，能有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)荷時(shí)的能量消耗與排放污染，同時(shí)天然氣的研究法辛烷值為130，比汽油高得多，其抗爆燃性能非常好。根據(jù)天然氣的這些性質(zhì)，混合氣的濃度應(yīng)以氧氣量為標(biāo)準(zhǔn)，使?jié)舛仁冀K徘徊在稀薄范圍內(nèi)以實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒。在冬季低溫時(shí)，空氣中氧氣含量多，應(yīng)適當(dāng)增大天然氣氣量，此時(shí)的混合氣量增大，能夠在實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒的同時(shí)，充分發(fā)揮天然氣抗爆燃性能好的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)壓縮壓力提高、熱效率提高，車(chē)輛動(dòng)力增加，節(jié)省燃料；夏季高溫時(shí)，空氣中的氧氣含量少，應(yīng)減少天然氣氣量，實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒，減少燃料的浪費(fèi)。

3 調(diào)節(jié)天然氣壓力控制天然氣氣量

通過(guò)調(diào)節(jié)天然氣減壓器的壓力，控制天然氣氣量找到最佳混合比。在秋冬季，氣溫逐漸降低，應(yīng)增大氣量，需調(diào)高減壓器壓力；在春夏季，氣溫逐漸攀升，應(yīng)減小氣量，需調(diào)低減壓器壓力。氣溫最高溫度有變化時(shí)，應(yīng)旋轉(zhuǎn)天然氣減壓器調(diào)整螺釘，提高或降低減壓器壓力，平均最高溫度每變化1攝氏度時(shí)旋轉(zhuǎn)螺釘角度為7度。根據(jù)溫度的變化，逐漸提高或降低減壓器的壓力，同時(shí)感受車(chē)輛動(dòng)力的變化，觀察燃料消耗的情況，將減壓器壓力調(diào)節(jié)到最節(jié)省燃料的壓力點(diǎn)。西安冬季三九天最冷時(shí)中午最高溫度為0度，減壓器的壓力應(yīng)調(diào)整為9.0兆帕；隨著春天的到來(lái)，氣溫逐漸升高，當(dāng)中午最高溫度每升高兩度就要降低減壓器壓力，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)減壓器調(diào)整螺釘15度；夏季向秋季過(guò)渡時(shí)，天氣最高溫度每降低兩度時(shí)就要提高減壓器壓力，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)減壓器調(diào)整螺釘15度。氣溫變化是一個(gè)漸變過(guò)程，要隨著溫度的變化進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)。

4 調(diào)節(jié)天然氣壓力應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）定期為車(chē)輛進(jìn)行維護(hù)，使車(chē)輛保持良好的技術(shù)狀況；

（2）按照操作要求正確駕駛車(chē)輛；

（3）啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，如果有啟動(dòng)困難現(xiàn)象，說(shuō)明混合氣中天然氣的濃度偏低，應(yīng)適當(dāng)提高天然氣的濃度，增大天然氣減壓器壓力；

（4）如果發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)不到規(guī)定轉(zhuǎn)速，說(shuō)明混合氣中天然氣的濃度偏低，也應(yīng)適當(dāng)調(diào)高天然氣的濃度，提高減壓器壓力；

（5）一周清潔一次空氣濾清器濾芯。因?yàn)榭諡V濾芯太臟使空氣流動(dòng)的阻力增大，致使吸入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的新鮮空氣質(zhì)量減少，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低。因此，定期清潔空氣濾清器濾芯，減少空氣進(jìn)氣量的損失，最大限度發(fā)揮天然氣抗爆性能，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮壓力，增大汽車(chē)的動(dòng)力性。

（6）由于公交車(chē)每天都加注燃料，用不到車(chē)輛的最大行駛里程，因此在燃料夠用的情況下，盡量少加注天然氣，以降低天然氣儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的壓力，使混合氣的濃度始終保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，以達(dá)到稀薄燃燒節(jié)省燃料的目的。

5 效果

按照氣溫和空氣密度的變化調(diào)節(jié)減壓器壓力以達(dá)到控制天然氣氣量的目的，使空氣和天然氣混合成稀混合氣，實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒和降低能耗。按此進(jìn)行調(diào)節(jié)的276路5134號(hào)車(chē)，對(duì)比同線路同車(chē)型的其余七輛營(yíng)運(yùn)車(chē)， 5134號(hào)車(chē)一年的氣耗平均為41.5立方米/百公里，其余車(chē)輛平均為48.75立方米/百公里，節(jié)氣率為14.87%。這種調(diào)節(jié)有顯著的節(jié)能效果，建議進(jìn)行推廣，并對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修訂和校對(duì)傳感器。