沈文滿 符洪偉 劉行良

摘 要： 近年來(lái)，隨著環(huán)境污染的不斷加劇，燃油成本不斷上升，汽車(chē)油改氣應(yīng)運(yùn)而生。油改氣有效減少了石油的消耗，降低了環(huán)境污染，減輕了車(chē)主的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，得到了廣泛的認(rèn)可。歐美是現(xiàn)代油改氣技術(shù)研究的領(lǐng)軍者。美國(guó)在2003年天然氣汽車(chē)就已經(jīng)突破十萬(wàn)輛，并且制定了相關(guān)的政策法規(guī)。我國(guó)油改氣技術(shù)起步較晚，經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，油改氣技術(shù)也日趨成熟。截至2018年底，我國(guó)天然氣汽車(chē)保有量為670萬(wàn)輛，加氣站保有量9000座，連續(xù)四年居世界第一。汽車(chē)油改氣也會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能帶來(lái)一定的影響，燃用天然氣會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出，在較高負(fù)重或者爬坡的情況下油改氣汽車(chē)顯得有氣無(wú)力，甚至出現(xiàn)直接熄火的情況。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降的問(wèn)題都無(wú)法完美解決，只能通過(guò)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的一些參數(shù)來(lái)配合天然氣的理化特性，最大程度上的提升發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。

關(guān)鍵詞： 油改氣;汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī);影響淺析

【中圖分類(lèi)號(hào)】G322 ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）13-0211-01

引言

隨著全球資源短缺、環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境的惡化，汽車(chē)與環(huán)境的相容性研究已經(jīng)成為汽車(chē)發(fā)展研究的主題。在油價(jià)高漲、政府對(duì)環(huán)境日益重視和新能源汽車(chē)技術(shù)有待成熟的情況下，將傳統(tǒng)的汽油車(chē)改裝為天然氣/汽油雙燃料汽車(chē)在我國(guó)得到廣大車(chē)主的接受和推廣。

1 天然氣理化特性分析

1.1 安全性較高。以爆炸極限為例，天然氣在空氣中的濃度達(dá)到15%以上時(shí)，可以正常燃燒，而汽油是7.6%，柴油是6%;當(dāng)天然氣在空氣中的濃度達(dá)到5%～15%范圍內(nèi)時(shí)，遇明火可以發(fā)生爆炸，而汽油是1.4%～7.6%，柴油是1.3%～6%。同時(shí)在燃點(diǎn)、自動(dòng)點(diǎn)火溫度、最高燃燒溫度等特性上，天然氣也優(yōu)于汽油和柴油。因此，天然氣作為汽車(chē)燃料是比較安全的。

1.2 清潔環(huán)保。天然氣在發(fā)動(dòng)機(jī)中極易與空氣均勻混合，燃燒比較徹底，與汽油相比，可降低一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等氣體的排放，并且沒(méi)有苯、鉛等致癌和有毒物質(zhì)危害人體健康，更有利于環(huán)境保護(hù)。

2 油改氣對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響

2.1 經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指發(fā)動(dòng)機(jī)做出的有用功而所消耗的能源的代價(jià)。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在有效熱效率。燃料燃燒所釋放的熱能，在經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部消耗之后，轉(zhuǎn)化成發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際的輸出功。二者之比即是發(fā)動(dòng)機(jī)的有效熱效率。天然氣有著很高的辛烷值，抗爆性能優(yōu)秀，適合壓縮比大的發(fā)動(dòng)機(jī)。但是油改氣的發(fā)動(dòng)機(jī)還是原來(lái)的汽油機(jī)，沒(méi)辦法將天然氣的優(yōu)點(diǎn)完全發(fā)揮出來(lái)。天然氣的熱值高，代表天然氣具有比較高的能量，但是單位體積下，天然氣與汽油相比自身占據(jù)一定的空間，致使外界的空氣的進(jìn)入減少，使得燃燒不充分所以天然氣混合氣的熱值沒(méi)有汽油混合氣的熱值高。故此，天然氣燃燒后釋放的熱量比燃燒汽油產(chǎn)生的熱量少，所以天然氣的熱效率比汽油的低，即燃用等量的天然氣和汽油，跑不過(guò)汽油。

2.2 加強(qiáng)宣傳培訓(xùn)。建議各相關(guān)部門(mén)要加強(qiáng)對(duì)“油改氣”汽車(chē)消防安全知識(shí)的宣傳，引導(dǎo)用戶購(gòu)買(mǎi)已獲生產(chǎn)許可證、正規(guī)廠家的產(chǎn)品，選擇專(zhuān)業(yè)維修單位進(jìn)行保養(yǎng)維修，停放時(shí)遠(yuǎn)離火源和可燃物，定期對(duì)鋼瓶進(jìn)行檢查、維護(hù)、保養(yǎng);指導(dǎo)用戶提高產(chǎn)品防火安全技術(shù)性能，將有關(guān)防火知識(shí)內(nèi)容寫(xiě)入產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū);指導(dǎo)安裝企業(yè)和用戶進(jìn)行使用前的消防安全培訓(xùn);指導(dǎo)維修企業(yè)和用戶在維修、保養(yǎng)車(chē)時(shí)選用與車(chē)相匹配、質(zhì)量可靠配件。交通、消防部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)“油改氣”車(chē)輛司機(jī)的消防安全培訓(xùn)。

2.3 排放性。排放性就是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放以及噪音。在發(fā)動(dòng)機(jī)的熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程中，因?yàn)槿紵傻膶?duì)環(huán)境有污染的有害物質(zhì)直接的限制標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動(dòng)機(jī)表面對(duì)外輻射的噪聲以及由發(fā)動(dòng)孔排氣管向大氣環(huán)境排出的有害物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為有害排放物。對(duì)于汽油機(jī)排出的尾氣，有害排放物主要是一氧化碳，碳化氫和一氧化氮。而燃燒天然氣的排放物是二氧化碳、一氧化碳和很少的二氧化硫。由發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性可知，當(dāng)天然氣過(guò)多，空氣的進(jìn)入量較少，天然氣無(wú)法充分燃燒，導(dǎo)致一氧化碳的生成;當(dāng)混合氣過(guò)稀，即天然氣的含量少，氧氣的含量多，天然氣充分燃燒，生成的產(chǎn)物不會(huì)對(duì)大氣造成危害，但是熱能會(huì)降低。天然氣中含有雜質(zhì)，在充分燃燒后，會(huì)有少量的二氧化硫生成。天然氣燃燒之后，不會(huì)像汽油一樣產(chǎn)生氮氧化物。當(dāng)汽車(chē)油改氣之后，為了配合天然氣的理化性質(zhì)，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)，使得天然氣可以釋放更多的熱能，但是隨之而來(lái)的是勢(shì)必會(huì)造成在燃用汽油時(shí)出現(xiàn)的爆燃或者提早造成發(fā)動(dòng)機(jī)配件的損壞，使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境遭到破壞。更重要的是，油改氣之后再使用汽油時(shí)會(huì)造成汽油無(wú)法充分燃燒，導(dǎo)致尾氣排放的氣體中含有大量的氮氧化物等一些對(duì)大氣有害的污染物。

2.4 裝置保養(yǎng)。駕駛“油改氣”汽車(chē)一定要進(jìn)行定期的裝置保養(yǎng)，由于所用燃料的特殊性質(zhì)，每間隔半個(gè)月就應(yīng)該對(duì)氣罐進(jìn)行一次全面的漏氣檢驗(yàn)。檢查方法是將混有洗潔精的清水充分搖晃后，涂到車(chē)的開(kāi)關(guān)和減壓閥等接頭處，一旦發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出的情況，就說(shuō)明該車(chē)的天然氣存在泄漏問(wèn)題，這個(gè)時(shí)候就應(yīng)該將車(chē)送往專(zhuān)門(mén)汽修部門(mén)進(jìn)行檢查修理。

2.5 油改氣實(shí)施的條件。適合油改氣的汽車(chē)滿足以下基本條件：①年油費(fèi)1萬(wàn)以上，油費(fèi)過(guò)低，油改氣的經(jīng)濟(jì)價(jià)值不明顯;②新車(chē)價(jià)格在20萬(wàn)以內(nèi)汽車(chē)，價(jià)格昂貴的汽車(chē)進(jìn)行油改氣，會(huì)明顯消弱動(dòng)力性的體驗(yàn);③不是缸內(nèi)直噴，目前國(guó)內(nèi)缺乏缸內(nèi)直噴汽車(chē)的油改氣技術(shù)。以上條件，前兩個(gè)是參考性的條件，第三個(gè)是硬性的條件。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)油改氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理進(jìn)行了解釋?zhuān)治隽似?chē)油改氣之后動(dòng)力性不足的真正原因，及可能存在的排放性問(wèn)題。提出了加裝高能點(diǎn)火線圈、進(jìn)氣增壓器和提升天然氣的活性來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的方法。由于油改氣技術(shù)目前還不是很成熟，改裝技術(shù)也不統(tǒng)一，造成各種油改氣汽車(chē)事故頻發(fā)、維修困難，致使相當(dāng)一部分汽車(chē)擁有者對(duì)油改氣望而卻步。另一方面，國(guó)家也鼓勵(lì)使用原裝天然汽車(chē)，油改氣技術(shù)面臨極大的挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張德政等.汽車(chē)“油改氣”市場(chǎng)需求分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015（7）：14-14.

[2] 2018年中國(guó)天然氣汽車(chē)保有量及天然氣加氣站建設(shè)態(tài)勢(shì)分析[E/OL].

[3] 吳敏.汽車(chē)油改氣效果保障措施及方法[J].汽車(chē)工程師，2010（09）：39-42.

[4] 李紅.汽車(chē)油改氣改裝技術(shù)淺析[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2018，44（11）：102-104.

[5] 王茂文.油改氣汽車(chē)易熄火的維修與分析[J]河北農(nóng)機(jī)，2015（01）：53-54.

[6] 明平順.汽車(chē)構(gòu)造[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2016：15-18.

[7] 林學(xué)東.發(fā)動(dòng)機(jī)原理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014：77-90.