，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进，
目前在工程上可实现的新能源汽车技术包括：混合动力、
进入21世纪以来，天然气被认为是最为实现和技术上比较成熟的车用汽油
、
压缩天然气（Compressed Natural Gas,简称CNG）汽车
是指将输气管内相对低压的天然气通过压缩系统压缩到
（20.7—24.8 MPa）的压力的天然气。经压缩后的天然
重 量 以千克为单位）或当量汽油升（GLE，以与汽
计量，加注到汽车的车载高压气瓶中作为汽车
CNG）是一种无色透明、无味、高热量、比
好，不稀释润滑油，能够延长发动机使用寿命。
液化天然气（Liquefied Natural Gas ,简称LNG）汽车
，是天然气经过预处理，脱除重烃、硫化物、二氧化碳和水等
-162℃，形成液态的天然气（LNG）。以液化天然气
LNG）作汽车燃料的车辆，称为LNG汽车，对在用车来讲，将定型汽
在保留原车供油系统的情况下，增加一套专用液化天然气装
LNG汽车。也有直接从工厂出来的单一的LNG汽车。
立方米体积液化天然气（LNG）可以转化为625立方米标准状态
1吨液化天然气可以转化为1350立方米标准状
（1）天然气汽车具有保护环境，经济，安全的特点
(a)花等有害物质。这些有害物
年6月份出现了较大范围的光化学烟雾;广州市空气污染程度超过了国
1.6倍，并已出现光化学烟雾污染的先兆。根据环保部门统计，城
61%、55%、87%。汽车排出尾气是大气污染的最大
1994年80万辆汽车计，每天向空气中排放2200吨一氧化
110吨氮氧化物、300吨碳氢化合物。因此，目前城市对汽车尾气的问
我国是发展中国家，目前汽车工业迅速发展，北京市1994
80万辆，目前每年以净增10万辆的速度发展;西安市1995年
10000交汽车1000辆，估计计“9.5”期间，出租汽车15000
3000辆。全国各地迅速发展的汽车，已使得对油品的需求急
(CNG)和液化石
(LPG)燃料被认为是目前最适宜的。天然气汽车比汽油、柴油为燃料的
199年10月实验，
(LPG)后，怠速排放物符合GB14761.5一
标准;较燃用汽油怠速工况下一氧化碳下降96%，碳氢化合物下降35%。天
130左右，超级汽油的辛烷值仅在96左右。所以
（2）天然气汽车具有延长寿命
燃烧室壁以及汽缸壁表面温度为200～300℃，火
20～30m／s，能保持此温度原因之一是这些壁面形成一种
4000℃以上，燃烧产物将分解出CO，
，O2，NO及游离碳，已不能燃烧而排气冒烟，排气温度过高形成热损失，
3．6mg／h，严重爆震时为98mg／h，约为正常
27倍，对发动机各部件有严重磨损。而压缩天然气辛烷值大
120，高于汽油，即使高档汽油其辛烷值也只有97。压缩天然气进入空气
3
）天然气对汽车发动机的改造
单燃料专用发动机该种发动机以天然气为单一燃料，是在充分发挥
双燃料发动机改造技术该类型发动机是在原有发动机基础上增设了
下降幅度为10％～20％，其原因主要在于单位时间内输入发动机的燃
通过适当增大发动机压缩比，可使其动力性能得以提高，
5％左右，
排放性能：天然气汽车的环保效应已经得到了大家的认可。
、经济性：天然气不会稀释润滑油，燃烧后没有积碳，可减少发动机
,出租车烧油可能30万公里左右需要大修一次，而天然气汽车有
100万公里了还没大修过；
1立方米天然气相当1.13升汽油计算，可减少燃
50%以上。使用CNG作为汽车燃料，可大大降低燃料费用。笔者所在
90%以上。
、动力性：目前的CNG气车基本是在汽油车上增加CNG系统而成的两
CNG
10：1，在进
10%的体积空间，导致吸入发动机的空气量减
10% ，进气效率下降，从而引起动力性的下降；天然气性质稳定，燃烧
CNG时的动力性约下
10-15%。
、安全性：系统的每一个部件的设计、生产、检验充分考虑了安全性：
CNG工作压力的数
CNG系统发生的安全事故要远低于汽油
、续驶里程：压缩储存天然气，储存燃料的能量密度低，相同体积的
1/4，且储存容器的重量大，导致整车
200公里左右。
汽车的结构与原理
CNG汽车），是采用定型的汽油
在保留原车供油系统的基础上，增加一套"车用压缩天然气装置"，
"车用压
"由以下三个系统组成。
．天然气储气系统：主要由充气阀、高压截止阀、天然气贮气瓶、高
．天然气供给系统：主要由天然气滤清器、减压调节器、动力调节阀、
．油气燃料转换系统：主要由油气燃料转换开头、天然气电磁阀、汽
CNG
"NCNG型车用压缩天然气装置"
型车用压缩天然气装置工作原理分天然气气路、汽油油路和控制电
通过充气阀充入贮气瓶至20MP。当使用天然气作
贮气瓶内的20MPa高压天然气通过高压管路进入减压调节器减压。
20MPa的压缩天然气逐级
"油"的位置，此时天然气电磁阀关闭，汽
CNG汽车用晶体管电动油泵代替汽油电磁阀，其性能基
动机进排气管中安装温度、排放物成份、压力、流量等传感器，微机
经济性及最低的排放污染物。但该系统改装成本高、
427℃，天然气为650℃，天然气燃烧时火焰传播速度比汽油慢，
12-17℃。目前我们正在研制一
CNG汽车的发展方向。
．充气阀
Ф12的插销式
．贮气瓶
我国目前主要使用钢质气瓶，该瓶生产成本较低，
CNG汽车贮气瓶的发展方向。
1）天然气钢瓶目前，钢瓶由两种生产工艺制造，一种为无缝钢管两端
GB5099标
30CRMO高强度
优质钢。车用钢瓶额定工作压力为20MPa，
1.5倍额定工作压力的水压试验，气密性试验及内
2）瓶口装置
ZW27.8锥螺纹、锥度3：25，牙/吋（螺距1.814mm）。出气口为G5/8″
60°锥面密封。特别注意的是，天然气为可燃气体，因
100±5℃，膜片爆破压力为
倍额定充气压力。
．高压管线及高压接头高压管线采用不锈钢无缝钢管或其它车用高压天
我国目前采用的是φ6或φ8的1CR18NI9TI不锈钢无缝钢管。
．减压调节器减压调节器是CNG汽车核心和关键部件，它的性能好坏，
该装置按结构分为组合式和分体式两种，NCNG型减压
装置完善，功能齐全。该部件设置有以下机构：（1）
2）二级减压阀；（3）三级调节阀；4高压电磁阀5怠速电
6）天然气滤清器；（7）安全阀；（8）加温装置；（9）动力阀；
10）压力传感器。20MP a高压天然气经一级减压后压力为0.35-0.4MPa，
0.15-0.19MPa，三级调节后压力减为负压。下面将分别介
1）一级减压阀
使膜片向上动作，从而带动杠杆转动，
当减压室的气体向三级阀输出后，压力降到额定输出压力以下，
0.5-1mm左右。测试压力时，可将安全阀拆下，装上压力表接头和
0.3-0.4MPa。
2）二级减压阀
力弹簧为扭簧，可调节式，根据不同的车型，出口压力调节到
。另了个不同点是，杠杆为不可调节式，阀芯可微调其调节目
3）三级调节阀
在压力弹簧作用下，阀口又处于关闭状态。如此反复，
4）高压电磁阀
20MPa，并要保证最大流量40m3/h，如直接关闭，则
16W，工作电压为CD12V。该阀由电磁线圈、阀芯套筒、回位弹簧、电磁
通过销子连接为一体，先导阀销孔比销子直径大，
O型密封圈，电磁阀芯下端有密封胶垫。在电
O型密封圈坐落在阀座上，通道全部关闭。当电磁阀通电时，
不能直接把主通道打开，只能先打开先导阀的小孔，
5）怠速电磁阀
14W，工作电压
，由电磁线圈、电磁阀套筒、电磁阀芯、调节手柄总成和怠速气管等
起动、怠速的供气量，可由调节手柄改变阀芯的运动行程而调节，
1-1.5圈即可。（6）动力阀动力
调节螺钉的深浅可调节通气道的横截面积。由于空气通道的截面积不变，
则可调节混合器中燃气与空气的比例，简称空燃比。
10：1最理想。具体调节方法是：调整螺钉深浅，
CO含量为1-1.5%即可。
7）安全阀
1.3倍，即0.52MPa时，安全阀将自动排
8）加温装置
50：1，流量最大达到40m3/h，因此气体膨胀吸
．混合器
．汽油电磁阀和晶体管电动燃油泵
DC12V，功率为12W。汽油电磁阀上还有一个
．燃料转换开关
"油"位，接
"
"位，油、气电路均不接通；还有一个"气"位，接通天
然气电磁阀电路，
12V电源，黑
"气"位，发动机运转，棕色线能接收脉冲
．气量显示器
4只绿灯和1只红灯，全
1/4气量，若只有红灯亮，
12V电源，
CNG汽车，其主要技术性能根据改装部件的不同略有差别，
性能发动机功率不低于原车的85%
发动机最大扭矩不低于原车的90%
汽车最高车速不低于原车的90%
经济性能1立方米天然气可代替汽油1升以上
汽车怠速污染物排放
.天然气和液化石油气（以LPG）代替汽油作汽车动力燃料，在当今已是必
LPG汽车有如下优点：
．尾气排放中不含铅和苯，硫含量极微、与油相比，HC减少60－70％，CO
80～90％，NOx减少30—40％，CO2少20～30％，噪音降低40％，大大减
，天然气和L PG汽车的推
。
．抗爆震性好，辛烷值达103一11O，远高于汽油，有利于增大燃气压缩比提
．燃料以气态进人气缸，燃烧较充分，热效率高，积炭少，这使发动机的大修
30—40％，使润滑油更换周期延长50％，降低了维护费用和运行成本。
．采取了多项有效的的技术措施和设施，使燃气在完全密闭的系统中运行，比
LPG汽车从投入使用至今未见爆炸记录。
．比使用汽油便宜，具体经济指标须视当地天然气或LPG供应价与汽油价格之
LPG为例。大体上说，可使汽车用户省10—15％的燃料费，而对于
充气站的投资者来说，大约1年半能收回全部投资，推广LPG汽车是一项可
并不象附加尾气净化器或增加电喷反馈控制功能那样是
供一辆公共汽车的LPG量相当
50—70户居民用气量，而且前者经营成本低、利润高。通常用LPG、压缩
CNG）和液化天然气（LNG）的汽车统称天然气汽车。它们之间各有特
LPG汽车的特点是技术上最成熟，安全可
，LPG的供应方便。
气瓶组合阀门、蒸发（汽化）调压器、混合器及控制系统。
液化石油气气瓶及气瓶组合阀门。LPG气瓶组件由电焊接钢瓶、组合阀门、充
1．6兆帕时即可液化
蒸发（汽化）调压器。多数LPG蒸发调压器具有预热、蒸发和调压功能。用
LPG，蒸发气化并经减压后（接近大气压）供给发动机。在较
混合器。主要组件由混合器、功率阀、调节阀组成。根据汽车发动机各种工况，
/液化石油气混合比和合适的混合气量。大致有3种结构，即盘式
单燃料发动机汽车：发动机的燃料供给系统专为燃用LPG燃料设计，其结
LPG）汽车：当前大多数LPG车为
化油器式汽油车改装的两用燃料发动机。两用燃料指汽油和LPG。
电控燃油喷射系统的车辆改装为开环两用燃料的LPG汽车.
电控燃油喷射系统的车辆改装为闭环两用燃料的LPG汽车。液化石油气-柴油
-柴油双燃料发动机以通常的方式喷入少量柴油作
安全性高。天然气本身稍有泄漏，很快就
10%～20%左右。由于目前的天然气汽车是在原来的汽、
天然气是气态燃料，不容易储存和携带。为此，需要加
.醇类燃料汽车
CH3OH）
C2H5OH），都属于含氧燃料，以甲醇为燃料的汽车称为甲醇汽车，以乙
亦可以直接采用醇
5%～15%以下时可不更改发动机结构，已经正式投放市场。更大比例
。目前醇类汽车多使用乙醇与汽
.我国新能源汽车的发展概况
我国天然气资源丰富，分布广泛，海南、北京、上海、重庆等省市被列为国家
各地均在燃油汽车基础上研制开发改装了压缩天然气汽
山
—８０ｋＷ的ＰＥＭ燃料电池用 于轿车，而我国最大的ＰＥＭ燃料电池单
如比亚迪在２００５年上海车展
目前国内对压缩空气动力汽
五.各种新能源汽车的发展前景
在各种汽车代用燃料中，ＬＰＧ和ＣＮＧ最方便投入使用，而且目前已经具有
在中国这样的农业大国特别是一些农业大省，乙醇资源丰富，
蓄电池电动汽车的使用性能不如混合动
小的范围内应用于特定场合。燃料电池是目前技术条件下能量利用率最高的车用
能量转换效率高达６０％～８０％，是汽油机或柴油机的１．５～２倍，
二甲醚和合成柴油
但柴油车会在重