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CNG汽车的结构与原理曾祥熙(南充石油机械厂、四川华油NGV开发公司)压缩天然气、汽油两用燃料汽车(简称CNG汽车),就是采用定型的汽油汽车改装,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",可燃用压缩天然气,也可燃用汽油,油气两种燃料转换非常方便。
"车用压缩天然气装置"由以下三个系统组成。
1.天然气储气系统:主要由充气阀、高压截止阀、天然气贮气瓶、高压管线、高压接头、压力传感器及气量显示器等组成。
2.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、混合器等组成。
3.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、汽油电磁阀等组成。
一、车用压缩天然气装置工作原理目前,我国在用的CNG汽车,有机械控制式与机电控制式两大类,"NCNG型车用压缩天然气装置"属于后者,为国内外使用最多,并较为先进的一种装置。
现重点介绍该装置的结构原理,同时也介绍相关的其它类型装置。
NCNG型车用压缩天然气装置工作原理方块图如下:该系统分天然气气路、汽油油路与控制电路三大部分。
充气站将压缩天然气,通过充气阀充入贮气瓶至20MP。
当使用天然气作燃料时,手动截止阀打开,安装在驾驶室内的油气燃料转换电开关,汽油电磁阀关闭,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。
该减压调节器装置为三级组合式结构,可将不高于20MPa的压缩天然气逐级减压至负压,再通过低压管路、动力阀进入混合器,并与经空气滤清器进入的空气混合,经化油器通道进入发动机气缸燃烧。
混合器就是一个根据文丘里管原理设计的部件,可将发动机进气道的真空度传递到减压调节器内,直接调节天然气的供给量。
减压调节器与混凝合器相匹配,根据发动机的各种不同工况产生不同的真空度,自动调节减压调节器的供气量,并使天然气与空气均匀混合,满足发动机不同工况的使用要求。
动力阀就是一个调节天然气管道截面积的装置,可调节混合气的空燃比,使空燃比达到最佳状态。
一潍柴天然气发动机结构及工作原理潍柴天然气发动机是一种使用天然气作为燃料的发动机，具有结构简单、性能稳定、燃烧效率高等优点。
本文将介绍潍柴天然气发动机的结构及工作原理。
潍柴天然气发动机的结构主要包括气缸体、活塞、连杆、曲轴、气门机构和燃烧系统等部件。
气缸体是发动机的主体，其内部设有气缸，用于放置活塞和燃烧室。
活塞通过连杆与曲轴相连，曲轴负责将活塞的往复运动转化为旋转运动，并驱动其他设备工作。
气缸内装有气门机构，包括进气阀和排气阀，用于控制气缸内气体的进出。
燃烧系统包括点火系统和供气系统，点火系统用于点燃混合气体，供气系统则负责为燃烧提供所需的天然气。
潍柴天然气发动机的工作原理是通过气缸内的往复活塞运动，完成吸气、压缩、燃烧和排气四个过程。
首先，活塞向下运动时，在曲轴的带动下，气缸内的混合气体通过进气阀进入；接着，活塞向上运动时，进气阀关闭，将混合气体压缩；然后，在活塞运动到上止点时，点火系统触发点火，将混合气体燃烧，产生高温高压燃烧气体；最后，活塞再次向下运动，打开排气阀，将燃烧废气排出气缸。
潍柴天然气发动机的燃烧过程相较于传统的汽油发动机更为高效。
天然气燃烧时不含硫、铅等杂质，可以减少尾气排放。
而且，天然气的着火点低，燃烧速度快，能够提供更高的爆发力。
此外，天然气的分子结构简单，燃烧后不会在发动机内部产生积碳，降低了发动机的维护成本。
总结起来，潍柴天然气发动机具有结构简单、性能稳定、燃烧效率高等优点。
通过气缸内的往复活塞运动完成吸气、压缩、燃烧和排气四个过程。
与传统汽油发动机相比，潍柴天然气发动机在环保性、经济性方面更具优势。
天然气发动机的基本组成结构
天然气发动机的基本组成结构
与柴油发动机一样，天然气发动机也是一种构造比较复杂的能量转换机器，有许多机构和系统组成，主要包含有以下机构和系统组成：
1，机体和气缸盖组件
2，曲柄连杆机构
3，配气机构和进排气系统
4，燃气供给系统
是由天然气稳压装置、调压阀、燃气滤清器、燃气控制阀与电磁阀、混合器等部件组成。
其功用是将燃气进行滤清、净化，并稳定其压力，以一定流量送往燃气进气通道，使其与空气均匀混合，送入气缸内，实现燃烧过程。
5，点火装置
是由磁电机和点火控制器、点火线圈和火花塞等部分组成。
其功用是按天然气发动机的工作过程要求，利用高压发电作用，定时地在燃烧室内产生火花，用以点燃空气—天然气混合期，使其燃烧、做功。
6，调速控制系统
是指调速器及其附加装置。
其功能是在外界负荷发生变化时，自动控制燃气进气量，以保证其转速基本不变。
7，润滑系统
8，冷却系统
9，启动系统
10，操作与安全保护装置。
CNG汽车的结构与原理一、CNG汽车结构1.发动机改装型发动机：这种发动机是将传统的汽油发动机进行改装，使其能够燃烧压缩天然气。
改装型发动机需要在汽缸头部增加一个喷射器，用来将压缩天然气喷入到燃烧室中。
同时，还需要对发动机的控制系统进行适当的调整，以便更好地适应CNG作为燃料的特性。
专用型发动机：这种发动机是专门为CNG汽车设计的，具有更高的燃烧效率。
相对于改装型发动机，专用型发动机通常采用了更高的压缩比，从而提高了燃烧室中的压力和温度，使得燃料更加完全燃烧。
同时，专用型发动机还具有更好的气缸盖和活塞等部件设计，以适应CNG高爆发性的特点。
2.燃料系统燃料储存：CNG汽车的燃料以高压方式储存在气瓶中。
气瓶通常采用轻量化和高强度材料制作，如碳纤维增强复合材料等。
气瓶具有良好的密封性能，以保证燃料的储存安全。
燃料供给：CNG汽车的燃料供给是以压缩天然气从气瓶中取出，并送入到发动机中进行燃烧。
供给过程中需要引入空气和控制燃料的加量，以确保发动机正常运行。
压力调节：由于CNG燃料以高压储存，所以需要进行压力调节，将气瓶中高压的燃料降压到发动机所需的适当压力。
压力调节器通常也具有安全阀功能，以确保系统安全。
二、CNG汽车工作原理1.燃料供给CNG汽车的燃料由气瓶中取出，并通过燃料供给系统输送到发动机。
在供给过程中，需要给燃料加入适量的空气，以保证燃料能够充分燃烧。
燃料供给的过程需要由燃料控制单元（Fuel Control Unit）进行控制，确保燃料的供给量和时间。
2.燃料燃烧在燃料燃烧室中，CNG燃料与空气混合后被点燃，产生高温高压的气体。
CNG的爆发性比汽油更好，能够更快更充分地释放热能。
专用型CNG发动机的高压缩比和设计优化，使得燃料能够更好地燃烧，提高燃烧效率。
3.能量转化燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，转化为曲轴的旋转运动。
曲轴通过连杆将活塞的线性运动转化为轴的旋转运动，进而通过传动系统传输动力，推动车辆行驶。
文件编号：TP-AR-L2021In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编订：_______________审核：_______________单位：_______________预混合点燃式天然气发动机燃料供给与控制系统(正式版)预混合点燃式天然气发动机燃料供给与控制系统(正式版)使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。
根据汽车发动机各种工况，提供合适的混合比和合适的混合气量是天然气发动机燃料供给与控制系统的根本任务。
控制天然气与空气的混合气流量有许多办法，例如时间控制，即天然气流道截面积不变，控制流通时间；控制截面积法，即流通时间不变，改变天然气流道截面积；还有压力控制，即改变压差从而改变天然气流量。
下面以典型示例分别加以介绍。
一、机械式混合器图4-12所示为美国IMPCO混合器的示意图。
在进空气的管道1中接入一个燃料气管(虚线部分)，在混合室处燃料气管横置，两端有两个锥形阀，锥形阀装在膜片总成4中。
膜片上有小弹簧3。
燃料气由中心管进入，空气则沿着膜片阀所控制的环形气道进入。
当混合器不工作时，两边的膜片在弹簧3的作用下与混合器体5的混合室的侧面贴紧，并带动锥形阀堵住燃料气进气管口。
当发动机开始工作时，活塞吸气所造成的负压传到膜片处，并通过膜片座上的水平小孔将负压传到膜片弹簧的一侧，使得盖2空间内的压力降低。
CNG汽车的结构与原理曾祥熙（南充石油机械厂、四川华油NGV开发公司）压缩天然气、汽油两用燃料汽车（简称CNG汽车），是采用定型的汽油汽车改装，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"，可燃用压缩天然气，也可燃用汽油，油气两种燃料转换非常方便。
"车用压缩天然气装置"由以下三个系统组成。
1．天然气储气系统：主要由充气阀、高压截止阀、天然气贮气瓶、高压管线、高压接头、压力传感器及气量显示器等组成。
2．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、混合器等组成。
3．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、汽油电磁阀等组成。
一、车用压缩天然气装置工作原理目前，我国在用的CNG汽车，有机械控制式和机电控制式两大类，"NCNG型车用压缩天然气装置"属于后者，为国内外使用最多，并较为先进的一种装置。
现重点介绍该装置的结构原理，同时也介绍相关的其它类型装置。
NCNG型车用压缩天然气装置工作原理方块图如下：该系统分天然气气路、汽油油路和控制电路三大部分。
充气站将压缩天然气，通过充气阀充入贮气瓶至20MP。
当使用天然气作燃料时，手动截止阀打开，安装在驾驶室内的油气燃料转换电开关，汽油电磁阀关闭，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。
该减压调节器装置为三级组合式结构，可将不高于20MPa的压缩天然气逐级减压至负压，再通过低压管路、动力阀进入混合器，并与经空气滤清器进入的空气混合，经化油器通道进入发动机气缸燃烧。
混合器是一个根据文丘里管原理设计的部件，可将发动机进气道的真空度传递到减压调节器内，直接调节天然气的供给量。
减压调节器与混凝合器相匹配，根据发动机的各种不同工况产生不同的真空度，自动调节减压调节器的供气量，并使天然气与空气均匀混合，满足发动机不同工况的使用要求。
动力阀是一个调节天然气管道截面积的装置，可调节混合气的空燃比，使空燃比达到最佳状态。
YF-ED-J1501
可按资料类型定义编号
预混合点燃式压缩天然气发动机汽车的构成与总体
布置实用版
Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements.
（示范文稿）
二零XX年XX月XX日
预混合点燃式压缩天然气发动机汽车的构成与总体布置实用版
提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。
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目前预混合点燃式压缩天然气汽车大多数具备压缩天然气、汽油两用燃料系统，这主要是由于压缩天然气供应网络不健全和压缩天然气汽车续驶里程小的缘故。
尽管已经有只使用天然气为单一燃料的汽车在运行，考虑到大多数CNG汽车是两用燃料汽车，因此还是以这一类型汽车为例介绍其构成与工作。
一、预混合点燃式压缩天然气汽车的基本组成与功用
CNG汽车采用定型汽油车改装，在保留
原车供油系统的情况下，增加一套“CNG型车用压缩天然气装置”。
图4-1是国产天然气—汽油两用燃料汽车改装系统示意图。
改装部分由以下三个系统组成。
(1) 天然气储气系统主要由充气阀、高压截止阀、天然气气瓶、高压管线、高压接头、压力表、压力传感器及气量显示器等组成。
(2) 天然气供给系统主要由天然气高压电磁阀、三级组合式减压阀、混合器等组成。
(3) 油气燃料转换系统主要由三位油气转换开关、点火时间转换器、汽油电磁阀等组成。
充气阀实际上是一个单向截止阀，它可与天然气压缩气站售气机充气枪对接为CNG气瓶充气。
高压天然气气瓶和汽油箱一样是车载天然气的存储装置，根据车型和气瓶容量的大小，汽车上可携带一个或多个气瓶，气瓶之间串联在一起。
天然气气瓶的瓶口处安装有易熔塞和爆破片两种保安装置，当气瓶温度超过100℃或压力超过26MPa时，保安装置会自动破裂卸压。
每个气瓶都有阀门可分别关闭，总出口还设有一个高压截止阀。
油气转换开关和天然气高压电磁阀、汽油电磁阀共同构成了燃料转换的控制，由油气转
换开关决定两个电磁阀的通断，决定发动机以汽油还是天然气为燃料运行；压力表、压力传感器和气量显示器起压力显示作用；CNG汽车以天然气作燃料时，天然气经三级减压后。
通过混合器与空气混合进入气缸。
压缩天然气由额定进气压力20MPa减为负压，其真空度为49～69kPa。
减压阀与混合器配合可满足发动机不同工况下混合气的浓度要求。
减压阀总成设有怠速电磁阀，供发动机怠速用气。
减压过程中要膨胀做功对外吸热，因此在减压阀上还设有利用发动机循环水的加温装置。
点火时间转换器由电路系统自动转换两种燃料时不同的点火提前角。
燃料转换开关上还设有供发动机起动的供气按钮。
在国外，已有用柴油车改装成燃用单一CNG
的汽车，其改装系统则更加简化，不需油气转换系统。
二、预混合点燃式压缩天然气汽车的总体布置
车用压缩天然气系统在整车上的布置要求如下：
1. 天然气气瓶
气瓶应安装在汽车的安全部位，不得影响汽车行驶性能。
气瓶与固定卡子间应垫胶垫，安装必须牢固。
气瓶固紧后，沿汽车纵向施加8倍于气瓶质量的力，不得发生位移或松动。
根据各车型具体情况，例如卡车，气瓶可安装在汽车车架旁车梁下、副梁上或驾驶室与车箱之间；小轿车一般放置在行李箱中；大客车可安装在车顶或车的地板下方，见图4-2、图4-3、图4-4。
2. 高压管线
高压管线用卡套式高压接头与气瓶连接，气瓶间及靠近减压阀处管线应有抗震弯曲，管线固定卡子间距不得大于600mm，卡子及穿越孔板处应安装橡胶垫。
安装在驾驶室、载人车厢或行李厢的气瓶或管线接头，必须设置能将泄漏气体排出驾驶室或车厢外的通风口等装置。
3. 减压阀
减压阀安装在振动较小的驾驶室前挡板或发动机的其它地方，减压阀膜片应平行于地面，远离排气管和其它热源，尽可能与化油器
靠近。
减压阀装好后，将发动机循环水接到减压阀水道上。
4. 其它附件
①安装高压截止阀、压力表、连接高压管线；
②安装混合器与低压管线，连接减压阀及混合器；
③在化油器和输油泵之间安装汽油电磁阀，注意电磁线圈应向上；
④在适当位置安装充气阀。
5. 安装电器部件
根据选用电器部件的多少，按接线图进行接线和安装。
①在驾驶室内便于操作和观察的位置，安装燃料转换开关及气量显示器，在适当
的位置安装点火时间转换器。
②按电路图连接所有电器线路，注意电器部件良好搭铁。
