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捷达捷达 CNGCNG－汽油两用燃料车－汽油两用燃料车一汽－大众售后服务科北京恩吉威公司 2003 年 11 月培训内容 一、天然气及其特性 二、天然气汽车 三、CNG 供给系统 四、JETTA 电喷车燃气系统的匹配 五、Dream XXI 燃气喷射系统 六、用户使用注意事项 七、故障诊断和判断 一、天然气及其特性 用途广泛的天然气用途广泛的天然气●我国有非常丰富的天然气资源；●基于能源的综合利用和环境保护的 需要，世界上许多国家和地区在汽车上推广使用天然气为燃料；●在汽车上应用天然气已 有数十年的历史；●初期基本为在用车的改装；●gov-ern-ment 推广力度的加大，各汽车 厂纷纷推出天然气汽车车型天然气天然气——Natural Gas，简称 NG 天然气的主要成分 为甲烷（CH4）甲烷的特性决定了天然气的性能产地不同，天然气中的甲烷含量不同 天然气的特性天然气的特性 1、比重：常温、常压下的甲烷、天然气以及与空气的比值： 天然气比重小于空气，当从 储存容器、管道中泄漏出来后，天然气将向上移动，扩散到空气中 2、热值：热值是指单位重量或体积的燃料完全燃烧后产生的热量，分为高热值和低热值。

天然气主要成分的热值： 汽油的低热值为 4.44X104kJ／kg天然气的单位重量热值高于 汽油按体积计量计算，１立方米天然气的热值高于一升汽油的热值 3、状态、沸点：在常温、常压下，天然气为气体状态；甲烷的沸点-162°C，在此温度以 上，天然气呈气态由于非常低的沸点，天然气非常难于液化，一般采用气体状态储存和 输送天然气 4、颜色、味道和毒性甲烷（天然气）是一种无色、无味的物质，且没有毒性；天然气在空 气中的浓度较高时，对人体有一定的麻醉作用为便于识别其在空气中的存在，在生产过 程中添加了少量的臭味剂(硫醇、硫醚等物质） 5、点火（爆-炸）极限：气态的天然气与空气形成混合气，混合气浓度在一定范围内时能 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% 6、理论空燃比：单位重量（或体积）燃料完全燃烧需要的空气重量（或体积）即为该燃料 的理论空燃比；汽油、甲烷的（重量）理论空燃比分别为 14.7、16.7相同质量的燃料完 全燃烧，天然气需要更多的空气按照体积计算，天然气的理论空燃比约为和 10：1。

7 、辛烷值：辛烷值是燃料抗爆震燃烧的能力，辛烷值越高，表示抗爆性越好，发动机可 以采用更高的压缩比目前使用的汽油辛烷值一般为 90、93天然气的辛烷值一般在 120—130 之间，其抗爆性要好于汽油 8、自燃温度：在没有外界火源的条件下，由于天然气内部的氧化、本身温度或介质温度变 化而引起天然气自行着火燃烧，天然气自行着火燃烧的最低温度即为自燃温度；天然气的 自燃温度为 630—730 度；汽油的自燃温度为 220—471 度；较高的自燃温度表明天然气的 安全性好于汽油 9、起燃方式：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工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 车用天然气技术要求 天然气的储存 常温、常压下的天然气密度非常低，为有效的储存天然气，一般采用以下方式储存天然气， 以提高天然气的储存压力： 1、压缩天然气——Compressed Natural Gas 简称 CNG（压缩天然气） ，汽车上使用的 CNG 的最高压力为 20MPa（相当于将天然气压缩 200 倍） ； 2、液化天然气——Liquefied Natural Gas 简称 LNG（液化天然气） ，液化后的天然气的密 度是常温、常压下的气态天然气密度的 625 倍； 3、吸附天然气——Adsorbed Natural Gas 简称 ANG（吸附天然气） ，储存的能量密度介于 CNG 和 LNG 之间，且储存压力大为降低（在 4MPa 左右） 。

二、天然气汽车 天然气汽车的分类（按储存方式分） 1、压缩天然气汽车——Compressed Natural Gas Vehicle 简称 CNGV，储存的天然气量相 对较少，且储存容器的重量造成整车重量增加很多 2、液化天然气汽车——Liquefied Natural Gas Vehicle 简称 LNGV，天然气的储存密度 大为增加，但整车成本增加很多，且储存容器的热交换，造成容器内的压力升高，在一定 条件下，将向外界排出天然气，以避免容器内的压力升高，，保证安全使用 3、吸附天然气汽车——Adsorbed Natural Gas Vehicle 简称 ANGV，天然气储存的一个 研究方向，目前还没有成熟的产品投入商业使用 天然气汽车分类（按使用燃料种类） 1、单一燃料的 CNG 汽车： 使用按照 CNG 特性设计的发动机，整车性能大为提高，但由于使用条件的限制，使用量较 少，单车成本高； 2、汽油—CNG 两用燃料汽车： 在汽油车的基础上增加 CNG 系统而成的既能使用 CNG、又能使用汽油的两用燃料车；目前 广泛使用，改装方便、成本低，但整车性能下降较多 3、柴油—CNG 双燃料汽车： 在柴油车上增加 CNG 系统而成的能够单独使用汽油，又能使用 CNG—柴油混合燃料的双燃 料车。

控制较为复杂，天然气的替代率低、成本相对较高 天然气汽车特点 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，CO2 排放量比汽油少 25% 左右，有利于保护全球的环境质量发达国家基于天然气的这一特性，将天然气确定为真 正的清洁燃料而加于推广使用 2、经济性： 维护费用：天然气不会稀释润滑油，燃烧后没有积碳，可减少发动机磨损，延长润滑油更 换周期，维护保养费用低，延长发动机寿命，； 燃料费用：按 1 立方米天然气相当 1.1 升汽油计算，可减少燃料费用 50%以上使用 CNG 作为汽车燃料，可大大降低燃料费用 3、动力性： 目前的 CNG 车基本是在汽油车上增加 CNG 系统而成的两用燃料车，发动机的压缩比、点火 系统、进气系统等均没有变动，使用 CNG 时的性能没有得到充分发挥； 天然气的理论空燃比为 10：1，在进入发动机时，天然气将占有约 10%的体积空间，导致吸 入发动机的空气量减少约 10% ，进气效率下降，从而引起动力性的下降；天然气性质稳定，燃烧速度慢，点燃需要更多的能量； 与使用汽油相比，使用 CNG 时的动力性约下降 15%。

4、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： 储气瓶必须有指定的专业厂家生产； 储气瓶的承压能力是 CNG 工作压力的数倍； 每一支储气瓶出厂之前必须进行检验； 储气瓶发上设有安全阀、手动截止阀，保证安全使用和便于维护；减压器上设有安全阀， 保证在系统出现故障时的安全性； 天然气性质稳定，密度小，自燃温度温度高，安全性好于汽油燃料 国内外的使用经验表明，因 CNG 系统发生的安全事故要远低于汽油车、柴油车 5、续驶里程：压缩储存天然气，储存燃料的能量密度低，相同体积的储存容器，续驶里程 仅相当于汽油的 1/4，且储存容器的重量大，导致整车自重增加对于小型车，在设计时 考虑到自重增加的限制，以及车上有限的空间，不允许安装过多的天然气储气瓶，使用天 然气的续驶里程较少 三、CNG 供给系统 CNG 供给系统分类 1、混合器方式的开环供给系统：类似于汽油机化油器技术的 CNG 系统，利用发动机的真空 度进行供气，使用在化油器式汽车上； 2、混合器方式的闭环供给系统：在开环拱给系统的基础上增加闭环控制系统而成，应有在 电喷车上； 3、CNG 燃料喷射系统：完全不同于以上两种系统，供气方式由依靠发动机真空度的被动供 气发展到利用燃料的压力主动供气。

CNG 燃料喷射系统 1、燃料喷射点数划分： 单点喷射、多点喷射； 2、燃料喷射时间划分： 同时喷射、顺序喷射； 3、喷射燃料位置划分： 缸内喷射、缸外喷射 普遍采用的 CNG 燃气系统 目前，国内外的电喷车上普遍采用混合器方式的闭环控制系统； 采用混合器方式的闭环控制系统匹配的两用燃料车，其动力性、排放性能、燃料经济性等 指标基本能够满足国家有关标准的规定和使用的要求，系统稳定性和性能的一致性难于保 证 四、JETTA 电喷车燃气系统匹配 JETTA 电喷车使用混合器方式的闭环控制系统存在的主要问题 解决存在问题的办法 1、回火问题：采用燃气喷射技术，消除产生回火的外界条件（可燃混合气在进气管内的聚 集） ，从而基本解决回火问题 2、模拟信号问题：由固定模式的模拟信号，改为采用随 ECU 控制的喷油时间的趋势而变 化的动态模拟信号 针对 JETTA 电喷车的特殊性而开发的 Dream XXI 燃气喷射系统 针对 JETTA 电喷车的特殊性，北京恩吉威公司联合意大利 OMVL 公司，经过长达三年的研 究、开发，推出满足 JETTA 电喷车特殊需要的 Dream XXI 燃气顺序喷射系统。

在一汽大众 有关部门的支持下，经过近一年的试验工作，北京恩吉威公司完成了 Dream XXI 燃气喷射 系统与捷达电喷车的匹配工作，匹配后的 CNG —汽油两用燃料车的动力性、排放性能、燃 料经济性通过一汽-大众的试验，结果符合有关标准、法规和一汽-大众的规定，正式得到 一汽-大众产品部的认可，取得与 JETTA 车配套的资格 五、Dream XXI 燃气喷射系统Dream XXI 燃气喷射系统组成 按照完成的功能划分，Dream XXI 燃气喷射系统可分为两个部分： 1、CNG 供给系统：充装、储存天然气，并向发动机输送天然气，对 CNG 压力进行调节，并 执行天然气的分配和喷射 2、CNG 供给控制系统：根据输入的各个发动机工作信号，对天然气的工作过程进行控制； 1、 CNG 供给系统 CNG 供给系统基本功能 1、有效储存 CNG 2、充装 CNG 3、向发动机供给 CNG 4、截止 CNG 的供给 5、过滤 CNG 中杂质 6、CNG 状态调节 7、燃料向发动机的定时分配 8、安全保护功能 CNG 供给系统组成 1、储气瓶 2、储气瓶阀 3、导气管路 4、充气阀 5、供气（充气）管路 6、减压器 7、低压管路 8、高频电磁阀组 9、分配管路 CNG 供给系统流程 CNG 储气瓶 CNG 储气瓶——储存 CNG 的容器； CNG 储气瓶一般为中间圆柱体、两端椭圆形结构，在一端有钢瓶阀接口，整体为无缝 结构； CNG 储气瓶种类 1、钢瓶—由无缝钢管经特殊工艺加工而成，重量大，价格便宜，不适合在小型车上使 用； 2、复合材料气瓶—钢质和铝合金内衬，外部环向、纵向缠绕玻璃纤维或碳纤维。

与钢 瓶相比，重量约少 30％—50％，但价格较高主要类型有整体缠绕和半缠绕等几种类 型 JIEDA 电喷车使用的储气瓶 1、储气瓶一般布置在行李箱的里端； 2、根据 JIEDA 车行李箱的容积，匹配了水容积为 50 或 55 升的储气瓶 按照最大充装压力 20MPa 计算，50 和 55 升储气瓶的最大充装量为 10 和 11 立方米天然 气 （标准状态下） 充气阀 1、充装 CNG 时，与加气枪连接的接口； 2、充气阀结构：快装式、插销式； 3、根据不同地区的要求，JETTA 两用燃料车采用快装式或。