天然气发动机公交车节能技术探讨

西安市公共交通总公司第三公司 付 翠

天然气发动机公交车节能技术探讨

西安市公共交通总公司第三公司 付 翠

笔者是西安公交三公司276路驾驶员，驾驶以天然气为燃料的公交车已有二十多年，在驾驶过程中我发现，天然气发动机车辆在早晚气温低时动力增大，在中午气温高时动力减小；冬季温度低车辆动力增大，夏季温度高车辆动力减小；汽油发动机调整混合比可以准确找到怠速最高点，而天然气发动机在调整混合比时却找不到这个点，仅仅是一个渐变的过程。

1 气温变化对天然气发动机动力的影响

空气受环境温度的影响会发生明显的热胀冷缩现象，使得在相同体积内空气中的氧气含量发生变化，致使吸入发动机气缸内参与燃烧的氧气量也发生改变。由于天然气的密度低于汽油，使吸入发动机的新鲜空气质量减少，因此会出现在低温时空气密度增大，吸入气缸内的氧气量增加，发动机控制模块EMC根据传感器检测到氧气量的变化，通过延长供气时间以增加天然气量，这时气缸内的混合气量变大，压缩压力提高，热效率提高，出现冬季或早晚温度较低时发动机动力提高的现象。在高温时空气热膨胀，相同体积内空气中氧气含量减少，由于参与燃烧的氧气少，发动机控制模块EMC根据传感器检测到氧气量的变化，通过缩短供气时间来减少天然气量，这时气缸内的混合气量减小，压缩压力降低，便出现夏季或中午温度高时发动机动力下降的现象。

2 根据气温变化调节天然气发动机气量

天然气与空气的混合气具有很宽的着火极限，其过量空气系数的变化范围为0.6～1.8，可在大范围内改变混合比。通过提供不同成分的混合气实现稀薄燃烧，能有效降低发动机在部分负荷时的能量消耗与排放污染，同时天然气的研究法辛烷值为130，比汽油高得多，其抗爆燃性能非常好。根据天然气的这些性质，混合气的浓度应以氧气量为标准，使浓度始终徘徊在稀薄范围内以实现稀薄燃烧。在冬季低温时，空气中氧气含量多，应适当增大天然气气量，此时的混合气量增大，能够在实现稀薄燃烧的同时，充分发挥天然气抗爆燃性能好的特点，实现压缩压力提高、热效率提高，车辆动力增加，节省燃料；夏季高温时，空气中的氧气含量少，应减少天然气气量，实现稀薄燃烧，减少燃料的浪费。

3 调节天然气压力控制天然气气量

通过调节天然气减压器的压力，控制天然气气量找到最佳混合比。在秋冬季，气温逐渐降低，应增大气量，需调高减压器压力；在春夏季，气温逐渐攀升，应减小气量，需调低减压器压力。气温最高温度有变化时，应旋转天然气减压器调整螺钉，提高或降低减压器压力，平均最高温度每变化1摄氏度时旋转螺钉角度为7度。根据温度的变化，逐渐提高或降低减压器的压力，同时感受车辆动力的变化，观察燃料消耗的情况，将减压器压力调节到最节省燃料的压力点。西安冬季三九天最冷时中午最高温度为0度，减压器的压力应调整为9.0兆帕；随着春天的到来，气温逐渐升高，当中午最高温度每升高两度就要降低减压器压力，顺时针旋转减压器调整螺钉15度；夏季向秋季过渡时，天气最高温度每降低两度时就要提高减压器压力，逆时针旋转减压器调整螺钉15度。气温变化是一个渐变过程，要随着温度的变化进行相应调节。

4 调节天然气压力应注意的问题

（1）定期为车辆进行维护，使车辆保持良好的技术状况；

（2）按照操作要求正确驾驶车辆；

（3）启动发动机时，如果有启动困难现象，说明混合气中天然气的浓度偏低，应适当提高天然气的浓度，增大天然气减压器压力；

（4）如果发动机的转速达不到规定转速，说明混合气中天然气的浓度偏低，也应适当调高天然气的浓度，提高减压器压力；

（5）一周清洁一次空气滤清器滤芯。因为空滤滤芯太脏使空气流动的阻力增大，致使吸入发动机内的新鲜空气质量减少，导致发动机功率降低。因此，定期清洁空气滤清器滤芯，减少空气进气量的损失，最大限度发挥天然气抗爆性能，提高发动机的压缩压力，增大汽车的动力性。

（6）由于公交车每天都加注燃料，用不到车辆的最大行驶里程，因此在燃料够用的情况下，尽量少加注天然气，以降低天然气储气瓶内的压力，使混合气的浓度始终保持在一个相对稳定的范围内，以达到稀薄燃烧节省燃料的目的。

5 效果

按照气温和空气密度的变化调节减压器压力以达到控制天然气气量的目的，使空气和天然气混合成稀混合气，实现稀薄燃烧和降低能耗。按此进行调节的276路5134号车，对比同线路同车型的其余七辆营运车， 5134号车一年的气耗平均为41.5立方米/百公里，其余车辆平均为48.75立方米/百公里，节气率为14.87%。这种调节有显著的节能效果，建议进行推广，并对相关参数进行修订和校对传感器。