天然氣發動機公交車節能技術探討

西安市公共交通總公司第三公司 付 翠

天然氣發動機公交車節能技術探討

西安市公共交通總公司第三公司 付 翠

筆者是西安公交三公司276路駕駛員，駕駛以天然氣為燃料的公交車已有二十多年，在駕駛過程中我發現，天然氣發動機車輛在早晚氣溫低時動力增大，在中午氣溫高時動力減小；冬季溫度低車輛動力增大，夏季溫度高車輛動力減小；汽油發動機調整混合比可以準確找到怠速最高點，而天然氣發動機在調整混合比時卻找不到這個點，僅僅是一個漸變的過程。

1 氣溫變化對天然氣發動機動力的影響

空氣受環境溫度的影響會發生明顯的熱脹冷縮現象，使得在相同體積內空氣中的氧氣含量發生變化，致使吸入發動機氣缸內參與燃燒的氧氣量也發生改變。由于天然氣的密度低于汽油，使吸入發動機的新鮮空氣質量減少，因此會出現在低溫時空氣密度增大，吸入氣缸內的氧氣量增加，發動機控制模塊EMC根據傳感器檢測到氧氣量的變化，通過延長供氣時間以增加天然氣量，這時氣缸內的混合氣量變大，壓縮壓力提高，熱效率提高，出現冬季或早晚溫度較低時發動機動力提高的現象。在高溫時空氣熱膨脹，相同體積內空氣中氧氣含量減少，由于參與燃燒的氧氣少，發動機控制模塊EMC根據傳感器檢測到氧氣量的變化，通過縮短供氣時間來減少天然氣量，這時氣缸內的混合氣量減小，壓縮壓力降低，便出現夏季或中午溫度高時發動機動力下降的現象。

2 根據氣溫變化調節天然氣發動機氣量

天然氣與空氣的混合氣具有很寬的著火極限，其過量空氣系數的變化范圍為0.6～1.8，可在大范圍內改變混合比。通過提供不同成分的混合氣實現稀薄燃燒，能有效降低發動機在部分負荷時的能量消耗與排放污染，同時天然氣的研究法辛烷值為130，比汽油高得多，其抗爆燃性能非常好。根據天然氣的這些性質，混合氣的濃度應以氧氣量為標準，使濃度始終徘徊在稀薄范圍內以實現稀薄燃燒。在冬季低溫時，空氣中氧氣含量多，應適當增大天然氣氣量，此時的混合氣量增大，能夠在實現稀薄燃燒的同時，充分發揮天然氣抗爆燃性能好的特點，實現壓縮壓力提高、熱效率提高，車輛動力增加，節省燃料；夏季高溫時，空氣中的氧氣含量少，應減少天然氣氣量，實現稀薄燃燒，減少燃料的浪費。

3 調節天然氣壓力控制天然氣氣量

通過調節天然氣減壓器的壓力，控制天然氣氣量找到最佳混合比。在秋冬季，氣溫逐漸降低，應增大氣量，需調高減壓器壓力；在春夏季，氣溫逐漸攀升，應減小氣量，需調低減壓器壓力。氣溫最高溫度有變化時，應旋轉天然氣減壓器調整螺釘，提高或降低減壓器壓力，平均最高溫度每變化1攝氏度時旋轉螺釘角度為7度。根據溫度的變化，逐漸提高或降低減壓器的壓力，同時感受車輛動力的變化，觀察燃料消耗的情況，將減壓器壓力調節到最節省燃料的壓力點。西安冬季三九天最冷時中午最高溫度為0度，減壓器的壓力應調整為9.0兆帕；隨著春天的到來，氣溫逐漸升高，當中午最高溫度每升高兩度就要降低減壓器壓力，順時針旋轉減壓器調整螺釘15度；夏季向秋季過渡時，天氣最高溫度每降低兩度時就要提高減壓器壓力，逆時針旋轉減壓器調整螺釘15度。氣溫變化是一個漸變過程，要隨著溫度的變化進行相應調節。

4 調節天然氣壓力應注意的問題

（1）定期為車輛進行維護，使車輛保持良好的技術狀況；

（2）按照操作要求正確駕駛車輛；

（3）啟動發動機時，如果有啟動困難現象，說明混合氣中天然氣的濃度偏低，應適當提高天然氣的濃度，增大天然氣減壓器壓力；

（4）如果發動機的轉速達不到規定轉速，說明混合氣中天然氣的濃度偏低，也應適當調高天然氣的濃度，提高減壓器壓力；

（5）一周清潔一次空氣濾清器濾芯。因為空濾濾芯太臟使空氣流動的阻力增大，致使吸入發動機內的新鮮空氣質量減少，導致發動機功率降低。因此，定期清潔空氣濾清器濾芯，減少空氣進氣量的損失，最大限度發揮天然氣抗爆性能，提高發動機的壓縮壓力，增大汽車的動力性。

（6）由于公交車每天都加注燃料，用不到車輛的最大行駛里程，因此在燃料夠用的情況下，盡量少加注天然氣，以降低天然氣儲氣瓶內的壓力，使混合氣的濃度始終保持在一個相對穩定的范圍內，以達到稀薄燃燒節省燃料的目的。

5 效果

按照氣溫和空氣密度的變化調節減壓器壓力以達到控制天然氣氣量的目的，使空氣和天然氣混合成稀混合氣，實現稀薄燃燒和降低能耗。按此進行調節的276路5134號車，對比同線路同車型的其余七輛營運車， 5134號車一年的氣耗平均為41.5立方米/百公里，其余車輛平均為48.75立方米/百公里，節氣率為14.87%。這種調節有顯著的節能效果，建議進行推廣，并對相關參數進行修訂和校對傳感器。