天然气发动机汽车的改装

天然气发动机汽车的改装 吴宇波， 邢 磊 （ 上海柴油机股份有限公司， 上海 200438） 摘要 面对石油日益紧张、 燃油价格不断上涨以及越来越严格排放限制的局面， 天然气发动 机在城市公交得到广泛的应用。 详细介绍了将原柴油车改装为天然气发动机汽车的过程、 方法以 及注意事项。 关键词： 汽车 天然气发动机 改装 Repowering of Vehicle with Natural Gas Engine Wu Yubo, Xing Lei （Shanghai Diesel Engine Co., Ltd., Shanghai 200438, China） Abstract: In the situation that petroleum oil is getting shortage, its price is going up continuously and engine emission regulation becomes more and more stringent, natural gas engines find great demand and wide application in city bus. How to repower vehicles with natural gas engine, and what should be attended to during repowering repower are explained in detail. Key words : vehicle , natural gas engine, repower 柴油机设计与制造 Design & Manufacture of Diesel Engine 2009年第 4期 第 16卷（总第 129期） 来稿日期： 2009- 05- 31 作者简介： 吴宇波（ 1982－） ，男，本科，主要研究方向为天然气发动机设计与配套。 1 前言 世界范围内石油资源短缺和生态环境恶化是 21 世纪人类面临的主要问题。 能源的短缺将直接 影响各国经济的持续发展， 而环境污染则直接威胁 着人类的健康和生存环境 [1] 。 面对石油日益紧张、 柴油价格不断上涨的局面、 不断恶化的环境以及越 来越苛刻严格的排放要求， 世界各国政府和汽车制 造企业都在寻找一种清洁能源替代石油的使用， 从 而缓解社会发展与能源缺乏、 经济增长与环境污染 之间的矛盾。 据研究显示, 按汽车现在消耗的 速度,世界已探明的石油储量 ,还能支撑 40~70 年， 而已探明的天然气储量,预计可以开采 200 年[2]。 天 然气以其清洁、 储量大、 热值高、 排污低、 使用经 济性好、 储量大等众多优点而越来越受到各国政 府、 汽车制造企业以及汽车用户的青睐 [3]。 在车辆 现有基础上， 将汽车的动力由柴油机改装为天然气 发动机、 并配备完善的配套设施， 不仅能够以较低 的费用尽快有效的应对世界柴油价格高涨的局面， 还能够满足各国政府对车辆排放的限制和要求。 本 文将简要介绍把柴油机汽车改装为天然气发动机汽 车的过程和需注意的事项。 2 气瓶组及燃气管路布置、 安装 对于天然气发动机汽车而言， 天然气气瓶组取 代了柴油油箱， 气瓶组及燃气管路的布置和安装是 车辆改装的核心环节之一。 天然气发动机汽车的天 然气气瓶组和燃气管路主要包括： 天然气气瓶组、 过流保护阀、 高压燃气管路、 充气阀、 手动阀、 压 力、 高压燃气滤清器、 高压截止阀。 天然气气瓶 组和燃气管路的布置、 安装位置如图 1所示。 将柴油机汽车改装为天然气发动机汽车， 去掉 了柴油油箱， 天然气气瓶组的布置有了较多的选 择。 由于天然气气瓶需要承受高达 20 MPa 的压缩 天然气压力， 气瓶质量较重， 因此天然气气瓶组的 布置不但需要考虑安装方便， 安装还必须牢靠， 支 架与支架之间尽量选择螺栓连接而不采用焊接， 选 用强度高的螺栓连接并且有防松动装置。 气瓶与固 （205） 37- - 定卡子间应有橡胶软垫， 软垫厚度不小于 6 mm。 气瓶紧固后， 沿汽车纵向施加 8 倍于气瓶质量的 力， 气瓶不得发生位移或者松动 [4]。 天然气气瓶组 应安装在汽车的安全部位， 不得影响汽车行驶性 能； 天然气气瓶组安装前应充分考虑安装部位的强 度， 对安装部位最好有加强， 安装后不允许降 低安装部位强度和刚度。 一般而言， 对卡车， 天然 气气瓶组安装在驾驶室后面的空间或者车架梁下， 天然气气瓶组选择水平安装而不采用垂直安装， 如 图 2所示； 对客车， 天然气气瓶组安装在原油箱位 置， 或将行李仓隔出部分用于安装气瓶， 考虑到车 身强度因素， 不建议将天然气气瓶组布置安装在客 车顶部。 过流保护阀通常集成于气瓶口的阀门中。 当天 然气流量超过其允许流量值时， 尤其是燃气管路出 现天然气泄漏， 过流保护阀能自动截断天然气供 给。 气瓶口阀门应得到保护， 防止与其它部件碰撞 而造成损坏致使高压天然气泄漏。 通常， 气瓶阀门 距车辆边缘不小于 200 mm。 高压燃气管路为不锈无缝钢管， 选用的钢 管直径因发动机功率的变化而有不同， 钢管直径的 选择通常遵循表 1。 管路与其它零部件采用卡套式 接头连接， 且连接处管路应有抗震弯曲， 弯曲半径 不小于 5倍管径， 所有管路接头应排列整齐， 布置 合理， 不得安装在高热源、 易磨损或易受冲击的位 置， 各管路接头在使用中不应因变形而与其他部件 接触。 同样， 为了消除热胀冷缩影响， 管路每隔 1 m 至少有一个弯曲， 弯曲半径不小于 5 倍管径。 管路需要稳定牢靠固定， 因此固定管路的卡子间距 不得大于 600 mm。 如果管路与相邻部件接触或穿 越孔板， 应采用橡胶衬垫保护。 燃气管路中的所有 接头应通风顺畅， 以利于一旦接头出现燃气泄漏， 泄漏的天然气能够迅速排出。 充气阀实际上是一个单向截止阀， 一般安装于 靠近天然气气瓶组处。 充气阀的加气口应安装有适 当防护以避免外界对加气口的冲击， 并且充气阀要 易于充气操作。 通常， 加气口距车辆边缘应不小于 15 mm。 在燃气管路中安装手动阀是必须的， 目的是在 对天然气气瓶组加注天然气以及对燃气管路和发动 机做维修保养时， 截断燃气管路， 停止燃气供应并 将天然气气瓶组与发动机隔开。 因此， 手动阀的安 装位置也是靠近天然气气瓶组为宜， 且手动阀最好 旋转 90°即可实现管路完全打开和完全关闭。 压力表安装在燃气管路的高压段， 显示天然气 气瓶组和燃气管路中的天然气压力， 并提示车辆使 用人员是否需要向天然气气瓶组加注天然气， 也有 利于对发动机故障的判断。 对于有些配置要求较高 的车辆， 还在燃气管路中安装了电子显示的压力 表， 并将压力显示器接入驾驶室， 利于驾驶员时刻 监测天然气气瓶组的天然气压力。 由于天然气中， 含有油 （主要来自天然气压缩 机）、 水及其它杂质， 因此高压燃气滤清器是改装 天然气发动机时必须安装的， 一般安装在压力表之 后尤其是高压截止阀之前。 对高压燃气滤清器的要 求是： 能够过滤直径为 0.3~0.6 μm 的微粒， 尤其 是要能够过滤天然气中的油。 安装高压截止阀是从安全角度考虑， 高压截止 阀是电子控制的， 通常由发动机的 ECU 控制。 一 旦发动机不工作， 高压截止阀就关闭， 截断燃气供 应至发动机。 高压截止阀的工作电压有 12 V 或者 24 V， 具体工作电压由控制它的发动机 ECU 确定： （206）38- - 即选择满足发动机 ECU要求的高压截止阀安装。 3 天然气发动机安装及相关设备匹配 3.1 天然气发动机的选择 从改装成本考虑， 用户不太愿意在改装了车辆 发动机的状态下， 再更换变速箱甚至车辆其它动力 传动机构， 因此选择天然气发动机时要注意新发动 机的额定功率、 额定转速以及最大扭矩是否与原发 动机一致。 若不一致， 一般的考虑是： 新发动机的 额定功率×1.05≥原发动机的额定功率×0.95， 且新 发动机的最大扭矩×1.06≥原发动机的最大扭矩× 0.94， 或者新发动机的额定功率×0.95≤原发动机 的额定功率×1.05， 且新发动机的最大扭矩×0.94≤ 原发动机的最大扭矩×1.06； 同时新发动机的额定 转速与原发动机的额定转速相差不超过 5％。 否则， 改装前后， 车辆的性能相差很大， 如车辆功率不足 扭矩不够、 加速慢、 发动机经常处于超速状态、 车 辆最高车速不够、 百公里燃料消耗偏高……， 发动 机使用时间长了甚至会导致离合器、 变速箱损坏。 3.2 燃气供应系统的布置与连接 天然气发动机的燃气供应系统主要包括高压减 压器、 热交换器、 天然气供应装置、 混合器 （混合 空气与天然气） 以及氧传感器。 高压减压器能够将高压的天然气从 20 MPa 减 压到 0.8~1 MPa， 因此需要用发动机的冷却液流过 高压减压器， 目的是：（1）加热高压减压器， 避免高 压减压器内部热应力集中， 因为减压后的天然气温 度会降到接近-80℃， （2）加热减压后的天然气。 高 压减压器的出气管路也必须能够承受-80℃的低温， 为了使高压减压器的出气管路有足够的强度承受管 内外的巨大温差而出现的热应力， 建议高压减压器 出气管路材料选用不锈钢管， 并且管路有足够的弯 曲以承受热膨胀。 另外， 高压减压器都有一个卸压 阀， 一旦高压减压器内部故障， 高压减压器不能减 压， 卸压阀将顺利有效的将高压天然气卸去。 因 此， 高压减压器必须安装在通风顺畅且易于天然气 迅速扩散的位置； 如果高压减压器的实际安装位置 无法保证通风顺畅以及易于天然气迅速扩散， 那么 必须另接一根通气管至高压减压器的卸压阀， 以便 于迅速、 安全、 有效的排出卸去的高压天然气。 来自高压减压器的天然气虽然在高压减压器内 经过加热， 但温度仍然很低， 因此在对有些天然气 发动机而言， 还需要另外安装一个热交换器， 用发 动机的冷却液加热减压后的天然气。 目前， 发动机 冷却液流过高压减压器和热交换器的顺序普遍为： （来自发动机的） 冷却液→高压减压器→热交换 器→发动机水泵进口。 为了提高换热效果以及减小 热应力， 天然气与发动机冷却液在热交换器内应交 叉流动， 即逆流， 如图 3所示。 为了防止热交换器 内出现 “冰堵”， 发动机的冷却液应使用防冻液。 天然气从天然气气瓶组到发动机的流动顺序 为： 天然气气瓶组→过流保护阀→手动阀 （中途经 过充气阀） →压力表→高压燃气滤清器→高压截止 阀→高压减压器→热交换器→天然气供应装置→混 合器→ （在混合器中与空气混合后的燃气进入） 发 动机。 有的地区使用的天然气比较脏， 含有较多的 杂质和油 （油主要来自天然气压缩机）， 建议在热 交换器与天然气供应装置之间再安装一个低压燃气 滤清器， 从而确保干净的天然气进入天然气供应装 置， 因为天然气供应装置对进去其的天然气往往有 较高的要求。 氧传感器的作用是： 测量排气中的氧浓度， 将 测量结果反馈给发动机的 ECU， 从而精确控制发 动机的燃气供应， 实现发动机的燃烧最优化。 因 此， 氧传感器的安装位置对传感器的正常工作非常 关键。 氧传感器安装在离增压器出口或排气管路弯 头下游至少 3-5 个直径的长度。 氧传感器绝对不 能安装在排气管路弯头处。 在满足以上限制条件的 情况下， 最好将传感器安装在离增压器尽可能近的 地方。 安装时， 氧传感器要垂直于废气流过方向， 这样能够提高传感器读数的准确性。 为了提高氧传 感器的使用寿命， 建议氧传感器向下或者斜向下安 装，如图 4所示，并注意保护氧传感器的连接线束。 （207） 39- - 3.3 电气控制部件的布置与连接 发动机电气控制部分包括发动机 ECU、 各类 传感器和执行器以及发动机线束。 发动机 ECU正如人的大脑， 是发动机的核心。 在对发动机 ECU 布置和安装时， 应注意：（1）发动 机 ECU 需防水、 防油、 防腐蚀； （2）发动机 ECU 安装在橡胶防振软垫上； （3）易于发动机 ECU 通风 散热； （4）便于安装和拆卸。 布置、 安装车辆排气管时， 一定要注意远离发 动机的传感器和执行器 （氧传感器按照其要求安 装）， 因为高温环境会严重影响传感器和执行器的 性能。 对发动机线束的布置连接要求主要有以下几方 面： （1） 线束应保证接地可靠； （2） 线束应远离 高温零部件 （如排气系统、 增压器、 空压泵排气管 路）， 以避免受热变形； （3） 线束布置合适， 不得 受力； （4） 线束应有必要的支撑， 且有预防磨损 的措施； （5） 所有没有使用的线头和接插件需要 密封， 防止短路； （6） 所有接插件须防水密封； （7） 线束及所有接插件需要防水、 防油、 防尘和防 腐蚀。 通常， 在驾驶室的仪表台上还应安装一个故障 指示灯和诊断开关。 一旦发动机出现故障， 故障指 示灯将发出警告， 驾驶员可通过接通诊断开关来判 读发动机的故障， 便于维修人员尽快、 及时的对发 动机做维修。 故障指示灯和诊断开关的布置位置要 便于驾驶员识别和操作。 3.4 助力转向泵、 空气压缩机的重新匹配 在选择要更换的天然气发动机时， 要注意新发 动机的助力转向泵与原车辆转向系统的匹配。 新发 动机的助力转向泵如果没有与原车辆的转向系统匹 配良好， 将会给车辆的行驶带来安全隐患， 如车辆 行驶中转向困难或转向异响， 严重时会因转向发卡 而造成恶性的交通事故。 一般来说， 助力转向泵与 方向机的匹配原则是： 方向机带卸荷的情况下， 助力转向泵最好不带 安全阀， 车辆转向系统由方向机来卸荷。 方向机不带卸荷的情况下， 则助力转向泵的压 力应略大于方向机的最高压力， 一般为助力转向泵 的最大压力： pP= p1+Δp， 其中 pP为助力转向泵的 最大压力， p1 为方向机的最大压力； pP 为管路损 失， 一般取 0.3~0.5 MPa。 助力转向泵的几何排量 q为： q≥Q/Np Q ———车辆转向系统在发动机最低稳定转速时 方向机所需要的最小流量； Np ———在发动机最低稳定转速时助力转向泵 的转速， 即发动机最低稳定转速×助力 转向泵与发动机的速比。 助力转向泵的控制流量 Qp为： Qp≥ (1.05~1.15) Qmax 其中， Qmax为方向机所需的最大流量。 如果无法确定车辆对助力转向泵的匹配要求， 那么选择的天然气发动机的助力转向泵的最大压 力、 几何排量、 控制流量等参数应不小于原发动机 助力转向泵的相应参数。 目前很多车辆的主要制动方式为气压制动， 而 空气压缩机是气压制动方式的最主要部件。 目前， 一般的客车及普通的卡车， 空气压缩机的排量在 300 L/min 就能够满足使用需求； 对于发动机排量 为 10 L 和 12 L 的重型卡车及使用空气悬架的客 车， 一般选择排量是 400 L/min 以上的空气压缩 机， 12 L 发动机最大配置的空气压缩机排量达到 600 L/min 以上。 在选择要更换的天然气发动机 时， 如果无法确定车辆的空气压缩机排量需求， 为 了确保改装后车辆的行驶安全， 新发动机的空气压 缩机的排量应不小于原发动机的空气压缩机排量。 3.5 发动机进气系统和整车冷却散热系统重新匹配 和安装 3.5.1 发动机进气系统 车辆改装前后， 发动机的额定功率变化不大， 空气滤清器不需要重新匹配， 但是发动机的进气口 可能会有变化， 发动机的进气管路可能需要重新设 计。 重新设计进气管路时， 进气管路应尽量短并且 不允许有 90°拐弯， 任何一次拐弯都要有圆弧过 渡， 过渡圆弧半径不小于管径的 1.5 倍。 增压器压 气机进气阻力小于 5 kPa， 增压器压气机出口至发 动机最大压降不超过 13.6 kPa， 且发动机的进气阻 力越小越好。 3.5.2 整车冷却散热系统 车辆在改装前后其发动机功率可能变化不大， 但是由于天然气与柴油的热值及燃烧特性， 决定了 天然气发动机的发热量明显大于柴油发动机， 因此 车辆发动机改装换为天然气发动机后， 整车的冷却 散热系统必须重新匹配。 最好在完成车辆改装后， 对车辆的冷却散热系统做热平衡试验， 以检验车辆 的冷却散热系统匹配是否合理， 并改进不满足热平 衡试验的冷却散热系统， 确保改装后发动机能够安 （208）40- - 全、 可靠的运行。 重新匹配整车的冷却散热系统需根据发动机的 技术要求确定， 尤其是中冷器、 散热器和风扇的匹 配， 不同发动机匹配的冷却散热系统可能会不同。 若无法确定发动机的冷却散热技术要求， 可参照比 天然气发动机动力性高出 15% （如若天然气发动机 为 184 kW， 则参照 205 kW 的柴油发动机； 若天 然气发动机为 205 kW， 则参照 235 kW 的柴油发 动机） 的柴油发动机的技术要求来匹配天然气发动 机汽车。 对气候炎热地区， 冷却散热系统在匹配 时， 参数应做适当的放大； 对气候寒冷地区， 冷却 散热系统在匹配时， 参数可适当缩小。 通常采用串连方式来布置中冷器和散热器 ， 空-空中冷器需放在气流的最上游， 以使温度最低 的空气首先流过中冷器。 中冷器不能阻碍气流通过 水箱。 水箱牢靠固定在底盘上以防止剧烈抖动和对 硬管连接头的过分挤压。 发动机进水管用硬管连 接， 软管连接长度不超过 500 mm。 由于汽车发动机布置有前置式和后置式， 因此 决定了风扇为吹风式或吸风式， 原则是风扇空气流 动方向必须与车辆行驶时迎风空气流方向一致 [5]。 对改装车辆而言， 新匹配的风扇的类型与原风扇保 持一致，即原风扇为吸风式，新匹配的风扇也为吸风 式，原风扇为吹风式，新匹配的风扇也为吹风式。 由于通过提高风扇扫过散热器芯的面积可以提 高通过散热器芯的空气流量， 因此风扇的直径最好 等于或稍微小于散热器芯的最小尺寸 （为了保证通 过散热器芯的空气流量不变， 风扇转速可能会有所 降低， 这样有利于降低风扇噪声和耗功）。 风扇导 风罩以最小阻力将气流从方形的散热器平稳导流到 圆形的风扇， 以利于空气流动。 发动机冷却液中需加入防冻液， 冷却散热系统 的水管路连接如图 5所示。 3.6 其它连接管路的匹配 推荐使用纤维的高压橡胶作为助力转向泵的进 油管和出油管材料， 而带钢丝的高压橡胶软管建议 不要使用。 因为车辆一旦出现漏电事故， 带钢丝的 高压橡胶软管可能会通电， 这样将引起橡胶燃烧， 进而导致转向油着火， 致使车辆发生火灾。 为了保 证车辆转向可靠， 助力转向泵的进油管和出油管内 径也是有所要求， 通常为： 进油管内径不小于 Φ18 mm， 出油管内径不小于 Φ13 mm。 空气压缩机通常从空气滤清器后或者中冷器后 取气， 为了保证空气压缩机工作正常、 稳定、 可 靠， 空气压缩机的进气管内径要求是不小于 Φ19 mm； 而对空气压缩机的排气管而言， 其材料必须 能够承受高达 250℃的高温， 而其内径应在 Φ13 mm以上。 考虑到空气压缩机的排气管路可能出现 的高温， 空气压缩机的排气管不允许与任何的线束 及橡胶件接触， 尤其是采用铜管或者不锈钢管作为 空气压缩机的排气管时。 空气压缩机的排气管到干 燥器的长度必须大于 4 m， 以保证高温的压缩空气 到干燥器时温度不超过 65℃。 4 整车部分零部件的重新匹配、 布置和安装 4.1 整车电瓶的选择 由于车辆改装前是柴油机， 改装后是天然气发 动机，两者所带的起动电机可能会有不同，因此对整 车电瓶的匹配也会有不同。对电瓶容量的选择是：实 际安装的电瓶容量≥起动电机所要求的电瓶容量。 4.2 助力转向泵油壶的重新布置、 安装 发动机改装至整车上后， 要检查助力转向泵油 壶的安装位置是否合适。 转向泵油壶必须远离高温 零部件 （如排气系统、 增压器、 空气压缩机排气管 路）， 尤其是不能安装在发动机排气管或增压器的 上方， 以避免因转向油溢出而引起火灾， 并且要防 止转向油溢后出流至电气线束造成电路短路。 另 外， 车用发动机大多使用的助力转向泵为叶片泵 式， 其自吸能力较差， 要求助力专向泵油壶出油口 位置应高于助力转向泵进口位置 20 mm 以上， 同 时管路尽可能避免转弯， 如不可避免时， 转弯角度 和转弯半径应尽可能大， 避免管路的压力损失。 4.3 空调压缩机及相关部分的重新匹配 发动机更换后， 车辆的空调压缩机及其相关零 （209） 41- - 部件可能需要改变。 考虑到更换前后的发动机额定 转速不同， 需要改变空调压缩机的驱动轮半径， 使 得在发动机处于额定转速时， 空调压缩机的驱动轮 转速不改变， 从而实现发动机更换前后空调压缩机 的工作性能一致。 由于更换了发动机， 空调压缩机 的安装位置可能需要改变。 对于车载独立顶置式和独立内置式空调， 空调 压缩机是用独立的柴油发动机驱动。 车辆发动机更 换为天然气发动机后， 考虑到用户的使用成本， 以 及从便于用户使用天然气发动机车辆角度考虑， 需 要将原先用于驱动空调压缩机的柴油发动机取消而 将独立式空调压缩机转变为非独立式空调压缩机， 用作为车辆动力的天然气发动机来驱动空调压缩 机。 这样， 需要重新设计空调压缩机的安装位置、 相应支架和相关管路， 并且重新确定空调压缩机的 驱动轮， 实现车载空调系统的性能不变。 这类车辆 的发动机改装比较复杂， 难度也比较大。 4.4 排气制动装置、 尾气后处理装置和消声器 对有的天然气发动机， 排气制动装置是不允许 安装的， 如美国康明斯天然气发动机、 中国上柴天 然气发动机。 是否允许安装排气制动装置需根据所 选用的天然气发动机的技术要求确定。 对发动机排放有限制的地区， 车辆还需要安装 尾气后处理装置 （该装置一般都随发动机配套给用 户）。 尾气后处理装置一般要求有较高的工作温度， 因而建议为尾气后处理装置准备单独的隔热仓， 将 尾气后处理装置与周围隔开， 以避免尾气后处理装 置周围的零部件受到其热辐射影响。 尾气后处理装 置需按照安装说明布置安装。 一般来说， 只要车辆的排气背压满足发动机的 要求， 可以不用考虑重新匹配消声器， 除非车辆使 用所在地区对噪声控制有要求。 4.5 整车排气系统 车辆改装发动机时， 需要考虑到不同的发动机 对排气背压要求不同。 发动机改装完成后， 需要对 车辆的排气管路测试排气背压， 对排气背压超过发 动机允许值的车辆， 其排气管路需要做适当的改 动， 使得车辆的排气背压满足发动机的要求。 一般 来说， 对未安装尾气后处理装置的发动机， 其排气 背压不超过 10 kPa； 对安装了尾气后处理装置的 发动机， 其排气背压不超过 18 kPa。 4.6 车辆线束 发动机电气线路与原车辆的线路连接完成后， 一定要重新整理车辆线束， 尤其是通过车辆底盘的 线束。 重新整理车辆底盘线束时， 注意线束避让发动 机及车辆的高温零部件， 如发动机排气管、 车辆排 气系统、发动机增压器、以及空气压缩机排气管路， 并更换所有老化的线路。 所有可能会造成短路的接 头或线束接插件都要求有庇护或者更换， 特别是起 动电机和发电机的正极接线桩子， 需要使用橡胶帽 子以保护其不会因雨水而造成短路， 尤其是卡车。 5 天然气发动机功率修正 由于不同国家和不同地区的天然气， 其成分是 不同的， 尤其是甲烷含量是不同的。 天然气发动机 车改装完成之后， 需要根据车辆使用地区的天然气 成分， 修正发动机程序中的相关数据， 以保证发动 机的实际功率与发动机出厂时的功率一致。 表 2 为 中国上海地区、 马来西亚新山地区以及泰国曼谷地 区的天然气主要成分。 一般来说， 若发动机实际使 用地区的天然气甲烷含量 （天然气中主要成分为甲 烷） 高于发动机出厂使用的天然气甲烷含量， 那么 实际使用时， 发动机程序中的燃气浓度应适当变 稀； 若发动机实际使用地区的天然气甲烷含量 （天 然气中主要成分为甲烷） 低于发动机出厂使用的天 然气甲烷含量， 那么实际使用时， 发动机程序中的 燃气浓度应适当变加浓。 当然， 发动机程序中， 有 关天然气密度和当量燃空比的数据也要做相应的修 改。 以一台 184 kW 的天然气发动机为例来说明天 然气的成分对发动机功率的影响， 使用上海地区天 然气时， 其额定功率和最大扭矩分别为 184 kW 和 920 N·m。 发动机到了泰国后， 若不对发动机的程 （210）42- - 序做任何调整而直接使用泰国曼谷地区的天然气， 发动机将几乎不能起动。 图 6为仅调整了该发动机 程序中有关天然气密度和当量燃空比的数据， 而没 有对程序中的燃气浓度做任何改变而得到额定功率 和最大扭矩。 6 改装中的注意事项 （1） 由于天然气发动机的附件较多， 改装时， 一定要方便以后维修和保养发动机及车辆。 （2） 改装过程中， 发动机及发动机附件的接口 需庇护， 避免有异物进入。 （3） 在连接管路前， 一定要用干净的压缩空气 吹干净管路中的铁屑、 尘土， 并对所有的管路焊接 处打磨， 以除去焊接处残留的焊渣。 （4） 在对车辆做焊接操作之前， 需要将发动机 的 ECU与发动机线束断开。 （5） 改装工作完成， 起动发动机之前务必检查 机油和冷却液。 （6） 改装工作结束， 车辆投入使用时， 务必在 车上配置一灭火器。 参考文献 1 刘凯，彭立新，邱霞. 天然气发动机， 新型绿色动 力. 柴油机设计与制造. 2005(2). 2 刘惠春. 天然气汽车的发展现状、问题及对策. 林 区教学. 2008(5). 3 简迎新. 天然气发动机应用中的问题及发展方向. 能源与环境. 2008(0). 4 孙济美. 天然气和液化石油气汽车. 北京：北京理 工大学出版社， 1999. 5 许维达. 柴油机动力装置匹配. 北京：机械工业出 版社， 2000. （211） 43- -