概述
a) 燃气汽车燃气汽车主要有压缩天然气汽车(.简称LPG汽车或LPGV)和压缩天然气汽车(简称CNG汽车或CNGV)。顾名思义，LPG汽车是以液化石油气为燃料，CNG汽车是以压缩天然气为燃料。燃气汽车的CO排放量比汽油车减少90%以上，碳氢化合物排放减少70%以上，氮氧化合物排放减少35%以上，是目前较为实用的低排放汽车
b) 按燃料使用状态的分类
按照燃料使用状况的不同，天然气汽车可分为：
专用燃料天然气汽车。发动机只使用天然气作为燃料。
两用燃料天然气汽车。既可以使用天然气也可以使用汽油作为燃料。
双燃料天然气汽车。可以同时使用液体燃料和天然气
c) 天然气汽车主要部件：减压器，混合器或喷规；开环防真器1套或燃气电脑一只；转换开关总成 1套；动力调节阀或天然气过滤器1只；高压钢管φ6×1：0.8KG；导气管1只；排气管1米；稳固件包1包；低压管φ19：1米；低压管φ16 0.3米；卡箍φ16-27 4只；卡箍φ22-φ32 1只；卡箍φ34 1只；充气阀1只。气瓶及气瓶支架一组。
技术原理
双燃料发动机的关键技术在于是否具有一个能够精确配比空气量与燃料量的燃料供给系统，它在很大程度上影响了发动机的动力性、经济性和排放性能。目前双燃料发动机主要有天然气—汽油双燃料发动机天然气—柴油双燃料发动机两种。
a) 天然气—汽油双燃料发动机 天然气—汽油双燃料发动机在供气方式及控制技术上，大体上经历了机械式混合器、电控混合器、电控喷射三代技术。
（1）机械式混合器
一般在原汽油机的基础上，增加一套天然气供给系统。由减压阀、混合器等组成，见图1。
高压天然气经过一系列的减压、调节后，依靠发动机运转时混合器喉管部位产生的真空度吸入减压阀中的低压天然气并与过滤后的新鲜空气混合均匀，为各种工况提供不同浓度的可燃混合气。特点是改动方便，改造成本低。
下图为发动机在保持原供给系统不变的情况下，分别燃用汽油、纯天然气的发动机的外特性曲线。试验证明。在3 000 rmin时．汽油为89．5kW，天然气功率为65．3 kW，天然气较汽油外特性功率损失达27％。由于混合器控制精度低，燃气的能耗率也上升。对于简单改装的发动机，在进气系统上增加的混合器不仅增加了流动阻力．导致充气效率下降，而且在燃用天然气时．它不能提供满足发动机不同工况所需的混合气浓度。对空燃比控制精度低，排放指标达不到预期目标。在有的工况下排放特性恶化，污染物排放量比燃用汽油还高。因此天然气汽车只停留在发动机简单机械改造上是远远不够的，有必要采用先进的技术和方案来实现供气装置与发动机的匹配，才能更好地发挥CNG燃料的特性。
（2）混合器加电控
见下图，在机械式CNG供给系统的减压器和混合器之间增加一个由燃气ECU控制的步进电机功率阀。步进电机根据电控单元接受节气门位置信号、转速信号以及氧传感器信号后．通过不断地改变减压阀到混合器之间的管路通道的横截面积的大小。来改变CNG供给量，保证在不同工况下供给合适空燃比的混合气。其控制精度高于第一代技术．可匹配闭环控制系统和三元催化转化转换器，排放指标可满足欧I标准的要求，部分产品排放水平可达到欧Ⅱ标准，目前在国内应用较多。
（3）电控喷射
电喷汽油机上改装的主要采用的是闭环电控缸外进气阀处多点喷射系统。多点顺序喷射系统的多个气体喷射器布置在各缸进气道进气门处．可实现对每一缸的定时定量供气，其系统见下图。考虑到两用燃料系统的应用，保留原有汽油ECU．采用原汽油ECU采集发动机转速、进气压力、进气温度、节气门位置、水温等参数数据和计算．而CNG控制器只采集汽油ECU控制汽油喷嘴的喷油量信号．通过CNG控制器中的处理器计算出CNG喷射量。这样可大大节省系统的成本，充分发挥原发动机上传感器的作用，使发动机运转稳定可靠。在汽油量和CNG喷射量的折算上，必须充分考虑两种燃料的物理性能和流动性能差异。模拟器是电喷控制系统中的重要部件，当燃用CNG时，能切断汽油喷射动作．同时向汽油ECU输入汽油喷射的模拟信号，使汽油ECU正常工作。
电控喷射供给技术的关键技术之一就是空燃比的选择策略。由于天然气与空气混合后的可燃混合气具有较宽的的点火界限，过量空气系数范围可达0．6～1．8．因而可在较宽范围内改变空燃比，提供不同成分的混合气。改装后的CNG汽车空燃比的选择方式有两种。一种是采用理论空燃比的方式，另一种是稀燃方式。
对CNG供气量实现理论空燃比并加装三元催化后可以大大改善CO，HC和N0x的排放，大量资料表明采用理论空燃比加三元催化可以满足欧洲和美国的排放法规。
b) 天然气—柴油双燃料发动机
改善双燃料发动机动力性能的措施
（1）匹配新型增压器
增压器对发动机性能影响很大，尤其对低速低负荷影响更加敏感。匹配合适的增压器可以保证发动机低速进气充足，同时使高速时的进气量在可接受的范围内，这样双燃料发动机不仅能够保证良好的低速性能，同时能够兼顾其高速性能。CA6110ZLA5N2双燃料发动机匹配新型增压器后，比匹配原型增压器的发动机性能明显提高(如图4、5所示)。新型增压器大幅度改善了发动机中低速工况的动力性和经济性，而对发动机高速工况的动力性能和经济性能影响不大。发动机转速在1 200 r／min时，扭矩提高了5％，功率提高了6．3％，油耗降低了2％。
（2）优化空燃比
空燃比对发动机的排放影响很大。下图为不同的排放污染随空燃比的变化趋势。CA6110ZLASN2发动机转速在2 000 r／min、空燃比接近23时，发动机的各种排放污染物均达到较佳水平。据此规律，对该发动机空燃比进行优化，随着空燃比增大，NO。排放降低，其他污染物中只有HC是增加的。但空燃比不能过大，否则会造成发动机缺火、性能恶化。
（3）优化柴油供油提前角
表4为不同的柴油供油提前角对发动机排放的影响结果。可见，随着供油提前角的增大，双燃料发动机的NOx排放增加，THC和CO排放减小。这是由于随着供油提前角加大，滞燃期延长。柴油一空气一天然气混合物的数量增多，在较大预混合区内燃烧速率高，产生较高的燃烧温度，于是降低了THC的排放，引起排气中的NOx量升高。值得指出的是，适当增大柴油喷油提前角，能增加部分氧化产物的滞留时间及活化作用，扩展可燃稀混合气的下限范围，有利于改善混合燃料发动机低负荷性能。
（4）控制启喷压力
在引燃柴油量及喷射时间不变的前提下，采用较小的喷油嘴启喷压力，可以减少未燃甲烷量。由于喷射压力较低使油束穿透距离短，柴油喷雾不会过分扩散，从而能够缩短滞燃期，产生较多的火焰核心，使更多的气体燃料燃烧，有利于改善混合燃料发动机低负荷性能。
（5）使用氧化型催化器
装用催化转化器和不装催化转化器时发动机的排放值不同，见表5。由于CA6110zLA5N2双燃料发动机采取稀薄燃烧方式，优化控制燃烧比，NOx排放很低，只需使用氧化型催化器来降低CO和NMHC的排放。但须注意，不同配方的氧化型催化器对排放的效果不同。
（6）采用排气再循环、进气节流和混合气分层技术
采用排气再循环能提高缸内充量的温度，促使更多易于反应的产物活化，加快化学反应速度，有利于改善混合燃料发动机低负荷性能。
（7）低负荷区域一一寻求扩大稀混合气着火极限或提高混合气浓度
高负荷区域——抑制燃烧速度和避免末端气体自燃
国内发展和应用现状
天然气汽车在国内外发展很快，改装技术日趋成熟。天然气汽车的应用范围越来越广，并已带来明显的经济效益和社会效益。而双燃料发动机因其具有使用燃料灵活、碳烟排放少、发动机改动小、改动成本低等特点而具有良好的推广前景，已成为改善发动机燃油经济性、排放和噪声的一种有效的技术方案。
当前阶段，我国城市天然气汽车加气站尚未实现网络化，天然气汽车的发展与加气站的建设不同步，存在着加气站建设滞后的问题。
国外发展和应用现状
世界燃气汽车产业呈现欣欣向荣的发展趋势，国际上众多国家使用了燃气汽车，燃气汽车总数量达800万辆．使用燃气汽车的国家既有油气资源丰富的国家。又有像日本这样国内95％能源需要从国外进口的经济强国．过去十一年内美国天然气汽车的能源消耗总量呈上升趋势，仅2007年天然气汽车能源消耗量就为1997年时期的3倍。
国外CNG发动机已在广泛应用第三代的技术，更先进的LNG缸内直喷技术已得到小批试用，其动力性、经济性和排放俱佳，但其开发难度大，费用昂贵，成本也高，国内尚未开始研制。
供应商信息
新西兰T.F.S公司
荷兰TNO公司
美国Clean air Partner公司
参考文献
[1] 汤文生，公交客车天然气／汽油两用燃料发动机供气技术，内燃机 2009年6月第三期
[2] 丁能胜范鹏王军，天然气一柴油双燃料车用发动机动力性能研究，军事交通学院学报2008年7月第10卷第4期
[3] 丁贤华，柴油—天然气双燃料车用发动机的研究及前景，上海内燃机研究所
[4] 张燕平詹淑慧，国内天然气汽车技术及发展方向探索，北京建筑工程学院学报2009年9月第25卷第3期
