在氣瓶裝置防火防爆的設(shè)計原則中要考慮以下幾個方面：
　　1)在氣瓶成套裝置中的零部件應(yīng)在結(jié)構(gòu)上盡量避免內(nèi)外泄漏的可能性，為減少聯(lián)接部分發(fā)生泄漏，部件與它們之間的聯(lián)接應(yīng)該盡量減少，應(yīng)該將幾個件組合成一個件裝在同一體內(nèi)。
　　2)氣瓶閥的設(shè)計應(yīng)當有截止機構(gòu)和密封裝置，在截止件處在任一位置時均能保證其內(nèi)、外密封性，氣瓶閥中應(yīng)加設(shè)快速截止閥，在氣管破裂和密封嚴重破壞時能截斷主氣道，氣瓶中應(yīng)設(shè)有安全裝置，它包括利用彈簧控制截止元件的安全閥和蓋在外面的防爆片。在天然氣汽車的使用中發(fā)現(xiàn)其發(fā)生爆炸和火警的事故大部分是由管路、聯(lián)接件、總成斷裂或密封不良引起的。因此，有及時關(guān)閉或切斷氣瓶供氣的裝置，大部分險情就可以防止。雖然其必要性無可置疑，但是車上同時裝有幾個氣瓶，氣瓶正常工作時壓力下降又很大(從20MPa到0.5MPa)，因此，氣瓶出氣的變化范圍也很大，另一方面，供氣系統(tǒng)中發(fā)生斷裂或密封性嚴重破壞的現(xiàn)象，可能在氣瓶裝置各部分及管路總成中發(fā)生，不同情況下氣流的速度變化范圍又很大，因此，在管路斷裂時，氣流的狀況也有可能接近正常的工作狀況，在此情況下采用傳統(tǒng)的彈簧控制截止件快速閥效果不好，有幾種氣瓶閥的設(shè)計可供參考：
　　a、美國專利N-3690336，N-4635580，EPN-0214023，在氣流異常時用電磁閥來切斷氣瓶供氣，其實現(xiàn)困難酌結(jié)構(gòu)是需要解決能夠向駕駛員提供異常情況的傳感器，但是，至少在發(fā)生交通事故時，駕駛員在清醒狀態(tài)下可以立刻關(guān)閉氣瓶供氣。
　　b、美國專利N-4372343，N-3981328，N-4589443，這種結(jié)構(gòu)有一個嚴重的缺點，由于截止件與其座之間可能密封不良可能漏氣。采用防爆片可以消除以上缺陷，防爆片剛性的卡在閥內(nèi)，當壓力過高時該片破裂，氣體可從氣瓶中放出。其缺點是：這種閥不能重復(fù)利用，因為一旦防爆片破裂后，氣瓶會徹底排空。其結(jié)果是爆炸和火警的可能性增大了。而在用彈簧控制截止件的安全閥起作用時，只能排出少量氣體，當氣瓶內(nèi)壓降到一定水平時，安全閥關(guān)閉，停止排氣，制造帶防爆片的氣瓶閥要求精心制訂工藝，防爆片的材料質(zhì)量和尺寸要控制好，片的鑲嵌工藝也要完善。
　　c、美國專利N-3720220，N-4635680，它將彈簧控制式截止閥，防爆片，易熔塞三者綜合在一起是一種比較好的安全裝置。需要特別提出的是為了防止氣瓶爆炸而設(shè)計的易熔塞在受高溫時熔化排氣，其排氣需要向安全的地方必須要配置有引出裝置。同時對于單燃料汽車，如果防泄漏截止閥性能可靠，則其自身失火的可能性較小，也就不存在易熔化排氣的危險，而對于兩用燃料汽車，在由汽油引發(fā)火災(zāi)的情況下，如何正確處置氣的排出與否，排出方向是一個值得關(guān)注的問題。
　　有一個關(guān)于天然氣汽車與液體燃料火警安全性的比較實驗。
　　將一油箱裝滿柴油的公共汽車與天然氣汽車同時從汽車后部輪胎點燃。此兩車型號相同，氣瓶車為六氣瓶。實驗時氣瓶壓力為14MPa，其容積相當于130L柴油，在氣瓶上有33.4MPa起作用的防爆片，100℃起作用的易熔塞。
　　結(jié)果是在第一個易熔塞熔化前，氣瓶中壓縮天然氣的壓力并未發(fā)生變化，公共汽車起燃后經(jīng)5分30秒天然氣開始通過引出機構(gòu)排出，起燃后14分鐘氣瓶完全排空。20分鐘后，即氣瓶完全排空6分鐘后，壓縮天然氣公共汽車的輪胎仍在燃燒，而柴油箱中的柴油已參與燃燒。
　　以上結(jié)果表明，壓縮天然氣系統(tǒng)可以信賴，而易熔塞是相當關(guān)鍵的一個保障部件。
　　3.1.2　壓縮天然氣氣瓶的材料選擇
　　3.1.3　氣瓶的試驗保障體系
　　3.1.4　氣瓶加工的質(zhì)保體系
　　3.2　天然氣汽車用減壓器、混合器及其它部件的質(zhì)保體系
　　在壓縮天然氣汽車的使用中，減壓器、混合器、管線電磁閥等的性能的穩(wěn)定對天然氣汽車的性能、安全性均有重要影響，尤其減壓器一般布置在發(fā)動機罩下，其泄漏對天然氣汽車的安全影響較大。混合器以及混合器與減壓器間低壓管聯(lián)接的密封性對汽車的安全性也頗為重要。而汽油車因改燃天然氣而加裝的電磁截止閥其工作的可靠性對汽車的安全性有大的影響。
　　3.2.1　對于減壓器，首先其結(jié)構(gòu)設(shè)計必須合乎安全性要求，可靠、牢固，由于其一級減壓部分要承受高壓，因此其材料應(yīng)有嚴格要求，減壓器的膜片易受天然氣的雜質(zhì)的腐蝕，其材料質(zhì)量也應(yīng)當有嚴格要求。減壓器的。制造工藝要求嚴格，尤其要保證減壓器的內(nèi)、外氣密性、防止泄漏。不僅如此，要完善對減壓器的檢測手段，對其氣密性，耐振性、耐腐蝕性等進行檢測。對于裝置生產(chǎn)廠要嚴格管理，制定標準，嚴格按標準執(zhí)行，杜絕不合格產(chǎn)品出廠。
　　3.2.2　混合器結(jié)構(gòu)簡單，對文丘里式，確保其在化油器上的安裝緊密即可，對于比例調(diào)節(jié)式混合器，應(yīng)當要求其橡膠膜片，彈簧閥芯工作的可靠性，防止漏氣。
　　3.2.3　對高壓氣管，應(yīng)當符合GB／T14976-94的要求，對材質(zhì)、制造工藝、抗拉能力、抗壓能力、耐腐蝕性，壁厚，以及在使用中允許彎曲度，端頭外形等等都應(yīng)當有明確的規(guī)定。
　　3.2.4　控制電磁閥，其可靠性影響車輛的安全性，它應(yīng)當合乎ZBT36001-87的標準。另外，應(yīng)當建立和完善對電磁閥的質(zhì)量檢測體系，檢驗?zāi)驼駝?、耐壓的能力，檢驗其工作可靠性，安裝中要注意其接線，防止引起火花。
　　3.3　天然氣汽車燃氣系統(tǒng)布置設(shè)計方案及安裝(略述如下、詳見附錄1)
　　為了提高壓縮天然氣汽車防火防爆安全性，其燃氣系統(tǒng)的布置設(shè)計應(yīng)當合理，并以安全性為首先原則。在布置中應(yīng)當使得燃料供給系統(tǒng)的聯(lián)接部位盡可能少，特別是發(fā)動機罩內(nèi)的供氣部分；盡量使聯(lián)接部位處在通風條件較好的空間，減少因泄漏而起火的可能性。氣瓶的布置應(yīng)當不影響汽車的通過性以及布置在較隱蔽的位置，并且不能影響汽車的軸荷分布。具體來說整個系統(tǒng)的布置安裝一般如下就能夠符合安全性的要求，保證整車質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。
　　3.3.1　天然氣氣瓶的布置
　　氣瓶應(yīng)安裝在汽車的安全部位，氣瓶的瓶口閥與車輛外緣距離不小于100mm，并保證其開啟方便，氣瓶安．裝在車輛下部時不得影響原車的離地高度和通過性，不得超出外邊緣影響駕駛性能。氣瓶的安裝位置應(yīng)距發(fā)動機排氣管至少200mm，當距離為75mm～200mm時，應(yīng)加隔熱裝置。兩個或兩個以上氣瓶并列時，瓶口方向應(yīng)一致。
　　氣瓶的緊固，應(yīng)當在固定卡子與瓶體間安裝橡膠墊片，并且其膠墊的厚度應(yīng)當不小于2mm，安裝必須緊固，固緊螺栓，防松裝置齊全有效緊固力應(yīng)當符合要求。氣瓶固緊后沿汽車縱向施加8倍于氣瓶重量的力，氣瓶位移不超過13mm。
　　3.3.2　高壓管線的布置與安裝
　　高壓管線的破損是天然氣泄漏的一個重要源頭，同時聯(lián)接頭的泄漏也非常普遍，管線的良好布置方案可以減少管線的損壞，并且正確的安裝管線也是保證天然氣供氣系統(tǒng)可靠工作的保障。
　　高壓管線的排列，走向應(yīng)當合理，不得與相鄰部件碰撞和摩擦，接頭應(yīng)設(shè)在易于操作，維修方便的地方，剛性管線固定卡子間距不得大于600mm，穿越孔板處應(yīng)當使用橡膠襯墊，氣瓶間管線及靠近減壓閥處的管線應(yīng)有抗震彎曲，抗震彎曲不得小于管線外徑的5倍。
　　高壓管線與傳動軸萬向節(jié)距離不得小于75mm，管線與發(fā)動機排氣管距離不得小于200mm，75～200mm時必須有隔熱裝置。
　　安裝在駕駛室，載人車廂或行李廂的氣瓶閥或管接頭，必須與人體活動空間密封隔離，并設(shè)置能將泄漏氣體排出駕駛室或車廂外的通風口等裝置。
　　高壓管線必須割平整并去除毛刺,并用高壓氣體吹凈和附塵、除屑，其聯(lián)接必須使用卡套式管接頭。
　　3.3.3　減壓器和混合器的布置與安裝
　　減壓器的作用是燃氣汽車中最關(guān)鍵的一環(huán)，而減壓器與混合器，發(fā)動機進氣結(jié)構(gòu)匹配是提高發(fā)動機性能的一個重要部分。針對不同的發(fā)動機，發(fā)動機罩下的空間結(jié)構(gòu)有不同減壓器和混合器的布置方案。但是無論如何布置，都應(yīng)當遵循最大程度的保證減壓器與混合器正常，有效的工作這一前提。
　　減壓器當布置振動較小的駕駛室前擋板或發(fā)動機罩內(nèi)的其它地方，應(yīng)盡量遠離排氣管和其它熱源，盡可能的靠向化油器，也應(yīng)盡可能的使得減壓器的位置低于水箱的上平面，為了防止減壓器的泄漏因遇火源而失火，最好設(shè)計一個保護裝置能夠?qū)p壓器包裝起來，能安全地將泄漏氣體排放到發(fā)動機罩外的大氣中去。
　　混合器與化油器的聯(lián)接必須緊密，不得有漏氣和松動，連接混合器與減壓器出氣口的軟管應(yīng)當盡量短而緊湊，不得靠近排氣管或加裝隔熱板。
　　3.3.4　其它附件的安裝、布置
　　每一個附件均是一個聯(lián)接點，都有泄漏的可能，都應(yīng)當聯(lián)接緊密，防振、防松動。聯(lián)接件的質(zhì)量也應(yīng)當合格,高壓壓力表、高壓截止閥、連接在高壓管線上應(yīng)保證其質(zhì)量。在化油器與汽油泵之間安裝汽油電磁閥，應(yīng)當確保管線接頭緊密無汽油滴漏。對于兩用燃料汽車其油泵最好采用電動油泵，將之安裝在汽油濾清器與化油器之間，確保管路接頭無汽油滴漏。
　　充氣閥應(yīng)當布置在易于接觸，又能防塵、防雨、防撞的地方，各電子元件的開關(guān)或指示應(yīng)當布置在駕駛內(nèi)易于操作的地方，要注意各電器部件搭鐵良好，防止火花的產(chǎn)生。
　　3.3.5　與發(fā)動機匹配的調(diào)整
　　在正確的安裝好天然氣系統(tǒng)后，應(yīng)當檢查是否有漏氣，在確保無泄漏后，對減壓器、混合器進行調(diào)整，對發(fā)動機怠速、發(fā)動機功率、發(fā)動機點火提前，使用天然氣的加速性等進行調(diào)整，并重復(fù)檢查，并進行油氣轉(zhuǎn)換試驗，最后進行道路試驗，試驗后再次復(fù)查各緊固件和氣密件。
　　3.4　天然氣汽車使用、維護、質(zhì)量保證體系(略述如下，具體見附錄2、3)
　　改裝天然氣的汽車其原車的發(fā)動機必須符合GB7258-27《機動車安裝運行技術(shù)條件》和GB3799-83《汽車發(fā)動機大修竣工技術(shù)條件》的規(guī)定，不正常的發(fā)動機不適合用天然氣作燃料。
　　天然氣汽車的安全問題絕大多數(shù)發(fā)生在車輛的使用過程中，這就告訴我們車輛在運營過程中，正確的使用和維護保養(yǎng)尤為重要，一般來說，做到以下幾點就能夠保障車輛本身性能方面的安全性。
　　3.4.1　天然氣汽車的操作有別于汽油汽車的操作，因此就要求駕駛天然氣汽車的駕駛員必須經(jīng)過專業(yè)培訓合格后方能上崗。
　　3.4.2　天然氣汽車的充氣必須在CNG加氣站進行，加氣過程中，應(yīng)當關(guān)閉車上所有的電氣裝置。充氣前要仔細檢查供氣系統(tǒng)有無異?，F(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，充氣后也要觀察有無泄漏現(xiàn)象，有異常須排除方能上路行駛。
　　3.4.3　汽車在行駛中若發(fā)現(xiàn)有異常應(yīng)當關(guān)閉天然氣總氣閥以及電源使發(fā)動機熄火，進行詳細檢查。
　　3.4.4　天然氣汽車除按汽車例行保養(yǎng)，各級保養(yǎng)的技術(shù)要求規(guī)范進行作業(yè)外，還應(yīng)當對減壓器、混合器進行定期的檢查和清洗。在保養(yǎng)中要特別注意檢查供氣系統(tǒng)中各接頭處的緊密性，尤其檢查鋼瓶的安全緊固情況。在天然氣汽車的維修過程中尤其要注意，對供氣系統(tǒng)部分的維修應(yīng)當在有安裝天然氣汽車供氣系統(tǒng)的維修點進行，防止對系統(tǒng)的不規(guī)范操作。
　　3.4.5　大的天然氣汽車使用者應(yīng)當建立天然氣汽車的維護、保養(yǎng)機構(gòu)專業(yè)從事其工作，不得允許駕駛員對天然氣供氣系統(tǒng)作自行維護、調(diào)整。
　　3.5　天然氣汽車質(zhì)量保證的規(guī)范體系
　　我們認為這是天然氣汽車質(zhì)量保證的前提、基礎(chǔ)，其重要性是第一位的，而目前，對天天然氣汽車各供氣系統(tǒng)部件的質(zhì)量監(jiān)督體制及規(guī)范尚不健全，并未有較明確的安全質(zhì)保方針和目標，我們認為，在現(xiàn)有各標準的規(guī)范的基礎(chǔ)上，應(yīng)當形成如下的規(guī)范體系：
　　3.5.1　完善壓縮天然氣汽車燃料供給系統(tǒng)各裝置的企業(yè)標準，制定系統(tǒng)中各關(guān)鍵總成的技術(shù)條件，如氣瓶、氣瓶閥、高壓氣管、減壓器等的技術(shù)條件。對各裝置的生產(chǎn)工藝、流程進行全面、詳細的規(guī)定，尤其要突出對各關(guān)鍵部件(位)的質(zhì)量控制。
　　3.5.2　制定相應(yīng)的壓縮天然氣汽車關(guān)鍵零部件的質(zhì)量檢測標準，加強對天然氣汽車安全性影響較大的零部件的監(jiān)管檢驗力度，建立健全檢驗機構(gòu)的檢測設(shè)備的建設(shè)，增強檢驗機構(gòu)的檢測能力，加強對檢驗人員的管理，實現(xiàn)公正的高質(zhì)量的檢測。
　　3.5.3　制定壓縮氣汽車的技術(shù)規(guī)范，檢驗規(guī)程。根據(jù)技術(shù)規(guī)范的要求，對改裝和生產(chǎn)天然氣汽車的廠家進行認證，杜絕未經(jīng)審批合格的改裝廠從事天然氣汽車的改裝制造。各改裝制造廠要統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范，對每一種車型都要有一種成熟、完善、安全有效的改裝方案，彼此相互協(xié)調(diào)。
　　3.5.4　建立壓縮天然氣汽車檢驗機構(gòu)，專門從事壓縮天然氣汽車的質(zhì)量檢驗工作。
　　3.5.5　成立專門的質(zhì)量管理機構(gòu)來組織各檢驗機構(gòu)，裝置生產(chǎn)廠、改裝生產(chǎn)廠的各項活動，確保各質(zhì)量保證環(huán)節(jié)的各項工作緊密有序的開展，使得各上下游企業(yè)間的活動在監(jiān)督機構(gòu)的監(jiān)督之下進行，保證中間環(huán)節(jié)的可靠性，杜絕不合格的產(chǎn)品進入市場。
　　3.5.6　制定天然氣汽車的安全運規(guī)則，天然氣汽車維修相關(guān)條款，保證天然氣汽車在使用中的安全，確保其維修正確。
　　四、近來CNG汽車交通事故發(fā)生的原因及預(yù)防事故的對策措施
　　4.1　國內(nèi)近年來CNG汽車交通事故發(fā)生的原因。
　　自從重慶市自1998年開始推廣天然氣汽車以來，由于各級領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，各職能部門的嚴格管理，尚未發(fā)生由于天然氣汽車系統(tǒng)的質(zhì)量問題而引發(fā)的惡性交通事故。但在1999年2月12日和1999年10月13日各發(fā)生了一起公交CNG客車翻車燃燒事故，造成29人死亡和死亡6人傷9人的慘劇。
　　根據(jù)我們的調(diào)查，以及綜合國家和重慶市的CNG汽車專家對事故原因的分析意見，我們認為：這兩起交通事故的發(fā)生可以說是在特定條件下的帶有山地公路特點的交通事故。
　　首先我們認定兩次燃燒事故其著火分別來自于汽油的燃燒和高壓線火花，之所以說是帶有山地特色，是因為汽油的燃燒以及高壓線火花均是因為翻車而引起的，在普通的平原路面上，是不可能發(fā)生如此劇烈的翻車狀況，更不會翻車后還碰上高壓電線。因此，可以說是翻車嚴重造成的火源，其次，在這次翻車燃燒事故中，天然氣儲氣瓶安然無恙，沒有發(fā)生爆炸事件，用嚴酷的事實證明了，天然氣汽車儲氣系統(tǒng)的安全性。但是，我們同時注意到，由于天然氣儲氣系統(tǒng)沒有有效的流量截止裝置，導(dǎo)致氣瓶大量的泄漏氣體參與燃燒，加重燃燒事故的嚴重性。這就為我們提出了一個非常嚴肅的課題--如何保證天然氣氣瓶在氣路發(fā)生大量泄漏的情況下自動的關(guān)閉停止供氣，同時如何保證天然氣泄漏能夠通過安全的通道排入到大氣中，當然這一點在發(fā)生嚴重翻車事故時確實難以保證，因為此時的車身結(jié)構(gòu)已遭受嚴重破壞，原來設(shè)計布置有效的機構(gòu)完全有可能遭到破壞而失效。
　　這次事故供我們汲取的教訓有兩個方面，一是天然氣在泄漏下的截止及泄漏的安全排放問題，二是如何確保CNG汽車的安全駕駛，盡量減少事故的發(fā)生，減少燃燒、爆炸的誘因。
　　根據(jù)我們的調(diào)查，在四川這個天然氣汽車推廣應(yīng)用最早最多的地區(qū)，曾經(jīng)發(fā)過一些天然氣汽車的事故，總結(jié)其原因多是因為改裝天然氣汽車對原車的汽油油路的影響而導(dǎo)致了失火，具體來說有以下幾個方面：
　　1)改裝為天然氣、汽油的兩用燃料汽車后沒有對原來發(fā)動機的油泵系統(tǒng)進行改造，仍使用傳統(tǒng)的機械式油泵，在發(fā)動機燃氣工作狀態(tài)下，油泵仍不停止泵油動作，燃油截止閥與油管的接頭由于長期受壓最終出現(xiàn)漏油，在發(fā)動機罩下的較高溫度下汽油蒸發(fā)遇到火源或者遇到發(fā)動機工作狀態(tài)，不穩(wěn)定發(fā)生回火現(xiàn)象時都有可能引起火災(zāi)，這種事故曾在四川省發(fā)生過多起，必須引起高度重視。較好的解決方案就是取消原來的機械式油泵改用電動油泵泵油。
　　2)改裝后的兩用燃料汽車上，由于化油器仍然作為一個關(guān)鍵機構(gòu)參與工作，而目前國內(nèi)用于汽油機的化油器尚未考慮化油器浮子室無油狀下的穩(wěn)定控制問題，致使在使用天然氣時，化油器浮子室中的浮子在顛簸的狀況下在浮子室里來回碰撞摩擦出現(xiàn)損傷，在改用燃油的情況下，不能準確的控制燃油的正常供應(yīng)量，致使發(fā)動機工作狀態(tài)不穩(wěn)，發(fā)生回火，遇到大量的汽油蒸氣而引發(fā)火災(zāi)，這種事故在四川也出現(xiàn)過多起。
　　3)根據(jù)目前掌握的信息尚未發(fā)現(xiàn)因氣瓶質(zhì)量而發(fā)生的爆炸傷亡事故，也未發(fā)現(xiàn)因減壓器的漏氣而發(fā)生的火災(zāi)。但是減壓器布置在發(fā)動機罩下也確實是一個比較突出的危險源頭，不僅如此，減壓器與混合器間連接的可靠性以及橡膠軟管的破損也是一個重要因素，目前也未發(fā)現(xiàn)因為高壓氣管漏氣而造成火災(zāi)或爆炸的事件。
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