柴油汽車改用LNG燃料的實(shí)用技術(shù)及研究

1、柴油汽車改用LNG燃料的實(shí)用技術(shù)及研究摘要：攻克柴油汽車改用LNG燃料的技術(shù)難關(guān)，有助于推進(jìn)清潔燃 料汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。為此，指出了柴油汽車改用LNG燃料的技 術(shù)關(guān)鍵在于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)（包括點(diǎn)火系統(tǒng)）、燃料供應(yīng)系統(tǒng)以及相應(yīng)控制 系統(tǒng)的改裝，提出了兩種柴油汽車改用LNG燃料的實(shí)用技術(shù):將原 車改裝為柴油LNG雙燃料混合供應(yīng)的摻燒汽車；將原柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 改裝成專用的LNG發(fā)動(dòng)機(jī)，使之成為單燃料供應(yīng)的LNG汽車。在分 析了柴油車改裝技術(shù)的通用性，柴油改裝車的適用對(duì)象及特點(diǎn)，天 然氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性下降之原因，改裝成本、改裝技術(shù)的成熟度與改 裝效果，改裝后汽車排放指標(biāo)的變化等基礎(chǔ)上，提出了提高柴油改 裝車動(dòng)力性

2、的舉措:利用稀薄燃燒技術(shù)增加動(dòng)力性；利用進(jìn)氣增 壓技術(shù)增加動(dòng)力性。最后從技術(shù)層面和政策層面討論了改裝柴油車 存在的問題。研究與實(shí)例分析結(jié)果表明:改裝雙燃料摻燒車較單燃料 車相對(duì)來講技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，其經(jīng)濟(jì)性也高一些，盡管這類改裝車因 為進(jìn)入汽缸內(nèi)的“天然氣+空氣”混合氣較原“柴油+空氣”混合氣 熱值低、甲烷火焰?zhèn)鞑ニ俣纫脖炔裼偷投鴮?dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)最高功率、動(dòng) 力性和加速性能略有下降，但綜合考慮認(rèn)為，改裝車排放效果有改 善，發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩等基本上能滿足原車需要，車輛操作、行駛 情況正常。經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果則表明：?jiǎn)螐娜剂铣杀痉矫婵紤]，當(dāng)LG與 柴油的比價(jià)低于0. 75:1.00時(shí)，柴油改裝車具有經(jīng)濟(jì)性；而當(dāng)比

3、價(jià) 低于0. 50:1. 00時(shí)，柴油汽車改用LNG燃料的經(jīng)濟(jì)效益更顯著。關(guān)鍵詞柴油汽車天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)LNG摻燒單燃料改裝動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性截至2011年底，全國(guó)汽車保有量己超過IXlo8輛，其中，柴 油車占據(jù)相當(dāng)大的份額，超過總量的55%。2011年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表 明，中國(guó)柴油表觀消費(fèi)量超過1.7X108 t/a,而汽車柴油消耗量 達(dá)到了 6 500X104t/a。由此推算，柴油汽車1年所排放的溫室氣 體C02總量接近1.6×108 to可見，在環(huán)境承載壓力日趨增大的今 天，如何讓更多的柴油汽車改用清潔高效的低碳能源一一LG(液化 天然氣)，這是環(huán)境保護(hù)的需要，也是IAG汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，有

4、 助于改善大氣環(huán)境、優(yōu)化國(guó)家能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。大力發(fā)展LG汽車產(chǎn)業(yè)，尤其是在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，存在大量既 有柴油車改裝的市場(chǎng)需求，因此，開發(fā)出經(jīng)濟(jì)合理的柴油汽車改裝 技術(shù)，是一項(xiàng)具有現(xiàn)實(shí)意義的重要課題。1 LNG用作車用燃料的優(yōu)勢(shì)相對(duì)于汽、柴油甚至壓縮天然氣(CNG), LNG作為車用燃料具備 許多優(yōu)勢(shì)。1) LNG能量密度大，汽車?yán)m(xù)駛里程長(zhǎng)。公交車配置275 L的LNG 瓶，其續(xù)駛里程可超過400 km；重型汽車配置410 L的LNG瓶,其 續(xù)駛里程可超過50OkmO2) LNG作為氣體燃料，能與空氣均勻混合、充分燃燒，且燃料 木身基木不含硫、苯等有害物質(zhì)，燃燒后排放的產(chǎn)物潔凈環(huán)保。與 汽、柴油車相

5、比，LNG汽車綜合排放量降低85%:CO排放量降低 97%； HC排放量降低75%； NOX排放量降低35%； C02排放量降低26%,且無鉛、苯等致癌物質(zhì)以及硫化物的排放。1臺(tái)重型柴油運(yùn) 輸車改用LNG燃料后，較使用柴油燃料可減排C02約33 t a03）在綜合考慮熱值與效率的前提下，LNG作為汽車燃料相對(duì)于 汽、柴油存在著一定的價(jià)差，其經(jīng)濟(jì)性對(duì)車主具有吸引力。4）通過耐久性以及其他相關(guān)的性能測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，使用IAG燃料 的發(fā)動(dòng)機(jī)比柴油發(fā)動(dòng)機(jī)壽命長(zhǎng)，兩次維修間隔久，維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用 低。2柴油汽車改用IAG燃料的實(shí)用技術(shù)2. 1 LNG汽車與柴油汽車的比較一般來說，大型公交車、各類重型汽車大多使用

6、柴油燃料，將 這類汽車改裝成使用LNG燃料的汽車，主要是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及相關(guān)控制 系統(tǒng)等進(jìn)行改裝，具體有兩種改裝方法:將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)改裝成柴油 一 LNG兩種燃料摻燒發(fā)動(dòng)機(jī)，并且在保留原有柴油供應(yīng)回路基礎(chǔ) 上，增設(shè)1套LNG供氣系統(tǒng)以及柴油、IAG流量控制系統(tǒng)，使汽車 既可以在雙燃料同時(shí)供應(yīng)的狀態(tài)下工作，也可以在純柴油單燃料供 應(yīng)的狀態(tài)下工作，并可依據(jù)行駛狀況合理控制油氣比（柴油與IAG之 比），形成雙燃料混合供應(yīng)的柴油-LNG摻燒汽車；將柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 改裝成專用的LNG發(fā)動(dòng)機(jī)，成為和CNG汽車一樣以氣相LNG為燃料 的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，取消原有柴油供應(yīng)回路，增加1套LNG燃料供應(yīng) 系統(tǒng)，形成單燃料供應(yīng)的L

7、NG汽車。2.2柴油車改裝技術(shù)柴油汽車改用LXG燃料的技術(shù)關(guān)鍵在于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)（包括點(diǎn)火系 統(tǒng)）、燃料供應(yīng)系統(tǒng)以及相應(yīng)控制系統(tǒng)的改裝。其中，柴油-LNG雙 燃料摻燒技術(shù)是以原車的柴油機(jī)為基礎(chǔ)，保留原機(jī)基本結(jié)構(gòu)和壓燃 點(diǎn)火方式，通過限制柴油噴射量，用天然氣替代的方式“限油補(bǔ) 氣”，兩種燃料進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)摻燒為汽車提供動(dòng)力。LNG單燃料汽車 則是用LNG燃料供應(yīng)系統(tǒng)全而替代原柴油供應(yīng)回路，并對(duì)原柴油發(fā) 動(dòng)機(jī)進(jìn)行包括增加電火花塞點(diǎn)火系統(tǒng)、調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比、重新設(shè) 計(jì)控制單元等內(nèi)容的改造，氣相LNG燃料進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)為汽車提供動(dòng) 力。2. 2. 1改裝內(nèi)容因?yàn)椴裼团c天然氣是兩種不同性質(zhì)的燃料，在相態(tài)、燃燒特性 等

8、諸多方而都存在較大差異，因而，將柴油汽車改裝成LNG汽車， 除了重點(diǎn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改裝之外，還涉及許多其他環(huán)節(jié)。一般 情況下，要改裝1輛柴油汽車，完整的改裝內(nèi)容包括:數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)；ECU（電子控制單元）控制系統(tǒng)；執(zhí)行系統(tǒng)；天然氣供給系統(tǒng)；發(fā) 動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)；燃料流量控制系統(tǒng)等1。涉及柴油汽車改裝的主要 零部件如圖1所示。16爆側(cè)專感器曲軸旳專辭FaH¾點(diǎn)火開關(guān)臟傳感器ECU J燃?xì)怅IE 力傳感器電池電源)故障診斷接口 &CAN 接口燃?xì)鈬娮?汕氣轉(zhuǎn)換開關(guān)匸繼電器燃?xì)鉁p床器節(jié)氣門開度傳感器圖1涉及柴油汽車改裝的主要零部件示意圖2. 2. 1. 1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)增加或調(diào)整諸如LX

9、G儲(chǔ)氣瓶壓力、進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸前的天然氣 壓力、天然氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度、冷卻水溫度、節(jié)氣門開度、 曲軸位置等相關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)單元，并將所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳給電子控制 單元(ECU) o2. 2. 1.2 ECU控制系統(tǒng)由于增加或調(diào)整了許多數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，且部分控制回路按照需要 進(jìn)行了重新調(diào)整，因而，EeU控制系統(tǒng)也必須相應(yīng)地進(jìn)行重新設(shè) 置，重點(diǎn)是合理調(diào)控柴油量、燃?xì)饬恳约皟煞N燃料噴人的時(shí)間，對(duì) 助燃空氣量進(jìn)行控制。2. 2. 1. 3執(zhí)行系統(tǒng)增設(shè)LG儲(chǔ)氣瓶超壓保護(hù)系統(tǒng)、燃?xì)庑孤┍O(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。2. 2. 1.4天然氣供給系統(tǒng)包括LXG車載瓶（LNG儲(chǔ)存與增壓）、水浴式汽化器（將LNG由液 態(tài)轉(zhuǎn)換成氣態(tài)）、壓

10、力調(diào)節(jié)裝置（調(diào)節(jié)并穩(wěn)定進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的天然氣壓 力）以及相應(yīng)的管路與閥門。2.2. 1.5發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)燃燒和進(jìn)氣控制是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。柴油-LG摻燒汽車 的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)仍保留原機(jī)結(jié)構(gòu)和壓燃點(diǎn)火方式，壓縮比也不改變， 因而，改裝內(nèi)容相對(duì)較少。主要改裝內(nèi)容是天然氣與空氣混入點(diǎn)位 置及壓力的確定、混入時(shí)間、流量控制、油氣比調(diào)整等。而將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)改裝成單燃料LXG發(fā)動(dòng)機(jī)（實(shí)質(zhì)上就是CNG汽車 發(fā)動(dòng)機(jī)），則改裝工作量極大，幾乎相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)整體更換，需 要增加天然氣火花塞點(diǎn)火系統(tǒng)，改變發(fā)動(dòng)機(jī)缸套與活塞的配合間 隙、配氣相位，精確控制燃?xì)馀c空氣的混合比等。2. 2. 2改裝技術(shù)方案2. 2. 2. 1柴油

11、-LNG摻燒汽車的改裝柴油-LNG雙燃料摻燒汽車改裝的核心部位在于燃料供應(yīng)系統(tǒng)、 柴油油量限制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)這3部分，圖2是改裝后的柴油 一 LNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)示意圖1。從圖2可以看出，LNG供氣部分主要由IAG儲(chǔ)罐、溢流閥、低 溫金屬軟管、水浴式氣化器、電磁閥、天然氣減壓調(diào)節(jié)器、動(dòng)力調(diào) 節(jié)閥以及混合器等組成。柴油油量控制部分用于控制雙燃料工作狀 態(tài)下的引燃油量，它主要由油門執(zhí)行器和推桿組成。電子控制系統(tǒng) 則主要由電子控制單元(ECU)、油門位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、控制 線路等組成。這種雙燃料摻燒發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中被壓縮的介質(zhì)，將不是原柴油機(jī) 中的純空氣，而是“天然氣+空氣”混合氣，發(fā)動(dòng)機(jī)在

12、啟動(dòng)和怠速工 況下均使用柴油，汽車行駛過程中，ECU依據(jù)行駛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)油 門位置、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，經(jīng)過運(yùn)算后輸出控制指令，分別控制進(jìn)入發(fā) 動(dòng)機(jī)的柴油、天然氣與空氣量，實(shí)現(xiàn)三者合理配比。一般情況下， 以現(xiàn)有的改裝技術(shù)，天然氣摻燒量可在O70%之間調(diào)整，柴油供 給量保持在30%100%,汽車在高速平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，天然氣摻 燒量要大一些。目前，幾種較為先進(jìn)的雙燃料摻燒發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)3如下：1) 高壓直噴技術(shù)。天然氣和引燃柴油一樣，直接由噴嘴噴人氣 缸內(nèi)。當(dāng)汽缸中的空氣被壓縮到接近沖程末點(diǎn)時(shí)，按照一定配比的 柴油與天然氣先后通過同一個(gè)燃料噴射孔，以很高壓力直接噴人汽 缸內(nèi)混合燃燒而做功。引燃柴油先于天然氣噴

13、入氣缸實(shí)施點(diǎn)火，隨 后噴入1216 MPa壓力的天然氣。依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，電子控 制系統(tǒng)發(fā)出指令，準(zhǔn)確控制進(jìn)入氣缸的柴油與天然氣量以及噴人的 時(shí)問。2）正壓?jiǎn)吸c(diǎn)噴射技術(shù)。采用多個(gè)可控制天然氣流量的高壓電磁 噴射閥及ECU電控單元等，組成單點(diǎn)噴射供氣系統(tǒng)。經(jīng)調(diào)壓器調(diào)壓 后的天然氣以高于進(jìn)氣總管中空氣的壓力通過上述高壓電磁閥控制 流量后，經(jīng)由進(jìn)氣噴嘴從中冷器之后的進(jìn)氣總管噴人（即單點(diǎn)噴射），與空氣混合后進(jìn)人各個(gè)氣缸，形成可燃混合氣。電控單元以發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、汕門踏板位置、冷卻水溫度、進(jìn)氣管壓力等參數(shù)來控制 柴油噴射泵齒桿和天然氣流量控制閥，以此精確控制引燃油量和天 然氣流量及噴射時(shí)刻，滿足不同工

14、況下空燃比的要求。采用這種技 術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)，其天然氣摻燒率可達(dá)到較高水平，但改裝費(fèi)用很大。3）模糊電控雙燃料混燃技術(shù)。該類發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)有3大特點(diǎn): ECU電控系統(tǒng)采用了模糊優(yōu)選控制軟件技術(shù)；進(jìn)氣系統(tǒng)的天然氣 與空氣在具有特殊腔道的混合器里進(jìn)行混合，并對(duì)混合氣體進(jìn)行增 壓與中冷（針對(duì)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)）；與高壓直噴技術(shù)、正壓?jiǎn)吸c(diǎn)噴射技 術(shù)不同，該技術(shù)對(duì)天然氣的供氣壓力沒有要求。除發(fā)動(dòng)機(jī)本體之外，與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)息息相關(guān)、起引燃作用的柴 油控制回路也是改裝雙燃料摻燒車的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容，可直接影響到 發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的排放指標(biāo)。其改裝的宗旨是盡可能減少引燃 柴油使用量，以利于提高LNG摻燒率，減少污染物的排放。目前

15、，國(guó)內(nèi)外對(duì)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研究主要集中在燃燒特性及排 放特性、燃燒模型、稀薄燃燒技術(shù)、油氣電子調(diào)節(jié)與控制、控制排 放的缸內(nèi)燃燒技術(shù)、機(jī)外催化技術(shù)和廢氣再循環(huán)技術(shù)等多個(gè)方面， 其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)可概括為3個(gè)方而:稀薄燃燒技術(shù)；爆震控制技 術(shù)；電控多點(diǎn)順序噴氣技術(shù)3。2. 2. 2. 2單一燃料LNG汽車的改裝對(duì)其發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的改裝實(shí)質(zhì)上就是將原車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變?yōu)榧兲?然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，主要改裝內(nèi)容是發(fā)動(dòng)機(jī)再制造和發(fā)動(dòng)機(jī)總成互換，包 括設(shè)置火花塞點(diǎn)火系統(tǒng)，重新確定壓縮比，并對(duì)燃燒室、汽缸、活 塞蓋、排氣管、進(jìn)氣門、座圈、凸輪軸等進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。具體內(nèi)容 包括4:1）降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度的冷卻系統(tǒng)改造。2）發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)

16、滑油冷卻改造。3）發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座墊冷卻改造，氣門油封的更改，新的活塞環(huán)的 更換。4）降低發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，設(shè)計(jì)新凸輪軸。5）安裝新的點(diǎn)火系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋安裝火花塞。6）安裝曲軸位置或凸輪位置傳感器以及信號(hào)岀發(fā)盤。柴油汽車改裝為單一燃料LG汽車，其改裝難度大、成木高， 技術(shù)要求也高。通常情況下不是客戶的首選方案。2.3柴油車改裝技術(shù)的特點(diǎn)與效果分析2. 3. 1柴油車改裝技術(shù)的通用性與汽油車改裝成天然氣汽車的技術(shù)相比，柴油車改裝技術(shù)較為 復(fù)雜，其改裝技術(shù)（改裝件）通用性特別差。比如，桑塔納、捷達(dá)、 富康等品牌的汽油車改裝為L(zhǎng)NG汽車，所涉及的零部件基本上都是 通用的，變換較小，而改裝柴油車卻不一樣，

17、基本上是“一事一 議”，即便是相同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，零部件也幾乎不能通用。若要改 裝成單燃料車，其變化更大。因此，柴油車的改裝成本較高。2. 3. 2柴油改裝車的適用對(duì)象及特點(diǎn)1）通過分析上述各類發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理后不難發(fā)現(xiàn)，柴油-LNG 摻燒車比較適用于城際大巴、長(zhǎng)途客車、中型和重型柴油運(yùn)輸車等 起步停車次數(shù)少、怠速時(shí)間較短的車輛，單燃料LNG汽車則適用于 城市公交車等起步停車次數(shù)多、怠速時(shí)間較長(zhǎng)的車輛。2）相對(duì)來講，柴油-LNG摻燒汽車的優(yōu)點(diǎn)較為突出：保持了原柴 油機(jī)的高壓縮比，高熱效點(diǎn)火能量大，能確保氣體燃料著火穩(wěn)定， 避免失火現(xiàn)象產(chǎn)生；多個(gè)點(diǎn)火源可加快氣體燃料的火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?有利于提高發(fā)動(dòng)

18、機(jī)的動(dòng)力性，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在較寬的空燃比范圍內(nèi)工 作，并可實(shí)現(xiàn)較稀薄的燃燒；發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)改動(dòng)小，各部件與原機(jī)型 之間具有良好的互換性，從而降低了改裝成本；基本上不影響原柴 油機(jī)工作模式，操作簡(jiǎn)單，車輛運(yùn)行平穩(wěn)；發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩與原 機(jī)基木一致，能滿足需要。3）無論是柴油-LNG摻燒車還是單一燃料LNG車，改裝車的動(dòng)力 性均有所下降，主要表現(xiàn)在同等檔位情況下“爬長(zhǎng)坡”時(shí)較以前 “略感吃力”，有時(shí)必須降一檔才能實(shí)現(xiàn)，但在平直路面上，駕駛 感覺良好，盡管加速時(shí)間略長(zhǎng)，但加速性能變化并不是太大。2. 3. 3天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性下降之原因分析一般來說，改裝后的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)與同等排量的原柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 相比，在使用

19、天然氣作燃料時(shí)，最高功率會(huì)下降10%15%,其原 因在于:雖然天然氣的熱值較高，但天然氣與空氣形成混合氣的熱 值比柴油的混合氣熱值約低10.5%,導(dǎo)致功率下降；天然氣作燃 料時(shí)，燃料本身的體積在整個(gè)進(jìn)氣中占有較大比例，因此導(dǎo)致進(jìn)入 氣缸的空氣量減少，充氣系數(shù)下降；天然氣的主要成分甲烷的火 焰?zhèn)鞑ニ俣缺炔裼偷?2%,使發(fā)動(dòng)機(jī)總?cè)紵谠鲩L(zhǎng)，造成氣缸內(nèi)壓 力和溫度上升緩慢，致使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降。當(dāng)然，可以對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性進(jìn)行調(diào)整，但需要綜合考 慮經(jīng)濟(jì)性和可靠性等多種因素。2. 3. 4改裝成本柴油車改裝為IAG汽車，視不同的改裝技術(shù)成本差異較大。總 的來說，摻燒車的改裝成本遠(yuǎn)低于單燃料車的改裝成

20、本。2. 3. 4. 1柴油-LNG摻燒車主要成本集中在LXG燃料供應(yīng)系統(tǒng)、ECU控制單元以及發(fā)動(dòng)機(jī) 系統(tǒng)的管路方而。按照現(xiàn)今情況，一般來說，1臺(tái)重型運(yùn)輸車的改 裝成木為3. 04. 6萬元；1臺(tái)公交車的改裝成本為3. 24. 0萬 元；1臺(tái)城際大巴的改裝成本為3. 24.0萬元。2. 3. 4.2單燃料IAG車由于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)改動(dòng)較大（幾乎相當(dāng)于整體更換發(fā)動(dòng)機(jī)），因而改 裝成木較高。按照現(xiàn)今情況，一般來說，1臺(tái)重型運(yùn)輸車的改裝成 本為7. 09. 5萬元；1臺(tái)公交車的改裝成木為5. 88. O萬元；1臺(tái) 城際大巴的改裝成本為6. O8. 6萬元。2. 3. 5技術(shù)成熟度與改裝效果2. 3. 5.

21、 1技術(shù)成熟度目前情況下，汽車廠家制造的天然氣單燃料汽車比雙燃料改裝 技術(shù)要成熟。2. 3. 5. 2改裝效果評(píng)價(jià)柴油車改裝后，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率、最大扭矩等主要參數(shù)與原 機(jī)相當(dāng)。雙燃料車發(fā)動(dòng)機(jī)在額定工況（車速超過65 km/h）工作時(shí)， 天然氣平均替代率（摻燒替代率）可達(dá)60%70%,但是能耗比（替 代1 L柴油所需的天然氣立方數(shù)）卻不太理想:單燃料車為1:1.5； 雙燃料車為1:1. 3o按等熱值計(jì)算，1.5 mo天然氣的熱值較1.0 L 柴油的熱值高30%, 1.3 m3天然氣的熱值較1.0 L柴油的熱值高 13%。也就是說，行駛相同里程，使用天然氣與使用柴油燃料相 比，耗費(fèi)燃料的熱量要高

22、13%30%o因此，可以說，柴油改裝車 燃料的能源轉(zhuǎn)換效率有較大幅度的下降。2. 3. 5. 3排放指標(biāo)對(duì)某公司改裝的柴油-LNG摻燒汽車的測(cè)試數(shù)據(jù)表明，柴油改裝 車排放指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，排放性能優(yōu)于原車，其中，顆粒物、CO2、NOX的排放量數(shù)據(jù)比原柴油發(fā)動(dòng)機(jī)分別降低40%、10%、9% 5,但HC與CO排放數(shù)據(jù)略高于純柴油模式。2. 3. 6存在的問題2. 3. 6. 1技術(shù)層面的問題1）個(gè)別改裝車摻燒模式運(yùn)行時(shí)有燒機(jī)油現(xiàn)象發(fā)生，原純柴油模 式肘每個(gè)保養(yǎng)期間內(nèi)添加2 L機(jī)油，但雙燃料模式下的機(jī)油添加量 是 10 Lo2）摻燒模式下由怠速急加速時(shí)，相對(duì)于純柴油模式，改裝車有 比較嚴(yán)重的抖動(dòng)現(xiàn)象

23、。3）雙燃料模式下爬長(zhǎng)坡時(shí)感覺動(dòng)力不如純柴油模式。4）LNG溫度達(dá)不到飽和氣的情況時(shí)，車用瓶不能提供足夠的壓 力，燃?xì)夤┙o系統(tǒng)不能正常工作。2. 3. 6. 2政策層面的問題1）國(guó)家目前還沒有正式岀臺(tái)LXG車輛改裝方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī) 范，因此，LNG改裝車輛在進(jìn)行手續(xù)變更、年檢時(shí)存在一定障礙。2）從中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部、公安部以及保險(xiǎn)業(yè)的相關(guān)規(guī) 定來看，加裝燃?xì)庋b置的LNG改裝車輛尚未被有關(guān)法規(guī)認(rèn)可。2. 3. 7提高改裝車動(dòng)力性的舉措改裝車發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的動(dòng)力性降低問題，可以通過稀薄燃燒技術(shù) 或進(jìn)氣增壓技術(shù)來予以改善6 o2. 3. 7. 1利用稀薄燃燒技術(shù)增加動(dòng)力性柴油機(jī)中等轉(zhuǎn)速時(shí)，汽缸內(nèi)

24、平均有效壓力為1.15MPa,改裝車 卻只有O. 90 MPa左右。如采取稀薄燃燒，加大空氣量，有效降低排 氣溫度并減弱爆震趨勢(shì)，將平均有效壓力增加至LoO1. 05 MPa, 就基本上可以獲得所需要的動(dòng)力。2. 3. 7. 2利用進(jìn)氣增壓技術(shù)增加動(dòng)力性通過加壓方式，增加進(jìn)入氣缸的“天然氣+空氣”混合氣總量， 使發(fā)動(dòng)機(jī)獲取的“柴油+天然氣”混合氣熱量與改裝前柴油的熱量相 同，以此獲得較大的動(dòng)力性能，這也是一種提高改裝車動(dòng)力性的有 效措施，目前較常見的是廢氣渦輪增壓方法7。3 LNG汽車的經(jīng)濟(jì)性分析3.1燃料經(jīng)濟(jì)性比較天然氣低熱值（參比條件為20°C）為33. 75 MJ/m3, O號(hào)

25、柴油低 熱值為38.44 MJ/Lo在相同燃燒效率前提下進(jìn)行熱值比較可知， 1.0 m3天然氣與0.88 L柴油的熱值相當(dāng)。有關(guān)輕柴油與LNG（氣相） 的相關(guān)參數(shù)如表1所示。表1 輕柴油與天然氣的相關(guān)參數(shù)表項(xiàng)目輕柴油LNG理想混合氣熱值（燃料十空氣"MTm 33.7863.390燃料低位熱值/MJ kg138* 4433, 75空燃比14.3017. 16臂火溫度/°C327537火焰?zhèn)鞑ニ俣?cm S-J39.0 47.033*8據(jù)Fl本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)高效率、低公害天然氣汽車實(shí)用化開發(fā)報(bào)告研究結(jié)論：1.0 m3天然氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后 產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于0.75 L柴油燃燒后產(chǎn)生的熱量。因此，在不考慮 車輛購置（或