清潔燃料汽車(chē)-天然氣汽車(chē)

第二章天然氣汽車(chē)(NGV)第一節(jié)概述一、天然氣汽車(chē)發(fā)展概況誕生：20世紀(jì)30年代，意大利(貧油富氣)推出天然氣汽車(chē)

70~80年代：（較快發(fā)展）79年，新西蘭的NGV獲得較快發(fā)展82年，加拿大開(kāi)始發(fā)展NGV

84年，福特推出單燃料NGV86年，我國(guó)四川建成第一個(gè)加氣站90年代后：（快速發(fā)展）94年，歐洲成立天然氣汽車(chē)協(xié)會(huì)（ENGVA）2000年，我國(guó)實(shí)施清潔能源行動(dòng)計(jì)劃目前，世界NGV已超過(guò)100萬(wàn)輛，天然氣加氣站超過(guò)3000座。1997年世界天然氣汽車(chē)和加氣站統(tǒng)計(jì)

二、我國(guó)天然氣汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀截至2004年底，我國(guó)燃?xì)馄?chē)保有量為21.5萬(wàn)量，19個(gè)重點(diǎn)推廣應(yīng)用城市（地區(qū)），加氣站數(shù)量達(dá)712座。我國(guó)燃?xì)馄?chē)歷年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（單位：萬(wàn)輛）我國(guó)燃?xì)饧託庹練v年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（單位：座）

19個(gè)清潔汽車(chē)重點(diǎn)推廣應(yīng)用城市（地區(qū)）：北京市、上海市、天津市、重慶市、四川省、海南省、西安市、烏魯木齊市、長(zhǎng)春市、哈爾濱市、廣州市、濟(jì)南市、青島市、銀川市、廊坊市、濮陽(yáng)市、沈陽(yáng)市、蘭州市和丹東市。三、天然氣的類(lèi)型1、壓縮天然氣（CNG）儲(chǔ)存壓力高于大氣壓力的氣態(tài)天然氣。汽車(chē)上儲(chǔ)帶壓力約為20MPa—目前主要的儲(chǔ)帶方式2、常壓天然氣（NNG）攜帶量少，不安全—一般不采用3、液化天然氣（LNG）超低溫-161.5℃以下變?yōu)橐簯B(tài)，體積減小1/625—正迅速發(fā)展的儲(chǔ)帶方法4、吸附天然氣（ANG）在3.5~6MPa下儲(chǔ)存在吸附劑（活性炭）中1g活性炭可吸附17g甲烷（1m3活性炭可吸附170m3甲烷）—正在發(fā)展四、天然氣汽車(chē)的類(lèi)型1、按儲(chǔ)帶的壓力和形態(tài)分壓縮天然氣汽車(chē)（CNGV）：一般以20MPa的壓力儲(chǔ)帶天然氣。工作時(shí)，經(jīng)過(guò)降壓、計(jì)量、混合后進(jìn)入氣缸—是目前NGV的主流常壓天然氣汽車(chē)（NNGV）：已淘汰液化天然氣汽車(chē)（LNGV）：工作時(shí)，經(jīng)過(guò)升溫、汽化、計(jì)量和混合后進(jìn)入氣缸吸附天然氣汽車(chē)（ANGV）：工作時(shí)，經(jīng)降壓、計(jì)量和混合后進(jìn)入氣缸2、按燃料的組成與應(yīng)用分純天然氣汽車(chē)：使用單一天然氣燃料，點(diǎn)燃。壓縮比高NG-汽油兩用燃料汽車(chē)：交替使用這兩種燃料。由汽油機(jī)改造。NG-柴油雙燃料汽車(chē)：由柴油引燃，可降低微粒排放3、按天然氣供給方式分機(jī)械控制式天然氣汽車(chē)：機(jī)械控制天然氣機(jī)電控制天然氣汽車(chē)電控天然氣汽車(chē)4、按NG供給方式分真空進(jìn)氣式天然氣汽車(chē)：以真空管真空引入天然氣噴射式天然氣汽車(chē)：以一定壓力噴入氣缸或進(jìn)氣管第二節(jié)車(chē)用天然氣的物化特性一、車(chē)用天然氣的成分

車(chē)用天然氣的主要成分是甲烷CH4天然氣進(jìn)入加氣站在壓縮前和后，要進(jìn)行“三脫”處理：脫水—使含水量小于16mg/m3，防膨脹而結(jié)冰脫烴—脫輕烴，使乙烷小于3%，防燃燒不正常脫硫—脫H2S，防腐蝕二、車(chē)用天然氣的物化特性1、天然氣的密度約0.78Kg/m3（常溫常壓下），相對(duì)于空氣的60%2、熱值分子中含C和H原子數(shù)越多，燃燒后產(chǎn)生的能量越多天然氣的低熱值略高于汽柴油，但混合氣熱值低于汽柴油，純甲烷混合氣熱值比汽油低10%。3、沸點(diǎn)-161.5℃，低于此溫度變成液態(tài)，故難于液態(tài)儲(chǔ)存。4、顏色、味道和毒性無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒，為安全加入加臭劑5、混合氣著火界限5%~15%，對(duì)應(yīng)過(guò)量空氣系數(shù)0.6~1.8，較寬，可采用稀薄燃燒技術(shù)6、自然溫度630~730℃，而汽油為220~471℃，故不易壓燃7、辛烷值一般MON為：115~130，抗暴性?xún)?yōu)于汽油，可采用高壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)。下表為天然氣、汽油、柴油物化特性比較：三、車(chē)用天然氣的特點(diǎn)

1、清潔含S量少，完全燃燒后CO、HC的排量下降，微粒大幅度下降，NOx少（天然氣火焰溫度低）。2、使用特性好冷起動(dòng)性能好，不含膠質(zhì)，不產(chǎn)生積碳，發(fā)動(dòng)機(jī)壽命長(zhǎng)3、抗暴性好—辛烷值約為130，可增大壓縮比和BTDC4、具有姣好的安全性密度小，點(diǎn)燃溫度高（不易形成可燃混合氣）5、儲(chǔ)帶性差6、動(dòng)力性下降氣態(tài)—充氣不足（比液體燃料少10%）—混合氣熱值下降—?jiǎng)恿π韵陆邓摹④?chē)用天然氣的燃燒特性

1、混合氣熱值下降天然氣混合氣熱值為2.76MJ/Kg；(NG熱值約為50MJ/Kg)汽油混合氣熱值為：2.8MJ/Kg；(汽油熱值約為44MJ/Kg)2、充量系數(shù)減小—進(jìn)氣量減少1/103、發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率下降—火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?，傳熱損失大4、燃燒前后摩爾數(shù)的變化CH4+2O2+8N2＝CO2+2H2O+8N2天然氣燃燒前、后摩爾數(shù)沒(méi)有變化對(duì)于汽油機(jī)，以庚烷為例：C7H16+11O2+44N2＝7CO2+8H2O+44N2其摩爾數(shù)由56增加到59故：天然氣使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率降低(與汽油機(jī)比約低15%)第三節(jié)CNGV的燃料供給系統(tǒng)及總體布置一、CNGV燃料供給系統(tǒng)作用：根據(jù)不同工況，調(diào)節(jié)空燃比，并提供合適混合氣量組成：

儲(chǔ)氣系統(tǒng)—充氣裝置、儲(chǔ)氣瓶、氣壓表、截止閥等

供給系統(tǒng)—過(guò)濾器、減壓調(diào)節(jié)器、混合器、等

燃料轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（兩用燃料）—轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、截止閥等結(jié)構(gòu)：純天然氣供給系統(tǒng)天然氣/汽油兩用燃料供給系統(tǒng)

純天然氣供給系統(tǒng)天然混氣/汽油漿兩用娛燃料膀供給貪系統(tǒng)一、CN芳GV燃料頁(yè)供給曉系統(tǒng)臣的總費(fèi)體布樣置要求耀：1、儲(chǔ)懂氣瓶—安裝停在安勾全部筆位，肚行李稻箱、翻車(chē)架馳旁梁桃下等2、高容壓管撈線—安裝鑄牢固比、防漿泄漏迫等3、減掛壓器—安裝藍(lán)位置期振動(dòng)在小、傅遠(yuǎn)離蔽排氣舌管等濕熱源壓縮貝比提區(qū)高到10銹:1，采顆用白患金電任線和克鍍鎳狂火花絮塞。釘氣門(mén)小采用獸優(yōu)質(zhì)兼耐磨材材料吉，充頃氣時(shí)忍間為3~霞4m葡in。天然律氣/汽油把兩用斑燃料第四尺節(jié)CN耍GV的燃澆料供鋒給系易統(tǒng)的貝類(lèi)型第一該代：爽機(jī)械產(chǎn)控制凍混合唱?dú)夤┊?dāng)給系秩統(tǒng)第二績(jī)代：洋電子坊控制跡混合舞氣供招給系痕統(tǒng)第三巡壽代：民電子貍控制敢天然裁氣噴通射系慰統(tǒng)一、機(jī)械賠控制耐混合披氣供幕給系淺統(tǒng)特點(diǎn)直：在化化油認(rèn)器式葉發(fā)動(dòng)躲機(jī)上則增加瓶一套方天然儲(chǔ)氣供厘給系撫統(tǒng)原理盡：儲(chǔ)遭氣瓶汗內(nèi)天芽然氣→減叨壓器驢→混妻合氣席→進(jìn)舅氣管混合誘器類(lèi)智型：文丘這管式刪混合勁器—與化勾油器步喉管調(diào)相似IM陡PC易O型混兄合器二、拉電子醬控制需混合仆器供輪給系雄統(tǒng)特點(diǎn)猶：電挎控系孟統(tǒng)，耕閉環(huán)謙控制撕；但怕怠速考時(shí)天撓然氣屆流量游較小階。IM盡PC方O公司嶄的比德例調(diào)徹節(jié)式耕（膜暢片式妖）混創(chuàng)合器脾閉環(huán)斤控制盒系統(tǒng)CN背G氣瓶投→高孟壓減尿壓器怨→低續(xù)壓截孤止閥駕→低繞壓減太壓器島→(7配kP件a)混合停器→網(wǎng)氣缸**記*EC稈U通過(guò)FC桶V電磁懷閥調(diào)紅節(jié)混串合器資濃度三、滴電子掏控制槽天然誘氣噴問(wèn)射系控統(tǒng)1、電遍控單怒點(diǎn)噴乞射系吃統(tǒng)美國(guó)搞福特樸公司GF桿I—斃Ⅱ型CN蜜G系統(tǒng)CN宣G氣瓶(2劇0M喬Pa摔)→減壓核器(0車(chē).6春9M潔Pa異)→磁奸閥組(E擁CU控制→噴鉛嘴→貴進(jìn)氣姑總管沃爾明沃TH鹿G1禍03低排券放CN成G稀燃翻發(fā)動(dòng)壁機(jī)A/餡F:正常當(dāng)工況領(lǐng)為22存:1量~2心6:泊1；做怠速桌為20熟:1CN襪G氣瓶(2洪0M舅Pa億)→減壓善器(1敢MP罵a)→電包磁噴騎射器按→進(jìn)艱氣總媽管2、電扶控多漠點(diǎn)噴杜射系凳統(tǒng)荷蘭TN藝O研究聰所的TN藝O系統(tǒng)—多點(diǎn)珠連續(xù)努噴射CN粘G氣瓶→減壓己器(0陜.1雁95草MP分a)→電炮磁閥壁→天縣然氣數(shù)分配糾器→房誠(chéng)噴嘴EC叔U控制皆步進(jìn)棍電機(jī)抱使滑晨閥控矛制天孤然氣流通染面積終以控托制天腿然氣譯流量客。伺服分電磁秘閥控淹制天箏然氣騰通往樣膜片縱下方的旁自通氣駝道，屆通過(guò)磨膜片垮控制書(shū)天然頃氣主通道悔的通少斷。日本削天然鉆氣汽督車(chē)—多點(diǎn)校順序椒噴射CN坡G氣瓶籍→電懷磁閥→兩級(jí)虛減壓選器(0遺.2廳55兆MP額a)→電心磁噴揪嘴(電控蒜天然傲氣噴事射閥)吉林春工業(yè)馳大學(xué)銀的天醋然氣禍發(fā)動(dòng)努機(jī)—缸內(nèi)耗直噴噴射均閥開(kāi)溝啟和浩關(guān)閉頭時(shí)間朋：整盼個(gè)壓采縮行動(dòng)程。噴射抓閥：句二通駁常開(kāi)館式—電磁梳線圈曠斷電過(guò)時(shí)供輝氣，余通電團(tuán)時(shí)停尿止供稅氣。第五笨節(jié)CN毀GV燃料向供給駐系統(tǒng)姓的主貿(mào)要部氧件主要允部件費(fèi)：儲(chǔ)獎(jiǎng)氣瓶拐、閥選門(mén)、檢減壓負(fù)器、黃混合釣器等1、儲(chǔ)顛氣瓶材料凈：合蒜金鋼—30鵲Cr鞭Mo、35月Cr米Mo、40C絡(luò)rM突o鋁合標(biāo)金復(fù)合殃材料—外：拘碳纖督維或染玻璃榆纖維蔽，內(nèi)著：熱同塑性艘材料工作養(yǎng)壓力翠：16橡MP疏a或20何MP暖a我國(guó)涌車(chē)用班儲(chǔ)氣左瓶多賊為鋼貌瓶，具標(biāo)準(zhǔn)GB迫17炭25輛8—無(wú)19桿98結(jié)構(gòu)順型式雖：2、閥盤(pán)門(mén)主要陪包括歷：輸劍出閥勻、主刮閥、潮充氣旨閥、籃安全見(jiàn)閥等輸出判閥：亡裝衛(wèi)在CN桿G儲(chǔ)氣遣瓶上主閥拖：傻裝在躺高壓馬管路囑中。臭三通館接頭剃接壓耳力表惹連接充氣餃閥：活單向錄閥，狠提供什氣源給與儲(chǔ)腦氣瓶吊之間容的連稠接通惰道。3、減舉壓器作用塑：減繡壓（20MP涉a→0.鍛1~享1.預(yù)2MP閃a）分類(lèi)希：按結(jié)構(gòu)分集成式單體式按功能單級(jí)式多級(jí)式要求哨：①校減壓舒至大懲氣壓殿左右頁(yè)，不盆受儲(chǔ)局氣瓶舒壓力勇影響畢；②汁停機(jī)悼時(shí)，禍自動(dòng)屯關(guān)閉血天然偷氣；③銜不泄?fàn)盥?，誼有安夾全閥晶；④捐壓力辯可調(diào)掙；⑤所能適冒應(yīng)發(fā)另動(dòng)機(jī)解工況垂變化設(shè)；⑥庫(kù)設(shè)有砌加熱乓通道蘋(píng)，防孝減壓踢霜凍奔。⑴集成澇式減濕壓器兩級(jí)釋減壓任器第一桶級(jí)：20其MP票a→0.智4M警Pa第二場(chǎng)級(jí)：0.贈(zèng)4MP可a→0.概1M壇Pa結(jié)構(gòu)止與原包理：混合罩器吸蜻氣產(chǎn)憤生真巷空使蛋閥門(mén)12打開(kāi)鍵。天然維氣→經(jīng)膽球閥8→一級(jí)期減壓撫室→減經(jīng)閥厭門(mén)12→二胡級(jí)減向壓室劍→經(jīng)摩量孔1→混牙合器樣。大負(fù)擺荷時(shí)炎，加辟濃閥13打開(kāi)稱(chēng)，額景外增聾加供狠氣。停機(jī)反時(shí)，風(fēng)閥門(mén)12關(guān)閉隸。三級(jí)舅減壓只器天然她氣→閥3→一級(jí)棉減壓貿(mào)室4(詳0.博25MP私a)→經(jīng)通旁孔7→二級(jí)支減壓彼室8→經(jīng)通寄孔17涉→三級(jí)破減壓瘋室(0喜.1李78MP毫a)→混合梳器。減壓戰(zhàn)器內(nèi)絞設(shè)置敵加溫武水套版。⑵分體贈(zèng)式減椒壓器由高蕩壓減皮壓器添和低求壓減攤壓器①高獨(dú)壓減谷壓器作用遠(yuǎn)：高泛壓→中瘋壓20叛MP檔A→0.手5~吩1.陷2M奏Pa天然澇氣→過(guò)衡濾器1→閥門(mén)12傍→減壓纖室B→出口→混合卵器（配或噴拘射閥乏，或移低壓笛減壓鉛器）債。出氣且量增內(nèi)大時(shí)殲，壓樓力腔B壓力晶下降棒，膜持片8下移脊，使域閥12開(kāi)度辯增大浴。調(diào)節(jié)斜螺桿4用于梯調(diào)節(jié)窗輸出音壓力之。②低陰壓減糾壓器作用鬧：中壓嶺→低深壓0.鞭5~決1.偽2M摩Pa→0~燙0.們02孩MP政a高壓賺減壓搭器→過(guò)原濾器1→一級(jí)賽閥門(mén)3→一級(jí)渠減壓貨腔A→二級(jí)售閥門(mén)8→二級(jí)嘆減壓滲腔→混合協(xié)器（晝或噴熊射閥般）。出氣何量增汁大時(shí)疼，膜娃片25上移環(huán)，使須二級(jí)典閥門(mén)8開(kāi)度輔增大勢(shì)。4、混號(hào)合器暫及噴中射閥作用趨：天愛(ài)然氣劉與空承氣混尚合，退控制鑒進(jìn)氣房誠(chéng)量混合槐方式后：進(jìn)理氣總禽管混綠合(混合走器)、進(jìn)諷氣歧套管混物合(噴射辰閥)缸內(nèi)逆混合（噴梁射閥房誠(chéng)）混合抱器噴射照閥5、天嶄然氣貓過(guò)濾帖器天然丹氣經(jīng)羽進(jìn)口煉→過(guò)少濾器嘉毛氈撲和金感屬濾勁網(wǎng)→電磁維閥→出口6、天滔然氣捆加熱奴器作用尾：防壁止減遣壓過(guò)量程氣移體膨琴脹吸扭熱而魯造成炒高凝蜘點(diǎn)氣豪體凝桑結(jié)堵孩塞管慮道循環(huán)獎(jiǎng)水與構(gòu)天然指氣成驗(yàn)?zāi)嫦虻鲃?dòng)唱，換硬熱效策果好第六片節(jié)CN蛾G發(fā)動(dòng)撞機(jī)動(dòng)當(dāng)力性貝分析一、CN晚G發(fā)動(dòng)甩機(jī)的濫類(lèi)型火花股塞點(diǎn)汽燃：交單燃校料、信雙燃顫料柴油槍引燃摸：二、CN議G發(fā)動(dòng)遷機(jī)動(dòng)矮力性旺分析1、對(duì)CN跟G發(fā)動(dòng)刻機(jī)動(dòng)挎力性語(yǔ)有利陜的因聞素①NG的辛擺烷值擱高（12貌0）許用前壓縮誘比可佳為10剖~1次2，理性論熱晝效率價(jià)可提脅高7%思~1終2%②混遭合均浸勻，故燃燒臭完全慌度高有利行于熱鼠效率襲的提酬高2、對(duì)CN譽(yù)G發(fā)動(dòng)宅機(jī)動(dòng)氧力性拋不利雄的因盾素①混合暴氣熱域值低—比汽否油低12臟%理論惱上，被發(fā)動(dòng)槐機(jī)的辯輸出半功率逃與混柏合氣石熱值詞成正句比②充瞞氣效盜率和自空氣油量小采用跌汽油奴機(jī)進(jìn)盯氣系艙統(tǒng)使NG充氣呼效率芹下降1~枝6%NG占據(jù)育容積巷大，彈使空縱氣量堪減少總進(jìn)姻氣量綱下降10儲(chǔ)%，動(dòng)屬力性形下降10徒%③其它槳因素點(diǎn)火抓提前窩角、肆空燃提比下圖亭為CA策61粱02汽油爽發(fā)動(dòng)犬機(jī)以大汽油繁和NG為燃天料的牛外特歸性對(duì)嘆比：30沉00川r/書(shū)mi鴿n時(shí)，懂功率敘：汽畏油89刷.5嬌KW，NG：65涉.3暑KW。遭扭矩陸：汽回油28筒5N購(gòu)M，NG約20虹7.抖8N死M三、CN鋤G發(fā)動(dòng)籃機(jī)動(dòng)洲力性以提高迷措施1、優(yōu)蔑化點(diǎn)談火提綿前角外特頸性上BT服DC增加8~車(chē)10度負(fù)荷碰特性惡上（18冊(cè)00肺r/新mi銜n)竹BT索DC增加10奏~1尚4度②爺優(yōu)化珍混合兔器③清降低蕉進(jìn)氣突溫度④足采用宗噴射群氣法⑤死增壓⑥肢大負(fù)奪荷優(yōu)摟化加襪濃第七杰節(jié)CN肝G加氣色站組成炸：調(diào)壓鴨站—將NG調(diào)至極壓縮蟲(chóng)進(jìn)氣網(wǎng)壓力頌，并狠濾清臟、干籠燥、鼠計(jì)量蔽和安繡全.NG壓縮勸機(jī)—經(jīng)4級(jí)壓負(fù)縮成25糞MP圈a充氣府程序億控制檢盤(pán)—向高夸、中嬸、低障氣瓶效組充池氣，固或使循氣瓶特組按低、赴中、掀高順臣序向拋汽車(chē)炮氣瓶查充氣CN稍G氣瓶境組—高、反中、委低氣弓瓶三進(jìn)組售氣予機(jī)—向汽敗車(chē)充科氣。夢(mèng)由流坦量計(jì)粥、計(jì)賺價(jià)器黑和順噴序加賞氣系身統(tǒng)組秤成.調(diào)壓站←天然氣壓縮機(jī)←充氣順序程控盤(pán)CNG氣瓶組天然氣管道←25MPa←→25MPa售氣機(jī)↓→20MPaCNG汽車(chē)第八玻節(jié)像液化哲天然撐氣汽瓣車(chē)（LN火GV）LN濾G的主碌要成閑分為液體袋甲烷，由健含90仿%以上錯(cuò)的甲疏烷的久天然玩氣經(jīng)港脫水瓦、脫角烴、犬脫酸瓜處理仰，并買(mǎi)液化紙（-1衣61飄.5℃)而成飄。一、LN扶G的特島性1、儲(chǔ)繞運(yùn)性警好—液化桶后的鉆體積說(shuō)為NG的1/這62罵52、更箭清潔—經(jīng)“衫三脫朽”凈廈化和示液化策，分賭離出綁重?zé)N軋和雜它質(zhì)3、辛植烷值瓜高，域燃燒拖完全4、液拌化工蛋藝復(fù)漂雜，賽成本尸高二、LN矮GV供給踢系統(tǒng)與CN蜜GV工作松基本莖相同儲(chǔ)存下：低壓紀(jì)（約1M戚Pa）、弓超低啞溫（-1嘉61化.5℃）鞭、絕惜熱、保液態(tài)使用客：蒸發(fā)諷汽化宋（吸翠熱）LN喂GV供給傳系統(tǒng)群組成博：