清潔燃料汽車-天然氣汽車

第二章天然氣汽車(NGV)第一節(jié)概述一、天然氣汽車發(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

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100萬(wàn)輛，天然氣加氣站超過3000座。1997年世界天然氣汽車和加氣站統(tǒng)計(jì)

二、我國(guó)天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀截至2004年底，我國(guó)燃?xì)馄嚤Ｓ辛繛?1.5萬(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嚉v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、天然氣汽車的類型1、按儲(chǔ)帶的壓力和形態(tài)分壓縮天然氣汽車（CNGV）：一般以20MPa的壓力儲(chǔ)帶天然氣。工作時(shí)，經(jīng)過降壓、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（NNGV）：已淘汰液化天然氣汽車（LNGV）：工作時(shí)，經(jīng)過升溫、汽化、計(jì)量和混合后進(jìn)入氣缸吸附天然氣汽車（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：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：交替使用這兩種燃料。由汽油機(jī)改造。NG-柴油雙燃料汽車：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：機(jī)械控制天然氣機(jī)電控制天然氣汽車電控天然氣汽車4、按NG供給方式分真空進(jìn)氣式天然氣汽車：以真空管真空引入天然氣噴射式天然氣汽車：以一定壓力噴入氣缸或進(jìn)氣管第二節(jié)車用天然氣的物化特性一、車用天然氣的成分

車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、辛維烷值一般MO睛N為：11碰5~誤13蘭0，抗揮暴性贏優(yōu)于乎汽油宅，可壯采用辰高壓陜縮比魂的發(fā)棉動(dòng)機(jī)崇。下表消為天笑然氣蓮、汽墓油、想柴油身物化狂特性方比較占：三、悲車用知天然兇氣的播特點(diǎn)1、清陜潔含S量少差，完傻全燃言燒后CO、HC的排裂量下統(tǒng)降，寄微粒頂大柜幅度端下降憂，NO吸x少（殺天然棄氣火殖焰溫陳度低遼）。2、使臘用特蝴性好冷起黨動(dòng)性截能好量，不殼含膠薦質(zhì)，循不產(chǎn)威生積紡碳，衰發(fā)動(dòng)沒機(jī)壽素命長(zhǎng)3、抗晨暴性盯好—辛烷率值約喂為13混0，可色增大控壓縮蹤蝶比和BT嘩DC4、具鮮有姣惜好的鵲安全蘋性密度童小，辛點(diǎn)燃乒溫度剝高（頭不易壘形成降可燃祖混合草氣）5、儲(chǔ)擇帶性治差6、動(dòng)程力性堵下降氣態(tài)—充氣時(shí)不足脫（比夏液體蛇燃料梯少10農(nóng)%）—混合漸氣熱怪值下燭降—?jiǎng)恿ν托韵聵I(yè)降四、備車用吃天然鄰氣的劈燕燃燒普特性1、混丑合氣叼熱值監(jiān)下降天然彎氣混艘合氣掩熱值窗為2.晴76養(yǎng)MJ倡/K喬g；(N修G熱值宴約為50騎MJ鄰/K者g)汽油蜻混合戒氣熱責(zé)值為隸：2.積8M己J/搞Kg；(汽油難熱值強(qiáng)約為44美MJ蔥/K眨g)2、充弱量系糖數(shù)減辱小—進(jìn)氣盞量減版少1/慶103、發(fā)濾動(dòng)機(jī)束熱效木率下且降—火焰腐傳播簽速度土慢，標(biāo)傳熱乓損失擠大4、燃琴燒前飽后摩能爾數(shù)揀的變使化CH屑4+騙2O階2+容8N西2＝CO帥2+鋸2H暗2O斤+8甘N2天然欺氣燃烤燒前煤、后持摩爾畜數(shù)沒虜有變趕化對(duì)于禁汽油赴機(jī)，敗以庚花烷為盛例：C7赤H1牲6+井11籃O2來(lái)+4柿4N蹈2＝7C妹O2紛+8姿H2蠢O+肚44靠N2其摩昨爾數(shù)演由56增加誤到59故：天然州氣使桃發(fā)動(dòng)執(zhí)機(jī)輸詳出功芒率降穗低(與汽穿油機(jī)鋪比約些低15講%)第三虹節(jié)CN添GV的燃本料供碑給系難統(tǒng)及卵總體立布置一、CN女GV燃料匙供給食系統(tǒng)作用雷：根史據(jù)不否同工鐮況，萬(wàn)調(diào)節(jié)號(hào)空燃諒比，擋并提層供合持適混瞧合氣板量組成顧：儲(chǔ)氣犬系統(tǒng)—充氣貼裝置揭、儲(chǔ)走氣瓶憤、氣赤壓表兔、截騰止閥唉等供給露系統(tǒng)—過濾碌器、填減壓懸調(diào)節(jié)擾器、寺混合租器、域等燃料齡轉(zhuǎn)換生系統(tǒng)（兩會(huì)用燃良料）—轉(zhuǎn)換粗開關(guān)巡壽、截財(cái)止閥徐等結(jié)構(gòu)漁：純天謝然氣歇供給敏系統(tǒng)天然合氣/汽油垃兩用觀燃料浴供給始系統(tǒng)純天繡然氣尾供給北系統(tǒng)天然獄氣/汽油銹兩用谷燃料尸供給捆系統(tǒng)一、CN床GV燃料丈供給盲系統(tǒng)師的總聰體布便置要求聽：1、儲(chǔ)勾氣瓶—安裝徹在安赤全部陷位，館行李諒箱、俯車架睡旁梁趕下等2、高碎壓管潤(rùn)線—安裝閑牢固虎、防想泄漏睛等3、減泡壓器—安裝齒位置像振動(dòng)稠小、蓋遠(yuǎn)離勝排氣耽管等蹄熱源壓縮抱比提當(dāng)高到10逮:1，采池用白林金電喉線和浴鍍鎳冒火花晨塞。膊氣門板采用輕優(yōu)質(zhì)育耐磨短材料紅，充貍氣時(shí)堪間為3~井4m厘in。天然浸氣/汽油箏兩用缸燃料第四江節(jié)CN笨GV的燃理料供攔給系廣統(tǒng)的軌類型第一業(yè)代：墨機(jī)械晝控制語(yǔ)混合蟻氣供木給系看統(tǒng)第二擊代：來(lái)電子歪控制吵混合議氣供梯給系北統(tǒng)第三壓代：妻電子槳控制謀天然擋氣噴坐射系芽統(tǒng)一、機(jī)械隊(duì)控制山混合魄氣供架給系指統(tǒng)特點(diǎn)州：在差化油師器式捧發(fā)動(dòng)只機(jī)上梁增加撤一套轎天然睛氣供牢給系壯統(tǒng)原理友：儲(chǔ)銀氣瓶涉內(nèi)天路然氣→減層壓器掙→混癢合氣執(zhí)→進(jìn)蓋氣管混合削器類誤型：文丘蘆管式役混合氧器—與化另油器快喉管更相似IM乳PC躬O型混增合器二、特電子進(jìn)控制延混合秀器供可給系尼統(tǒng)特點(diǎn)輪：電嶺控系品統(tǒng)，居閉環(huán)終控制比；但闖怠速舟時(shí)天模然氣磚流量伴較小竊。IM果PC位O公司遭的比書例調(diào)茶節(jié)式銅（膜鉤片式員）混蠢合器怖閉環(huán)喜控制客系統(tǒng)CN炭G氣瓶店→高素壓減粥壓器交→低飯壓截窗止閥冒→低朝壓減劑壓器慈→(7摘kP改a)混合堅(jiān)器→壺氣缸**功*EC茄U通過FC朱V電磁榜閥調(diào)公節(jié)混匪合器此濃度三、帝電子痛控制尋天然飲氣噴迷射系亡統(tǒng)1、電萍控單退點(diǎn)噴肌射系圾統(tǒng)美國(guó)跨福特抵公司GF脊I—萄Ⅱ型CN鴿G系統(tǒng)CN太G氣瓶(2犁0M畏Pa驗(yàn))→減壓拌器(0伙.6件9M矮Pa赴)→磁室閥組(E猾CU控制→噴憂嘴→飯進(jìn)氣猜總管沃爾在沃TH憂G1望03低排辮放CN抱G稀燃伯發(fā)動(dòng)哪機(jī)A/苦F:正常燭工況槽為22摩:1淺~2吉6:票1；紗怠速莖為20衫:1CN盼G氣瓶(2遲0M回Pa旁)→減壓螺器(1繪MP催a)→電常磁噴嫁射器懶→進(jìn)芳?xì)饪們?yōu)管2、電毯控多住點(diǎn)噴扔射系渾統(tǒng)荷蘭TN刊O研究稍所的TN夜O系統(tǒng)—多點(diǎn)蟻連續(xù)您噴射CN策G氣瓶→減壓盜器(0桶.1蹄95和MP食a)→電遍磁閥訂→天超然氣敞分配嗚器→稅噴嘴EC兩U控制觀步進(jìn)潑電機(jī)幅使滑粘閥控素制天圣然氣流通危面積代以控許制天說然氣潑流量旋。伺服留電磁博閥控晌制天濁然氣披通往尊膜片盟下方的旁士通氣悄道，乏通過嚷膜片春控制茄天然貿(mào)氣主通道躲的通拼斷。日本辛天然渣氣汽政車—多點(diǎn)完順序趙噴射CN心G氣瓶證→電居磁閥→兩級(jí)捕減壓戶器(0殊.2就55暑MP底a)→電藏磁噴碧嘴(電控治天然禍氣噴再射閥)吉林術(shù)工業(yè)催大學(xué)切的天乓然氣禽發(fā)動(dòng)授機(jī)—缸內(nèi)或直噴噴射惑閥開榴啟和養(yǎng)關(guān)閉斜時(shí)間醒：整塘個(gè)壓讓縮行勁程。噴射辟閥：泄二通礎(chǔ)常開櫻式—電磁數(shù)線圈灘斷電貌時(shí)供栽氣，太通電文時(shí)停干止供庭氣。第五萌節(jié)CN弓GV燃料舉供給槽系統(tǒng)社的主揭要部諒件主要治部件松：儲(chǔ)怒氣瓶經(jīng)、閥監(jiān)門、混減壓失器、壇混合信器等1、儲(chǔ)珠氣瓶材料此：合觀金鋼—30食Cr易Mo、35嚷Cr座Mo、40C剛rM葬o鋁合養(yǎng)金復(fù)合級(jí)材料—外：析碳纖殘維或皆玻璃違纖維釋，內(nèi)嗎：熱燃塑性注材料工作命壓力母：16沒MP閃a或20割MP涼a我國(guó)筒車用將儲(chǔ)氣該瓶多鵲為鋼染瓶，抵標(biāo)準(zhǔn)GB匆17摔25廊8—吸19坡98結(jié)構(gòu)孤型式斷：2、閥鍵門主要炒包括下：輸蝴出閥浮、主支閥、閘充氣地閥、姜安全束閥等輸出尤閥：汪裝仗在CN配G儲(chǔ)氣娛瓶上主閥業(yè)：句裝在堅(jiān)高壓同管路制中。行三通爛接頭惰接壓黃力表南連接充氣布閥：刮單向蔽閥，泄提供嚷氣源朽與儲(chǔ)掩氣瓶團(tuán)之間寧的連鈴接通磚道。3、減岡壓器作用暮：減皆壓（20MP躲a→0.槳1~莖1.蛛2MP寧a）分類柱：按結(jié)構(gòu)分集成式單體式按功能單級(jí)式多級(jí)式要求鑼：①寬減壓槍至大親氣壓偉左右炎，不頂受儲(chǔ)國(guó)氣瓶津壓力售影響寶；②喬停機(jī)奸時(shí)，哄自動(dòng)邀關(guān)閉荷天然瞧氣；③灑不泄救漏，楊有安澇全閥末；④達(dá)壓力辜可調(diào)云；⑤息能適皇應(yīng)發(fā)堅(jiān)動(dòng)機(jī)招工況亮變化遺；⑥胖設(shè)有某加熱以通道夾，防逢減壓息霜凍輔。⑴集成撥式減診壓器兩級(jí)粉減壓臨器第一當(dāng)級(jí)：20斥MP誘a→0.軟4M技Pa第二饑級(jí)：0.暢4MP淋a→0.中1M講Pa結(jié)構(gòu)暑與原族理：混合厭器吸踐氣產(chǎn)項(xiàng)生真青空使圍閥門12打開薦。天然疤氣→經(jīng)峽球閥8→一級(jí)懸減壓旨室→填經(jīng)閥琴門12→二膚級(jí)減怎壓室茂→經(jīng)乘量孔1→混袖合器牌。大負(fù)暫荷時(shí)栽，加顛濃閥13打開征，額母外增相加供尋氣。停機(jī)庫(kù)時(shí)，意閥門12關(guān)閉韻。三級(jí)雷減壓烘器天然銷氣→閥3→一級(jí)騎減壓賄室4(每0.粉25MP看a)→經(jīng)通憐孔7→二級(jí)嘉減壓舊室8→經(jīng)通箱孔17旬→三級(jí)東減壓潔室(0暫.1務(wù)78MP嘉a)→混合貍器。減壓糠器內(nèi)讀設(shè)置芽加溫名水套滾。⑵分體樓式減遭壓器由高裝壓減亞壓器竹和低灰壓減侵壓器①高碰壓減碧壓器作用轎：高洪壓→中伶壓20光MP噴A→0.蓄5~晴1.嗚2M酒Pa天然艦氣→過創(chuàng)濾器1→閥門12飯→減壓吧室B→出口→混合尾器（統(tǒng)或噴塑射閥慰，或到低壓科減壓喇器）青。出氣睛量增耽大時(shí)岸，壓劉力腔B壓力伶下降模，膜顏片8下移胃，使蔽閥12開度踢增大舊。調(diào)節(jié)她螺桿4用于若調(diào)節(jié)瞎輸出宣壓力扣。②低登壓減薪壓器作用扎：中壓巨→低倉(cāng)壓0.滑5~著1.軌2M埋Pa→0~肚0.賓02層MP尊a高壓鞋減壓間器→過范濾器1→一級(jí)蘿閥門3→一級(jí)匯減壓男腔A→二級(jí)凡閥門8→二級(jí)燙減壓夕腔→混合枕器（絹或噴好射閥夸）。出氣固量增鉤大時(shí)們，膜陵片25上移支，使槍二級(jí)場(chǎng)閥門8開度逐增大筆。4、混具合器杜及噴想射閥作用欲：天差然氣尿與空倚氣混刪合，?？刂沏~進(jìn)氣爬量混合廊方式彎：進(jìn)溝氣總滑管混訪合(混合悠器)、進(jìn)限氣歧穿管混崗合(噴射戴閥)缸內(nèi)波混合（噴史射閥咐）混合缺器噴射萌閥5、天爸然氣蹈過濾口器天然除氣經(jīng)側(cè)進(jìn)口駱→過融濾器恥毛氈聰和金接屬濾簡(jiǎn)網(wǎng)→電磁踢閥→出口6、天狀然氣巧加熱窯器作用損：防午止減雜壓過末程氣綢體膨檔脹吸傭熱而質(zhì)造成高高凝鋼點(diǎn)氣召體凝且結(jié)堵扭塞管涌道循環(huán)皂水與煤天然巖氣成子逆向掘流動(dòng)扛，換宣熱效旁果好第六聯(lián)節(jié)CN綁G發(fā)動(dòng)票機(jī)動(dòng)括力性掘分析一、CN撇G發(fā)動(dòng)異機(jī)的乏類型火花膚塞點(diǎn)矛燃：翼單燃嚴(yán)料、澆雙燃距料柴油礙引燃透：二、CN外G發(fā)動(dòng)矛機(jī)動(dòng)腰力性抓分析1、對(duì)CN塘G發(fā)動(dòng)鬼機(jī)動(dòng)黨力性什有利巖的因指素①NG的辛拴烷值皺高（12俊0）許用堤壓縮避比可健為10侍~1思2，理缺論熱中效率侍可提昨高7%維~1示2%②混搜合均冬勻，逢燃燒寺完全兩度高有利拿于熱霞效率移的提矩高2、對(duì)CN枕G發(fā)動(dòng)叫機(jī)動(dòng)凝力性尺不利鈴的因掏素①混合串氣熱核值低—比汽歪油低12秘%理論椒上，含發(fā)動(dòng)屢機(jī)的念輸出匙功率幟與混具合氣軍熱值望成正泥比②充朋氣效壯率和考空氣批量小采用允汽油援機(jī)進(jìn)票氣系折統(tǒng)使NG充氣豆效率踐下降1~甲6%NG占據(jù)折容積劇大，蟲使空賄氣量健減少總進(jìn)填氣量六下降10目%，動(dòng)鞋力性躁下降10我%③其它駱因素點(diǎn)火愈提前晴角、貨空燃息比下圖授為CA諒61魂02汽油訴發(fā)動(dòng)忘機(jī)以偶汽油野和NG為燃厲料的繪外特瘋性對(duì)威比：30觸00扶r/茶mi叢n時(shí)，暈功率祥：汽手油89賀.5室KW，NG：65四.3辟KW。熱扭矩濃：汽集油28備5N討M，NG紙20飛7.潤(rùn)8N導(dǎo)M三、CN撤G發(fā)動(dòng)決機(jī)動(dòng)語(yǔ)力性晨提高古措施1、優(yōu)茂化點(diǎn)古火提挖前角外特怠性上BT香DC增加8~屆10度負(fù)荷爽特性召上（18釀00嚼r/壞mi介n)檢BT革DC增加10橡~1隊(duì)4度②爸優(yōu)化墓混合公器③駁降低從進(jìn)氣朱溫度④診采用主噴射邁氣法⑤時(shí)增壓⑥醫(yī)大負(fù)妙荷優(yōu)戶化加戀濃第七陣節(jié)CN曉G加氣勿站組成著：調(diào)壓產(chǎn)站—將NG調(diào)至酸壓縮裙進(jìn)氣慈壓力箭，并害濾清保、干厲燥、吃計(jì)量直和安封全.NG壓縮浸機(jī)—經(jīng)4級(jí)壓茄縮成25拋MP叮a充氣舟程序?yàn)晨刂棋\盤—向高館、中菜、低尿氣瓶裙組充賤氣，首或使番氣瓶冶組按低、先中、爐高順徹序向野汽車赴氣瓶吳充氣CN托G氣瓶驢組—高、擔(dān)中、再低氣襪瓶三量組售氣毛機(jī)—向汽彎車充枯氣。犬由流考量計(jì)舟、計(jì)他價(jià)器誓和順枯序加懇氣系肯統(tǒng)組果成.調(diào)壓站←天然氣壓縮機(jī)←充氣順序程控盤CNG氣瓶組天然氣管道←25MPa←→25MPa售氣機(jī)↓→20MPaCNG汽車第八托節(jié)伸液化軍天然即氣汽搭車（LN療GV）LN筋G的主通要成盒分為液體即甲烷，由印含90枝%以上再的甲叫烷的膜天然忙氣經(jīng)終脫水是、脫河烴、市脫酸耗處理病，并合液化墾（-1刮61似.5℃)而成好。一、LN映G的特搞性1、儲(chǔ)腎運(yùn)性暑好—液化董后的勉體積錢為NG的1/幻玉62六52、更蓋清潔—經(jīng)“第三脫柏”凈蹤蝶化和山液化諸，分興離出沿重?zé)N墓和雜畏質(zhì)3、辛猾烷值盜高，滑燃燒涂完全4、液靠化工旦藝復(fù)杰雜，蓋成本小高二、LN礦GV供給頃系統(tǒng)與CN火GV工作默基本低相同儲(chǔ)存斜：低壓捧（約1M華Pa）、結(jié)超低挪溫（-1性61守.5℃）