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氣體燃料汽車的特點

  
評論: 更新日期:2013年04月11日
? ??二、天然氣、液化石油氣汽車的優(yōu)缺點
? ??(1) 可以替代十分短缺的汽、柴油,充分利用天然氣資源?隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,汽車保有量急劇增長,1995年底我國擁有11OO萬臺汽車,年遞增率12%,到2000年將達(dá)到1500萬輛;同時,我國的石油產(chǎn)量增長極少,產(chǎn)儲量難有大的突破,1995年生產(chǎn)了1億7千萬噸,凈進(jìn)口3千萬噸。在此同時,我國天然氣的產(chǎn)、儲量發(fā)展較快(詳見第二章),因此,大力發(fā)展天然氣、液化石油氣汽車是一條可行,也是必然之路。
??? (2) 減少對大氣的污染?汽車排出的廢氣是當(dāng)今對大氣環(huán)境,尤其是大城市里的空氣污染的一種移動式污染源,在西方國塞占城市空氣污染源總量的60%~70%,隨著汽車數(shù)量的增加,這種污染危害已受到整個世界的重視。先進(jìn)國家均對汽車廢氣排放指標(biāo)作了規(guī)定,汽車尾氣中的CO、HC、NOx及粉塵中含鉛物質(zhì)能夠阻礙人體內(nèi)氧氣和血紅蛋白的結(jié)合,能致癌,對眼睛、咽喉有刺激,在空氣中形成酸霧。66~85號含鉛汽油內(nèi)四乙基鉛含量達(dá)千分之一左右。若有機(jī)動車9萬輛的城市,年耗汽油25萬噸左右,即有250kg四乙基鉛被汽車排放到大氣中漂浮,將嚴(yán)重危害人民的身體健康。
??? 天然氣和液化石油氣在常溫下為氣態(tài),以氣態(tài)進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)、燃料與空氣同相,混合均勻,燃燒比較完全,可大幅度降低CO和HC的排放量,徹底改善微粒排放污染。天然氣和液化石油氣經(jīng)凈化處理后,其有害物質(zhì)和含量比液體燃料也要小得多,如S的含量可降到3×10-6(質(zhì)量比)以下,遠(yuǎn)低于汽、柴油的0.1%~0.2%。由于天然氣和液化石油氣火焰溫度低,也會使NOx排放量減少。此外以甲烷為主要成分的天然氣是碳?xì)湓颖茸钚〉臒N類化合物,以產(chǎn)生相同熱量計算,甲烷產(chǎn)生的CO2也可比汽、柴油降低15%以上,這對減小造成地球變暖的“溫室效應(yīng)”也是大有好處的。
??? (3) 燃料經(jīng)濟(jì)性好?目前在全球范圍內(nèi)的油氣差價是發(fā)展天然氣汽車的效益基礎(chǔ),以我國目前油氣價格計算,1kg汽油價格為2.8元以上,若天然氣價格為0.70元/m3,算上壓縮成本0.4元/m3,其經(jīng)濟(jì)效益是可觀的。
??? (4) 使用壓縮天然氣比汽油安全?汽油具有良好的揮發(fā)性,隨著氣溫升高揮發(fā)性加強(qiáng)。汽車燃料系統(tǒng)從構(gòu)造上看并沒有十分嚴(yán)密的封閉措施,尤其是在汽車加注汽油時,油箱附近空氣中易形成可燃性混合氣,加之汽油燃點在430℃以內(nèi),著火界限為1.3%~7.6%,遇微小火花極易著火,汽車經(jīng)碰撞、翻覆或漏油后發(fā)生火災(zāi)是常見的事故。而壓縮天然氣(CNG)在車輛上儲存在經(jīng)專門設(shè)計加工、高強(qiáng)度的氣瓶內(nèi),傳輸和加注均是在嚴(yán)格封閉的管道內(nèi)進(jìn)行,氣瓶不易破壞,管路不會泄露,既使有泄漏現(xiàn)象發(fā)生,由于天然氣比空氣輕,在空氣中遇微風(fēng)而被驅(qū)散,加上天然氣燃點高(537℃以上),著火界限為5%~15%,不易形成可燃性混合氣,所以汽車用天然氣不易產(chǎn)生火災(zāi)事故,比用汽油更安全。
??? (5) 使用性能好?以天然氣和液化石油氣為燃料的發(fā)動機(jī),冷起動性能好,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),不含汽、柴油中存在的膠質(zhì),因而在燃燒中不會產(chǎn)生如汽、柴油燃料中膠質(zhì)產(chǎn)生的積炭,同樣由于其S含量和機(jī)械雜質(zhì)均遠(yuǎn)低于汽、柴油,對氣缸、活塞、活塞環(huán)、氣門等零部件的危害較小。氣體燃料不會對機(jī)油產(chǎn)生稀釋,因此發(fā)動機(jī)壽命長,汽車大修里程可提高20%以上。不用經(jīng)常注入機(jī)油和更換火花塞,比使用常規(guī)燃料節(jié)約50%以上的維修費用。
? ??(6) 天然氣有較好的抗爆性?天然氣辛烷值高,約為130,液化石油氣的辛烷值也在100左右,高級汽油的辛烷值在96左右,所以天然氣和液化石油氣不需要添加劑或加鉛抗爆劑等。當(dāng)天然氣應(yīng)用于汽油機(jī),可適當(dāng)增大發(fā)動機(jī)壓縮比和點火提前角,以提高發(fā)動機(jī)性能。
??? (7) 天然氣的攜帶性?差液化石油氣在較低壓力下(690kPa)就可以完全液化,因此它幾乎和汽柴油同樣便于車輛攜帶。但是天然氣卻極難液化,常溫下無論如何加壓也不會液化,只有采用先進(jìn)的膨脹制冷過程將其冷卻N-162℃才能液化,而這要求有較高的技術(shù),無論是液化設(shè)備還是車上儲罐,造價都會較高。目前廣泛采用的壓縮天然氣均采用高壓(20~25MPa)存儲在高壓氣瓶內(nèi),這些氣瓶導(dǎo)致汽車自鶯加大,空間減小,同時限制了汽車的續(xù)駛里程。
??? (8) 由于氣體燃料本身是氣態(tài),當(dāng)采用缸外預(yù)混合方式時,就會占據(jù)部分進(jìn)入氣缸的空氣量,充氣系數(shù)比使用液體燃料大約低10%左右,同時,氣體燃料的理論混合氣熱值也較低,與同排量的汽油機(jī)相比,使用天然氣或液化石油氣將使發(fā)動機(jī)功率有所下降。
??? (9) 若氣體燃料以雙燃料和兩用燃料并存(即在原有汽、柴油機(jī)基礎(chǔ)上改裝,原汽、柴油供給系統(tǒng)不變)形式應(yīng)用于汽車,則需要增加天然氣或液化石油氣的儲、供氣系統(tǒng),使整車成本提高約15%左右。
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