改裝天然氣對汽車使用性能影響與分析-wenkub
2022-11-14 00:52:50 本頁面
【正文】 車協(xié)會。 關(guān)鍵詞 ： 改裝 天然氣汽車 使用性能 影響與分析改裝天然氣對汽車使用性能影響與分析 3 第一章 引 言 天然氣汽車以其低排放、抑制溫室效應(yīng)和擺脫對石油的依賴這三大特性，正在世界范圍內(nèi)得到普及和推廣，成為 21 世紀(jì) 汽車工業(yè)發(fā)展的一個重要方向。為此，世界各國廣泛開展汽車替代燃料的研發(fā)工作。 汽車改裝天然氣意義重大，但經(jīng)過簡單改裝的汽油/CNG 兩用燃料發(fā)動機(jī) 的使用性能存在一些問題， 包括動力性能大幅下降，排放性能指標(biāo)達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)等問題 ，雖經(jīng)燃供裝置與發(fā)動機(jī)的優(yōu)化匹配以及一系列調(diào)整，也只能使發(fā)動機(jī)動力性能得到部分恢復(fù)和排放性得到一定程度的改善。天然氣汽車在世界上已有 70多年的歷史。在我國，天然氣汽車自 2020 年以來發(fā)展迅速，截至 2020 年底， 16 個重點推廣城市的 CNG(壓縮天然氣 )汽車保有量已達(dá) 萬輛，建成 加氣站 555 座 。按現(xiàn)在的開采能力，石油資源可開采二十年左右。所以在這個大環(huán)境下，改裝天然氣成為一種主流。 截至 2020 年底，全國已有 30 個省市自治區(qū)的 80 多個城市推廣天然氣汽車。國內(nèi)汽油 /CNG 雙燃料汽車改裝已完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，但也有部分采用進(jìn)口配件，改車費(fèi)用根據(jù)配件是否需進(jìn)口而有所不同。 2020 年，我國天然氣汽車 (含底盤 )產(chǎn)量達(dá)到 萬輛；國內(nèi)有 58家企業(yè)生改裝天然氣對汽車使用性能影響與分析 5 產(chǎn)天然氣汽車，累計有 347 個天然氣汽車車型 (包括底盤 )進(jìn)入國家機(jī)動車新產(chǎn)品公告；有 18 家企業(yè)生產(chǎn)天然氣發(fā)動機(jī)，共有 98款天然氣發(fā)動機(jī)產(chǎn)品在市場中銷售，發(fā)動機(jī)功率范圍 64kW～ 250kW；已形成全系列天然氣氣瓶的設(shè)計與生產(chǎn)制造技術(shù)，產(chǎn)業(yè)化能力超過 80 萬只 /年；自主開發(fā)的減壓器、電控單元 ECU、燃?xì)鈬娮斓热細(xì)馄噷Ｓ醚b置，已開始批量投放市場 。使用汽油時，液態(tài)汽油的體積與進(jìn)氣體積相比幾乎可以忽略不計，但用天然氣作燃料時，燃料本身的體積在整個進(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，從而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)功率下降。汽油的抗爆性決定了汽油機(jī)的壓縮比不可能太大，但天然氣的抗爆性很好，完全可以用于壓縮比較大的發(fā)動機(jī)，從而提高其功率。因此天然氣高抗爆性的特性并未得到充分發(fā)揮，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)功率下降。 改裝天然氣對汽車 發(fā)動機(jī)影響的分析 充氣系數(shù)下降是導(dǎo)致天然氣汽車功率下降的重要原因 從理論上講，提高充氣系數(shù)是提高功率的一種途徑。如果將發(fā)動機(jī)氣缸蓋減薄一部分，提高發(fā)動機(jī)的壓縮比，就可以提高 發(fā)動機(jī)的功率，在一定程度上彌補(bǔ)部分功率損失。例如對于像城市公共汽車那樣在固定線上行駛，天然氣供應(yīng)有保障的汽車，應(yīng)當(dāng)提倡使用壓縮比與天然氣抗爆性相適應(yīng)的單一燃料天然氣汽車，充分發(fā)揮天然氣高壓縮比的特點，以提高汽車發(fā)動機(jī)功率。此系統(tǒng)能否正常工作直接影響發(fā)動機(jī)壽命，特別是汽車天然氣改裝后發(fā)動機(jī)溫度高對此系統(tǒng)要求更高，一定要時常檢查保養(yǎng) 對天然氣進(jìn)行脫硫處理是減少腐蝕和磨損的重要手段 如前所述，天然氣汽車發(fā)生腐蝕和早期磨損的根本原因是由于天 然氣中含有微量硫化氫。使用天然氣汽車發(fā)動機(jī)潤滑油代替目前使用的汽油機(jī)潤滑油是防止天然氣汽車發(fā)動機(jī)腐蝕的有效措施，這種方法不但簡便，而且不增加成本。排放 污染物增高， 而燃用天然氣的動力性大幅下降（較原機(jī)最大功率下降 17—26%，最大扭矩下降 10— 18%）。 適當(dāng)增加壓縮比，可以提高發(fā)動 機(jī)的熱效率。由于天然氣辛烷值高達(dá) 130，理論上可適應(yīng)壓縮比為 的發(fā)動機(jī)（按公式Y(jié)=+189。如果原汽油機(jī)改裝成單燃料 CNG 發(fā)動機(jī)，壓縮比可適當(dāng)增大一些，但不宜超過 12；如果改裝成汽油、 CNG 兩用燃料發(fā)動機(jī)，壓縮比不能增加太多，例如原汽油機(jī)的壓縮比為 7，那么兩用燃料發(fā)動機(jī)的壓縮比不應(yīng)超過 9，并選用 高標(biāo)號汽油代替原低標(biāo)號汽油，否則，兩用燃料發(fā)動機(jī)試用期又回到治爆燃。在發(fā)動機(jī)壓 縮過程接近上止點時， CNG 經(jīng)汽缸蓋上的高壓燃料閥（或噴閥）直接噴射入汽缸內(nèi)，并于空氣混合形成可燃混合氣，這種發(fā)動機(jī)具有較高的熱效率和比功率。各種高性能機(jī)械增壓器的不斷涌現(xiàn)，使得汽油機(jī)的增壓技術(shù)在近 20 多年中獲得了重大突破。 4． 這三種改進(jìn)方案，第一個方案簡單易行，成本低，功率提高明顯，但對于壓縮比較高的汽油機(jī)，只適用于改裝過的 CNG 單燃料發(fā)動機(jī)。但對于壓縮比較高的汽油機(jī)，增壓比不能太大或改裝成 CNG 單燃料發(fā)動機(jī)。對于出租車來說，若每百公里耗汽油按 8 升、耗氣按 8 立方米測算，則燒氣比燒油要節(jié)省燃料費(fèi) 36%～ 55%。 由于改裝天然氣這種特效的經(jīng)濟(jì)性，天然氣公共汽車和出租車的到首要發(fā)展。 改裝天然氣后對汽車排放造成的影響與分析 改裝天然氣后對汽車排放造成的影響 1． 由于改裝改變了化油器的工作特性，使得發(fā)動機(jī)在燃油時混合氣變濃（較改裝天然氣對汽車使用性能影響與分析 11 未改裝前），排放污染物（特別是 CO）濃度升高。 改裝天然氣后
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