甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院1(編輯修改稿)
2025-07-21 08:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 21所示為5輛國產(chǎn)轎車采用第一代技術(shù)改裝的汽油/LPG兩用燃料轎車的燃用LPG和燃用汽油時(shí)工況法排放和怠速排放測試結(jié)果的對比情況?？梢钥闯觯?(工況法)、%（怠速法），%（工況法）、%（怠速法），%（工況法）。大量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，裝用這一簡單系統(tǒng)的汽車，（即ECER15/04）標(biāo)準(zhǔn)的要求，但難以達(dá)到GB147611999（即歐洲1號）排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。第二代技術(shù)第二代技術(shù)是在第一階段的基礎(chǔ)上，采用閉環(huán)電控技術(shù)，根據(jù)安裝在排氣管上三元催化器前的氧傳感器的信號，加上其他傳感器（如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置、水溫等）信號，通過電腦控制供給發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)饬浚拱l(fā)動(dòng)機(jī)空燃比保持在在理論空燃比附近以充分發(fā)揮三元催化器的效率。第二代技術(shù)示意圖見圖21。這種技術(shù)方案可以使汽車排放水平達(dá)到歐洲1號乃至歐洲II號法規(guī)的要求。目前第二代技術(shù)在國外仍大量使用。國內(nèi)在這方面也做了大量的研究工作，取得了令人滿意的效果。我國在主要轎車車型如夏利、捷達(dá)、桑塔納、小紅旗、富康等開展了LPG和（或CNG）第二代技術(shù)的研究開發(fā)工作，取得了良好的效果，基本掌握了核心技術(shù)，具備產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)基礎(chǔ)。第三代技術(shù)第三代技術(shù)對應(yīng)于汽油閉環(huán)電控噴射技術(shù)。主要特征是完全意義上的閉環(huán)電 7 控噴射加上與所用燃料相適應(yīng)的三元催化器?？刂凭瓤膳c汽油電控噴射媲美，根據(jù)所采用技術(shù)的先進(jìn)程度不同，其排放可達(dá)到歐洲II號乃至更高的排放法規(guī)的要求。福特汽車公司開發(fā)的電控噴射單一燃料CNG轎車、以及單一燃料CNG卡車，其排放指標(biāo)可以達(dá)到美國加州ULEV和SULEV排放法規(guī)的要求。在第三代技術(shù)中，還有單點(diǎn)電控噴射和多點(diǎn)電控噴射、進(jìn)氣道噴射和缸內(nèi)直接噴射、氣態(tài)噴射和液態(tài)噴射之分，目前國外在第三代技術(shù)方面已經(jīng)基本成熟，處于產(chǎn)業(yè)化初期階段，尚沒有大批量使用。中國國家科技部在清潔汽車關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目中，組織了全國轎車和發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)廠、汽車行業(yè)主要科研院所及有關(guān)高校的技術(shù)力量，開展轎車、中巴和大型工公交客車燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)第三代技術(shù)的研究工作，同時(shí)制定了產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展目標(biāo)。目前項(xiàng)目進(jìn)展順利，取得了一些階段性成果，預(yù)計(jì)在不久將來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并推廣應(yīng)用。天然氣存儲(chǔ)技術(shù)天然氣儲(chǔ)存技術(shù)是影響天然氣汽車發(fā)展的重要因素，CNG氣瓶大體上分為3種類型：全鋼制、金屬內(nèi)膽玻璃纖維或碳纖維纏繞、全復(fù)合材料。由于其容重 8 比小，因此CNG汽車的續(xù)駛里程比汽油和柴油車短。鑒于這一原因，許多國家開展了LNG技術(shù)的研究和應(yīng)用。天然氣以162℃的液態(tài)存儲(chǔ)于真空隔熱容器中，其單位質(zhì)量（包括氣瓶）相當(dāng)于CNG儲(chǔ)存方式的3倍多，從而大大延長天然氣汽車的續(xù)駛里程，目前仍有一些技術(shù)問題及成本問題需要解決。據(jù)報(bào)道，截止1010年底，全球約有LNG汽車500萬輛，增長速度較慢，然而，LNG的儲(chǔ)存技術(shù)的研究工作始終進(jìn)行著，一旦其成本能夠大幅降低，對天然氣汽車的推廣應(yīng)用將是一個(gè)很大的推進(jìn)。所以，天然氣汽車今后的研究工作除了進(jìn)一步改進(jìn)燃燒過程外，儲(chǔ)存技術(shù)將是研究開發(fā)的重要內(nèi)容。2．2 醇類燃料（甲醇、乙醇）汽車2．2．1 醇類汽車排放特性分析醇類燃料（主要指甲醇和乙醇）是一類清潔的汽車替代燃料，其分子式分別為CH3OH和C2H5OH。與汽油和柴油相比，醇類燃料氫碳原子比大且是含氧燃料，甲醇分子含氧量達(dá)50%，乙醇分子含氧量達(dá)35%（甲醇和乙醇與汽油的特性見表24），因此比汽油和柴油更容易完全燃燒。除了常規(guī)的有害排放物較少外，溫室氣體——二氧化碳的排放量也比燃用汽油和柴油低。表25所列為Ford公司開發(fā)的金牛座E85和M85轎車的排放試驗(yàn)結(jié)果與燃用汽油的對比，在控制排放污染方面具有一定的效果。汽車燃用醇類時(shí)，通常是以靈活燃料的形式進(jìn)行，既可以燃用純汽油、也可燃用汽油和醇類的混合物（如M8E85等）、還可以燃用純醇類燃料，主要通過車載燃料電腦識(shí)別系統(tǒng)所獲得的信息，控制相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，使車輛處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。 9 2．2．2醇類燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r就發(fā)動(dòng)機(jī)燃用醇類燃料而言，國際上技術(shù)已經(jīng)成熟。我國30年前也已開展了醇類燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)研究工作，基本上了解燃用醇類燃料的相關(guān)技術(shù)。目前國際上普遍認(rèn)為，除了大比例摻用醇類燃料時(shí)，必須優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)參數(shù)外，無論醇類燃料摻用比例多少，還必須考慮其對車載和站用燃料供給系統(tǒng)的腐蝕性、儲(chǔ)存分層問題以及甲醇的毒性。甲醇燃燒產(chǎn)生廢氣為燃燒或燃燒不完全的氣體，也具有較強(qiáng)的腐蝕性，不僅對金屬有腐蝕作用，而且對橡膠和塑料也有腐蝕作用。另外，甲醇在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中燃燒時(shí)產(chǎn)生一些酸性物，要用專用的潤滑機(jī)油。但這些問題，在國際上已有較為成熟的解決方案。2．2．3二甲基醚（DME）燃料簡介近年來，國外對二甲基醚（DME）的研究和應(yīng)用非常重視，DME可通過甲醇脫水獲得，或由CO+H2直接合成，來源豐富。DME具有良好的自燃特性，其十六烷值為5560，應(yīng)用于柴油機(jī)可使其性能得到顯著提高，煙度、噪聲、NOx排放均有明顯降低。日本在這方面的研究工作進(jìn)展較快，如日本交通公害研究所對DME開展了大量的研究，大型的DME生產(chǎn)基地正在建設(shè)之中。由于DME可以煤為原料制取，符合我國國情，研究開發(fā)DME技術(shù)具有較好的應(yīng)用前景。2．3 混合動(dòng)力汽車2．3．1 混合動(dòng)力汽車的技術(shù)特性混合動(dòng)力汽車將先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、能量儲(chǔ)存裝置、電控系統(tǒng)結(jié)合起來，它綜合了發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，克服了電動(dòng)汽車關(guān)于動(dòng)力電池、續(xù)駛里程等方面的難題，在提供與目前傳統(tǒng)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎同樣的動(dòng)力性的同 10 時(shí)，其燃油經(jīng)濟(jì)性得到很大改善，有害排放大大降低甚至接近零排放的水平。混合動(dòng)力汽車按動(dòng)力耦合形式不同可分為兩個(gè)類型：串聯(lián)式混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和并聯(lián)式混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。早期研究多偏重并聯(lián)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其能量傳遞效率較高。近年來混合動(dòng)力汽車研究多選用串聯(lián)驅(qū)動(dòng)方式，其特點(diǎn)是首先將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，再由電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪，結(jié)構(gòu)簡單，對原動(dòng)機(jī)改動(dòng)小。隨著驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零部件的優(yōu)化，串聯(lián)驅(qū)動(dòng)的效率也在不斷提高。混合動(dòng)力汽車作為電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破前的過渡技術(shù)產(chǎn)品，具有常規(guī)燃油汽車和
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