【正文】 統 低溫工程 [J]， [11] 王立安 .大力發(fā)展和推廣應用天然氣汽車 .城市燃氣 [J]， [12] 王俊尉 谷晉川 谷晉川 . 天然氣汽車與環(huán)境資源保護 ，甘肅石油和化工 [J]， [13] 閻光燦 毛云龍 羅勤 .天然氣汽車的市場發(fā)展前景 .天然氣與石油 [J]， [14] 苑新華 . 天然氣汽車發(fā)展前景分析 .陜西汽車 [J]， 1997 年 2 期 [15] 王俊尉 谷晉川 楊萍 .天然氣汽車與環(huán)境資源保護 甘肅石油和化工 [J]， [17] Arthur Janssen， Stephan F. Lienin, Fritz Gassmann,Alexander Wokaun ， Model aided policy development for the market peration of natural gas vehicles in Switzerland，Transportation Research Part A 40 (2021) 316–333， Received 20 December 2021； received in revised form 29 June 2021； accepted 30 June 2021 [18] Anyogita, Amit ， Prakash, . Jain,A study of noise in CNG driven modes of transport in Delhi ， School of Environmental Sciences， Jawaharlal Nehru University, New Delhi 110067, India ， Received 1 June 2021 ； received in revised form 9 June 2021； accepted 28 July 2021 致謝 19 致謝 衷心感謝導師張恩元副教授對本人的精心指導。對充氣站實施補貼或免稅政策，促進天然氣汽車使用環(huán)境的改善。聯系我國的實際情況，政府必須積極參與和支持天然氣汽車的關鍵制造技術方面的研究和開發(fā)，全面建設天然氣汽車使用所需要的配套基礎設施。以城市公交車輛為重點，以點帶面，穩(wěn)步推進新能源汽車的示范與商業(yè)化。過去的改裝方向主要是氣、油混燃，即 兩用 燃料汽車，現在已傾向于高性能的單燃天然氣方向發(fā)展，無論車上轉換裝置，還是加氣站上設備技術都在不斷的發(fā)展和提高。 推廣天然氣汽車，過去是為了解決燃油短缺的問題，現在重點是解決大氣排放污染的問題。隨著改善生態(tài)環(huán)境的呼聲日益高漲，也更加促進了我國加速發(fā)展天然氣汽車。 2021年 9月底我國私人機動車保有量近 ，每年需要消耗大量的燃油，使我國的 供油缺口很大。 四 .將加氣站列入城市總體規(guī)劃 改車與加氣是兩項相輔相承的工作，沒有充足、方便的加氣站必將影響改車的3 天然氣汽車發(fā)展存在的問題及對策 15 積極性，在國內大中城市土地資源普遍緊張的條件下，將加氣站納入城市總體規(guī)劃是合理布點和減少土地資源浪費的有效措施。 三 .天然氣汽車轉換裝置及相關設施國產化 目前，國內的天然氣汽車轉換裝置及相關配 套設施的開發(fā)與生產遠遠跟不上需要。國家及地方各級政府應建立相應的組織機構。 表 3 試驗前后氣缸尺寸變化情況 車號 潤滑油類型 行駛里程/KM 汽缸尺寸 /mm 1缸 2缸 3缸 4缸 5缸 6缸 平均 026 ESO30汽油機潤滑油 43655 圓度 試驗前 實驗后 錐度 試驗前 實驗后 018 天然氣發(fā)動機潤滑油 52968 圓度 試驗前 實驗后 錐度 試驗前 實驗后 024 51984 圓度 試驗前 試驗后 錐度 試驗前 試驗后 北華大學本科畢業(yè) 論文 14 表 4 燃燒室部件蝕磨情況 車號 潤滑油類型 行駛里程 /km 燃燒室部件腐蝕及磨損情況 更換氣門次數 更換活塞環(huán)次數 氣門腐蝕狀況 氣門最大磨損量 /mm 氣門平均磨損量/mm 14 )10( ?km 026 ESC30汽油機潤滑油 43655 1 1 嚴重腐 蝕 018 天然氣發(fā)動機潤滑油 52968 0 0 正常 024 51984 0 0 正常 發(fā)展天然氣汽車所遇到的社會問題及解決問題的方法 發(fā)展天然氣汽車所遇到的社會問題 我國發(fā)展天然氣汽車才剛剛起步，因此，社會上普遍對發(fā)展天然氣汽車了解不多，支持不夠，尤其在征地、辦理審批手續(xù)、建站改車、改裝車輛行駛、年檢困難；建站改車投資大，政府沒有法規(guī)和經濟上扶持政策，推廣天然氣汽車僅僅是企業(yè)行為很 難發(fā)展。 5 萬 公里行車試驗表明，該潤滑油能有效防止硫化氫的腐蝕，減少發(fā)動機磨損，延長發(fā)動機大修期 1/2 以上。 三 .使用專門的天然氣汽車發(fā)動機潤滑油 使用天然氣汽車發(fā)動機潤滑油代替目前使用的汽油機潤滑油是防止天然氣汽 車發(fā)動機腐蝕的有效措施，這種方法不但簡便，而且不增加成本。 二 .采用耐腐蝕材料 采用抗硫化物腐蝕的金屬材料制造發(fā)動機也是防止腐蝕的一個重要措施。因此，對天然氣進行脫硫處理是減少腐蝕和磨損的重要手段。天然氣汽車出現腐蝕和早期磨損的原因是由于天然氣中含有微量硫化合物 (硫化氫 )，引起氣缸、氣缸壁的腐蝕與磨損，使發(fā)動機動力下降，使用壽命縮短，汽車大修期縮 短。 天然氣汽車的腐蝕與早期磨損及解決問題的措施 天然氣汽車磨損的原因 汽車以天然氣作燃料時，發(fā)現燃燒室部件明顯腐蝕，甚至曲軸也出現腐蝕，氣門、活塞環(huán)和氣缸磨損嚴重，與使用汽油時相比，汽車大修期通常要縮短 1/3 到1/2。同時，天然氣汽車專用發(fā)動機潤滑油可以有效防止氣門、活塞環(huán)等燃燒室部件的腐蝕與磨損，防止氣缸壓力下降引起的功率損失。對于 象 城市公共汽車那樣在固定線上行駛，天然氣供應有保障的 汽車，應當提倡使用壓縮比與天然氣抗爆性相適應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)動機功率。因此壓縮比的提高有一定限度，應根據實際情況確定。如果 減小 發(fā)動機 的燃燒室容積來提高 發(fā)動機 的壓縮比，就可以提高發(fā)動機的功率，在一定程度上彌補部分功率損失， 這種方法是人們通常采用的一種方法。但充氣系數下降是由天然氣本身的性質所決定的，從燃料方面顯然無法解決這一問題，唯一的解決辦法是采取進氣增壓措施。另外，天然氣的熱值低也是影響天然氣汽車發(fā)動機功率下降的一個重要原因。這種兩用燃料汽車為了兼顧使用汽油的需要，壓縮比提高較小或者沒有提高。天然氣汽車的應用還處在起步階段，天然氣的供應遠不 象 汽油那樣普及，在這種情況下，專門設計的天然氣發(fā)動機汽車很難推廣。因此，發(fā)動機壓縮比還必須與燃料的抗爆性相適應。在發(fā)動機構造方面，決定發(fā)動機功率的主要因素是發(fā)動機的壓縮比，壓縮比越大，熱效率越高，有效功率就越大。在燃料性質方面，汽油是液體燃料，而天然氣是氣體燃料。功率下降的結果，一方面導致汽車重載、爬坡或加速時動力不足，另一方面導致燃料消耗相對增加，并增加污染物排放量。 天然氣汽車功率下降的原因及對策 發(fā)動機功率下降的原因 天然氣汽車使用中的一個主要問題是發(fā)動機的功率比使用汽油時有明顯下降。如把氣價輸入，在計價器上可顯示出每次加氣需要的款額。這一系統的另一 優(yōu)點是當汽車加氣高峰時，可以將儲氣瓶組的壓縮氣取出 58%，而同時從三組儲氣瓶取氣時，只能取出氣量 20%。給汽車加氣時，先從低壓氣瓶組取氣，當壓力平衡后，再從中壓瓶組取氣，再待壓力平衡后，從高壓瓶組取氣。 5） 加氣機 加氣機由流量計系統、計價器和加氣系統組成。當充氣管線壓力達到 22MPa 時，高壓瓶組的調壓閥開啟，先對高壓瓶組充氣，而高壓瓶組壓力升到 22MPa 時，中壓瓶組調節(jié)閥開啟，向中壓瓶組充氣，當中壓瓶組壓力達到 22MPa 時，低壓瓶組調節(jié)閥開啟，向低壓瓶組充氣，當低壓瓶組壓力達到 22MPa 時，壓縮機就及時對三組瓶組充氣，當瓶組壓力都充到 25MPa 時，壓縮機自動停車。 4） 充氣順序控制部分 該系統能有效地實現按高、中、低壓氣瓶組充氣。把儲氣瓶組成這樣的三組，目的是為了讓儲氣瓶中有一組首先達到額定儲氣壓力，也就是先充高壓組，再中壓組，后低壓組，最后全部達 到儲氣額定壓力。 3） CNG 儲氣鋼瓶組 為了加快充氣和減少頻繁啟動壓縮機，應儲備一定體積的氣量，設有 CNG 鋼瓶組。國外有澳大利亞、加 拿大、新西北華大學本科畢業(yè) 論文 10 蘭、意大利、美國、德國、奧地利各公司的壓縮機，國內以重慶壓縮機廠為主體，壓縮機大都是 v 型、四級壓縮、水冷、空冷固定、往復活塞式、少油潤滑。合格天然氣需進行計量和調壓以保證進氣壓力平穩(wěn)并防止超壓。 二． 加氣站一般有來氣處理調壓計量裝置、天然氣增壓壓縮機、 CNG 儲氣鋼瓶組、充氣順序控制系統、加氣機五部分。一套子母站系統包括母站、轉運車、子站三部分。/h 的壓縮機，利用多組系統儲存 CNG，電子裝置操作電磁閥和圓頂裝載機，控制組與組間的自動順序充氣，儲存氣體的利用率由 30%提高到 70%，并保證加氣站高峰時所有車輛幾分鐘內快速加氣。另外，美國也有加裝 CNG、汽油和柴油的綜臺站。在遠離天然氣管網的地方建 LNG/CNG加氣站，即由附近的天然氣液化廠運來 LNG，直接為 LNGV 加注 LNG，或由 LNG 汽化后為 CNGV 加氣。加氣站加氣方法由以慢充為主發(fā)展到快充以及快、慢充結合法，加氣站的規(guī)模也視各地的具體情況有大、中、小型之分，配備的壓縮機在 21～ 28MPa 出口壓力下，每小時壓縮天然氣 34～ 3400m179。 美國自 l99O 年通過清潔大氣條例修正案后，在原有 萬輛 CNGV 的基礎上，以每年 5%～ 10%的速度增長。／ h 壓縮機 5 臺，加氣柜 8 套 )，中型站 (可日加氣 3O0 輛車，配備 900m179。據統計，現在國外有 3OO0 多座加氣站，其中以俄羅斯、意大利、美國和新西蘭等國的發(fā)展最為典2 天然氣汽車技術 9 型。 天然氣汽車加氣技術 天然氣汽車技術主要分為給汽車充氣的加氣站和汽車增裝的天然氣供給及減壓系統。柴油壓燃著火后，點燃天然氣和空氣的混 合 氣進行工作，通常稱這種車為柴油 /天然氣雙燃料汽車。該方法比較簡單，技術也比較成熟，但不能再用柴油工作，而且發(fā)動機功率損失較大，只有原來柴油機的 65%～ 70%第二種方法是原柴油機燃料系統不變，再加上上述天然氣燃料系統，一般壓縮比不用改變。 柴油車改為 CNG 汽車 柴油車的改裝有兩種方法：一是原柴油車的結構不變，按電點火方式改裝，即按汽油機的工作原理工作，把原來柴油機的燃料系統全部去掉，壓縮比降低到天然氣能工作的數值。汽油車改裝的天然氣汽車操作非常簡單，只需將燃料選擇開關置于天然氣一側，高壓天然氣就從氣瓶中經高壓管線送到減壓閥，經過兩級或三級減壓將天然氣壓力降至接近大氣壓 ，進入混合器與空氣混合后進入發(fā)動機，經火花塞點火即可工作。雖然天然氣的抗爆性能好，允許在較高的壓縮比下工作，但在改裝時為了原發(fā)動機仍能使用汽油工作，故原發(fā)動機的壓縮比沒有改變，使用天然氣時發(fā)動機的功率要損失 10% ～ 20%。 汽油車改為 CNG 汽車 使用天然氣作為發(fā)動機燃料的工作原理與原來的汽油機相同 ， 將高壓氣瓶中儲存的天然氣經過減壓后送到混合器中與空氣混合，然后進入氣缸 。因此，安裝點火提前角調節(jié)器可以保證兩種燃料完全燃燒。 六 .點火提前角調節(jié)器 因天然氣的辛烷值比汽油辛烷值高，燃燒時間充足才能完全燃燒，故天然氣的點火提前角一般比汽油提前 11～ l6186。 四 .天然氣空氣混合器 混 合 器是將天然氣與空氣按最佳比例均勻混合，使天然氣充分燃燒。當充氣嘴插入時，微型開關自動斷開，可避免啟動發(fā)動機。內裝止回閥，只允許氣體進入，而不能外泄。 一 .高壓天然氣儲氣瓶 視汽車類型設置不同規(guī)格和個數的儲氣瓶，如客車設五只氣瓶，每支水容積5OL，長度 ，重量 kg，工作壓力 20MPa，可充氣 179。在 CNG 的利用方面，目前以在 用車改裝為主，而改裝的車輛又以汽油車2 天然氣汽車技術 7 為主。建一座加氣站約需 500～ l000萬元人民幣，要推廣天然氣汽車，必須要有完善的加氣網絡 ，因此需要投入大量的資金 。對于采用較多的兩用燃料汽車，在原車的基礎上則要增加一套數千元到數萬元人民幣不等的天然氣改裝供氣系統部件。要保證相同續(xù)駛里程，天然氣汽車的儲氣瓶的體積要比汽油箱就要大許多，同時增加了布置上的難度。 二 .儲氣瓶占用空間較大 lm179。汽油／空氣混合氣熱值為 3． 82MJ／ m179。天然氣汽車可以像汽油車一樣安全運行。 七 .使用天然氣更安全可靠。 2） 天然氣燃燒完全，所產生的積炭少，使火花塞、活塞環(huán)壽命增長。 四 .發(fā)動機使用壽命長 1） 天然氣含硫量少，所以燃燒后的硫化物腐蝕性減輕，提高了壽命 ； 2） 天然氣以氣態(tài)供入氣