【正文】 1918 天然氣的主要物化特性 天然氣的特點(diǎn) 1）著火極限寬， 5％～ 15％，容易實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒。 3）火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊汀? 5）抗爆燃性能好，辛烷值是 130。 7）排放污染小。 9）使用天然氣可使發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損減小。 1）壓縮天然氣（ CNG）壓縮天然氣是將天然氣經(jīng)過(guò)脫水、脫硫 凈化處理后，經(jīng)多級(jí)壓縮至 25MPa左右存貯在氣瓶中，使用時(shí)經(jīng) 減壓器減壓后供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒即可。 存罐內(nèi)。但它對(duì)低溫貯存技術(shù)要求較高。以 CNG為燃料的車(chē)輛叫做 CNGV（ Compressed Natural Gas Vehicle），以 LNG為燃料的車(chē)輛叫做 LNGV （ Liquefied Natural Gas Vehicle 簡(jiǎn)稱(chēng)為 LNGV)。壓縮天然氣是 一種理想的車(chē)用替代能源，其應(yīng)用技術(shù)經(jīng)數(shù)十年發(fā)展已日趨成 熟。 壓縮天然氣汽車(chē)按燃料供給系統(tǒng)不同又可分為專(zhuān)用壓縮天 然氣汽車(chē)、壓縮天然氣與汽油兩用燃料汽車(chē)、壓縮天然氣與柴 油雙燃料汽車(chē)等。發(fā)動(dòng)機(jī)可以分別使用 CNG 和汽油作為燃料，兩種燃料的轉(zhuǎn)換利用選擇開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。但當(dāng)使用天然氣燃料時(shí)，往往不能 充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率略有下降。其燃料供給系 統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況按一定比例同時(shí)供給 CNG和柴油兩種 燃料。 2）液化天然氣汽車(chē) 是將液化天然氣儲(chǔ)存在溫度為 112K壓力為 存罐內(nèi)，其密度為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的 600多倍，能量密度約為汽油的 72%，已接近汽油。 天然氣汽車(chē)技術(shù)，是指汽車(chē)用天然氣貯存、加注以及合理 運(yùn)用等方面的技術(shù)，主要包括以下幾方面。天然氣加氣站一般分為三個(gè)基本類(lèi)型，即快速充 裝型，普通（慢速）充裝及兩者的混合型。 3）氣瓶技術(shù) 由于汽車(chē)具有的流動(dòng)性，燃料 必須時(shí)刻攜帶。 液化石油氣 石油氣概述 液化石油氣（ Liquefied Petroleum Gas，簡(jiǎn)稱(chēng) LPG）是煉 油廠進(jìn)行原油催化裂解與熱裂解時(shí)所得到的副產(chǎn)品，是由煉廠 氣或天然氣 (包括油田伴生氣 )加壓或降溫液化得到的一種無(wú)色 或黃棕色油狀揮發(fā)性液體。為了提醒人們及時(shí)發(fā)現(xiàn)液化氣是否泄漏，加工廠常向液化 氣中混入少量有惡臭味的硫醇或硫醚類(lèi)化合物。m3） 528 602 理論空燃比（體積比） 密度 ① （氣相） /（ kgkg1） 分子量 低熱值 /（ MJm3） 凝點(diǎn) /℃ 混合氣熱值 /（ MJL1） 臨界壓力／ MPa 辛烷值 RON 95 汽化潛熱 /（ kJkg1kg1s1） 38 37 氣 /液容積比（ 15℃ ） 273 236 火焰溫度 /℃ 1970 1975 液化石油氣的主要物化特性 液化石油氣的特點(diǎn) 1）抗爆性能高 2）排放污染小 3）火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷? 4）點(diǎn)火能量高 5）與空氣的理論混合氣熱值低 6）便于攜帶 液化石油氣在汽車(chē)上的使用 為保證液化石油氣的質(zhì)量能滿足汽車(chē)的使用需求，我國(guó)對(duì) 車(chē)用液化石油氣的技術(shù)要求如下表所示。m3） 實(shí)測(cè) 實(shí)測(cè) 按 SH/T0231② 銅片腐蝕 不大于 1級(jí) 不大于 1級(jí) 按 SH/T0232 總硫含量（體積分?jǐn)?shù)）（ 106） ≤123 ≤123 按 SY/T7508 游離水 無(wú) 無(wú) 目測(cè) 車(chē)用液化石油氣技術(shù)要求： 液化石油氣汽車(chē)按燃料供給系統(tǒng)不同，可分為專(zhuān)用液化石 油氣汽車(chē)、液化石油氣與汽油兩用燃料汽車(chē)、液化石油氣與柴 油雙燃料汽車(chē)等。②液化石油氣與汽油兩用燃料 汽車(chē)是通過(guò)對(duì)現(xiàn)成汽油車(chē)改裝而成。發(fā)動(dòng) 機(jī)可以分別使用 LPG和汽油作為燃料，兩種燃料的轉(zhuǎn)換通過(guò)電磁 閥實(shí)現(xiàn)。石油 氣屬非再生能源且儲(chǔ)量沒(méi)有天然氣豐富； ③天然氣儲(chǔ)運(yùn)不便（低溫 162℃ 或高壓 20～ 25Mpa時(shí)才會(huì)液 化），液化石油氣儲(chǔ)運(yùn)方便（常溫 690Kpa時(shí)會(huì)液化）； ④汽車(chē)動(dòng)力性都有所下降； ⑤純甲烷的理論混合氣熱值比汽油低 10％左右，液化石油氣 介于天然氣和汽油之間； ⑥ LPG汽車(chē)的特點(diǎn)是技術(shù)上成熟，安全可靠性好、能量密度大 （一次充氣的行程與汽油接近）， LPG的供應(yīng)方便； ⑦抗爆性好，甲烷的研究法辛烷值為 130，國(guó)外研究，燃用 天然氣的專(zhuān)用型發(fā)動(dòng)機(jī)采用的合理壓縮比為 12，容許壓縮比為 15，采用提高壓縮比的方法，從而大幅度提高汽車(chē)的動(dòng)力性和 經(jīng)濟(jì)性的潛力。 ⑧混合氣發(fā)火界限寬，通過(guò)采用稀薄燃燒技術(shù)可進(jìn)一步提高 汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益； ⑨天然氣和液化石油氣都是比汽油更“清潔”的燃料。它們與空氣同為氣相，易均勻混 合，燃燒較完全， CO和碳粒的排放量極低。 煤氣是由其他能源形式，如煤、木柴等經(jīng)過(guò)加工制取的， 因以煤制取為主，故稱(chēng)為煤氣。煤氣的著火 溫度低，為 330℃ ～ 350℃ ，因此抗爆性較差，點(diǎn)火性能良好， 著火界限較寬。沼氣的 主要成分是甲烷，含量為 50％～ 66％，其它主要成分為 CO2和 N2。 醇類(lèi)燃料 汽車(chē)用醇類(lèi)燃料主要是甲醇和乙醇，醇類(lèi)的來(lái)源極其豐富， 生產(chǎn)工藝成熟。采用天然氣生成甲醇是目前使用最 廣泛最經(jīng)濟(jì)的方法。 醇類(lèi)燃料的理化性質(zhì) 醇類(lèi)燃料與汽油的主要理化性質(zhì)比較： 項(xiàng)目 甲醇 乙醇 汽油 常溫下的物理狀態(tài) 液態(tài) 液態(tài) 液態(tài) 密度 /（ gkg1） 蒸發(fā)潛熱 /（ kJ 著火極限是指混合氣可以著火的最小濃度和最大濃度之間 的范圍，濃度是以空氣中可燃?xì)獾捏w積分?jǐn)?shù)表示。 醇類(lèi)燃料的熱值比汽油低，甲醇熱值約為汽油的一半，乙 醇熱值約為汽油的 61％。對(duì)橡膠和塑料等非金屬也具有較大的溶脹作用。但 溫度高時(shí)，容易在燃油供給系中產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象，嚴(yán)重會(huì)使供油 中斷，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。 甲醇和乙醇的特點(diǎn)和應(yīng)用 甲醇系結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的飽和一元醇，化學(xué)式 CH3OH。是無(wú)色有酒精氣味易揮發(fā)的液體。甲 醇易燃，其蒸氣與空氣能形成爆炸混合物，甲醇完全燃燒生成 二氧化碳和水蒸氣，同時(shí)放出熱量。其中 M15(在汽油里添加 15％甲醇 )清潔甲醇汽油為車(chē)用燃料，分別應(yīng) 用于各種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。甲醇與汽油相溶性較好可實(shí)現(xiàn)各種比例摻燒。 ③它含氧量高，燃燒完全，在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中的能量利用效 率高于汽油，其經(jīng)濟(jì)性很具有競(jìng)爭(zhēng)力。每噸汽油的價(jià)格為 6000多元人民幣，而甲醇 只有 1800元 ～ 3000元，基本上是汽油價(jià)格的 1/3。甲醇混合燃料的熱效率、動(dòng) 力性、啟動(dòng)性、經(jīng)濟(jì)性良好，具有降低排放、節(jié)省石油、安全方 便等特點(diǎn)。 甲醇靈活燃料車(chē)指可使用純甲醇與汽油以任意比例混合作 為燃料的汽車(chē)。甲醇汽車(chē)的主要設(shè)計(jì) 出發(fā)點(diǎn)是可以滿足汽油燃料、甲醇燃料以及汽油與甲醇混合燃 料的使用要求，發(fā)動(dòng)機(jī)部件針對(duì)甲醇特性重新開(kāi)發(fā)，整車(chē)增加 了冷啟動(dòng)裝置、副油箱等，開(kāi)發(fā)了甲醇靈活燃料車(chē)整車(chē)線束、 儀表和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等件。車(chē)輛的時(shí)速 110公里以下時(shí)，汽車(chē)只燒甲醇；時(shí)速在 110公里至 150公里之間時(shí)，駕駛員根據(jù)汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)效 益，通過(guò)一個(gè) ECU可以靈活自由選擇普通汽油、 M1 M2 M70、 M8 M100等多種配比燃料。 發(fā)展甲醇燃料目前受到的爭(zhēng)議主要是： 第一，甲醇的腐蝕性強(qiáng)； 第二，由于甲醇熱值低，行駛同樣距離的消耗幾乎比汽油 多一倍，因而需要大的油箱。 甲醇燃料車(chē)的開(kāi)發(fā)和研制的關(guān)鍵技術(shù) ： 甲醇冷啟動(dòng)技術(shù) 甲醇的蒸發(fā)潛熱是汽油的三倍多，故甲 醇蒸發(fā)時(shí)吸收熱量大，燃料蒸發(fā)困難。 電控方面 駕駛員根據(jù)實(shí)際用油環(huán)境需要及經(jīng)濟(jì)效益考慮 通過(guò)一個(gè) ECU可以靈活自由選擇普通汽油、 M1 M2 M70、 M8 M100甲醇等多種配比燃料，同時(shí)可以控制冷啟動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)啟和 關(guān)閉。但是推廣甲 醇燃料，光靠技術(shù)層面的努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須建立完善的 甲醇燃料網(wǎng)絡(luò)體系，制訂甲醇燃油標(biāo)準(zhǔn)，獲得政府財(cái)稅政策的 支持，同時(shí)營(yíng)造良好的市場(chǎng)環(huán)境，做好市場(chǎng)宣傳引導(dǎo)工作，這 些都需要汽車(chē)行業(yè)、石化行業(yè)包括燃料甲醇生產(chǎn)企業(yè)等展開(kāi)密 切的合作。 目前我國(guó)所有 93甲醇汽油都是 M15甲醇汽油。 乙醇汽油由燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新 型替代能源。 優(yōu)點(diǎn)：①來(lái)源有長(zhǎng)期保障，儲(chǔ)運(yùn)方便； ②辛烷值高，抗爆性好； ③乙醇含氧量高達(dá) ％。 缺點(diǎn)： ①比普通汽油動(dòng)力下降油耗增加，天熱時(shí)還易于氣阻熄火； ②乙醇汽油儲(chǔ)運(yùn)周期只有 4— 5天，這影響使用乙醇汽油的 方便性。 ③乙醇的汽化潛熱大，理論空燃比下的蒸發(fā)溫度大于常規(guī) 汽油。