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柴油車(chē)改裝LNG天燃?xì)馄?chē)的效益分析

作者：程力專(zhuān)用汽車(chē)股份有限公司 瀏覽次數(shù)：14175 發(fā)布時(shí)間：2013-05-09 07:12:00

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   近兩年來(lái)，我國(guó)天然氣汽車(chē)發(fā)展迅速，增幅超過(guò)50%，天然氣汽車(chē)的總保有量已突破百萬(wàn)輛，其中約99%為壓縮天然氣（CNG）汽車(chē)，其余為液化天然氣（LNG）汽車(chē)，LNG汽車(chē)又以載貨卡車(chē)和客車(chē)為主。天然氣汽車(chē)獲得迅猛發(fā)展主要有兩個(gè)原因：一是受到近兩年來(lái)汽柴油價(jià)格幾次大提升的刺激，使燃料成本占運(yùn)輸費(fèi)用40%至50%的運(yùn)輸企業(yè)轉(zhuǎn)而尋找價(jià)格更優(yōu)的替代燃料， LNG價(jià)格與汽柴油價(jià)格相比，燃料成本可節(jié)省約20%。二是隨著政府實(shí)施節(jié)能減排政策及加強(qiáng)對(duì)控制PM2.5的認(rèn)知，天然氣作為完全不排放PM2.5、其他排放指標(biāo)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于汽柴油的清潔能源而受到青睞。LNG作為清潔燃料與傳統(tǒng)燃油機(jī)動(dòng)車(chē)相比，一氧化碳排放可減少97%，二氧化碳減排可達(dá)24%，二氧化硫減排可達(dá)90%，苯、鉛、粉塵等污染物減排可達(dá)90%，對(duì)城市大氣環(huán)境改善具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 
液化天然氣（簡(jiǎn)稱(chēng) LNG）的價(jià)格低于柴油，且開(kāi)采運(yùn)輸方便，使用費(fèi)用低。

通常情況下，約 1.2Nm3 L NG 等同于 1L 柴油，使用 LNG 汽車(chē)可節(jié)約 25%~35% 的費(fèi)用（根據(jù)當(dāng)?shù)赜蜌鈨r(jià)差異）。


安全性
天然氣的燃點(diǎn)約為 537℃，不會(huì)輕易被點(diǎn)燃，同時(shí)天然氣爆炸極限范圍窄。天 然氣密度低于空氣，即使有少量泄漏也會(huì)很快升空揮發(fā)，在開(kāi)放環(huán)境中幾乎不會(huì)發(fā)生爆燃。

排放
天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能較好，主要表現(xiàn)在減少碳煙排放，使空氣中 PM2.5 含量降低，CO、HC 排放量減小，引起的光化學(xué)反應(yīng)低。與汽油機(jī)相比，天然氣 發(fā)動(dòng)機(jī)的 NOx 的排放量比汽油機(jī)約低30%，NMHC 的排放量比汽油機(jī)低于60%， CO2 的排放量比汽油機(jī)約低 20% ，環(huán)保效果十分顯著。 


系統(tǒng)工作原理 


概述
將柴油車(chē)改裝為柴油/天然氣雙燃料技術(shù)是立足于原柴油機(jī)的迪塞爾循 環(huán)的熱力學(xué)工作原理。
其主要特點(diǎn)是：通過(guò)加裝一套“HJ”柴油/天然氣雙燃料電控系統(tǒng)，使得原柴 油機(jī)在保留其自身的壓燃點(diǎn)火方式不變，高壓縮比不變，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體和零部件基 本不變的條件下，燃燒燃料由原先單純的柴油燃燒改為柴油 天然氣的混燒。/
改裝后的工作過(guò)程中發(fā)生改變的環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在：
a. 氣缸中被壓縮的介質(zhì)——由原來(lái)柴油機(jī)中的單純空氣變?yōu)樘烊粴馀c空氣的 混合氣體；

b.

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)由原來(lái)的純柴油燃燒改變?yōu)椴裼团c天然氣的混合燃燒。
本電控系統(tǒng)主要用于依據(jù)各種傳感器檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)，分別控制進(jìn)入 發(fā)動(dòng)機(jī)的柴油、天然氣與空氣量，以實(shí)現(xiàn)柴油、天然氣與空氣的合理配比。 
原理分解說(shuō)明
本技術(shù)的核心是采用多個(gè)可控制天然氣流量的高壓電磁噴射閥及 ECU 電控單 元等組成的單點(diǎn)噴射供氣系統(tǒng)。
經(jīng)減壓器穩(wěn)壓后的天然氣的壓力，始終要高于增壓后的進(jìn)氣總管中的空氣壓力，即保持一定正壓的天然氣，通過(guò)上述電磁閥門(mén)和噴射閥控制流量，經(jīng)由進(jìn)氣 噴嘴從中冷器之后的進(jìn)氣總管?chē)娙耄ǚQ(chēng)為單點(diǎn)噴射），在總管中與空氣混合進(jìn)入各 個(gè)氣缸，形成可燃混合氣。同時(shí)，由 ECU 電控單元指令步進(jìn)電機(jī)油控機(jī)構(gòu)動(dòng)作， 對(duì)噴油系統(tǒng)原來(lái)的齒條進(jìn)行隨機(jī)限位，以減少每個(gè)汽缸壓縮沖程末噴入引燃的柴 油量。另外，電控系統(tǒng)可以精確控制燃料的供給量，針對(duì)車(chē)輛不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的 工況進(jìn)行分級(jí)控制。
本技術(shù)采用 4～5 個(gè)（具體數(shù)量取決于柴油機(jī)本身的功率，原則上，300 馬力以下的柴油機(jī)采用 4 個(gè)，300 馬力以上的采用 5 個(gè)）高壓電磁噴射閥和功能強(qiáng)大 的ECU 電控單元等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)控制精確，替代率較高，隨著產(chǎn)品技術(shù)的不斷成熟，其可靠性也日趨強(qiáng)大。

經(jīng)濟(jì)性評(píng)估
根據(jù)車(chē)輛每天使用里程為約 300km，當(dāng)?shù)夭裼蛢r(jià)格為 7.6 元/L ，天燃?xì)鈨r(jià)格 3.8 元/Nm3，百公里平均油耗為

40L。油氣比例為1：1.2；（現(xiàn)燃?xì)廛?chē)加氣為5.7元/公斤，1公斤約等于1.5方天然氣。每方天然氣價(jià)格為3.8元。）


項(xiàng)目 純柴油 雙燃料（替代率 60%） 節(jié)約
每公里費(fèi)用 3.04 元 1.216+1.0944=2.3104 元 0.7296 元
百公里費(fèi)用 304 元 121.6+109.44=231.04 元 72.96 元
300 公里費(fèi)用 912 元 364.8+ 328.32=693.12元 218.88 元
30 天費(fèi)用 27360 元 20793.6 元 6566.4 元
1 年費(fèi)用 328320 元 249523.2元 78796.8元
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