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柴油车改装LNG天燃气汽车的效益分析

作者：程力专用汽车股份有限公司 浏览次数：13715 发布时间：2013-05-09 07:12:00

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   近两年来，我国天然气汽车发展迅速，增幅超过50%，天然气汽车的总保有量已突破百万辆，其中约99%为压缩天然气（CNG）汽车，其余为液化天然气（LNG）汽车，LNG汽车又以载货卡车和客车为主。天然气汽车获得迅猛发展主要有两个原因：一是受到近两年来汽柴油价格几次大提升的刺激，使燃料成本占运输费用40%至50%的运输企业转而寻找价格更优的替代燃料， LNG价格与汽柴油价格相比，燃料成本可节省约20%。二是随着政府实施节能减排政策及加强对控制PM2.5的认知，天然气作为完全不排放PM2.5、其他排放指标也远远优于汽柴油的清洁能源而受到青睐。LNG作为清洁燃料与传统燃油机动车相比，一氧化碳排放可减少97%，二氧化碳减排可达24%，二氧化硫减排可达90%，苯、铅、粉尘等污染物减排可达90%，对城市大气环境改善具有独特的优势。 
液化天然气（简称 LNG）的价格低于柴油，且开采运输方便，使用费用低。

通常情况下，约 1.2Nm3 L NG 等同于 1L 柴油，使用 LNG 汽车可节约 25%~35% 的费用（根据当地油气价差异）。


安全性
天然气的燃点约为 537℃，不会轻易被点燃，同时天然气爆炸极限范围窄。天 然气密度低于空气，即使有少量泄漏也会很快升空挥发，在开放环境中几乎不会发生爆燃。

排放
天然气发动机的排放性能较好，主要表现在减少碳烟排放，使空气中 PM2.5 含量降低，CO、HC 排放量减小，引起的光化学反应低。与汽油机相比，天然气 发动机的 NOx 的排放量比汽油机约低30%，NMHC 的排放量比汽油机低于60%， CO2 的排放量比汽油机约低 20% ，环保效果十分显著。 


系统工作原理 


概述
将柴油车改装为柴油/天然气双燃料技术是立足于原柴油机的迪塞尔循 环的热力学工作原理。
其主要特点是：通过加装一套“HJ”柴油/天然气双燃料电控系统，使得原柴 油机在保留其自身的压燃点火方式不变，高压缩比不变，发动机机体和零部件基 本不变的条件下，燃烧燃料由原先单纯的柴油燃烧改为柴油 天然气的混烧。/
改装后的工作过程中发生改变的环节主要体现在：
a. 气缸中被压缩的介质——由原来柴油机中的单纯空气变为天然气与空气的 混合气体；

b.

发动机工作时由原来的纯柴油燃烧改变为柴油与天然气的混合燃烧。
本电控系统主要用于依据各种传感器检测的发动机运行信号，分别控制进入 发动机的柴油、天然气与空气量，以实现柴油、天然气与空气的合理配比。 
原理分解说明
本技术的核心是采用多个可控制天然气流量的高压电磁喷射阀及 ECU 电控单 元等组成的单点喷射供气系统。
经减压器稳压后的天然气的压力，始终要高于增压后的进气总管中的空气压力，即保持一定正压的天然气，通过上述电磁阀门和喷射阀控制流量，经由进气 喷嘴从中冷器之后的进气总管喷入（称为单点喷射），在总管中与空气混合进入各 个气缸，形成可燃混合气。同时，由 ECU 电控单元指令步进电机油控机构动作， 对喷油系统原来的齿条进行随机限位，以减少每个汽缸压缩冲程末喷入引燃的柴 油量。另外，电控系统可以精确控制燃料的供给量，针对车辆不同转速和负荷的 工况进行分级控制。
本技术采用 4～5 个（具体数量取决于柴油机本身的功率，原则上，300 马力以下的柴油机采用 4 个，300 马力以上的采用 5 个）高压电磁喷射阀和功能强大 的ECU 电控单元等复杂结构。本系统控制精确，替代率较高，随着产品技术的不断成熟，其可靠性也日趋强大。

经济性评估
根据车辆每天使用里程为约 300km，当地柴油价格为 7.6 元/L ，天燃气价格 3.8 元/Nm3，百公里平均油耗为

40L。油气比例为1：1.2；（现燃气车加气为5.7元/公斤，1公斤约等于1.5方天然气。每方天然气价格为3.8元。）


项目 纯柴油 双燃料（替代率 60%） 节约
每公里费用 3.04 元 1.216+1.0944=2.3104 元 0.7296 元
百公里费用 304 元 121.6+109.44=231.04 元 72.96 元
300 公里费用 912 元 364.8+ 328.32=693.12元 218.88 元
30 天费用 27360 元 20793.6 元 6566.4 元
1 年费用 328320 元 249523.2元 78796.8元
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