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柴油車改裝LNG天燃氣汽車的效益分析

作者：程力專用汽車股份有限公司 瀏覽次數：14641 發布時間：2013-05-09 07:12:00

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   近兩年來，我國天然氣汽車發展迅速，增幅超過50%，天然氣汽車的總保有量已突破百萬輛，其中約99%為壓縮天然氣（CNG）汽車，其余為液化天然氣（LNG）汽車，LNG汽車又以載貨卡車和客車為主。天然氣汽車獲得迅猛發展主要有兩個原因：一是受到近兩年來汽柴油價格幾次大提升的刺激，使燃料成本占運輸費用40%至50%的運輸企業轉而尋找價格更優的替代燃料， LNG價格與汽柴油價格相比，燃料成本可節省約20%。二是隨著政府實施節能減排政策及加強對控制PM2.5的認知，天然氣作為完全不排放PM2.5、其他排放指標也遠遠優于汽柴油的清潔能源而受到青睞。LNG作為清潔燃料與傳統燃油機動車相比，一氧化碳排放可減少97%，二氧化碳減排可達24%，二氧化硫減排可達90%，苯、鉛、粉塵等污染物減排可達90%，對城市大氣環境改善具有獨特的優勢。 
液化天然氣（簡稱 LNG）的價格低于柴油，且開采運輸方便，使用費用低。

通常情況下，約 1.2Nm3 L NG 等同于 1L 柴油，使用 LNG 汽車可節約 25%~35% 的費用（根據當地油氣價差異）。


安全性
天然氣的燃點約為 537℃，不會輕易被點燃，同時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很快升空揮發，在開放環境中幾乎不會發生爆燃。

排放
天然氣發動機的排放性能較好，主要表現在減少碳煙排放，使空氣中 PM2.5 含量降低，CO、HC 排放量減小，引起的光化學反應低。與汽油機相比，天然氣 發動機的 NOx 的排放量比汽油機約低30%，NMHC 的排放量比汽油機低于60%， CO2 的排放量比汽油機約低 20% ，環保效果十分顯著。 


系統工作原理 


概述
將柴油車改裝為柴油/天然氣雙燃料技術是立足于原柴油機的迪塞爾循 環的熱力學工作原理。
其主要特點是：通過加裝一套“HJ”柴油/天然氣雙燃料電控系統，使得原柴 油機在保留其自身的壓燃點火方式不變，高壓縮比不變，發動機機體和零部件基 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。/
改裝后的工作過程中發生改變的環節主要體現在：
a. 氣缸中被壓縮的介質——由原來柴油機中的單純空氣變為天然氣與空氣的 混合氣體；

b.

發動機工作時由原來的純柴油燃燒改變為柴油與天然氣的混合燃燒。
本電控系統主要用于依據各種傳感器檢測的發動機運行信號，分別控制進入 發動機的柴油、天然氣與空氣量，以實現柴油、天然氣與空氣的合理配比。 
原理分解說明
本技術的核心是采用多個可控制天然氣流量的高壓電磁噴射閥及 ECU 電控單 元等組成的單點噴射供氣系統。
經減壓器穩壓后的天然氣的壓力，始終要高于增壓后的進氣總管中的空氣壓力，即保持一定正壓的天然氣，通過上述電磁閥門和噴射閥控制流量，經由進氣 噴嘴從中冷器之后的進氣總管噴入（稱為單點噴射），在總管中與空氣混合進入各 個氣缸，形成可燃混合氣。同時，由 ECU 電控單元指令步進電機油控機構動作， 對噴油系統原來的齒條進行隨機限位，以減少每個汽缸壓縮沖程末噴入引燃的柴 油量。另外，電控系統可以精確控制燃料的供給量，針對車輛不同轉速和負荷的 工況進行分級控制。
本技術采用 4～5 個（具體數量取決于柴油機本身的功率，原則上，300 馬力以下的柴油機采用 4 個，300 馬力以上的采用 5 個）高壓電磁噴射閥和功能強大 的ECU 電控單元等復雜結構。本系統控制精確，替代率較高，隨著產品技術的不斷成熟，其可靠性也日趨強大。

經濟性評估
根據車輛每天使用里程為約 300km，當地柴油價格為 7.6 元/L ，天燃氣價格 3.8 元/Nm3，百公里平均油耗為

40L。油氣比例為1：1.2；（現燃氣車加氣為5.7元/公斤，1公斤約等于1.5方天然氣。每方天然氣價格為3.8元。）


項目 純柴油 雙燃料（替代率 60%） 節約
每公里費用 3.04 元 1.216+1.0944=2.3104 元 0.7296 元
百公里費用 304 元 121.6+109.44=231.04 元 72.96 元
300 公里費用 912 元 364.8+ 328.32=693.12元 218.88 元
30 天費用 27360 元 20793.6 元 6566.4 元
1 年費用 328320 元 249523.2元 78796.8元
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