新能源汽车燃料之天然气

新能源汽车燃料之天然气

(1)使用天然气作汽车代用燃料的优点

天然气的主要成分是甲烷((950/o-98%)和少最的乙烷、丙烷等，天然气作为汽车燃料已有40多年的历史，天然气作为汽车的代用燃料，其主要优点是:

①辛烷值高(可达120以上)，抗爆性好，可通过提高发动机的压缩比的办法，提高发动机的热效率。

②天然气本身是气态，与空气混合均匀，燃烧完全，不结炭，可提高热效率10%以上。

③对环境污染小。汽车使用天然气与使用汽油相比，一氧化碳(CO)减少97%,碳氢化物(HC)减少72%,氮氧化物(NOx )减少39%，二氧化碳(COQ)减少24%，二氧化硫(SO=)减少90%，苯、铅等粉尘减少100%,噪声降低40%。

④天然气进入发动机气缸内时是气态，对润滑油无冲刷稀释作用，有利于延长机油的使用寿命和减少机油的消耗量，发动机磨损也相应减少。

⑤用天然气作发动机燃料，其嫌料费用是汽油车的2/3(天然气尽管其热值较汽油略低，但其价格便宜)，由于燃料燃烧完全，无结炭，无爆震，汽车使用寿命大大延长，维修费用仅为汽油车的70%。

⑥安全性好.天然气相对密度较空气小，为0.58,‘旦发生泄漏，会很快在空气中消失。但汽油不易扩散，一遇火星，易于着火。

天然气的热值较汽油低，使用天然气时，如不改变发动机的结构参数，发动姆的功率要下降10%–18%。但天然气的辛烷值高，可通过提高发动机的压缩比的方法来提高发动机的功率，从而弥补由于热值低带来的功率下降，天然气的着火极限较汽油宽，它可在a=0.58-1.8的范围内着火燃烧，这样有利于燃烧稀混合气，提高使用天然气汽车的燃料经济性。

(2)天然气作汽车代用燃料的使用方法

天然气作为汽车燃料使用有三种方法:储气包、压缩天然气和液化天然气。

①储气包(低压气)

储气包是将天然气装在储气包内(储气包用帆布两面涂橡胶制成)，充满天然气的气包放在汽车顶上。供气系统非常简单，只需在化油器中体与’卜体间装一进气阀座即可，这样既可用天然气，必要时又可以烧汽油。由于储气包可承受的压力低，因而装载的天然数量少，汽车的行驶距离短，加气次数多。此外，储气包装在汽车顶部，汽车的行驶阻力增大，从而限制了汽车的行驶速度。由于需带储气包，在货车上难以使用。尽管如此，因天然气价格便宜，如有来源，短途公共汽车用储气包法装载使用天然气是可行的。

②压缩天然气(CNG)

压缩天然气是将天然气用压缩机加压到20MPa装入高压瓶中。高压瓶放在大梁与车箱之间，经减压后供发动机使用。当今世界上CNG汽车绝大多数是用原来的汽油汽车改装的。汽油车的改装从理论到实践基本成熟，而用柴油车改装CNG汽车正处在试验研究阶段。用汽油车改装的CNG汽车称为CNG、汽油两用燃料汽车，可用两种燃料中的任何一种，但二者不可混合使用。

高压气瓶中的CNG压力为20M Pa，经三级减压阀将压力由20MPa减压至-50–70pa。当用CNG作燃料时，将截止阀打开，CNG经三级减压阀、动力阀、混合器，与空气混合后进入发动机气缸.由于CNG经三级减压阀后是负压:所以只有当发动机转动后，依靠吸力才能将天然气吸入，这样就防止了当截止阀打开，而发动机未起动时，造成天然气经空气滤清器泄漏出而发生事故。这种CNG系统的混合器是开式的，动力阀是用来调节天然气气量的。

用汽油车改装的CNG汽车，天然气是以气态与空气混合经进气管进入汽缸。在发动机同一转速下产生的负压，将混合气经原进气歧管吸入气缸，由于进气歧管面积未变，因而进入的空气量约少10%(因天然气与空气的最佳混合比为1:10，一般要调整到这个比例)，所以发动机的功率与使用汽油相比要下降一些。

储存CNG用的气瓶，其材料有铝合金、优质合金钢以及优质合金钢薄壁钢瓶外绕高强度

人造纤维。为满足行驶距离的要求，需安装多个高压气瓶。高压气瓶的自重较大，这无疑会影响汽车的载重量和载物空间。高压气瓶若遇汽车着火，当气瓶温度升到l00℃时，储气瓶的安全阀易熔合金就会熔化，爆破片在26MPa压力下爆破而泄放天然气，不致引起高压气瓶爆炸.

使用天然气作汽车代用燃料与使用液化石油气作汽车代用燃料，两者在燃料的使用方法上基本上相同。同样，使用天然气作为汽车代用燃料时，需要在使用区域建立相应的加气站。

参考资料：/ycbblog/archives/2379.html

/ycbblog/archives/2381.html