一、工作原理
电控调压器 |
加 回
热 水
气 态
液化气瓶 | 液 态 | |
工作原理示意图
首先在车辆启动前，先将主安全阀门打开，液化气瓶内的液体通过气瓶自身的压力，将液体释放到汽化器中。正常情况下使用气瓶时最小工作压力不能低于0.65Mpa，否则会出现发动机供气不足、动力性下降，并且导致催化转化器烧结等现象。由于汽化器是通过发动机冷热水来对低温液体进行加热，所以经过汽化器的液态天然气被汽化成气态天然气。汽化器安装时应注意安装在靠近发动机进气管和振动较小的位置，不能直接安装在发动机上，同时要注意汽化器安装的位置不能高于发动机散热器的顶部，否则会导致加热水不能流经汽化器，汽化器结冰冻裂。当气体通过调压器时，该系统采用电控调压方式来控制天然气量，安装时应保证电控调压器天然气出口离混合器进气口距离应控制在500mm以内，最后天然气与空气在混合器中混合，从而提供给发动机燃料。燃烧后的气体经过催化转化器排到大气中，由于有污染的气体在催化转化器中参与化学反应，最终排到大气中的只是碳氢化合物。
二、LNG汽车的系统匹配
此需要钢瓶为双层真空结构，为了保证钢瓶真空层长期处于真空状态，且具有更好的保温性能，要求在钢瓶内胆上缠绕保温材料，并增加吸附装置，吸附真空层中残留的空气。
2． 因汽车用钢瓶储存LNG液体的压力约在0.65Mpa左右，而LNG钢瓶的最大承受压力约为2.86Mpa。当钢瓶内的LNG燃料长期不用时，会出现气化的现象，为保证钢瓶的安全性，必须设置安全阀。
3． 发动机外的供气系统与发动机之间的匹配问题，将直接影响到发动机的性能及使用的可靠性。发动机要求的燃料供气压力为0.65Mpa，且要求能稳定的供气，供气温度在20℃-50℃。这就需要钢瓶内的充液压力、匹配的气化器气化速度和气化温度均要与发动机的工作要求相匹配，否则将直接影响到发动机的耗气量和工作的可靠性。解决问题的方法如下：控制加液站的加液的饱和压力能达到0.65Mpa；气化器的大小及气化温度根据发动机的要求进行设计，利用发动机的循环水，控制循环水的流量对气化温度进行控制。
4． 发动机自带供气系统和发动机工作要求之间的匹配。发动机采用电控单点喷射技术，精确控制燃气供给量；并采用增压中冷技术提高发动机的性能，稀薄燃烧能有效降低发动机的热负荷，提高发动机的可靠性，降低NOx的排放。
三、LNG燃料经济性方面，以柴油和LNG作对比。
0＃柴油：42.6MJ/kg，密度为0.828kg/dm3，相当于每升柴油的热值为35.27MJ/L。
LNG（液化天然气）：40MJ/ m3
以LNG作燃料经济性远远优于以柴油作燃料。另外发动机电控喷射及稀薄燃烧技术的应用，大大提高了燃料的燃烧效率，进一步提高了车辆的经济性。
四、LNG汽车相对于CNG汽车的对比
CNG（压缩天然气）汽车：
1．充气压力为20Mpa，安全性始终是一个潜在的隐患。
2．充气时间长，直接影响到用户的经济效益。
3．续驶里程短，需要建立更多的加气站方能满足加气要求，第一造成有限的资源浪费，第二也影响到用户的有效运行时间。
4．气瓶的装载效率低，一个80L的气瓶仅装载16m3左右的气体，若想能使一台10m左右的城市客车可以达到柴油车同样的行驶里程，一般需要8-10个气瓶，每个气瓶充满气后的重量超过100kg。这样，对于低地板城市客车只能布置到车顶上，对整个车身结构会造成一定的影响，增加了车辆整备质量的同时，也提高了整车的重心。对车辆的行驶安全性，燃料消耗率均造成较大的影响。
LNG汽车：
LNG仅是液化后的天然气，在提高气体质量的同时，克服了以上以CNG为燃料汽车不可克服的缺点。
1．使用ＬＮＧ作为燃料，一个335L的钢瓶，就能行驶500公里以上。完全解决了车辆的行驶里程问题。
2、个335L的LNG钢瓶自身重量225kg，充装满后的重量为353kg，相当于同样柴油车辆油箱加满油以后的重量。并且是在车架上安装，大大降低了车辆的重心。在提高使用经济性的同时，也同样提高了车辆的行驶安全性。
五、安全性对比：
天然气汽车燃点对比：
柴油：燃点220℃；汽油燃点427℃。但汽油挥发性强，汽油蒸汽要对柴油燃点低。
液化石油气（LPG）:燃点490℃。
天然气：燃点650℃。
煤气：混合气体，燃点大于500℃。
比重对比：
液化石油气（LPG）: 与空气比重1.5～2，发生泄漏时往下沉积，易造成爆炸的安全隐患。
天然气（NG）：与空气比重0.58～0.79，发生泄漏时会很快往空中挥发，不易造成安全隐患。
爆炸极限对比：
液化石油气（LPG）：1.7%~9.7%。 极易发生爆炸。
天然气（NG）：爆炸极限5～15%。 不易发生爆炸。
从以上看出，天然气的各项安全性指标均高于常见的几种燃料，所以以天然气为燃料的安全性相对于其它燃料来说，安全性更高。
LNG汽车存在的问题
我国的LNGV常处于试验阶段，液化天然气汽车要走出实验室，在我国的汽车工业中取得一席之地，需要天然气工业、汽车工业、低温与制冷工业的协作。目前的天然气发动机技术已经比较成熟，而对于低温制冷行业有以下几个方面还需要大力的研究和发展。
(l)首先要解决汽车燃用LNG的自然汽化问题。无论采用多好的绝热技术，都会有漏热。低温容器(杜瓦)里的液化天然气受漏热作用会汽化，如果汽车处在正常运行状态，汽化后的天然气很快被发动机所消耗，因而不成问题。但如遇意外故障(如天气、道路、车辆等原因)，汽车不能行驶，杜瓦内的气体量会越来越多，压力越来越高。一般低温容器设计为非耐压容器，因此内部压力的升高是非常危险的。目前的做法是，一旦压力超过规定极限，容器
的安全阀会自动打开释放多余气体，其结果是把天然气排向大气，污染了环境，在车库里滞留久了还会有燃爆的危险。因而必须设计绝热性能优越的LNGV车用储罐。要求日蒸发率(NER)小于1%，即带液静置7.1安全阀不起跳。液体充装率为80%一90%(低温液体在密闭存储条件下都有充装率的要求)。液位和压力指示灵敏、准确，抗干扰能力强。现在国外(特别是德国)的低温技术已经达到这个要求，我国的低温技术接近这个水平，还有待于大力的发展。
(2)LNG必须能够大规模并且廉价的生产。国外从20世纪70年代就开始大规模生产，至今其总生产规模己达1*l08t/a，占世界天然气销售量的20%，且以每年5%~7%的速度增长。我国天然气资源丰富，但是天然气的液化产业还不够发达，因而还有很大的发展空间。
(3)LNG的生产以及充灌、计量、储运等配套设施也必须逐步完善，这需要各级政府部门的大力扶持、鼓励和引导。
发布评论