重庆益民机械厂 张晋林
绿汽车
  一、前言
为了减少污染,世界各发达国家都十分重视发展低公害汽车(绿汽车),我国“绿汽车”的发展,主要从汽车的改装技术起步,即汽油———压缩天然气(CN G )两用燃料汽车改装技术和汽油———液化石油气(L P G )两用燃料汽车改装技术。这两项技术是在原汽油车基础上增加一套CN G 或L P G 燃料供给系统,主要包括
钢瓶,减压调压器(或蒸汽
调压器)混合器,燃料转换装置等部件。钢瓶中的压缩天然气经减压装置减至负压(液化石油气先经蒸发到气态,然后减至负压)送给汽车发动机,天然气燃料与汽油燃料的转换通过燃料转换装置实现。此外,还包括正在开发中的柴油———CN G 双燃料改装技术。改装后的双燃料汽车仍需用柴油作为引燃燃料,这部分燃料占燃料总量的20%左右,其余使用天然气。二、“绿汽车”的优点
1.标本兼治汽车废气污染。大气中污染物有60%来自汽车废气,使用液化石油气和天然气为燃料,汽车废气中氢氧化物可减少72%,一氧化碳减少97%,氮氧化物减少39%,二氧
化碳减少24%,二氧化硫减少90%,噪音降低40%,不含苯和铅,用于室内以汽油为燃料的铲车、发电机等动力机械改用液化石油气,效果更为明显。
2.节约能源经济效益显著。一辆中型汽车由使用汽油改用液化石油气或天然气后,百公里耗气24.25立方米,可以替代汽油21公斤。按L P G 售价1.5元/立方米,汽油售价3元/公斤计算,如果年行驶5万公里,则1万辆汽车一年可节约油料10.5万吨,节省费用1.3亿无。如果到2000年我国有十分之一的汽车即200万辆汽车改用液化石油气或天然气,则每年可节省费用260亿元。
3.汽车动力性好,延长发动机寿命。“绿燃料”比汽油的热值高,在发动机汽缸内以气态形式与空气混合燃烧,比汽油以雾状与空气混合燃烧更加充分、均匀、平稳,所以不仅能提高发动机热效率,改善汽车的动力性,而且对发动机汽缸壁的危害少,不会冲稀发动机润滑油,可延长换油期。
4.贮运安全,使用方便。由于“绿燃料”
是一种高燃点的轻量气体,在正常温度下,危险性比汽油小得多。因此在贮存、装罐、输送、使用上所需技术设备都较简单。如果汽车在意外中起火,气瓶受热瓶内压力升高,压力释放阀就会有控制地释放气体,让其燃料,由于释放过程可以降低气瓶温度,因而不会发生爆炸。
5.易改装,费用少,经济实用。改车费每台不超过6000元,4小时以内就能改完,建设一座不同规模加气站,投资100~300万元,半年即可建成投产。
汽车改装甲醇
三、未来车用燃料的开发动态1.甲醇
甲醇汽车具有优良的运行性能,甲醇燃料的经济性较汽油好4%~13%,但一加仑甲醇的能量仅是一加仓汽油的57%,甲醇燃料经济性好主要是可采用较高的压缩比,甲醇辛烷值为115,而汽油为87~93。甲醇主要优点是,排出的气体和挥发物比汽油排放的碳氢化合物的光化学反应少。但甲醇在燃烧过程中能生成一・环保专栏・
北京节能 1999・2
种有毒的甲醛物质,现在研究部门正在研究一种从甲醇汽车排放的气体中吸收甲醛的污染控制设备,以便解决甲醛造成的空气污染。在我国太原市也有甲醇作燃料的中巴车运行。
2.压缩天然气
用压缩天然气作汽车燃料已是成熟技术,这主要是使用压缩天然气的汽车要比使用传统汽油与同类燃料运行得好,利用天然气的高辛烷值(130),发动机的压缩比可增加到12∶1。
燃用天然气的汽车发动机寿命长,维修成本低。因为压缩天然气燃烧干净,污染小,零件磨损少。但压缩天然气的储气瓶重量一般为汽油箱的6倍,增加了汽车的自重量。汽车燃用天然气要比燃用汽油所生成的碳氢化合物减少50%~80%,氮氧化物的排放量都比汽油少。
3.丙烷
丙烷,俗称液化石油气。早在1920年就用作汽车燃料,现在世界各国大约有400万辆以上汽车使用丙烷燃料。丙烷的能量按容量计算约为汽油的75%,丙烷可在大气温度、低压中液化,液化的丙烷能储存在轻型的储罐里。丙烷的辛烷值为100。
但丙烷不安全,在泄漏或溢出的情况下,容易在通风不良的空间中形成易爆炸混合物。
丙烷汽车排放中一氧化碳与微粒的浓度较低,可广泛用于铲车和其它工业用载货车。丙烷发动机排出的氮氧化物比汽油多。
4.电力
电动汽车几乎可避免各种汽车造成的污染。如果能利用核电力为电动汽车的蓄电池充电,整个世界受污染的城市将得到极大改善,应加快普及使用电动汽车。
用小型汽油机(大约15hp)改装成复合动力,用于汽车可以实现初始阶段电动汽车商品化,这种汽车可以等速行驶,同时可驱动发动机为电动汽车蓄电池充电。
电动机可为直接驱动车轮提供无级变速,小型高效汽油机改装的复合动力或电动汽车可延长电动汽车运行再次充电的间隔时间。
电动汽车由蓄电池组作为能源。理想的蓄电池将是轻型的,在二次充电间隔能储存作长距离运行的足够能量,应具有为汽车加速时需要快速释放能量的能力以及能保证环境安全。
现在研制的电池系统大致分为铅酸蓄电池,镍铁蓄电池,钠—硫蓄电池,镍—镉蓄电池和锌—空气蓄电池。
5.氢气
氢气作为汽车燃料的优点类似电动汽车。氢车靠电流(用核电力或太阳能发电)通过水分解成氢原子而制成。氢在空气中燃烧后又生成水蒸汽和氮氧化物的排放物。使用氢气的关键技术是怎样储存氢气。德国某一汽车公司选用气态氢气,这种气态氢气在5MPa压力下熔合钛、钠和锰等金属粉末后形成金属氢化物,它被加热后就会释放出所含的氢气。日本某公司把氢气降低到-253℃以下的液体状态,以利充入车上储罐内。
6.植物油和风能
澳大利亚研制出一种与众不同且价格低廉的微型汽车。该车以花生油作为燃料。每消耗1.1升花生油可行驶55公里。车内可乘座3人,最大时速为48公里。
德国研制出一台可以使用菜籽油作燃料的汽车,该车的时速可达176公里,每百公里耗油量约5升。
美国出现了一种燃料与风能交替使用的汽车。风能汽车的结构很简单,就是在普通的小汽车顶上安装一台小型风力发电机,用以随时为车内的12伏、360安培的电池组充电。
这种汽车首先用燃料发动,当车速达到每小时55公里时,风力发电机即开始工作,行驶一段时间后,汽车关掉油门改用电力驱动。当充电消耗到一定程度时,再换用燃料。这样交替使用可以节省近一半燃料。
・环保专栏・