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  • 天然气重卡与柴油重卡优缺点分析

    天然气重卡基础概念

        天然气重卡是指以天然气为燃料的一种气体燃料重型汽车(CNG即压缩天然气;LNG即液化天然气)。按燃料使用状况的不同,可分为单燃料天然气汽车(发动机只使用CNG或LNG作为燃料)、双燃料天然气汽车(使用柴油+天然气,或使用汽油+天然气为燃料的汽车)。


        目前国内天然气重卡基本都是使用单一燃料,即只能使用压缩天然气CNG或液化天然气LNG,不能使用柴油。

       
        因为柴油和天然气的工作原理差异较大(柴油车的着火点为220℃,柴油为压燃式;天然气的着火点为650℃,天然气为点燃式;汽油的着火点为427℃,使用时为点燃式)。

        CNG天然气车的工作原理是:车辆工作时,气瓶中的高压气体经过减压器减压,最后进入发动机与空气混合后点燃,产生的能量给车辆提供动力。

        LNG是液态的天然气,只是储存的状态和CNG不一样。当气瓶中的液态天然气,经气化器气化后,变成气态带有一定压力的天然气,其工作原理同CNG天然气车。

        由于CNG重型卡车和LNG重型卡车的燃料储存方式不同,所以两种车型各有优缺点,分析结果如下表所示。从产品本身来看,与LNG重卡相比,CNG重卡通常需要12个气瓶,占用空间较大,对车辆的整体布置要求高,加气时间也较长。从重卡轻量化的趋势上看,LNG重卡的发展前景更为广阔。

        CNG重型卡车与LNG重型卡车的优点和缺点


        天然气重卡和柴油车的最为明显的区别就是发动机的不同,进而引起其他几个方面的不同:

        第一,燃料不同:天然气车是指以天然气为燃料的汽车(有压缩天然气CNG和液化天然气LNG),故其发动机为天然气专用发动机,燃料在气瓶中储存;柴油车是指以柴油为燃料的汽车,其发动机就是常规的柴油发动机,燃料在油箱中储存。燃料不同,车辆的燃料供给系统也会有差异性。

        第二,发动机燃烧产物不同:天然气车燃烧产物主要为水和二氧化碳,尾气中不含硫化物和铅,一氧化碳降低80%,碳氢化合物降低60%,氮氧化合物降低70%,且有利于保护环境;柴油车燃烧产物除水和二氧化碳外,还有大量的CO(一氧化碳)、HC+NOx(碳氢化合物和氮氧化物)、PM(微粒,碳烟)等。

        第三,发动机冷却水路不同:液化天然气需要吸收发动机的热量将液态天然气转变为气化天然气供给发动机,所以需要将发动机的热水通过橡胶管和气瓶汽化器连接。

        第四、排气系不同:一般LNG汽车的排气系包过三元催化器。三元催化器是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置,它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。排气系装配顺序:排气管、排气制动蝶阀、排气管、挠性软管、排气管、三元催化器、消声器。

        随着经济的发展,环境污染问题日益突出。其中,由于汽车尾气排放位置低,其尾气中含有的铅、硫等污染物是造成大气污染的主要原因。据国家环保中心测算,2010年汽车尾气排放量将占空气污染的64%。因此,解决汽车尾气排放造成的污染问题,是当前节能减排工作的重点。

        天然气汽车的最大特点是“清洁”,与燃油汽车相比,尾气中CO2排放量下降约20%、CO下降约97%、HC(碳氢化合物)下降约72%、NOX(氮氧化物)下降约30%,基本不含铅、硫化物以及苯类等有害物质。尤其是LNG重型卡车,被称为是真正的零排放车。

        天然气的燃点为650℃,比汽柴油的燃点高,点火能也高于汽柴油,所以比汽柴油更难点燃。天然气的爆炸极限为5~15%,且密度低于空气,因而稍有泄漏即挥发扩散;而汽油燃点为427℃,爆炸极限为1.0%~7.6%;柴油燃点为260℃,爆炸极限为0.5%~4.1%。由此可见,天然气汽车比汽油、柴油汽车更安全。同时,天然气辛烷值高达130,具有汽柴油无法相比的抗暴性能。

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