以可燃气体为燃料的汽车称为燃气汽车。目前常用的燃气汽车有压缩天然气汽车(CNGV)、液化天然气汽车(LNGV)和液化石油气汽车(LPGV),它们分别以压缩天然气、液化天然气和液化石油气为燃料。也有与传统汽油、柴油配合使用的,称为双燃料汽车。其中,氢气汽车(HICEV)则是正在研发的最有前景的燃气汽车。
1.压缩天然气汽车(CNGv)
压缩天然气汽车(Compressed Natural Gas Vehicle,CNGV)使用的燃料是压缩的天然气,是天然气压缩到20MPa并以气态储存在容器中。它的主要成分是甲烷(CH4),气体密度约0.8kg/m3,热值约38MJ/m3,燃点约450℃,无色、无味、无毒、无腐蚀性、易燃易爆、燃烧充分、不留炭黑和杂质,被誉为“绿色燃料”。
压缩天然气汽车的加注口如图4-24所示,压缩天然气汽车(CNGV)主要结构如图4-25所示。
图4-24 压缩天然气汽车的加注口
2.液化天然气汽车(LNGV)
液化天然气汽车(Liquefied Natural Gas Vehicle,LNGV)使用的燃料是液化的天然气,是天然气经过超低温深冷到-162℃形成的,成分与压缩天然气相同,其体积约为同量气态天然气体积的1/600。液体密度约450kg/m3。
液化天然气目前更多的是运用于商用车,如图4-26所示。
图4-25 压缩天然气汽车(CNGV)主要结构
图4-26 液化天然气目前更多的是运用于商用车
3.液化石油气汽车(LPGv)(www.daowen.com)
液化石油气汽车(Liquefied Petroleum Gas Vehicle,LPGV)使用的燃料是液化的石油气,是从石油中提炼出来的,主要成分是丙烷。
液化石油气的加注状态和上面的加注口如图4-27所示。
图4-27 液化石油气的加注状态和上面的加注口
使用CNGV和LNGV的优点有:
1)有害气体排放低。天然气和液化石油气在常温下为气态,容易与空气混合形成均匀的可燃混合气,燃烧完全,可以大幅度减少CO、HC和微粒的排放。另外,天然气和液化石油气的火焰温度低,因此NOx的排放量也相应减少。
2)热效率高。天然气辛烷值高达130,因此可提高发动机的压缩比,从而获得较高的发动机热效率。
3)冷起动性和低温运转性能良好。在暖机期间无须加浓混合气。
4)可以燃用稀混合气。其燃烧界限宽,稀燃特性优越,可以减少NOx的生成和改善燃料经济性。
5)延长润滑油更换周期。因其不稀释润滑油,可以延长润滑油更换周期和发动机使用寿命。
但同时也存在着不足有:
1)燃气的储运性能差,因为天然气在常温、常压下是气体,所以体积大,储运性能差。目前,广泛采用将天然气压缩到20MPa高压或将石油气压缩到1.6MPa,充人车用气瓶内储运的办法,这些气瓶既增加了汽车自重,又减少了载货空间。
2)一次充气的续驶里程短,动力性能有所下降。CNC(压缩天然气)或LPG(液化石油气)均呈气态进入气缸,使发动机充气系数降低;另外,与汽油或柴油相比,CNG或LPC的理论混合气热值小,因此CNG或LPG将使发动机功率下降。
3)LNC的制取比CNG要更复杂,而且在常温下只有保持在-162℃以下才能呈现为液态,故LNG的气瓶和传输管路需要具有良好的绝热性能,其设计制造相当复杂,成本较高。
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