LNG汽车改装技术方案Word格式.docx
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90L;
5个
可充装量Nm³
258
90
充装后行驶距离(以公交车为例)
550—600公里
200—210公里
与柴油车费用差额
8—10万
6—8万
充装次数
2天1次
1天2次
充装速度
2—4分钟
7—8分钟
安全性
低温常压存储,安全系数较高
20Mpa高压储存
LNG汽车改装
(一)汽油车的改装
使用天然气作为燃料的工作原理与原来的汽油机相同。
将高压气瓶中储存的天然气经过减压后送到混合器中,在此与空气混合,进入汽缸。
仍然使用原汽油机的点火系统中的火花塞点火。
原汽油机的压缩比不改变,原来发动机的结构基本不变,只是另外加上天然气的储气瓶、减压阀及相应的开关。
改装费用较低,而且用天然气或汽油两种燃料都可以工作,虽然天然气的抗爆性很好,允许在较高的压缩比下工作,但因为在改装时为了使原发动机仍可用汽油工作,故原发动机的压缩比没有改变,发动机的功率要损失10%~20%。
为了减少功率损失,可在改装时把原来汽油机的压缩比提高(最简单的办法是将汽缸盖刨去一部分),并改变点火提前角以适应天然气的工作需要。
这样虽然可以减少工率损失,但再用汽油工作时将会有产生爆震的危险,甚至于不能工作。
难以回到原来的汽油机工作方式。
所以目前汽油车改装时,发动机的压缩比一般保持不变。
1、汽油发动机改烧天然气的内容:
(1)降低发动机的排气温度和冷却系统的改造
(2)发动机的润滑油冷却改造
(3)发动机门座圈的改造
2.汽油车的改车技术路径:
改车路线
燃料
优点
缺点
两用燃料车
可转换使用天然气和汽油
灵活,适用于站少加气不便地区
尾气治理不完全
发动机结构参数几乎不做改造,热效率不高,经济型差
天然气
单燃料车
仅使用天然气
热效率较高,经济好
改车费用略低
对加气站布点要求方便
3.改装费:
4缸汽油车改装费(不含瓶):
开环结构一般在4000—9000元/台
闭环结构一般在5000—10000元/台
4.进行油改气的条件:
出租车进行油改气一般选择车况较好,运行在3年以内。
对运行4年以上的车,改车后的尾气治理效果不明显。
5.天然气消耗指标:
影响耗气指标的因素:
车况,路况,行驶车速及变速情况,空调使用情况等。
出租车耗汽油指标为7.5—9.8(L/100km),1Nm³
天然气替换汽油1.15L,则出租车耗天然气指标为6.5—8.5(Nm³
/100km)。
(二).由柴油机改装的天然气汽车:
大、中巴类的公交车,长途客运车及各类货车普遍使用柴油车。
柴油车采用的是迪塞尔式压缩点火内燃机。
柴油车改烧天然气,发动机的点燃方式有两种:
一为火花点燃,二为柴油引燃。
改装可以有两类方法。
第一类方法是原柴油机结构基本不变,按电点火方式改装,即按汽油机的工作原理(奥托循环)工作。
把原来柴油机的燃料系统全部去掉,将压缩比降低到天然气所能承担的数值(比汽油机高,一般为(8~10)∶1)除了要装天然气燃料系统的部件--储气瓶、减压阀、混合器等之外,还要再加上电点火系统,成为只燃烧天然气的单燃料天然气汽车。
这种改装方法比较简单、技术比较成熟,但不能再用柴油工作,而且发动机功率损失较大,只有原来柴油机的65%~70%左右。
第二种方法是原来柴油机的燃料系统不变,再加上和上面相同的天然气燃料系统,一般压缩比不用改变。
发动机汽缸吸入空气和天然气的混合气后,由原来的柴油喷油器喷入少量的柴油作为引燃用。
柴油压燃着火以后,点燃了天然气和空气的可燃混合气进工作,这就是双燃料天然气发动机。
其基本工作原理为:
启动时用全柴油,加负荷时空气与燃气混合器的负压传到膜片机构上,通过泵杆将柴油高压油泵齿条限上,此时司机再踏下油门踏板时就只增加天然气燃料的流量。
双燃料的工作方式不仅不会损失功率,而且由天然气的燃烧性能好,还可比原来的柴油机的功率略有增加。
这是因为柴油机的压缩比高,原来的过量空气系数较大的缘故。
这种改装方式对原柴油机的变动最少,而且在天然气供应不足时还可以转为全柴油工作。
但这种工作方式在中、低负荷时,经济性和排放都不太好。
因此,在不另外增加克服这些不足的手段时,不适用于城市公共汽车。
最好是那些长时间处于中、高负荷的汽车和长途运输汽车使用这种改装方式。
现代技术先进的汽车燃料系统大多是用电脑控制的电子燃料喷射系统。
就是用电脑根据使用的工况自动地改变电子喷身阀所喷出的汽油或柴油的时间、流量以及点火时间。
如改用天然气作为燃料,需要将汽油或柴油的电子喷射阀换成或另外加装天然气电子喷射阀,再改动电脑的控制软件的等程序,就可以成为燃烧天然气的天然气发动机。
当然,天然气燃料系统中的其它部件和储气瓶、减压阀等还是不可少的。
1.柴油发动机改烧天然气的内容:
(1)降低发动机的排气温度和冷却系统的改造
(3)发动机气门座圈的改造:
气门油封的更换
(4)新的活塞环的更换
(5)发动机压缩比的降低
(6)新的凸轮轴设计
(7)安装新的点火系统
(8)发动机缸盖安装火花塞
(9)安装曲轴位置或凸轮轴位置传感器,以及信号触发盘
2.柴油车的改车技术路径:
双燃料车
(压缩引燃)
柴油(15%—20%)+天然气(85%—80%)柴油起引燃
动力性能只下降5%
行驶中可恢复烧油规避缺气困境
两套燃料系统,
环保效果低,
替油率略低,
改车控燃比等技术要求高
(点燃式)
拆除原燃油系统改成点燃式(同汽油机)
环保效果好
全部替代柴油,效益好,
动力性能下降10%—20%,不能恢复烧柴油
3.改装费:
大巴柴油车改装单燃料车费用:
60000-100000元/台
4.进行油改气的条件:
对改车后的尾气排放环境治理的效果和回收改装费的价值而言,油改气汽车适于选择车况好,运行3年以内的公交车,长途客车,对运行4年以上的车。
改车意义不大。
从一些城市经验来看,在原有柴油发动机基础上改车的运行效果不理想,建议更换成天然气发动机或使用出厂天然气汽车。
6.天然气消耗指标:
(1)福建省柴油消耗指标:
市区公交(大巴车)耗柴油指标(L/100km):
40—44
市区公交(中巴车)耗柴油指标(L/100km):
24—28
长途客车(大型车)耗柴油指标(L/100km):
33—37
40吨的载货车耗柴油指标(L/100km):
43—47
替换指标:
1Nm³
天然气替换柴油0.95L
(2)福建省天然气消耗指标:
市区公交(大巴车)耗天然气指标(Nm³
/100km):
42—46
市区公交(中巴车)耗天然气指标(Nm³
25—29
长途客车(大型车)耗天然气指标(Nm³
35—39
40吨的载货车耗天然气指标(Nm³
45—49
影响耗油,耗气指标的因素:
基本构成
n
LNG储罐:
双层金属真空缠绕绝热容器;
调压阀:
精确控制供气压力,保持罐内正常压力;
气化器:
水浴式气化器,发动机冷却水做热源;
液位仪:
电子式液位指示装置;
安全装置:
过流阀、安全阀、防爆片;
阀件:
充液阀、截止阀、单向阀等。
基本流程
充液:
LNG由充液口,经单向阀至储罐上方,罐内气体被冷凝,压力下降,充至额定液位时自动停止;
供气:
发动机启动时,电磁阀打开,LNG在罐内压力作用下流出,进入气化器换热气化,供给发动机。
LNG车用系统流程简图
(说明:
该图要做处理,最好按照此流程重新绘制,并加注中文说明。
1-LNG售气机,2-进液管,3-加气口,4-液位计,5-储罐,6-经济调节阀,7-汽化器,8-压力调节器)
基本参数
工作压力:
3.5~10bar
储罐容积:
50~400L
保存时间:
7天以上
续驶里程:
轻型车
300~500km
中型车
400~800km
重型车
500~1000km
北京11米LNG公交客车
北京14米LNG公交客车
长沙8.5米LNG公交客车
改装型式
LNG-汽油两用燃料汽车、LNG-柴油双燃料汽车、LNG单燃料汽车;
改装标准
NFPA57
汽车用液化天然气供气系统标准
SAEJ2343
液化天然气重型卡车的推荐标准
储罐配置
轻型车:
30~80L(1只储罐)
中型车:
100~200L(1~2只储罐)
重型车:
300~800L(1~2只储罐)
柴油车改LNG\CNG单燃料车改装简介
一、柴油车辆改装单燃料燃气车主要分三大部分:
•
气瓶安装及管路布置。
机舱散热和通风系统改善。
发动机大修改造和燃气控制等系统安装。
注:
改装前发动机状态正常,可以不做大修,但要特别注意保证气缸密封性。
二、改装主要内容
1、燃料供给系统
(1)去掉原柴油机高压油、喷嘴及高压油管、油箱;
(2)增加气瓶、燃气钢管、减压器、低压输气软胶囊、喷轨总成;
2、点火系统
(1)柴油机是压燃的,没有点火系统;
(2)增加点火线圈、火花塞、高压线、缸盖加工或者换新燃气缸盖;
3、控制系统
(1)国Ⅱ柴油机没有电控系统,国Ⅲ柴油机在改装中,原车发动机ECU需要保留下来主要是整车仪表板上的相关信息,由原车ECU提供;
(2)增加电子节气门体、电子油门踏板、进气压力传感器、转速传感器、水温传感器、氧传感器、线束、ECU。
4、压缩比
(1)柴油机压缩比约在17.5:
1;
(2)单燃料发动机压缩比在10.5~12:
1.
5、可靠性
(1)柴油机涡轮增压器采用机油润滑和冷却;
(2)燃气发动机涡轮增压器采用了水冷与机油润滑和冷却方式,保证了增压器工作的可靠性和安全性。
6、冷却系
(1)柴油机燃烧温度低,热负荷相对小;
(2)燃气的燃烧特性决定燃烧温度比柴油机
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- LNG 汽车 改装 技术 方案