我国液化天然气汽车研究现状

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1、我国液化天然气汽车研究现状摘要：随着我国天然气汽车工业的发展和液化天然气的优良特性，液化天然气汽车正在成为研究热点。介绍了液化天然气汽车的发动机、燃料系统主要组成部分的功能和原理，回顾了我国液化天然气汽车发展历史、应用现状，并且将LNG、CNG和汽油三种车用燃料进行了比较，从而可以看出液化天然气汽车比CNGV和汽油汽车更加清洁、安全和经济。最后指出了现阶段研究中存在的发动机功率下降、液化天然气自汽化和LNGV改装成本等主要问题，提出了国家要制定相关政策和法规推进我国LNGV发展，加快制定有关标准和规范推进LNGV生产实行统一化和规模化等建议。主题词：LNG  

2、汽车  CNGV  汽油汽车  组成  现状比较  问题  研究  建议一、液化天然气概述    液化天然气(LiquefiedNaturalGas简称LNG)是天然气经净化和液化(-162℃)后形成的，液化后其体积只有液化前的1/625，也就是说其汽化为气体后，体积将扩大625倍。其主要成分是甲烷(75%以上)。相对密度(气体)为0.60～0.70，液体密度是430～460Kg/m3，高热值41.5～45.3MJ/m3，燃点650℃，爆炸极限为5%～15%，压缩系数为0.74～0.82，其H2S含量不超过4×10-6(φ)，总含硫不超过30(气体)，N2含量

3、不超过1.0%(摩尔)[1]。二、液化天然气汽车组成    液化天然气汽车(LNGV)是将液化天然气储存在温度为112K、压力为0.1MPa左右的储存罐内，其密度为标准状态下的600多倍，体积能量密度约为汽油的72%，已接近汽油[2]。液化天然气汽车主要由发动机和燃料系统组成。    1．LNGV发动机    国内外对LNGV发动机的研究起步较晚，由于LNG的优良特性使得LNGV的发动机具有许多优点，例如LNG燃料成分的单一性有利于发动机压缩比等设计参数的确定，避免乙炔、丙烷等成分的爆燃对发动机及其部件的不良影响；利用其低温特性降低混合气的温度，提高发动机的热

4、效率，同时降低NOX的排放等。美国的各大发动机公司如BMW、Caterpillar、Cummins、DetroitDiesel、DodgeGasoline、Ford、JohnDeer、Mack等均生产LNG发动机，其排放都至少满足美国的低排放标准(LEV)，Cummins公司的LNG发动机甚至可以满足超低排放标准(ULEV)。另外，日本的SUZIKIM，NISSHIN等多家公司也已经成功地研制出应用于微型客车的LNG电控进气道多点喷射发动机[3]。我国目前尚无自主研发的液化天然气发动机。    2．LNGV燃料系统    LNGV车用燃料系统主要由LNG储罐、

5、连接管线、充气接口、汽化器、液位和压力指示表、气体供给装置等部件组成，如图1[4，5]。        (1)车用LNG储罐    它是LNGV组成中最关键的设备之一。一般LNG被储存在-160℃以下，储存压力0.13～0.16MPa，因此要求储存容器耐低温、耐压，目前多采用双层金属真空加多层缠绕绝热，要求LNG日蒸发率在2%以内(7～14天之内不产生蒸发损失)。目前国内主要使用德是美国MVE公司生产的储罐，这种储罐使车用燃气的供给不需要用泵或专用的增压汽化器，简化了系统结构、提高了其工作的可靠性，同时降低了制造成本。另外，这种储罐加气时，无须对罐内残存的气相

6、做放空处理，可以使用单管加气系统，省去了加气站放空管线。    (2)车用LNG汽化器    它的主要作用就是利用发动机冷却水做热源(少量即可)，将LNG汽化。为了减轻车辆载重，一般由铝合金制造。水浴式LNG汽化器是一种典型的小型管壳式结构，串联在发动机冷却液回路上，采用逆流换热的工作原理利用发动机冷却液对LNG或LNG和气相天然气的混合物进行汽化和加热。发动机工作在不同工况下，单位时间内流经汽化器的燃料流量也将随之变化，这种流量的变化主要依赖于储罐和汽化器出口的压力差，随着发动机负荷的增加，压力差也将随之增加，从而导致天然气流量的增加，反之亦然。    (3

7、)燃气供给装置    所谓燃气供给装置是指汽化器之后的燃气供给和控制装置，包括减压调节器、功率调节阀和混合器等，与CNGV车用燃气供给装置略有区别的是减压调节器的入口压力不超过2MPa，通过1～2级减压即可，其它部分与CNGV车用燃气供给系统基本相同。    (4)减压调压阀和混合器减压调压阀其基本原理和性能与压缩天然气汽车(CNGV)系统相同，就是将汽化器产生的天然气压力(约0.145MPa)调压到车用压力(约0.115MPa)。压缩天然气(CNG)由于压力高采用三级调压，而LNG采用一级调压就可以了。混合器是一种利用文丘里原理，保证空气/燃料在静态与动态下

8、均能按正确比例混合的机械装置。