微型车lpg系统的开发与试验分析

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1、．◆、口^嘴武汉理工人学硕+学位论文液化石油气是目前技术相对成熟，应用前景比较广泛的新兴能源之一，具有实用性，经济性，可靠性好的特点，比较适合我国国情。在发达国家，由于政府的大力支持和鼓励，LPG在发动机上的应用已经得到长足的发展，在国内，虽然经过了若干年的研究和推广，但整体技术和改装水平与国外先进水平仍有较大差距，因此有必要对LPG燃料系统改装与试验作一个系统的研究。1．2国内外汽车排放法规发展与现状1962年，为了应对洛杉矶盆地越来越严重的化学光烟雾问题，美国加利福利亚州颁布了世界上第一部排放法规，之后，在此法规的基础上，美国于1968年颁布了第一部联邦排放

2、法规，此法规逐年要求逐渐严苛，至今已成为世界上最严苛的汽车排放标准。相对于美国，欧洲的排放污染控制标准发展较晚，欧洲共同体(EC)环境委员会1991年提出了于1993年和1996年分两个阶段实施的排放控制指标【l】2，该标准的第一阶段把排放限制定在基于现有新技术的相对严格水平上，如：汽油车装用三效催化转换器才可达到；第二阶段的限制则只有依赖最新技术及科学的发展才能达到。表1．2列出了欧洲最新车辆排放标准和欧盟汽油车排放污染物限值。欧洲的排放法规基本上是参照美国的排放标准来制定的，虽然起步较晚(直N-十世纪80年代才提出)，但是目前也是世界上要求比较高的排放法规，

3、我国的排放法规也基本参照了欧洲标准。表1-2欧洲车辆排放标准(酊∞)【l】3车型排放物欧II标准欧III标准欧IV标准C02．22．31．0HC+NOX0．5汽油车HCO．20．1NOx0．150．08非直喷柴油车CO1．O0．640．5HC+NOx0．70．56O．32J卜e^-g武汉理工大学硕士学位论文NOX0．50．25微粒O．08O．050．025C01．00．640。5HC+NOx0．9O．56O．3直喷柴油车NOx0．50．25微粒0．10．050．025我国于1990年开始实施第一部汽车排放法规《汽车曲轴箱排放限制标准》，在1993年对该标准进行了

4、修订，并在此基础上，制定了一系列汽车排放标准，包括：车用汽油机排放标准，汽油车燃油蒸发污染物排放标准，摩托车排放限制标准等。在我国，汽车排放限制属于强制性标准，不符合排放标准的产品禁止销售和使用。1999年，我国颁布了《汽车排放污染物限制及测量方法》，全面实行欧I标准，我国于2010年7月1日开始执行最新的国IV排放标准，并增加了LPG和CNG车辆在其排放物方面的型式核准。当前，在改善机动车废气排放方面，主要由两个方向：一是在现有内燃机上采用更为先进的控制系统、废气再循环系统、稀燃技术等措施来实现对排放物的控制；二是使用代用燃料，包括压缩天然气(CNG)、液化石

5、油气(LPG)、甲醇和氢燃料。考虑到技术完善程度、能量效率、综合成本等因素，LPG便成为更具有优势的代用燃料。1．3LPG(液化石油气)的特性液化石油气是石油的衍生产品之一，英文名：liquefiedpetroleumgas，简称LPG。它是由炼厂气或者油田伴生气经过加压，液化之后得到的一种无色、无味，具有挥发性的气体。主要成分包括丙烷、丁烷、丁烯、戊烯，同时含有少量杂质。LPG的用途相当广泛，除了作为汽车的代用燃料之外，还可作为其他工用或民用的燃料、化工原料等。LPG作为一种燃料，气性质介于汽油和天然气之间，辛烷值较汽油略高，性质更接近汽油。1)相对密度：液态

6、LPG的密度取0"C时的数值为标准，但因操作、储运和^絮武汉理工大学硕士学位论文使用都是处在常温条件下进行的，故表1．3所列为20℃时液态LPG主要成分的密度和4"C时的纯水的密度相比的相对密度以及标准状态下气态LPG与空气的相对密度。表1．3LPG主要成分的相对密度项目丙烷丁烷丙烯丁烯液体相对密度0．4960．579O．5140．595气体相对密度1．5542．0901．4792．008从上表可以看出，LPG各组成成分的液体相对密度约在0．5～0．6之间，即密度远小于水，气体的组成成分的相对密度约为气体的1．5~2．0倍，比空气重，若发生泄漏，会积存在低洼处，

7、形成爆炸事故隐患。2)体积膨胀系数：LPG从气态转变为液态时，体积约缩小250～300倍【3J，故液态LPG易于运输、贮存和分配。液态LPG的体积也会随温度的升降而变化，LPG的体积变化基本与温度成线性正比关系。LPG的膨胀系数是水的13倍，并会随温度的升高而增大，因此常温灌装LPG时，其灌充度不应大于0．85，防止钢瓶发生爆裂事故。3)燃烧特性：炼厂气产的液化石油气含有大量的烯烃，而烯烃属于不饱和烃，燃烧后会产生比较严重的结焦，积碳现象，对发动机的火花塞、气门、活塞环等零件有较大的损伤，故而不适合作为车用LPG。所以，炼油厂的液化石油气必须经过提纯净化等工序之

8、后，才可作为车用液化石油