lng汽车燃料体系与空调冷能利用

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1、LNG汽车燃料体系与空调冷能利用第1章绪论1.1概述随着我国西气东输工程的启动，全国性的天然气利用热潮已经掀起。天然气作为当今世界上最佳能源，具有广阔的应用范围和市场发展前景，因此，大力推广天然气己成为我国的能源政策。天然气主要存在于油田和天然气田中，主要成分为院烃，其中甲院占绝大多数，沸点-161.5r。在20MPa下压缩储存为压缩天然气（pressednaturalgas简称G)，在-162°C以下呈液态，绝热保存为液化天然气（liquefiednaturalgas简称LNG)。LNG是一种以液态形式存

2、在的无色、无味、无毒且无腐烛性流体，主要组成成分为甲院，同时可能含有少量的乙烧、两焼、异丁院、正丁燒、戊烧、氮或其它组分⑴。LNG由常压下气态天然气冷却至-162°C，使之凝结成液体，由于LNG具有较低的沸腾温度，要求其在生产过程中进行脱水、脱硫、去除杂质及重经类b等净化处理[2]。LNG具有气液膨胀比大、能效高、易于运输和储存、清洁环保等优点，且气化后在燃烧过程中产生极少影响人类呼吸系统健康的物质，燃烧后无废澄、废水产生，可为用户提供优质高效的清洁能源。不同地区的LNG组份有所不同，有时候差异很大，表1.

3、1为我国几个地区LNG的主要组份及物性参数，表内参数均为标准状态下（(TC、101.325kpa)值。..1.2LNG汽车技术发展现状顾名思义，以LNG为燃料的汽车，称之为LNG汽车（LNGV)，以G为燃料的汽车称为G汽车（GV)。两种形态的燃料发动机在国内外均己得到应用，目前广泛使用的方式为G，而且GV已有了成熟的技术。国外G发动机己在广泛应用控喷射G技术，电控喷射G系统采用高压喷射，通过节气门传感器，气体流量传感器，转速传感器，水温传感器，进气温度传感器，压力传感器和氧传感器等经过中央处理单元来控制点火、空燃比

4、等[31](如图1.3所示）。国内由于LNG产业起步较晚，在20世纪90年代初才开始进行LNG汽车研究[341。随着国外技术信息的传入和近年来推进清洁汽车行动的实施，LNG汽车己为业内人士所熟知，开始迈入小规模推广阶段[35]。1990年，开封深冷仪器厂、国家科委、北京市科委和北京焦化厂在北京建成一套小型LNG试验装置，同时研制了一台LNG-汽油双燃料汽车，进行了4000公里运行试验。1997年河南中原绿能高科有限责任公司幵始致力于LNG及LNGV的研究和幵发，初步达到应用阶段。2002年11月28日，北京通州客车

5、总厂技术中心研制出50部LNG公交车，2011年停驶待报废，同时国内首座LNGV加气站在北京建成投产，该站由河南中原绿能高科有限公司投资并确保LNG的生产和供应，服务对象是北京公交总公司的市内公交车。第2章LNG汽车燃料系统2.1LNG汽车燃料系统LNG汽车动力系统主要由LNG车载气瓶、LNG汽车燃料系统和LNG发动机组成。LNG车载气瓶作用是储存并供给燃料，LNG车载气瓶一般由内胆、外壳、绝热结构、支撑系统和刚性组件组成。内胆通过支撑件与外壳连接，用以盛装燃料，内部有加注喷淋管、液位探头等。外壳和内胆之间是密闭的

6、真空空间。外壳保护内胆并对整个罐体起支撑作用。具有高强度及良好绝热性能的支撑系统将将内胆悬挂在外壳之内。LNG汽车燃料系统完成发动机燃料的供给，主要由充液系统、自增压系统、LNG气化系统、放空系统和安全系统组成。图2.1为LNG汽车燃料系统示意图。LNG车载气瓶通过单向充液阀1充液，充液时，放空阀2打开，连续充装直到LNG从放空阀溢出，关闭放空阀2。LNG汽车运行时，供气截止阀6打幵，LNG流出经水浴式换热器9气化，供发动机使用。稳压阀10用来限制最高供气压力，通过调节稳压阀10的设定压力满足发动机供气要求。为保证

7、LNG车载气瓶加液后汽车能够正常启动，在水浴式换热器9后增设一台缓冲耀11，气瓶在加液后瓶内压力可能过低，导致液体无法及时气化，此时缓冲罐11内的气体就能够确保汽车正常启动。系统不使用期间，LNG车载气瓶瓶内压力会升高，放空阀2打幵放空，直至气瓶内压力回复正常供气压力。汽车正常运行由其他原因引起气瓶内压力升高时，三通阀7全开，气瓶内的压力将把气相燃料从气瓶的顶部通过气相管排出，进入水浴式换热器9与液相燃料混合供给发动机。这种方式对降低气瓶内压力具有显著、重要的作用，在发动机的持续运转下气瓶内压力最终降至正常压力供气

8、压力。当LNG车载气瓶内压力低于正常供气压力时，LNG经气瓶液相流出，通过空温式气化器5气化，返回到气瓶气相空间，从而增大气瓶内压力。安全阀12在系统超压时起到保护作用。三通调节阀8用来LNG汽车在夏季运行时回收LNG冷能制冷。..2.2LNG汽车燃料系统参数计算本文依据12米宇通（ZK6128HGM)公交汽车进行实例计算，公交车从始发站西站到终点站东站沿程