7.3替代燃料汽车（课件）- 《汽车文化》同步教学（北京邮电版·2023）

替代燃料汽车 7.3 1 替代燃料汽车是保持了内燃机驱动的前提,用环保的能源来替代石油作为燃料的一种新能源汽车。替代燃料汽车按照燃料性质可以分为燃气汽车和生物燃料汽车两大类,而燃气汽车又有天然气汽车、液化石油气汽车等,生物燃料汽车又有甲醇燃料汽车、乙醇燃料汽车、二甲醚燃料汽车等。 2 1.天然气汽车的定义 天然气是一种以甲烷(CH4)为主要成分的矿物燃料,在汽车中以液态形式或气态压缩形式存储。以液态形式存储是指在-162℃时,作为液化天然气(LNG)存储;以气态压缩的形式存储时,压缩天然气(CNG)的压力高达20MPa。由于存储液化天然气成本高,一般都将天然气以压缩的形式存储。 7.3.1天然气汽车 3 2.天然气汽车的分类 按照所使用天然气燃料状态的不同,天然气汽车可分为压缩天然气汽车(CNGV)和液化天然气汽车(LNGV)。 按照燃料使用状况的不同,天然气汽车可分为专用燃料天然气汽车、两用燃料天然气汽车和双燃料天然气汽车。专用燃料天然气汽车是指发动机只使用天然气为燃料,两用燃料天然气汽车既可以使用天然气也可以使用汽油为燃料,双燃料天然气汽车可以同时使用液体燃料和天然气。 7.3.1天然气汽车 4 3.天然气汽车的特点 与传统燃油车相比,天然气汽车燃料便宜,经济性好。天然气以气态进入发动机,混合气均匀,燃烧比较完全,从而可以大大降低一氧化碳和氮氧化物的排放,同时改善了颗粒物质的排放;天然气抗爆能力强,发动机运转平稳,所以天然气汽车的噪声小;天然气密度较空气小,一旦发生泄漏会很快在空气中消散,安全性好;天然气对汽车润滑油的稀释作用小,燃烧性能好,气缸积炭少,不需要经常更换润滑油和火花塞,可延长发动机的使用寿命,节约维修费用;冬天起动性能好。 但是天然气汽车也有弊端。由于混合气热值低、分子变更系数小及充气效率下降等原因,天然气汽车的动力性降低,行驶距离短,供气体系建设有难度,存储天然气的储气瓶占用空间大,携带不便。由于天然气汽车的一些部件要求严格,成本较高,用户的初始投资较大。 7.3.1天然气汽车 5 4.天然气汽车的结构与原理 天然气汽车与传统燃油车相比,在结构上主要增加了天然气供给系统。天然气供给系统由储气部件、供气部件、控制部件和燃料转换部件等组成。 7.3.1天然气汽车 1)气瓶 2)减压调节器 3)混合器 4)手动截止阀 5)汽油/天然气转换开关 6)电控单元 6 5.天然气汽车的发展现状及趋势 我国的天然气汽车产业从2003年开始起步发展,随着技术的不断发展和政策的支持,天然气汽车产量增长迅速。从1989年3月14日自贡荣县CNG汽车加气站开业算起,我国推广天然气汽车已走过30多个年头。截至2021年年底,遍布国内31个省市自治区的天然气汽车保有量已达702万辆,其中CNG汽车约620万辆(“油改气”车辆约占75%),LNG汽车82万辆。CNG汽车连续7年蝉联世界第一。据交通运输部统计,2020年年底油气两用出租车保有量为76.2万辆,占比为54.4%。 随着材料技术及电子技术的不断发展和广泛应用,天然气燃料将得到大力开发和利用。从长远来看,天然气将成为最有前途的车用低污染燃料。 7.3.1天然气汽车 7 液化石油气汽车(LPGV)使用的燃料是液化石油气,液化石油气是从石油中提炼出来的,主要成分是丙烷。 1.液化石油气汽车的优缺点 液化石油气汽车与传统燃油汽车相比,具有以下优点: (1)减少污染。 (2)有较好的抗爆性。 (3)使用性能好。 (4)低温起动性好。 (5)经济性好。 (6)安全性好。 7.3.2液化石油气汽车 8 1.液化石油气汽车的优缺点 同时,液化石油气汽车具有以下缺点: (1)改装后的液化石油气汽车动力性有所下降。 (2)在天气冷的地方,冬天气温低于0℃时使用会经常出现汽车打不着火的问题。在低温下液化石油气气压变得过低。 (3)相同气缸容量的汽车,液化石油气汽车可行驶的里程较汽油车短14%,要充气的次数较多。 (4)双燃料方式汽车,整车成本较高,即在原有汽、柴油机的基础上改装,使原有的汽、柴油供给系统不变,则需要增加液化石油气的气罐及供气系统。 (5)因为液化石油气汽车的充气站较少,若要远行,离开市区的地方便有不能补充燃料的问题,在内燃机上的应用将受到限制。 7.3.2液化石油气汽车 9 2.液化石油气汽车的结构与原理 液化石油气汽车和天然气汽车结构类似,也是增加了一套燃气供给系统。LPG供给系统与CNG供给系统有很多相似之处。目前国内外大多数厂家生产的车用LPG供给装置与CNG供给装置的基本部件可以通用,只是LPG供给系统的气瓶及其附件、管阀件有些特殊的要求。LPG供给系统的混合器的结构及工作原理与CNG供给系统的混合器相同。 7.3.2液化石油气汽车 10 2.液化石油气汽车的结构与原理