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国六全面实施在即 选燃气车优势更大吗?

2021-05-20 04:00:00 zhuo
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从事整车设计7年

天然气因具有良好的排放性和可获得性成为车辆的主要代用燃料。液化天然气(LNG)具有能量密度大、续航里程长等优点,成为重卡天然气发动机的首选燃料。

国六全面实施在即 选燃气车优势更大吗?

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一、柴油车的风险

环境问题和能源危机是当今世界人类所面临的两大问题,大面积的雾霾天气和过高的对外石油依存度成为困扰我国政府的两大问题。为了降低排放并提高能源多元化,采用代用燃料成为必然选择。

1.环境问题

汽车尾气中的颗粒(PM)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)、碳氢化合物(HC)等有害排放物成为大气污染的主要污染源,对人类和动植物造成严重的伤害,机动车排放的PM2.5细微颗粒,有大约80%来自柴油车。

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2.能源危机

中国自1993年成为石油净进口国以来,石油的对外依存度逐年增加。一度逼近60%,世界上的主要石油运输通道,如马六甲海峡、霍尔木兹海峡、波斯湾等都处在外国的控制之下,过高的对外石油依存度严重威胁中国的经济及国家安全。

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二、天然气车的优势

天然气具有资源丰富、易于开采和合成、排放污染低和温室气体排放低等优点,被认为是21世纪最具有应用前景的内燃机代用燃料。

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1.天然气储量大

中国的天然气资源比较丰富,预计中国天然气总资源量大约为38万亿立方米(主要包括石油伴生气、煤炭伴生气、纯气田),依据现有技术水平和探测经验,最终可探明的天然气储量约达13.2万亿立方米。

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2.天然气便于运输

液化天然气( LNG)因具有便于长途运输,常温常压下天然气是无色、无味、无毒、无腐蚀性气体,我国政府积极支持燃气车的发展,如“西气东输”等工程,将西部的天然气以比较低的运输成本输送到东部各省份,同时在各大中型城市建设加气站网,液化天然气(LINC)的加工、储存、运输越来越成熟。

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3.天然气能量密度大

液化天然气( LNG)因能量密度大,适合应用于重卡发动机,它是一种以饱和烃类为主的混合物。组成依产地不同而略有差异,主要成分是甲烷,其体积含量约为85%-95%。另外,含有少量的氮气、二氧化碳和硫化物。甲烷具有良好的抗爆性,其辛烷值为130,允许采用较高的压缩比。

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4.天然气更为环保

天然气的着火温度为537℃,活化能较高,着火前物理化学反应的时间长,层流火焰的传播速度慢,燃烧时间长,清洁燃烧、有害排放物及碳排放低。

和柴油相比,天然气含硫量低,燃烧产物中疏化物排放低。且可以实现无烟燃烧,没有颗粒排放;氢含量高,温室气体的排放比柴油机低25%左右。经后处理后天然气发动机的排放可以比较容易达到国六标准。

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5.天然气更为安全

天然气密度为0.715kg/m3,比空气轻,发生泄漏后可以迅速扩散到高空中,不易积聚,天然气的爆震极限为5%-15%,自燃温度高达537℃,气瓶安装有防爆设施,在碰撞和翻滚时不会发生失火或爆震。

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6.天然气车更为经济

燃气车运行经济性好。目前压缩天然气价格为汽油的50%左右,重卡天然气车减去维护、压力容器年检等成本,运营成本比汽油低30%以上。

燃气车发动机可以在较高的空燃比下稳定运行,稀薄燃烧提高了发动机的热效率。天然气中硫含量低,同时气体燃料不会稀释机油,机油的更换周期可以较燃油发动机长,降低了运行成本。

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7.天然气发动机使用寿命长

天然气发动机工作柔和、无腐蚀性,燃烧过程中无积碳,降低了对曲轴、连杆、活塞等部件的危害。可以使发动机使用寿命较燃油发动机长。

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三、天然气车的后处理技术

虽然天然气是清洁燃料,但是如果不进行先进燃烧技术和后处理技术,其清洁性仅仅表现在硫烟排放方面,采用当量空燃比燃烧技术时,天然气发动机的NOx生成量不低于汽油机和柴油机,由于存在CH4燃烧不完全、泄漏等问题,其甲烷性碳氢排放较高,因此采用三元催化后处理技术后,天然气发动机才能真正实现清洁燃烧。

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三元催化转换器可以将车辆排出的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物氧化或还原成无害的二氧化碳、水和氮气,催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质。

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发动机排气高温时通过催化装置时,催化剂增强CO、HC和NOx这几种气体的活性,使CO、HC发生氧化反应、NOx发生还原反应,CO氧化成为CO2气体,HC化合物氧化成水(H2O)和二氧化碳,NOx还原成氮气和氧气。

国六全面实施在即 选燃气车优势更大吗?

总结:

燃气车可有效地缓解国内的能源危机,并在应对能源危机上起到了重要作用。不仅能缓解能源压力,减少对石油资源的依赖,而且天然气为清洁能源,燃烧生成物主要是002和水,有利于缓解当前环境污染现状。(文/卡家号:zhuo)

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