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压缩天然气充气机性能阐发
文章来源:国夏压缩机厂 更新时间:2018-12-28 20:52

  狭义上讲的天然气,是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。在石油地质学中,通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主,并含有非烃气体。是从能量角度来定义的。

一、排放性

  天然气混合均匀性要好于采用液态燃料的汽油策动机,因此燃烧更加完全,排放的微粒物少。CO作为CH4燃烧的中间产物,受策动机空燃比影响较大。当实际空燃比低于理论空燃比时,随空燃比的下降,CO浓度激剧增加;反之,随空燃比上升,CO浓度降低。天然气燃烧时,火焰温度及传播速度均小于汽油,辛烷值却远大于汽油,所以适当增大点火提前角,耽误天然气燃烧时间,使得燃烧更加完全,CO的排放含量也会降低。从THC的生成机理考虑,CNG燃烧时造成THC排放的激冷作用、积碳吸附等较汽油有所减少,因此CNG燃料在同等条件下可以较好地减少THC排放物的生成。由于在燃烧时缸壁的激冷作用,使得紧靠缸壁的气体火焰传播不到,这样混合气中CH4就随废气一同排出。但总体来讲,天然气混合均匀,燃烧完全,同时点火提前角的增加,耽误了高温燃烧时间,CH4 能够更加充分燃烧,THC排放量进一步降低。NO含量的多少由燃烧温度直接所决定。由于天然气燃烧温度及混合器热值比汽油低,所以NO含量不会太高。但由于增大点火提前角和提高空燃比后,高温燃烧时间变长以及O2 含量的增多,这使得NO含量增加,故NO排放含量有加剧可能性。试验表明,CO、THC含量较之汽油机排放显著下降,但NOX有所上升。所以必须采用高精度电子控制技术优化燃烧技术,匹配天然气专用三效催化器,方可有效改善压缩天然气充气机排放性能。
天然气充气机

二、动力性

  策动机的输出功率和扭矩决定了策动机的动力性,而混合气热值又决定了策动机的输出功率和扭矩,由于天然气混合气热值为3394kjm-3,仅为汽油机的88.5%,所以二者都在相同混合气浓度下工作,压缩天然气充气机动力性下降11.4%。同时,策动机的充气系数也是衡量策动机输出功率的重要指标之一。采用气态CH4作为燃用燃料,当采用缸外预混合方式时,就会占据部分进入气缸的空气量,充气系数比使用液体燃料大约低12%左右,策动机功率有所下降。由于天然气辛烷值较汽油机大幅度增加,所以策动机很少有爆震现象,策动机水温、机油压力保持原有状态,工作平稳,故天然气策动机动力性下降不会影响汽车正常行驶。
经济性

 

三、经济性  

        经济性主要由燃料本身的价格和将其应用于汽车时所需设备的附加成本所决定。从出产成本上看,天然气比较经济。例如目前,上海地区92# 汽油价格为7.0元/L,而压缩天然气价格为3.6元/m3,假定一辆汽车年平均行驶35000km,按市区行驶工况8.5L/100km燃油消耗量和8L/100km燃气消耗量计算,每年需耗汽油约2975L,合人民币21420元,如改造成压缩天然气汽车,年共需耗压缩天然气约2800m3,合人民币10080元,可节约资金11340元,由此可见压缩天然气汽车经济效益十分显著。再者天然气策动机燃烧时混合气混合均匀、燃烧完全、抗暴性能好,策动机积碳较少,可有效降低维护与修理次数,车辆后期维护费用大幅降低。同时,随着我国汽车工业的不断发展壮大,装载天然气策动机的汽车价格与其汽油策动机的价格不相上下。所以总体而言,采用压缩天然气充气机的经济性要显著好于汽油策动机。


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