我國燃氣客車的發(fā)展經(jīng)歷了從舊車改裝到新車制造;從雙用燃料到雙燃料再到單燃料;由空氣燃燒比機械控制到閉環(huán)電控、電噴技術(shù)應用的設備與技術(shù)引進,逐步完善的過程。目前在用的大部分燃氣公交客車主要是采用雙用燃料發(fā)動機(LPG和汽油、CNG和汽油)和采用雙燃料發(fā)動機(LPG和柴油、CNG和柴油摻燒)的方式,利用現(xiàn)成的汽油或柴油發(fā)動機加裝燃氣裝置而成。CNG單燃料公交客車從去年開始有較大的批量應用,LNG單燃料公交客車已進入試驗階段。現(xiàn)在,全世界有燃氣客車約150萬輛,我國有燃氣客車約4萬輛左右。

液化石油氣客車在北京、上海、深圳、杭州、長沙及中西部的其它城市大約有1萬輛在使用,大多為LPG和汽油雙用燃料車輛。因其發(fā)動機多為汽油機改裝而成,功率較小,而使用LPG時動力要下降15%左右,只在中小型客車上得到應用。由于使用的LPG是非經(jīng)過專門凈化處理去除雜質(zhì)的車用LPG,在公交車上使用又受混合氣燃燒熱值低、點火性能差、LPG硬質(zhì)顆粒雜質(zhì)等影響,造成車輛存在發(fā)動機易結(jié)碳和過熱、易早期磨損、液化氣供氣裝置多故障、燃氣消耗高等缺陷,另外,其正常尾氣排放與普通汽油機比下降不多,但在低速和重載時還比汽油機差。由于液化石油氣客車存在動力性差、穩(wěn)定性差、可靠性差、經(jīng)濟性差,排放指標又達不到現(xiàn)行的標準要求,目前發(fā)展呈遲滯或萎縮狀態(tài)。
天然氣客車的使用主要集中在天然氣資源開發(fā)較早、氣源較為豐富的中西部四川、陜甘寧、新疆等三大產(chǎn)氣區(qū)和天然氣輸達地區(qū),現(xiàn)在各地約有7千輛的天然氣客車在使用。四川、重慶、新疆及其周邊地區(qū)城市使用天然氣汽車較早,主要是CNG和汽油雙用燃料發(fā)動機客車,發(fā)動機多采用一汽和東風的CA6102、EQ6100型CNG和汽油雙用燃料發(fā)動機,功率在99kw左右,扭矩在350至400N.m左右,僅應用于9米級普通客車,空調(diào)客車是采用獨立增加一臺小功率發(fā)動機來帶動空調(diào)壓縮機的。也有部分采用CA6110型CNG和柴油雙燃料發(fā)動機客車應用。從重慶、蘭州、西安、烏魯木齊等城市使用情況看,使用CNG和汽油雙用燃料發(fā)動機客車,在車輛尾氣排放性能上與汽油機比較有較大改善,其中CO含量為0.1%--0.6%比汽油下降70%左右、HC為200PPM下降50%、NOx下降40%左右,在低速和重載時排放值升高較多;動力性與用汽油時比要下降15%,加速性能稍有下降,0至65km/h為48S,汽油為40S,能耗一般比燃油上升15%左右,因當?shù)靥烊粴赓Y源豐富、開產(chǎn)和運輸方便、氣價低,使用經(jīng)濟性還是比較好的。雖然使用CNG雙燃料發(fā)動機客車在使用CNG時排放性能有所改善,但因同一臺發(fā)動機不可能同時滿足使用兩種不同理化性質(zhì)燃料的技術(shù)要求,雙燃料客車受其排放指標值仍未能滿足現(xiàn)行環(huán)保要求。另外,還存在低速和重載量動力不足,燃料不能充分燃燒,以及不能配置非獨立空調(diào)和降低車輛地板高度等缺陷。這種尾氣改善不大的雙燃料客車在大部分發(fā)達國家都已不再采用。
CNG雙燃料客車與柴油機客車排放污染物比較
北京、上海等城市有大批量使用CNG單燃料發(fā)動機客車(包括空調(diào)客車),選用的是B5.9G等型號發(fā)動機,排放能達到或接近歐Ⅱ標準要求。但價格相當高,發(fā)動機價格在800至1100元/千瓦左右,CNG儲存裝置價格在4萬左右,整車價格要比同類柴油機客車增高近20萬元,車輛自重要增加近2噸。
從目前在使用CNG燃料客車中,普遍存在的如下問題:氣罐容量不足、重量大,CNG儲存罐布置后造成車身早期損壞,電控元件故障高、對公交車電壓波動不適應、抗干擾能力和使用壽命低,加氣時間長(一輛中型公交車的加氣時間一般要8min至10min)、造成車輛加氣時排隊等候擁堵,能耗相對較高(上升15%左右)、裝置器件國產(chǎn)化低、價格高,裝置器件標準化低、可靠性差,維護與使用安全存在缺陷和隱患。
最近,在天然氣客車的技術(shù)引進和發(fā)展中,北京和廣州、深圳等城市已開始了技術(shù)更為先進的LNG技術(shù)的引進工作,以及性能更為安全可靠的LNG客車技術(shù)的引進與試驗。
LNG是對含90%以上甲烷(CH4)的天然氣進行脫氫、脫硫、脫水、清除CO2等凈化處理后,再實施深冷液化處理而成。LNG實際上是純度很高的液體甲烷。作為車用優(yōu)質(zhì)燃料,LNG與汽油比,具有抗爆性好、有害排放物少、安全性好等優(yōu)點。LNG與CNG比,具有儲運效率高、運輸成本低、工作壓力低(CNG一般壓力20Mpa、LNG為0.6Mpa)、能量密度大(CNG為6kwh/kg、LNG為24kwh/kg)、車輛續(xù)駛里程長,車裝儲罐壓力小、質(zhì)量輕、車輛設計布置方便等優(yōu)點。LNG可以解決目前CNG汽車應用中普遍存在的加氣速度慢、續(xù)駛里程短的問題。
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