摘要:天然气作为一种优质、清洁的能源,其被广泛运用到各个行业,特别是在汽车工业方面。然而最近几年来,汽车燃料在采用了天然气以后,不论是CNG或者LNG都会面临着动力性能不足,整车燃料经济下降。究其根本,主要原因在于天然气的自身能量密度较小,燃料的热值低。所以,天然气发动机经济性动力性的计算与评估是非常有必要的,而且需要有相应的措施来提高整车的经济性、动力性。
为制定出天然气汽车动力性能方案,就对控制系统和其他部件进行分析,主要是从汽油加浓量等多方面展开深入研究。在保持天然气排放性和燃料经济性的基础下,将天然气发动机的功率提高到94%左右。以下主要是对提高天然气汽车的动力性和经济性进行的分析和阐述。
1 天然气具有的特性
1.1可燃性强
天然气的可燃成分大约可达到97%以上,光甲烷就可达96%,天然气的热值随着成分的不同,热值也不同,大致在35.88~39.82 MJl/m3,常温、常压下天然气的密度一般为0.75~0.8 kg /M3,如表1所示。
1.2抗爆震能力强
该特征可最大限度提高发动机的压缩比,并为其提供参考依据。
1.3燃烧范围广
汽油的燃烧浓度范围大概为1.3%~6%,而天然气的燃烧浓度范围大约为5%~16%,如此一来,就有利于混合气体的燃烧。
1.4发动机的润滑油不会被稀释
天然气大多不会稀释发动机的润滑油,而且还可延长发动机维修保养里程的1.5倍,润滑油的换油时间也能延长49%。
1.5易于和空气混合
天然气不需要雾化就可以和空气混合在一起全部燃烧,而且天然气的排放污染物相比汽油的污染物要少的多。据调查显示,天然气汽车的排放量要比汽油车的排放量少。
2 天然气动力性与经济性下降的原因
由于天然气与空气形成的可燃混合气的热值,要比汽油与空气混合气的热值低,充气效率也比较低。相比之前,下降10%左右,最重要的是,天然气的燃烧速度要比汽油慢。
3 提高天然气汽车动力性和经济性的措施
3.1研发节能混合器
以往所用的三通式天然气空气混合器,尽管结构比较单一,但因为天然气供给断面始终固定不变,同时又缺少调整装置,故无法进行科学合理的调配,更不能发挥天然气着火界线宽的优势。新设计的混合器的工作原理和化油器相似,都装有加浓器与调整装置。唯一差距就在于,它起不到节能的效果,必须要损失一部分的动力性才能起到节能的作用,但因为原天然气发动机的动力性已有所下降,所以必须要在确保提高动力性的基础下,在来考虑其经济性。
在实验真空式、机械式以及两者都兼有的加浓装置后,应用范围最广泛的还是真空式。这是主供气道和加浓气道都是用加浓阀启闭真空度来确定的,且都是在计算的前提下,反复进行实验得出。除此之外,为减少进气阻力,还将混合器中的天然气供给方式改变成侧面喷管,并径直向喉管的四周引入。