天然氣重卡是指以天然氣為燃料的一種氣體燃料重型汽車(CNG即壓縮天然氣;LNG即液化天然氣)。按燃料使用狀況的不同,可分為單燃料天然氣汽車(發動機只使用CNG或LNG作為燃料)、雙燃料天然氣汽車(使用柴油+天然氣,或使用汽油+天然氣為燃料的汽車)。
目前國內天然氣重卡基本都是使用單一燃料,即只能使用壓縮天然氣CNG或液化天然氣LNG,不能使用柴油。
因為柴油和天然氣的工作原理差異較大(柴油車的著火點為220 ℃,柴油為壓燃式;天然氣的著火點為650℃,天然氣為點燃式;汽油的著火點為427℃,使用時為點燃式)。
CNG天然氣車的工作原理是:車輛工作時,氣瓶中的高壓氣體經過減壓器減壓,最後進入發動機與空氣混合後點燃,產生的能量給車輛提供動力。
LNG是液態的天然氣,只是儲存的狀態和CNG不一樣。當氣瓶中的液態天然氣,經氣化器氣化後,變成氣態帶有一定壓力的天然氣,其工作原理同CNG天然氣車。
由於CNG重型卡車和LNG重型卡車的燃料儲存方式不同,所以兩種車型各有優缺點,分析結果如下表所示。從產品本身來看,與LNG重卡相比,CNG重卡通常需要12個氣瓶,佔用空間較大,對車輛的整體佈置要求高,加氣時間也較長。從重卡輕量化的趨勢上看,LNG重卡的發展前景更為廣闊。
CNG重型卡車與LNG重型卡車的優點和缺點
天然氣發動機重卡與柴油發動機重卡的區別
天然氣重卡和柴油車的最為明顯的區別就是發動機的不同,進而引起其他幾個方面的不同:
第一,燃料不同:天然氣車是指以天然氣為燃料的汽車(有壓縮天然氣CNG和液化天然氣LNG),故其發動機為天然氣專用發動機,燃料在氣瓶中儲存;柴油車是指以柴油為燃料的汽車,其發動機就是常規的柴油發動機,燃料在油箱中儲存。燃料不同,車輛的燃料供給系統也會有差異性。
第二,發動機燃燒產物不同:天然氣車燃燒產物主要為水和二氧化碳,尾氣中不含硫化物和鉛,一氧化碳降低80%,碳氫化合物降低60%,氮氧化合物降低70%,且有利於保護環境;柴油車燃燒產物除水和二氧化碳外,還有大量的CO(一氧化碳)、HC+NOx(碳氫化合物和氮氧化物)、PM(微粒,碳煙)等。
第三,發動機冷卻水路不同 :液化天然氣需要吸收發動機的熱量將液態天然氣轉變為氣化天然氣供給發動機,所以需要將發動機的熱水通過橡膠管和氣瓶汽化器連線。
第四、排氣系不同:一般LNG汽車的排氣系包過三元催化器。三元催化器是安裝在汽車排氣系統中最重要的機外淨化裝置,它可將汽車尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原作用轉變為無害的二氧化碳、水和氮氣。 排氣系裝配順序:排氣管、排氣制動蝶閥、排氣管、撓性軟管、排氣管、三元催化器、消聲器。
隨著經濟的發展,環境汙染問題日益突出。其中,由於汽車尾氣排放位置低,其尾氣中含有的鉛、硫等汙染物是造成大氣汙染的主要原因。據國家環保中心測算,2010年汽車尾氣排放量將佔空氣汙染的64%。因此,解決汽車尾氣排放造成的汙染問題,是當前節能減排工作的重點。
天然氣汽車的最大特點是“清潔”,與燃油汽車相比,尾氣中CO2排放量下降約20%、CO下降約97%、HC(碳氫化合物)下降約72%、NOX(氮氧化物)下降約30%,基本不含鉛、硫化物以及苯類等有害物質。尤其是LNG重型卡車,被稱為是真正的零排放車。
天然氣的燃點為650℃,比汽柴油的燃點高,點火能也高於汽柴油,所以比汽柴油更難點燃。天然氣的爆炸極限為5~15%,且密度低於空氣,因而稍有洩漏即揮發擴散;而汽油燃點為427℃,爆炸極限為1.0%~7.6%;柴油燃點為260℃,爆炸極限為0.5%~4.1%。由此可見,天然氣汽車比汽油、柴油汽車更安全。同時,天然氣辛烷值高達130,具有汽柴油無法相比的抗暴效能。