我国天然气汽车发展趋势的研究本科

本科毕业论文 题目名称： 国内天然气汽车发展趋势的研究 学 院： 交通建筑工程学院 专业年级： 04级交通运送 学生姓名： 都 衡 班级学号： 04-02-06 指引教师： 张恩元 六 月 六 日摘要随着全球汽车工业的迅速发展，汽车每年要消耗大量的石油资源并排放出大量的有害气体，各国政府已经结识到了能源的局限性和生态环境的污染，提出了可持续发展的经济发展战略。天然气汽车的使用是将来新能源汽车中较为成熟的技术，与其她新能源相比有着明显的优势，文章讲述了天然气汽车的特点和国内天然气汽车的发呈现状，分析了国内发展天然气汽车的必要性，就能源问题和环保问题，针对性地讨论了国内大力发展天然气汽车的也许性，并提出了某些解决问题的方案，同步为国内发展天然气汽车提出了可行的应用建议。核心词天然气汽车，能源，天然气汽车技术AbstractWith the rapid development of the global automobile industry, the car consumes a large amount of oil resources and emits a lot of exhaust each year.Governments have recognized the shortage of energy and the pollution of the ecological environment, they offer the strategy of economy development of sustainable development .The usage of natural gas vehicles are the fairly mature technology in the futuer of new energy cars.Compared with other energy it exists a clear advantage.This paper describes the characteristics and the currend situation of natural gas vehicles,analyses the necessity of developirg natural gas vehicle,discusses the possibility of developing natural gas vehicles on the basis of source problems and environmental problems,offers some solutions and suggests some viable proposals for developing natural gas vehicles in our country.Keywords Natural Gas Automobile；Energy；Natural gas vehicle technology不要删除行尾的分节符，此行不会被打印目录摘要IAbstractII1 绪论11.1 天然气汽车的定义11.2 天然气汽车的发展11.2.1 国外天然气汽车的发展状况11.2.2 国内天然气汽车的发展状况21.3 发展天然气汽车的必要性21.3.1 能源的短缺21.3.2 环境的污染31.3.3 良好的经济性32 天然气汽车技术42.1 天然气的特性42.2 天然气汽车的特点42.2.1 天然气汽车存在的长处42.2.2 天然气汽车存在的缺陷62.3 天然气汽车改装62.3.1 天然气汽车的构成72.3.2 汽油车改为CNG汽车72.3.3 柴油车改为CNG汽车82.4 天然气汽车加气技术83 天然气汽车发展存在的问题及对策113.1 天然气汽车功率下降的因素及对策113.1.1 发动机功率下降的因素113.1.2 提高天然气汽车功率的措施113.2 天然气汽车的腐蚀与初期磨损及解决问题的措施123.2.1 天然气汽车磨损的因素123.2.2 减少腐蚀和磨损的措施133.3 发展天然气汽车所遇到的社会问题及解决问题的措施143.3.1 发展天然气汽车所遇到的社会问题143.3.2 解决问题的措施144 国内天然气汽车的发展趋势15结论16参照文献17道谢181 绪论1.1 天然气汽车的定义目前国外都在大力发展代用燃料汽车，全球已经实际使用的代用汽车燃料有：压缩燃天然气 (CNG)、液化石油气(LPG)、甲醇、乙醇 电能等。CNG、LNG的原料为天然气，故称为天然气燃料，以此为燃料的汽车称为天然气汽车(NGV)。LPG是湿天然气的组分，并从湿天然气中回收制得的。习惯上也将LPG与CNG、LNG一起均称为天然气燃料，汽车也称天然气汽车。天然气作为一种新型的清洁汽车燃料已经得到了广泛的研究和应用。1.2 天然气汽车的发展1.2.1 国外天然气汽车的发展状况随着全球汽车工业的迅速发展，汽车每年要消耗大量的石油资源并排放出大量的有害气体，按目前人类消耗石油的速度，全球已探明的石油资源仅能使用四十年。面对着资源的匮乏及环境的污染，国外早在十八世纪就开始致力于天然气汽车的研究。天然气作为汽车燃料于20世纪30年代初由意大利率先运用，到1939年意大利人就有10000辆汽车燃用天然气。前苏联在在1938年就研制出两种天然气汽车，战后从19471948年开始批量生产吉斯-156和格司-51B型压缩煤气瓶汽车，但5060年代发展都比较缓慢。直到1973年第一次石油危机之后，人们才逐渐确认了汽车燃用天然气既经济又清洁且安全等长处。目前，全球共有486万辆天然气汽车。以天然气为燃料的汽车在哥伦比亚越来越受青睐，该国使用的天然气为燃料的汽车已达到40万辆，成为世界上第八大天然气燃料汽车国。据德国联邦政府透露的一组数据显示，德国天然气汽车保有量增长了40%，天然气汽车数量从38993辆增长到54772辆。其中，42765辆为乘用车、10124辆为卡车。日本燃气协会正在致力于推广环境和谐的天然气汽车事业。天然气汽车是在20世纪80年代开始进入日我市场。从那时起，日本天然气汽车保有量稳步增长。11月底，日本拥有天然气汽车数量为10000辆；到12月底日本天然气汽车保有量超过了30000辆，天然气加气站数量达324座。以上这些数据显示，世界各国的天然气汽车保有量呈逐年上升的趋势。1.2.2 国内天然气汽车的发展状况近年来，随着国家和人们环保意识的增强，改装天然气汽车得到不久发展。国内NGV从20世纪50年代开始浮现，重要采用低压气囊式。随着国民经济的迅速发展，交通运送及农业机械对矿物燃料需求急剧增长，燃料紧缺限度加大，从1986年后来国内NGV浮现了良好的势头。目前国内使用的天然气汽车重要是由在用车改装的两用燃料汽车。国内于1998年启动“空气净化工程清洁汽车行动”后，国内天然气汽车的发展速度明显加快。目前，国内天然气汽车保有量为9.7万辆，国家正式拟定的清洁汽车重点推广应用都市（地区）有19个。其中，北京公交集团已经拥有安装天然气发动机的公共汽车2759辆。天然气汽车区域化发展模式逐渐形成。为控制机动车排气污染，重庆广泛推广压缩天然气汽车，并规定主城区新增出租车、公交大客车均使用清洁能源，同步还加大对本来使用燃油的机动车进行压缩天然气改造。 目前，重庆主城区95以上的出租车和92的公交大客车已使用压缩天然气汽车，使得重庆天然气汽车的保有量成为全国之最，达到4万余量。1.3 发展天然气汽车的必要性1.3.1 能源的短缺天然气汽车是在环境污染日益加剧，车辆逐渐增多，能源短缺状况更加突出，天然气资源不断被开发出来的状况下提出的。进入21世纪，随着国家工业经济的崛起，汽车工业的发展对全球经济起到了巨大的推动作用。但汽车每年要消耗大量石油资源，按目前人类消耗石油的速度。全球已探明的石油资源仅能使用四十余年。而国内的石油探明总储量为33亿吨。仅可开采22.6年。从1993年起，国内就成为石油净进口国，进口800O万吨。到这一缺口将达到30000万吨。国内煤炭储量大省山西省照目前开采速度最多只能开采40年。因此调节汽车能源构造是缓和煤炭石油资源匮乏的有效途径之一。寻找新的汽车能源已成为当今世界瞩目的重大课题。1.3.2 环境的污染由于汽车数量的不断增长，汽车尾气导致了严重的都市污染。近年来，国内机动车行业发展迅速，国内成为世界上汽车第四大生产国和第三大消费国， 汽车产量达700万辆，保有量2925万辆；国内摩托车产量达1450万辆，居世界第一，保有量5929万辆；农用车年产量达290万辆，保有量2400万辆。在国内机动车迅速增长38 的基本上，国内汽车和轿车产量分别增长42 和80，如此迅速的增长在世界汽车发展史上是绝无仅有的。随着机动车保有量的持续增长，全国机动车污染物排放总量持续攀升。来自国家环保总局污控司的数据显示：，全国机动车碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物排放量已分别达到836.1、3639.8和549.2万吨，比1995年增长了2.51、2.05和3.01倍。340个都市环境空气质量监测成果显示，可以达到二级空气质量原则的都市局限性42，三级和三级如下的都市高达58。北京、上海、广州等大都市机动车排放的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、细颗粒物在大气污染物中所占平均比例分别为80 、75 、68 和50，已成为这些都市空气污染的第一大污染源。据预测，按照目前机动车的发展趋势，国内机动车排气污染在都市大气污染中所占的平均比例将达到79，从环境变化的趋势分析，如果不能有效控制机动车污染，到，国内661个都市中将有400个都市的环境空气污染会从煤烟型转化为机动车污染型。1.3.3 良好的经济性国际上天然气贸易的历史数据及价格走势表白，天然气较燃油、液化石油气等具有一定的价格优势，并且国家发展和改革委员会能源研究所等单位在中国天然气发电政策研究综合报告中指出：“尽管天然气价格也受国际能源供需形势的影响，但影响没有石油大，按等热值计算，天然气(涉及LNG)在价格上比石油有优势”。同等热量下，天然气价格较原油低30左右，因此推广使用液化天然气汽车具有一定的经济效益。2 天然气汽车技术2.1 天然气的特性天然气以甲烷为重要成分，随产地的不同，甲烷的含量为83%99%，由于构成的变化，理论混合比、发热量也将发生差别，常用的天然气特性重要有如下几点：一.密度低，天然气的密度一般为0.80 kgm,而汽油蒸汽密度为5.09 kg/m，可见，天然气密度远比汽油蒸汽小，并且低于空气密度，泄漏的气体不久会在空气中散发，不容易形成爆炸气体；二.甲烷的沸点为-162，与常温下处在液态的汽油与柴油的搬运和存储措施有很大的差别；三.天然气的辛烷值为130，十六烷值为0，因此只能点燃，不能压燃；四.燃烧完全，天然气自身是气态，与空气混合均匀，燃烧完全，不结炭，可提高热效率10以上；五.天然气的热值高，是人工煤气的2.3倍，因而比人工煤气耐用；六.天然气的杂质含量很少是干净能源，其燃烧所导致的污染仅为石油的1/40、煤炭的1/800；七.来源丰富，按近几年的勘察状况看，天然气的储量比汽油的多，世界上的天然气大概可以开采60年，而石油大概可以开采40年。而国内的天然气可以开采上百年，而石油只够开采。2.2 天然气汽车的特点2.2.1 天然气汽车存在的长处天然气作为汽车能源的突出长处是：汽车发动机不必做大的变动就可直接使用，并且由于天然气的重要成分是丙烷和丁烷，它们在发动机内可以充足燃烧，与使用汽油车相比，天然气汽车颗粒物排放几乎为零，NO、CO和THC的排放也明显减少，从而使汽车所排放的有毒气体成分大大低于汽油发动机和柴油发动机汽车。天然气的价格比汽油便宜，约是汽油的一半。一.热效率高天然气的辛烷值比汽油高，高达130，燃用天然气比燃用汽油时许用的压缩比高24个单位，相应的理论热循环热效率可以提高712。此外，天燃气与空气的混合气形成质量比汽油与空气的好，燃烧的完全度高，有助于热效率的提高。二.燃料价格较低如果l立方米售价为3.4元，而汽油l升为5.3元 按热值算，l立方米天然气相称于08l升汽油，因此天然气要比汽油便宜。压缩天然气汽车是都市公交车及出租车改装的首选车型，下面以出租车为例阐明压缩天然气汽车的经济性。如果出租车的改装费用为4000元，压缩天然气与汽油的经济比较如表l、表2所示。从表中可以看出，使用压缩天然气后，以每日行驶200km 计算，每日节省燃料费44.21元，月节省燃料费为1300元左右，改装费用可在3个月左右收回，则后来每年可节省燃料费10000元左右。从此可以看出，使用压缩天然气的经济性是非常良好的。表1 小轿车使用压缩天然气、汽油的比较燃料种类单车日行驶里程/KM价格行驶100KM燃料消耗量单车日耗燃料费用/元单车日节省燃料费用/元汽油2005.3元/L10.0L106.0天然气2003.4元/m9.1m61.8844.12表2 压缩天然气、汽油热值比较燃料热值价格按热值计算价格/（元MJ）汽油43.11MJ/L5.3元/L0.122天然气36.22MJ/m3.4元/m0.093三. 排污少天然气的燃烧比较完全，故排放物当中CO比汽油低9O，HC低5O，微颗粒低40。天然气的热值低，燃烧温度较低，故排放浓度小30，天然气中含硫量很少，低70，铅的排放也几乎为零，在发热量相似时排气中的低23。四.发动机使用寿命长1）天然气含硫量少，因此燃烧后的硫化物腐蚀性减轻，提高了寿命；2）天然气以气态供入气缸对气缸壁的冲刷作用小，对润滑油的污染轻，使损害减轻。五.维修费用少，可减少501）天然气以气态形式存在不会稀释液态的润滑油，使换油周期增长，1万公里可换润滑油一次。2）天然气燃烧完全，所产生的积炭少，使火花塞、活塞环寿命增长。六.怠速及过度工况运营稳定性好不存在汽油所面临的汽油雾化、蒸发、管壁油膜等不稳定因素的影响，混合气浓度易于满足工况规定。七.使用天然气更安全可靠。NGV系统设有紧急切断、安全放散；充装限制、超流量自动截止等装置，不易泄漏和爆炸燃烧。天然气汽车可以像汽油车同样安全运营。2.2.2 天然气汽车存在的缺陷一.动力性较低天然气与汽油相比，混合气的热值低(天燃气空气混合气热值为336MJm，汽油空气混合气热值为382MJm)，动力性下降20。二.储气瓶占用空间较大lm常压天然气装入2OMPa的储气瓶中，约占5 L 容积，而与之等热量的汽油0.81Kg只占1.1L容积，CNG所占容积等于汽油的4.5倍。要保证相似续驶里程，天然气汽车的储气瓶的体积要比汽油箱就要大许多，同步增长了布置上的难度。三.汽车顾客的初期投资较大天然气汽车的某些部件如储气瓶、安全阀等成本较高。对于采用较多的两用燃料汽车，在原车的基本上则要增长一套数千元到数万元人民币不等的天然气改装供气系统部件。四.建站费用较高全世界的天然气汽车多达480多万辆，建成的加气站约有3000多座。建一座加气站约需500l000万元人民币，要推广天然气汽车，必须要有完善的加气网络，因此需要投入大量的资金。2.3 天然气汽车改装天然气可以用压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）的方式在内燃机中加以运用，由于天然气汽车的沸点很低（-162），液化困难，因此目前大部分以CNG的方式运用。在CNG的运用方面，目前以在用车改装为主，而改装的车辆又以汽油车为主。2.3.1 天然气汽车的构成CNG汽车一般是在原汽油车上增装高压天然气储气瓶、充气阀、减压调节器、天然气空气混合器、燃料选择转换开关，点火提前角调节器、电磁阀及配管接头等部件构成，成为两用燃料汽车。一.高压天然气储气瓶视汽车类型设立不同规格和个数的储气瓶，如客车设五只气瓶，每支水容积5OL，长度1.67m，重量60.4 kg，工作压力20MPa，可充气11.5m。二.充气阀用来给储气瓶充气的装置。内装止回阀，只容许气体进入，而不能外泄。在充气嘴孔的下端有一微型开关，用电线与发动机起动开关相连。当充气嘴插入时，微型开关自动断开，可避免启动发动机。三.减压调节器减压调节器为铝合金铸件，可经三至四级减压把20MPa的高压气减至0.05MPa或负压，然后输送到天然气空气混台器。四.天然气空气混合器混合器是将天然气与空气按最佳比例均匀混合，使天然气充足燃烧。五.燃料转换开关该开关安装在驾驶室内，只有汽油和天然气两档，司机可以便地任意选择一种燃料。六.点火提前角调节器因天然气的辛烷值比汽油辛烷值高，燃烧时间充足才干完全燃烧，故天然气的点火提前角一般比汽油提前11l6。反过来，如按天然气给定的点火提前角，当汽油燃烧时会浮现爆燃现象。因此，安装点火提前角调节器可以保证两种燃料完全燃烧。国外为电脑自动控制，可使系统达到天然气与空气最佳混合，使其完全燃烧。2.3.2 汽油车改为CNG汽车使用天然气作为发动机燃料的工作原理与本来的汽油机相似，将高压气瓶中储存的天然气通过减压后送到混合器中与空气混合，然后进入气缸。点火时仍然使用原汽油机点火系统中的火花塞点火，原汽油机的压缩比不变，构造基本不变，只是此外加上天然气的储气瓶、减压阀及相应的开关，改装费用较低，并且仍可分别使用汽油和天然气两种燃料。虽然天然气的抗爆性能好，容许在较高的压缩比下工作，但在改装时为了原发动机仍能使用汽油工作，故原发动机的压缩比没有变化，使用天然气时发动机的功率要损失10% 20%。为了减少功率损失，而在改装时提高压缩比，并变化点火提前角以适应天然气的工作需要，虽可减少功率损失，但再用汽油工作时会产生爆震，甚至不能工作，因此改装时一般不变化发动机的压缩比。汽油车改装的天然气汽车操作非常简朴，只需将燃料选择开关置于天然气一侧，高压天然气就从气瓶中经高压管线送到减压阀，通过两级或三级减压将天然气压力降至接近大气压，进入混合器与空气混合后进入发动机，经火花塞点火即可工作。气瓶中的压力局限性时，要及时到加气站加气，一般加气后气瓶压力应达到20MPa，汽车可行驶250km左右。2.3.3 柴油车改为CNG汽车柴油车的改装有两种措施：一是原柴油车的构造不变，按电点火方式改装，即按汽油机的工作原理工作，把本来柴油机的燃料系统所有去掉，压缩比减少到天然气能工作的数值。装上天然气燃料系统和电子点火系统，成为只燃烧天然气的单燃料天然气汽车。该措施比较简朴，技术也比较成熟，但不能再用柴油工作，并且发动机功率损失较大，只有本来柴油机的65%70%第二种措施是原柴油机燃料系统不变，再加上上述天然气燃料系统，一般压缩比不用变化。发动机气缸吸入空气和天然气的混合物后，由本来的柴油喷嘴喷入少量柴油用于引燃。柴油压燃着火后，点燃天然气和空气的混合气进行工作，一般称这种车为柴油/天然气双燃料汽车。双燃料的工作方式不仅不会损失功率，并且由于天然气的燃烧性能好，还能比本来的柴油机的功率略有增长，实验证明，在高负荷运营时天然气可替代80%左右的柴油。2.4 天然气汽车加气技术天然气汽车技术重要分为给汽车充气的加气站和汽车增装的天然气供应及减压系统。一天然气汽车加气站的现状CNG加气站按加气能力可分为大型、中小型和移动式加气站。据记录，目前国外有3OO0多座加气站，其中以俄罗斯、意大利、美国和新西兰等国的发展最为典型。俄罗斯有加气站187座，分为大型站(可日加气500辆车，配备900mh压缩机5台，加气柜8套)，中型站(可日加气3O0辆车，配备900mh压缩机3台，加气柜6套)，小型站，另有综合站、汽油、柴油的混合站)加气站的技术设备水平为中档。美国自l99O年通过清洁大气条例修正案后，在原有3.2万辆CNGV的基本上，以每年5%10%的速度增长。到1997年终，美国已有CNGV加气站l102座，4万辆CNGV。加气站加气措施由以慢充为主发展到快充以及快、慢充结合法，加气站的规模也视各地的具体状况有大、中、小型之分，配备的压缩机在2128MPa出口压力下，每小时压缩天然气34 3400m。美国CNG加气站一般建在接近天然气管网的地方，加气站系统具有先进的自动化及天然气压缩设备，并为地方政府所承认。在远离天然气管网的地方建LNG/CNG加气站，即由附近的天然气液化厂运来LNG，直接为LNGV加注LNG，或由LNG汽化后为CNGV加气。此时，甲烷纯度极高，十分有助于保证发动机的性能，提高其寿命，减少维修费用。此外，美国也有加装CNG、汽油和柴油的综台站。在新西兰，由于政府的鼓励和天然气价格的优势，天然气汽车自1979年以来发展速度不久，曾达到387座加气站和l5万辆CNG两用燃料汽车的规模 其加气站一般配备2OOm/h的压缩机，运用多组系统储存CNG，电子装置操作电磁阀和圆顶装载机，控制组与组间的自动顺序充气，储存气体的运用率由30%提高到70%，并保证加气站高峰时所有车辆几分钟内迅速加气。为了满足在没有天然气管网的地区使用和发展NGV，国外天然气汽车子母站应运而生。一套子母站系统涉及母站、转运车、子站三部分。最广泛采用此形式加气的国家是意大利、新西兰、美国、澳大利亚、马来西亚、印尼也正在增长子母站系统的使用。二加气站一般有来气解决调压计量装置、天然气增压压缩机、CNG储气钢瓶组、充气顺序控制系统、加气机五部分。1）来气解决调压计量装置视来气气质条件可将气体分离、干燥、脱硫、脱油以满足车装天然气气质原则。合格天然气需进行计量和调压以保证进气压力平稳并避免超压。2）天然气增压压缩机目前增压压缩机种类较多，国内国外均有。国外有澳大利亚、加拿大、新西兰、意大利、美国、德国、奥地利各公司的压缩机，国内以重庆压缩机厂为主体，压缩机大都是v型、四级压缩、水冷、空冷固定、往复活塞式、少油润滑。排气量200Nm/h600Nm/h，进气压力0.3MPa，排气压力25MPa。3）CNG储气钢瓶组为了加快充气和减少频繁启动压缩机，应储藏一定体积的气量，设有CNG钢瓶组。储气钢瓶组按压力并联编组宜分为高、中、低三组，容积比为1：2：3。把储气瓶构成这样的三组，目的是为了让储气瓶中有一组一方面达到额定储气压力，也就是先充高压组，再中压组，后低压组，最后所有达到储气额定压力。所谓的高、中、低压组只阐明充气的先后顺序而已，并不代表实际压力高、中、低。4）充气顺序控制部分该系统能有效地实现按高、中、低压气瓶组充气。当压缩机起动后，可先向储气瓶充气。当充气管线压力达到22MPa时，高压瓶组的调压阀启动，先对高压瓶组充气，而高压瓶组压力升到22MPa时，中压瓶组调节阀启动，向中压瓶组充气，当中压瓶组压力达到22MPa时，低压瓶组调节阀启动，向低压瓶组充气，当低压瓶组压力达到22MPa时，压缩机就及时对三组瓶组充气，当瓶组压力都充到25MPa时，压缩机自动停车。当汽车加气压力下降到22MPa时(此压力自定可调)，压缩机自动启动，对瓶组进行补气。5）加气机加气机由流量计系统、计价器和加气系统构成。顺序加气系统是向两个储气瓶剩余压力不同的CNG汽车同步加气装置，取气顺序正好与充气顺序相反。给汽车加气时，先从低压气瓶组取气，当压力平衡后，再从中压瓶组取气，再待压力平衡后，从高压瓶组取气。这样加气的长处在于当二部CNG汽车钢瓶剩余压力不同步，可分别从不同储气瓶组取气，如其中一部汽车的剩余压力高于低压储气瓶时，则从中压储气瓶组取气，而另一部则从低压储气瓶组取气。这一系统的另一长处是当汽车加气高峰时，可以将储气瓶组的压缩气取出58%，而同步从三组储气瓶取气时，只能取出气量20%。流量计可以记录瞬时流量，并合计流量。如把气价输入，在计价器上可显示出每次加气需要的款额。3 天然气汽车发展存在的问题及对策 天然气具有来源丰富、污染小、经济性好等一系列长处，虽然存在着某些缺陷和问题，但都是可以解决的。3.1 天然气汽车功率下降的因素及对策3.1.1 发动机功率下降的因素天然气汽车使用中的一种重要问题是发动机的功率比使用汽油时有明显下降。据资料报道，汽车在使用天然气作燃料时，功率一般要下降15%左右，个别时候下降更多。功率下降的成果，一方面导致汽车重载、爬坡或加速时动力局限性，另一方面导致燃料消耗相对增长，并增长污染物排放量。天然气汽车的功率下降重要因素在于燃料自身的特性和发动机的构造。在燃料性质方面，汽油是液体燃料，而天然气是气体燃料。使用汽油时，液态汽油的体积与进气体积相比几乎可以忽视不计，但用天然气作燃料时，燃料自身的体积在整个进气中占有较大比例，因此导致进入气缸的空气量减少，充气系数下降，从而导致发动机功率下降。在发动机构造方面，决定发动机功率的重要因素是发动机的压缩比，压缩比越大，热效率越高，有效功率就越大。同步，压缩比越大，发动机爆震的倾向也越大。因此，发动机压缩比还必须与燃料的抗爆性相适应。汽油的抗爆性决定了汽油机的压缩比不也许太大，但天然气的抗爆性较好，完全可以用于压缩比较大的发动机，从而提高其功率。天然气汽车的应用还处在起步阶段，天然气的供应远不象汽油那样普及，在这种状况下，专门设计的天然气发动机汽车很难推广。目前投入运营的天然气汽车大多是两用燃料汽车，既可以用天然气，也可以用汽油。这种两用燃料汽车为了兼顾使用汽油的需要，压缩比提高较小或者没有提高。因此天然气高抗爆性的特性并未得到充足发挥，导致发动机功率下降。此外，天然气的热值低也是影响天然气汽车发动机功率下降的一种重要因素。3.1.2 提高天然气汽车功率的措施一.提高充气系数充气系数下降是导致天然气汽车功率下降的重要因素，从理论上讲，提高充气系数是提高功率的一种途径。但充气系数下降是由天然气自身的性质所决定的，从燃料方面显然无法解决这一问题，唯一的解决措施是采用进气增压措施。二.合适提高发动机压缩比天然气的辛烷值很高，抗爆性非常好，如果直接在汽油机上使用天然气，就不能充足运用天然气的这种长处，提高发动机功率。如果减小发动机的燃烧室容积来提高发动机的压缩比，就可以提高发动机的功率，在一定限度上弥补部分功率损失，这种措施是人们一般采用的一种措施。但是，考虑到目前大部分天然气汽车都是两用燃料汽车，发动机压缩比不也许提高太多，否则一旦换用汽油作燃料，有也许产生爆震。因此压缩比的提高有一定限度，应根据实际状况拟定。例如，本来使用90号汽油的汽车，改成两用燃料汽车时，可将压缩比提高到使用93号汽油的压缩比；本来使用93号汽油的发动机改成两用燃料汽车时，可将压缩比提高到使用95号或97号汽油的压缩比。对于象都市公共汽车那样在固定线上行驶，天然气供应有保障的汽车，应当倡导使用压缩比与天然气抗爆性相适应的单一燃料天然气汽车，充足发挥天然气高压缩比的特点，以提高汽车发动机功率。三.使用专用天然气汽车发动机润滑油天然气是气体燃料，使用中不会浮现发动机润滑油稀释现象，因此可以使用粘度较低的润滑油，这样可以减少粘度导致的功率损失，提高发动机的效率。同步，天然气汽车专用发动机润滑油可以有效避免气门、活塞环等燃烧室部件的腐蚀与磨损，避免气缸压力下降引起的功率损失。在CA6102天然气发动机台架上，对使用天然气发动机润滑油和使用ESC30汽油机润滑油进行了对比实验，实验表白：与使用ESC30汽油机润滑油相比，使用天然气发动机润滑油可以增大发动机的功率和扭矩，减少燃料消耗率10%左右。3.2 天然气汽车的腐蚀与初期磨损及解决问题的措施3.2.1 天然气汽车磨损的因素汽车以天然气作燃料时，发现燃烧室部件明显腐蚀，甚至曲轴也浮现腐蚀，气门、活塞环和气缸磨损严重，与使用汽油时相比，汽车大修期一般要缩短1/3到1/2。这是天然气汽车面临的另一种问题。天然气汽车浮现腐蚀和初期磨损的因素是由于天然气中具有微量硫化合物(硫化氢)，引起气缸、气缸壁的腐蚀与磨损，使发动机动力下降，使用寿命缩短，汽车大修期缩短。3.2.2 减少腐蚀和磨损的措施一.天然气脱硫天然气汽车发生腐蚀和初期磨损的主线因素是由于天然气中具有微量硫化氢。因此，对天然气进行脱硫解决是减少腐蚀和磨损的重要手段。但对天然气进行脱硫解决，也很难将硫化氢完全除去，因此，天然气对发动机的腐蚀是很难完全避免的。二.采用耐腐蚀材料采用抗硫化物腐蚀的金属材料制造发动机也是避免腐蚀的一种重要措施。但这种措施仅合用于新发动机的制造，对于既有发动机是无能为力的。三.使用专门的天然气汽车发动机润滑油使用天然气汽车发动机润滑油替代目前使用的汽油机润滑油是避免天然气汽车发动机腐蚀的有效措施，这种措施不仅简便，并且不增长成本。天然气汽车发动机润滑油与汽油机润滑油相比具有较高的碱值，有很强的酸中和能力。5万公里行车实验表白，该润滑油能有效避免硫化氢的腐蚀，减少发动机磨损，延长发动机大修期1/2以上。该汽车5万公里道路实验前、后气缸尺寸变化以及燃烧室部件腐蚀与磨损状况分别列于表3和表4。表3 实验前后气缸尺寸变化状况车号润滑油类型行驶里程/KM汽缸尺寸/mm1缸2缸3缸4缸5缸6缸平均026ESO30汽油机润滑油43655圆度实验前0.0100.0100.0150.0100.0200.0100.013实验后0.0200.0300.0500.0500.0300.0300.035锥度实验前0.0100.0100.0000.0100.0100.0100.008实验后0.0750.0700.0700.0550.0500.0650.064018天然气发动机润滑油52968圆度实验前0.0200.0100.0100.0050.0100.0150.011实验后0.0200.0200.0200.0200.0300.0300.023锥度实验前0.0300.0100.0200.0300.0300.0300.025实验后0.0750.0700.0500.0500.0500.0650.06402451984圆度实验前0.0100.0100.0200.0010.0050.0150.010实验后0.0200.0200.0200.0300.0300.0300.025锥度实验前0.0100.0100.0100.0100.0000.0100.008实验后0.0690.0550.0400.0500.0500.0650.055表4燃烧室部件蚀磨状况车号润滑油类型行驶里程/km燃烧室部件腐蚀及磨损状况更换气门次数更换活塞环次数气门腐蚀状况气门最大磨损量/mm气门平均磨损量/mm026ESC30汽油机润滑油4365511严重腐蚀0.0750.0171018天然气发动机润滑油5296800正常0.0750.01410245198400正常0.0600.01343.3 发展天然气汽车所遇到的社会问题及解决问题的措施3.3.1 发展天然气汽车所遇到的社会问题国内发展天然气汽车才刚刚起步，因此，社会上普遍对发展天然气汽车理解不多，支持不够，特别在征地、办理审批手续、建站改车、改装车辆行驶、年检困难；建站改车投资大，政府没有法规和经济上扶持政策，推广天然气汽车仅仅是公司行为很难发展。3.3.2 解决问题的措施一.加强天然气汽车管理、协调工作天然气汽车成为一项产业，波及政策、技术、经济、社会绪多方面，综观世界各国发展天然气汽车的历程，均是一项政府行为，必须有主管部门进行协调与组织。国家及地方各级政府应建立相应的组织机构。二.政府予以合适的优惠政策世界许多国家均颁布奖励条例，以鼓励民间公司共同开发研究，积极推广天然气汽车，因此，建议有关部门将天然气汽车列入绿色工程筹划、减免税收并予以一定的拨款和低息贷款。三.天然气汽车转换装置及有关设施国产化目前，国内的天然气汽车转换装置及有关配套设施的开发与生产远远跟不上需要。因此，有必要构成产业集团，集中力量引进和吸取国外先进技术，开发和生产有关设备，逐渐实现国产化，才干保证天然气汽车项目的顺利发展。四.将加气站列入都市总体规划改车与加气是两项相辅相承的工作，没有充足、以便的加气站必将影响改车的积极性，在国内大中都市土地资源普遍紧张的条件下，将加气站纳入都市总体规划是合理布点和减少土地资源挥霍的有效措施。4 国内天然气汽车的发展趋势就世界范畴而言，石油的蕴藏量已经不能满足汽车日益增长的需要，我们必须为汽车谋求新的稳定能源，天然气与其她代用燃料（如甲醇、乙醇、氢等）相比，具有较稳定的供应源，并具有排放污染小、热值较高、成本低的长处，受到许多国家的青睐，并被视为最有发展前程的清洁燃料。9月底国内私人机动车保有量近1.2亿辆，每年需要消耗大量的燃油，使国内的供油缺口很大。虽然国内天然气的产量还不高，但近几年陆续探明大批可采用的油田，分布在全国15个省区的18个大型气田其总蕴藏量在几亿立方米以上，远景产气量可跃居世界前几位，为国内发展天然气汽车提供了有利条件。随着改善生态环境的呼声日益高涨，也更加增进了国内加速发展天然气汽车。四川省发展天然气汽车已具规模，到，全省的天然气汽车保有量将达到10万辆。推广天然气汽车，过去是为理解决燃油短缺的问题，目前重点是解决大气排放污染的问题。过去的重要改装对象是汽油车，其中大部分是化油器式的汽车，目前已逐渐发展到改装柴油车和电喷式汽车。过去的改装方向重要是气、油混燃，即两用燃料汽车，目前已倾向于高性能的单燃天然气方向发展，无论车上转换装置，还是加气站上设备技术都在不断的发展和提高。发展新能源汽车，要重点发展多种液体代用燃料发动机及其混合动力汽车，发展以天然气为主体的气体燃料基本设施，分步建设长期可持续运用的气体燃料供应网络；以液体燃料发动机为基本，发展多种燃气动力，特别是天然气/汽车内燃机及其混合动力；到，达到规模商业化水平；大力发展天然气汽车，发展适合中国国情混合动力汽车。以都市公交车辆为重点，以点带面，稳步推动新能源汽车的示范与商业化。结论发展天然气汽车势在必行，政府应当予以大量的支持，在政策扶持方面，美国、澳大利亚、新西兰和意大利等发展较早的国家，有诸多成功的经验值得我们借鉴。联系国内的实际状况，政府必须积极参与和支持天然气汽车的核心制造技术方面的研究和开发，全面建设天然气汽车使用所需要的配套基本设施。政府对汽车改装成天然气汽车实行优惠政策；对天然气汽车的使用实行税费优惠，以推动天然气汽车的发展。对充气站实行补贴或免税政策，增进天然气汽车使用环境的改善。为加快国内燃气汽车的健康发展，同步，由国家有关部、委构成燃气汽车领导机构，更好地发挥政府的职能作用；建立完善国内燃气汽车的原则化和质量保障体系；国家燃气汽车管理机构，组织有关专家择优引进适合国情的核心技术和设备并消化吸取；尽快由改装双(或两用)燃料车过渡到能更好发挥燃气优势的单燃料汽车。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。“结论”此前的所有正文内容都要编写在此行之前。参照文献1 姜志立.发展天然气汽车的必要性.榆林科技J，1期2 周淑慧 高峰.国内外天然气汽车和加气站的发呈现状及在国内的发展前景.中国能源J，.113罗东晓 郑少芬.天然气汽车的经济性分析.煤气与热力J，.3 4 阎光灿 毛云龙.天然气汽车的市场发展前景.天然气与石油J，.5 5 郑国勇 刘凯.天然气汽车的应用状况与发展动态研究. 内燃机J，.56 彭红涛.天然气汽车发展中存在的问题及对策研究J.燃气及热力，.37 刘永进等.国内天然气汽车的发呈现状及展望J.农业装备及车辆工程，.38 苏欣 杨君.国内液化天然气汽车研究现状.天然气工业J，.8.9 彭红涛.天然气汽车发呈现状及对策J.汽车工业研究，.110 梁骞 厉彦忠 谭宏博. 液化天然气汽车双动力循环系统低温工程J，.411 王立安.大力发展和推广应用天然气汽车.都市燃气J，.1112 王俊尉 谷晋川 谷晋川. 天然气汽车与环境资源保护，甘肃石油和化工J，.213 阎光灿 毛云龙 罗勤.天然气汽车的市场发展前景.天然气与石油J，.514 苑新华. 天然气汽车发展前景分析.陕西汽车J，1997年2期15 王俊尉 谷晋川 杨萍.天然气汽车与环境资源保护甘肃石油和化工J，.217 Arthur Janssen，Stephan F. Lienin, Fritz Gassmann,Alexander Wokaun ，Model aided policy development for the market penetration of natural gas vehicles in Switzerland，Transportation Research Part A 40 () 316333，Received 20 December ； received in revised form 29 June ； accepted 30 June 18 Anyogita, Amit ，Prakash, V.K. Jain,A study of noise in CNG driven modes of transport in Delhi ，School of Environmental Sciences， Jawaharlal Nehru University, New Delhi 110067, India ，Received 1 June ； received in revised form 9 June ； accepted 28 July 千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。道谢衷心感谢导师张恩元副专家对本人的精心指引。她的言传身教将使我终身受益。对于她的热心指引与协助，本人不胜感谢。感谢交通学院教师和同窗们的关怀和支持！感谢所有协助过我的人们！此处给出的模板仅供参照，记得不要超过200字。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。不要在此行和下页的注释之间填写任何内容