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高效安全清洁 LPG在国外车辆上已应用多年

2010年12月31日21:31腾讯汽车[微博]我要评论(0)
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液化石油气(LiquefiedPetroleumGas,简称LPG)经常容易与LNG混淆,其实它们有明显区别。LPG的主要组分是丙烷(超过95%),还有少量的丁烷。LPG在适当的压力下以液态储存在储罐容器中,常被用作炊事燃料。在国外,LPG被用作轻型车辆燃料已有许多年。20世纪70-80年代的能源危机,促使美国和加拿大等发达国家开始致力于解决减轻对原油的依赖问题,于是LPG逐渐成为一种较普及的车用替代燃料,在交通领域得到越来越多的应用。由于世界LPG汽车绝对数量的大幅增加,1990~2003年,LPG车用燃料在世界交通燃料市场中所占的份额也在不断增加。截至2008年3月,全世界已有超过54个国家采用了LPG汽车,总数接近1500万辆。

液化石油气是丙烷和丁烷的混合物,通常伴有少量的丙烯和丁烯。一种强烈的气味剂乙硫醇被加入液化石油气,这样石油气的泄漏会很容易被发觉。液化石油气是在提炼原油时生产出来的,或从石油或天然气开采过程挥发出的气体。

液化石油气(LPG)常被人们误认为是丙烷。实际上LPG是石油和天然气在适当的压力下形成的混合物并以常温液态的方式存在。在美国和加拿大,对这两种物质的混合通常被认为主要是由丙烷组成,而在许多欧洲国家其LPG中的丙烷含量都只有50%或更低。

LPG汽车特点

LPG是一种高效、安全、清洁的燃料,非常适合汽车使用。汽油车通过加装LPG供给系统,成为汽油/LPG两用燃料汽车。和使用汽油相比,使用LPG时,汽车的排放性能、经济性、动力性能等具有以下特点。

1.排放性能

液态LPG经供给系统减压、蒸发后转变成气态,在混合器内和空气混合成可燃混合气。气态的LPG和空气能够充分、均匀混合,在燃烧室内得到充分燃烧,因此排出尾气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)含量大幅度降低,和使用汽油相比,使用LPG后,排放物中CO、HC化合物的含量下降可达80%和60%。除了排放法规规定的排放物(CO、HC化合物、NOX)外、汽车排放物中还含有一些未受到法规制约的成分,如对区域环境造成影响的毒性物、烟雾、酸性物等。据有关分析报告,在产生对环境有影响的物质方面,LPG与汽油、柴油相比,在夏季烟雾上的差别系数为2,酸性物质的差别系数为5。同时,LPG燃烧后产生的CO2含量比汽、柴油少10-15%。

2.经济性

一般认为,LPG汽车的经济性好于汽油,一方面,LPG不会稀释润滑油,燃烧后没有积碳,可减少发动机磨损,延长润滑油的使用周期,发动机使用寿命长,维护保养费用低;另一方面,LPG燃料价格低于汽油,燃料经济性好( 燃料价格在很大程度上取决于政府政策)。如果实行燃油税后,得到政府在LPG燃料税方面的优惠政策,LPG汽车的经济性将更加显著。

3.安全性

LPG经过加工后储存在密闭容器内,储存压力一般不超过1.6Mpa。为了安全、可靠的使用LPG,系统的每一个部件都经过了严格的检验,设计上充分考虑了安全性的要求,LPG钢瓶、管线、组合阀、截止阀、接头等均能承受数倍的压力,安全系数高,一般不会破裂,造成燃料泄漏。钢瓶生产经过多道工序的严格检验,从材料到加工直至产品出厂的每一个环节均有严格的质量保证,在经过严格的压力试验、密封性试验及壁厚、焊缝等项目检查后,才能投入使用。

此外,根据LPG燃料的特点,在LPG供给系统中设计了多种安全装置,如限量充装阀、压力释放阀(安全阀)、过流量自锁阀、手动截止阀、电磁截止阀等,确保LPG汽车的安全使用。国内外多年的使用经验表明,LPG汽车具有很好的安全性,只要按照正确的方法使用,LPG汽车的安全性是不需担心的,在同样的条件下LPG甚至比汽油更安全。

4.动力性能

在对汽油车加装LPG供给系统时,考虑到使用汽油的需要,没有对发动机进行改动。在使用LPG燃料时,LPG以气态形式在混合其中与空气同时进入发动机进气岐管,因此使发动机进气效率降低(空气吸入量减少)和使用汽油时相比,发动机每一工作循环中,燃料燃烧产生的热量较少、功率有所下降。采用在汽油车上加装LPG供给系统的LPG汽车,和使用汽油时相比,其功率下降约5%左右(符合法规的要求),在使用过程中基本没有明显感觉。

液化石油气的主要成分

随着我国石油工业的发展,许多城镇已开始使用液化石油气做燃料。液化石油气是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品。

催化裂解气的主要成份如下(%):氢气5~6、甲烷10、乙烷3~5、乙烯3、丙烷16~20、丙烯6~11、丁烷42~46、丁烯5~6,含5个碳原子以上的烃类5~12。

热裂解气的主要成份如下(%):氢气12、甲烷5~7、乙烷5~7、乙烯16~18、丙烷0.5、丙烯7~8、丁烷0.2、丁烯4~5,含5个碳原子以上的烃类2~3。这些碳氢化合物都容易液化,将它们压缩到只占原体积的1/250~l/33,贮存于耐高压的钢罐中,使用时拧开液化气罐的阀门,可燃性的碳氢化合物气体就会通过管道进入燃烧器。点燃后形成淡蓝色火焰,燃烧过程中产生大量热(发热值约为92 100kJ/m3~121 400 kJ/m3)。并可根据需要,调整火力,使用起来既方便又卫生。

液化石油气的来源

液化石油气与石油和天然气一样,是化石燃料。可以从石油和天然气提炼而得,就像从原油提炼汽油一样。尽管大多数能源企业都不专门生产液化石油气,但由于它是其他燃料提炼过程中的副产品,所以都有一定产量。

能源企业从地下汲取的天然气中,90%是甲烷。其余是各种液化石油气,企业将它们与甲烷分开,再把甲烷输入管道供家庭使用。从天然气提炼的液化石油气产量多少不等,但一般在1%到3%。

液化石油气还可从原油中分离。精炼过程会有大约3%的液化石油气产量,但如果对炼油厂进行设备重组以便集中提炼液化石油气,这一数字可以高达40%。

LPG系统主要组成及工作原理

1.该系统由储气罐、蒸发调压器、汽油电磁阀、LPG电磁阀、功率调节阀、文氏管混合器、燃料转换开关、控制电路等组成。

当燃料转换开关拨到LPG位置时,汽油电磁阀断电(切断汽油供给),LPG电磁阀通电。LPG液体从储气罐出来,经过LPG电磁阀到达蒸发调压器,经过降压、汽化变为接近大气压的气体。LPG气体流经功率调节阀到文氏管混合器,在文氏管混合器中与空气充分混合,根据发动机的工况向化油器喉管(只起通道作用)处供应一定量的LPG气体。

2.储气罐

储气罐安装在车尾部的行李舱内,其作用是储存LPG,上面安装了集成阀,用于保证储气罐和整套系统的安全使用。

集成阀各部分的作用如下:

充装单向阀:在充加LPG时,LPG的压力克服弹簧力打开单向阀,停止充加时,单向阀在回位弹簧作用下自动关闭,起到防止LPG回流的作用;

限充阀:充加LPG时,限充浮子随着LPG液面增加逐渐上浮,当储气罐内LPG达到设定的液面高度(约75%-80%)时,限充阀关闭,限制LPG继续充装,从而提供了由于温度升高所必需的LPG的膨胀空间;

液位传感器:用于感知储气罐内的液面高度,并将液面信号传到驾驶室内的油量表;

安全释放阀:当储气罐内压力超过设定的安全极限压力时,安全阀自动打开释放LPG,当压力下降到设定的下限压力时,又自动关闭,防止因压力过高而发生安全事故。

超流量截止阀:安装在出液口处,当LPG管道破裂,产生大量泄露(流量超过215ml/s)时,关闭输气通道,只有阀芯中间小孔有3.3ml/s的液体流出。

手动关闭阀:紧急情况下,手动关闭从出液口流向输气管道的液体。

3.汽油电磁阀、LPG电磁阀在原汽油管路中串入一个汽油电磁阀,在LPG管路中设置一个LPG电磁阀,它们的作用是在燃料转换时接通(切断)汽油或LPG。

4.蒸发调动器蒸发调压器(又称调压器,汽化器),其作用是将来自储气罐的LPG经过减压,汽化后,以一定压力供给混合器。为加速汽化,采用发动机的循环冷却水进行加热。

蒸发调压器上安装有一个起动(怠速)电磁阀,当打开点火开关时,起动(怠速)电磁阀被接通,电磁线圈产生的磁力克服怠速弹簧的张力把怠速针阀吸离阀座,怠速所需的LPG便进入发动机气缸。

5.功率调节阀与文氏管混合器空燃比调节阀具有调节发动机空燃比的功能,它通过两个调节螺钉改变燃料通道面积来调节燃料流量。文氏管混合器安装在空气滤清器和化油器之间,其喉管处均布有多个孔,使LPG在此与空气充分混合。

6.燃料转换开关

用于实现汽油和LPG两种燃料之间的选择、转换。

7.系统电路控制系统

(1)当转换开关拨到LPG位置时,转换开关的6与8接线柱接通(绿指示灯亮),D/6接线柱有脉冲信号到安全开关6接线柱,安全开关工作,使2与8接线柱接通,入口电磁阀及,入口电磁阀及怠速电脑阀开启,向发动机提供LPG。同时,转换开关的5与7接线柱接通,给LPG液位传感器通电,并将信号传到驾驶室内的油量表,显示储气罐内LPG液位。

(2)当转换开关拨到PET(汽油)位置时,转换开关6与4接线柱接通(红指示灯亮),汽油电磁阀开启,汽车燃用汽油。同时转换开关5与3接通,油量表显示汽油量。

(3)当转换开关拨到中间位置时,两种燃料均不导通,燃油表回到零位。

2.LPG系统的使用及维修

2.1燃料的转换

汽车在行驶过程中能够进行燃料转换,但为了行车安全,最好在停车、发动机处于怠速运转状态下进行转换。

(1)汽油转换成LPG

将燃料转换开关拨到中间位置,然后轻轻踩下油门,直到发动机快要停止转动时将开关迅速拨到LPG位置。再轻踩油门踏板,此时便能从汽油转换为LPG。如发动机熄火,只需重新起动发动机即可。

(2)LPG转换成汽油

先略开大油门(发动机转速提高),再将燃料选择开关迅速拨到FET(汽油)档上即可。

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[责任编辑:vivianliang]
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