隨著燃油成本的不斷增加，越來越多的客車運(yùn)營企業(yè)將目光放在了燃?xì)饪蛙嚿希壳霸趪鴥?nèi)市場批量應(yīng)用的燃?xì)饪蛙囍饕獞?yīng)用了CNG、LNG及LPG發(fā)動(dòng)機(jī)，本文將從技術(shù)角度介紹氣體機(jī)及其核心部分—燃?xì)庀到y(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀。

   CNG發(fā)動(dòng)機(jī)

   CNG是壓縮天然氣，車載CNG是采用高強(qiáng)度儲罐存儲的，天然氣的儲存壓力為20MPa。CNG發(fā)動(dòng)機(jī)是指主要由甲烷構(gòu)成的天然氣在25Mpa左右的壓力下儲存在車內(nèi)類似于油箱的氣瓶內(nèi)，用作燃料。主要工藝過程在CNG汽車站將0.3~0.8Mpa低壓天然氣，經(jīng)過天然氣壓縮機(jī)升壓到25Mpa，由順序控制盤控制，按高、中、低壓順序儲存到儲氣鋼瓶組，再由CNG加氣機(jī)向汽車鋼瓶加注。而汽車鋼瓶高壓氣再經(jīng)過減壓裝置減壓后經(jīng)燃?xì)饣旌蠚庀虬l(fā)動(dòng)機(jī)供氣。

上柴SC8DT系列天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)

   CNG發(fā)動(dòng)機(jī)最大的優(yōu)勢在于節(jié)約燃料費(fèi)用，降低運(yùn)輸成本。以揚(yáng)州地區(qū)為例，0#柴油價(jià)格為7.29元/升，而天然氣價(jià)格為3.3元/立方米，相較之下，使用CNG客車要比使用柴油車成本低很多。CNG要比燃油安全性高，CNG是非致癌、無毒、無腐蝕性的。未發(fā)生過重大燃燒和爆炸事故。從國內(nèi)使用十多年CNG的經(jīng)驗(yàn)來看，天然氣汽車比燃油汽車更安全。 CNG客車環(huán)保效果出眾，使用CNG替代汽油作為汽車燃料，可使CO排放量減少97%，CH化合物減少72%，NO化合物減少39%，CO2減少24%，SO2減少90%，噪音減少40%。而且CNG不含鉛、苯等制癌的有毒物質(zhì)。所有CNG是汽車運(yùn)輸行業(yè)解決環(huán)保問題的首選燃料。此外，燃用CNG可延長發(fā)動(dòng)機(jī)的維修周期， 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)以CNG為燃料，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低。無重?zé)N可減少積碳，理論上講，可延長汽車大修理時(shí)間20%以上，潤滑油更換周期延長到1.5萬Km。

   目前，CNG在公交市場得到了批量應(yīng)用，烏魯木齊、西安、石家莊、重慶等地公交的有著廣泛應(yīng)用。

   LNG發(fā)動(dòng)機(jī)

   LNG即液化天然氣，是一種低溫液態(tài)燃料，可常壓存儲運(yùn)輸，主要成分是甲烷，要在低溫下保存，保存壓力低，安全性比較好，但是保存設(shè)備需要耐低溫。液化天然氣的單位質(zhì)量僅為汽油的一半，單位熱值比汽油高出12%，提高了車載燃料系統(tǒng)的供氣效率，所攜帶的有效燃料將比壓縮氣罐式天然氣加注車高出2～3倍，可減小燃料系統(tǒng)的尺寸及質(zhì)量，增大車輛的有效載荷及一次加氣后的續(xù)駛程長。

東風(fēng)康明斯B、C系列天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)

   天然氣提純后在-162度變?yōu)長NG，其儲能密度大，體積為標(biāo)態(tài)的1/625，是CNG存儲的3倍。比CNG存儲壓力低，存儲裝置輕，更安全，且便于運(yùn)輸。CH4大于等于95%，熱值高，辛烷值高，排放更好。具有低溫特性，發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率高，冷能可利用。燃料運(yùn)輸更便捷，中短期成本低，無需專用管道，建站和運(yùn)行成本較CNG低，超低溫、無氣味、但氣瓶需自泄壓，應(yīng)用時(shí)需特別關(guān)注。

   LNG發(fā)動(dòng)機(jī)與同排量的柴油機(jī)相比，動(dòng)力性相當(dāng)，環(huán)保優(yōu)勢明顯，更容易達(dá)到國IV、國V排放，技術(shù)成熟，生產(chǎn)工藝設(shè)備可通用，在油氣價(jià)差保持的前提下，燃料經(jīng)濟(jì)性顯著，但天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)續(xù)駛里程短、燃料加注時(shí)間長、加氣站建設(shè)投資大。LNG的前景十分看好，被認(rèn)為是長途客運(yùn)的首選替代能源。

   LPG發(fā)動(dòng)機(jī)

   液化石油氣（Liquefied Petroleum Gas），英文縮寫為LPG，是在開采和煉制石油過程中，作為副產(chǎn)品而獲得的一部分碳?xì)浠衔?。LPG的主要組分是丙烷（超過95%），還有少量的丁烷。 LPG在適當(dāng)?shù)膲毫ο乱砸簯B(tài)儲存在儲罐容器中，可作為很重要的一種汽車清潔代用燃料。在國外，LPG被用作輕型車輛燃料已有許多年。LPG單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)庀到y(tǒng)包含：發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、點(diǎn)火控制模塊、點(diǎn)火線圈、火花塞、電子節(jié)氣門、混合器、主燃料控制閥（FTV閥）、怠速燃料控制閥、蒸發(fā)調(diào)壓器、高壓電磁閥、廢氣旁通控制閥和喘振閥構(gòu)成。另外，還包括各種傳感器和線束。整套系統(tǒng)控制著發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛的性能、排放和安全。

LPG客車

   理論上講，LPG是一種高效、安全、清潔的燃料，非常適合汽車使用。汽油車通過加裝LPG供給系統(tǒng)，成為汽油/LPG兩用燃料汽車。和使用汽油相比，LPG不會(huì)稀釋潤滑油，燃燒后沒有積碳，可減少發(fā)動(dòng)機(jī)磨損，延長潤滑油的使用周期，發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命長，維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用低；另一方面，LPG燃料價(jià)格低于汽柴油，燃料經(jīng)濟(jì)性好（ 燃料價(jià)格在很大程度上取決于政府政策）。同時(shí)， LPG燃燒后產(chǎn)生的CO2含量比汽、柴油少10-15%。動(dòng)力性約損耗5%，并無明顯感覺。

   但是其缺點(diǎn)和其優(yōu)勢一樣明顯，有數(shù)據(jù)顯示表明，目前在廣州大量應(yīng)用的LPG公交車的氮氧化合物、碳化合物、硫化物等排放指標(biāo)均比柴油公共汽車高，其中碳?xì)浠衔铮℉C）的排放量比柴油公共汽車高127倍。

   燃?xì)庀到y(tǒng)

   目前國內(nèi)玉柴、濰柴、上柴、錫柴、康明斯等主流發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)都相繼開發(fā)出了不同功率的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)，作為天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)最重要、最核心的組成部分，燃?xì)庀到y(tǒng)由于技術(shù)含量高，之前一直被woodward、Econtrols、bosch等國外系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)所壟斷，這也是天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)價(jià)格較高的主要原因。

  燃?xì)庀到y(tǒng)

   而隨著國家對排放控制的越來越嚴(yán)格，用戶對發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、氣耗、各種保護(hù)等要求越來越高，原有的自然吸氣機(jī)型正逐步被增加中冷機(jī)型所取代，只有稀薄燃燒、全閉環(huán)電控、電子油門、寬域氧控制的單點(diǎn)或多點(diǎn)噴射系統(tǒng)或者電控調(diào)壓混合器裝置系統(tǒng)才能滿足目前排放需求。目前，本土企業(yè)也認(rèn)識到以上問題，在燃?xì)庀到y(tǒng)開發(fā)方面有所作為，例如上海依相動(dòng)力系統(tǒng)有限公司在2008年成功開發(fā)出全電控單點(diǎn)噴射燃?xì)庀到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從系統(tǒng)開發(fā)到ECU、燃?xì)鈬娮?、減壓器等系統(tǒng)核心部件的自主生產(chǎn)，產(chǎn)品目前已經(jīng)在?？凇⒅貞c、揚(yáng)州、淮安、蚌埠、鹽城、西寧、宜昌等國內(nèi)多家公家企業(yè)使用。然而，國內(nèi)大部分燃?xì)庀到y(tǒng)開發(fā)企業(yè)只能開發(fā)出開環(huán)控制低功率的自然吸氣機(jī)型或者機(jī)械油門控制的比例式混合器部分機(jī)型的點(diǎn)火模塊，不能滿足目前的氣體機(jī)技術(shù)及不斷升級的排放標(biāo)準(zhǔn)需要，這種狀況亟待改變。