项目成果保留中小型柴油发动机原机的所有结构和柴油燃烧工作方式不变的前提下,增加了一套LNG供气系统和柴油-天然气双燃料电控喷射系统,既可以在柴油-LNG双燃料状态下工作,也可以在全柴油状态下工作,构建双燃料系统台架试验平台(图1)。柴油-天然气双燃料电控喷射系统由天然气电控喷射系统、柴油油量控制系统和电子控制系统三部分组成。
系统特点:简洁的油气一键切换模式,天然气喷射量与柴油喷射量得到精确控制,并具有自学习、自诊断等功能,且不影响原柴油机喷射模式,改装方便,操作简单,过渡平稳;双燃料模式,保持发动机原功率、扭矩,满足原车动力性。
柴油发动机已开发成套软、硬件系统(见图2),进行小批量试改装阶段。
经济效益:以一款170kw柴油机单车日运行里程500公里,百公里平均油耗量45L,双燃料模式下柴油和天然气的消耗量分别为30%和70%,0#柴油的单价为当前市场零售价7。2元/升,LNG的单价4。8元/立方米。单烧柴油,日耗燃料5×45×7。2=1620元,改装后燃料费用5×45×(0。3×7。2+0。7×4。8)=1242元,每天可省油费378元,每月按25天算,可节省378*25=9450元,而且随着运行里程的增加,以及成品油价格的进一步提升,双燃料汽车的经济性将更好,改装成本将在5—6个月内收回。由此可见,使用柴油-LNG双燃料系统改装对发动机基本无改动,改装简单、费用低、成本回收期短,经济效益明显。
社会效益:我国现有中大功率车用发动机主要为柴油机,燃料消耗量多,废气排量大,污染重。天然气作为一种清洁能源,与传统燃料相比,排放尾气中的CO和HC含量降低80-90% ;几乎没有颗粒物的排放,是减少城市日渐严重雾霾天气的有效手段之一。同时,天然气燃烧后产生的温室气体只有煤炭的1/2、石油的2/3,对环境造成的污染远远小于石油和煤炭。
2009年,我国政府宣布,到2020年单位国内生产总值CO2排放将比2005年下降40%~45%。在国家《能源发展“十二五”规划》中,天然气、核电、水电等传统能源中的清洁能源将成为主要发展对象,其中天然气将成为清洁能源的主力军;预计到2015年,天然气利用规模将达到2600亿立方米,在能源消费结构中的比例预计将从目前的3。9%提高到8。3%左右。
推广应用车用柴油发动机的柴油-LNG双燃料改装技术能有效促进能源消费结构的优化,在促进经济发展的同时能有效减少对环境的破坏。
系统成果已经申报7项专利(包括发明专利3项),软件著作权1项。
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