自从1872年发明了奥托循环发动机开始就有了天然气发动机。早在第一次世界大战期间天然气就开始用在汽车上,后来由于其储存、携带极不方便才让位于液体燃料中的汽油和柴油。从20世纪60年代以来,全世界经历了三次大的能源危机,这就警示人们石油资源也会枯竭。
随着汽车数量的增多,车用汽油和柴油的消耗越来越大。按现在人类消耗石油的速度测算,全球已探明石油资源仅能维持40~50年。但天然气气田不断被发现和探明,其储量也逐年增加。以1 000m3天然气相当于1t石油计算,世界天然气的储量与石油储量是在同一个数量级上的,天然气将成为未来的第二大能源。
天然气作为汽车燃料于20世纪30年代初由意大利人率先采用,到1939年意大利就有1万辆天然气汽车。苏联早在1938年就研制出两种压缩天然气汽车。但在20世纪50~60年代发展缓慢,只在某些特定地区、特定用途的车辆上小规模地使用。直到1973年第一次石油危机之后,人们才认识到使用天然气代替传统的石油产品作为汽车燃料具有经济、清洁的突出优点,于是纷纷加快了天然气汽车的发展。在天然气资源丰富的俄罗斯、意大利、阿根廷、新西兰、巴西等国家和地区,以及受到环保法规和国家政策制约的美国、日本等国,天然气汽车的发展非常迅速。许多国家都制订了研究与发展计划。
从1993年起,我国已成为石油进口国,年进口石油2 000万~3 000万t,而我国天然气资源比较丰富,为推广天然气汽车提供了良好的资源条件。在20世纪50年代,我国就开展了天然气汽车研究。20世纪80年代中期,为解决燃油供需矛盾,四川省率先提出“以气代油”发展天然气汽车,加快了天然气汽车的发展步伐。1988年中国石油天然气总公司从新西兰引进了一套天然气汽车充气设备及汽车改装配件,在四川省南充市建成了我国第一座CNGV充气站。1994年上海组织开发LPG燃气汽车,为LPG清洁汽车的推广应用工作提供了技术基础保障。到1999年年底,由于国家重视,成立了国家清洁燃料汽车领导小组,确定北京、重庆等12个城市、地区为燃气汽车试点示范城市。各地方政府纷纷出台优惠政策给予鼓励支持,使全国清洁燃料汽车的发展步伐大大加快。截至2000年10月,12个示范城市燃气汽车保有量约为71 200辆,CNG和LPG加气站约240个。
根据燃气汽车使用燃料不同、燃料的使用形态不同和使用方法不同,燃气汽车有如下几种:
压缩天然气汽车(Compressed Natural Gas Vehicles,缩写CNGV)是指以多级加压压缩到20MPa左右并储存在车载高压气瓶中的气态天然气作为燃料的汽车。(www.xing528.com)
液化天然气汽车(Liquefied Natural Gas Vehicles,缩写LNGV)是指以-162℃左右低温液化并储存在车载绝热气瓶中的天然气作为燃料的汽车。
吸附天然气汽车(Adsorbed Natural Gas Vehicles,缩写ANGV)是指利用以中压状态储存在吸附罐内活性炭中的天然气作为燃料的汽车。
液化石油气汽车(Liquid Petrel Gas Vehicles,缩写LPGV)是指以储存在车载气瓶中的液化石油气作为燃料的汽车。
单燃料燃气汽车(Mono-fuel Vehicle)仅使用CNG或LPG中的一种作为发动机的燃料,发动机的燃料供给系统、配气机构等针对CNG或LPG的物化特性进行专门设计,因此燃烧热效率高、经济性好。
双燃料气汽车(Dual-fuel Vehicle)是指具有两套燃料供给系统,使用中可以在两种燃料之间灵活切换的车辆。此类车在燃用汽油时,不能同时使用CNG或LPG作为发动机燃料;反之,燃用CNG或LPG时,也不能混烧汽油。此类汽车与单燃料燃气汽车相比,由于要兼顾两种燃料的物化特性,发动机的结构参数几乎不做改造,因此燃烧热效率不高、经济性较差。
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