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车用发动机大部分是汽油机和柴油机, 即前面介绍的内容。但是从解决能源短缺、环境污染和生态失衡等问题,发展起来了其它类型动力机械。近些年来,人们一直在研究混合动力汽车、电动汽车和代用燃料汽车。本章主要介绍压缩天然气汽车、液化石油气汽车及电动汽车。

第一节 压缩天然气汽车及液化石油气汽车

一、概述

以压缩天然气和液化石油气为燃料的汽车,分别称为压缩天然气汽车(CNGV)和液化石油气汽车(LPGV)。天然气是从天然气田直接开采出来的,其主要成分是甲烷,极难液化。因此,目前大都将其压缩到20MPa的高压,充入车用气瓶中储存和供汽车使用,即所谓的压缩天然气(CNG)。石油气是石油催化裂化过程和油田伴生气回收轻烃过程中的产品。石油气在常温下加压到1.6MPa即可液化而成液化石油气(LPG)。从油田气制得的LPG,其主要成分为丙烷、丁烷和少量的乙烷和戊烷,不含稀烃,适于作车用燃料。从炼油厂得到的LPG,除含丙烷、丁烷外,还含有较多的烯烃,不宜作车用燃料。因为烯径在常温下化学安定性差,在储运过程中容易生成胶质,燃烧后容易积炭。

天然气、液化石油气及若干其他燃料的理化性质见下表。

  汽油 轻柴油 天然气(NG) 液化石油气(LPG) 甲醇 乙醇
来源 石油炼制产品 石油炼制产品 以自由状态存于油气田中,以20MPa压缩贮存为压缩天然气(CNG),在-162℃以下隔热状态呈液态保存为液化天然气(LNG) 在石油炼制过程中产生的液化气体 由CO和H2化学合成 植物淀粉物质发酵蒸馏
分子式 含C5-C11的HC 含C15-C23的HC 含C1-C3的HC,主要成分是CH4 含C3-C4的HC主要成分是C3H8 CH3OH C2H5OH
质量成分 gc 0.855 0.87 0.75 0.818 0.375 0.522
gH 0.145 0.126 0.25 0.182 0.125 0.130
go - 0.004 - - 0.50 0.348
相对分子质量 114 170 16 44 32 46
液态密度(kg/L) 0.70-0.75 0.82-0.88 0.42 0.54 0.78 0.80
沸点(℃) 25-220 160-360 -161.5 -42.1 64.4 78.3
蒸发潜热(kJ/kg) 334 - 510 426 1100 862
理论空气量 kg/kg 14.9 14.5 17.4 15.8 6.52 9.05
m3/kg 11.54 11.22 13.33 12.12 5 6.93
kmol/kg 0.515 0.50 0.595 0.541 0.223 0.310
自燃温度(℃) 220-250 - 632 504 500 420
闪点(℃) -45 50-65 -162以下 -73.3 10-11 9-32
燃料低热值(kJ/kg) 44000 42500 50050 46390 20260 27000
混合气热值(kJ/m3) 3750 3750 3230 3490 3557 3660
辛烷值 RON 90-106 - 130 96-111 110 106
MON 80-83 - 120-130 89-96 92 89
蒸气压(kPa) 49-83 - 不能测定 1274 30.4 15.3
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