M85甲醇汽油与CNG汽车特性分析研究

工 业 技 术 2011 NO 22 Science and Technology Innova 鬲-F蓠 M 8 5甲醇汽油与C N G汽车特性分析研究 李佳 陈明星 王琪 (长安大学汽车学院 西安 71 0064) 摘 要：本文对CNG与M85甲醇汽油汽车燃料的改装成本，汽车动力性．经济性做 了对比与分析，得出M85甲醇汽油汽车改装成本，经济 性低于CNG汽车；动力性能优于CNG汽车。 关键词 ：CNGi~．车 M85甲醇汽车 动力性 经济性 中图分类号 ：TP2 文献标识码 ：A 文章编号：16 74—098X(2011)08(a)一0075--01 1 CNG汽车与M85汽车改装成本分析 1．1 CNG汽车改装成本分析 CNG汽车是 由汽油 、柴油车发展 演变 而来 ，而CNG汽车 的改装主要包括汽车发 动机 系统 的改造 ，储、供气系统 的供应等。 cNG储 气、供 气系统 的布 置、安装 对 CNG汽车的性能和安 全也很 重要。这 些成 套的配件总价 格 因产 地不同而不 同，进 口 的大约在 1900元左右 ，中外 合资和国产的 一 般为 1 500元左右。一般 出租车 常用的钢 质储气瓶价值2600元左右 。目前，改装一辆 CNG汽车大约需 1万元左右。 1．2 M85汽车改装成本分析 M85甲醇汽车 改装是不改动 原车发动 机，加装一套甲醇／汽油灵活燃料汽车附加 电子控制部件 ，与原车EcU系统匹配，可单 独使用 国标 汽油和M8 5的 甲醇汽油 。任何 安装 电喷 发动 机的 车都 可以 进行这 种 改 装 ，改装 甲醇车的过程 中并不需要对 发动 机做任何改造 ，并且改 装费用除去 国家补 贴外仅需300-500元。 2 CNG与M85动力性能比较分析 2．1 CNG汽车动力性能分析 汽油车改装的CNG汽车都存在着动力 性 显著 下 降的 问 。动 力性 下降 会 影 响 CNG汽车的正常运行 和使 用寿命。汽 油车 改装的CNG汽车发动机最大功率下降1 8． 1％～24．2％，主要有以下3个原因。 首先 ，汽油车 的压缩 比 ￡和燃 烧 系统 是为了满足辛烷 值较低的汽 油而设计的 ， 并不适合辛烷值 较高的天 然气 ，使天然气 高辛烷值的优势 不能 得到最大的发挥 。 其次 ，天然 气进入 发动机 气缸要 占据 空间，使实际进入 气缸 内的空气量减 少，造 成动力性下降 。发动机燃 用天然气时 ，进气 量仅为燃烧汽油是进 气量的89．8％，在其他 条件 不变的情况下 ，利用 P e = (h ／d)n n n P。 计算 ，仅进气量 下降 这一项便 可以使 发动机的动 力性下降l0．2％。 再次 ，理论混 合气热 值直接 影响发 动 机的动力性能 。天然气理论 混合气热值为 汽油理论混合气热值的89．9％，假如两种燃 料都 以理论混 合气工作 ，则以天然气为燃 料时动力性又要下降l0．1％。 2．2 M8 5甲醇汽油汽车的动力性能分析 M85甲醇汽油发动机动 力性优于原机。 主要 由以下2个原因。 首先 ，影响发动 机动 力性的 主要 因素 为混 合气低热值 。其计算公式 为 ： Q⋯=h．．／(d L +1／M ) 其中 ，h 为燃料的低热值 ； 为过量空 气 系数 ；L 为燃料完全 燃烧理论 上所需 的 空 气量 ；M 为燃 料的分子 量。虽然 甲醇的 热 值低 ，但 甲醇 中含氧 ，所需的 理论 空气 量 不到 汽油 的一半 ，所 以经计 算 ，甲醇 的 混 合气低热值为3．07MJ／kg，汽 油的低 热 值为2．99MJ／kg，两者大致相当。 其次 ，甲醇 汽化潜 热是汽 油的3倍 多， 在发动机混合气形成过程中M85甲醇汽油 混 合气温度大 大低干汽油混 合气温度 ，所 以 甲醇发动机燃用M85的充气效率 比原机 的高 ，且燃烧后体积增大率比汽油高得 多， 使 得 甲醇发动机 的动 力性 优于原机 。 3 CNG与M85经济性比较分析 以西安 市为例 ，西安市 出租汽 车的运 行 百公里气 耗平 均为 8．3m ，运 行百 公里 M85甲醇汽油油耗为 l1．6L。目前西安市 ， 压缩 天然气供应价格 为3．65元／m，；93# 汽油批发价格为6．21元／L。车用燃料 甲醇 的批发价格是每升 1．98元 ，添加剂均价 为 50元／吨 ，M85甲醇汽油由批发到市场价为 每吨增加800元 。因此以这三种汽油为基础 汽油的M 85甲醇汽 油(体积比为 甲醇85％， 汽油 14．5％，添加剂为0．5％)的市场价分别 是3．68元 。 根据 西安市出租汽车管理处的调查统 计 ，西安市 出租汽 车单车 日均 运行时 间为 1 8小时 ，单车 日均行驶里程450公里 ，年均 行驶320天。 (1)出租汽车完全以CNG为燃料运行时 的燃 油消耗 量 单 车完全燃 气 日均耗 气量G 一单车 日 均运行里程 ×车均百公里耗气量 ÷100 =450×8．3÷ 100=37．35m 单车 完全燃气年均耗气量 G =单车完 全燃气 日均 耗气量G ×年运行 天数 ： 37．35×320=1 1952m 单车完全燃 气 日均燃料 费F ：单车 完 全燃气 Et均耗 气量G ×天然气价格 = 37．35×3．65=1 36．33元 单车完 全燃 气年均燃料 费F =单车完 全燃气 日均燃料 费F ×年运行 天数 =1 36．33×320=43625．6元： (2)出租汽车完全以M85甲醇汽油为燃 料运行时的燃 油消耗量 单车 完全燃M 8 5甲醇 汽油 13均耗 油量 G =单车 日均运行里程 ×车均百 公里耗油 量 ÷100=450 X l1．6÷100=52．2L 单车完全燃M85甲醇汽 油年均耗油量 G =单车完全燃油 日均耗油量G，X年运行 天 数 = 52．2×320-16704元 单车 完全燃M8 5甲醇汽 油 日均燃料 费 = 单车完全燃油 日均耗油量G，×M85甲醇 汽油(以93#汽油为基础油)价格 = 52．2×3．68=1 92．1元 单车完全燃M85甲醇汽油(以93#汽油 为基础油)年均燃料费F =单车完全燃油 日 均燃料费Ff×年运 行天数 = 192．1×320=6l472元 4结论 (1)cNG汽车的改 装成本 高于M85汽 车 ，且需要改动原机。 (2)CNG汽车 的 动力性 低 于原 机 ，而 M85汽车动力性优干原机。 (3)从 目前来看CNG汽车的经济性仍然 优于M85汽车 。 参考文献 [1】蔡 德强 ，韩金丽 ，等．浅析改装车产业链 【J】．中国土木工程学会城市燃气分会压 缩天然气专业委 员会2010年集(二) 【C】，20l0：87～92． 【21阮文德 ，魏世杰 ．CNG技 术在汽车上的 应用[J]．科技信息，2009：54． [3]丛皓 ，赵永权 ．CNG燃料汽车优势分析 及推广应用中存在的问题[J]．节能，2009 (10)：12～1 3． [4】巩 利平 ，杨庆佛．M85甲醇汽油在465Q 汽油机上的性能试验研究[J】．车辆与动 力技术，2009(3)：22～24． 【5】马其华 ，任洪娟．CNG／汽油两用汽车发 动机动力性分析 及改善研究【J】．拖拉机 与农用运输车，2009，36(6)：lO5～lO6． 【6】甲醇汽油 ：更现实的新能源路径[P】．行 业 研 究 ，2009． 【7】王琪 ，陈明 星 ，李佳 ．甲醇汽 油 在M— TEC发动机上 的动力性与经济性试验 研究【J】．内燃机 与动力装置 ，2【Jll(2)： S～ 7 科技创新导报 Science and TechnoIogY Innovation Herald 75