隨著“西氣東輸”工程、深圳大鵬灣進口LNG接收站工程等大型天然氣儲運工程的相繼投運，全國上下很快掀起了天然氣推廣應用的新***。來勢之猛，波及范圍之大前所未有。各大中城市除了迅速興起的天然氣氣化工程外，天然氣汽車的廣泛應用更是熱不可及。汽油車改裝成CNG/汽油兩用燃料車的技術日臻成熟。然而占全國汽車保有量約30%左右的柴油車改用天然氣作燃料的卻微乎其微。從統(tǒng)計資料來看，雖然柴油車的總數(shù)只有汽油車的40%，但耗用的燃料總量卻是汽油車的1.78倍還多。這是因為約有50～60%左右的柴油車都是大功率的柴油重型卡車，其油耗量大都是汽油車的2～3倍左右。因此成千上萬輛柴油汽車改用天然氣作燃料，對于燃油的節(jié)約和環(huán)保要求的重大意義，已經(jīng)成為廣大運輸企業(yè)和天然氣行業(yè)的共識。 1.柴油車改裝CNG雙燃料車的難點 2000年左右西安曾先后改裝了幾十臺柴油公交車，都由于當時的技術方案不成熟等各種原因而告失??；最近外地某公司將一臺舊柴油車改裝成CNG單燃料車，不但動力下降很多，而且燃料消耗從原先60升/百公里的柴油，上升到100標方/百公里的天然氣（正常情況下1升柴油約等于1.1～1.2標方天然氣）；去年西安一公司花費了5萬多元，用某國進口技術將一臺柴油車改裝成CNG單燃料車，不但通過加厚汽缸墊降低壓縮比，還修改了燃燒室，加裝了火花塞等，結果很不理想。燃燒溫度很高，一遇到爬坡就開鍋，最后不得已將水箱加大，還沒有完全解決問題。 以上這些不成功的例子說明，柴油汽車改用天然氣，從技術角度看的確有許多難點。主要表現(xiàn)在，柴油發(fā)動機的壓縮比高，燃用天然氣容易引起爆震；天然氣著火溫度高于柴油，因此改成天然氣發(fā)動機難于用壓燃方式，只能用火花點燃方式；柴油車改用天然氣，汽缸內(nèi)燃燒溫度和排氣溫度都很高，易造成水箱開鍋；電控系統(tǒng)如何依據(jù)發(fā)動機的運行參數(shù)，精確控制進入發(fā)動機的燃料與空氣的流量；改裝成柴油/天然氣雙燃料車的柴油替代率很小，實用價值很低；以上各項技術如果解決得不好，不但會使原柴油車的動力性能下降，而且會使燃料的消耗量大大增加，經(jīng)濟性大幅度下降。不可能為廣大用戶所接受。 盡管柴油車的改裝存在著諸多攔路虎，許多企業(yè)和技術人員經(jīng)歷了一次又一次失敗的教訓，也曾有學者發(fā)表文章對在用柴油車的改裝技術判了“”，但是人們探討柴油車改裝技術的努力并沒有放棄，熱情未減。經(jīng)過多年的不懈努力與修煉，終于獲得了累累碩果。許多改裝技術方案紛紛在各種研討會上亮相，不少技術已經(jīng)得到實踐的考驗，取得了比較理想的結果。 2.常見的幾種改裝技術方案 目前常見的柴油汽車改裝技術方案主要有兩大類，將原柴油車改裝成天然氣單燃料車和改裝成柴油/天然氣雙燃料車。兩類技術各有其成功之處，也有它的局限性。 2.1天然氣單燃料車的改裝技術 2.1.1柴油發(fā)動機制造廠的改裝技術 一般是以原有某型號柴油機為基礎，重新研制開發(fā)出新型天然氣發(fā)動機。主要做了三方面的改進設計： （1）結構設計：針對天然氣發(fā)動機的燃燒特性，重新確定了壓縮比，并對燃燒室、活塞、氣缸蓋、排氣管、進氣門及座圈、凸輪軸等少數(shù)零件進行了改進設計。其余保持與原柴油機不變。 （2）燃料供給系統(tǒng)與點火系統(tǒng)：以燃氣供給系統(tǒng)取代原柴油機的燃油供給系統(tǒng)，用進氣總管與混合供氣方式。用高電壓、高能量直接點火方式。每缸設置獨立的點火線圈、火花塞與高壓線。 （3）電子控制系統(tǒng)：用閉環(huán)控制技術，系統(tǒng)依據(jù)多個傳感器所集的發(fā)動機的運行參數(shù)，經(jīng)控制單元集中處理后，通過執(zhí)行器對燃料噴射裝置、節(jié)氣門、排放氣閥、點火系統(tǒng)等進行精確控制。 這種專業(yè)改裝技術不但保證了原柴油機的動力性能，其他指標均優(yōu)于原柴油機。 2.1.2非發(fā)動機專業(yè)廠的改裝技術 這種技術主要應用于在用柴油車的改裝。它不具備對原柴油發(fā)動機的機體和零部件進行大量的專業(yè)性改進加工的能力。只能做些修修補補的簡單工作，如為了降低壓縮比加厚汽缸墊；在原柴油機噴油嘴位置加裝點火系統(tǒng)；在原有的空氣進氣系統(tǒng)加裝天然氣混和裝置；在電控系統(tǒng)所作的改進工作量最大，各家都有自己的高招，目的是解決好天然氣與空氣的混合比，使發(fā)動機氣缸的燃燒性能保持最佳。 這種改裝技術，原柴油機的機體和燃燒系統(tǒng)畢竟沒有完全改變，依然是符合柴油的燃燒特性，現(xiàn)在改用天然氣，將原先柴油機的迪塞爾循環(huán)的熱力學工作原理，改變?yōu)榛鸹ㄈc火的汽油機工作原理，原機的動力性能難免受到影響。 2.2柴油/天然氣雙燃料車的改裝技術 這種技術仍然立足于原柴油機的迪塞爾循環(huán)的熱力學工作原理。保留原柴油機的壓燃點火方式不變，高壓縮比不變，發(fā)動機機體和零部件基本不變。但在氣缸中被壓縮的介質(zhì)，由原來柴油機中的單純空氣變?yōu)樘烊粴馀c空氣的混合氣體。發(fā)動機工作時變原來的純柴油燃燒為柴油與天然氣的混和燃燒。電控系統(tǒng)主要用于依據(jù)各種傳感器檢測的發(fā)動機運行信號，分別控制進入發(fā)動機的柴油、天然氣與空氣的流量，以實現(xiàn)柴油、天然氣與空氣的合理配比。 當然，在具體的實施細節(jié)上，各企業(yè)均有自己的專有技術和秘訣。 2.2.1高壓直噴技術 以加拿大西港公司的HPDI技術為代表的高壓直噴技術，或稱作正壓噴射型（高壓電磁噴射閥）技術。其主要特點是用雙重共軌雙燃料噴射器，在汽缸中的空氣被壓縮到接近沖程末點時，按一定配比的柴油與天然氣先后通過雙燃料噴射器，高壓直接噴入汽缸；電子控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)依據(jù)發(fā)動機的運行參數(shù)，精確控制進入氣缸的柴油與天然氣量以及噴入的時間，而且所適用的燃料壓力范圍很寬。這種技術在保留了發(fā)動機原有效率和性能的同時，減少了排放。柴油的替代率高達90%以上。主要應用對象是重型和中型大馬力柴油卡車。 2.2.2正壓單點噴射供氣技術 該技術的核心是在天然氣的供氣系統(tǒng)中，經(jīng)減壓器穩(wěn)壓后的天然氣的壓力，始終要高于增壓后的進氣總管中的空氣壓力，即保持一定正壓的天然氣，通過分配器控制流量，經(jīng)由進氣噴嘴從中冷器之后的進氣總管噴入（稱為單點噴射），在總管中與空氣混合進入各個氣缸，形成可燃混合氣。同時，油控機構動作，對油控齒條進行限位，以減少每個汽缸壓縮沖程末噴入引燃的柴油量。另外，電控系統(tǒng)可以精確控制燃料的供給量，針對車輛不同轉速和負荷的工況進行分級控制。 2.2.3模糊電控技術 該技術主要有三項突出特點。一是電控系統(tǒng)用了模糊優(yōu)選控制技術，不同于其他方案的精確控制技術；二是進氣系統(tǒng)天然氣與空氣的混合是通過具有特殊腔道的混合器進行，并對混合氣體進行增壓與中冷（針對增壓發(fā)動機）。別的方案沒有混合器，是在空氣增壓后在總進氣管中噴入天然氣，實現(xiàn)兩者的混合；三是系統(tǒng)對減壓后的天然氣的壓力沒有要求，即是說，適用的供氣壓力范圍很寬，不同于其他技術的負壓供氣和正壓供氣方式。 3.公司所嘗試的柴油車改裝情況 一個客戶打通了我的手機，委托我公司先后改裝了5臺壓縮天然氣長管拖車的牽引機車--東風EQ4163W,其發(fā)動機為C-260-20型柴油發(fā)動機。還有5臺陜汽生產(chǎn)的德龍牽引車已開始作改裝準備工作。 正在運行的這5臺東風牽引車，最長的已經(jīng)安全行駛了5個月。合作雙方對運行中的雙燃料車輛進行了路試檢測，又先后兩次委托西安汽車產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站作了進一步測試?，F(xiàn)將部分檢測數(shù)據(jù)提供給大家參考。 3.1改裝前的車輛技術數(shù)據(jù)： （1）牽引車編號/型號：陜AB0029/東風牌EQ4163W （2）柴油發(fā)動機型號：C-260-20 （3）CNG長管拖車編號/總質(zhì)量：1號/約40噸 （4）該車改裝前的平均油耗：37.5升/百公里（數(shù)月實際運行統(tǒng)計平均值） 3.2改裝后路試測試數(shù)據(jù)： （1）路試里程：86公里（21892Km---21806Km） （2）路試車速：70公里/小時 （3）路試柴油耗量：8.9升/86公里 （折算為10.3升/百公里） （4）路試CNG耗量：22.5Nm3/86公里 （折算為26.2Nm3/百公里） 3.3道路試驗結果： （1）柴油替代率：（37.5-10.3）/37.5×100%=72.5% （2）動力性能：司機感覺動力比改裝前要大一些 （3）油氣消耗比： 1 Nm3天然氣=（37.5-10.3）/26.2=1.04公升柴油 26.2 Nm3天然氣=27.2公升柴油 油氣消耗比V=10.3/27.2=38% 3.4雙燃料的經(jīng)濟性估算： 用改裝后的雙燃料汽車，從下面的計算可清楚地看出，每輛車每月可節(jié)省燃料費10950元（與純柴油相比）： 公司長管拖車多數(shù)每天行駛約500公里左右，按72.5%的柴油替代率計算，每天單程可節(jié)省的費用：（0#柴油價格：4.96元/升；CNG價格：2.65元/標方） 2.5×37.5×72.5%×（4.96-2.65）=157元/天.單程 返回空車用的是長管拖車氣瓶中的剩余氣體，故回程用氣可按子站的進氣價（1.90元/標方）計算： 2.5×37.5×72.5%×（4.96-1.90）=208元/天.單程 合計每車每天可節(jié)省燃料費365元，月節(jié)省10950元，年共計可節(jié)省燃料費131，400元，可見柴油車改裝后的經(jīng)濟性非常突出。 3.5對改車技術的評價 通過改裝的東風牽引車幾個月來的運行實踐與路試結果，可以對該項技術及改裝工作總結如下： （1）當車速在54公里/小時，柴油的替代率僅有58%，車速低于50公里/小時，替代率更低。所以低運行速度，如公交車的柴油替代率是不理想的，不適于用該項改裝技術。 （2）當車速在65～70公里/小時左右時，柴油替代率就提高到72.8～76.3%。所以該技術更適合于長途客、貨車的改裝。 （3）發(fā)動機燃燒性能良好，無論平路行駛加速，還是爬坡翻山，水箱的溫度始終保持正常,和未改裝前燒柴油的情況一樣。 （4）根據(jù)司機操作時的個人感覺，當踩油門加速時感覺動力比改裝前大得多，只能輕輕點。 （5）幾個月行駛以來，改裝過的發(fā)動機系統(tǒng)未發(fā)生任何故障。 以上情況說明，柴油車改裝技術是一項比較成熟的技術，較好的解決了柴油車改裝中所存在的一些難題。而且實踐證明該項技術方案思路新穎，工作原理先進、性能穩(wěn)定可靠，安裝簡單容易，不需對發(fā)動機作任何改動，不需改變原發(fā)動機的壓縮比，和進口技術相比費用較低（隨著批量的增加還會進一步降低），維修方便。因此比較適合中國國情，是一項容易為客戶接受，也值得大力推廣的先進技術。 我很高興借此機會將這種改裝技術向大家作一簡單介紹，與到會的同仁們進行交流