载重汽车改装CNG后的动力性及燃料经济性分析

2024年3月27日发(作者：驾照考c1和c2哪个更实用)

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第２５卷第４期　

贵州大学学报（自然科学版）　

Ｖ０１．２５　Ｎｏ．４　

２００８年７月　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒｌａ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）　

Ｊｕ１．２００８　

文章编号１０００—５２６９（２００８）０４—０４２５—０３　

载重汽车改装ＣＮＧ后的动力性及燃料经济性分析　

靳生盛　，石爱勤　，蔡善乐　

（１．青海交通职业技术学院，青海西宁８１０００３；２．兰州理工大学，甘肃兰州７３００５０）　

摘要：天然气作为车用代用燃料在城市公共交通中已广泛使用，并具有很大的优越性，本文利　

用ＣＡ１０９１型载重汽车在改装前后分别在道路和台架上进行了动力性试验和燃料消耗量的对　

比，结果表明载重汽车改装ＣＮＧ后其动力性有明显下降，但燃料费用也有明显降低，说明在一定　

的条件下载重汽车也有改装ＣＮＧ的价值。　

关键词：载重汽车；ＣＮＧ；汽油；动力性；经济性　

中图分类号：Ｕ４６１．８　文献标识码：Ａ　

Ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｃｏｎｏｍｙ　

ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒｕｃｋ　ｕｓｉｎｇ　ＣＮＧ　ａｎｄ　ｐｅｔｒｏｌ　

ＪＩＮ　Ｓｈｅｎｇ—ｓｈｅｎｇ　，ＳＨＩ　Ａｉ—ｑｉｎ　，ＣＡＩ　Ｓｈａｎ—ｌｅ　

（１．Ｑｉｎｓｈａｉ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｘｉｎｉｎｇ，Ｑｉｎｇｈａｉ　８１０００３，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚ￣ｕ，Ｇａｎｓｕ　７３００５０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎａｔｕｒａｌ　ｇａｓ　１ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｕｓｅｄ　ｗｉｄｅｌｙ　ｉｎ　ｃｉｔｙ　ｂｕｓ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ　ｉｔ　ｈａｓ　ｇｒｅａｔｅｒ　ａｄ—　

ｖａｎｔａｇｅｓ　ｔｈａｎ　ｐｅｔｏｒ１．ｉｒＩ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｗｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｃｏｎｏｍｙ　ｉｎ　ｔｒｕｃｋ　ＣＡ１０９　１　ｕｓｉｎｇ　

ＣＮＧ　ａｎｄ　ｐｅｔｒｏｌ，ｔｈｅ　ｒｅ￥ｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｗａｓ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｅｃｏｎｏｍｙ　ｗａｓ　ｉｍ—　

ｐｒｏｖｅｄ，ＳＯ　ｔｈｅ　ｔｒｕｃｋ　ｕｓｉｎｇ　ＣＮＧ　ａｌｓｏ　ｈａｓ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｉｎ　ｓｏｍｅ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｒｕｃ；ＣＮＧ；ｐｅｔｏｒｌ；ｐｏｗｅｒ；ｅｃｏｎｏｍｙ　

０　引言　

随着我国汽车产量和汽车保有量的急剧增加，汽车在促进我国社会生产力的发展、改善人民生活质量　

的同时也带来了新的社会问题：能源紧张、大气环境污染等［１］。为此压缩天然气（ＣＮＧ）作为汽车新的替　

代能源之一，已得到了广泛的应用。如小汽车改装ＣＮＧ或采用油、汽双燃料的比例逐年在增加。随着小　

汽车和城市公交车改装ＣＮＧ技术的不断成熟和提高，人们也在关注载重汽车能否改装ＣＮＧ的问题。本　

文采用ＣＡ１０９１汽车改装ＣＮＧ来对比分析其改装前后的动力性及经济性。　

１试验方法及设备　

本试验利用改装好的ｃＣＡ１０９１油气两用车（发动机号：９２０９３１６２，底盘号：０３７１９６６，车况一般），在道路　

试验中采用相同的路段和相同的气象条件下，用非接触式测速仪（ＣＴＭ一８）、水力测功仪（Ｄ２６０）、风向风速　

仪（ＤＥＭ６）、声级计（ＮＤ－２）及秒表等仪器对车辆的加速性能、最高车速、直接档最低稳定车速、爬坡能力　

等项目进行试验。并在发动机台架上用ＣＡ６１０２汽油机进行两种燃料在不同转速下发动机输出功率、扭　

矩等实验，绘制发动机外特性曲线。（以上试验均在海拔２０００ｍ～２２００ｍ的区域完成）　

２试验结果　

收稿日期：２００８—０６—１９　

基金项目：青海省交通厅科技项目资助，合同号：２００４—０４　

作者简介：靳生盛（１９７１一），兰州理工大学在读硕士，副教授　

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４２６．　贵州大学学报（自然科学版）　第２５卷　

直接档２０ｋｍ／ｈ加速至５０ｋｍ／ｈ所需距离（ｍ）　

３Ｏ　

３Ｏ　

３Ｏ　

３Ｏ　

３Ｏ　

３０　

２０６．７Ｏ　

３６．４　

２９５．８Ｏ　

６Ｏ．５８　

５３３．７２　

６７　

２０　

１４．６８　

气较油增加４３．１　

气较油增加６６．２９％　

气较油增加８７．７８％　

原地起步换档加速至５０ｋｍ／ｈ所需时间（ｓ）　

原地起步换档加速至５０ｋｍ／ｈ所需距离（ｍ）　

平均最高车速（ｋｍ／ｈ）　

直接档最低稳定车速（ｋｍ／ｈ）　

平均爬坡能力（平均车速）　

２８４．２４　

７７　

２Ｏ　

２３．４７　

气较油降低１２．９８％　

气较油增加Ｏ％　

气较油降低３６．６９％　

２．２行驶燃油消耗量试验结果见表２　

表２百公里等速行驶燃料消耗量试验　

２．３动力性能发动机台架试验结果　

ＣＡ６１０２汽油机两种燃料对比台架试验结果见表３。　

表３　ＣＡ６１０２汽油发动机油气对比试验记录　

根据ＣＡ６１０２汽油机两种燃料对比台架试验结果绘制的发动机外特性曲线，见图１。　

３讨论　

（１）从发动机台架试验和发动机外特性曲线可　

知：用汽油和ＣＮＧ发动机外特性曲线的变化趋势是　

一

致的，最大功率和最大扭矩的出现转速基本接近，　

使用天然气最大功率下降］Ｌ５．４Ｋｗ，下降了２５％。　

最大扭矩下降４３．７Ｎｍ，下降了１６．１％。　

使用ＣＮＧ动力性下降原因分析：①每循环进　

入气缸的进气量直接影响发动机发出的功率从而影　

响汽车动力性，天然气以气体形式进入汽缸，占用了　

相当的汽缸容积从而造成混合气总量下降，使燃烧　

热值降低、燃烧压力降低，则发动机输出功率和扭矩　

下降。据有关资料表明，发动机燃用天然气时进气　

图１　ＣＡ６１０２汽油机两种燃料发动机外特性曲线　

（Ｍｅ、Ｎｅ代表燃油曲线；Ｍｅｌ、Ｎｅｌ燃气曲线）　

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第４期　靳生盛等：载重汽车改装ＣＮＧ后的动力性及燃料经济性分析　

量仅为燃用汽油时进气量的８９．８％，仅进气量下降一项便可以使发动机的动力性能下降１０．２％　。②天　

然气在进气Ｅｌ呈负压状态，使实际进入汽缸的天然气数量较少也造成发动机功率和扭矩降低。③燃料在　

发动机中是以混合气的形式进行燃烧的，混合气的热值对发动机动力性能的影响最为直接。天然气理论　

混合气热值为汽油理论混合气热值的８９．９％，假若两种燃料都在此混合气下工作，由于天然气混合气热　

值不够，则以天然气为燃料使发动机功率下降从而动力性能又要下降１０．１％　Ｊ。因此，动力性的下降是　

不可避免的，但随着随着油改气技术的不断成熟，动力性下降的问题会得到一定的改善。另外，有时会忽　

视对比的对等原则，对等原则实际上也是对比的合理原则或公平原则Ｅ２］。如在做道路试验时还要保证不　

换驾驶员；对比前后的发动机或汽车都应作最佳调整，否则就不能保证对比的准确性。　

（２）从道路试验可知：加速性能有较明显的下降，最高车速有少量的下降，爬坡能力有一定的下降，最　

低稳定车速不变，但在经济性方面有明显的积极作用。因此，对于特定路段长期运营的车辆，有一定的推　

广价值。如城市公交车、单位通勤车、中短程客货车等车辆在平时的运营中不可能长期在最高车速状况下　

使用，加速性能只是在车辆起步时有一定的影响，所以比较适合改装成天然气汽车。但在多坡道的城市道　

路和施工工地从事生产的车辆不利于改装ＣＮＧ。随着电控油气控制元器件的开发利用，油气两用车能够　

很好地解决车辆起步、加速和爬坡问题　Ｊ。　

此外，用ＣＮＧ燃料的车辆有如下一些优点：比燃油安全性高、ＣＮＧ燃料抗暴性能好、ＣＮＧ汽车具有很　

好的环保效果、燃用ＣＮＧ可延长汽车发动机的维修周期等　儿　。　

综上所述，对于非长期在最高车速下使用、非频繁起步、非经常在坡道使用的载重车辆，如果便于加气　

可以改为“ＣＮＧ”和“油”两用车辆使用，这样会达到节约成本和环保双重效益。　

参考文献：　

［１］魏明，龚家伟．天然气／液化石油气汽车的现状和发展前景［Ｊ］．中国农业大学学报，２０００，６．１０２—１０６．　

［２］简林莎，边耀璋．天然气发动机使用性能的分析与改善［Ｊ］．长安大学学报（自然科学版），２００５，５．９４—９８．　

［３］刘生全，马志义，司利增，边耀璋．天然气汽车性能影响因素的试验［Ｊ］．长安大学学报（自然科学版），２００３，０１　

［４］彭洪涛．天然气汽车发展中存在的问题及对策研究［Ｊ］．煤气与热力，２００６，３．２６—２８．　

［５］刘永峰，张幽彤，裴普成．天然气发动机汽车的优势和发展现状［Ｊ］．现代化工．２００６，３．３９５—３９７．　

［６］罗东晓，郑小芬．天然气汽车的经济性分析［Ｊ］．煤气与热力，２００７，０３．２１—２４．　

［７］李富香．西宁地区ＣＮＧ／汽油两用燃料汽车对比试验研究［Ｊ］．青海大学学报（自然科学版），２００７，０３．　

（上接第４２２页）　

４　结论　

（１）与当前规程中热塑性树脂类改性沥青离析试验方法相比，本研究提出热塑性树脂类改性沥青离　

析量化试验所用设备简单，易于操作。　

（２）试验把其离析分为五个阶段，通过观察试样断面判定离析阶段，量化离析试样各部性能差异，对　

离析程度作定量评价，使热塑性树脂类改性沥青离析评价更为全面、准确、可靠。　

参考文献：　

［１］李军，张玉霞，张玉贞．甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝低密度聚乙烯沥青改性剂改性机理研究［Ｊ］．炼油技术与工程，２００７，３７（８）：１６—２ｏ．　

［２］张巨松，王文军，赵宏伟，王红．聚乙烯和聚乙烯胶粉复合改性沥青的实验［Ｊ］．沈阳建筑大学学报（自然科学版），２００７，３（２）：２６７—　

２７０．　

［３］杜月宗，宋晓燕，赵可．一种热贮存稳定的聚乙烯改性沥青材料及制备方法：中国，２００４１００２９５９９．８［Ｐ］．２００５—０９—２８．　

［４］原建安．ＰＥ改性沥青中几个问题的讨论［Ｊ］．西安公路交通大学学报，１９９９，１９（１）：１３—１６，２３．　

［５］ＪＴＪ０５２－２０００公路工程沥青及沥青混合料试验规程［ｓ］．北京：人民交通出版社．２０００．　

［６］ＪＴＪＯ３６＿９８公路改性沥青路面施工技术规范［ｓ］．北京：人民交通出版社．２００４．