LNG車輛優(yōu)勢介紹:①經(jīng)濟優(yōu)勢LNG溫度在一162℃左右，壓力約為0.1 MPa，密度約為423 kg／m3，氣化后體積約為液態(tài)體積的600—624倍，同容積LNG車載氣瓶盛裝量(質(zhì)量)是CNG的2.5倍。國外大型LNG貨車車載氣瓶一次加氣可連續(xù)行駛1 000～1 300 km，非常適合長距離運輸。國內(nèi)410 L車載氣瓶加氣一次在市區(qū)可連續(xù)行駛400～500 km，在高速公路加氣一次可連續(xù)行駛約700 km?？梢奓NG汽車與現(xiàn)有的CNG、LPG汽車相比，大大提升了車輛續(xù)駛里程隅]。如珠海廣通汽車有限公司10.5 m空調(diào)公交車采用335 L的 LNG車載氣瓶，一次充裝可續(xù)行530～550 km。②安全性LNG的燃點為650℃，爆炸極限為5％～15％，氣化后密度較小，稍有泄漏會立即揮發(fā)擴散；而LPG燃點為466℃，爆炸極限為2．4％～9．5％，氣化后密度大于空氣，泄漏后不易擴散；汽油燃點為427℃，爆炸極限為1．0％～7．6％；柴油燃點為260℃，爆炸極限為0．5％～4．1％[819]?？梢娧b載LNG車載氣瓶的汽車比LPG、汽油、柴油汽車更安全。③環(huán)保性LNG中甲烷含量(摩爾分數(shù))在90％以上，且脫除了硫和水分，其組成比CNG更純凈，與燃油車相比，裝載LNG車載氣瓶的汽車有害物質(zhì)排放量降低約85％左右，被稱為真正的環(huán)保汽車。④可實現(xiàn)無排放加氣實施無氣體排放加氣后，可有效減少天然氣氣體的泄放，節(jié)省了燃料，同時減少了發(fā)生火災的可能。以國內(nèi)為例，查特深冷工程系統(tǒng)(常州)有限公司推出了適用無排放加氣的LNG車載氣瓶系列產(chǎn)品，其加氣時間約為常規(guī)排放加氣時間的1／4。⑤可用于車輛制冷利用LNG還可以改變以往汽車空調(diào)的設計思路。目前汽車空調(diào)裝置是基于壓縮式制冷原理開發(fā)的，其結(jié)構(gòu)復雜，具有蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、控制繼電器、電子真空閥、加熱器、轉(zhuǎn)速真空穩(wěn)定器、過濾干燥器、電機以及風扇等，這些裝置都需要汽車發(fā)動機提供動力，必然降低汽車的有效功率。如果將 LNG車載氣瓶內(nèi)的LNG用作燃料的同時又利用其氣化釋放的冷量來制冷和冷卻發(fā)動機，將大大提高汽車的效能。3 LNG車載氣瓶結(jié)構(gòu)及操作原理3．1結(jié)構(gòu)LNG車載氣瓶的作用是儲存并供給燃料。當 LNGV工作時，LNG車載氣瓶中的液化天然氣在自身壓力作用下，從液體管道中流出，經(jīng)燃料切斷閥和過流閥進入氣化器內(nèi)被加熱氣化，供汽車使用。LNG車載氣瓶由內(nèi)膽、外殼、絕熱結(jié)構(gòu)、支撐系統(tǒng)和剛性組件等組成。內(nèi)膽用以盛裝LNG，內(nèi)部有加注噴淋管、液位探頭等。外殼和內(nèi)膽之間是密閉的真空絕熱夾套，夾套采用高真空多層絕熱，又稱超級絕熱。外殼保護內(nèi)膽并對整個瓶體起支撐作用，具有高強度及良好絕熱性能的支承系統(tǒng)將內(nèi)膽懸掛在外殼之內(nèi)；支承結(jié)構(gòu)多采用軸向支撐固定內(nèi)膽。在移動或運輸過程中，內(nèi)膽容易發(fā)生振蕩，尤其對于滿液的LNG車載氣瓶，裝載的LNG自重所引發(fā)的支撐臂的彎曲不可被忽略，最大應力主要出現(xiàn)在頸管與內(nèi)封頭連接處。3．2操作原理開啟增壓閥，氣瓶底部液體通過增壓盤管與外殼內(nèi)壁進行熱交換，轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼魵猓?jīng)組合調(diào)壓閥回到氣瓶氣相空問以增加氣瓶內(nèi)壓力。在使用過程中增壓閥可以一直處于開啟狀態(tài)，其管道是否流通由組合調(diào)壓閥來控制，當氣瓶內(nèi)部壓力達到組合調(diào)壓閥設定壓力后，增壓系統(tǒng)自動關(guān)閉，使用結(jié)束后，手動關(guān)閉增壓閥。進液閥和出液閥用以控制低溫液體的充灌和排放，可通過專門軟管與閥前快速接頭相接，進行對氣瓶的充灌和排放。排放閥與氣瓶氣相空間相連，開啟此閥可釋放氣瓶內(nèi)氣體使壓力降低。氣瓶液位計采用抗振、抗污染的電容式液位計，可有效防止過量充裝。4設計LNG車載氣瓶采用臥式雙圓筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)膽允許的最大盛液容積取0．9倍的公稱容積；內(nèi)膽的組成最多不超過3部分，即采用縱縫1條、環(huán)縫2條的結(jié)構(gòu)。水壓試驗壓力為工作壓力的2倍，氣壓試驗壓力為工作壓力的1.8倍，安全閥開啟壓力為工作壓力的1.1～1.2倍，爆破片爆破壓力不大于工作壓力的2倍。5安全性能試驗LNG車載氣瓶在生產(chǎn)完成后，須通過一系列安全性能試驗，包括振動試驗、火燒試驗、跌落試驗等。5．1振動試驗振動試驗主要模擬檢驗LNG車載氣瓶在汽車運行條件下，內(nèi)膽與外殼的支撐結(jié)構(gòu)、管道系統(tǒng)等附件的耐久性。振動試驗前氣瓶中充裝與裝滿LNG等質(zhì)量的液氮，氣瓶處于完全冷卻狀態(tài)，壓力(表壓)為0 MPa。振動加速度為3 g(g為重力加速度)，振動方向為汽車前進方向的垂直方向。振動完畢后，任何部位不得出現(xiàn)泄漏，靜置30 min以上氣瓶外殼沒有結(jié)露或結(jié)霜現(xiàn)象為合格。5．2火燒試驗火燒試驗考察在汽車發(fā)生火災情況下LNG車載氣瓶絕熱系統(tǒng)性能的安全可靠性。試驗前氣瓶中充裝與裝滿LNG等質(zhì)量的液氮。試驗采用天然氣(或液化石油氣)為燃料，在臥放的氣瓶正下部布置燃氣管道和燃燒裝置，保證氣瓶最低點距燃燒裝置120～130 mm。燃燒裝置大小應足以使氣瓶的主體邊緣完全置于火焰之中，因此燃燒裝置長度至少超出氣瓶在水平面投影長度100 mm，寬度至少超出氣瓶在水平面投影寬度100 mm，但超出長度均不大于200 mm。保證足夠燃燒時間，氣瓶在規(guī)定時間內(nèi)安全閥不起跳為合格。5．3跌落試驗跌落試驗模擬在汽車發(fā)生翻車情況下檢驗 LNG車載氣瓶受沖擊后的完整性。跌落試驗包括對氣瓶最關(guān)鍵部位(自行指定，如封頭、筒體等，管道系統(tǒng)端除外)進行10 m高的跌落試驗和對管道系統(tǒng)端3 m高的跌落試驗。跌落試驗前，氣瓶應裝滿與LNG等質(zhì)量的液氮，氣瓶處于完全冷卻狀態(tài)，壓力(表壓)為0 MPa，地面為混凝土地面。跌落試驗完畢后的l h內(nèi)，氣瓶外殼沒有結(jié)露或結(jié)霜現(xiàn)象為合格。6結(jié)語LNG車載氣瓶作為LNG汽車燃料系統(tǒng)的核心裝備，兼具成本低、充裝使用方便、體積小、自重輕、充裝量大、氣液純凈、運輸裝卸方便、安全可靠等優(yōu)點，其研制開發(fā)為推廣和發(fā)展LNG汽車奠定基礎，對節(jié)約能源、改善城市大氣質(zhì)量具有重要意義