新型清洁能源汽车环保优点分析与发展的趋势

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摘要:汽车已经成为社会生活中必不可少的交通工具，但随着汽车保有量的增加，汽车尾气污染问题越来越引起人们的重视；本文对新型清洁能源汽车在环保方面的优点分析,同时对我国新型清洁能源汽车技术的发展趋势作了探讨。

关键词：清洁能源汽车；环保；优缺点分析；使用与维护；发展趋势

中图分类号：U469.7文献标识码： A 文章编号：

1新型清洁能源汽车的主要类型及特点

1.1清洁能源汽车的类型

1.1.1常压天然气（NaturalGas）汽车即常压储存的气包式常压新型清洁能源汽车，目前已趋于淘汰。

1.1.2压缩天然气（CNG--CompressedNaturalGas）汽车将天然气压力压缩至20MPa左右储存在高压气瓶中。这种存储方式存在储存能力小、气瓶自重大的缺点。目前技术最成熟并得到广泛推广实用的新型清洁能源汽车主要是压缩天然气（CNG）汽车。

1.1.3液化新型清洁能源汽车

将深冷至-162℃的LNG储存在低压、低温绝热容器中，容器自重较轻，存储能力较大，但是生产LNG的投资费用及能耗高，经济效益比CNG差，另外，存储LNG对容器的保温绝热能力要求高。因此，LNG汽车在世界各国均处于实验阶段，尚未商品化。

1.1.4吸附新型清洁能源汽车

所携带的天然气燃料采用活性炭等吸附剂吸附。该活性炭颗粒结构中微孔多，适合吸附大量天然气，每克活性炭颗粒的表面积可达3000m2，相对密度为0.6~0.7，在常温及3.5MPa压力下，每克活性炭吸附甲烷可达17g。标准状态下，每立方米活性炭可吸附甲烷170m2。吸附新型清洁能源汽车仍处于研究开发阶段。

如果新型清洁能源汽车吸附技术实用化，则可大大降低压缩成本，提高新型清洁能源汽车的燃料携带能力，增加新型清洁能源汽车的续驶里程。

1.2按发动机燃料供给系的不同分类

压缩新型清洁能源汽车按其燃料供给系的组成不同或根据天然气发动机使用燃料的特点不同，可分为以下几种：

1.2.1单一燃料压缩天然气（CNG）汽车

这是一种针对天然气单一燃料的特性而专门设计制造的汽车。它使用的发动机可以最大限度地发挥气体燃料的优势，多用于气源供应充分的地区，如油田，或是气源供应稳定的城市。

1.2.2天然气-汽油两用燃料汽车

这种汽车配备两套燃料供给系统，无论采用天然气还是汽油，其发动机都能正常工作，利用选择开关即能实现发动机从一种燃料向另一种燃料的转换，但两种燃料不允许同时使用。该车用发动机需同时兼用汽油与天然气两种燃料，该类汽车较适合于在天然气供给尚未形成网络的地区。

1.2.3柴油-天然气双燃料汽车

该汽车发动机可以同时使用天然气和柴油两种燃料，以少量柴油作为引燃剂，其余大部分燃料为天然气燃料。

2车用天然气的优缺点分析

天然气作为汽车发动机燃料具有以下特点：

2.1优点

2.1.1天然气是一种清洁燃料

天然气在常温下以气态进入发动机，与空气混合均匀，燃烧比较完全，可以大幅度降低CO和HC的排放量，彻底改善微粒排放污染。由于天然气火焰温度低，也会使NO2排放量减少。天然气排放的CO2也比汽油和

柴油降低20%以上，比柴油和汽油更有利于减少地球温室效应。

2.1.2天然气使用特性好

天然气不含汽油、柴油中存在的胶质，因而燃烧中不会产生如汽油、柴油燃料中胶质产生的积炭，并且气体燃料不会对机油产生稀释，因此发动机寿命长，汽车大修里程提高。

2.1.3天然气具有较好的抗爆性

天然气辛烷值约为130，而高级汽油的辛烷值仅96左右。所以天然气不需要添加剂、不需要抗爆剂，汽油机使用天然气时，可适当增大发动机压缩比和点火提前角，从而提高发动机性能。

2.1.4天然气具有较好的安全性

天然气储存在经专门设计加工的高强度气瓶内，传输和加注均是在封闭的管道内进行，气瓶不易破坏，管路不会泄露。即使有泄露现象发生，由于天然气比较轻，在空气中遇威风即被吹散，加上天然气燃点高--汽油的自燃温度220～471℃（一般取430℃）天然气自燃温度630-730℃，一般取650℃，不易形成可燃混合气，所以汽车用天然气不易产生火灾事故，比用汽油更安全。

2.1.5天然气发生泄漏时很易被发觉

在原始状态时，天然气是无色、无味、无毒性的物质。基于安全的原因，在生产过程中，在天然气中加入具有独特臭味的加臭剂。当发生泄漏时，很容易发觉。

2.2缺点

2.2.1天然气携带性差

常温下天然气极难液化，天然气沸点为-162℃，只有当温度达到-162℃和低于此温度时，天然气方能转变为液态。由于沸点非常低，天然气是非常难以液化的，目前采用的天然气燃料均采用高压（20MPa左右）储存在高压气瓶内，使汽车自重加大，车体内有效空间减少，同时限制了汽车的续驶里程。

2.2.2天然气发动机动力下降

由于天然气燃料本身是气态，会占据部分气缸容积，充入缸内的空气量比使用液体燃料少10%左右，使得相同的可燃混合气热值降低，与同排量的汽油机相比，使用天然气时发动机功率有所下降。

此外天然气燃烧时火焰传播速度较慢（天然气33.8cm/s，汽油39~47cm/s，），这样在燃烧室内燃烧时燃烧速度下降，增加传热损失，使得天然气发动机热效率降低。从分子学角度分析，天然气燃烧前后气体的摩尔数没有发生变化，而汽油燃烧后气体的摩尔数会增大，这样由于燃烧后的摩尔数不同会影响到发动机的功率输出，由于天然气燃烧后摩尔数不增加，则功率输出相对较小，使其机械效率有所降低。

3 天然气-汽油两用燃料汽车的使用与维护

目前应用的新型清洁能源汽车大多为天然气-汽油两用燃料汽车。天然气-汽油两用燃料汽车的使用与维护方法如下。

3.1新型清洁能源汽车的改装调试必须由专业技术人员来完成。

3.2天然气装置的维护保养应结合汽车的各级保养同时进行。

3.3驾驶员必须通过系统安全技术培训，经考核合格后方能上岗。

3.4进入加气站要保证车辆不漏气、不漏电、不漏油，要严格遵守加气站的管理规定、关闭点火开关、关闭车上的一切用电设施，拉好手刹、变速箱置于非空挡。待加完气（不超过20MPa），加气站人员让离开时才能离开。

每次出车前，应缓慢开启各天然气瓶阀，然后缓慢开启手动高压截止阀，观察压力表，检查管路接头和减压阀是否漏气，打开后备箱盖，检查气瓶及气瓶周围设施是否松动，周围有无违禁物品，有无天然气泄漏现象，有无气味；检查气瓶组架紧固螺栓、螺母是否齐全、钢瓶有无碰擦，加气阀及支架是否端正。

打开气阀时，人不要正对阀口，防止气体冲坏阀体伤人。冬季启动应怠速预热至60℃以上,防止减压器结霜冰堵。一般使用天然气车要在出车前、行驶中停、收车后要用尾气检漏仪进行检漏。同时要保证不漏电、不漏火。

3.5车厢内严禁吸烟，严禁超速行驶、强行超车，严防气瓶及高压管路受到碰撞，路面不平整尽量缓行。如发现驾驶室有天然气漏气味道，发动机罩内有烟雾现象，立即靠边停车熄火，断开总电源，关闭主气阀，准备好灭火器方可打开发动机罩

检查，防止空气侵入，火苗窜出，必要时实施灭火。

3.6行驶途中停车超过10min，应关闭主气阀，切断总电源；收班停车应关闭手动截止阀。

3.7 每周应清理一次空气滤清器芯子。如滤清器芯子较脏或损坏，将影响天然气供气系统的性能，致使天然气装置性能不佳，启动、怠速不良。

3.8 每月检查一次高压管线、滤芯、电磁阀芯，调整各级减压阀压力。每月卸下一次减压调节器上的排污塞，放掉油污和凝结物。如果堵塞物未放出，将严重影响减压调节器的性能。高压管线、卡套接头只能更换新件，不允许“修复”后使用。

3.9 半年全面检修减压阀及天然气系统一次，按要求调整整个系统、更换损坏件。

4新型清洁能源汽车技术的发展趋势

4.1区域发展模式

新型清洁能源汽车虽然有国家补贴等优势，但随着市场竞争日趋激烈，加气站站址选择越来越困难，安全管理要求高，汽车尾气排放标准仍有待提高，相关的标准规范有待完善以及需要保持一定比例的油气价差等挑战。我国新型清洁能源汽车的发展路线:燃料形式以CNG为主，LNG在沿海地区将有一定发展。

4.2汽车发动机正逐步向单燃料、原产车过渡

在CNG汽车市场发展的初期，在加气站网络建设不完善情况下，为快速启动市场，新型清洁能源汽车以改装车、双燃料车为主。改装的新型清洁能源汽车虽然排放量有所降低，但仍不是真正意义上的清洁汽车，而且动力性要下降10%左右。

对于出租车来说，一般出租车的寿命周期只有5年，使用3年以上的出租车再改装就失去意义了。随着CNG汽车市场的逐步发展，原产车逐渐成为主流。2007年，我国CNG原产车所占比例已经提高到38.8%，比2006年增长8.4个百分点。

在我国新型清洁能源汽车发展较早的四川省，1998年开始推广新型清洁能源汽车，目前新型清洁能源汽车的生产方式基本实现了由改装到整车生产的过渡，原产车的比例由2006年的32.5%增长到2007年的40.1%虽然天然气/汽油(柴油)双燃料汽车在动力性能、排放方而有一定的局限性，但由于我国CNG业务正处于启动阶段，加气站网络不完善，而且改装车都是双燃料车，因此在现阶段我国CNG汽车仍然是以双燃料车为主。

2006年，我国双燃料汽车占总量的88%;2007年略有下降，占总量的85%。单燃料天然气发动机在节省燃料、增强动力、排放水平、单次充气行驶里程方而都有很大提升。目前国内单燃料、原产新型清洁能源汽车已批量投放市场，购买成本将逐步降低，因此未来新型清洁能源汽车发展的趋势将是原产车、单燃料车。

4.3应用领域以出租车、公交车为主

新型清洁能源汽车应用领域的选择是关系到新型清洁能源汽车能否保持持续快速增长的重要因素。在我国，有相对固定行驶路线的出租车、公交车约占我国汽车保有量的10%，但是其年运行总里程却是私家车的5～10倍，因此出租车、公交车是我国CNG汽车发展的首选目标。

对于北京等大城市来说，应以发展公交为主，原产车为主;中小城市则以发展出租车为主，车型初期以改装车为主，逐步过渡到原产车。但由于公交车、出租车的总容量有限，当CNG汽车发展到一定规模后，可能会进入一个相对停滞期。

随着加气网络的完善，城市市政车、功能车和私家车会逐步成为新型清洁能源汽车的发展方向，四川省和重庆市在这方而已有了较大发展。同时，还应积极开展区域性应用，发展都市物流车、城际客运、区间物流等，形成沿国家主干公路的加气站布局，变“一点”发展为“沿线”发展，最终形成“全而”发展。

5结语

在我国，新型清洁能源汽车产业正处于高速发展阶段，我们要认识到机遇和挑战并存，要采取循序渐进、逐步推广的方式，从而使燃气汽车在适当的地区，以相适的规模和技术水平获得应用，从而获取应有的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]周相露，周志杰.新型清洁能源汽车发展及对策探讨[J].华东科技，2012（4）：36.