【汽车与环境】江苏上淮动力有限公司董事长韩志玉:高性能天然气发动机——现实的清洁低碳汽车动力

盖世汽车综合 2017-12-09

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江苏上淮动力有限公司董事长、国家“千人计划”特聘专家 韩志玉

天然气能源的定位,它是优质高效绿色清洁的低碳能源;是我国稳步推进能源消费革命、构建清洁低碳、安全高效现代能源体系的必由之路,有效治理大气污染、积极应对气侯变化等生态环境问题的现实选择。国家发改委等13部委下发了《加快推进天然气利用的意见》。

为什么讲是低碳能呢?很多人讲不太清楚,是一个碳4个氢,能不能讲的清楚一些,我把化学分子式一写,这个我们碳氢化学物,把这个分子式一写,天然气的主要成分是甲烷,N等于1,M等于4,一算得出来结论,理论上相同发生量下燃油天然气比燃油汽油产生的二氧化碳,根据这上面的数字一算是20.6%,这是基本化学告诉我们,相同发热量下燃用天然气比燃用汽油产生的二氧化碳减少20.6%。论坛里面有哪个技术一下子能够把二氧化碳在比较低成本的情况下降低20.6%。

基于这样的考虑,目标的目标:2030年产量280-300万辆;保有量1400万辆,这是国家的一个目标。

天然气作为车用燃料的基本特点:

清洁燃烧,有害排放低,特别是没有颗粒的排放;二氧化碳排放低;利用然特点可以设计更好的发动机。辛烷值高,可以采用较高的压缩比。

解决主要的技术问题,天然气发动动力性下降的问题,很多人有误解,并不是天然气本身的缺点,它要占据空气的一部分进入舱里头,不是燃料燃烧造成的,就像我们进门,我们三个人出去带一点油放车上,要加一部分的空间给另外一个人出去,充气效率低,导致动力下降。它的温度、排气温度和热负荷要重新考虑。

我们的实践就是开发高性能天然气发动机,有几个特点:

废弃涡轮增压;天然气MPI+汽油MPI;当量燃烧,由于当量燃烧可以采用三元催化后处理,单一控制两种燃料喷射,而不是改装的,它有很多问题。喷射压力8个大气压,压缩比12以上。为什么是MPI呢?按照法规,或者说欧洲的实践,我们气站没有加油站多,允许你装一个加油箱,做法规认证只考核你天然气,假设按照双燃料,超过1箱油箱,要经过天然气考核,在我们国家执法越来越严,是不允许的,法规上视为你为单一原料。

针对天然气我们做一系列的优化,由于充气效率低,它的动力要下降,我们要克服这个问题,我们采取一系列的基础措施,特别是我们有一个发明专利,非对称配气系统(AVT技术)专利设计,提高发动机中低速输出扭矩。这是一个增压发动机,在低速段,而且这是非增压的,采用了非对称的配气系统专利设计,提高发动机中低速输出扭矩。

我们知道PFI的嘴放置的位置对排放有影响,直喷影响有很大,天然气的嘴的放置,对混合气体影响大吗?我们专门做过多循环、多缸、全复合,得出来一个结论,喷射器安装角度对混合气均匀性影响,相比喷射时刻要小,它不是一个循环,是多循环。

压缩比优化,压缩比提高明显是有利经济性提高,对动力性改善较小。天然气燃烧它的排放很低的,它的结论是热负荷大,排温不高。

另外一个是耐久型设计与考核,由于没有油的变化,对气门间隙要求很大,困扰着用户,经常烧阀,我们采用了特殊的结构设计,不止是材料,使得耐磨大幅度提高。我们这个问题彻底得到了解决。

这是增压的,对于你们来说是右边,左边是1.5直吸的,有点不符合实际,最高的效率1.5增压到37%,直吸达到36%,我们这个水平比现有的技术高多了,这个是205,这个是210,它有一个特点,大家看经济性往上走,不存在加盟的问题。

C02核燃料耗率大幅度下降,二氧化碳下降27.4%,相应的汽化,公告油耗是7.6升,我们用二氧化碳折算出来是1.5升,接近到2020年的油耗,这是一个实车,但是它的油耗不是特别好,它不是三厢轿车。

我们另外一个企业是两个车型,整备质量1260kg,采用1.2T天然气发动机,根据实测发动机万有曲线计算出NEDC气耗4.81L/100km。

我再给大家介绍一下欧洲今年最新的天然气车的技术,这是2017年我朋友刚拿过来的,这是奥迪最新的A4,它采用2.0L TFSI CNG发动机,加气里程是500km,现在这个车已经达到了欧洲2020年二氧化碳排放的限制,达到我们国家2025年的,它的气耗500公里,有4个气瓶,为什么我们的技术跟欧洲一样的,这是一个小油箱,这是4个气瓶,它的气瓶132升,能够跑500公里,刚才非常的有体会,考虑动力总成的时候要整车也考虑起来,不是简单的把一个塞进行李厢里面,对整个车进行优化,125千瓦,276米,烧天然气,我们是12,它是12.6,最高的是40%,我是37%,他也是减压阀,是5到10公斤的燃气喷射,这个代表了天然气轿车的最高水平。

花一张PPT给大家介绍一下我们上淮动力,它是致力于新型车用高性能燃气发动机总成研发、制造和应用的高新科技企业。公司新近在苏州高新区成立了研发中心。

结论:天然气是现实的汽车低碳技术,在广袤的大地上我们不应该采用单一的能源技术,而应该采用“油、气、电”多元的汽车能源政策,我认为在近10年、20年会是“油、气、电”的可能性最大。

谢谢大家。


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