M85甲醇汽油與CNG汽車特性分析研究

摘 要:本文對CNG與M85甲醇汽油汽車燃料的改裝成本、汽車動力性、經濟性做了對比與分析，得出M85甲醇汽油汽車改裝成本、經濟性低于CNG汽車;動力性能優于CNG汽車。

關鍵詞:CNG汽車M85甲醇汽車動力性經濟性

中圖分類號:TP2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(a)-0075-01

1 CNG汽車與M85汽車改裝成本分析

1.1 CNG汽車改裝成本分析

CNG汽車是由汽油、柴油車發展演變而來，而CNG汽車的改裝主要包括汽車發動機系統的改造，儲、供氣系統的供應等。

CNG儲氣、供氣系統的布置、安裝對CNG汽車的性能和安全也很重要。這些成套的配件總價格因產地不同而不同，進口的大約在1900元左右，中外合資和國產的一般為1500元左右。一般出租車常用的鋼質儲氣瓶價值2600元左右。目前，改裝一輛CNG汽車大約需1萬元左右。

1.2 M85汽車改裝成本分析

M85甲醇汽車改裝是不改動原車發動機，加裝一套甲醇/汽油靈活燃料汽車附加電子控制部件，與原車ECU系統匹配，可單獨使用國標汽油和M85的甲醇汽油。任何安裝電噴發動機的車都可以進行這種改裝，改裝甲醇車的過程中并不需要對發動機做任何改造，并且改裝費用除去國家補貼外僅需300-500元。

2 CNG與M85動力性能比較分析

2.1 CNG汽車動力性能分析

汽油車改裝的CNG汽車都存在著動力性顯著下降的問題。動力性下降會影響CNG汽車的正常運行和使用壽命。汽油車改裝的CNG汽車發動機最大功率下降18.1%～24.2%，主要有以下3個原因。

首先，汽油車的壓縮比ε和燃燒系統是為了滿足辛烷值較低的汽油而設計的，并不適合辛烷值較高的天然氣，使天然氣高辛烷值的優勢不能得到最大的發揮。

其次，天然氣進入發動機氣缸要占據空間，使實際進入氣缸內的空氣量減少，造成動力性下降。發動機燃用天然氣時，進氣量僅為燃燒汽油是進氣量的89.8%，在其他條件不變的情況下，利用公式

Pe=(hu/α)ηmηiηvρo

計算，僅進氣量下降這一項便可以使發動機的動力性下降10.2%。

再次，理論混合氣熱值直接影響發動機的動力性能。天然氣理論混合氣熱值為汽油理論混合氣熱值的89.9%，假如兩種燃料都以理論混合氣工作，則以天然氣為燃料時動力性又要下降10.1%。

2.2 M85甲醇汽油汽車的動力性能分析

M85甲醇汽油發動機動力性優于原機。主要由以下2個原因。

首先，影響發動機動力性的主要因素為混合氣低熱值。其計算公式為:

Qmix=hμ/(αL0+1/MT)

其中，hμ為燃料的低熱值;α為過量空氣系數;L0為燃料完全燃燒理論上所需的空氣量;MT為燃料的分子量。雖然甲醇的熱值低，但甲醇中含氧，所需的理論空氣量不到汽油的一半，所以經計算，甲醇的混合氣低熱值為3.07MJ/kg，汽油的低熱值為2.99MJ/kg，兩者大致相當。

其次，甲醇汽化潛熱是汽油的3倍多，在發動機混合氣形成過程中M85甲醇汽油混合氣溫度大大低于汽油混合氣溫度，所以甲醇發動機燃用M85的充氣效率比原機的高，且燃燒后體積增大率比汽油高得多，使得甲醇發動機的動力性優于原機。

3 CNG與M85經濟性比較分析

以西安市為例，西安市出租汽車的運行百公里氣耗平均為8.3m3，運行百公里M85甲醇汽油油耗為11.6L。目前西安市，壓縮天然氣供應價格為3.65元/m3;93#汽油批發價格為6.21元/L。車用燃料甲醇的批發價格是每升1.98元，添加劑均價為50元/噸，M85甲醇汽油由批發到市場價為每噸增加800元。因此以這三種汽油為基礎汽油的M85甲醇汽油(體積比為甲醇85%，汽油14.5%，添加劑為0.5%)的市場價分別是3.68元。

根據西安市出租汽車管理處的調查統計，西安市出租汽車單車日均運行時間為18小時，單車日均行駛里程450公里，年均行駛320天。

(1)出租汽車完全以CNG為燃料運行時的燃油消耗量

單車完全燃氣日均耗氣量Gg=單車日均運行里程×車均百公里耗氣量÷100

=450×8.3÷100=37.35m3

單車完全燃氣年均耗氣量Gga=單車完全燃氣日均耗氣量Gg×年運行天數

=37.35×320=11952m3

單車完全燃氣日均燃料費Fg=單車完全燃氣日均耗氣量Gg×天然氣價格

=37.35×3.65=136.33元

單車完全燃氣年均燃料費Fga=單車完全燃氣日均燃料費Fg×年運行天數

=136.33×320=43625.6元

(2)出租汽車完全以M85甲醇汽油為燃料運行時的燃油消耗量

單車完全燃M85甲醇汽油日均耗油量Gf=單車日均運行里程×車均百公里耗油量÷100=450×11.6÷100=52.2L

單車完全燃M85甲醇汽油年均耗油量Gfa=單車完全燃油日均耗油量Gf×年運行天數

=52.2×320=16704元

單車完全燃M85甲醇汽油日均燃料費Ff=單車完全燃油日均耗油量Gf×M85甲醇汽油(以93#汽油為基礎油)價格

=52.2×3.68=192.1元

單車完全燃M85甲醇汽油(以93#汽油為基礎油)年均燃料費Fga=單車完全燃油日均燃料費Ff×年運行天數

=192.1×320=61472元

4 結論

(1)CNG汽車的改裝成本高于M85汽車，且需要改動原機。

(2)CNG汽車的動力性低于原機，而M85汽車動力性優于原機。

(3)從目前來看CNG汽車的經濟性仍然優于M85汽車。

參考文獻

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