潍柴燃气发动机介绍及NGV发展展望

绿色燃气动力，潍柴集团蓝擎NG发动机介绍及中国NGV发展展望季春林2012年3月

目录四、配套应用情况

三、产品发展与进步二、产品技术特点

一、企业概况五、NGV是替代能源的必由之路

六、目前NGV发展的机遇

一、企业概况1.1企业产权结构潍柴控股集团潍坊潍柴道依茨公司潍柴进出口公司潍柴重机000880SZ潍柴动力股份有限公司2338HK000338SZ陕西法士特陕西重汽株洲火花塞扬柴东风越野车扬州亚星潍柴西港新能源主营业务：动力总成、整车、零部件重潍柴中速机业务重潍柴高速机业务上海和达40%山东重工山工集团山汽集团德工集团WP5、WP6、WP7、WP10、WP12NG等车用气体发动机功率：120-280千瓦国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ排放公交、公路客车、重卡等出口到多个国家和地区。公司始建于1999年潍柴动力控股新能源发动机制造企业厂房建筑面积2万平米年生产能力四万台建有先进的产品开发试验装备。1.2潍柴动力西港新能源有限公司简介1.3研发基础设施占地6000多平米12个气体机专用试验台燃烧开发及性能标定能力试验装备世界一流瞬态交流电力测功系统全流排放设备燃烧分析仪发电机组试验台自动化性能试验台天然气压缩子站1.4“三高”试验在吐鲁番火焰山地区热区试验大气温度：45℃，地面温度：60℃；发动机表面温度：105℃；黑龙江漠河寒区试验零下30℃发动机顺利启动青海昆仑山高原试验车载35吨，运行在海拨4000米以上昆仑山上。1.5产品型谱型号1000转扭矩(N·m)最大扭矩(N·m)/rpm额定功率(kW/hp)额定转速(r/min)最低燃气耗(g/kW·h)1米噪声dB(A)WP5NG165E30/40520560/(1300-1500)121/165230018595WP5NG180E30/40550600/(1300-1500)132/180230018595WP6NG210E30/40600680/(1300-1500)155/210230018595WP6NG240E30/40700780/(1300-1500)176/240230018595WP7NG240E30/40750900/(1300-1500)176/240230018595WP7NG260E30/40800980/(1300-1500)191/260230018595WP10NG280E30/409501160/(1300-1500)206/280220018595WP10NG300E30/4010001230/(1300-1500)220/300220018595WP10NG336E30/4010501350/(1300-1500)247/300220018595WP12NG350E30/4011001400/(1300-1500)257/350220018596WP12NG380E30/4011501500/(1300-1500)280/380220018596WP13NG420E30/4013501750/(1300-1500)309/420210018596WP13NG450E30/4014501800/(1300-1500)331/450210018596在用产品WP7270210WP6210240WP10260336WP12330380客车配套：8.5~18米公交，8.5~12米客运中重卡：8吨以上矿用车：宽体自卸排量L功率WP13NG440420WP12.HPDI440HPDI480WP516518012年完成11年完成1.6产品平台1可供选型的产品系列宽：P5、P6、P7、P10、P12、P132配套车型全：产品涵盖牵引、自卸、载货、矿用、水泥搅拌、偏置码头等各类车型。3专业研发队伍，专业试验设备，专业制造基地，专业售后团队4产品持续提升能力强：WoodWard--BOSCH--HPDI5产品国内市场占有率85％以上，在各种工况下得到很好验证，积累了宝贵的应用数据和经验6可在150～450马力范围内提供完美的燃气动力解决方案：可旧机再制造、旧车置换等1.7六大产品优势二、产品技术特点压缩比独特混合系统配气系统针对重卡专门匹配2.1如何确保气耗比同类机型低10%活塞活塞环气门密封套2.2如何应对机油消耗高的问题2.3如何应对热负荷高的问题？大流量水冷增压器水泵内冷振荡油道活塞排气管2.4如何应对气门及座圈磨损问题？气门座圈进排气门1、点火线圈10万公里2、高压线10万公里3、火花塞5-8万公里BOSCH2.5如何提高点火系统的可靠性？板式换热器ECU控制低温启动2.6如何解决低温启动的问题？三、产品发展与进步混合器电喷WoodWard系统BOSH系统HPDI切换中级阶段高智能化提升点燃压燃革命生产一代研发一代储备一代CAN通讯主要功能：主要性能参数及故障诊断与CAN仪表通讯与自动变速箱、ABS等实现通讯3.1生产一代：Woodward系统湿度传感器主要功能：根据空气湿度的变化，ECU控制燃料喷射量对功率进行补偿，保证晴天/雨天、夏季/冬季功率一样，提高气候适应性。巡航、PTO功能：车速控制工程车配套船机动力3.1生产一代：Woodward系统BOSH公司专供的铱、铂金焊点火花塞，使用寿命10～12万公里BOSH公司专供喷嘴耐磨、耐低温性能好,寿命提高50%笔式点火线圈取消高压线，减少故障点，寿命延长一倍3.2研发一代：BOSH系统发动机ECU安装在发动机上，便于装车诊断维修设备、诊断接口、故障代码等与潍柴共轨柴油机一致便于与柴油机同步实现社会化服务智能化与共轨柴油机同步CAN通讯巡航、PTO、排气制动多功率开关共轨行恒温风扇3.2研发一代：BOSH系统发动机缸内直喷需要5%的柴油用于点燃NGNG喷射压力达到300bar动力性与柴油机一样：P10-360马力;P12-450马力排放轻松达到国V、VI3.3储备一代：HPDI发动机喷射器LNG罐滤清器稳压器低压切断阀3.4LNG发动机配套技术升级四、配套应用情况4.1发动机配套情况五、NGV是替代能源的必由之路问题：未来石油的替代能源是什么？5.1电动汽车煤炭转换为电能的效率一般为40%左右；一辆10-12米的纯电动公交车每公里耗电约1度，按照80%的火力发电计算。每百公里耗电在发电厂的相应排放见下图（单位：公斤）1、沸点和粘度低，燃料的存储和密封问题2、燃料供应系统较复杂，需专门设计

缺点

优点1、可从煤、煤层气、天然气等多种资源中制取3、二甲醚对推广还受国家政策等影响2、自燃温度、沸点低，混合气形成好，着火落后期短，低温启动性好3、对金属没有腐蚀作用，进入大气不会发生光化学反应，不会形成二次污染，对人体无害5.2二甲醚1、矿物油掺烧醇类后有醇和醛出现2、金属腐蚀和供油系统堵塞、橡胶件溶胀、润滑油污染

缺点

优点1、天然气合成或从煤炭制取，原料丰富，成本低3、冷起动困难、易产生气阻和热起动性差及甲醇毒性大等2、由单糖类\淀粉类植物\木质纤维素发酵3、掺醇燃料碳烟和CO、HC排放下降明显

5.3醇类（甲醇／乙醇）4、乙醇在我国主要通过粮食转化获得，现有工艺原料成本高

1、沼气发动机中硫对发动机腐蚀严重，易导致润滑油变质2、金属腐蚀和供油系统堵塞、橡胶件溶胀、润滑油污染

缺点

优点1、来源丰富，变废为宝3、秸杆气中的焦油在进气系统沉积影响发动机可靠性2、适于作为分布式能源5.4生物质气（秸杆气/沼气）1、天然气合成柴油，价格问题2、煤合成柴油，技术问题

缺点

优点1、天然气合成柴油技术相对成熟，燃料品质好2、煤合成柴油，油品质量一般，技术条件比较苛刻，国外还没有一套大规模生产装置5.5合成柴油（GTL）1、粘度较高而影响喷射行程，喷射效果不佳2、粘度大容易阻塞过滤装置，在燃油系统中易沉积

缺点

优点1、植物油、动物油转化3、含甲醇与甘油，会逐渐降解橡胶零件2、保证柴油质量一致比较困难3、燃料可生物降解，利于降低生命体循环的CO2排放量5.6生物柴油4、低比率掺烧的生物柴油正得到广泛接受

1、加压降温置于5MPa、-253℃的容器内才能供汽车2、最新隔热技术制成的低温罐，每天仍需排除2%体积的氢以降低由于温度升高而引起的蒸气压力上升

缺点

优点1、氢是唯一不含碳的燃料，燃烧后生成H2O3、液态氢的成本是汽油的28倍2、自然界氢含量大，是清洁、高效、安全、可持续能源3、燃氢发动机可以在空气过量系数较大的范围内稳定燃烧，点火能量低，且氢燃料的火焰传播速度快，低温易起动5.7氢能源（氢气/含氢天然气）1、内燃机与电机耦合功率分配比的最优控制2、需要开发高性能的电子控制元件

缺点

优点1、融合传统汽车成熟技术和现有工业基础3、电池

要具有较高的比功率,满足汽车加速和爬坡时对功率的需要2、融合电动汽车低排放和低油耗的特点5.8混合动力汽车4、电力驱动系统技术含量、成本高1、长时间储存困难2、燃料成本高优点缺点1、自重大，气瓶占空间大2、

密度小，续驶里程短1、密度大，续驶里程长2、气瓶体积小、自重轻1、燃料成本低2、不受储存时间限制LNGCNG5.9LNG与CNG优缺点对比1我国陆地和近海115个含油气盆地，常规天然气储量56万亿m3，可采储量22万亿m32我国非常规天然气(m3):煤层气36.81万亿,页岩气100万亿,陆域和南海可燃冰约为1050亿吨油当量。32010年我国天然气消费1000亿m3，占一次能源3.9%，2015年我国供气能力将超过2600亿m3／年,在能源消费中的比例将达到8.3%.5.10从能源储量来看1俄气南下中国2南方供气网络海上运输通道5.11从能源供给能力来看西气东输3西气东输两条线忠武、淮武、冀宁线4忠武、淮武、冀宁线一组数据一、2011年石油进口占总需求的57%，2015年将达到60%以上。美国制裁伊朗，必抬高原油价格。二、全球探明储量天然气87.76万亿立方米，储采比为62.5（年），超过石油（40多年）三、2010年我国消费量为1000亿立方，2011年中国天然气消费量1290亿立方米，同比增长20.6%；一次能源占比由2000年的2.4%提高到2011年的5.67%。到2015年我国每年供气能力将超过2600亿立方。四、我国天然气消费占一次能源消费的总量低于4%，远低于国际平均水平的24%未来3年中国将迎来天然气汽车发展的黄金时期结论优势使用成本低减少大气污染能源结构安全动力石油“三巨头”把天然气汽车推广列为重点石油产品上涨幅度大，物流运输成本高各能源公司需要消耗燃气动态发动机厂主机厂各能源公司阻力加气站申批手续复杂，建站速度慢天然气定价机制不合理天然气调峰能力不足5.12天然气汽车是未来能源的必由之路六、NGV的发展机遇2012年市场环境2012年市场环