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文档简介

交通运输行业标准

《天然气营运客车燃料消耗量限值

及测量方法》

(征求意见稿)

编制说明

标准编制组

2018年10月

一、工作简况

1.任务来源

十九大以来,交通运输行业深入贯彻落实以习近平同志为核心的

党中央关于生态文明建设的新理念、新思想、新战略,落实“打赢蓝

天保卫战”的新要求,交通运输行业全力推动绿色发展,并取得了积

极成效,清洁能源和新能源运输装备应用范围日益扩大,节能环保新

技术、新产品不断涌现,低碳理念深入人心,绿色发展稳中向好。

营运车辆作为交通运输行业的重点用能设备,是绿色发展的重要

组成部分,同时也是行业节能降碳的最有力抓手。天然气汽车因其技

术成熟、排放清洁等优点,成为了清洁能源车辆的重要组成部分。自

2011年开始,在行业内保有量迅速增加,目前已规模化应用。但仍

需看到,当前不同企业天然气汽车的百公里燃料消耗量相差较大,燃

料消耗量是是体现天然气汽车技术水平的重要指标之一,也是目前行

业急需进行约束和管理的领域。如何评价和检测天然气汽车的燃料消

耗量成为目前行业急需解决的技术难题。而且,燃料消耗量水平也直

接影响天然气汽车应用的实际节能减排效果。因此,通过本标准研究,

提出科学的天然气汽车燃料消耗量测量方法,并利用大数据分析确定

阶段性限值,对有效提升天然气汽车的技术水平,降低天然气汽车燃

料消耗量,促进交通运输行业节能降碳,服务交通强国建设具有重要

意义。

自2012年起,国家相继发布系列政策文件,推动天然气汽车的

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应用。2012年10月14日,国家发展改革委公布了《天然气利用政

策》(中华人民共和国国家发展和改革委员会令第15号),提出将

天然气汽车(尤其是双燃料及液化天然气汽车),包括城市公交车、

出租车、物流配送车、载客汽车、环卫车和载货汽车等以天然气为燃

料的运输车辆均列入优先类。2013年9月10日,国务院发布了《国

务院关于印发大气污染防治行动计划的通知》(国发[2013]37号),

要求健全法律法规体系,加快制(修)订重点行业排放标准以及汽车

燃料消耗量标准,完善行业污染防治技术政策。

2014年6月7日,国务院发布了《国务院办公厅关于印发能源

发展战略行动计划(2014-2020年)的通知》(国办发〔2014〕31号),

要求优化能源结构,提高天然气消费比重。稳步发展天然气交通运

输,。

2016年12月26日,国家发展改革委和国家能源局《关于印发

能源发展“十三五”规划的通知》,明确提出天然气消费提升行动。扩

大交通领域天然气利用,推广天然气公交车、出租车、物流配送车、

环卫车、重型卡车和液化天然气船舶。

2017年6月23日,国家发展改革委、交通运输部等13个部委

联合发布了《关于印发<加快推进天然气利用的意见>的通知》(发

改能源〔2017〕1217号),要求加快天然气车船发展。。

由于我国天然气汽车规模化应用时间较短,当前我国营运天然气

汽车技术水平参差不齐,车辆燃料经济性差异较大,为道路运输企业

科学选择适用车型和行业的节能减排工作带来了一定阻碍。有必要研

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究提出适用于以压缩天然气和液化天然气为单一燃料的天然气汽车

的燃料消耗量限值和测量方法,促进天然气汽车的技术进步,推进行

业节能减排。

本标准研究提出的营运天然气汽车的燃料消耗量测量方法可以

为道路运输企业选择高能效、低排放的天然气汽车提供参考,为我国

天然气汽车燃料消耗量提供科学有效的评价指标,为整车生产企业开

发天然气汽车提供技术依据,能够进一步推动道路运输行业天然气汽

车的应用,实现道路运输行业能源的多元化和清洁化,降低企业运营

成本,减少尾气排放。

2018年5月,交通运输部发布了《交通运输部关于下达2018年

交通运输标准化计划的通知》(交科技函〔2018〕235号),《天然

气营运客车燃料消耗量限值及测量方法》已列入2018年交通运输标

准化计划,计划编号为JT2018-57,主要起草单位为交通运输部公路

科学研究所,计划完成时间为2018年12月。

2.标准起草单位及起草人员

本标准起草单位为交通运输部公路科学研究所、国家汽车质量监

督检验中心(襄阳)、厦门金龙联合汽车工业有限公司、郑州宇通客

车股份有限公司、国家汽车质量检验监督中心(北京通州)。

本标准起草人员为宋尚斌、何勇、李枭、刘莉、张红卫、韩立波、

蔡凤田、晋杰、白韶波、李会民、刘炜、黎浩、程卫红、陈彦夫、王

警卫、赵玉坤、董金松、田晶晶、王伟、黄柏杨、洪贵阳、马磊、刘

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鹏飞。标准起草人对本标准的主要贡献如表1所示。

表1标准起草人对本标准的主要贡献

起草人工作单位对本标准的主要贡献

负责起草本标准,负责标准制定的技术方案

宋尚斌交通运输部公路科学研究院

论证与落实,标准内容的审定等。

主要参与标准研究方案的制定和实施策划、

何勇交通运输部公路科学研究院

协调,并分别负责标准技术内容的把关;

主要参与标准研究方案的制定和实施策划、

李枭交通运输部公路科学研究院

协调,并分别负责标准技术内容的把关;

主要参与标准研究方案的制定和实施策划、

刘莉交通运输部公路科学研究院

协调,并分别负责标准技术内容的把关;

主要参与标准研究方案的制定和实施策划、

张红卫交通运输部公路科学研究院

协调,并分别负责标准技术内容的把关;

交通运输部公路科学研究院主要参与标准研究方案的制定和实施策划、

韩立波

协调,并分别负责标准技术内容的把关;

主要参与标准研究方案的制定和实施策划、

蔡凤田交通运输部公路科学研究院

协调,并分别负责标准技术内容的把关;

晋杰交通运输部公路科学研究院参与标准的技术调研和资料收集。

白韶波交通运输部公路科学研究院参与标准的技术调研和资料收集。

李会民交通运输部公路科学研究院参与标准的技术研究和标准研讨。

刘炜交通运输部公路科学研究院参与标准的技术研究和标准研讨。

黎浩交通运输部公路科学研究院参与标准的技术研究和标准研讨。

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起草人工作单位对本标准的主要贡献

国家汽车质量监督检验中心

程卫红参与标准的试验验证。

(襄阳)

厦门金龙联合汽车工业有限公

陈彦夫负责提供产品技术资料。

王警卫郑州宇通客车股份有限公司负责提供产品技术资料。

国家汽车质量检验监督中心

赵玉坤协助收集技术资料和技术分析。

(北京通州)

董金松交通运输部公路科学研究院协助收集技术资料和技术分析。

田晶晶交通运输部公路科学研究院协助收集技术资料和技术分析。

王伟交通运输部公路科学研究院协助收集技术资料和技术分析。

国家汽车质量监督检验中心

黄柏杨协助进行试验验证。

(襄阳)

厦门金龙联合汽车工业有限公

洪贵阳提供试验样车。

马磊郑州宇通客车股份有限公司负责提供产品技术资料。

国家汽车质量检验监督中心

刘鹏飞协助进行试验验证。

(北京通州)

3.标准研究和制定过程

(1)目标和依据

本标准的制定旨在完善天然气汽车技术标准体系,提出适合营

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运车辆运行工况的营运压缩天然气和液化天然气车辆燃料消耗量测

量方法,为我国天然气车辆燃料经济性水平提供科学有效的评价指

标,引导道路运输企业科学选择高水平天然气汽车,推进行业节能

减排,从源头提升天然气汽车的技术水平,从车辆使用环节优化道

路运输能源结构,对降低我国天然气汽车燃料消耗和促进交通运输

行业的节能减排提供技术支撑。

本标准依据国务院发布的《国务院关于印发大气污染防治行动

计划的通知》(国发[2013]37号),以及国家发展改革委、交通运输

部等13个部委联合发布的《关于印发<加快推进天然气利用的意见>

的通知》(发改能源〔2017〕1217号)等文件,贯彻落实“加快制(修)

订重点行业排放标准以及汽车燃料消耗量标准”、“加快天然气车船发

展。提高天然气在公共交通、货运物流、船舶燃料中的比重”等各项

要求。

(2)标准编制工作过程

2017年12月,标准计划下达后,我所在北京召开了天然气营运

车辆燃料消耗量限值及测量方法的技术研讨,郑州宇通客车股份有

限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司、国家汽车质量监督检验

中心(襄阳)等客车制造企业及检测中心参会,依据标准编写目的

和主要内容,集合各方优势,成立标准编写组。

2017年12月,标准编写组对陕西汽车集团有限责任公司进行现

场调研,针对国内产品主要分布情况、技术水平、影响天然气燃料

消耗量的因素、试验方法、试验仪器等方面进行全面细致的研讨。

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调研单位对标准的试验方法等方面提出了意见和建议。

2018年2月,标准编写组针对标准编写过程中重点关注的问题

向天然气客车生产企业进行调研,主要针对厦门金龙联合汽车工业

有限公司、厦门金龙旅行车有限公司等企业,编写组针对调研内容

汇总、分析整理,完善标准相关内容。

2018年3~9月,标准编制工作组进行了内部研讨会,邀请标委

会人员和公路院首席专家对标准进行了逐条研讨,对影响天然气营

运车辆燃料消耗量的主要因素,包括试验仪器、天然气气质等方面

着重进行了讨论,提出在试验验证过程中应以予以考虑,并根据试

验结果进行分析,最终确定天然气营运车辆燃料消耗量与柴油车辆

燃料消耗量的换算关系。

2018年9月初,标准编制组在北京召开了天然气营运车辆燃料

消耗量限值及测量方法标准试验验证方案的研讨会,天然气营运客

车生产企业、汽车检测机构的主要技术人员和专家参加会议,对天

然气营运客车燃料消耗量进行了试验方案进行了研讨,包括试验车

型、试验仪器、天然气气质等方面提出了意见和建议。

2018年9月开始,标准编制组襄阳开展天然气营运客车燃料消

耗量测量的试验验证工作,共有1家汽车检测机构、2家天然气客车

生产企业参与,依据标准编写组制定的实施细则开展,对试验条件、

试验设备、燃气气质及试验方法等方面进行了试验验证,包括道路

试验和转鼓试验等。通过试验,得到了典型天然气客车辆的燃料消

耗量,经汇总分析,初步得出天然气客车燃料消耗量和传统柴油车

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燃料消耗量的替代当量比关系。

2018年10月,标准编制工作组经过多次内部研讨和修改,形成

了标准征求意见稿及其编制说明,并报送全国道路运输标准化技术

委员会。

二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据

1.标准编制原则

本标准在编制过程中对国内主要天然气营运客车生产企业进行

了充分调研,详细了解国内天然气营运客车的技术水平。标准的制

定遵循以下两方面原则:

1)标准的协调性、兼容性原则

因本标准的适用车型与JT/T711标准中车型运行工况相似,所以

本标准采用了与JT/T711相同的试验工况、试验方法和权重系数等。

与此同时,标准的制定与近年来出台的相关政策、法规以及新标准

紧密结合,增强关联性、协调性、适用性和统一性。

2)标准的科学性、可实施性原则

科学制定天然气客车燃料消耗量限值,引导节能降耗。在标准

限值的确定过程中既充分考虑各类燃料性能指标的关联性,也兼顾

燃气发动机及其使用中的特殊性,并选取一定种类的典型车辆进行

经济性能指标比较分析后综合多种因素予以设定;在目前我国客车

技术水平的基础上制定标准,形成第一阶段限值,在此基础上提高

7%作为第二阶段限值。

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2.标准主要内容的说明

(1)范围

本标准规定了天然气营运客车燃料消耗量限值及测量方法;本标

准适用于以天然气为单一燃料最大总质量超过3500kg的营运客车。

标准规定的天然气营运客燃料消耗量测量方法主要采用

JT/T711-2016标准。包括试验工况、测试方法、权重系数等。本标准

规定的车辆范围首先应该满足GB1589、GB7258等标准的要求,因

此将适用范围定位为最大总质量为超过3500kg的营运客车。

压缩天然气汽车的车用压缩天然气是指压缩到20MPa,存储于车

载高压气瓶中的天然气。组分较为简单,主要是甲烷,易于完全燃烧,

抗爆性好,不稀释润滑油,能够有效延长发动机的使用寿命,减少有

害气体的排放。压缩天然气汽车采用具有高绝热层的特制高压钢瓶,

储气瓶体积大,质量大,占去了汽车较多的有效重量,储气量小,汽

车连续行驶里程短。另外,储气瓶的存储压力高,具有一定的危险性。

液化天然气汽车即可以使用液化天然气作燃料的汽车。天然气在

常压下冷却至-162℃后液化形成LNG,其燃点为650℃,爆炸极限为

5%~15%,安全性较高。液化天然气汽车明显增大了天然气的储存密

度,减小了储存体积,增加了车辆的连续行驶里程,适合长途运输汽

车使用。与压缩天然气汽车相比,液化天然气汽车在安全、环保、整

车轻量化、整车续驶里程方面都具有优势,但整车成本增加很多,且

储存容器的热交换,造成容器内的压力升高,在一定条件下,向外界

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排出天然气,从而对大气环境造成污染。从目前天然气汽车市场来看,

液化天然气汽车将成为天然气汽车的主要发展方向。

本标准只适用于单一燃料为压缩天然气(CNG)或液化天然气

(LNG)的营运客车,不包括双燃料天然气汽车、两用燃料天然气汽

车。

(2)术语和定义

本标准中给出了天然气质量流量计的术语和定义,因本标准主要

适用于压缩天然气和液化天然气为单一燃料的车辆,所以针对两种燃

料类别的特性、车辆和设备的连接技术要求,天然气质量流量计主要

分为了低压型流量计和高压型质量流量计。低压型指安装于天然气汽

车低压管路中的测量用流量计,高压型流量计指安装于天然气汽车高

压管路中的测量用流量计。

(3)燃料消耗量限值

目前,我国天然气汽车正处于大力推广应用阶段,尚未制定天然

气汽车燃料消耗量的限值标准,对天然气汽车燃料消耗量水平无强制

性要求,因此没有关于天然气汽车燃料消耗量的数据积累,无法通过

获取同类车型燃料消耗量的分布情况计算燃料消耗量限值。天然气汽

车与传统燃油汽车在燃料消耗量方面最大的区别为燃料热值和发动

机热效率的不同,根据燃料特性及天然气发动机与传统燃油发动机自

身工作特点,本项目采用分析天然气与柴油替代当量比的方法,结合

传统燃油汽车燃料消耗量限值计算得到同类型天然气汽车的燃料消

耗量限值。

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天然气作为车用燃料,与传统汽柴油相比,在燃料热值及气源质

量等方面有所不同,且以天然气为燃料的天然气发动机在结构上与传

统汽柴油发动机也有所不同,这导致了发动机的热效率不一样。因此,

替代燃料当量比的影响因素主要包括燃料热值、气源质量和发动机热

效率等三个方面。本项目利用天然气和柴油的标准热值及其发动机的

理论热效率来计算天然气与柴油的当量比,计算方法如下:

(CC/)(/)

DGDG

式中:

——为天然气与柴油当量比理论计算值;

CD——为柴油理论热值;

D——为柴油发动机热效率;

CG——为天然气理论热值;

G——为天然气发动机热效率。

根据天然气与柴油当量比计算公式,柴油理论热值取10996

kcal/kg、柴油发动机热效率取45%、柴油密度取0.835kg/L、天然气

理论热值取8709kcal/m3、天然气发动机热效率取35%,得到天然气

与柴油的当量比理论值为1.36mL3/。

为了在标准试验工况下分析天然气与柴油的当量比,标准编写组

编写了《天然气营运车辆燃料消耗量试验验证实施细则》(以下简称

细则),细则中规定了试验的方法、试验条件(气象条件、加载要求、

试验道路、试验设备、燃料要求、试验人员等)、试验程序、试验结

果的处理等方面,确保试验验证结果的有效性、准确性。细则中明确

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选取了国内主要天然气客车生产企业3台典型车型分别在国家汽车

质量监督检验中心(襄阳)按照本标准规定的试验方法进行了道路试

验,经对试验数据汇总、分析和计算,得出该3台车型的天然气综合

燃料消耗量,通过与相应配置的柴油车辆进行对比,最终得到天然气

营运客车燃料消耗量和柴油车辆燃料消耗量的

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