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石油液化气叉车知识讲座LPGFORKLIFTTRUCK 广庆 安徽 燃气技术有限公司 GUANGQING ANHUI GASTECHNOLOGIESCO LTD 液化气车辆发展史 LPG是英文liquefiedpetroleumgas的首字母缩写 意为液化石油气 1860年Lenoir制成世界上最早的气体燃料发动机 并导致最古老的发动机厂道依茨气体发动机厂的建立 表明人们在内燃机中使用液体燃料以前 就通过实践证明了各种成分的可燃气体也是可以在内燃机中使用的 直到1973年第一次石油危机到来之后 唤起了人们对过分依赖石油的柴油机和汽油机前途的担忧 使人们意识到石油储量将随着开采时间的推移而日趋枯竭 在此形势下 开发和高效利用新能源成为世界性的重点研究课题 其中利用气体发动机燃烧具有丰富资源的气体燃料是一种被人们普遍看好的有效途径 进入八十年代后 随着工业对大气环境的污染进一步加剧 导致全球性的生态环保意识日益增强 也迫使内燃机工作人员开始加强具有清洁燃烧特性的气体发动机的研究工作 IMPCO科技公司致力于探讨服务顾客的一整套系统的方法 我们是唯一的一家提供全套道路和非道路车辆使用气体燃料系统的公司 解决从气瓶到发动机排气管的整个方案设计 我们产品的范围涵盖了从燃料储藏和燃料调节元件到电子燃料控制系统 以及尾气催化剂和完整的壳体 低排放的认证型发动机部件 IMPCO科技公司制造和销售可允许使用诸如液化气 丙烷 和天然气的气体燃料的道路和非道路用发动机达到干净和彻底的燃烧 我们的产品以及同样重要的综合专业技术可使原始设备制造商 OEMs 指众多发动机或改装套件的使用者 能够应用在运输 工业和发电等市场以满足符合用户要求和政府的排放法规 IMPCO产品的适用对象 汽车卡车和公共汽车小型发动机可移动的工业设备固定的和便携式发电产品 我们的目的 降低燃料的使用成本还地球一个干净的未来 IMPCO科技公司有遍布全球的办事处和制造工厂以及遍布全球每一个角落的经销网络 IMPCOTechnologies Inc 3030SouthSusanStreetSantaAna California92704 6435Phone 714 656 1200Facsimile 714 656 1400IMPCOEngineSystems7100E 15MileRoadSterlingHeights MI48312 586 264 1200Email SalesIES AustraliaIMPCOTechnologiesPtyLtd 21 25VillasRoadDandenong Victoria 375Phone 011 61 3 9706 6640Fax 011 61 3 9707 6170E mail sales auIMPCOFuelSystems13 25PowerAvenueAlexandria NewSouthWales 2015Phone 011 61 296997150Fax 0296997122 IMPCO TechJapanK K 3 9 Orooka4 ChomeHakata Ku Fukuoka818 0094 JapanPhone 011 81 9 2592 7270Fax 011 81 9 2592 7280E mail info impco co jpIMPCOJapanWebsite AustraliaIMPCOTechnologiesPtyLtd 21 25VillasRoadDandenong Victoria 375Phone 011 61 3 9706 6640Fax 011 61 3 9707 6170E mail sales auIMPCOFuelSystems13 25PowerAvenueAlexandria NewSouthWales 2015Phone 011 61 296997150Fax 0296997122 EuropeIMPCO BERUTechnologiesB V Distributieweg92645EGDelfgauwNetherlandsPhone 011 31 15 274 2550Fax 01131152742559impco impco nlISO9001 2000 IMPCO BERUTechnologiesSarl8RueJeanROSTANDB P 364 69746GENASCEDEX FrancePhone01133472795990Fax01133472795991IMPCO sarl IMPCO IMPCO BERUTechnologiesGmbHAmBahndamm435305Grunberg LumdaGermanyPhone011 49 6401 210 575 关于IMPCO IMPCO是美国的上市公司 于70年代开始采用电控 电喷等技术 公司总部在加州 位于密歇根底特律的是一家分支机构 主要负责产品研究 其核心产品是发动机的混合器和蒸发器 多年来为GM和NISSAN配套 现因美国EPA的要求 要对发动机的整机环保负责 IMPCO公司是世界上为内燃机提供先进的代用燃料系统技术和元件的最主要供应商 IMPCO的产品能使这些发动机使用对环境有益处的气体燃料 如丙烷 天然气和沼气 IMPCO的产品在把污染排放物减少到最低水平的同时提供最佳的效率和性能 IMPCO公司是运输 如叉车行业 工业和电力市场环节的主要专业供应商 关于PEI和广庆 安徽 技术 美国PEI公司 全称PROJECTENGINEERING INC PEI公司过去是一家以液化气叉车套件供应为主的叉车配套商 该公司在美国成立于1986年 现在美国PEI公司及其子公司 广庆 安徽 科技有限公司 是美国IMPCO公司环保型叉车用认证发动机 普通非认证型发动机以及液化气改装套件等所有产品的中华地区 含大陆 台湾等地 的独家总经销 液化气叉车发展史 以LPG作为车用替代燃料的研究始于二次大战后 经过几十年的发展 LPG叉车行业颇具规模 一些世界的知名的叉车公司如林德 丰田 小松 海斯特等都加入了开发行列均可按客户要求生产单燃料或双燃料LPG叉车 近年来 为了适应汽车发展的环境保护的主方向 LPG叉车技术趋于成熟 尤其采用先进的机电技术的计算机技术后使其安全性和控制性得到很好的保证 气瓶的重量 体积大为减少 操作技术简单 在不改变叉车原构造和动力性的基础上 只需增加一套LPG供气装置 便成为单 双燃料叉车 国际上的前十位叉车企业均是采用美国IMPCO公司转换装置作为标准配置 美国IMPCO公司是专门针对工程车辆的恶劣工况设计 据介绍 IMPCO公司转换装置为目前许多在世界排名前列的大叉车公司所采用 LPG叉车分为单 双燃料两种车型 单燃料叉车只能以LPG为燃料 双燃料叉车既能以LPG为燃料 也能以汽油为燃料 可以完成普通叉车的各种工况的应用 非常适用于有LPG加气站且气源充沛的地区 但即使象广州这样一个本地没有气源 直接进口国外气体的地区也可以大力发展LPG叉车 液化气叉车发展史 LPG叉车又分为开放式和反馈式LPG叉车 开放式LPG叉车应用于在LPG推广使用的初始阶段 可以在一定程度上解决能源问题和排放效果 反馈式LPG叉车应用于在反馈式汽车推广使用的成熟期 是今后发展的必然趋势 其尾气的排放只有开放式LPG叉车1 10及更少 它将对人类和环境作出应有的贡献 同时可以满足美国最苛刻的环保法规要求 液化气叉车需要的部分部件图示 IMPCO科技公司的气体燃料化油器 又称减压阀 蒸发器 和其它部件在世界处于领先水平 它可以在功率从1 2到5000马力的内燃机上使用 VFF30 2过滤器和切断阀 CA100混合器 ModelJ减压阀 CA125混合器 LPG叉车优势 1 大大减少废气排放 使用LPG与汽油相比 其排放的CO要减少80 HC要减少75 NOx也有明显下降 2 有利于改善发动机的润滑状况 使用LPG作燃料 由于进入发动机的混合气为干式混合气 故不会出现使用汽油时那种汽油雾化不佳 汽油在进入气缸时由于汽油冲刷气缸壁 破坏润滑油膜 造成气缸和活塞的早期磨损并使润滑油被稀释和劣化 致使发动机其他转动部件磨损等不良现象 同时因燃烧时极少积碳 润滑状态好可延长发动机的使用寿命一倍以上 同时也使机油的使用时间延长 降低发动机的维护费用 3 有利于改善发动机的工作状况 由于LPG的主要成份是丙烷 其抗爆性能极好 辛烷值达到120以上 不易发生爆震现象 能明显降低发动机的噪声 同时由于燃烧充分并不结碳从而大大延长发动机的大修时间 综上可节约维修资金50 80 4 有利于降低燃料成本 根据理论测算和实践证明 一升汽油和一升LPG所跑的里程基本相同 每升LPG的价格比汽油便宜0 8 0 9元 5 有着可靠的安全性 由于整个 燃料装置 的各个部件是美国IMPCO公司定点生产的 经过精密的设计和严格的测试 性能安全可靠 同时由于液化汽的着火点比汽油高 汽化潜热大 具有自我冷却作用 因此大大增加了它的安全性 钢瓶经过了物理试验 水压试验 爆破试验 冲击试验 坠落试验 火烧试验 枪击试验 渗透试验 运行试验 且装有防爆装置 可以确保安全 可替代燃料 汽油和柴油是世界上最通用的汽车燃料与任何发动机单一选择汽油或者柴油一样 可替代燃料也是典型的燃料可替代燃油包含如下种类 压缩天然气 CNG 液化石油气 LPG 液化天然气 LNG 甲醇 乙醇氢气电能 可替代燃料交通工具全世界 美国 燃料系统类型 燃料系统类型单燃料 汽车发动机仅用一种燃油双燃料 汽车可以在两种燃料中切换使用 每次为一种燃料混合燃料 汽车的两种不同燃料在同一时间同时使用 燃料使用安全注意事项 对任何发动机燃油都必须关注如下安全事项 如果油料不能轻易点火或者不能迅速完全燃烧 那就不是发动机燃油 可燃性使用燃油相关部件或者在其附近时不能吸烟 不能有点燃的烟草 或者使用点燃的明火及其它有关联的燃料 经混合后可产生高可燃性混合性气体并被点燃 导致人身伤害 压力CNG燃油系统使用压力可以达到248bar LPG燃油系统使用压力可以达到21 5bar 为最大程度的减小发生火灾及人身伤害 在使用前释放或者隔离燃油系统 液化石油气知识 液化石油气是提炼石油或天然气过程中产生的副产品 其主要成分是丙烷 C3H8 和丁烷 C4H10 平均比重在0 546 15 平均空燃比为15 7 汽油空燃比为14 7 气体本身无色 无味 无毒 为安全原因加入某些臭剂 高压易燃 人体吸入气体会感头昏 直接接触石油气液体会造成肢体冻伤 液化石油气呈两种状态存在 加压或降温均可使其呈液态 便于运输及使用 减压或升温均可迅速汽化 在 42 就会挥发汽化 重量膨胀270倍 丙烷辛烷值为125 丁烷辛烷值为91 汽油辛烷值为87 车用LPG气体最好是以丙烷和丁烷为主 因为考虑到它们的燃烧性能 蒸汽压 着火温度 辛烷值等对发动机的影响 丙 丁烷成分两者的比值最好为50 50 以上 目前中国市场上一般为丙 丁烷成分两者的比值最好为30 70 在寒冷地区 如哈尔滨地区 丙烷本身占有的含量相对要提高 达到40 以上 这是因为丙烷的沸点低 仅有零下42度 容易汽化的原因 反之 因为天寒地区液化气不容易汽化会造成蒸发器结冰 发动机会出现不容易启动的现象 如遇到此现象 可以用毛巾盖在蒸发器上 70度热水直接浇在蒸发器上化冻 LPG蒸汽压 液化石油气填充于高压钢瓶时 部分液体蒸发成气体而产生压力 当达到一定压力时 蒸发自然停止 此时钢瓶内的压力称之为蒸汽压 20 时丙烷的蒸汽压为8Kg 丁烷为2Kg 而汽油为0 液化石油气的蒸汽压因丙烷 丁烷的混合比以及温度不同而异 一般而言 1 温度越高 压力越大 2 丙烷成分越多 压力越大 3 液量大小与压力无关 所以纯度越高 环境气温越高的时候 充气站的充气压力就必须提高 否则无法将液化气冲入钢瓶 反之 民用气的充气压力就明显低于车用气 如图 6号气在20 的蒸汽压为5Kg 而11号气在20 的蒸汽压为1Kg 这样就可以帮助我们理解为何叉车用钢瓶会有许多的安全附件 同时有时相对与民用瓶充气困难 特别要注意的是LPG气体中丙稀含量不能高于5 原因是丙稀的辛烷值低 意味着发动机抗爆震性能差 在美国及全世界的许多乡村地区利用LPG取暖和烹饪 化学表达式 C3H8汽油和柴油主要以碳氢化合物 石油 为主 尽管技术上不准确 LPG和丙烷同样广泛用于工业领域 LPG是几种混合的石油气体 依据燃料质量 LPG包含80 或者以上的丙烷 换句话 LPG是一种主要成分为丙烷气体的燃料 HD 5 美国燃料质量检测 级要求LPG含有至少93 的丙烷 其余7 含有丙烯 丁烷及少量的不同性质的碳氢化合物 LPG比空气重 它会积聚在地面及低洼地 像汽油一样 LPG以液体的形式存储在汽车燃油箱 气罐中 与汽油不同的是 LPG在油箱中存储压力达到21 5Bar 312psi LPG在有压力或不能接触到空气时将保持液体状态 LPG在正常温度 气压下将从液态变成气态 蒸气 典型LPG燃料系统有如下流程 减小燃油箱系统压力 可以达到21 5Kg 目前中国气站的充气压力一般为10 8Kg 降至大气压力 转变液态燃料成气体或者蒸气 释放精确的燃油蒸气到发动机中 燃油蒸气与空气混合形成易燃的油 气混合气体 混合油 气被吸入发动机 点燃并被燃烧 这就产生了能量推动汽车在公路上行驶 天然气和丙烷在补充燃料时都采用正向连接 这样只有少量燃料能够泄漏 在全世界的大多数国家中 LPG在气站和公共LPG气站都是发动机可直接利用的燃料 在大多数国家 LPG燃料充气站的数量比CNG燃料充气站多的多 其数量还在快速增加 对CNG燃料充气站最大的障碍是其高昂的花费 250 000 USD 空气 燃料的理想配比值 理想配比值是指空气燃油混合比例 部分空气对部分燃料 这种易燃的混合物在气缸中点燃并燃烧 如果理想配比值使所有氧气和所有燃料全部被利用 这将产生低排放 高燃料经济性和强大的功率 空气 燃料理想配比值 汽油 14 7 1天然气 16 4 1LPG 15 7 1因此 燃烧1kg天然气或者1kgLPG比燃烧1kg汽油要用更多的空气 发动机工作时 燃烧燃油对空气的数量要求是重要的 气缸吸入空气体积受气缸行程限制 我们不能吸入超过气缸限制的气体体积 另外 燃烧燃料需求空气越多 气缸中燃料体积比就会成比例的降低 因此 与汽油相比 气缸中容纳更少的LPG 燃料越少 发动机产生功率下降 使用丙烷造成功率仅下降5 到10 除了进行重负载和全速行驶 其它工况对驾驶员影响并不明显 使用计算机控制燃料系统还会使功率下降低于10 到12 沸点 沸点是液体转变成气体或者蒸气时的温度 例如 水的沸点是100 212 F 任何燃料 无论是汽油或者是可替代燃料 在燃烧时都必须以蒸气的形式存在 沸点 汽油 126 212 F CNG 259 LPG 44 由下表中可以看出LPG的沸点 液体和气体时的比重 空然比 辛烷值等参数 2020 3 16 27 可编辑 开环式液化气双燃料叉车原理 作用原理 LPG贮藏在钢瓶内 叉车发动前 打开钢瓶出口处的手动开关 液态LPG将通过过滤器 真空切断阀 一方面将流过液态的LPG中的杂质去除 另一方面在内燃机因某种原因停止运转时 来自化油器的真空讯号消失后 内部阀门将立刻关闭 切断LPG流通 LPG流至汽化器 调压器时 LPG在此受热汽化变成气态 且通过两次减压才达到内燃机运转时的压力状况 但其内部阀门仍处常闭状态 只有内燃机运转时造成真空吸力时才开始流出 其汽化过程需吸收大量热量 为防止装置结冰 必须将发动机的热水导入汽化器 调压器 此时气态的LPG进入LPG混合器 此间LPG将与干净的空气以一定比例的混合后成为可燃气体进入发动机燃烧室 发动机得以正常运转并对外做功 双燃料系统在选择燃烧汽油时 只需打开燃油切换开关 系统将通过电磁阀自动关闭LPG供给系统 汽油供给系统就可以正常运转工作 化油器式LPG燃油系统组成以汽油燃油系统为基础改装LPG装置的零部件组成有下列各项 LPG气罐LPG滤清器LPG电磁阀蒸发调节器 又称低压调节器 混合器节流控制装置线束钢瓶支架 化油器式液化气主要部件结构介绍 一 液化气钢瓶属于车载钢瓶范畴 国内应符合GB17259 1998国家标准 它由瓶体和阀件组成 LPG钢瓶一般应具备出液限流 充液限充 安全泄放及液面显示等四项功能 内部通过安装超流阀 当外部LPG管道破损时而造成LPG大量外泄时 此阀门可迅速关闭 实现出液限流 在充液时 内部装双逆止阀 有的钢瓶安装80 液位孔 当内部气体充到80 液位孔有白色雾状物冒出 双逆止阀动作可切断并停止充气 安全释压阀设定一定的启喷压力 当内部气相组织的压力超过此设定压力时 能泄放内部的气体 以保证安全 通过浮球式液面计可以观察到罐内的存量 二 组合阀和分体阀 组合阀优点是 故障率低 价格便宜 目前中国钢瓶厂生产的叉车钢瓶属于此类 分体阀的优点是 充气速度快 操作简单 目前许多国外叉车企业在中国使用的也有此类钢瓶 我公司两种配置都有 可供用户选择 三 汽化器及调压器 又称蒸发器 蒸发减压器能将液化石油气压力由高压变成低压 将2 2Mpa的液化石油气减为0 1KPa LPG在此受热汽化成汽态 同时减压 但内部阀门处于常闭状态 当发动机运转造成有一定的真空吸力时 LPG才流出 利用发动机循环水对其加热 能够克服减压节流时产生的低温冷冻现象 是发动机工况变化向混合器提供足够燃气的关键部件 因此应具备以下功能 1 蒸发减压功能 蒸发减压器将2 2Mpa的液化石油气减压变成低于大气压的石油气 2 流量调节功能 蒸发减压器的输出流量受发动机工况变化而变化 能够提供发动机足够的燃气耗量 当发动机运转时都是处于负压工作状态 3 加热燃气的功能 由于液化石油气减压有吸热现象 因此高压阀口处于调节状态时必然会产生节流吸热降温现象 影响液化石油气由液态蒸发变成气态的速度 因此车用燃气减压器为了使燃气加热稳定性好 大多采用发动机循坏热水加热减压器壳体使液化石油气持续蒸发 过滤器及真空切断阀 HELI公司配置的是大通径过滤器 有大容量过滤面积 专门针对中国气质杂质较多的国情配置 可以有效延长使用时间和提高过滤精度 进气阻力小 过滤网片除去LPG中的杂质 避免进入下游汽化设备中造成阻塞 同时起到当内燃机因故停止运转时 其来自化油器之真空讯号消失 内部阀门将立即关闭 切断LPG流通 为LPG转换装置的必备设备 有些公司配置的是小过滤器 价格低 特点是过滤面积小 使用寿命少和过滤速度低 进气阻力大 真空切断阀安装在汽化器及调压器上