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技术解答
燃气叉车行业的现状和将来
更新时间:2013.05.10 浏览次数:
 
庆(安徽)燃气技术 作者:蒋旭东 

随着世界叉车保有量的迅速增长,叉车也成为石油资源的主要消耗者和大气环境的主要污染源之一。石油资源是叉车用的常规燃料,具有能量密度高、安全性好、储运方便等优点,但石油资源是有限的。
  由于汽车、叉车等燃油车辆的尾气排放对环境造成的污染日益严重,以及对石油资源日渐减少的担忧,世界各国都在寻求开发新的能源发如电池、天然气、液化石油气、甲醇等替代汽油。
  世界各国从保护环境和节约石油资源的角度出发,在纷纷出台限制叉车排放污染的各种法律、法规和政策的同时,相继推出了不同类型的代用燃料叉车。目前已经投入使用和正在研究开发的代用燃料汽车主要有:燃气(天然气、液化石油气)叉车、醇类燃料(甲醇、乙醇)叉车、电动叉车和燃料电池叉车等。其中电动叉车和燃气汽车应用最为广泛,分别占全世界所有10多万辆代用燃料叉车的99%以上(其中又以液化石油气叉车最为普及),而醇类叉车和燃料电池叉车处于研发阶段。

一、燃气叉车的现状:
目前可直接替代柴油、汽油的燃气叉车有2大种:压缩天然气(CNG)、 液化石油气(LPG)。每种燃气叉车的系统类型又分为:
1. 单燃料:叉车发动机仅用一种燃油。
2. 双燃料:叉车可以在两种燃料中切换使用,每次为一种燃料。
3. 混合燃料:叉车的两种不同燃料在同一时间同时使用。
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、海斯特等都已经
成功的开发可按客户要求生产单燃料或双燃料LPG叉车。气瓶的重量,体积大为减少,操作技术简单,在不改变汽油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。
目前应用比较多的燃气叉车发动机品种,有:
1. 化油器类: 液化石油气(LPG)双燃料叉车、液化石油气(LPG)单燃料叉车。
2. 电控类:美国认证型GM3.0(LPG)单燃料叉车、日本马自达F2认证型(LPG)单燃料叉车。
上面提及的美国GM液化石油气(LPG)单燃料叉车、日本马自达F2认证型(LPG)单燃料叉车,是为了适应叉车发展的环境保护的主方向而开发适应美国市场的低排放叉车,LPG燃料系统技术在叉车上面成熟的运用,尤其采用先进的计算机控制技术后使其尾气排放、安全性和燃料控制得到很好的保证。采用了微处理器控制单点喷射、多个先进传感器加三元催化尾气净化装置。

二、燃气车辆的发展历程
一般的化油器式燃气叉车不是最理想的低污染车种。就燃料供给系统而言,燃油车辆(如汽油汽车)至今已发展了三代,即化油器式、闭环控制式加净化装置和微处理器控制多点顺序喷射加三元催化尾气净化装置,简称电控叉车。
化油器叉车对空燃比的控制不是适时控制,燃烧情况相对较差(但相比较汽油叉车的尾气排放对比效果依然很显著)。第二代闭环控制式叉车对空然比的控制特性仍然令人失望,所以它的生存史最短(三元催化器技术在第三代得到了保留)。电控车辆对空燃比采用多点检测, 由微处理器进行快速运算,由微处理器适时发出指令,电磁阀控制顺序投入,所以可使空燃比始终保持在最佳值上,尾气中有害物质含量达到很低的水平,这又为采用三元催化尾气净化装置提供了前提条件,使排放指标进一步得到提高。
燃气车辆燃料供给系统技术也随着燃油汽车发展了三代。我国现有的非EPA认证型叉车改装车辆都还属于第一代技术,它的燃料供给系统与化油器汽车大同小异,只不过单燃料系统用气化调节器(LPGV一液化石油气车辆用)或调压器代替了化油器而已。
相对于使用化油器的燃油车辆,第一代燃气车辆应当是属于低污染车辆,CO可降低70%左右,HC(碳氢化合物)和NOx(氮氧化物)也有明显下降。但相对于电控LPG叉车却优势岌岌可危,只有少数技术实力强劲的企业在作为第三代的燃气叉车上可以有所作为。
目前国内极少数知名企业组装的GM液化石油气(LPG)单燃料叉车通过了最严格的美国环保署和加州非道路车辆的第三阶段标准认证(the 2007 Tier-III EPA Program)),他们得到了去往最大销售国——美国的销售许可,可喜可贺。
美国EPA标准在2007年在全美得到执行,任何想在美国销售的叉车都必须通过该标准所要求的最高限值的控制。其满足第三阶段标准的产品是采用了微处理器控制喷射加三元催化尾气净化装置,其混合装置是气化调节器产品中的保留改进产品,最大的益处是喷嘴不似多点电喷系统的喷嘴那样容易堵塞,在美国IMPCO公司所做的耐久性试验表明其喷嘴寿命远远超越于多点电喷的喷嘴,原因是液化气的气质中一半含有难以清除的焦油,而这正是喷嘴堵塞的罪魁祸首,在汽油叉车上就没有此顾虑了,但汽油叉车却很难通过排放检测。


三、燃气叉车的应用
未来几年内世界天然气、液化气的需求将快于煤炭和石油,天然气是21世纪消费量增长最快的能源。预计2010年全球天然气将完全取代石油或与石油持平,成为第一能源。
天然气叉车是指以天然气作为燃料的叉车。驾驶员可通过转换装置自由选择天然气或燃油。CNG叉车的天然气不是液态存储,通过压缩后装入容器的气体每升重约0.13公斤,是燃料中最轻的,所以它的续航能力相对较弱,并且还没有任何一家企业真正的解决开发出来的天然气叉车配套的充气问题,造成的结果是天然气叉车无法真正的投入使用,用户企业充气是个现实的无法解决问题。。而液化气叉车则无此虑,一来性价比高,二来上述问题对液化气发动机都有成熟解决方案。
电控液化气叉车是一种理想的低污染车型,与燃油叉车相比,它的尾气排放中HC下降94%、CO降约85%、NOx下降约70%以上。同时,液化气叉车的使用成本较低,比燃油叉车节约燃料费约30%以上。此外,与电动叉车相比,液化气叉车的续驶路程长。有关专家认为液化气叉车是目前最具有推广价值的低污染叉车,尤其适合于城市使用。使用气态液化气能延长发动机寿命,主要是应为它是气体燃料。干燥的气体不会冲洗气缸内壁,因此减少润滑油量。它也不会污染发动机油,延长换油周期,在增加发动机寿命的同时不会弱化发动机润滑油的润滑能力,这些燃料都不易引起发动机内的碳沉积。
由此可见,液化气叉车项目的优势明显,如果政府的费改税,液化气叉车的销量将呈现快速发展的良性循环中。


四、以气代油,渐成潮流
为适应汽车能源变革的大趋势,世界上各叉车制造商都纷纷投资开发液化气叉车。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。LPG叉车经历半个世纪的开发、实用和改进,在技术上已成熟,并完全的实现了商品化,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,便成为简单的开环单、双燃料叉车,操作简单,安全性高。

在我国,从95年开始,已作为政府行为来推动,推动力度逐年加大、这使从事多年LPG叉车开发和制造的企业受到很大的鼓舞。许多有识企业也都纷纷投入应用和推广的行列,各大城市都在部署和采取行动,这从近来各报纸的报道中已可以看到。
总之,“以气代油”,在全国乃至全球范围内已形成一股现实的潮流。在我国各大、中城市推广和应用CNG天然气和LPG液化石油气的叉车基本条件已经完全具备,良机在即,时不待人,这是一个有利于当代,造福于子孙的“绿色事业”,有着广阔的前景。

五、燃气车辆的市场分析
燃气汽车和叉车为人类带来福音,也为企业带来效益,在我国正作为一个朝阳工业喷薄欲出,我们面临一个很好的发展机遇,由于燃气叉车是紧随燃气汽车的发展而发展,现就燃气汽车的市场形势分析如下:
1.美国市场作为世界最大的内燃叉车销售地,其1~3.5吨叉车内燃叉车基本主要以美国EPA认证型的液化气发动机作为配置,因此,这就提供了燃气叉车发展的广阔天地。
2.我国的叉车保有量已超过20万辆,二十多个大城市的普通叉车超过五千辆,可见燃气叉车的潜在市场很大,有广阔的发展空间;
3.近年来,国际叉车专用燃气套件的质量可靠,其数量和价格已接近国内市场的实际需求,正是这一供与求的合拍,可将其视为我国燃气叉车市场开始启动的标志;
4.项目良好的经济效益,使燃气叉车市场的发展具有内在的经济动力。
其中不利因素有:
1.潜在市场的外表有一层保守性的心理障碍,对于新产品有本能的排斥性,特别是电喷燃气发动机有一定的技术密集度和涉及防爆品质要求,因此用户对此的了解与接受要一个过程,此外,还需要配套的售后专业技术服务。
2.系统的制约性使市场的开拓有一定的难度,如天然气叉车市场的规模受企业简易供气站发展的制约等等。
3. 国内燃气叉车套件市场供应混乱,一些欧洲货车和早期化油器类轿车用的液化气套件滞销货在中国叉车市场找到了销路。而叉车发动机是低转速、高扭矩的技术要求完全不能等同道路发动机的要求,造成了匹配这些不适用的套件后,废气污染物的排放远远高于原型汽油发动机,燃气消耗量远高于IMPCO公司的燃气套件,造成了极坏的市场影响。需要靠具备专业技术观念的叉车设计师去引导。


广庆(安徽)燃气技术公司专稿

 
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