一、能源緊缺、油價上漲、環境保護 —給發展LNG汽車應用帶來機遇
國際石油緊缺，油價上漲；
中國年進口石油已＞1．4億噸，石油的依存度＞ 50%；
威脅國家安全、國計民生和國民經濟GDP值的增長；
國家強制執行節能減排政策；
“十一五”國家實施“節能與替代石油”工程；
①節能降耗；緩解石油供應緊張狀態；
②減排：國家實施機動車排放法規，降低尾氣污染；
提高公交等運輸企業效益和運行效率；
長沙市政府實施“藍天碧水”工程的有效舉措；
LNG汽車產業將為長沙市帶來節油、經濟、環保、產業效益。
二、LNG汽車的優點
1、LNG：-162℃，常壓：為氣態的1/625；
2、氣質更清潔，無硫﹑水分﹑雜質，尾氣污染小；
3、 燃料成本比汽油車低30%以上，維修費低；
4、安全性好：泄漏形成低溫區，不易引燃，LNG氣瓶飽和氣壓低為0.4-0.7Mpa
5、體積密度大，一個410L氣瓶公交車可行駛600-800KM；
6 、應用于公交車，城際客車，貨運班車，重型貨柜車，垃圾車,郵政專用車此外還可用于出租車（一次加氣可連續行駛400公里
）。
三、長沙市LNG汽車項目
2005年12月經攻關研制成功電控、排放達到國Ⅱ的長10M一汽CA6102N2型120HP發動機和南內NQ160N2型160HP發動機LNG公交車并上國家目錄；
52輛LNG示范公交車，營運在龍驤巴士103，168公交線路上；目前已安全運行了11萬公里；
建立了政府領導的組織體系，研發體系，生產體系，運行體系；
湖南龍驤巴士公司通過運行積累了經驗，培育了人才，建立了各項制度，研制了運行的統計管理分析軟件。
“十一五”國家863計劃新能源汽車課題：“LNG公交車運行示范”
進行整車實用化，工藝化，標準化，建立完善的安全、運行、管理制度及考核體系；
自主創新，采用高新技術建設LNG汽車的產業鏈
應用電子監控管理、統計、分析軟件進行數據分析，提供技術、經濟評價。
四、ＬＮＧ汽車加氣站建設
4.1、ＬＮＧ氣源、氣價
－中國儲量已探明總儲量1．52萬億M3 ；
－新疆廣匯LNG廠規模152萬M3 /日，甲烷82 ．3 %，熱值9800Kcl/Nm3
，現200萬噸的LNG廠正在建設中；
－建立43m3 貨柜式儲罐車隊，5天送抵長沙，車用氣價3．1元/ Nm3
；
國內LNG廠已相繼建設：內蒙、四川達州、海南、山西等地迅速增加。
－山西有液化煤層氣，其組份是：
甲烷 96．85 % 熱值：7800Kcl/ Nm3 ；
國家首批沿海10個城市建設進口LNG儲運基地；
總投資290億元的深圳中澳LNG項目一期已經正式投產，珠海高蘭港已實施建設第二個LNG接收站，30萬噸LNG廠年底投產，至長沙運距900KM，上海、福建的進口LNG儲備庫08年投產；
4.２、LNG汽車加氣站
4.２.1 加氣站的主要設備及要求
LNG貯罐：2x50m3真空粉末絕熱貯槽，日蒸發率＜0.2%；
LNG增壓器：空溫式汽化增壓器；
潛液泵：為浸沒式兩級離心泵，美國ACD公司產品；
售氣機：LNG質量計量式、精度為1.5% ；
· 具有溫度補償和氣體回收功能；
· 加滿、限量自停功能；
· 溫度、壓力、密度、體積、重量的適時顯示；
·具有限溫加液功能；
二級控制：第一級是就地手控；第二級是PLC系統通過PLC控制器實現集中監控和管理控制；
安全監控：當貯罐壓力大于設定值時，安全閥起跳；
高﹑低液位超限及內罐超壓泄漏報警系統；
甲級資質的設計院規范設計；
采用美國A57標準為主要設計依據；
撬裝站：25M3 儲罐，其余與固定站設備類同；
儲罐高壓泄放氣應連通居民或站內生活、發電用氣。
4.２.2加氣站工藝流程
卸車流程：
LNG貯車—密閉接頭—LNG泵—LNG貯罐
加液流程：
LNG貯罐—LNG泵—加氣機—LNG車載氣瓶
調壓流程：
LNG貯罐—LNG泵—LNG汽化器—LNG貯罐（氣相）
泄壓流程：
LNG貯罐—安全閥（泄壓）
4.3、車載LNG儲液瓶
4.3.1供氣系統及工作原理
車用LNG氣瓶內常規飽和氣壓：0.4-0.7Mpa ；
運行時，氣瓶的排液閥→ 限流閥→ 汽化器→ 緩沖罐→過濾器→電磁閥→發動機燃氣系統；
瓶內氣液相壓力調整：經濟閥具、超低溫耐久性；
氣瓶排液出口設限流閥，可防止管路過量外溢；
優化設計管路及過濾器，保證終端壓力、流量；
精確的液位顯示系統，精度2%以上；
安裝位置：車體中部便于維修和加氣時的操作。
4.３.3、安全性能試驗
振動試驗：6個自由度，3g的加速度，30Hz的振動頻率；
墜落試驗：9.2m高空自由墜落到硬質混凝土地面；
火燒試驗：外部538℃，持續20分鐘以上不泄氣；
蒸發率試驗：日蒸發率＜2.0% （液態）；
符合現行的Q/HK718-2006企業規范。
4.３.4、 LNG儲液瓶規格型號公交車系列（工作壓力1.6MPa）
５ 、LNG示范公交車的整車設計和技術要求
5.1、整車技術、經濟要求
排放達標：歐Ⅱ，十月份之后：歐Ⅲ；
經濟性好：氣耗低，每升油節省0.5元以上;
優化整車結構:輕量化，前后軸荷合理;
發動機扭矩大,功率適中，常用負荷在燃料經濟區域運行;
噪聲小：達到國家標準;
優化傳動系統：調整后轎變速比，最高車速>70KM/h;
續駛里程：﹥250KM，氣瓶容量，不宜過大；
整車性能達到國家現行車輛標準和LNG專業標準;
安全性：燃氣報警系統；
車型：前置機型和后置機型，要優選整車長度；
底盤、整車應上國家目錄公告.
5.2、車型選擇
大型城市主流公交車型為底地板后置式，長11-12M
省會城市主流公交車型為后置式,長10-10.5M；
長沙前置式車型：選用一汽發動機廠產品，CA6102N2型LNG發動機公交車，車長10.3M，整備質量8.7T，總質量13.5T；
長沙后置式車型：選用東風南充發動機廠NQ160N、LNG發動機的CKZ6108
HNA型公交車，車長10.3m，整備質量8.8T，總質量14T；
優質的底盤及相關配套設備；
氣瓶安裝處車體局部結構加強．
5.3、LNG公交車發動機電控燃氣系統
5.3.1、技術要求：
排放：國Ⅱ，08年后國Ⅲ；
優化結構：提高充氣及燃燒效率；
耐磨合金汽門座；
配氣機構：減小凸輪軸進排氣夾角；
壓縮比：汽油機體：8.8-10、柴油機體：10.5-12;
水冷空壓機，機油冷卻器；
增加水泵流量和散熱器散熱能力；
閉環電控噴射型順序點火箭發動機燃氣系統；
增加中冷動力，降低燃燒溫度、排放；
5.3.2、電控技術特點
電控供氣系統的ECU+多種傳感器，優化最佳空燃比，
實現控制燃料、燃燒，穩定的怠速、車速；
稀薄燃燒及高質量寬域氧傳感器；
順序點火及電控點火提前角；
電子節氣門提高同步性；
切斷閥：突降負荷切斷燃料供給；
催化轉換器：金屬型，耐高溫，背壓低，功率下降<1%，2年16萬公里；
高質量噴咀：壓力>0.25Mpa；
自學習功能選擇合理的空燃比；
氣質感應器：根據燃氣的組份優化空燃比。
5.3.３順序點火電控供氣系統：
噴射閥式電控系統：
采用由控噴射調節器正壓三級減壓燃氣系統，比例式正壓混合器可以根據燃氣的組份和熱值及地域的氣壓等進行調整，實現最佳空燃比；
電控噴射器型：
由分組噴嘴噴射(CNG)或電控膜片減壓器(LNG)輸出的燃氣進入閉環電控的發動機混合器與空氣混合進入發動機進氣系統，電控燃氣量實現最佳空燃比；
電控直噴型：
多點順序噴射閉環電控燃氣發動機每缸設置一個高質量的噴咀,燃氣經噴咀直接噴入氣缸，電控氣量實現最佳空燃比，混合氣燃燒時因受到汽缸內高溫高壓的影響對噴咀的壽命和噴射質量要求很高，因此價格昂貴。
5.3.４點火系統
長沙龍驤巴士公司LNG汽車順序點火系統執行元件作了改進；
點火系統：提高點火能量，增加動力，降低LNG耗氣量;
火花塞：耐高壓、高溫>820C;
電感線圈：電壓>38kw;
高壓線：耐高溫、防水透氣防閃絡。
TORCH火花塞5407
改變陶瓷件的參數，增加火花塞耐高溫和耐高壓；
采用特殊的電阻結構，減少電阻值的變化；
提高火花塞內部耐腐蝕能力；
提高火花塞點火能量；
TORCH點火線圈DQG1228
采用先進單缸順序點火技術；
調整點火線圈內部參數，提高線圈的點火能量，滿足LNG燃氣點火能量需求；
采用耐壓、耐溫更高的進口漆包線和環氧樹脂，提高產品的工作可靠性、延長產品的壽命；
產品安裝簡單、可靠；
TORCH高壓阻尼線ZNR1151C
采用耐高溫和耐高壓的硅橡膠線體和護套，提高產品整體性能；
設計合理的與火花塞連接的護套結構，增加排氣孔，保證連接的可靠性；
在與火花塞的連接處，采用ICIM技術，減少火花塞的表面閃絡；
TORCH火花塞、點火線圈、高壓線 系統匹配優化設計
系統的優化設計，提高點火能量，降低LNG消耗量；
系統阻值的匹配設計，減少傳遞的能量損失，和減少對環境的電磁干擾；
產品間的連接、配合合理、可靠；
脈寬保證額定轉速下的點火功效；
5.4、10.4M前置式LNG公交車的研制
5.4.1、 CA6102N2發動機研制
采用自然吸氣、點燃式發動機，進行如下技術措施：
1）增設水冷空壓機、機油冷卻器；助力轉向泵；
2）提高充氣效率：將進氣口改為雙進口；
3）高耐磨的氣門座；
4）壓縮比增至8.8；
5）“鼎輝”三級減壓調節器，比例式正壓可調混合器；
6）美國德爾福技術的單點閉環電控燃料供給系統；
7）金屬型三元催化器，功率損失小于1%；
8）發動機功率：89kw；扭矩：335Nm。
9）最低氣耗率：265g/kw·h ；
10）最高車速：100km/h（裝5噸沙袋試車）；
11）適用于長10m左右、重8-9噸級的公交車;
12) 排放:歐Ⅱ。
5.4.2、運行情況：
1）兩輛示范車從2005年2月試運行10個月后投入線路正式運行至今已安全行駛近16萬公里；
2）310L氣瓶一次加氣充裝后可行駛600Km，今后用240L氣瓶；
3）市內公交工況百公里耗氣量：31m3，同型汽油機車百公里耗油量：31L；
4）經濟效益見LNG汽車的經濟效益估算表。
5.4.3、尾氣排放
1）2004年6月25日通過了國家重型汽車質量檢驗中心的檢測，排放達到國II標準；
2）長沙市環保局檢測：2005年6月7日和11月30日兩次檢測達標，LNG汽車不僅尾氣排放好，而且穩定持久。
5.5
10.3m后置式公交車的研制
5.5.1、整體配置
1）車體：10.3m的低地板車體，優化結構車體自重輕，符合“客車結構安全要求”（GB13094-1997）；
2） 配二汽EQ6100KRKN型底盤
3）東風南充發動機公司NQ160N型LNG發動 機
4）在車輛行駛各工況下發動機均在大扭矩、低耗氣的區域內運轉： 1200—1800轉/分
5）配置四川空分集團產品240升LNG車用氣瓶供氣系統。
5.5.2、NQ160N發動機研制
1）自然吸氣型發動機壓縮比：11.5；
2）擴大進、排氣孔道：提高充氣效率；減少排氣背壓；
3）優化燃燒室提高燃燒效率﹑耐磨合金氣門座；
4）三級減壓調節器，比例式混合器，德爾福單點閉環電控燃料供給系統，今后采用配置噴射閥式的電控系統；
5）金屬型三元催化器，功率損失小于1%；
6）整機氣耗：﹤215g/kw·h；
7）最高車速：80km/h （裝5噸沙袋試車）；
8）適用于長10-10.5M左右、重9噸級的公交車。
5.5.3、運行
1）50輛LNG公交車通過一年多的運行，證明NQ160N發動機動力性好，一次加氣充裝后可行駛300KM以上；
2）市內公交工況百公里耗氣量：32-33M3,同型柴油車百公里耗油量28-30升；
3）經濟效益見LNG公交車經濟效益估算表。
5.5.4、尾氣排放
1）2005年6月28日通過國家檢測，達到歐II排放標準；
2）2005年12月23日長沙市環局檢測，排放仍然達標；
3） 通過近一年多的運行，性能整車穩定，尾氣排放狀態良好
LNG公交車經濟效益估算表
5.6、運行、研發、推廣應用
5.6.1、示范車隊運行
52輛示LNG公交車的營運證明：環保、經濟效果明顯；
100%國產的LNG氣瓶車用燃氣成套設備及技術基本可行；
根據Ａ57規范，應加裝燃器報警系統；
加強安全生產、運行管理，提高安全防范意識；
科學管理，做好數據采集、費用統計工作；
通過實用化和技術改造，使車輛性能更完善；
調集專業人才，成立專業維修公司，實現燃氣汽車的維修保養專業化、科學化。
加強培訓，定期考核，提高操作人員技術素質。
5.6.2、研發
調集資深專家、高科技人才，走官產學研的道路：
研發更大功率230-280HP的單點發動機和噴射型，順序點火電控燃氣系統，適用于10-12m客車，排放達到國III；
研制出租車國III電噴發動機相匹配的電控噴射型燃氣系統；
開發歐II排放的公交車用噴射閥型順序點火燃氣系統，用于在用車油改氣 ；
完善LNG氣瓶供氣系統的規范、標準工作，降低成本；
研發噪音低、振動小、重量輕的車體；
優化傳動系統，以提高動力性；
加氣站設備的性能進一步優化和國產化；
研發技術先進的加氣槍（咀）低溫閥門彈王及超低溫管件等系統；
研制模塊式的標準型2x50M3固定站及25M3的撬裝加氣站。
5.6.3 、LNG汽車推廣應用
5.6.3.1、LNG公交車
擴大成果：推廣和應用現有的兩種10﹒3M車型；
在用車改裝：
1）前置式汽油機公交車；
解放CA6202型汽油機改裝成8.8壓縮比的單燃料順序點火單點噴射型LNG發動機；
東風6100型汽油機：用南內NQ140N型發動機替換，安裝尺寸相同；
2）后置式柴油機公交車：降低壓縮比，改裝結構成為順序點火電控LNG發動機.
5.6.4、LNG中長途營運客車
5.6.4.1 基本方案：
１、單燃料LNG客車
１）加裝燃氣泄露報警系統；
２）裝置有多點順序噴射電控LNG發動機運行可靠；
３）排放好，噪音小，冬天啟動容易；
４）維修費用低，燃料費用省；
５）單瓶續駛里程約﹥800KM;
２、混合燃料LNG客車
１）在原柴油機上加裝電控雙燃料系統，運行可靠，油/氣切換方便，運用靈活；
２）經濟效益適中，續駛里程﹥1200KM（400升氣瓶）;
３、貨運車：采用混燃LNG/柴油方案;
４、延長行駛里程：增加氣瓶或建立城際加氣站；
５、郵政車、垃圾車等均可采用混燃。
5.6.4.2、LNG中長途營運客車效益分析
5.6.4.3、雙燃料中長途營運客車效益分析
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