關于液化氣叉車知識講座第1頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三第2頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三

液化氣車輛發展史

LPG是英文liquefiedpetroleumgas的首字母縮寫，意為液化石油氣。1860年Lenoir制成世界上最早的氣體燃料發動機，并導致最古老的發動機廠道依茨氣體發動機廠的建立，表明人們在內燃機中使用液體燃料以前，就通過實踐證明了各種成分的可燃氣體也是可以在內燃機中使用的。直到1973年第一次石油危機到來之后，喚起了人們對過分依賴石油的柴油機和汽油機前途的擔憂，使人們意識到石油儲量將隨著開采時間的推移而日趨枯竭。在此形勢下，開發和高效利用新能源成為世界性的重點研究課題，其中利用氣體發動機燃燒具有豐富資源的氣體燃料是一種被人們普遍看好的有效途徑。進入八十年代后，隨著工業對大氣環境的污染進一步加劇，導致全球性的生態環保意識日益增強，也迫使內燃機工作人員開始加強具有清潔燃燒特性的氣體發動機的研究工作。

第3頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三IMPCO科技公司致力于探討服務顧客的一整套系統的方法。我們是唯一的一家提供全套道路和非道路車輛使用氣體燃料系統的公司，解決從氣瓶到發動機排氣管的整個方案設計。我們產品的范圍涵蓋了從燃料儲藏和燃料調節元件到電子燃料控制系統，以及尾氣催化劑和完整的殼體、低排放的認證型發動機部件。IMPCO科技公司制造和銷售可允許使用諸如液化氣（丙烷）和天然氣的氣體燃料的道路和非道路用發動機達到干凈和徹底的燃燒。我們的產品以及同樣重要的綜合專業技術可使原始設備制造商(OEMs，指眾多發動機或改裝套件的使用者)能夠應用在運輸、工業和發電等市場以滿足符合用戶要求和政府的排放法規。第4頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三IMPCO產品的適用對象汽車卡車和公共汽車小型發動機可移動的工業設備固定的和便攜式發電產品我們的目的：降低燃料的使用成本還地球一個干凈的未來第5頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三IMPCO科技公司有遍布全球的辦事處和制造工廠以及遍布全球每一個角落的經銷網絡。IMPCOTechnologies,Inc.

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第6頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三關于IMPCOIMPCO是美國的上市公司，于70年代開始采用電控、電噴等技術，公司總部在加州，位于密歇根底特律的是一家分支機構，主要負責產品研究。其核心產品是發動機的混合器和蒸發器，多年來為GM和NISSAN配套。現因美國EPA的要求，要對發動機的整機環保負責。IMPCO公司是世界上為內燃機提供先進的代用燃料系統技術和元件的最主要供應商．IMPCO的產品能使這些發動機使用對環境有益處的氣體燃料，如丙烷、天然氣和沼氣。IMPCO的產品在把污染排放物減少到最低水平的同時提供最佳的效率和性能。IMPCO公司是運輸(如叉車行業)、工業和電力市場環節的主要專業供應商。第7頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三

關于PEI和廣慶（安徽）技術美國PEI公司，全稱PROJECTENGINEERING,INC.PEI公司過去是一家以液化氣叉車套件供應為主的叉車配套商，該公司在美國成立于1986年。現在美國PEI公司及其子公司“廣慶（安徽）科技有限公司”是美國IMPCO公司環保型叉車用認證發動機、普通非認證型發動機以及液化氣改裝套件等所有產品的中華地區（含大陸、臺灣等地）的獨家總經銷。第8頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三液化氣叉車發展史以LPG作為車用替代燃料的研究始于二次大戰后，經過幾十年的發展，LPG叉車行業頗具規模。一些世界的知名的叉車公司如林德、豐田、小松、海斯特等都加入了開發行列均可按客戶要求生產單燃料或雙燃料LPG叉車。近年來，為了適應汽車發展的環境保護的主方向，LPG叉車技術趨于成熟，尤其采用先進的機電技術的計算機技術后使其安全性和控制性得到很好的保證。氣瓶的重量，體積大為減少，操作技術簡單，在不改變叉車原構造和動力性的基礎上，只需增加一套LPG供氣裝置，便成為單、雙燃料叉車。國際上的前十位叉車企業均是采用美國IMPCO公司轉換裝置作為標準配置，美國IMPCO公司是專門針對工程車輛的惡劣工況設計，據介紹，IMPCO公司轉換裝置為目前許多在世界排名前列的大叉車公司所采用。LPG叉車分為單、雙燃料兩種車型，單燃料叉車只能以LPG為燃料；雙燃料叉車既能以LPG為燃料，也能以汽油為燃料。可以完成普通叉車的各種工況的應用。非常適用于有LPG加氣站且氣源充沛的地區，但即使象廣州這樣一個本地沒有氣源，直接進口國外氣體的地區也可以大力發展LPG叉車。第9頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三液化氣叉車發展史LPG叉車又分為開放式和反饋式LPG叉車，開放式LPG叉車應用于在LPG推廣使用的初始階段，可以在一定程度上解決能源問題和排放效果。反饋式LPG叉車應用于在反饋式汽車推廣使用的成熟期，是今后發展的必然趨勢，其尾氣的排放只有開放式LPG叉車1/10及更少，它將對人類和環境作出應有的貢獻，同時可以滿足美國最苛刻的環保法規要求。第10頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三液化氣叉車需要的部分部件圖示IMPCO科技公司的氣體燃料化油器（又稱減壓閥、蒸發器）和其它部件在世界處于領先水平，它可以在功率從1/2到5000馬力的內燃機上使用。VFF30-2過濾器和切斷閥CA100

混合器ModelJ減壓閥CA125混合器第11頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三LPG叉車優勢1、大大減少廢氣排放，使用LPG與汽油相比，其排放的CO要減少80%,HC要減少75%,NOx也有明顯下降。

2、有利于改善發動機的潤滑狀況。使用LPG作燃料，由于進入發動機的混合氣為干式混合氣，故不會出現使用汽油時那種汽油霧化不佳，(汽油在進入氣缸時由于汽油沖刷氣缸壁，破壞潤滑油膜，造成氣缸和活塞的早期磨損并使潤滑油被稀釋和劣化，致使發動機其他轉動部件磨損等不良現象)同時因燃燒時極少積碳,潤滑狀態好可延長發動機的使用壽命一倍以上，同時也使機油的使用時間延長，降低發動機的維護費用。

3、有利于改善發動機的工作狀況。由于LPG的主要成份是丙烷，其抗爆性能極好，辛烷值達到120以上，不易發生爆震現象，能明顯降低發動機的噪聲，同時由于燃燒充分并不結碳從而大大延長發動機的大修時間。綜上可節約維修資金50—80%。

第12頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三4、有利于降低燃料成本、根據理論測算和實踐證明，一升汽油和一升LPG所跑的里程基本相同，每升LPG的價格比汽油便宜0.8-0.9元。

5、有著可靠的安全性。由于整個“燃料裝置”的各個部件是美國IMPCO公司定點生產的，經過精密的設計和嚴格的測試，性能安全可靠。同時由于液化汽的著火點比汽油高，汽化潛熱大，具有自我冷卻作用，因此大大增加了它的安全性。鋼瓶經過了物理試驗、水壓試驗、爆破試驗、沖擊試驗、墜落試驗、火燒試驗、槍擊試驗、滲透試驗、運行試驗，且裝有防爆裝置，可以確保安全；

第13頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三可替代燃料汽油和柴油是世界上最通用的汽車燃料與任何發動機單一選擇汽油或者柴油一樣，可替代燃料也是典型的燃料可替代燃油包含如下種類：壓縮天然氣（CNG）液化石油氣（LPG）液化天然氣（LNG）甲醇/乙醇氫氣電能第14頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三可替代燃料交通工具

全世界&美國

丙烷天然氣甲醛乙醛世界范圍(x1Million)美國(x100K)00.511.522.533.5第15頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三燃料系統類型

燃料系統類型單燃料：汽車發動機僅用一種燃油雙燃料：汽車可以在兩種燃料中切換使用，每次為一種燃料混合燃料：汽車的兩種不同燃料在同一時間同時使用第16頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三燃料使用安全注意事項對任何發動機燃油都必須關注如下安全事項。如果油料不能輕易點火或者不能迅速完全燃燒，那就不是發動機燃油。可燃性使用燃油相關部件或者在其附近時不能吸煙，不能有點燃的煙草，或者使用點燃的明火及其它有關聯的燃料。經混合后可產生高可燃性混合性氣體并被點燃，導致人身傷害。壓力CNG燃油系統使用壓力可以達到248bar。LPG燃油系統使用壓力可以達到21.5bar。為最大程度的減小發生火災及人身傷害，在使用前釋放或者隔離燃油系統第17頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三液化石油氣知識

液化石油氣是提煉石油或天然氣過程中產生的副產品，其主要成分是丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10），平均比重在0.546(15℃)，平均空燃比為15.7（汽油空燃比為14.7），氣體本身無色、無味、無毒，為安全原因加入某些臭劑，高壓易燃。人體吸入氣體會感頭昏，直接接觸石油氣液體會造成肢體凍傷。液化石油氣呈兩種狀態存在：加壓或降溫均可使其呈液態（便于運輸及使用）；減壓或升溫均可迅速汽化，在－42℃就會揮發汽化，重量膨脹270倍。丙烷辛烷值為125，丁烷辛烷值為91（汽油辛烷值為87）。車用LPG氣體最好是以丙烷和丁烷為主，因為考慮到它們的燃燒性能，蒸汽壓、著火溫度、辛烷值等對發動機的影響，丙、丁烷成分兩者的比值最好為50-50%以上，目前中國市場上一般為丙、丁烷成分兩者的比值最好為30-70%，在寒冷地區（如哈爾濱地區），丙烷本身占有的含量相對要提高，達到40%以上。這是因為丙烷的沸點低（僅有零下42度），容易汽化的原因，反之，因為天寒地區液化氣不容易汽化會造成蒸發器結冰，發動機會出現不容易啟動的現象。如遇到此現象，可以用毛巾蓋在蒸發器上，70度熱水直接澆在蒸發器上化凍。第18頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三第19頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三LPG蒸汽壓液化石油氣填充于高壓鋼瓶時，部分液體蒸發成氣體而產生壓力，當達到一定壓力時，蒸發自然停止，此時鋼瓶內的壓力稱之為蒸汽壓。20℃時丙烷的蒸汽壓為8Kg,丁烷為2Kg，而汽油為0。液化石油氣的蒸汽壓因丙烷、丁烷的混合比以及溫度不同而異。一般而言：1.溫度越高，壓力越大。2.丙烷成分越多，壓力越大。3.液量大小與壓力無關。所以純度越高，環境氣溫越高的時候，充氣站的充氣壓力就必須提高，否則無法將液化氣沖入鋼瓶。反之，民用氣的充氣壓力就明顯低于車用氣（如圖，6號氣在20℃的蒸汽壓為5Kg，而11號氣在20℃的蒸汽壓為1Kg）。這樣就可以幫助我們理解為何叉車用鋼瓶會有許多的安全附件，同時有時相對與民用瓶充氣困難。第20頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三特別要注意的是LPG氣體中丙稀含量不能高于5%，原因是丙稀的辛烷值低，意味著發動機抗爆震性能差。

第21頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三在美國及全世界的許多鄉村地區利用LPG取暖和烹飪。化學表達式＝C3H8汽油和柴油主要以碳氫化合物(石油)為主。盡管技術上不準確，LPG和丙烷同樣廣泛用于工業領域。LPG是幾種混合的石油氣體。依據燃料質量，LPG包含80％或者以上的丙烷。換句話，LPG是一種主要成分為丙烷氣體的燃料。HD-5(美國燃料質量檢測)級要求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質的碳氫化合物。LPG比空氣重，它會積聚在地面及低洼地。像汽油一樣，LPG以液體的形式存儲在汽車燃油箱—氣罐中。與汽油不同的是，LPG在油箱中存儲壓力達到21.5Bar(312psi)。LPG在有壓力或不能接觸到空氣時將保持液體狀態。第22頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三LPG在正常溫度、氣壓下將從液態變成氣態(蒸氣)。典型LPG燃料系統有如下流程：減小燃油箱系統壓力(可以達到21.5Kg，目前中國氣站的充氣壓力一般為10～8Kg)降至大氣壓力。轉變液態燃料成氣體或者蒸氣。釋放精確的燃油蒸氣到發動機中。燃油蒸氣與空氣混合形成易燃的油/氣混合氣體。混合油/氣被吸入發動機，點燃并被燃燒。這就產生了能量推動汽車在公路上行駛。天然氣和丙烷在補充燃料時都采用正向連接，這樣只有少量燃料能夠泄漏。在全世界的大多數國家中，LPG在氣站和公共LPG氣站都是發動機可直接利用的燃料。在大多數國家，LPG燃料充氣站的數量比CNG燃料充氣站多的多，其數量還在快速增加。對CNG燃料充氣站最大的障礙是其高昂的花費($250，000+USD)。第23頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三空氣—燃料的理想配比值理想配比值是指空氣燃油混合比例(部分空氣對部分燃料)。這種易燃的混合物在氣缸中點燃并燃燒。如果理想配比值使所有氧氣和所有燃料全部被利用。這將產生低排放，高燃料經濟性和強大的功率。空氣/燃料理想配比值：汽油＝14.7：1天然氣＝16.4：1LPG＝15.7：1因此，燃燒1kg天然氣或者1kgLPG比燃燒1kg汽油要用更多的空氣。發動機工作時，燃燒燃油對空氣的數量要求是重要的。氣缸吸入空氣體積受氣缸行程限制，我們不能吸入超過氣缸限制的氣體體積。另外，燃燒燃料需求空氣越多，氣缸中燃料體積比就會成比例的降低。因此，與汽油相比，氣缸中容納更少的LPG。燃料越少，發動機產生功率下降。使用丙烷造成功率僅下降5％到10％，除了進行重負載和全速行駛，其它工況對駕駛員影響并不明顯。使用計算機控制燃料系統還會使功率下降低于10％到12％。第24頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三沸點沸點是液體轉變成氣體或者蒸氣時的溫度。例如，水的沸點是100℃(212°F)。任何燃料，無論是汽油或者是可替代燃料，在燃燒時都必須以蒸氣的形式存在。沸點：汽油＝126℃(212°F)。CNG=-259℃。LPG=-44℃。由下表中可以看出LPG的沸點、液體和氣體時的比重、空然比、辛烷值等參數。第25頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三第26頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三第27頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三開環式液化氣雙燃料叉車原理

第28頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三第29頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三第30頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三第31頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三作用原理LPG貯藏在鋼瓶內，叉車發動前，打開鋼瓶出口處的手動開關。液態LPG將通過過濾器/真空切斷閥，一方面將流過液態的LPG中的雜質去除，另一方面在內燃機因某種原因停止運轉時，來自化油器的真空訊號消失后，內部閥門將立刻關閉，切斷LPG流通。LPG流至汽化器/調壓器時，LPG在此受熱汽化變成氣態，且通過兩次減壓才達到內燃機運轉時的壓力狀況，但其內部閥門仍處常閉狀態，只有內燃機運轉時造成真空吸力時才開始流出，其汽化過程需吸收大量熱量，為防止裝置結冰，必須將發動機的熱水導入汽化器/調壓器。此時氣態的LPG進入LPG混合器，此間LPG將與干凈的空氣以一定比例的混合后成為可燃氣體進入發動機燃燒室，發動機得以正常運轉并對外做功。雙燃料系統在選擇燃燒汽油時，只需打開燃油切換開關，系統將通過電磁閥自動關閉LPG供給系統，汽油供給系統就可以正常運轉工作。第32頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三化油器式LPG燃油系統組成以汽油燃油系統為基礎改裝LPG裝置的零部件組成有下列各項：LPG氣罐LPG濾清器LPG電磁閥蒸發調節器（又稱低壓調節器）混合器節流控制裝置線束鋼瓶支架第33頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三

化油器式液化氣主要部件結構介紹（一）、液化氣鋼瓶屬于車載鋼瓶范疇，國內應符合GB17259-1998國家標準，它由瓶體和閥件組成。LPG鋼瓶一般應具備出液限流、充液限充、安全泄放及液面顯示等四項功能。內部通過安裝超流閥，當外部LPG管道破損時而造成LPG大量外泄時，此閥門可迅速關閉，實現出液限流；在充液時，內部裝雙逆止閥，有的鋼瓶安裝80%液位孔，當內部氣體充到80%，液位孔有白色霧狀物冒出，雙逆止閥動作可切斷并停止充氣；安全釋壓閥設定一定的啟噴壓力，當內部氣相組織的壓力超過此設定壓力時，能泄放內部的氣體，以保證安全；通過浮球式液面計可以觀察到罐內的存量。

第34頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三第35頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三（二）、組合閥和分體閥

組合閥優點是：故障率低，價格便宜。目前中國鋼瓶廠生產的叉車鋼瓶屬于此類。分體閥的優點是：充氣速度快，操作簡單，目前許多國外叉車企業在中國使用的也有此類鋼瓶。我公司兩種配置都有，可供用戶選擇。

第36頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三（三）、汽化器及調壓器（又稱蒸發器）——蒸發減壓器能將液化石油氣壓力由高壓變成低壓，將2.2Mpa的液化石油氣減為0~1KPa，LPG在此受熱汽化成汽態，同時減壓，但內部閥門處于常閉狀態，當發動機運轉造成有一定的真空吸力時，LPG才流出。利用發動機循環水對其加熱，能夠克服減壓節流時產生的低溫冷凍現象。是發動機工況變化向混合器提供足夠燃氣的關鍵部件，因此應具備以下功能。

（1）蒸發減壓功能：蒸發減壓器將2.2Mpa的液化石油氣減壓變成低于大氣壓的石油氣。

（2）流量調節功能：

蒸發減壓器的輸出流量受發動機工況變化而變化，能夠提供發動機足夠的燃氣耗量。當發動機運轉時都是處于負壓工作狀態。（3）加熱燃氣的功能：

由于液化石油氣減壓有吸熱現象，因此高壓閥口處于調節狀態時必然會產生節流吸熱降溫現象，影響液化石油氣由液態蒸發變成氣態的速度。因此車用燃氣減壓器為了使燃氣加熱穩定性好，大多采用發動機循壞熱水加熱減壓器殼體使液化石油氣持續蒸發。第37頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三第38頁，講稿共50頁，2023年5月2日，星期三過濾器及真空切斷閥——HELI公司配置的是大通徑過濾器，有大容量過濾面積，專門針對中國氣質雜質較多的國情配置。可以有效延長使用時間和提高過濾精度，進氣阻力小，過濾網片除去LPG中的雜質，避免進入下游汽化設備中造成阻塞；同時起到當內燃機因故停止運轉時，其來自化油器之真空訊號消失，內部閥門將立即關閉，切斷LPG流通，為LPG轉換裝置的必備設備。有些公司配置的是小過濾器，價格低，特點是過濾面積小，使用壽命少和過濾速度低，進氣阻力大，真空切斷閥安裝在汽化器及調壓器上，切斷氣源的時間相對滯后。管道安全閥——因在LPG管道系統內如有殘液存在，以防其受熱而膨脹導致管路爆裂，必要時裝有管道安全閥達到一定的壓力時