1.課題背景

深圳華江科技有限公司要從事汽車代用燃料供給系統的電子控制軟件及車用機電一體化零部件的研發、制造和市場營銷等業務。是多家風險投資基金投資的高新技術企業和軟件企業，是國家“十五”科技攻關項目（已驗收）和“十一五”“863”項目的承擔單位之一，2019年被深圳市企業新紀錄組織委員會授予循環經濟貢獻獎。自主研發的汽車代用燃料智能電控系統系列產品被列為“國家重點新產品”和“廣東省重點新產品”，獲得計算機軟件著作權登記及多項專利：該產品為發動機燃料供給搭建一個系統的軟件智能控制平臺ECU(基于發動機工作過程的燃料供給控制策略和可實現的執行程序軟件），是實現汽車燃料品種多元化的關鍵技術，已通過國家相關部門的燃氣汽車檢測和省部級科技成果鑒定，技術水平國內領先并唯一、達到甚至超過國際先進水平并具有明顯成本效益優勢。1.課題背景

烏魯木齊燃氣管理辦公室是烏魯木齊市燃氣行業管理機構，具有執行有關燃氣工作的法律、法規、規章和政策；及組織開展燃氣新技術、新產品的推廣應用的工作職責，同時兼任烏魯木齊市燃氣汽車領導小組辦公室負責項目的組織實施工作。

以烏魯木齊市燃氣汽車領導小組辦公室的名義承擔了“九五”國家科技攻關計劃“清潔汽車試點示范城市”課題，并于2019年通過驗收.2019年12月份申請的“十五”國家清潔汽車關鍵技術研究開發及示范應用項目課題“清潔汽車重點推廣應用城市”于2019年11月通過驗收。2019年2月的申請國家科技攻關計劃子課題“深化清潔汽車重點推廣應用城市（地區）研究”于2019年2月至2019年10月完成課題的研究工作。

1.課題背景

課題主要內容新型高效燃燒系統的研究與開發。電控軟硬件系統的開發、匹配與標定。燃料供給系統匹配。增壓系統的選型與匹配。催化轉換器的選型與匹配。電控EGR技術研究。整機可靠性研究。性能認證試驗和產業化準備。整車匹配技術研究。LNG充裝裝置國產化的研究。

1.課題背景

課題主要技術和經濟指標發動機功率達到200Kw以上。發動機最低燃料消耗率達到195g/(Kw.h)。整車尾氣排放達到國IV標準。整車可靠性試驗按照國家對整車定型產品的要求進行30000公里的可靠性試驗，可靠性達到原車水平。整車成本增加不大于原燃油車輛成本的25%。整車運行成本在原燃油車輛運行成本的基礎上減少40%。整車安全性符合GB7258-2019《機動車運行安全技術條件》標準中的內容要求。專題驗收樣車不少于3臺。擁有2個以上專利。提供由國家資質的實驗室或檢測中心提供包括車輛安全性、動力性、經濟性及可靠性等方面的檢測報告。2.課題完成情況目標：研制開發具有自主產權的電控單燃料重型商用CNG發動機，完成發動機新產品公告和環保公告，形成批量生產的能力。課題目標實現目標：發動機通過型式性能試驗，并滿足要求。目前，該機型已投入小批量生產，，新建完成的1500平方米的氣體發動機生產車間，可滿足20000臺/年的生產能力。2.課題完成情況課題指標1、發動機功率達到200Kw以上。課題完成情況：發動機功率實際為：280Kw。2.課題完成情況課題指標2、發動機最低燃料消耗率達到195g/(Kw.h)課題完成情況：最低燃氣消耗192g/Kw.h。課題指標3、尾氣排放達到國IV標準課題完成情況：發動機排氣污染物排放量符合國IV排放限制的要求。課題完成情況2.課題完成情況課題指標4、整車可靠性試驗按照國家對整車定型產品的要求進行30000公里的可靠性試驗，可靠性達到原車水平。課題完成情況：目前兩輛樣車已完成30000公里的可靠性試驗，可靠性完全達到原車水平。2.課題完成情況課題指標5、整車成本增加不大于原燃油車輛成本的25%課題完成情況：整車成本增加不會超過7.5萬元（供氣系統3.5萬，柴油發動機與燃氣發動價差4萬元），按照原車成本35.4萬元，目前整車成本沒有超過原燃油車輛成本的25%。2.課題完成情況課題指標6、整車運行成本在原燃油車輛運行成本的基礎上減少40%課題完成情況：經測試燃料消耗減少幅度為41.4%，車輛其他的運行費用與柴油車基本一致。為此可以確認整車運行成本在原燃油車輛運行成本達到課題要求2.課題完成情況課題指標7、整車安全性符合GB7258-2019《機動車運行安全技術條件》標準中的內容要求。課題完成情況：經過測試改裝車輛整車安全性符合GB7258-2019《機動車運行安全技術條件》標準中的內容要求。2.課題完成情況課題指標8、專題驗收樣車不少于3輛課題完成情況：樣車共計12輛。LNG汽車記錄

司機姓名車輛牌號所屬車隊車輛使用、改裝情況改

裝

發

動

機

張艷明新A38660一隊送液。買買提新A38991一隊送液。楊杰新A39000二隊在哈密作為救援車。朱從懷新K07551二隊送液。阿不都新A39012三隊送液。陸峰新A38685三隊大修發動機。吳金剛新A38690三隊送液。王建民新A38981四隊在淖毛湖—哈密拉煤。毛江軍新A38971四隊在淖毛湖—哈密拉煤。換

發

動

機

尼合買提新A38963四隊在淖毛湖—哈密拉煤。梁建新新A39005四隊在淖毛湖—哈密拉煤。新A38662三隊駕駛室的焊接，管路連接都已完成，準備LNG車載瓶、線路的安裝。新A38843二隊LNG車載瓶、管路連接完成，正在安裝線路。新車

梁軍新車一隊3月16日再去吐魯番地區車管所掛牌（車管所植樹造林）。姜龍新車三隊3月16日再去吐魯番地區車管所掛牌（車管所植樹造林）。2.課題完成情況課題指標9、擁有2個以上專利課題完成情況：申請了2個實用新型專利分別為“以壓縮天然氣輸送液化天然氣的汽車供氣裝置”申請號：200920199808.2實用新型“液化天然氣自增壓裝置”申請號：200920199807.82.課題完成情況課題指標10、提供由國家資質的實驗室或檢測中心提供包括車輛安全性、動力性、經濟性及可靠性等方面的檢測報告課題完成情況：由新疆交通科研院汽車產品質量監督檢驗站對其中兩輛樣車及一輛比對柴油車進行了車輛安全性、動力性、經濟性的檢驗，檢驗報告見附件一。由新疆交通科研院汽車產品質量監督檢驗站對兩輛樣車30000公里可靠性進行了檢驗，檢驗報告見附件二。

2.課題完成情況

1、新型高效燃燒系統的研究與開發。缸內渦流運動形成圖天然氣發動機專用活塞燃燒室方案一方案一方案一

2.課題完成情況

2、電控軟硬件系統的開發、匹配與標定。LNG發動機工作原理示意圖LNG發動機電控單元點火線圈在發動機上的狀態

2.課題完成情況

3、燃料供給系統匹配。電子節氣門噴射閥在氣軌上的狀態

2.課題完成情況

4、增壓系統的選型與匹配。天然氣發動機模型

2.課題完成情況

5、催化轉換器的選型與匹配。不同涂層材料催化劑中毒前后對甲烷的起燃溫度和轉化效率涂層Al2O3SiO2TiO2Al2O3/SiO2SiO2/TiO2Al2O3/TiO2新鮮樣起燃溫度/℃231245246234246243轉化效率/%989082928282中毒后起燃溫度/℃340268256270257279轉化效率/%506260855861不同活性助劑的成份

代碼A-1-1A-1-2A-1-3A-1-4A-1-5A-1-6

成份Co-Mn-OCe-Sr-Ni-ONi-Fe-OCo-Ce-Mn-OLa-Zr-Si-OCu-Co-Fe-O

2.課題完成情況

6、整機可靠性研究。缸蓋冷卻水腔內速度分布圖火花塞安裝孔周圍的冷卻水速度分布圖冷卻水腔表面的對流換熱系數

2.課題完成情況

7、LNG充裝裝置國產化的研究。parker公司生產的LNG加注槍頭GCCARTER公司技術國產化LNG加注槍頭

2.課題完成情況

8、整車匹配技術研究。

在考慮到公司擁有車輛的實際情況，公司先期拿出了所擁有100輛北方奔馳牽引車中的2輛型號為ND4260A34，使用濰柴wd615.46發動機的車輛作為試驗車輛，購置兩臺濰柴動力公司出產的可以和試驗車輛匹配的WP12LNG380E4發動機兩臺，該發動機進氣壓力在考慮了LNG燃料特性后將進氣壓力調整到了4.5公斤，發動機采用單點噴射低壓共軌系統，ECU由aec公司提供，排放標準為國Ⅳ，燃料消耗為208g/kwh，改裝過程中主要對原車的水箱進行了增容。并在一些配合件上進行了改動，經調試車輛運行情況良好，可靠性試驗達標。

針對-162攝氏度LNG的物理狀態是常壓的條件，如何保證LNG液體從車載儲罐流到車載汽化器氣化及保證發動機所需燃料成為了課題組所面臨的一個難題。為此經過多方調研和討論提出了一下幾種工藝方案：

2.課題完成情況

CNG鋼瓶–LNG車載鋼瓶-水浴汽化器-緩沖罐-減壓閥-LNG專用發動機帶自增壓的LNG車載鋼瓶-水浴汽化器-緩沖罐-減壓閥-LNG專用發動機加注站內調壓–LNG車載鋼瓶-水浴汽化器-緩沖罐-減壓閥-LNG專用發動機帶低溫液體泵的LNG車載鋼瓶-水浴汽化器-緩沖罐-減壓閥-LNG專用發動機

經分析，c方案對LNG加注站要求過高，在目前技術狀態下存在大量的排空氣體無法回收，增壓時間過長的不利因素，課題組決定不予考慮。d方案是完美解決方案，但是在目前狀態下存在技術壁壘及成本價格過高的因素，課題組決定作為技術儲備暫不實施。a.b方案經過課題組驗證是目前狀態下較為實際的解決方案。

2.課題完成情況

課題實施選擇的技術路線課題選擇的技術路線從兩方面入手，一是LNG發動機的生產研制入手，生產出符合LNG燃料特性發動機，二是從LNG燃料常壓特性入手，解決發動機所需燃料的問題，供氣的流程如下：CNG鋼瓶-LNG鋼瓶-水浴汽化器-緩沖罐-減壓閥-LNG專用發動機帶自增壓的LNG鋼瓶-水浴汽化器-緩沖罐-減壓閥-LNG專用發動機.科學性、先進性、創新性

采用-162攝氏度LNG，通過CNG鋼瓶或帶自增壓方式來推動液體流出LNG氣瓶，經水浴式氣化器完全氣化，實現LNG在重型商用車上的使用。技術路線經實踐證明可行。通過降低發動機燃氣進氣壓力，可以降低系統對供氣壓力的要求，并通過增加噴嘴的尺寸來控制發動機進氣流量等同于CNG的發動機，保證了發動機功率的正常輸出。根據部分城市客車使用LNG的經驗和教訓，通過設置一個緩沖罐，保證了大功率天然氣發動機對對供氣系統大流量的要求，并考慮到車輛在短時間和瞬時加速的工況下，對供氣系統瞬間增加供氣量的要求。

2.課題完成情況

取得的發明專利等知識產權情況目前申請了2個實用新型專利分別為

實用新型“以壓縮天然氣輸送液化天然氣的汽車供氣裝置”

申請號：200920199808.2

實用新型“液化天然氣自增壓裝置”

申請號：200920199807.82.課題完成情況課題成果對相關研發工作的開展以及本學科及相關學科發展的作用和影響該項目的研發，帶動了國內在重型商用車領域對LNG代用燃料車輛研發的重視，各大型商用車公司都已經著手進行了相關產品的研發工作。

濰柴動力和上柴動力公司的氣體機研發和制造水平較其他企業遙遙領先。根據該項目的研發情況，此兩家公司已經對現有的適合LNG燃料的氣體發動機都進行了相應的改進和升級。濰柴動力針對試驗產品暴露的問題：發動機過熱和動力不足，分別進行了排氣系統改進和燃氣噴射系統的改進。

該項目的研發，同時引起了LNG生產、貿易和運輸企業的極大興趣。新疆廣匯集團已將此項目的推廣納入企業戰略發展規劃中，首先在新疆境內全面推廣，進一步在全國范圍內大面積推廣應用。并且該項目的研發，為LNG車輛相關標準的制定奠定了基礎。

總之，該項目的研發，帶動了國內在重型商用車領域對LNG代用燃料車輛研發的重視，各大型商用車公司都已經著手進行了相關產品的研發工作，對LNG生產、運輸、貿易等產生極大的刺激作用，有關各方都已經加大了相關產業的研發和建設進度，希望能更快推廣相關產品，實現整個產業鏈的快速、高效、共贏發展。

2.課題完成情況

課題成果目前的應用及其前景分析

課題目前應用情況，公司已經改裝完成及購置360匹以上LNG車輛12輛，準備全部投入到哈密老毛戶煤礦從事煤炭運輸，并配套建設了3個LNG加注站。已經與濰柴動力、陜西重汽等公司達成了戰略合作關系，共同開發LNG車輛市場。目前完成600個LNG鋼瓶及4套撬裝加注站的招投標工作，后續的設備及車輛的招標工作正在按照計劃進行中。

前景分析：按照新疆維吾爾自治區道路運輸管理局在網上公布的數據，截止2019年底，經營性客貨運輸車輛25.03萬輛，其中經營性客車4.42萬輛、經營性貨車20.61萬輛，發展前景極大。

課題成果的其他經濟、社會效益分析與評述

車輛運行經濟性分析

發動機燃料類型柴油LNG（換裝發動機）LNG（改造發動機）車輛功率360馬力380馬力360馬力月行駛里程13000公里13000公里13000公里百公里燃料消耗53.3方60方燃料價格5元/升3.0元/方3.0元/方月燃料費用支出38155元20787元23400元月相對節約的燃料費用017368元14755元相對增加的改造費用07.5萬元4.7萬元相對增加投資的回收期4.4月3.19月

2.課題完成情況

汽車改裝收益分析由于LNG燃料相對柴油燃料具有明顯的經濟型，因此，運輸企業將原柴油輛車改造為LNG車輛就有很高的積極性，為快速推進新疆市場使用LNG汽車，成立專業改車公司，假設30%換裝發動機，70%改造發動機，按照每輛車輛改造利潤10%，依據新疆車輛制造預測，每年改車收益為1060.36萬元。其中：客車：884輛×30%×7.5萬元×10%+884輛×70%×4.7萬元×10%=489.74萬元貨車：1030輛×30%×7.5萬元×10%+1030輛×70%×4.7萬元×10%=570.62萬元

2.課題完成情況

LNG銷售收益分析年份20092019201920192019LNG客車改造車輛數（輛）884884884LNG客車新購數量（輛）486486486486486年LNG客車數量13702740411045965082年用氣量（萬方）8055.616111.224166.827024.529882.2LNG貨車改造車輛數（輛）103010301030LNG貨車新購數量（輛）12901290129012901290年LNG貨車數量23204640696082509540年用氣量（萬方）21715.243430.465145.67722089294.4合計用氣量29770.859541.689331.4104244.5119176.6LNG銷售利潤（萬元）8931.217862.526799.431273.435753

2.課題完成情況

經費使用情況

根據國家科技計劃課題預算，國家經費撥入176萬元，企業自籌1800萬元，總計1976萬元。國家經費于2019年12月29日撥入123萬元，2019年6月27日撥入53萬元。目前課題專項資金176萬全部使用。自籌資金投入為1829.15萬元，并擬再投入2622.41萬元，包括購置600只LNG鋼瓶和四座LNG撬裝加注站、以及新車購置等。見財務驗收報告

2.課題完成情況

存在的問題國家或地方政府缺乏給予LNG汽車生產、改裝、加注站建設、零部件生產以及LNG汽車的購置等方面的資金和稅收優惠政策，影響LNG汽車產業化的發展。缺乏相關產業鏈中的國家配套標準，其中主要是燃氣汽車改裝、零部件生產、加注站建設、燃氣汽車道路行駛的技術標準的制定、推廣和國家標準，影響LNG汽車產業化的發展。建議在LNG汽車示范推廣階段，希望科技部積極協調相關部門和地區，盡快解決LNG改裝汽車上路運營的合法性問題,加快推動LNG汽車產業的發展。對于新疆公路運輸較為發達，里程長，貨物運輸和城際間客運都主要依靠中重型車輛來實現。運輸企業對于LNG汽車改裝需求大，新疆地處邊遠，技術、經濟發展相對滯后，為此希望科技部對新疆廣匯在推廣中重型LNG汽車應用過程中給予技術和資金方面的持續性支持。新疆廣匯實業投資集團簡介新疆廣匯實業投資集團（簡稱廣匯集團）是一家集清潔能源、汽車服務、房地產三大產業為一體的跨區域經營的大型企業集團，連續6年躋身中國企業300強，中國私營企業20強2019年資產總額：

209億人民幣經營收入：

244.84億人民幣利潤：

11.41億人民幣廣匯集團29年的發展始終立足中國能源產地-新疆，在能源產業發展規劃中已儲備了豐富的煤炭、天然氣、工業土地、工業用水資源和資金、技術、人才條件，為集團的持續發展奠定了堅實的基礎。新疆公路運輸市場情況新疆公路情況新疆維吾爾自治區幅源遼闊，是典型的綠洲區域經濟，公路的建設和貫通是新疆發展的基礎。目前，自治區通車里程達14.52萬公里。全區高速公路和一級公路達到1942公里。形成了以“三縱二橫”為主骨架的公路網絡。據自治區交通廳提供的數據，到2020年公路總里程將達到20萬公里，以“三縱二橫二環八通道”為主骨架，環繞準噶爾盆地、塔里木盆地，與各邊境口岸重要經濟區聯通，穿越天山，連接南北疆，東聯內地，西出周邊國家，建成四通八達遍布天山南北的公路網。－數據來源《新疆交通廳網站》新疆公路運輸市場情況公路運輸情況

在全區多種運輸方式中，公路運輸承擔了自治區客運量的96％和貨運量的82％，發揮了運輸主力軍的作用。截止2019年底，自治區已與哈薩克、吉爾吉斯、塔吉克、蒙古、巴基斯坦5個周邊國家開展了直接的國際道路運輸，累計開通國際道路貨運線路51條，共有國際貨運車輛2142輛，完成進出口貨運量259萬噸，是全國開通國際運輸線路最多、營運里程最長的省區。截止2019年底，自治區機動車保有量195萬輛，其中民用汽車保有輛82萬輛。經營性客貨運輸車輛25.03萬輛，其中經營性客車4.42萬輛、經營性貨車20.61萬輛；全區共有道路運輸經營業戶8萬余戶，其中客運經營業戶7千余戶、貨運經營業戶7萬余戶；客運站近600個、貨運站（場）500余個，約有中重型卡車近10萬輛。－數據來源《新疆交通廳網站》新疆公路運輸市場情況貨物運輸情況2019年1月至12月公路貨物運輸共完成2.68億噸，道路貨物運輸周轉量336.23億噸公里?？瓦\情況2019年1月至12月公路運輸共完成客運量2.63億人次，旅客周轉量242.04億人公里。－數據來源《新疆交通廳網站》新疆公路運輸市場情況2019年度各地州全區公路客貨運輸量（營業性）

－數據來源《新疆交通廳網站》LNG汽車發展計劃新疆廣匯LNG汽車發展計劃廣匯能源項目物流配送體系僅鄯善項目就擁有700輛車，庫車項目計劃配置700余輛，哈密煤化工一期工程項目計劃配置1500輛。通過改造和新增使能源項目用車全部使用LNG燃料，2019年改造1000輛、新增500輛，LNG車合計1500輛，2019年改造2000輛、新增800輛，LNG車達到2800輛，2019年新增4500輛，LNG車達到5500輛。LNG汽車發展計劃社會經營性貨車發展計劃社會經營性貨車20.61萬輛，年更新2.58萬輛，在不考慮總量的增減情況下，通過大家的共同努力，2019年計劃新增LNG車515輛，2019年新增2031輛，2019年新增4061輛，LNG車達到6607輛，計劃到2019年社會經營性LNG車達到29064輛。廣匯LNG車加上社會經營性貨車中的LNG車，到2019年達到11007輛，占總量的3.2%，到2019年LNG車達到2.2萬輛，占貨車總量的10.7%。LNG汽車發展計劃LNG貨車發展計劃表：LNG汽車發展計劃經營性客車發展計劃從今年開始，新疆廣匯在烏市、庫爾勒市、伊寧等地的建設LNG加注站，并與新疆四運集團等企業合作，通過烏庫線路、烏伊線路LNG客車的示范運行，帶動新疆LNG客車的快速發展?，F有客車4.42萬輛，年更新5525輛，在不考慮客車總量的增減情況下，計劃新增LNG車輛：2019年新增276輛，2019年新增553輛，2019年新增829輛，LNG客車數量達到1658輛，占客車總量的3.8%，到2019年LNG客車達到8840輛，占客車總量的20%。LNG汽車發展計劃LNG客車發展計劃表LNG加注站建設計劃LNG加注站的建設是LNG汽車運營的前置和必要條件。依據LNG汽車的