LNG(Liquefied Natural Gas，液化天然氣)是一種清潔、高效的能源，作為汽車的優(yōu)質(zhì)代用燃料越來越受到青睞，很多國家都將LNG列為首選燃料。2012年以來，福建省石獅市有36輛LNG公交車輛投入運營，本文以金龍XM06770***N4城市公交裝備的玉柴YC4G180N-40國Ⅳ液化天然氣發(fā)動機的故障案例入手，通過對LNG發(fā)動機主要零部件的結(jié)構(gòu)及特性進行分析與診斷，從而進行故障排除。
一、LNG發(fā)動機WJ特性
LNG的主要成分是甲烷，是通過生產(chǎn)的天然氣凈化處理后，在常壓下將氣態(tài)的天然氣冷卻至-162℃，使之保存成液體。LNG的體積約為同量氣態(tài)天然氣的1/600，密度是標準狀態(tài)下甲烷的625倍。LNG車輛與柴油車輛相比，尾氣中co減少***%，C02減少90%，碳氫化合物減少72%，噪音減少40%，苯、鉛粉塵減少1 00%，具有顯著的環(huán)保優(yōu)勢。
LNG發(fā)動機結(jié)構(gòu)如圖1所示，它與柴油發(fā)動機差別較大，主要體現(xiàn)在以下幾個方面?！ ?/p>
1．燃料供給系統(tǒng)
LNG發(fā)動機取消了柴油機燃油噴射系統(tǒng)相關(guān)的零部件，增加了汽化器、穩(wěn)壓器、電控調(diào)壓器、混合器、電子節(jié)氣門、防喘振閥和低壓濾清器等控制天然氣噴射量和噴射時間的零部件。
柴油機是壓燃式發(fā)動機，而LNG發(fā)動機由于受燃料特性（抗爆震性能）的限制，***用與汽油機相同的點火燃燒方式，通過凸輪軸位置傳感器獲得點火正時信號，增加了電控模塊、點火線圈和火花塞等零件組成的點火系統(tǒng)。
3．控制系統(tǒng)
LNG發(fā)動機是電控發(fā)動機，各工況的空燃比、點火提前角以及增壓壓力都實現(xiàn)了更精確的控制。為滿足這些控制要求，增加了相應(yīng)的天然氣溫度、天然氣壓力、發(fā)動機冷卻水溫度、進氣空氣壓力及溫度、環(huán)境壓力、環(huán)境濕度及溫度、點火正時以及氧濃度等傳感器。
4．壓縮比
壓縮比的選取與燃料的抗爆震性能密切相關(guān)，抗爆震性能用燃料的辛烷值來衡量，辛烷值越高抗爆震性能越好，LNG抗爆震性能比柴油低。
5．空燃比控制
LNG燃燒方式與柴油不同。如YC4G系列發(fā)動機可通博世LSU4.9寬域過氧傳感器測量尾氣中的氧濃度，從而推算出混合氣空燃比。發(fā)動機控制系統(tǒng)通過氧傳感器的反饋信號不斷修正天然氣的噴射量，實現(xiàn)全工況閉環(huán)控制，精確控制空燃比，使天然氣在缸內(nèi)燃燒最優(yōu)化。
6．增壓壓力控制系統(tǒng)
LNG發(fā)動機的增壓壓力控制系統(tǒng)在原有廢氣旁通控制閥的基礎(chǔ)上，增加了防喘振閥和空氣調(diào)壓器。
二、氣瓶及其控制結(jié)構(gòu)
氣瓶在系統(tǒng)申主要是替代汽車燃油箱，貯存、供給發(fā)動機液態(tài)天然氣。LNG氣瓶（圖2）具有良好的隔熱性能，有效延長了LNG無損儲存的時間。與CNG(Compressed Natural Gas，壓縮天然氣)氣瓶相比，LNG氣瓶攜帶的天然氣更多，因此更適合中長距離運輸。
LNG氣瓶計算壓力為3.18MPa，工作壓力1.59MPa；設(shè)計溫度-196℃，工作溫度-162℃；充裝系數(shù)0.9，主體材料為OCr18Ni9(304)，瓶上設(shè)有一、二級安全閥，進出液口，限流閥，氣相口，電容式液位計．壓力表和瓶內(nèi)壓力自動調(diào)壓裝置及自增壓（穩(wěn)壓）系統(tǒng)。本文城市公交車型的氣瓶容量為275L，空罐的加液重量為105kg。
車用LNG供氣系統(tǒng)包括專用車載低溫絕熱瓶、充裝接口、安全限流裝置、LNG汽化器、穩(wěn)壓器、壓力顯示等裝置組成，氣瓶上的控制系統(tǒng)有經(jīng)濟閥、過流閥等（見圖3、表1）。
三、案例分析
下文以金龍XMQ6770***N4城市公交裝備的玉柴YC4G180N-40國IV液化天然氣發(fā)動機故障診斷為例，將LNG城市公交車的故障分成氣瓶及氣瓶控制系統(tǒng)的故障、液化天然氣發(fā)動機故障兩類進行診斷。
案例一
故障現(xiàn)象
一輛LNG公交車啟動后怠速游車，發(fā)動機工作不穩(wěn)、加速無力。冷車時氣瓶壓力顯示1.5MPa。
故障診斷與排除
經(jīng)檢查氣瓶無漏氣現(xiàn)象，停機狀態(tài)檢查氣瓶壓力為1.14MPa。在電控調(diào)壓器前裝壓力計，檢查氣瓶壓力為1.14MPa，壓力表顯示1.05MPa。啟動后的開機狀態(tài)氣瓶壓力為1.14MPa，壓力表顯示1.02MPa。調(diào)整穩(wěn)壓器（圖4），壓力表顯示沒有變化?？哲噷⒓铀偬ぐ宀鹊降祝瑝毫Ρ韽?.02MPa迅速下降到0.7MPa，約1s后回到0.9MPa。用玉柴診斷軟件進行診斷，顯示出歷史故障1154，即“閉環(huán)修正量低”。故障原因為穩(wěn)壓器無法將壓力穩(wěn)住，導致壓力過高，加速時候流量太小，導致加速無力。要求浙江藍幫氣瓶控制系統(tǒng)廠家重新調(diào)整穩(wěn)壓器，發(fā)動機運轉(zhuǎn)時候保持（瞬態(tài)）0.8MPa，故障排除。
維修小結(jié)
穩(wěn)壓器的主要作用有：丁當氣瓶內(nèi)液體溫度升高，氣瓶壓力最高可能超過1.6MPa，而玉柴發(fā)動機最高使用壓力為1.38MPa，超過該壓力可能導致電控調(diào)壓器失效、發(fā)動機無法啟動、游車、催化器燒結(jié)等故障；喜在汽化器和低壓電磁閥之間安裝一個穩(wěn)壓器，通過穩(wěn)壓器的減壓作用使壓力降低至穩(wěn)壓器的設(shè)定壓力，以保證進入發(fā)動機的天然氣壓力符合發(fā)動機要求。
穩(wěn)壓器的維修安裝要求：①穩(wěn)壓器出口必須安裝一個壓力表，以監(jiān)測穩(wěn)壓器出口壓力；②穩(wěn)壓器需安裝牢固，并有減振措施。
案例二
故障現(xiàn)象
一輛LNG公交車行駛里程27996km，在行駛中出現(xiàn)3擋加速抖動、加速無力且氣耗高等現(xiàn)象，冷車時氣瓶壓力顯汞為1.1MPa。
故障診斷與排除
檢查氣瓶壓力為0.88MPa，連接玉柴專用診斷儀，發(fā)現(xiàn)第三缸火花塞需要保養(yǎng)。對第三缸火花塞清除積炭，按照玉柴公司的技術(shù)要求，調(diào)整銥金火花塞NGK(IFR7F-4D)電極間隙，試車故障排除。
維修小結(jié)
火花塞作用是接收來自點火線圈（圖5）的高電壓，可達到40kV或者更高，產(chǎn)生火花點燃天然氣。隨著時間的推移，火花塞會逐漸腐蝕且電極間隙擴大，火花塞跳火需要的能量也會增大，嚴重時會出現(xiàn)失火現(xiàn)象。
火花塞間隙的要求：LNG發(fā)動機銥金火花塞電極間隙為0.4±0.05mm，維護時要按廠家的技術(shù)要求進行必要的保養(yǎng)。
火花塞的安裝要求：①嚴格按廠家要求安裝，用專用火花塞套筒擰緊火花塞，擰緊力矩為30N?6?1m； ②由于高壓電源會在接觸表面產(chǎn)生電弧，彈簧與火花塞頭部接觸部位受熱氧化，導致接觸部位電阻過大，分壓作用過大會影響火花塞點火能量，嚴重時會造成失火，所以安裝火花塞和點火線圈時，必須在火花塞頭部涂抹導電膏；③在膠套與火花塞接觸的陶瓷部位應(yīng)該涂抹絕緣潤滑油脂，以防止因膠套老化導致火花塞與缸蓋之間漏電。
四、LNG發(fā)J;vlB9日常維護
為發(fā)揮LNG城市公交車輛的最大運行效率，公交公司要確保駕駛員正確、規(guī)范地操作LNG車輛，維修人員熟悉天然發(fā)動機工作原理、發(fā)動機線路圖、各傳感器針腳定義以及電器參數(shù)，熟悉常規(guī)發(fā)動機的故障診斷等，在維修時***用專用診斷工具診斷和人工診斷相結(jié)合進行故障排除，充分發(fā)揮LNG城市公交車輛在環(huán)保的優(yōu)勢和確保企業(yè)的經(jīng)濟效益。
1．駕駛員的安全操作與維護
(1)通過崗前理論培訓，對駕駛員現(xiàn)場講解各閥件的功能與使用，使駕駛員掌握相關(guān)的LNG知識和氣瓶及氣瓶控制系統(tǒng)的功用，駕駛員通過《LNG公交車輛的使用操作試卷》考試后方可上崗。
(2)每天使用汽車之前，除機油、冷卻水等常規(guī)檢查外，必須檢查氣瓶與托架、供氣裝置與大梁之間的固定是否牢固，檢查天然氣設(shè)備的狀態(tài)，確定所有氣管的連接處是否漏氣。
(3)啟動時先將點火開關(guān)擰到電源接通位置，停留2—3s，不踩加速踏板啟動。啟動時切忌空踩加速踏板和利用大油門啟動（踩加速踏板不會加快啟動速度，只會造成啟動后因加速過大而使發(fā)動機轉(zhuǎn)速過高，從而造成燃料浪費和加速發(fā)動機運動件的磨摜）。
(4)發(fā)動機啟動后，應(yīng)保持怠速運轉(zhuǎn)3～5min，確保發(fā)動機得到充分潤滑。
(5)遇到瓶身有出汗結(jié)霜結(jié)露，車內(nèi)漏氣報警器嗚響，必須進廠修復。
2．維修的后勤保障
(1)對于LNG車輛的維修人員，必須經(jīng)過專業(yè)培訓并取得合格證后方可上崗。
(2)在排除供氣系統(tǒng)故障時，必須關(guān)閉總氣閥和全部鋼瓶氣閥。
(3)嚴禁在帶壓狀態(tài)下進行修理作業(yè)。
(4)禁止隨意敲擊、扭曲、挪動全車不銹鋼管。
(5)維修人員在維修中必須嚴格檢查高、低壓線插頭，電腦板及轉(zhuǎn)換開關(guān)接線頭與導線的絕緣體，嚴格防止短路，接觸不良。點火高壓線的絕緣和固定情況應(yīng)嚴格檢查，避免高壓線路漏電跳火現(xiàn)象的發(fā)生。
(6)全車總成線均不允許與燃氣管道相搭、纏繞；高壓管線、卡套接頭不允許修復使用，只能更換。
(7)在故障部位修復后，應(yīng)嚴格檢查卡套是否完好無損；在維修后，應(yīng)***用氣體泄漏檢測儀或肥皂水進行泄漏。
LNG車快沒氣了,開增壓壓力不上怎么辦
汽車基本故障和維修方法如下：
1、蓄電池電量不足，需要使用應(yīng)急電源來啟動車輛。
2、車輛啟動困難，需要檢查火花塞以及噴油嘴。
3、方向盤使用過程中突然變重，需要檢查車輛的助力系統(tǒng)是否損壞或者缺少潤滑油。
4、車的大燈出現(xiàn)問題，需要檢查保險以及大燈燈泡。
5、車輛出現(xiàn)跑偏或者是方向盤不正，需要做四輪定位系統(tǒng)。
液化天然氣汽車燃料耗盡的解決方案的方式如下：你可以選擇找一輛車租一間小型油箱在加油站和帶來一些氣體回到車里，或者你只能叫拖車來解決這個問題。
液化天然氣汽車的主要成分是甲烷，甲烷無色、無味、無毒、無腐蝕性。它體積小，重量輕。液化后可大大節(jié)省儲存和運輸空間，具有高熱量、高性能的特點。一名4歲的液化天然氣司機說，一輛重型卡車每公里只能賣1元錢，而傳統(tǒng)的燃油車每公里要賣2元錢。
開一輛汽油車去成都可以省下800或800元的油錢。運行成本低，而且天氣越冷，越有優(yōu)勢，冬季啟動快，燃料不會凝固，發(fā)動機加熱快，排放系統(tǒng)簡單。
擴展資料：
Lng車輛簡介如下：
Lng車輛***用CA6SM3發(fā)動機，EGR當量燃燒技術(shù)主要路線為350～470Ps。其動力性、經(jīng)濟性和可靠性均達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，成為重型卡車理想的配套動力性選擇。它不僅完全滿足了國家六條法規(guī)對氮氧排放一致性和排放耐久性的要求。
而且發(fā)動機技術(shù)已全面升級，燃油效率更高，油耗進一步降低。液化天然氣通常用于重型卡車，其體積約為氣態(tài)天然氣的625倍，這意味著液化天然氣氣化后會膨脹625倍，并吸收大量熱量。
標簽： #氣瓶
