謝 強

（中山市公共交通運輸集團有限公司，廣東 中山 528400）

LNG是一種清潔、高效的能源，符合能源的合理配置要求，很多城市的公交企業(yè)都將LNG作為城市公共汽車首選燃料。本文以車型為廈門金龍XM06850G2的城市公交車輛為例，對其裝備的玉柴YC4G180N-30國Ⅲ液化天然氣發(fā)動機的故障案例進行分析，通過對LNG發(fā)動機工作原理及零部件特性進行分析與診斷，從而排除車輛故障。

1 LNG的物理和化學(xué)特性

LNG是將生產(chǎn)的天然氣經(jīng)過凈化處理，再經(jīng)超低溫(-162℃)常壓液化形成，無色、無味、無毒且無腐蝕性，體積約為同質(zhì)量氣態(tài)天然氣的1/625，密度為420～460kg/m3。

LNG汽化后密度只有空氣的一半左右，稍有泄漏立即飛散開來，不易引起爆炸。由于LNG組分較純，燃燒完全，燃燒后生成二氧化碳和水。作為優(yōu)質(zhì)的車用燃料，與柴油車輛相比，它可將柴油汽車尾氣中一氧化碳減少95%，碳?xì)浠衔餃p少72%，苯、鉛粉塵降為0，具有顯著的環(huán)保優(yōu)勢。所以它是很好的清潔燃料，有利于保護環(huán)境，減少城市污染。

2 LNG發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)

液態(tài)天然氣經(jīng)氣瓶總開關(guān)流經(jīng)過流閥后，再經(jīng)過汽化器汽化，其作用是將液態(tài)天然氣汽化為氣體，汽化器內(nèi)腔與發(fā)動機冷卻液連通，對然氣進行加熱，防止汽化器內(nèi)部結(jié)冰。汽化后的天然氣經(jīng)過緩沖罐和濾清器，后流經(jīng)穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓器的作用是穩(wěn)定天然氣的壓力符合發(fā)動機工作壓力范圍（一般為0.5Mpa-0.8Mpa），穩(wěn)壓后的天然氣進入低壓燃料切斷電磁閥和電控調(diào)壓器（ECI系統(tǒng)），ECI系統(tǒng)的作用是根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷精確控制天然氣供給量。天然氣與增壓、中冷后的空氣在混合器內(nèi)充分混合，形成混合氣后通過進氣歧管進入到發(fā)動機缸內(nèi)，混合氣量由電子節(jié)氣門通過節(jié)氣門開度控制，進入氣缸內(nèi)的混合氣經(jīng)火花塞點燃進行燃燒。氧傳感器即時監(jiān)控燃燒后的尾氣的氧濃度，計算出空燃比，發(fā)動機控制單元根據(jù)氧傳感器的反饋信號，及時修正天然氣的供給量。如下圖LNG發(fā)動機供氣系統(tǒng)基本原理圖 所示。

圖1 LNG發(fā)動機供氣系統(tǒng)基本原理圖

3 LNG發(fā)動機故障分析及排除方法

下面以廈門金龍XM06850G2的城市公交車輛裝備的玉柴YC4G180N-30國Ⅲ液化天然氣發(fā)動機的故障診斷為例，分析LNG發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)（氣瓶及氣瓶控制系統(tǒng)）的故障診斷。

一輛LNG公交報修“有時加速不良、無力”，從駕駛員了解到：車輛在行駛時發(fā)動機經(jīng)常出現(xiàn)高怠速1100轉(zhuǎn)/分（正常怠速為700轉(zhuǎn)/分），發(fā)動機故障燈亮、踩油門無反應(yīng)加不起速，熄火后再啟動發(fā)動機，故障燈滅，車輛運行一段距離后發(fā)動機又出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象。用玉柴專業(yè)檢測儀發(fā)現(xiàn)歷史故障碼1172（電控調(diào)壓器預(yù)期低于目標(biāo)值），說明燃料供給不足引起發(fā)動機動力下降，再對1172故障的數(shù)據(jù)流監(jiān)測發(fā)現(xiàn)預(yù)期值低于目標(biāo)值。

查看LNG氣瓶壓力表和緩沖罐壓力表，在0.65-0.70Mpa之間，屬于正常供氣壓力范圍，汽化器無結(jié)冰霜，初步懷疑電控調(diào)壓器存在故障。用萬用表測量電控調(diào)壓器電源線電壓24V，搭鐵線導(dǎo)通，信號線2.6V。將電控調(diào)壓器從車上拆下，使用型號為T25專用工具去下執(zhí)行器和減壓器，檢查墊片無破損且密封良好，二級閥座轉(zhuǎn)動靈活且閥體平滑，是密封良好的表現(xiàn)，拆下二級膜片也無破裂，執(zhí)行器膜片也完好干凈。經(jīng)過之前系列檢查，并未發(fā)現(xiàn)故障點，由此判斷電控調(diào)壓器執(zhí)行器或者是芯片損壞，這種現(xiàn)象會造成發(fā)動機所需燃料供給系統(tǒng)無法控制，電控調(diào)壓器出口壓力異常，使ECM信號反饋錯亂而加速不良。因執(zhí)行器和電路板芯片不能拆卸維修，拆卸會造成殼體損壞，只能更換電控調(diào)壓器。

經(jīng)更換電控調(diào)壓器，消除故障碼后試車約15公里，故障燈滅，車輛加速正常，怠速保持在700轉(zhuǎn)/分左右，用玉柴專業(yè)檢測儀檢測發(fā)現(xiàn)無故障碼，數(shù)據(jù)流正常，車輛已維修好。

4 結(jié)束語

作為新能源產(chǎn)業(yè)，LNG發(fā)動機有其獨特的優(yōu)勢，在維修和保養(yǎng)時應(yīng)熟悉LNG發(fā)動機的工作原理、各傳感器的作用、電器參數(shù)、常規(guī)故障診斷等，根據(jù)發(fā)動機廠商的技術(shù)要求，采用專用檢測工具診斷和人工經(jīng)驗診斷分析相結(jié)合進行故障排除，充分發(fā)揮LNG城市公交車輛在經(jīng)濟、環(huán)保上的優(yōu)勢。