淺談公交車輛LNG發動機原理與故障排除

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液化天然氣發動機的故障案例進行分析，通過對LNG發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的物理和化學特性

LNG是將生產的天然氣經過凈化處理，再經超低溫(-162℃)常壓液化形成，無色、無味、無毒且無腐蝕性，體積約為同質量氣態天然氣的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。作為優質的車用燃料，與柴油車輛相比，它可將柴油汽車尾氣中一氧化碳減少95%，碳氫化合物減少72%，苯、鉛粉塵降為0，具有顯著的環保優勢。所以它是很好的清潔燃料，有利于保護環境，減少城市污染。

2 LNG發動機燃料供給系統

液態天然氣經氣瓶總開關流經過流閥后，再經過汽化器汽化，其作用是將液態天然氣汽化為氣體，汽化器內腔與發動機冷卻液連通，對然氣進行加熱，防止汽化器內部結冰。汽化后的天然氣經過緩沖罐和濾清器，后流經穩壓器，穩壓器的作用是穩定天然氣的壓力符合發動機工作壓力范圍（一般為0.5Mpa-0.8Mpa），穩壓后的天然氣進入低壓燃料切斷電磁閥和電控調壓器（ECI系統），ECI系統的作用是根據發動機的轉速和負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充分混合，形成混合氣后通過進氣歧管進入到發動機缸內，混合氣量由電子節氣門通過節氣門開度控制，進入氣缸內的混合氣經火花塞點燃進行燃燒。氧傳感器即時監控燃燒后的尾氣的氧濃度，計算出空燃比，發動機控制單元根據氧傳感器的反饋信號，及時修正天然氣的供給量。如下圖LNG發動機供氣系統基本原理圖 所示。

圖1 LNG發動機供氣系統基本原理圖

3 LNG發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液化天然氣發動機的故障診斷為例，分析LNG發動機燃料供給系統（氣瓶及氣瓶控制系統）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：車輛在行駛時發動機經常出現高怠速1100轉/分（正常怠速為700轉/分），發動機故障燈亮、踩油門無反應加不起速，熄火后再啟動發動機，故障燈滅，車輛運行一段距離后發動機又出現上述故障現象。用玉柴專業檢測儀發現歷史故障碼1172（電控調壓器預期低于目標值），說明燃料供給不足引起發動機動力下降，再對1172故障的數據流監測發現預期值低于目標值。

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，汽化器無結冰霜，初步懷疑電控調壓器存在故障。用萬用表測量電控調壓器電源線電壓24V，搭鐵線導通，信號線2.6V。將電控調壓器從車上拆下，使用型號為T25專用工具去下執行器和減壓器，檢查墊片無破損且密封良好，二級閥座轉動靈活且閥體平滑，是密封良好的表現，拆下二級膜片也無破裂，執行器膜片也完好干凈。經過之前系列檢查，并未發現故障點，由此判斷電控調壓器執行器或者是芯片損壞，這種現象會造成發動機所需燃料供給系統無法控制，電控調壓器出口壓力異常，使ECM信號反饋錯亂而加速不良。因執行器和電路板芯片不能拆卸維修，拆卸會造成殼體損壞，只能更換電控調壓器。

經更換電控調壓器，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/分左右，用玉柴專業檢測儀檢測發現無故障碼，數據流正常，車輛已維修好。

4 結束語

作為新能源產業，LNG發動機有其獨特的優勢，在維修和保養時應熟悉LNG發動機的工作原理、各傳感器的作用、電器參數、常規故障診斷等，根據發動機廠商的技術要求，采用專用檢測工具診斷和人工經驗診斷分析相結合進行故障排除，充分發揮LNG城市公交車輛在經濟、環保上的優勢。