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一、LNG供氣系統(tǒng)的T作原理及組成

LNG是由天然氣經(jīng)脫水、脫硫、脫除雜質(zhì)等凈化處理后，再通過多級節(jié)流（或深冷）技術將甲烷的溫度降至-162℃，得到的一種無色、無味、無毒、易蒸發(fā)的液體。

　　作為車用燃料，與汽油相比LNG具有辛烷值高、抗爆性好、燃燒完全、可降低運輸成本等優(yōu)點。LNG除兼?zhèn)銫NG的相應特點外，其更具安全、高效、環(huán)保、續(xù)行里程長等多方面的優(yōu)勢，液化后的天然氣體積比氣態(tài)體積減少了625倍左右，具有儲存效率高的特點，LNG車載瓶又具有壓力小、質(zhì)量輕等優(yōu)點，LNG被公認為是目前最安全、最環(huán)保的車用燃料。

1.工作原理

　　陜西重汽LNG重卡燃料供應系統(tǒng)由單只氣瓶或多氣瓶組成，在多氣瓶供氣系統(tǒng)中瓶組的連接以及供氣、加氣管路的連接均采用并聯(lián)形式。車輛正常行駛時，LNG通過供氣管路、氣化裝置、穩(wěn)壓閥（防止氣化后燃料的壓力波動）向發(fā)動機提供恒定壓力的氣體燃料，保證發(fā)動機工作正常。

~~~~符合國家規(guī)定的靜態(tài)蒸發(fā)率為1.32%/天＜2.1%/天

本車選用了2個500L氣瓶，以500L氣瓶為例：

有效容積為455L，最大充裝（LNG）重量為196KG（如圖）

當前，車用液化天然氣價格為RMB 6.8元/KG，即加滿500L氣瓶需要花費1300元人民幣左右。

那么，花費1300元可以跑多少公里，或者說天然氣車比柴油車到底能夠節(jié)省多少費用才是各位司機老板最為關心的問題。

下面我具體和卡友們分享一下

首先，LNG單位為L、KG；氣態(tài)天然氣單位為立方米

1L=0.42KG=0.625方；1KG=1.47方；1立方米=1.6L

通常氣耗與油耗比為1.1-1.2之間，即每消耗1L柴油相當于消耗1.1-1.2方的天然氣

我們姑且按1.2，以百公里消耗40L柴油計算，可得：

40L×1.2=48方÷1.47≈32.65KG，即百公里消耗40L柴油相當于消耗32.65KG的液化天然氣

由此我們可以得到一個系數(shù)：32.65÷40≈0.816，即KG氣耗≈0.816×油耗

假設百公里耗油為45L，我們很快就可以得到百公里耗氣為0.816×45=36.72KG

2013年12月12日，全國0#柴油的價格在7.3元/L左右，車用LNG價格為6.8元/KG

這樣我們就可以很容易的計算LNG到底能比柴油節(jié)省多少了！

若以百公里耗油45L計算：

柴油車每百公里油費為45×7.3=328.5元

LNG車每百公里氣費為0.816×45×6.8=249.7元

那么，每百公里LNG燃氣車比柴油車節(jié)省費用78.8元，每公里省0.78元

由此我們可以假設一輛每天行駛400公里，一年工作300天的車子，一年可節(jié)省9.36萬

所以，根據(jù)不同的運距，重汽LNG車每年可節(jié)省費用9-12萬元。

一年就把差價賺回來了哦！

可能有的卡友會問LNG車需要多少公里加一次氣，加氣是否方便呢？

前面我們也講到過，一個500L氣瓶，最大可以充裝196KG的液化天然氣，瓶底預留量為15%，即一個500L的氣瓶大約可使用166KG的LNG。

按百公里耗油45L計算，我們得出百公里耗氣為36.72KG。那么1個500L氣瓶可以行駛400多公里路程。

2.組成

LNG車載燃料系統(tǒng)主要由車載LNG低溫絕熱氣瓶、連接管路、汽化裝置、調(diào)壓裝置、安全裝置及控制系統(tǒng)等組成。

　　（1）LNG氣瓶

LNG液體屬于低溫液體，承載低溫液體的容器屬于低溫絕熱壓力容器，其材料均采用304不銹鋼材料。管、閥件采用含鎳的不銹鋼或鎳和銅的合金材料，具體可參考《GB/T19204-2003液化天然氣的一般特性》。

　　車載LNG氣瓶作為一種低溫絕熱壓力容器，設計為雙層（真空）結(jié)構(gòu)。內(nèi)膽用來儲存低溫液態(tài)的LNG，在其外壁纏有多層絕熱材料，具有超強的隔熱性能，保證內(nèi)膽中LNG始終處于低溫狀態(tài)。同時內(nèi)膽與外殼之間的空間被抽成高真空，以形成良好的絕熱系統(tǒng)。外殼和支撐系統(tǒng)的設計能夠承受運輸車輛在行駛時所產(chǎn)生的相當于氣瓶自身重力及壓力8倍的外力的沖擊。此外，內(nèi)膽設計有兩級壓力安全保護裝置，當氣瓶壓力≥1.75MPa時，主安全閥自動開啟，放散壓力，副安全閥開啟壓力的設定比主安全閥高（開啟壓力≥2.9MPa），因此只有在主安全閥失靈或發(fā)生故障時，副安全閥才起作用。這種結(jié)構(gòu)設計使氣瓶的使用更加安全可靠，其具體結(jié)構(gòu)形式如圖5所示。

　　（2）允液系統(tǒng)

組成：由低溫充液口、充液單向閥以及連接的管道組成。

（3）燃料供給系統(tǒng)

　　組成：由出液單向閥、出液截止閥、過流閥、汽化器、緩沖罐調(diào)壓閥、緩沖罐、緩沖罐壓力表、管路安全閥、電磁閥組成。

　　工作原理：汽車進行燃氣供給時，開啟手動出液閥，液化天然氣通過出液單向閥后流經(jīng)手動出液閥和過流閥進入汽化器，被發(fā)動機的冷卻水加熱變成氣體，緩沖罐調(diào)壓閥將氣化后的燃氣壓力調(diào)定后，燃氣通過電磁閥去往發(fā)動機。當過流閥的進口壓力與出口壓力差值大于設計值（即出口壓力>進口壓力的50%）時，過流閥會迅速關閉，停止對外供液，當關閉手動出液閥時，過流閥很快又回到開啟狀態(tài)。

　　（4）自增壓系統(tǒng)

　　組成：由增壓截止閥、升壓調(diào)節(jié)閥、自增壓盤管組成。

　　工作原理：當氣瓶內(nèi)壓力≤018MPa時，自增壓截止閥開啟。低溫液體通過升壓調(diào)節(jié)閥到達自增壓盤管，吸熱變?yōu)闅怏w后進入氣瓶頂部氣相空間。由于相同質(zhì)量的氣體體積遠遠大于液體，并且氣體具有可壓縮性，從而使氣瓶的壓力升高。當氣瓶壓力升至所需壓力（自增壓調(diào)節(jié)閥的設定壓力）時，自增壓調(diào)節(jié)閥自動關閉，氣瓶壓力不再升高。需要注意的是，當氣瓶內(nèi)液位不足20L時，由于氣瓶內(nèi)部空間過大，自增壓系統(tǒng)將處于飽和狀態(tài)并停止工作。

　　（5）燃料經(jīng)濟回路系統(tǒng)

　　組成：由經(jīng)濟閥、出液截止閥、過流閥組成。

　　工作原理：當氣瓶內(nèi)壓力高于經(jīng)濟閥設定的壓力時，發(fā)動機處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，經(jīng)濟閥開啟，氣瓶頂部氣相空間的飽和蒸汽通過經(jīng)濟閥進入供氣管路，此時出液單向閥處于關閉狀態(tài)。供氣管路中的物質(zhì)是汽液混合物，隨著氣體的不斷使用，瓶內(nèi)壓力會逐漸降低至經(jīng)濟閥的工作壓力以下，經(jīng)濟閥關閉，此時供給系統(tǒng)又回到液體燃料供應狀態(tài)。

　　（6）安全保護系統(tǒng)

　　組成：由主安全閥、副安全閥、氣瓶壓力表、液位計、手動放空閥組成。

　　（7）液位剩余量顯示系統(tǒng)

　　液位剩余量顯示系統(tǒng)簡稱液位計，其工作原理見圖6。變送器上可以連接兩個壓力傳感器（選配）和一個液位傳感器，所有的模擬量都通過變送器進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理，最終數(shù)據(jù)送與液晶（數(shù)字）顯示器，顯示器顯示液位剩余量以及時告知駕駛員燃料的實時狀況。

3.LNG氣瓶充裝量的計算方法

LNG氣瓶總充裝量：

A（L）=L×0.9×N

　　其中：

L為氣瓶標定容積（L）；0.9是LNG氣瓶充裝系數(shù)；N為氣瓶個數(shù)。

　　氣瓶充裝容積轉(zhuǎn)換為質(zhì)量：G（kg）=A×p

　　其中：

p為液化天然氣密度（0.426Kg/m3）。

　　例：LNG車型單氣瓶標定為450L，

　　則加氣量A（L）=450×0.9=405（L）

G（kg）=405×0.426=172（kg）

　　二.LNG供給系統(tǒng)典型案例分析

　　案例一：動力不足

　　故障現(xiàn)象

　　一輛德龍新M3000 LNG牽引車，發(fā)動機型號WPIO NG336 E30，行駛里程2189km，爬坡無力。故障燈有時點亮，熄火后又恢復正常。平路行駛正常，但遇到爬坡時又會出現(xiàn)動力下降的現(xiàn)象。

　　故障診斷與排除

　　通過DTS診斷工具讀取故障代碼，發(fā)現(xiàn)故障碼為413，413代碼含義為燃氣壓力低。之后開始路試，在路試中平路略有動力不足的現(xiàn)象，只是沒有爬坡時嚴重，平路時燃氣壓力從0.8降到0.75MPa，此時并未顯現(xiàn)出動力問題。但是，與正常車輛的數(shù)據(jù)進行對比發(fā)現(xiàn)，加速時燃氣壓力在瞬間并不是下降的，這是不正常的現(xiàn)象。可能影響燃氣壓力下降的因素有管路存在漏氣現(xiàn)象、燃氣濾清器堵塞、供氣軟管變形有硬彎和燃氣供氣不暢。進行燃氣管檢漏、清理濾芯、檢查軟管走向均未發(fā)現(xiàn)問題。再次分析，發(fā)現(xiàn)忽略了一個關鍵點——手動出液閥的開啟狀態(tài)。邊詢問邊檢查出液閥狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)由于駕駛員的錯誤習慣，該出液閥未被完全開啟。完全關閉出液閥之后重新開啟，發(fā)動機燃氣壓力降低的現(xiàn)象消失。對車輛又進行滿負荷測試，結(jié)果一切正常，故障徹底消除。

　　維修小結(jié)

　　該車的故障是由于駕駛員對LNG氣瓶系統(tǒng)不熟悉，操作不當造成。避免類似故障發(fā)生，最主要的方法是讓駕駛員養(yǎng)成良好的操作習慣。

　　出液閥的正確開啟方式為：操作手動出液閥時應緩慢開啟，當聽到過流閥內(nèi)液體流動聲時停止操作，緩沖罐壓力緩慢上升至氣瓶壓力時液體流動聲音消失，之后將出液閥開至全開位置（逆時針旋滿，約4圈），再以手輪圓周為準回旋180°（防止閥門凍死），操作完成。看起來有些復雜，但實際中這一開啟動作是一氣呵成的。

　　案例二：加速熄火

　　故障現(xiàn)象

　　一輛德龍M3000 LNG牽引車，發(fā)動機型號WP10 NG336 E30，行駛里程30000km，加速時，發(fā)動機熄火，無故障代碼。熄火后，又能順利啟動。

　　故障診斷與排除

　　在與駕駛員交流中了解到，該車剛做完定保出去沒多遠就出現(xiàn)這個故障。通過進一步了解得知除正常保養(yǎng)更換機油、機濾外，此車還換了一個燃氣濾清器總成。由此分析，燃氣車輛加速熄火的原因可能是燃氣管路堵塞，從而造成點火系統(tǒng)高速失火。既然是剛做完保養(yǎng)出現(xiàn)的問題，故障點應該就在濾清器上，拆下濾芯檢查并未發(fā)現(xiàn)問題。隨后將濾清器支座的進、出氣接口拆下，發(fā)現(xiàn)出氣口上纏繞的生料帶過多，已將出氣口堵住了接近三分之二，只有很少的一部分可以使燃氣通過。在發(fā)動機大負荷運行時由于燃料供應不上造成熄火，拆除堵塞的生料帶，車輛故障排除。

　　維修小結(jié)

　　現(xiàn)代車輛已經(jīng)向一體化方向發(fā)展，車輛是一個整體，故障的發(fā)生具有一定的關聯(lián)性。因此，我們在對車輛進行故障診斷時，一定要全面考慮、全盤分析，千萬不能以點帶面、以偏蓋全，而應該對車輛進行全面的檢測，然后對檢測的結(jié)果進行相關分析，從而準確快速地確定真正的故障部位。同時，修車過程中不要忽視駕駛員的作用，一定要多問，比如故障發(fā)生的時間地點、當時的車速、故障發(fā)生的頻率，故障發(fā)生前所做的維修或保養(yǎng)等。

　　三、天然氣汽車維修安全注意事項

天然氣汽車在維修、保養(yǎng)過程中必須遵循以下安全規(guī)定：

1.在維修前和維修中，須以被維修車輛為中心，10m范圍內(nèi)嚴禁明火進入。

2.維修或保養(yǎng)LNG天然氣氣瓶、管路、發(fā)動機及燃氣供給系統(tǒng)時，嚴禁帶壓操作。

3.天然氣管路、閥件在操作時無論處于何種情況下，嚴禁敲擊或強行操作。

4.天然氣氣瓶及管路上使用的帶手柄、手輪類型的閥件均屬截止閥，嚴禁將其長時間作為調(diào)節(jié)閥使用。

5.維修或更換已損壞的LNG氣瓶或氣瓶的頭部相關閥件時，應特別注意LNG液態(tài)低溫（可達-162℃，人體若與此溫度接觸會發(fā)生冷灼傷）以及氣瓶內(nèi)液位的高度和氣相壓力。因此，在維修LNG氣瓶或閥件操作中，須佩戴相應的安全保護手套、護目鏡等安全裝備。同時，查看液位高度和瓶內(nèi)氣相壓力時，若液位高度高于氣瓶頭部已損壞閥件（或剩余液量>100L）時，不得進行維修或更換操作。當瓶內(nèi)氣相壓力≥0.1MPa時，必須對LNG氣瓶進行壓力放空操作后，再進行維修或更換。

6.在不能明確故障原因時，嚴禁調(diào)整LNG氣瓶上的經(jīng)濟閥與自增壓調(diào)壓閥。

7.車輛需要焊接維修時，須以氣瓶及框架為中心，1m范圍內(nèi)不得直接進行焊接操作。必要時必須將氣瓶及支架與整車分離后再對車架進行焊接操作。

8.對車輛焊接時，應首先關閉所有氣瓶閥，斷開發(fā)動機電控單元（ECU）、電子點火模塊（1CM）、空調(diào)控制器、蓄電池等所有電器設備的插接器及接線柱，否則，將造成用電設備的損壞。

9.在焊接操作時，焊接點與地線之間的距離應控制在1m范圍內(nèi)。在車輛兩側(cè)焊接時，焊接點與地線應處于同一側(cè)車架上，嚴禁在車輛的左、右縱梁上進行跨越式焊接操作。否則，會引起CNG/LNG氣瓶的損壞，甚至發(fā)生爆炸。

10.測量燃氣發(fā)動機電子控制單元及相應傳感器、執(zhí)行部件時，必須使用表頭電阻>10MQ的數(shù)字式萬用表，防止因選用測量工具不當造成的人為故障。

11.在不清楚電控單元針腳功能及電氣控制原理的情況下，嚴禁盲目檢查電控單元的功能好壞，以避免造成線路短路。

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