浅谈公交车辆LNG发动机原理与故障排除

谢 强

（中山市公共交通运输集团有限公司，广东 中山 528400）

LNG是一种清洁、高效的能源，符合能源的合理配置要求，很多城市的公交企业都将LNG作为城市公共汽车首选燃料。本文以车型为厦门金龙XM06850G2的城市公交车辆为例，对其装备的玉柴YC4G180N-30国Ⅲ液化天然气发动机的故障案例进行分析，通过对LNG发动机工作原理及零部件特性进行分析与诊断，从而排除车辆故障。

1 LNG的物理和化学特性

LNG是将生产的天然气经过净化处理，再经超低温(-162℃)常压液化形成，无色、无味、无毒且无腐蚀性，体积约为同质量气态天然气的1/625，密度为420～460kg/m3。

LNG汽化后密度只有空气的一半左右，稍有泄漏立即飞散开来，不易引起爆炸。由于LNG组分较纯，燃烧完全，燃烧后生成二氧化碳和水。作为优质的车用燃料，与柴油车辆相比，它可将柴油汽车尾气中一氧化碳减少95%，碳氢化合物减少72%，苯、铅粉尘降为0，具有显著的环保优势。所以它是很好的清洁燃料，有利于保护环境，减少城市污染。

2 LNG发动机燃料供给系统

液态天然气经气瓶总开关流经过流阀后，再经过汽化器汽化，其作用是将液态天然气汽化为气体，汽化器内腔与发动机冷却液连通，对然气进行加热，防止汽化器内部结冰。汽化后的天然气经过缓冲罐和滤清器，后流经稳压器，稳压器的作用是稳定天然气的压力符合发动机工作压力范围（一般为0.5Mpa-0.8Mpa），稳压后的天然气进入低压燃料切断电磁阀和电控调压器（ECI系统），ECI系统的作用是根据发动机的转速和负荷精确控制天然气供给量。天然气与增压、中冷后的空气在混合器内充分混合，形成混合气后通过进气歧管进入到发动机缸内，混合气量由电子节气门通过节气门开度控制，进入气缸内的混合气经火花塞点燃进行燃烧。氧传感器即时监控燃烧后的尾气的氧浓度，计算出空燃比，发动机控制单元根据氧传感器的反馈信号，及时修正天然气的供给量。如下图LNG发动机供气系统基本原理图 所示。

图1 LNG发动机供气系统基本原理图

3 LNG发动机故障分析及排除方法

下面以厦门金龙XM06850G2的城市公交车辆装备的玉柴YC4G180N-30国Ⅲ液化天然气发动机的故障诊断为例，分析LNG发动机燃料供给系统（气瓶及气瓶控制系统）的故障诊断。

一辆LNG公交报修“有时加速不良、无力”，从驾驶员了解到：车辆在行驶时发动机经常出现高怠速1100转/分（正常怠速为700转/分），发动机故障灯亮、踩油门无反应加不起速，熄火后再启动发动机，故障灯灭，车辆运行一段距离后发动机又出现上述故障现象。用玉柴专业检测仪发现历史故障码1172（电控调压器预期低于目标值），说明燃料供给不足引起发动机动力下降，再对1172故障的数据流监测发现预期值低于目标值。

查看LNG气瓶压力表和缓冲罐压力表，在0.65-0.70Mpa之间，属于正常供气压力范围，汽化器无结冰霜，初步怀疑电控调压器存在故障。用万用表测量电控调压器电源线电压24V，搭铁线导通，信号线2.6V。将电控调压器从车上拆下，使用型号为T25专用工具去下执行器和减压器，检查垫片无破损且密封良好，二级阀座转动灵活且阀体平滑，是密封良好的表现，拆下二级膜片也无破裂，执行器膜片也完好干净。经过之前系列检查，并未发现故障点，由此判断电控调压器执行器或者是芯片损坏，这种现象会造成发动机所需燃料供给系统无法控制，电控调压器出口压力异常，使ECM信号反馈错乱而加速不良。因执行器和电路板芯片不能拆卸维修，拆卸会造成壳体损坏，只能更换电控调压器。

经更换电控调压器，消除故障码后试车约15公里，故障灯灭，车辆加速正常，怠速保持在700转/分左右，用玉柴专业检测仪检测发现无故障码，数据流正常，车辆已维修好。

4 结束语

作为新能源产业，LNG发动机有其独特的优势，在维修和保养时应熟悉LNG发动机的工作原理、各传感器的作用、电器参数、常规故障诊断等，根据发动机厂商的技术要求，采用专用检测工具诊断和人工经验诊断分析相结合进行故障排除，充分发挥LNG城市公交车辆在经济、环保上的优势。