李隴娟

摘 要 天然氣具備熱值高、使用安全、潔凈等優(yōu)勢，近年來在我國大型客車和重型貨車領域的應用日漸廣泛?；诖?，本文將介紹LNG汽車發(fā)動機的特點及使用要點，并深入探討LNG汽車發(fā)動機的常見故障及處理方式，希望研究內容能夠給相關從業(yè)人員以啟發(fā)。

關鍵詞 LNG汽車;發(fā)動機;爆燃;火花塞

前言

LNG汽車發(fā)動機一般由儲液罐、汽化器、低壓電磁閥、電控調壓器、混合器、電子控制節(jié)氣門等構成。與傳統(tǒng)燃油發(fā)動機相比具有較多的優(yōu)點，在使用過程中容易出現(xiàn)拉缸、活塞燒熔及缸套破碎、動力不足等故障。如何科學合理的預防和處理這類故障，正是本文圍繞LNG汽車發(fā)動機使用故障開展研究的主題。

1 LNG汽車發(fā)動機的特點及使用要點

LNG汽車近年來受到了各界的廣泛關注，LNG汽車發(fā)動機也因此成為行業(yè)關注的焦點，因此本節(jié)將簡單介紹LNG汽車發(fā)動機的特點及使用要點。

1.1 LNG汽車發(fā)動機的特點

相較于傳統(tǒng)發(fā)動機，LNG汽車發(fā)動機具有較多優(yōu)點，包括壓縮比在一般情況下較低、容積效率較低、工作壓縮比相對較高、擁有較高的燃燒溫度、抗爆性能好、污染較小、燃料費用較低等。特別是排放污染和燃料費，LNG發(fā)動機能夠實現(xiàn)80%的CO排放量下降、40%的NOx排放量下降。

1.2 使用要點

LNG汽車發(fā)動機的使用需關注多方面，主要包括天然氣硫化氫含量控制、潤滑油與防凍冷卻液的選用、火花塞的更換、燃氣密封性檢查、蓄電池電壓檢查等。以天然氣硫化氫含量控制為例，需保證使用的天然氣擁有15mg/m3內的硫化氫含量，否則燃燒室組件可能出現(xiàn)腐蝕，熱交換和熱平衡也會受到負面影響。潤滑油應選用具有低硫含量、抗氧化、高抗耐磨、低硫酸鹽灰分等特點的高品質潤滑油;冷卻液選擇具有不結垢、防腐功能強、凝點低等特點的軟質防凍液。燃氣密封性檢查需圍繞燃氣管路、供氣裝置、電氣部分進行展開，以此排除線路接觸不良、燃氣密封不嚴、點火高壓線“虛接”、電路連接“松脫”等問題。

2 LNG汽車發(fā)動機的常見故障及處理方式

LNG汽車發(fā)動機在使用過程中很容易出現(xiàn)各類故障，較為典型的故障包括活塞燒熔及缸套破碎、火花塞污損及發(fā)動機動力不足故障、發(fā)動機爆燃故障，這類故障對LNG汽車發(fā)動機正常使用帶來的影響必須得到重視，針對性的處理和預防措施選用也不容忽視。

2.1 活塞燒熔及缸套破碎

活塞燒熔及缸套破碎是LNG汽車發(fā)動機較為嚴重的故障，主要源于發(fā)動機工作過程中爆震燃燒的出現(xiàn)，壓縮終了的可燃混合氣利用火花塞點燃。從火花塞端一直傳播到遠離火花塞的末端的火焰屬于LNG汽車發(fā)動機的正常燃燒過程，但如果火焰?zhèn)鞑ミ^程中出現(xiàn)自行發(fā)火燃燒的末端混合氣，急劇增高的氣缸內壓力便會引發(fā)強烈的震蕩，清脆的金屬敲擊聲會出現(xiàn)于氣缸內，這種情況被稱作爆震燃燒。在嚴重的爆震燃燒下，LNG汽車發(fā)動機很容易出現(xiàn)功率下降、過熱、磨損加劇、零件損壞。由于爆震燃燒出現(xiàn)于燃燒室，氣缸上部燒熔損壞很容易出現(xiàn)，嚴重的可能導致整個缸體破碎。深入分析可以發(fā)現(xiàn)，LNG燃料品質過低、混合氣分布不均勻、火花塞位置不合適、點火時間過早等均可能引發(fā)爆震燃燒，并可能導致活塞燒熔及缸套破碎。為有效處理活塞燒熔及缸套破碎故障，應從選用LNG燃料、針對性查明故障源頭、更換火花塞、正確裝配點火正時器等方面進行處理。

2.2 火花塞污損、發(fā)動機動力不足故障

在正常工況下，LNG汽車發(fā)動機的火花塞絕緣體周圍很容易出現(xiàn)輕微黃或棕色沉淀物和輕微的電極腐蝕現(xiàn)象。由于氧化鋁陶瓷材質的火花塞，受到缸內溫度及壓力頻率極高的急劇交替沖、40kV高電壓等惡劣的工作環(huán)境影響，爆裂震動很容易引發(fā)絕緣體破損，火花塞裂紋損壞、污損等故障。因此，點火線圈和火花塞在安裝過程中需嚴格控制火花塞間隙，對火花塞陶瓷體涂抹絕緣脂以及對導電膠的針對性涂抹。發(fā)動機動力不足同樣屬于LNG汽車發(fā)動機常見故障，提速困難情況極易出現(xiàn)，這主要源于LNG燃氣特性影響，熱態(tài)工況下進氣量減少導致的發(fā)動機功率下降，為避免該故障的出現(xiàn)應定期對節(jié)氣門進行清洗、選用專用的天然氣汽車發(fā)動機潤滑油等。

2.3 發(fā)動機爆燃故障

發(fā)動機爆燃屬于LNG汽車發(fā)動機的常見故障，LNG燃料品質較差、混合氣過濃（一般在5%以上）、點火提前角過大、點火正時不準、渦輪增壓異常、進氣溫度過高（中冷器嚴重污染）、潤滑油選擇不當均可能引起LNG汽車發(fā)動機爆燃故障。在具體的故障處理中，需針對性排查以確定故障源頭，如對渦輪增壓器、廢氣旁通閥、吹掃空氣過濾器、步進電機、混合節(jié)氣門、空氣壓力與燃氣壓力等的檢查。對于LNG汽車的燃氣供給系統(tǒng)來說，應保證已氣化的天然氣溫度不會過高，經(jīng)過燃氣緩沖罐及熱交換器的天然氣溫度應得到針對性控制，避免發(fā)動機因溫度過高出現(xiàn)爆燃故障。此外，長時間存儲的LNG燃料將吸收外界熱量，將導致1.6MPa以上的內壓力出現(xiàn)，儲罐安全閥將超壓的天然氣自動排除，抗爆性較好的甲烷會因此蒸發(fā)，最終導致LNG汽車發(fā)動機的抗爆性能受到影響。

3 結論

綜上所述，LNG汽車發(fā)動機使用故障較為多樣化。在此基礎上，本文涉及的活塞燒熔及缸套破碎、發(fā)動機爆燃故障等內容，則直觀揭示了故障源頭。為降低LNG汽車發(fā)動機使用故障的發(fā)生幾率及相關影響，基于信息技術的故障排查探索、相關技術與設備的創(chuàng)新同樣需要得到重視。

參考文獻

[1] 張姍姍.LNG公交車供氣系統(tǒng)及冷能回收利用的研究[D].廣西大學，2018.

[2] 張佳麗.LNG汽車冷能回收低溫套管換熱器傳熱特性的研究[D].山東建筑大學，2018.