上接【淺談LNG發(fā)動機(jī)的車輛駕駛操作（一）】

　　（2）供應(yīng)系統(tǒng)

　　LNG車輛的供應(yīng)系統(tǒng)主要是管路，其作用是提供合適壓力的LNG燃料給發(fā)動機(jī)使用，由管路、汽化器、濾清器、燃?xì)怆姶砰y、穩(wěn)壓罐、調(diào)壓閥（穩(wěn)壓器）等部件組成（如圖8）。

　　圖8：LNG供應(yīng)系統(tǒng)部分部件

　　汽化器就是一臺熱交換器，根據(jù)低溫液體特性，利用發(fā)動機(jī)的熱冷卻液對LNG液體進(jìn)行加熱，將液態(tài)天然氣汽化成氣態(tài)天然氣供發(fā)動機(jī)使用（如圖9）。

　　圖9：LNG汽化器工作原理

　　圖10：LNG調(diào)壓閥（穩(wěn)壓器）

　　調(diào)壓閥（穩(wěn)壓器，圖10）是將氣化后的LNG壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置，穩(wěn)定氣壓后可以保證發(fā)動機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，它的調(diào)節(jié)需要使用電腦讀取發(fā)動機(jī)進(jìn)氣壓力的數(shù)值后，再進(jìn)行調(diào)整，不能隨意變動。其最大進(jìn)口壓力為28bar，出氣壓力范圍在7～14bar，工作溫度在-40℃～75℃之間，安裝時(shí)注意箭頭所指的氣流方向，壓力調(diào)整時(shí)要控制發(fā)動機(jī)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后進(jìn)行，并注意一般調(diào)整NGP為7.9～8.2bar，因?yàn)楦鶕?jù)大量的實(shí)驗(yàn)表明，在此壓力范圍內(nèi)工作的發(fā)動機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性與動力性最佳。因此，在配備LNG發(fā)動機(jī)的車輛使用時(shí)必須注意調(diào)整好發(fā)動機(jī)端的進(jìn)氣壓力，保證發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性與動力性的匹配。

　　（3）使用系統(tǒng)

　　使用系統(tǒng)就是燃?xì)獍l(fā)動機(jī)系統(tǒng)，通過燃燒燃?xì)?，對外輸出動力。其工作原理基本與燃油發(fā)動機(jī)基本相同，主要在以下系統(tǒng)上有些區(qū)別。

　　燃料供應(yīng)系統(tǒng)

　　在LNG從氣瓶體通過管路進(jìn)入汽化器加熱汽化后，經(jīng)過穩(wěn)壓罐穩(wěn)壓、由燃?xì)鉃V清器濾清，之后通過電磁切斷閥控制通斷進(jìn)入穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，減壓器減壓至7-8bar后，燃?xì)庠俅芜M(jìn)入發(fā)動機(jī)端的第二熱交換器(見圖11），根據(jù)燃?xì)獾臏囟仍俅芜M(jìn)行調(diào)整，保證進(jìn)入發(fā)動機(jī)的燃?xì)鉁囟仍?-40度的范圍內(nèi)。

　　圖11：LNG發(fā)動機(jī)端熱交換器及雙節(jié)溫器

　　隨后，燃?xì)饨?jīng)過熱交換器加熱后，再通過節(jié)溫器進(jìn)入FMV（燃?xì)庥?jì)量閥），由FMV控制噴射量，隨后燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)饣旌掀鳎ㄒ妶D12）中，與增壓后的清潔空氣進(jìn)行混合，成為可燃混合氣。

　　圖12：LNG發(fā)動機(jī)燃?xì)饣旌掀?/span>

　　ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)的工況進(jìn)行分析判斷，通過電子節(jié)氣門控制可燃混合氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣支管、發(fā)動機(jī)的氣缸內(nèi)燃燒做功（見圖13）。

　　圖13：LNG發(fā)動機(jī)系統(tǒng)工作原理圖解

　　FMV（燃?xì)庥?jì)量閥，圖14）是燃?xì)廛囍匾墓ぷ鞑考喈?dāng)于汽油車的化油器的作用，它通過ECU的電子信號，控制多個(gè)小電磁閥的開啟和關(guān)閉來控制噴氣量，達(dá)到控制混合氣濃度的目的。

　　圖14：NG發(fā)動機(jī)FMV（燃?xì)庥?jì)量閥）

　　CNG發(fā)動機(jī)的原理基本相同，與LNG發(fā)動機(jī)的區(qū)別是壓縮氣瓶內(nèi)的燃?xì)馔ㄟ^管路進(jìn)入減壓器，減壓至7-8bar后，再經(jīng)過濾清器進(jìn)入熱交換器，最終供發(fā)動機(jī)燃燒（見圖15）。

　　圖15：CNG發(fā)動機(jī)系統(tǒng)工作原理圖解

　　LNG發(fā)動機(jī)的負(fù)荷控制系統(tǒng)由腳踏板的控制變化，通過ECU來間接控制節(jié)氣門的開度，最終達(dá)到控制發(fā)動機(jī)負(fù)荷的目的。ECU接受電子腳踏板位置信號的變化，并轉(zhuǎn)換成節(jié)氣門開度信號，節(jié)氣門從ECU處接受開度命令信號，并將實(shí)際開度反饋給ECU。電子腳踏板和節(jié)氣門間不使用機(jī)械部件連接，如圖16。

圖16：LNG發(fā)動機(jī)負(fù)荷控制示意圖　　

　　電子節(jié)氣門（圖17）集成有執(zhí)行器，位置傳感器，節(jié)氣閥門等。接收PWM信號由ECU控制其開度大小，節(jié)氣閥門開度大小控制混合氣進(jìn)氣量，從而改變發(fā)動機(jī)的輸出功率。

　　電子節(jié)氣門根據(jù)ECU指令，有三種工作狀態(tài)：

　　1、當(dāng)發(fā)動機(jī)速度低于怠速目標(biāo)值時(shí)，ECU進(jìn)行怠速控制，即控制節(jié)氣門開度位置，保持發(fā)動機(jī)速度在怠速目標(biāo)值附近。

　　2、當(dāng)發(fā)動機(jī)速度超過最大額定轉(zhuǎn)速時(shí)，ECU限制節(jié)氣門開度位置，即速度越高節(jié)氣門開度位置越小。

　　3、當(dāng)發(fā)動機(jī)速度在怠速和最大額定轉(zhuǎn)速之間時(shí)，節(jié)氣門開度位置直接由腳踏板控制，即節(jié)氣門開度位置隨腳踏板位置同步變化。

　　電子節(jié)氣門內(nèi)部包含節(jié)氣門開度位置傳感器，ECU通過比較節(jié)氣門位置傳感器反饋信號和節(jié)氣門開度指令信號之間的差值來確定電子節(jié)氣門是否處于正常的工作狀態(tài)。其有特定設(shè)置：一旦電子節(jié)氣門發(fā)生故障，ECU將進(jìn)入特定的跛行回家模式，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出扭矩都將受限制。當(dāng)發(fā)生其他某些故障時(shí)，ECU也進(jìn)入跛行回家模式。

　　圖17：LNG發(fā)動機(jī)電子節(jié)氣門外觀

　　由于LNG自身的特性，其燃燒濃度為5-15%之間，因此LNG發(fā)動機(jī)的渦輪增壓器結(jié)構(gòu)與普通燃油發(fā)動機(jī)有較大的區(qū)別，最重要的區(qū)別在于增加了廢氣控制閥（見圖18-21）。

　　圖18：LNG發(fā)動機(jī)專用渦輪增壓器外部及廢氣控制閥

　　圖19：LNG發(fā)動機(jī)專用渦輪增壓器增壓壓力示意圖

　　圖20：LNG發(fā)動機(jī)專用渦輪增壓器廢氣控制閥圖

21：廢氣控制閥原理示意圖

　　LNG發(fā)動機(jī)專用渦輪增壓器廢氣控制閥的PWM信號控制如下：

　　DC%=0時(shí)，電磁閥關(guān)閉，壓縮空氣全部用來推動增壓器廢氣閥，使其完全打開，從而推動增壓器工作的排氣能量減少，最終降低增壓力；

　　DC%=100%，電磁閥處壓縮空氣泄漏量最大，增壓器廢氣閥在彈簧力左右下趨向關(guān)閉，從而使增壓器工作的排氣能量增多，增壓壓力升高。

　　增壓控制邏輯為:

　　MAP<設(shè)定增壓壓力,DC％增加；

　　MAP>設(shè)定增壓壓力,DC％減少。

　　另外，在安裝使用時(shí)必須注意：

　　1.如果通至閥門的空氣被污染，閥門間的隔網(wǎng)可能堵塞；

　　2.注意管路連接的長度不可隨意更改，否則增壓控制可能不穩(wěn)定，造成發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)；

　　3.如果控制閥與空氣的連接受阻或斷開，發(fā)動機(jī)功率過大，就可能會損壞發(fā)動機(jī)，或者產(chǎn)生故障碼（該故障碼通過限制節(jié)氣門來保護(hù)發(fā)動機(jī)和降低功率）；

　　4.如果電氣連接發(fā)生故障或斷開，則會造成發(fā)動機(jī)功率下降的現(xiàn)象。

　　一般無電路故障的情況下，發(fā)生發(fā)動機(jī)動力不足，加速無力的故障有可能需要清洗廢氣旁通上的電磁閥過濾網(wǎng)或更換廢氣旁通電磁閥，并緊固廢氣旁通閥取氣管和放氣管（見圖22）。

　　圖22：LNG發(fā)動機(jī)專用渦輪增壓器廢氣控制閥常見故障部位

　　點(diǎn)火系統(tǒng)

　　LNG發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)也有別于傳統(tǒng)的汽油發(fā)動機(jī)，其結(jié)構(gòu)也由于LNG燃燒的特性有較大變化（圖23）。

　　圖23：LNG發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)示意圖

　　點(diǎn)火系統(tǒng)中較為重要的部件有：點(diǎn)火信號發(fā)生器、高壓線圈、火花塞等。

　　點(diǎn)火信號發(fā)生器（圖24）的作用是精確地知道發(fā)動機(jī)的凸輪軸位置（如應(yīng)知道哪一缸發(fā)火）和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。它提供信號給發(fā)動機(jī)控制模塊（ECM），通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來控制其他參數(shù)，包括：進(jìn)氣量、燃料量、點(diǎn)火提前角等。點(diǎn)火信號發(fā)生器可以調(diào)整準(zhǔn)確的點(diǎn)火提前角度，在調(diào)整時(shí)需用點(diǎn)火正時(shí)燈測量后再進(jìn)行。

　　圖24：LNG發(fā)動機(jī)點(diǎn)火信號發(fā)生器

　　LNG車用發(fā)動機(jī)的高壓線圈采用筆式感應(yīng)點(diǎn)火線圈，在初級線圈使用較少的線圈匝數(shù)儲存電流，次級線圈部分含有更多的線圈匝數(shù)，從而產(chǎn)生變壓器功能（電壓）升高，并取消了部分高壓線，減少故障點(diǎn)，其點(diǎn)火能量損失較小，點(diǎn)火電壓高，而且使用壽命較傳統(tǒng)點(diǎn)火線圈延長一倍左右。

　　LNG發(fā)動機(jī)的火花塞使用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)專用銥、鉑金焊點(diǎn)火花塞（圖25），點(diǎn)火強(qiáng)度高，使用壽命長，可達(dá)10萬～12萬公里?；鸹ㄈ陌惭b扭矩在25～40N.m之間?；鸹ㄈg隙調(diào)整控制在0.35±0.05mm（嚴(yán)格用塞規(guī)調(diào)整）之間最佳，如果間隙偏大，先把塞尺塞進(jìn)間隙，用小扳手輕輕敲擊側(cè)電極拐角部位；如果間隙偏小，先用小虎鉗把間隙慢慢調(diào)大，然后塞入塞尺，再用小扳手輕輕敲擊側(cè)電極，但要注意保證側(cè)電極和中心電極面平行一致，否則會影響點(diǎn)火效果和發(fā)動機(jī)功率正常。

　　圖25：LNG發(fā)動機(jī)專用銥、鉑金焊點(diǎn)火花塞

　　燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的整體控制系統(tǒng)包括傳感器信號系統(tǒng)、ECU及輸出控制系統(tǒng)。車載發(fā)動機(jī)ECU根據(jù)駕駛員的動力需要（油門開度）和發(fā)動機(jī)瞬時(shí)工況、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、環(huán)境溫度、發(fā)動機(jī)水溫、發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量、進(jìn)氣壓力、曲軸位置、燃?xì)鉁囟燃皦毫ΑU氣排放氧傳感器等一系列的信號，綜合處理后對燃?xì)庥?jì)量閥、電子節(jié)氣門、渦輪增壓器的廢氣控制閥、點(diǎn)火線圈等進(jìn)行精確控制，達(dá)到控制發(fā)動機(jī)動力輸出的目的（圖26）。

圖26：LNG發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)示意圖

　　總體來說，燃?xì)獍l(fā)動機(jī)與傳統(tǒng)的燃油發(fā)動機(jī)區(qū)別主要在于以下幾點(diǎn):

　　1、取消了柴油機(jī)的燃油系統(tǒng)(高壓油泵、噴油器、高壓油管等件），增加了燃?xì)夤┙o系統(tǒng)（氣瓶、高壓切斷閥、減壓器、燃?xì)鉄峤粨Q器和節(jié)溫器、噴射閥等部件）。

　　2、燃?xì)鈾C(jī)采用點(diǎn)燃式燃燒方式（氣缸蓋上的噴油器安裝孔改為火花塞安裝孔），增加了點(diǎn)火控制系統(tǒng)（點(diǎn)火ICM控制器、點(diǎn)火線圈、高壓線、火花塞）。

　　3、燃?xì)鈾C(jī)的氣缸壓縮比比柴油機(jī)的小，燃燒室形式（活塞）與柴油機(jī)不同。

　　4、燃?xì)鈾C(jī)增加了點(diǎn)火信號發(fā)生器，用于判缸的位置和測量發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。

　　5、增加了燃?xì)饣旌掀骱透呙舾械碾娮庸?jié)氣門，使燃?xì)夂涂諝庠诨旌掀髦谐浞只旌希ㄒ虼?，燃?xì)廛嚨挠烷T反應(yīng)速度較慢）。

　　6、發(fā)動機(jī)的排氣溫度高，增壓器工作環(huán)境惡劣，采用水冷中間殼。

　　7、進(jìn)、排氣門座采用耐磨、耐高溫材料。

　　8、由于LNG發(fā)動機(jī)與柴油機(jī)相比空燃比小，同等功率下需要的空氣量少，增壓器帶有廢氣旁通控制閥。

上接【淺談LNG發(fā)動機(jī)的車輛駕駛操作（三）】