上接【淺談LNG發動機的車輛駕駛操作（一）】

　　（2）供應係統

　　LNG車輛的供應係統主要是管路，其作用是提供合適壓力的LNG燃料給發動機使用，由管路、汽化器、濾清器、燃氣電磁閥、穩壓罐、調壓閥（穩壓器）等部件組成（如圖8）。

　　圖8：LNG供應係統部分部件

　　汽化器就是一台熱交換器，根據低溫液體(ti) 特性，利用發動機的熱冷卻液對LNG液體(ti) 進行加熱，將液態天然氣汽化成氣態天然氣供發動機使用（如圖9）。

　　圖9：LNG汽化器工作原理

　　圖10：LNG調壓閥（穩壓器）

　　調壓閥（穩壓器，圖10）是將氣化後的LNG壓力進行調節的裝置，穩定氣壓後可以保證發動機運行平穩，它的調節需要使用電腦讀取發動機進氣壓力的數值後，再進行調整，不能隨意變動。其最大進口壓力為(wei) 28bar，出氣壓力範圍在7～14bar，工作溫度在-40℃～75℃之間，安裝時注意箭頭所指的氣流方向，壓力調整時要控製發動機在怠速運轉平穩後進行，並注意一般調整NGP為(wei) 7.9～8.2bar，因為(wei) 根據大量的實驗表明，在此壓力範圍內(nei) 工作的發動機運行經濟性與(yu) 動力性最佳。因此，在配備LNG發動機的車輛使用時必須注意調整好發動機端的進氣壓力，保證發動機經濟性與(yu) 動力性的匹配。

　　（3）使用係統

　　使用係統就是燃氣發動機係統，通過燃燒燃氣，對外輸出動力。其工作原理基本與(yu) 燃油發動機基本相同，主要在以下係統上有些區別。

　　燃料供應係統

　　在LNG從(cong) 氣瓶體(ti) 通過管路進入汽化器加熱汽化後，經過穩壓罐穩壓、由燃氣濾清器濾清，之後通過電磁切斷閥控製通斷進入穩壓器穩壓，減壓器減壓至7-8bar後，燃氣再次進入發動機端的第二熱交換器(見圖11），根據燃氣的溫度再次進行調整，保證進入發動機的燃氣溫度在0-40度的範圍內(nei) 。

　　圖11：LNG發動機端熱交換器及雙節溫器

　　隨後，燃氣經過熱交換器加熱後，再通過節溫器進入FMV（燃氣計量閥），由FMV控製噴射量，隨後燃氣進入燃氣混合器（見圖12）中，與(yu) 增壓後的清潔空氣進行混合，成為(wei) 可燃混合氣。

　　圖12：LNG發動機燃氣混合器

　　ECU根據發動機的工況進行分析判斷，通過電子節氣門控製可燃混合氣進入發動機進氣支管、發動機的氣缸內(nei) 燃燒做功（見圖13）。

　　圖13：LNG發動機係統工作原理圖解

　　FMV（燃氣計量閥，圖14）是燃氣車重要的工作部件，相當於(yu) 汽油車的化油器的作用，它通過ECU的電子信號，控製多個(ge) 小電磁閥的開啟和關(guan) 閉來控製噴氣量，達到控製混合氣濃度的目的。

　　圖14：NG發動機FMV（燃氣計量閥）

　　CNG發動機的原理基本相同，與(yu) LNG發動機的區別是壓縮氣瓶內(nei) 的燃氣通過管路進入減壓器，減壓至7-8bar後，再經過濾清器進入熱交換器，最終供發動機燃燒（見圖15）。

　　圖15：CNG發動機係統工作原理圖解

　　LNG發動機的負荷控製係統由腳踏板的控製變化，通過ECU來間接控製節氣門的開度，最終達到控製發動機負荷的目的。ECU接受電子腳踏板位置信號的變化，並轉換成節氣門開度信號，節氣門從(cong) ECU處接受開度命令信號，並將實際開度反饋給ECU。電子腳踏板和節氣門間不使用機械部件連接，如圖16。

圖16：LNG發動機負荷控製示意圖　　

　　電子節氣門（圖17）集成有執行器，位置傳(chuan) 感器，節氣閥門等。接收PWM信號由ECU控製其開度大小，節氣閥門開度大小控製混合氣進氣量，從(cong) 而改變發動機的輸出功率。

　　電子節氣門根據ECU指令，有三種工作狀態：

　　1、當發動機速度低於(yu) 怠速目標值時，ECU進行怠速控製，即控製節氣門開度位置，保持發動機速度在怠速目標值附近。

　　2、當發動機速度超過最大額定轉速時，ECU限製節氣門開度位置，即速度越高節氣門開度位置越小。

　　3、當發動機速度在怠速和最大額定轉速之間時，節氣門開度位置直接由腳踏板控製，即節氣門開度位置隨腳踏板位置同步變化。

　　電子節氣門內(nei) 部包含節氣門開度位置傳(chuan) 感器，ECU通過比較節氣門位置傳(chuan) 感器反饋信號和節氣門開度指令信號之間的差值來確定電子節氣門是否處於(yu) 正常的工作狀態。其有特定設置：一旦電子節氣門發生故障，ECU將進入特定的跛行回家模式，發動機轉速和輸出扭矩都將受限製。當發生其他某些故障時，ECU也進入跛行回家模式。

　　圖17：LNG發動機電子節氣門外觀

　　由於(yu) LNG自身的特性，其燃燒濃度為(wei) 5-15%之間，因此LNG發動機的渦輪增壓器結構與(yu) 普通燃油發動機有較大的區別，最重要的區別在於(yu) 增加了廢氣控製閥（見圖18-21）。

　　圖18：LNG發動機專(zhuan) 用渦輪增壓器外部及廢氣控製閥

　　圖19：LNG發動機專(zhuan) 用渦輪增壓器增壓壓力示意圖

　　圖20：LNG發動機專(zhuan) 用渦輪增壓器廢氣控製閥圖

21：廢氣控製閥原理示意圖

　　LNG發動機專(zhuan) 用渦輪增壓器廢氣控製閥的PWM信號控製如下：

　　DC%=0時，電磁閥關(guan) 閉，壓縮空氣全部用來推動增壓器廢氣閥，使其完全打開，從(cong) 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(guan) 閉，從(cong) 而使增壓器工作的排氣能量增多，增壓壓力升高。

　　增壓控製邏輯為(wei) :

　　MAP<設定增壓壓力,DC％增加；

　　MAP>設定增壓壓力,DC％減少。

　　另外，在安裝使用時必須注意：

　　1.如果通至閥門的空氣被汙染，閥門間的隔網可能堵塞；

　　2.注意管路連接的長度不可隨意更改，否則增壓控製可能不穩定，造成發動機運轉不平穩；

　　3.如果控製閥與(yu) 空氣的連接受阻或斷開，發動機功率過大，就可能會(hui) 損壞發動機，或者產(chan) 生故障碼（該故障碼通過限製節氣門來保護發動機和降低功率）；

　　4.如果電氣連接發生故障或斷開，則會(hui) 造成發動機功率下降的現象。

　　一般無電路故障的情況下，發生發動機動力不足，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或更換廢氣旁通電磁閥，並緊固廢氣旁通閥取氣管和放氣管（見圖22）。

　　圖22：LNG發動機專(zhuan) 用渦輪增壓器廢氣控製閥常見故障部位

　　點火係統

　　LNG發動機的點火係統也有別於(yu) 傳(chuan) 統的汽油發動機，其結構也由於(yu) LNG燃燒的特性有較大變化（圖23）。

　　圖23：LNG發動機點火係統示意圖

　　點火係統中較為(wei) 重要的部件有：點火信號發生器、高壓線圈、火花塞等。

　　點火信號發生器（圖24）的作用是精確地知道發動機的凸輪軸位置（如應知道哪一缸發火）和發動機轉速。它提供信號給發動機控製模塊（ECM），通過發動機轉速來控製其他參數，包括：進氣量、燃料量、點火提前角等。點火信號發生器可以調整準確的點火提前角度，在調整時需用點火正時燈測量後再進行。

　　圖24：LNG發動機點火信號發生器

　　LNG車用發動機的高壓線圈采用筆式感應點火線圈，在初級線圈使用較少的線圈匝數儲(chu) 存電流，次級線圈部分含有更多的線圈匝數，從(cong) 而產(chan) 生變壓器功能（電壓）升高，並取消了部分高壓線，減少故障點，其點火能量損失較小，點火電壓高，而且使用壽命較傳(chuan) 統點火線圈延長一倍左右。

　　LNG發動機的火花塞使用燃氣發動機專(zhuan) 用銥、鉑金焊點火花塞（圖25），點火強度高，使用壽命長，可達10萬(wan) ～12萬(wan) 公裏。火花塞的安裝扭矩在25～40N.m之間。火花塞間隙調整控製在0.35±0.05mm（嚴(yan) 格用塞規調整）之間最佳，如果間隙偏大，先把塞尺塞進間隙，用小扳手輕輕敲擊側(ce) 電極拐角部位；如果間隙偏小，先用小虎鉗把間隙慢慢調大，然後塞入塞尺，再用小扳手輕輕敲擊側(ce) 電極，但要注意保證側(ce) 電極和中心電極麵平行一致，否則會(hui) 影響點火效果和發動機功率正常。

　　圖25：LNG發動機專(zhuan) 用銥、鉑金焊點火花塞

　　燃氣發動機的整體(ti) 控製係統包括傳(chuan) 感器信號係統、ECU及輸出控製係統。車載發動機ECU根據駕駛員的動力需要（油門開度）和發動機瞬時工況、發動機轉速、環境溫度、發動機水溫、發動機進氣量、進氣壓力、曲軸位置、燃氣溫度及壓力、廢氣排放氧傳(chuan) 感器等一係列的信號，綜合處理後對燃氣計量閥、電子節氣門、渦輪增壓器的廢氣控製閥、點火線圈等進行精確控製，達到控製發動機動力輸出的目的（圖26）。

圖26：LNG發動機電控係統示意圖

　　總體(ti) 來說，燃氣發動機與(yu) 傳(chuan) 統的燃油發動機區別主要在於(yu) 以下幾點:

　　1、取消了柴油機的燃油係統(高壓油泵、噴油器、高壓油管等件），增加了燃氣供給係統（氣瓶、高壓切斷閥、減壓器、燃氣熱交換器和節溫器、噴射閥等部件）。

　　2、燃氣機采用點燃式燃燒方式（氣缸蓋上的噴油器安裝孔改為(wei) 火花塞安裝孔），增加了點火控製係統（點火ICM控製器、點火線圈、高壓線、火花塞）。

　　3、燃氣機的氣缸壓縮比比柴油機的小，燃燒室形式（活塞）與(yu) 柴油機不同。

　　4、燃氣機增加了點火信號發生器，用於(yu) 判缸的位置和測量發動機轉速。

　　5、增加了燃氣混合器和高敏感的電子節氣門，使燃氣和空氣在混合器中充分混合（因此，燃氣車的油門反應速度較慢）。

　　6、發動機的排氣溫度高，增壓器工作環境惡劣，采用水冷中間殼。

　　7、進、排氣門座采用耐磨、耐高溫材料。

　　8、由於(yu) LNG發動機與(yu) 柴油機相比空燃比小，同等功率下需要的空氣量少，增壓器帶有廢氣旁通控製閥。

上接【淺談LNG發動機的車輛駕駛操作（三）】