天然氣主要存在于油田和天然氣田中，主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，沸點(diǎn)-161.5℃，在20MPa壓縮儲(chǔ)存為壓縮天然氣（CNG），在-162℃以下隔熱狀態(tài)呈液態(tài)保存為液化天然氣（LNG）。天然氣在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的能影響人類(lèi)呼吸系統(tǒng)健康的物質(zhì)極少，燃燒后無(wú)廢渣、廢水產(chǎn)生，具有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)勢(shì)。 　
　　隨著我國(guó)對(duì)排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高和能源配置的合理使用，LNG發(fā)動(dòng)機(jī)在大型客車(chē)和重型貨車(chē)上已開(kāi)始應(yīng)用。西氣東輸和東海油氣田天然氣上岸工程，也為L(zhǎng)NG發(fā)動(dòng)機(jī)的推廣應(yīng)用提供了能源保障。隨著LNG發(fā)動(dòng)機(jī)不斷進(jìn)入市場(chǎng)，結(jié)合LNG發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，談一下LNG發(fā)動(dòng)機(jī)的合理使用。
　　
　　● LNG發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系的主要部件及其功用
　　
　　一、工作原理
　　ECIEFR系統(tǒng)增壓LNG發(fā)動(dòng)機(jī)。LNG從液態(tài)氣罐到進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。
　　
　　二、儲(chǔ)液罐
　　天然氣以液態(tài)形式儲(chǔ)存于低溫低壓的儲(chǔ)罐內(nèi)，其內(nèi)部溫度低于-162℃，氣瓶充滿(mǎn)氣的公稱(chēng)工作壓力為1.6MPa，使用時(shí)氣瓶小壓力不能低于0.65MPa，否則會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)供氣不足，動(dòng)力性下降并且導(dǎo)致催化轉(zhuǎn)化器燒結(jié)。儲(chǔ)罐采取雙層真空絕熱結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)罐由內(nèi)膽、外殼、內(nèi)夾層絕熱件和閥件艙等組成�！�
　　內(nèi)膽用于盛裝燃料，外殼支撐整個(gè)罐體，并保護(hù)內(nèi)膽，他在內(nèi)膽間構(gòu)成了密閉的真空空間，兩殼夾層間填充了具有隔熱性能的玻璃棉和鋁箔材料。閥件艙布置在儲(chǔ)罐的一端，包括儲(chǔ)液閥、安全閥、手動(dòng)放空閥、壓力調(diào)節(jié)器、壓力表和液位顯示器等。駕駛室儀表板設(shè)置有氣量指示和漏氣報(bào)警裝置。
　　
　　三、汽化器
　　LNG需要經(jīng)汽化器升溫膨脹后汽化成氣態(tài)天然氣，才能供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，LNG在汽化過(guò)程中會(huì)吸收較多的熱量，汽化器利用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液提供熱量，促使低溫液態(tài)的天然氣變成氣態(tài)的天然氣。氣態(tài)天然氣的溫度高低取決于冷卻液的溫度和流量，實(shí)際工作過(guò)程中，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的可燃混合氣的溫度要求比較寬松，而發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的正常溫度一般為60-85℃。
　　
　　四、低壓電磁閥
　　低壓電磁閥安裝在電控調(diào)壓器天然氣入口處，控制天然氣的供給量。平時(shí)應(yīng)注意對(duì)該電磁閥的清潔，視供給燃料的清潔度，一般每行駛5萬(wàn)km清洗一次。清洗時(shí)，應(yīng)拆除電磁閥線圈，取出閥芯閥座，并將他們浸泡在汽油中，再用干壓縮空氣吹干后使用。
　　
　　五、電控調(diào)壓器（EPR閥）
　　電控調(diào)壓器是電子控制的壓力調(diào)節(jié)器，內(nèi)部有控制芯片接受ECM的指令，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況控制天然氣量及壓力，從而有效控制空燃比。電控調(diào)壓器內(nèi)部有一個(gè)微處理器控制的高速電機(jī)，通過(guò)CAN總線接收ECM信息，保證天然氣壓力在0.55~1.35MPa之間。電控調(diào)壓器內(nèi)有壓力傳感器用于測(cè)量調(diào)壓器出口和混合氣入口處的氣壓差，將電控調(diào)壓器的燃?xì)鉁囟瓤刂圃?40℃-105℃范圍內(nèi)。
　　
　　六、混合器
　　混合器的作用是將增壓器中冷后的空氣與天然氣充分混合。氣態(tài)天然氣氣壓大于中冷后的空氣，按比例噴入與空氣混合，使燃燒更充分、柔和，可有效降低NOx的排放和排氣溫度�；旌蠚庀喈�(dāng)于單點(diǎn)噴射裝置，安裝在進(jìn)氣道的喉管處，其內(nèi)有一個(gè)被彈簧控制的膜片，可根據(jù)空氣的流入量，決定其內(nèi)部膜片的開(kāi)度，進(jìn)而在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況下，混合器能精確控制空燃比。
　　
　　七、電子控制節(jié)氣門(mén)
　　駕駛員通過(guò)油門(mén)踏板，將動(dòng)力需求傳給ECM，ECM接收到油門(mén)踏板信號(hào)后，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況控制電子節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度。通過(guò)控制電子節(jié)氣門(mén)蝶閥的開(kāi)度，調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸內(nèi)混合氣量的多少，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和適應(yīng)負(fù)荷變化。在安裝電子節(jié)氣門(mén)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸線必須保持水平。
　　
　　● LNG汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)及合理使用
　　LNG發(fā)動(dòng)機(jī)具有以下特點(diǎn)：一是天然氣抗爆性能好，辛烷值可達(dá)130RON，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比可達(dá)11-12，介于汽油機(jī)和柴油機(jī)之間。二是進(jìn)氣系統(tǒng)適合安裝渦輪增壓裝置，LNG發(fā)動(dòng)機(jī)采用電控高壓點(diǎn)火系統(tǒng)，與汽油機(jī)相同。三是發(fā)動(dòng)機(jī)燃用天然氣不會(huì)在進(jìn)氣管壁形成油膜，發(fā)動(dòng)機(jī)在暖機(jī)時(shí)排放污染較小。以上特點(diǎn)使得LNG發(fā)動(dòng)機(jī)與汽油機(jī)、柴油機(jī)相比，在使用上具有一定差別，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面�！�
　　一、應(yīng)注意LNG的品質(zhì)。天然氣中除含有烷烴外，還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣等。LNG發(fā)動(dòng)機(jī)用天然氣，每標(biāo)準(zhǔn)立方米（101.325kPa，20℃）硫化氫的含量不能超過(guò)15mg/m3，車(chē)輛長(zhǎng)時(shí)間使用含硫量高的天然氣可能會(huì)導(dǎo)致燃燒室組件腐蝕，進(jìn)一步影響熱交換和熱平衡。固體小顆粒的直徑應(yīng)小于5μm。
　　二、LNG發(fā)動(dòng)機(jī)需用專(zhuān)門(mén)的高品質(zhì)低灰分潤(rùn)滑油。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的主要是高純度的氣態(tài)甲烷，其燃燒溫度比柴油機(jī)高，產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷比柴油機(jī)高。此外，氣態(tài)甲烷燃燒不會(huì)產(chǎn)生碳煙，有效防止了潤(rùn)滑油的油灰沉積在火花塞上。但這樣一來(lái)，碳灰的潤(rùn)滑作用也會(huì)消失，因此燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑性能比燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑性能大為降低。因此，LNG發(fā)動(dòng)機(jī)需要使用低硫酸鹽灰分、高抗耐磨、抗氧化，且低硫含量的專(zhuān)用機(jī)油。
　　三、LNG發(fā)動(dòng)機(jī)配備高能量點(diǎn)火裝置。天然氣的辛烷值高于汽油，因而發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比可以做得比汽油機(jī)高，熱效率相應(yīng)提高。天然氣的自燃溫度在632℃，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮過(guò)程中缸內(nèi)混合氣的溫度達(dá)不到這個(gè)溫度，必須采用火花塞強(qiáng)制點(diǎn)火，再加上天然氣的燃燒范圍較窄，因此要求點(diǎn)火能量較大，傳統(tǒng)的點(diǎn)火裝置不適用于LNG發(fā)動(dòng)機(jī)，需高能量點(diǎn)火裝置。
　　天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒溫度比較高，進(jìn)氣對(duì)火花塞的冷卻效果較燃油發(fā)動(dòng)機(jī)要差，點(diǎn)火電壓高于常規(guī)汽油機(jī)，超過(guò)40kV。但火花塞間隙比汽油機(jī)要小，鉑金NGK火花塞間隙為0.33±0.005mm，銥金火花塞間隙為0.4±0.005mm，每行駛2萬(wàn)km必須檢查火花塞電極燒蝕情況，以及高壓線膠套是否老化開(kāi)裂，同時(shí)清理火花塞電極間雜質(zhì)和點(diǎn)火線圈接線柱的氧化物，并涂導(dǎo)電膏。
　　四、需用高品質(zhì)軟化的發(fā)動(dòng)機(jī)防凍冷卻液。在汽化器中，液態(tài)天然氣升溫蒸發(fā)成氣態(tài)天然氣，在燃?xì)庀到y(tǒng)的熱交換器中，還要對(duì)氣化后的天然氣進(jìn)一步加熱，這些加熱介質(zhì)均是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液；所以，LNG發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液除原有的冷卻保溫功能外，還有加熱天然氣的作用。
　　若冷卻液品質(zhì)不好易產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，就會(huì)降低熱交換能力，導(dǎo)致汽化器和燃?xì)鉄峤粨Q器效率下降，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)夤┙o，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，進(jìn)而影響燃?xì)庀到y(tǒng)的下游裝置。因此，應(yīng)絕對(duì)保證發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的品質(zhì)，應(yīng)用凝點(diǎn)更低，防腐功能更好，不結(jié)垢的軟質(zhì)防凍液。