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-161.5℃，在20MPa壓縮儲存為壓縮天然氣（CNG），在-162℃以下隔熱狀態(tài)呈液態(tài)保存為液化天然氣（LNG）。天然氣在燃燒過程中產(chǎn)生的能影響人類呼吸系統(tǒng)健康的物質(zhì)極少，燃燒后無廢渣、廢水產(chǎn)生，具有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)勢。
隨著我國對排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高和能源配置的合理使用，LNG
發(fā)動機在大型客車和重型貨車上已開始應(yīng)用。國家西氣東輸和東海油氣田天然氣上岸工程，也為LNG發(fā)動機的推廣應(yīng)用提供了能源保障。隨著LNG發(fā)動機不斷進入市場，結(jié)合LNG發(fā)動機的構(gòu)造特點和實際工作經(jīng)驗，談一下LNG發(fā)動機的合理使用。
LNG發(fā)動機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)動機。LNG從液態(tài)氣罐到進入發(fā)動機氣缸。
二、儲液罐
天然氣以液態(tài)形式儲存于低溫低壓的儲罐內(nèi)，其內(nèi)部溫度低于-162℃，氣瓶充滿氣的公稱工作壓力為1.6MPa，使用時氣瓶最小壓力不能低于0.65MPa，否則會引起發(fā)動機供氣不足，動力性下降并且導(dǎo)致催化轉(zhuǎn)化器燒結(jié)。儲罐采取雙層真空絕熱結(jié)構(gòu)，儲罐由內(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，外殼支撐整個罐體，并保護內(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。閥件艙布置在儲罐的一端，包括儲液閥、安全閥、手動放空閥、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)動機燃燒，LNG在汽化過程中會吸收較多的熱量，汽化器利用發(fā)動機冷卻液提供熱量，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，實際工作過程中，進入發(fā)動機的可燃混合氣的溫度要求比較寬松，而發(fā)動機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。平時應(yīng)注意對該電磁閥的清潔，視供給燃料的清潔度，一般每行駛5萬km清洗一次。清洗時，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)動機運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)部有一個微處理器控制的高速電機，通過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)于單點噴射裝置，安裝在進氣道的喉管處，其內(nèi)有一個被彈簧控制的膜片，可根據(jù)空氣的流入量，決定其內(nèi)部膜片的開度，進而在發(fā)動機運轉(zhuǎn)工況下，混合器能精確控制空燃比。
七、電子控制節(jié)氣門
駕駛員通過油門踏板，將動力需求傳給ECM，ECM接收到油門踏板信號后，根據(jù)發(fā)動機運行工況控制電子節(jié)氣門的開度。通過控制電子節(jié)氣門蝶閥的開度，調(diào)節(jié)進入氣缸內(nèi)混合氣量的多少，從而控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和適應(yīng)負(fù)荷變化。在安裝電子節(jié)氣門時，驅(qū)動電機軸線必須保持水平。
LNG汽車發(fā)動機的特點及合理使用
LNG發(fā)動機具有以下特點：一是天然氣抗爆性能好，辛烷值可達(dá)130RON，發(fā)動機的壓縮比可達(dá)11-12，介于汽油機和柴油機之間。二是進氣系統(tǒng)適合安裝渦輪增壓裝置，LNG發(fā)動機采用電控高壓點火系統(tǒng)，與汽油機相同。三是發(fā)動機燃用天然氣不會在進氣管壁形成油膜，發(fā)動機在暖機時排放污染較小。以上特點使得LNG發(fā)動機與汽油機、柴油機相比，在使用上具有一定差別，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
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)動機用天然氣，每標(biāo)準(zhǔn)立方米（101.325kPa，20℃）硫化氫的含量不能超過15mg/m3，車輛長時間使用含硫量高的天然氣可能會導(dǎo)致燃燒室組件腐蝕，進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)動機需用專門的高品質(zhì)低灰分潤滑油。天然氣發(fā)動機燃燒的主要是高純度的氣態(tài)甲烷，其燃燒溫度比柴油機高，產(chǎn)生的發(fā)動機熱負(fù)荷比柴油機高。此外，氣態(tài)甲烷燃燒不會產(chǎn)生碳煙，有效防止了潤滑油的油灰沉積在火花塞上。但這樣一來，碳灰的潤滑作用也會消失，因此燃?xì)獍l(fā)動機的潤滑性能比燃油發(fā)動機的潤滑性能大為降低。因此，LNG發(fā)動機需要使用低硫酸鹽灰分、高抗耐磨、抗氧化，且低硫含量的專用機油。
三、LNG發(fā)動機配備高能量點火裝置。天然氣的辛烷值高于汽油，因而
發(fā)動機的壓縮比可以做得比汽油機高，熱效率相應(yīng)提高。天然氣的自燃溫度在632℃，發(fā)動機壓縮過程中缸內(nèi)混合氣的溫度達(dá)不到這個溫度，必須采用火花塞強制點火，再加上天然氣的燃燒范圍較窄，因此要求點火能量較大，傳統(tǒng)的點火裝置不適用于LNG發(fā)動機，需高能量點火裝置。
天然氣發(fā)動機缸內(nèi)燃燒溫度比較高，進氣對火花塞的冷卻效果較燃油發(fā)動機要差，點火電壓高于常規(guī)汽油機，超過40kV。但火花塞間隙比汽油機要小，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裂，同時清理火花塞電極間雜質(zhì)和點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)動機防凍冷卻液。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，還要對氣化后的天然氣進一步加熱，這些加熱介質(zhì)均是發(fā)動機冷卻液；所以，LNG發(fā)動機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)動機的燃?xì)夤┙o，使發(fā)動機功率下降，進而影響燃?xì)庀到y(tǒng)的下游裝置。因此，應(yīng)絕對保證
發(fā)動機冷卻液的品質(zhì)，應(yīng)用凝點更低，防腐功能更好，不結(jié)垢的軟質(zhì)防凍液。
