KLQ6608GC5型6米CNG城市客車設計

刁威，陳江波

（金龍汽車(西安)有限公司，陜西 西安 710000）

KLQ6608GC5型6米CNG城市客車設計

刁威，陳江波

（金龍汽車(西安)有限公司，陜西 西安 710000）

針對KLQ6609GC5型CNG城市客車，根據城市公交運營特點，簡要介紹KLQ6608GC5的設計背景、車身結構特點、主要性能參數等，重點論述小型前置發動機城市客車的CNG供氣系統設計方案、安全防護。

城市客車；CNG系統；結構特點；設計

前言

當今社會能源緊缺，正在進入后石油時代，天然氣成為最具發展前景的清潔能源。常規的油田氣與非常規煤層氣、頁巖氣等已探明儲量超過石油資源。且天然氣可通過管道和槽車輸送至全國絕大部分地區。而天然氣客車安全性高，經濟性好，更能滿足運輸企業的發展需求。政府政策的支持也為天然氣客車發展創造有利條件。

在我國，從節能、減排的角度看（排除新能源政策因素），城市公共汽車天然氣清潔能源車是最為現實的技術路線。

我公司開發的海格牌 KLQ6608GC5單燃料壓縮天然氣城市客車是為西安公交精心打造的城市公交客車，該車在研發過程中，根據當地城市公交特點，合理布置以及關乎客車安全防范的細節設計，力圖實現良好的經濟性、環保性以及舒適性。

1 底盤選取及整車主要參數

1.1 底盤的選擇

該車選用江淮成熟K1921系列小型城市客車底盤，采用玉柴玉柴 YC4D140N-50增壓中冷單燃料發動機，整車排放達國V標準。變速箱采用綦江QJ5S600。前后橋分別為江淮3T前橋及4.5T合肥車橋，滿足日常公交車出現的嚴重超載的使用需求。該底盤裝有自動潤滑系統，既解決了底盤零部件潤滑保養操作不便的難題，又使得底盤潤滑及時高效、減少了日常維護的成本，底盤。

1.2 車身設計

整車款式簡潔大方，采用圓基調，車身流暢，富有現代感。前后乘客門均采用電控氣動折疊門，結構簡單，制造及維護成本低。整車內飾采用淺灰色調，車廂明亮不壓抑。整車輕量化設計，在滿足日常使用、強度、剛度要求的前提下，通過優化骨架架構，CAE建模分析、降低自重，如鋁合金側艙門，亞麻前后頂裝飾件、聚氨酯發泡組合儀表臺等方法有效降低整備質量。其有限元建模及總布置圖紙見圖1、圖2。

圖1

圖2

1.3 整車主要技術參數

長*寬*高5995*2270*2940（mm）最高車速69（km/h）

軸距/前懸/后懸 3100/ 1200/1695（mm）整備質量 5600（kg）

最大總質量 7500（kg）接近離去角15.5/12（°）

額定載客19/10-18（人）車內高度 1920（mm）

2 CNG供氣系統設計及安裝

2.1 CNG氣瓶配置

KLQ6608GC5城市客車裝配4個氣瓶，3*50L+1*80L。

1）CNG氣瓶容積及裝載氣量

CNG車氣瓶加氣量A(m3)=(L1*N1+L2*N2)*P/1000；

L1*=50L L2=80L（氣瓶公稱容積）N1=3 N2=1（氣瓶個數）

P=200 atm（氣瓶公稱工作壓力）；

A（加氣量）=（50L*3+80L*1）*200atm/1000=46m3

2）車輛續駛里程計算

S（km）= A×100 / Q；

A=氣瓶加氣量；Q=百公里氣耗；百公里氣耗約為19m3

續駛里程 S = 46×100 / 20 = 242km

*公交公司要求整車每天運行220Km,滿足設計要求。

2.2 CNG氣路原理與氣瓶布置

氣瓶是 CNG 系統中最重要的部件之一，其布局對供氣系統的安全性、可靠性和整車載荷分布影響較大，直接影響車輛安全運行一般有兩種方案：

1）布置于車輛頂部，氣瓶平行于車軸布置。優點是安裝空間大，方便天然氣管路及其附件的合理布局，缺點是安裝后車輛重心較高。最新發布營運客車安全技術條件（JT/T1094-2016）中已將營運車范圍內禁止車頂安裝氣瓶。雖然城市客車不在其列，但布置在頂部存在較大安全隱患，

2）布置于車身車架下，用懸臂梁懸吊氣瓶。優點是安裝后車輛重心低，車輛運行穩定；缺點是底盤預留安裝空間小，拆裝維修不便。

結合KLQ6608GC5是城市客車，安全第一、運行環境人員密集等綜合考慮，最終確定方案3個50L氣瓶布置于后橋后，1個80L氣瓶側掛在車身左側。該布置主要考慮該車后橋后布置乘客門空間及通道空間要求。底盤零部件不易維護的缺點，整車采用集中潤滑，減少不必要的維護。

2.3 安全防護和漏氣報警

1）客車氣體燃料的供給系統應具有有效的安全保護結構措施，保證氣密性以防止氣體泄漏，所以每一個氣瓶閥出口都必須安裝有高壓過流保護裝置。同時配備天然氣泄漏及溫度報警裝置，在天然氣泄漏達到設定的報警濃度時，進行聲、光報警；主機面板可實時顯示檢測到的溫度數值，并在溫度超過設定值時進行聲、光報警。多個傳感器對應系統的紅色報警燈可指示具體的氣體泄漏點。當管路破裂或損壞發生泄漏時，過流保護閥將根據流經的氣體流量和壓差，自動將氣瓶出氣口關閉，從而避免高壓氣體繼續泄露；泄漏及溫度報警裝置提示駕駛員應采取緊急措施，疏散乘客，設置警戒線；并根據報警燈提示打開相應艙門進行通風散氣。全車氣路系統的裝配空間為開放式，和外界相通，即使遇到根本無法控制的大面積泄漏，也可以迅速把泄漏的燃氣擴散到大氣中，

避免安全事故的發生。

2）車內配備6個帶呼叫鈴安全錘，具有防盜功能，安全實用。配備“懸掛式超細干粉自動滅火裝置”，平時處于常壓狀態。一旦發動機艙內溫度超過 170℃或有明火時，該裝置會自動啟動，將超細干粉在瞬間噴射出來進行滅火。

系統的安全防護和報警裝置組成防護網，能極大地提高車輛運行的安全性和應對突發狀況的能力。

2.4 CNG客車的燃料儲存和供給系統

CNG客車的燃料儲存和供給系統主要由儲氣供氣、調壓、安全保護及控制和燃氣泄露報警四部分組成。其中：

① 儲氣供氣部分：由壓縮天然氣儲氣瓶、高壓電磁閥、壓力表、加氣嘴、高壓管路、操縱面板總成（充氣閥、充氣截止閥、壓力表和系統排空閥等）及剩余氣量顯示系統等裝置組成。

② 調壓部分：由高壓球閥、高壓過濾器、高壓電磁閥和低壓管路等組成。

③ 安全保護及控制部分：由充氣止回閥、過流保護裝置、轉換開關、電子控制單元 ECU、CNG電磁閥、噴射閥共軌及相關線束等組成。

④ 燃氣泄露報警部分：由儲氣瓶泄露濃度傳感器、減壓閥泄露濃度傳感器、發動機泄露濃度傳感器、充氣口泄露濃度傳感器、分線和報警指示燈等組成。

KLQ6608GC5供氣原理見圖5：

圖3

CNG燃氣供氣系統普遍采用雙回路供氣系統，兩路均為Φ8mm管，以提高加氣速度，滿足快速城市公交的要求。

KLQ6608GC5的CNG系統閥體安裝形式：

集成面板控制閥式，充氣閥兩端接φ8mm*1**規格的加氣管，加氣速度稍快，經實踐檢驗系統可靠。

2.5 氣瓶的安裝

由于天然氣城市客車運行環境的特殊性，CNG 供氣系統的安裝是天然氣客車生產重點，對車輛的安全性及穩定性影響很大。供氣系統采用車用鋼質內膽環向纏繞氣瓶和不銹鋼高壓天然氣專用氣管，安全可靠。

在氣瓶支架下方需增加氣瓶支架膠墊，膠墊上、下接觸面打西卡PU粘結膠西卡212FC灰色彈性密封膠，單面打兩道膠，膠寬度為8±2mm,高度為7±2mm。

2.6 管路的安裝

1）管路通往氣瓶的氣管彎曲定型，在操控面板管路泄壓閥和充氣截止閥的接口處，分別留下安裝余量。

3 結束語

綜上所述，KLQ6608FC5型CNG城市小型客車在設計中，根據城市公交運營特點，我們分別以駕駛員、維修廠、乘客、公交公司的角度多元訴求出發。合理優化、盡力做出多方滿意的城市客車。西安公交總公司采購的我司 200臺KLQ6608GC5 天然氣城市客車現已經正式運營，得到了西安公交公司上下的好評和認可。

[1] 劉開春.客車的車身總布置,客車車身設計[M].機械工業出版社:2015.281-374.

[2] 蘇學軍,王琳.中國公路學會客車分會.客車新技術與新研究[C].人民交通出版社: 2016. 96-107.

[3] GB 1589—2004,道路車輛外廓尺寸、軸荷及質量限值[S].北京:中國標準出版社,2004.

[4] GB 13094-2007,客車結構安全要求[S].北京:中國標準出版社,2007.

[5] 陳科賓,馬濤,高學浴.CLY6852HCNGC型壓縮天然氣城市客車設計[J].客車技術與研究,2014,6（6）：15-17.

[6] 蔣黎明.LNG 客車供氣系統安裝技術研究[J].客車技術與研究,2011,33（5）:26-27.

[7] GB 7258-2012,機動車運行安全技術條件[S].北京:中國標準出版社,2012.

Design of klq 6608 type 6-meter CNG city bus

Diao Wei, Chen Jiangbo
( Golden dragon automobile ( Xi'an ) co., ltd, Shaanxi Xi'an 710000 )

According to the KLQ6608GC5 CNG city-bus and the characteristics of urban bus operation,This authors briefly introduces the design background、the characteristics of body structure, the main performance parameters of the KLQ 6608GC5.The paper also emphasize the designing scheme protection of the CNG supply system for the city bus with the front-mounted engine.

city bus; general arrangement; CNG system; structure characteristic; design

U472

A

1671-7988(2017)22-31-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.22.011

刁威（1989-），男，助理工程師，就職于金龍汽車（西安）有限公司。整車總布置設計。

CLC NO.:U472

A

1671-7988(2017)22-31-03