LNG汽車發動機使用故障研究

李隴娟

摘 要 天然氣具備熱值高、使用安全、潔凈等優勢，近年來在我國大型客車和重型貨車領域的應用日漸廣泛。基于此，本文將介紹LNG汽車發動機的特點及使用要點，并深入探討LNG汽車發動機的常見故障及處理方式，希望研究內容能夠給相關從業人員以啟發。

關鍵詞 LNG汽車;發動機;爆燃;火花塞

前言

LNG汽車發動機一般由儲液罐、汽化器、低壓電磁閥、電控調壓器、混合器、電子控制節氣門等構成。與傳統燃油發動機相比具有較多的優點，在使用過程中容易出現拉缸、活塞燒熔及缸套破碎、動力不足等故障。如何科學合理的預防和處理這類故障，正是本文圍繞LNG汽車發動機使用故障開展研究的主題。

1 LNG汽車發動機的特點及使用要點

LNG汽車近年來受到了各界的廣泛關注，LNG汽車發動機也因此成為行業關注的焦點，因此本節將簡單介紹LNG汽車發動機的特點及使用要點。

1.1 LNG汽車發動機的特點

相較于傳統發動機，LNG汽車發動機具有較多優點，包括壓縮比在一般情況下較低、容積效率較低、工作壓縮比相對較高、擁有較高的燃燒溫度、抗爆性能好、污染較小、燃料費用較低等。特別是排放污染和燃料費，LNG發動機能夠實現80%的CO排放量下降、40%的NOx排放量下降。

1.2 使用要點

LNG汽車發動機的使用需關注多方面，主要包括天然氣硫化氫含量控制、潤滑油與防凍冷卻液的選用、火花塞的更換、燃氣密封性檢查、蓄電池電壓檢查等。以天然氣硫化氫含量控制為例，需保證使用的天然氣擁有15mg/m3內的硫化氫含量，否則燃燒室組件可能出現腐蝕，熱交換和熱平衡也會受到負面影響。潤滑油應選用具有低硫含量、抗氧化、高抗耐磨、低硫酸鹽灰分等特點的高品質潤滑油;冷卻液選擇具有不結垢、防腐功能強、凝點低等特點的軟質防凍液。燃氣密封性檢查需圍繞燃氣管路、供氣裝置、電氣部分進行展開，以此排除線路接觸不良、燃氣密封不嚴、點火高壓線“虛接”、電路連接“松脫”等問題。

2 LNG汽車發動機的常見故障及處理方式

LNG汽車發動機在使用過程中很容易出現各類故障，較為典型的故障包括活塞燒熔及缸套破碎、火花塞污損及發動機動力不足故障、發動機爆燃故障，這類故障對LNG汽車發動機正常使用帶來的影響必須得到重視，針對性的處理和預防措施選用也不容忽視。

2.1 活塞燒熔及缸套破碎

活塞燒熔及缸套破碎是LNG汽車發動機較為嚴重的故障，主要源于發動機工作過程中爆震燃燒的出現，壓縮終了的可燃混合氣利用火花塞點燃。從火花塞端一直傳播到遠離火花塞的末端的火焰屬于LNG汽車發動機的正常燃燒過程，但如果火焰傳播過程中出現自行發火燃燒的末端混合氣，急劇增高的氣缸內壓力便會引發強烈的震蕩，清脆的金屬敲擊聲會出現于氣缸內，這種情況被稱作爆震燃燒。在嚴重的爆震燃燒下，LNG汽車發動機很容易出現功率下降、過熱、磨損加劇、零件損壞。由于爆震燃燒出現于燃燒室，氣缸上部燒熔損壞很容易出現，嚴重的可能導致整個缸體破碎。深入分析可以發現，LNG燃料品質過低、混合氣分布不均勻、火花塞位置不合適、點火時間過早等均可能引發爆震燃燒，并可能導致活塞燒熔及缸套破碎。為有效處理活塞燒熔及缸套破碎故障，應從選用LNG燃料、針對性查明故障源頭、更換火花塞、正確裝配點火正時器等方面進行處理。

2.2 火花塞污損、發動機動力不足故障

在正常工況下，LNG汽車發動機的火花塞絕緣體周圍很容易出現輕微黃或棕色沉淀物和輕微的電極腐蝕現象。由于氧化鋁陶瓷材質的火花塞，受到缸內溫度及壓力頻率極高的急劇交替沖、40kV高電壓等惡劣的工作環境影響，爆裂震動很容易引發絕緣體破損，火花塞裂紋損壞、污損等故障。因此，點火線圈和火花塞在安裝過程中需嚴格控制火花塞間隙，對火花塞陶瓷體涂抹絕緣脂以及對導電膠的針對性涂抹。發動機動力不足同樣屬于LNG汽車發動機常見故障，提速困難情況極易出現，這主要源于LNG燃氣特性影響，熱態工況下進氣量減少導致的發動機功率下降，為避免該故障的出現應定期對節氣門進行清洗、選用專用的天然氣汽車發動機潤滑油等。

2.3 發動機爆燃故障

發動機爆燃屬于LNG汽車發動機的常見故障，LNG燃料品質較差、混合氣過濃（一般在5%以上）、點火提前角過大、點火正時不準、渦輪增壓異常、進氣溫度過高（中冷器嚴重污染）、潤滑油選擇不當均可能引起LNG汽車發動機爆燃故障。在具體的故障處理中，需針對性排查以確定故障源頭，如對渦輪增壓器、廢氣旁通閥、吹掃空氣過濾器、步進電機、混合節氣門、空氣壓力與燃氣壓力等的檢查。對于LNG汽車的燃氣供給系統來說，應保證已氣化的天然氣溫度不會過高，經過燃氣緩沖罐及熱交換器的天然氣溫度應得到針對性控制，避免發動機因溫度過高出現爆燃故障。此外，長時間存儲的LNG燃料將吸收外界熱量，將導致1.6MPa以上的內壓力出現，儲罐安全閥將超壓的天然氣自動排除，抗爆性較好的甲烷會因此蒸發，最終導致LNG汽車發動機的抗爆性能受到影響。

3 結論

綜上所述，LNG汽車發動機使用故障較為多樣化。在此基礎上，本文涉及的活塞燒熔及缸套破碎、發動機爆燃故障等內容，則直觀揭示了故障源頭。為降低LNG汽車發動機使用故障的發生幾率及相關影響，基于信息技術的故障排查探索、相關技術與設備的創新同樣需要得到重視。

參考文獻

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