CNGLNG重卡供气系统原理、组成及案例分析(上).doc

CNGLNG重卡供气系统原理、组成及案例分析(上) 　　CNG（压缩天然气）、LNG（液化天然气）两种全系列天然气重卡车型是陕西重型汽车有限公司整合新能源汽车技术以及重卡零部件资源优势而开发的新产品，其广泛适用于公路运输、专用车等领域。两种天然气重卡车型的整车燃料供给系统和发动机相关部件是在成熟技术的基础上根据车用燃料的要求进行设计的，极好地满足了CNG、LNG燃料的技术要求。同时，陕西重汽天然气重卡产品采用了多项世界领先专利技术，使其高效节能、绿色环保，填补了我国天然气重型商用车产品的空白。除此之外，陕西重汽于2011年9月与潍柴西港发动机公司联合开发出了柴油一天然气双燃料的HPDI（High Pressure Direct Injection）缸内高压直喷技术新车型。天然气重卡车型的开发，具有极高的经济效益和社会效益。 　　一、CNG重卡供气系统的T作原理及组成 　　CNG是指将天然气经三级加压，使气体??力高达20MPa后以气态储存于压力容器中。CNG储气、燃气供给系统的组成及工作原理见图1。 　　1 工作原理 　　CNG重卡具有由8只或12只气瓶通过并路管件组成的CNG气瓶组，瓶组的连接以及供气、加气管路的连接均采用并联形式。车辆正常行驶时，CNG通过供气管路向发动机提供燃料，其系统工作压力为20MPa。为了使汽车发动机能正常燃用天然气，汽车上安装有一套压缩天然气的减压装置，通过二级减压，将20MPa的高压天然气降至常压（0.7-0.9MPa），与空气混合形成可燃混合汽供发动机燃烧工作。 　　（1）充气流程 　　充气流程为：加气站充气枪→充气口→球阀（充气截止阀）→压力表→充气单向阀→并路总成1和并路总成2两个气瓶组。 　　（2）燃料供给流程 　　燃料供给流程为：两个气瓶组→两个并路总成及三通→过流保护集成阀→压力表→球阀（手动截止阀）→高压滤清器→高压电磁阀→气量表压力传感器→减压阀→热交换器（燃气加热）→发动机。 　　2 组成 　　CNG供给系统由储气系统、调压系统、安全保护控制系统组成。 　　（1）储气系统 　　由气瓶组、并路总成、操控面板总成（充气阀、充气截止阀、压力表、系统排空阀）及剩余气量显示系统组成。 　　（2）调压系统 　　由球阀、高压精滤器、高压电磁阀、减压阀组成。 　　（3）安全保护、控制系统 　　由充气单向阀、过流保护装置组成。 　　上述三个系统联合实现CNG汽车加（供）气、气量显示、减压供气、系统安全保护及维修排空功能。 　　3 气瓶和管路介绍 　　（1）气瓶和管路的布置和安装要求 　　陕西重汽CNG重卡配备的是钢制气瓶和由金属内胆全缠绕式气瓶组成的混合式气瓶组，其中4支80L（或90L）钢制气瓶通过固定支架总成安装在车架右纵梁原柴油箱的安装位置，我们将其定义为1号侧置气瓶组。为增加续行里程，另外又增加了4～8支200L（或140L）金属内胆全缠绕式气瓶，通过固定支架总成横向安装于驾驶室与货厢之间的车架上，我们将其定义为2号后置气瓶组。 　　两个固定支架总成均为框架式结构，两个气瓶组中的每只气瓶之间通过并路总成和金属高压管并联连接，并与安装在2号气瓶组固定支架总成外部的CNG过流保护集成阀、滤清器，高压电磁阀等连接。天然气通过布置在车架侧的高压供气管路进入发动机舱，减压器布置在发动机舱右侧纵梁上。通过热交换器后，天然气经闭环控制式燃气计量阀进入混合器，在缸外与空气预混合后进入发动机汽缸点火燃烧。 　　加气口采用GBT-18363-2001《汽车用压缩天然气加气口》规定的快插式（或插销式）方式安装在1号气瓶组护栅正面。为便于气瓶充装，在选配时，可同时选配插销式和快插式两种接口并将其合理布置在车辆的相应位置。 　　两个气瓶组中的单个气瓶分别采用钢带固定在固定支架总成上，与之成为一个整体。在车辆发生意外时，储气瓶、瓶口阀及并路总成将随固定支架一起移动，其可以承受8倍于充满额定工作压力的CNG气瓶重力的力，从而避免因管路错位而造成的破裂。 　　CNG重卡专用装置的安装均符合GB7258机动车运行安全技术条件和GB/T19240-2003压缩天然气汽车专用装置的安装要求等国家强制标准。 　　（2）主要阀件介绍 　　①1EA过流保护装置 　　组成：过流保护集成阀由过流阀体、电磁阀、过流保护模块组成。 　　工作原理及功能：为了避免因管线意外破裂而使天然气大面积泄漏而设置的主动切断装置——过流保护集成阀如图2所示，过流保护集成阀属于先导式电磁阀。其工作原理是：当电磁阀断电，PP弹簧1，球阀关闭，燃气供给切断；当电磁阀通电（3s之后自动复位），燃气经过旁通气道进入进气腔，此时P弹簧1+P1（P=P1），球阀开启，燃气直接从主气道进入进气腔；当天然气出现大