LNG 灑水車發動機幾種故障分析與對策

LNG 灑水車發動機幾種故障分析與對策

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隨著我國對排放標準的不斷提高和能源配置的合理使用，LNG 灑水車發動機在大型客車和重型貨車上已開始應用。隨著LNG發動機不斷進入市場，結合LNG發動機的構造特點和實際工作經驗，談一下LNG 發動機的合理使用與幾種故障分析。今天小編給大家帶來的是LNG汽車發動機幾種故障分析與對策。
LNG 汽車發動機幾種故障分析與對策
1．灑水車活塞燒熔及缸套破碎故障分析
2009年，某公司裝有LNG發動機的客車，曾先后幾次出現活塞燒熔及缸套破碎的嚴重故障，機體解體后進行檢查分析。經分析，導致故障的主要原因是發動機工作過程中產生了爆震燃燒。可燃混合氣在壓縮終了時利用火花塞點燃。在正常燃燒情況下，火焰從火花塞端一直傳播到遠離火花塞的末端。若火焰傳播過程中，末端混合氣自行發火燃燒，這時氣缸內壓力急劇增高，并發生強烈的震蕩，在氣缸內發出清脆的金屬敲擊聲，這種不正常燃燒現象，被稱之為爆燃。嚴重的爆燃將使發動機過熱，功率下降，發動機磨損加劇，甚至損壞發動機零件，尤其在發動機低轉速高負荷工況下產生爆燃所造成的破壞最嚴重。
LNG 發動機產生爆燃的原因分析如下：
（1）用的 LNG 燃料品質較差，或抗爆性能下降；
（2）點火正時不準，點火提前角過大；
（3）混合氣過濃，超過設定濃度的5%以上；
（4）渦輪增壓異常，不能限制進氣增壓，產生過增壓現象；
（5）進氣的中冷器嚴重污染，進氣溫度過高；
（6）潤滑油品質選擇不當，使用了過高灰分的機油，導致氣缸內積碳過多，壓縮比相對增大。
該公司車輛是剛投入使用不久的 LNG 客車，可暫先排除嚴重污染、堵塞、積碳過大等引起爆燃的原因。因而引起爆燃的原因可能是點火提前角嚴重過大，進入氣缸的混合氣溫度過高，或是儲罐中 LNG 的儲存時間過長，氣態燃氣中的甲烷成分下降，抗爆性能下降。
在燃氣供給系統中，已氣化的天然氣溫度不能太高，應控制經過燃氣緩沖罐及熱交換器的天然氣溫度，溫度過高會導致發動機爆震。
儲罐中原帶有的 LNG 燃料，經過新車運輸、交接及檢查等過程后，其實際儲存時間過長。當儲罐吸收外界熱量而使內壓力增大超過1.6MPa，安全閥會自動排除超壓的天然氣，加速罐內天然氣的蒸發。由于抗爆性較好的甲烷的蒸發，液態LNG中的甲烷含量逐漸降低，直接影響發動機的抗爆性能，易使LNG 發動機產生爆震，嚴重時可造成發動機的損壞。
一般產生爆震的部位在燃燒室，易造成氣缸上部燒熔損壞，但不至于引起整個缸體破碎。從整體破碎的情況看，缸套的材質、淬火熱處理不當也與缸體破碎有直接關系。
2．產生灑水車拉缸現象分析
有幾輛客車發動機出現類似敲擊聲和竄氣聲，加大油門后發動機發抖且動力下降，甚至出現熄火，排氣管冒黑煙現象。
經分析可能是發動機拉缸現象，解體后證實了判斷，在縱向缸壁有深淺不一的垂直溝紋及拉毛劃痕。這是因為當活塞或活塞環與缸壁滑動接觸面積過小時，摩擦產生高溫，活塞或活塞環與缸壁間發生金屬燒熔，冷卻后硬化物將缸壁拉出溝痕，即拉缸。
拉缸常見的原因有：發動機過熱，點火正時嚴重失準，活塞和缸套配合間隙過小，汽車維修技術網或活塞冷卻不夠導致過熱膨脹，活塞環開口端隙過小或斷裂，潤滑油品質不良或油膜承壓不夠，空氣濾清器濾清效果不良導致雜質進入氣缸，及駕駛員在低溫起動后猛踏油門踏板等。
LNG 發動機屬于燃氣式發動機，其壓縮比比汽油發動機高，缸內燃燒溫度高，需采用耐高溫的潤滑油，選擇合適的氣缸套和活塞材質，并采用相應的熱處理，嚴格控制氣缸套與活塞的裝配間隙，以及活塞環的開口端隙。
3．灑水車火花塞出現污損、裂紋損壞故障分析
LNG發動機正常工況時，火花塞的絕緣體出現輕微黃或棕色沉淀物，也會出現輕微的電極腐蝕現象。
火花塞用氧化鋁陶瓷制成，其工作環境極為惡劣，不但要承受缸內溫度及壓力頻率極高的急劇交替沖擊，還要保證在40kV 高電壓下的絕緣性能和耐化學腐蝕性。一般來說，造成絕緣體破損的主要原因是爆裂震動。LNG 發動機由于燃料的差別，混合氣的空燃比和氣缸的壓縮壓力均高于汽油機，點火電壓在40kV 以上，而火花塞間隙比汽油機小得多，所以，安裝火花塞和點火線圈時，必須保證火花塞間隙在規定值，并應在點火線圈與火花塞電極涂抹導電膠，在火花塞陶瓷體上涂絕緣脂，以防止因膠套老化引發火花塞與缸套間漏電。