LNG 灑水車發(fā)動(dòng)機(jī)幾種故障分析與對(duì)策
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隨著我國(guó)對(duì)排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高和能源配置的合理使用，LNG 灑水車發(fā)動(dòng)機(jī)在大型客車和重型貨車上已開始應(yīng)用。隨著LNG發(fā)動(dòng)機(jī)不斷進(jìn)入市場(chǎng)，結(jié)合LNG發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，談一下LNG 發(fā)動(dòng)機(jī)的合理使用與幾種故障分析。今天小編給大家?guī)?lái)的是LNG汽車發(fā)動(dòng)機(jī)幾種故障分析與對(duì)策。LNG 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)幾種故障分析與對(duì)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(fā)動(dòng)機(jī)的客車，曾先后幾次出現(xiàn)活塞燒熔及缸套破碎的嚴(yán)重故障，機(jī)體解體后進(jìn)行檢查分析。經(jīng)分析，導(dǎo)致故障的主要原因是發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中產(chǎn)生了爆震燃燒。可燃混合氣在壓縮終了時(shí)利用火花塞點(diǎn)燃。在正常燃燒情況下，火焰從火花塞端一直傳播到遠(yuǎn)離火花塞的末端。若火焰?zhèn)鞑ミ^程中，末端混合氣自行發(fā)火燃燒，這時(shí)氣缸內(nèi)壓力急劇增高，并發(fā)生強(qiáng)烈的震蕩，在氣缸內(nèi)發(fā)出清脆的金屬敲擊聲，這種不正常燃燒現(xiàn)象，被稱之為爆燃。嚴(yán)重的爆燃將使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，功率下降，發(fā)動(dòng)機(jī)磨損加劇，甚至損壞發(fā)動(dòng)機(jī)零件，尤其在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速高負(fù)荷工況下產(chǎn)生爆燃所造成的破壞最嚴(yán)重。
LNG 發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆燃的原因分析如下：
（1）用的 LNG 燃料品質(zhì)較差，或抗爆性能下降；
（2）點(diǎn)火正時(shí)不準(zhǔn)，點(diǎn)火提前角過大；
（3）混合氣過濃，超過設(shè)定濃度的5%以上；
（4）渦輪增壓異常，不能限制進(jìn)氣增壓，產(chǎn)生過增壓現(xiàn)象；
（5）進(jìn)氣的中冷器嚴(yán)重污染，進(jìn)氣溫度過高；
（6）潤(rùn)滑油品質(zhì)選擇不當(dāng)，使用了過高灰分的機(jī)油，導(dǎo)致氣缸內(nèi)積碳過多，壓縮比相對(duì)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(yán)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(diǎn)火提前角嚴(yán)重過大，進(jìn)入氣缸的混合氣溫度過高，或是儲(chǔ)罐中 LNG 的儲(chǔ)存時(shí)間過長(zhǎng)，氣態(tài)燃?xì)庵械募淄槌煞窒陆担贡阅芟陆怠?/span>
在燃?xì)夤┙o系統(tǒng)中，已氣化的天然氣溫度不能太高，應(yīng)控制經(jīng)過燃?xì)饩彌_罐及熱交換器的天然氣溫度，溫度過高會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。
儲(chǔ)罐中原帶有的 LNG 燃料，經(jīng)過新車運(yùn)輸、交接及檢查等過程后，其實(shí)際儲(chǔ)存時(shí)間過長(zhǎng)。當(dāng)儲(chǔ)罐吸收外界熱量而使內(nèi)壓力增大超過1.6MPa，安全閥會(huì)自動(dòng)排除超壓的天然氣，加速罐內(nèi)天然氣的蒸發(fā)。由于抗爆性較好的甲烷的蒸發(fā)，液態(tài)LNG中的甲烷含量逐漸降低，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的抗爆性能，易使LNG 發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆震，嚴(yán)重時(shí)可造成發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞。
一般產(chǎn)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(gè)缸體破碎。從整體破碎的情況看，缸套的材質(zhì)、淬火熱處理不當(dāng)也與缸體破碎有直接關(guān)系。
2．產(chǎn)生灑水車?yán)赚F(xiàn)象分析
有幾輛客車發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)類似敲擊聲和竄氣聲，加大油門后發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)抖且動(dòng)力下降，甚至出現(xiàn)熄火，排氣管冒黑煙現(xiàn)象。
經(jīng)分析可能是發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸現(xiàn)象，解體后證實(shí)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?yàn)楫?dāng)活塞或活塞環(huán)與缸壁滑動(dòng)接觸面積過小時(shí)，摩擦產(chǎn)生高溫，活塞或活塞環(huán)與缸壁間發(fā)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(fā)動(dòng)機(jī)過熱，點(diǎn)火正時(shí)嚴(yán)重失準(zhǔn)，活塞和缸套配合間隙過小，汽車維修技術(shù)網(wǎng)或活塞冷卻不夠?qū)е逻^熱膨脹，活塞環(huán)開口端隙過小或斷裂，潤(rùn)滑油品質(zhì)不良或油膜承壓不夠，空氣濾清器濾清效果不良導(dǎo)致雜質(zhì)進(jìn)入氣缸，及駕駛員在低溫起動(dòng)后猛踏油門踏板等。
LNG 發(fā)動(dòng)機(jī)屬于燃?xì)馐桨l(fā)動(dòng)機(jī)，其壓縮比比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)高，缸內(nèi)燃燒溫度高，需采用耐高溫的潤(rùn)滑油，選擇合適的氣缸套和活塞材質(zhì)，并采用相應(yīng)的熱處理，嚴(yán)格控制氣缸套與活塞的裝配間隙，以及活塞環(huán)的開口端隙。
3．灑水車火花塞出現(xiàn)污損、裂紋損壞故障分析
LNG發(fā)動(dòng)機(jī)正常工況時(shí)，火花塞的絕緣體出現(xiàn)輕微黃或棕色沉淀物，也會(huì)出現(xiàn)輕微的電極腐蝕現(xiàn)象。
火花塞用氧化鋁陶瓷制成，其工作環(huán)境極為惡劣，不但要承受缸內(nèi)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(xué)腐蝕性。一般來(lái)說，造成絕緣體破損的主要原因是爆裂震動(dòng)。LNG 發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)，點(diǎn)火電壓在40kV 以上，而火花塞間隙比汽油機(jī)小得多，所以，安裝火花塞和點(diǎn)火線圈時(shí)，必須保證火花塞間隙在規(guī)定值，并應(yīng)在點(diǎn)火線圈與火花塞電極涂抹導(dǎo)電膠，在火花塞陶瓷體上涂絕緣脂，以防止因膠套老化引發(fā)火花塞與缸套間漏電。
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