LNG载货汽车进液与控制

供气系统液化气的进液与控制工作原理如图2-9所示。

供气系统的进液系统由低温进液口、单向阀、进液管路组成。

液化天然气体的控制系统主要由经济阀(Er)、过流阀(Ef)、增压截止阀(Pv)、升压调节阀(PBr)、一级安全阀(Svp)、二级安全阀(Svs)、压力表(Pl)、管路安全阀(LSv)、管路降压调节阀(LRe)、截止阀及相应的管路等附件组成。

1.供气系统的进液

液化气进入供气系统原理如图2-10所示。液化气从加液化气站经加液化气管，并经LNG供气系统气瓶的加液口单向阀加液组件（C1）、进液单向阀（FCv）、加液化气进气管路进入到气瓶里储存。

图2-9 液化气的进液与控制工作原理

图2-10 供气系统进液示意

2.供气系统的出液

液化气从供气系统气瓶输出原理如图2-11所示。出液管路由出液单向阀（DCv）、出液截止阀（Vu）、过流阀（Ef）组成。

图2-11 供气系统出液示意

LNG载货汽车在没有使用的情况下，出液截止阀（Vu）应当处于关闭状态。汽车进行燃气供给时，开启出液截止阀（Vu），液化天然气通过出液单向阀（DCv），然后流经出液截止阀（Vu）和过流阀（Ef）进入供气系统（汽化器）。

当外部管路发生破裂，管路流量大于设定值时，过流阀自动关闭，停止对外供液。当关闭过流阀前的出液截止阀（Vu），后，过流阀自动回位。通过过流阀自动关闭，可以有效避免LNG液体超流量危险的发生。

3.经济回路

经济回路由经济阀（Er）、出液截止阀（Vu）、过流阀（Ef）组成，其工作原理如图2-12所示。当瓶内压力高于经济阀（Er）设定的压力时，如果在供气过程中，经济阀（Er）开启，气瓶顶部气相空间的饱和蒸气通过经济阀（Er）进入供气管路，并进入发动机混合器，此时出液单向阀（DCv）基本处于关闭状态。供气管路中的是气液混合物。随着发动机的燃烧，气体不断使用，瓶内压力会逐渐降低至经济阀（Er）的设定压力，此时，经济阀（Er）关闭，又回到液体供应状态。

图2-12 经济回路示意

同时，由于气瓶内汽化了的LNG气体压力被经济阀（Er）设定为一个限定压力值，一旦气瓶内的压力超过限定压力值，经济阀（Er）自动打开，气瓶内被汽化后的气体会通过经济阀管路进入发动机混合器，与空气形成适当的混合比而进入发动机燃烧室燃烧。(www.xing528.com)

经济阀（Er）为自动阀。一旦初始压力设定以后，经济阀（Er）阀门会随着瓶内的压力自动开启或关闭。在使用过程中（长时间停驶除外），经济阀能够优先使用气瓶内胆顶部由于自然蒸发被汽化而形成的天然气蒸气，从而降低气瓶内部的压力，使得汽车只要在使用，气瓶的压力就不会升高至安全阀的开启压力，因而不用放空气瓶内汽化了的液化天然气。此阀可以手动调节，调节时先松开锁紧螺母，旋松或旋紧调节螺杆，就可进行压力调整，如图2-13所示。

不供气时，经济阀（Er）不能起到降低瓶内压力的作用。

如果气瓶内LNG温度较低，所对应的饱和蒸汽压力低于经济阀（Er）设定压力，在发动机持续运行状态下，气瓶内压力会慢慢降低，但其下降速度较慢，直到下降到发动机允最低输入压力。低于该压力，会出现明显的供气不足，影响发动机动力性，甚至导致催化器烧结。此时就应当对气瓶供气系统进行增压，以保证LNG载货汽车需要的压力。

LNG汽车出厂时，经济阀（Er）的压力值已经根据LNG汽车供气系统的压力要求调整好，一般情况下，不需要另行调整。

注意：对于重型载货汽车，一般情况下，可以将经济阀压力设定值比LNG汽车要求值调高0.05～0.10MPa，以满足LNG载货汽车的行驶压力要求。该零件为纯机械式，需拆下才能准确测量设定值，因此不允许用户私自调整。

若必须调整时，应按如下方法进行调整：松开锁紧螺母，旋松或者旋紧螺杆，旋转螺杆1圈调整值为0.2MPa。调整时须严格做好记录。

图2-13 经济阀调节

4.供气系统的增压

LNG载货汽车燃气系统设置了自增压系统。自增压系统包括增压截止阀（Pv）、增压调节阀（PBr）、自增压盘管（Pr）及相应的管路等附件系统，如图2-14所示。该系统能够保证稳定地提供气瓶的正常供液压力和流量的要求，且仅仅通过与空气进行热交换，而不需额外的能源。稳定的压力是通过调节增压调节阀来控制的。当气瓶顶部的压力低于增压调节阀设定的压力（也就是系统需要的压力）时，少量的液化天然气通过增压截止阀和增压调节阀后进入自增压盘管与空气进行热交换，液体变成蒸气回到气瓶的顶部。由于液化天然气的液化气压力比较大，因此使得压力升高。当压力等于增压调节阀的压力后，增压调节阀自动关闭，气瓶压力不再继续升高。

图2-14 增压截止阀

在发动机运行中，随着发动机的燃烧，气瓶的压力会有所下降，此时就需要给气瓶增加压力，以满足发动机燃烧时的压力需要。尤其是在环境气温较低的寒冷地区，气瓶内的液化气会因为温度过低，转化成气态气体的能量大幅降低，气瓶的压力也较低，此时，就必须提高供气系统的压力。

汽车行驶过程中，若环境温度比较高，气瓶内的压力也比较高，完全可以满足发动机的工作压力要求，此时就可以关闭自增压系统。当气瓶内的压力超过经济阀（Er）限定的压力值，经济阀（Er）就会自动打开，气瓶内的气体进入发动机燃烧，使气瓶里的压力下降，避免气瓶里的气体因压力不断升高而从排空口排出泄掉，从而达到节约LNG的目的。同时，也能将气瓶内的压力恒定在一个稳定的压力区域内。

在环境气温较低的寒冷地区，LNG载货汽车冷车起动时，由于汽车停放时间过长，气瓶里的液化气未能有效形成饱和蒸气转化成气态气体，因此，此时就需要通过自增压系统来提高供气系统的压力。为了保证寒冷地区LNG载货汽车燃气系统必需的工作压力，同时，也因为冬天环境温度较低，液化气的气体转化能力大大降低，气瓶内的压力增高非常缓慢，在汽车运行时就可以一直打开自增压系统，让自增压系统不断地增加汽车供气系统的工作压力。

为了保证供气系统增压后的压力能满足LNG发动机的工作压力要求，在增压系统中还设置了增压调节阀（PBr）。通过增压调节器将增压系统的压力控制在发动机需要的工作压力之内。LNG载货汽车出厂时，增压调节器的压力已经调整好，使用中不需要另行调整。

当气瓶顶部的压力低于增压调节阀设定的压力（也就是系统需要的压力）时，液化天然气通过增压截止阀和增压调节阀后进入自增压盘管与空气进行热交换，液体变成蒸气回到气瓶的顶部。由于液化天然气的液气比较大，因此使得压力升高。当压力等于增压调节阀的压力后，增压调节阀自动关闭，气瓶压力不再继续升高。增压工作原理如图2-15所示。

图2-15 增压工作原理示意