浅析大功率CNG单燃料客车燃气管路系统优化方案

　　全国各地,燃气汽车因燃气泄漏产生自燃甚至爆炸事件时有发生,而产生原因几乎都是天然气储气系统没有有效的防泄漏保护装置,天然气大量泄漏,从而引发燃烧甚至爆炸。
　　燃气汽车以清洁环保、经济而得到广泛的应用。消除燃气汽车隐患,提高燃气汽车安全性成为燃气汽车车主、单位,产品设计和产品生产商共同的社会责任。本文从制造技术方面确定了天然气燃料汽车的零部件选择和管路布置,为燃气车辆使用单位优化优良的整车燃气供气系统方案。
　　优化理由一:环保节能,技术先进。
　　2007年前,国内cNG客车最大功率在135K认以内,主要为汽油/cNG两用燃料发动机,发动机平台为化油器,燃气供气方式为自然吸气。2007年开始,在国内客车开始批量使用功率在150一20K认单燃料增压发动机,发动机平台为增压柴油发动机,燃气供气方式变为多点喷射方式。这种技术先进、更节能、更环保的新型发动机,对燃气品质、供气压力、压力稳定性等都提出相应的新的要求,对整个供气系统较过去应进行优化。
　　优化理由二:标准严格,国际水准。
　　优化方案采用国际通用的法则及国内标准中较高者,进行零部件的选择和安装;传统方案,采用国内标准以及国内使用的习惯进行零部件的选择和布局安装。
　　国内主要采用(出/IT9240一2003《压缩天然气汽车专用装置的安装要求》(以下简称日/IT92们一2003)。目前,除西方和欧美国家采用150150一2001和EcElRlo外、亚洲的印度、泰国、新加坡、菲律宾等均强制实施这两个标准。我们优化的方案在满足目前国家标准的情况下,采纳国际通用标准更严格条款,整车质量和安全性将有较大提局。
　　优化理由三:部件规范,配置合理
　　目前,国内许多零配件生产企业采用行业标准或企业标准,生产标准不一致,导致国内零部件产品质量参差不齐,安装难度大,留下安装质量和安全隐患等问题。2007年度,国内A发动机厂销售约70台单燃料发动机,HPR(高压减压阀)仅损坏5只,其中4只是因为安装原因导致的非质量损坏,故障率不足1妈编。同期,国内B发动机厂销售约70台相同控制系统的发动机,HPR(高压减压阀)损坏87只,几乎为质量损坏,故障率为12牛3编。故障率,B厂是同期A厂的近90倍。经美国Ecl公司检验,原因为B厂HPR前安装的高压电磁阀不符合标准。部件标准不足,增大事故隐患。因此在产品配件选用标准严格规范,保障燃气汽车安全。
　　优化理由四:系统优化,安全经济
　　1防泄漏能力显著增强
　　天然气汽车在使用过程中出现意外事故或车祸时,若此时造成高压管路断裂或接头松脱,就极易产生高压天然气气体的大量泄漏,如果在事故现场附近或车辆本身有火源,那就很容易发生火灾甚至爆炸;一般泄漏,也容易在气瓶罩的上方形成积聚,没有通过过流保护阀的保护,车辆发动机也能正常的运行,势必会造成不能及时发现的情况,在一定条件下也将产生严重的安全事故。在国内外已发生了多起天然气汽车失火的严重事故,国内外为了提高燃气汽车专用装置系统安全进行了大量的研究实践工作,在燃气汽车专用装置系统上增加了管路高压电磁阀和手动截止阀来提高对高压管路系统的可控性。但在出现突发汽车安全事故时,如何在气瓶阀上进行改进,使气瓶阀能够感知高压管路的异常,自动截断气流就变得现实起来。如果我们能保证天然气气瓶在气路发生大量泄漏时能自动关闭并切断供气,就能减轻事故的灾害程度。优化方案过流保护阀内置于手动气瓶瓶口阀内,用的方案采用过流保护阀外置于气瓶瓶口阀,安装在管路中。由于管路系统是一个并联的气瓶存储方式,当整个管路系统的任意位置(包括气瓶本体出现泄漏问题)的泄漏量大于过流保护阀的动作条件,所有的内置式过流保护阀将同时动作迅速从气瓶的源头对天然气进行切断以达到安全的目的。而外置式在管路上安装一只的方式对过流保护阀前端的位置无法进行保护,如果过流保护阀前端的管路发生泄漏,过流保护阀将无法做出保护动作,如:气瓶并联部分管路及接头出现泄漏,气瓶瓶口阀的接头出现泄漏等。
　　由于采用国际通用的安全要求规则,将过流保护阀内置于气瓶瓶口阀。当管路系统中任意位置发生泄漏且过流阀体前后压差大于90kP:,并且在该压差下流量大于。招M3h/时,将自动关闭过流保护阀。过流保护阀的泄漏量不大于。那M3h/。该部件有自动复位的功能,不需要对该布局进行人工干预。
　　目前在用的方案是采用外置式过流保护阀,将该部件独立安装在管路中。由于是外置方式,所以必须在管路回路中安装单向阀来辅助完成过流保护的功能,在复位的过程中必须采用外部回路建立过流背压来实现该部件的复位。由于要实现过流保护的功能的相关联部件比较多,如果实现该功能的任意一个相关联的零部件出现机械上的问题都无法完成过流保护的功能。
　　2管路优化设计,稳定性提高,成本降低
　　由于两个方案都具有相同的系统功能,但是由于配置上的差异,造成成本与稳定性差异。
　　优化方案中的高压连接部位为30个,普通在使用方案需要外接3只三通等径接头和单向阀等,与安美科优化方案相比较将增加10个高压连接部位。两者相比较目前的安装方案多出1/3的安装点,其中过流保护阀、单向阀、应急用高压电磁阀为主要部件,使用频率高,因此可能存在的泄漏部位也有相应的增加,降低了系统安全性能,同时维护成本比优化方案高的多。
　　根据客户的要求,有两种零部件选择和布局方案。该部件的安装位置将决定过流保护的区域,最佳的方式是在每个气瓶的出口位置都安装。
　　3总结
　　对于从事燃气汽车行业的企业而言,燃气汽车的安全性和稳定性重要性是不言而喻,一起小的事故亦可能使所有努力白费,特别对于公交公司等企业,一起燃气汽车事故不仅仅是经济问题,甚至可能造成社会事件