一辆宇通ZK6127客车,安装潍柴WP10NG发动机,匹配WOODWARD公司的OH2.X型LNG燃气控制系统(图1),储气系统使用常州查特深冷公司的LNG钢瓶和气化系统。该车在行驶中出现LNG气化器结冰的现象,并逐步造成发动机上多处供气部件结冰(图2),最终导致发动机熄火。车辆经过当地服务站抢修后驶回常州,第二天早晨再次尝试起动发动机时已不能着车了。
接车后:连接故障检测仪,读取故障代码,无故障代码存储;燃气压力为9 bar(1 bar=100 kPa),也正常。在检查火花塞时,发现该车的火花塞上有大量冷却液,由此判断发动机无法起动是因冷却液进入气缸导致的。拆卸气缸盖,发现6个气缸内均有液迹,接着检查气缸垫,气缸垫完好,怀疑是气缸盖损坏。更换气缸盖后,发动机顺利起动且工作正常。
然而怠速运转一段时间后,发现气化器从底部开始逐渐结冰,进液管和出液管慢慢变冷(气化器的作用是利用发动机的冷却液温度将液态LNG加热为气态),最后整个气化器全部冻住了。分析气化器结冰的原因,可能是冷却系统循环不良或气化器本身有故障。维修人员仔细检查了冷却液泵、节温器和冷却液循坏管路,确认并无故障,决定更换气化器总成。
故障排除:更换气化器总成后试车,发动机运转正常,气化器也不再结冰了。
故障原因:分析该故障主要是由气化器内部气体管路存在轻微漏气造成的。当发动机工作时,气化器内低温高压的LNG液体缓慢泄漏,汽化后吸收大量热量,造成水道内的冷却液慢慢结冰,最终失去汽化作用。这时,大量未经汽化的LNG气液混合物会进入发动机供气系统,导致供气系统结冰,最终使发动机熄火。气缸盖的损坏,应该是冷、热两种状态多次剧烈转换,使气缸盖产生变形,冷却液流入气缸,从而导致发动机无法起动。
友情提醒对LNG燃气发动机而言,气化器结冰是一种非常危险的故障,大量的低温LNG进入发动机供气系统后,会造成供气系统内部密封圈失效产生漏气,极易产生自燃现象。现在潍柴已将发动机控制程序升级为最新版的X3-4版本,当低温气体进入发动机后,发动机控制程序会自动控制发动机降低转速和转矩,直至最终熄火来保护发动机。已投入使用的车辆需将发动机控制程序刷新为新版程序。