车辆工程技术23车辆技术
液化天然气，简称LNG，是清洁能源中的一种，相较于传统的燃油模式，具有石油消耗量少、能源安全性高的优势，对社会经济和环境质量方面都有较好的作用。而且，燃烧之后产生的气体排入大气，污染量和污染范围较小，能环保、节能效果能够适应现阶段的客观需求。LNG近年来已经成为车辆燃料的一项重要选择，逐渐被市场所认可和推广，相应的技术和应用研究工作的开展，是创新优化的必要准备，具有重要的现实意义。
1　LNG车载气瓶
1.1　主要结构
LNG气瓶是燃料的存储和供取装置。液化天然气在汽车运行中，会因自身气化压力的作用，从管道溢出，顺着燃料截止阀、过流阀的方向，进入汽化器装置内，而相对高温环境能够使其转化为气体，为汽车运行提供燃料。LNG气瓶是一种低温绝热压力容器，是外壳、内胆、支撑系统、绝热结构共同构成的装置，气瓶整体在-40℃～60℃环境下使用，内胆温度适用于≥-196℃，工作压力为0.8MPa～3.5MPa。具体来说，内胆是直接盛装LNG的容器，与外壳的连接要保持良好的绝热性；绝热结构是多层的高真空绝热材料构成，因其性能良好，成为超级绝热；外壳主要用来与内胆形成夹层空间和把内胆支撑起来的作用，通过支撑系统支撑着瓶体结构，对内胆也有保护作用，能够保障系统的隔热效果和整体强度。车
辆的往来运输，会造成内胆的震荡，液体充盈的LNG气瓶会在震荡中，因自重过大使支撑臂弯曲，且内封头连接位置所受的压力最大。需要经过严格的试验，确保支撑系统的设计能够承受足够的运行震动和磨损。
1.2　基本原理
开启增压阀后，瓶体内部的液体，经过增压阀后流经翅片管组件后与外部空气进行热交换，从而使管子内部的液体转换成气体，经过增压阀门调节，使气体会在其作用下回归气瓶，增大了瓶内气体的压力。增压阀需要在整个过程中保持开启状态，管道内液体的流动状态是由增压阀进行管控，瓶内压力如果已经达到预定压力值时，增压系统会自动做出反应，进行闭合。结束使用时，对增压截止阀进行手动闭合。液体出入设置的阀门能够有效控制低温液体传输状态，依次连接软管、阀前接头等部件后，充灌气瓶，使气体饱满。只有确保安全阀和排放阀充分连接气瓶空间后，阀门开启，气体才能顺利从通道溢出，瓶底压力也会降低下来。液位计在选材时，应以防污染和抗振动效果较好的电容式液位计为首选，较好的避免过量充装问题的发生。
1.3　安全性能检测
LNG气瓶的最新设计，都要经过安全性能试验后投入使用。首批产品要首先进行检测，以随机性地三只及以上为检测对象。具体来说，一只作为火烧试验对象，检测高温环境下，系统绝热性能是否达标；
一只作为振动试验对象，检测在模仿车辆运行时，内胆和外壳结构的耐久性是否达标；两只作为高空垂直坠落试验对象，一只选定3m，一只选定为10m，用于测试冲击力下气瓶的完整性，以10m高空坠落2h为限、气瓶表面不存在结露现象作为合格标准。
2　供气系统
2.1　主要构成
供气系统，是水浴式汽化器、车用瓶增压器、缓冲罐、液位计、调节阀门、气液管路等部件构成的装置。车用瓶增压器主要由空温式、水浴式两种类型的增压阀。空温式增压阀的结构简单，车用瓶瓶体可直接固定，增压起始或冬季环境下，速度较为缓慢；水浴式增压器需要与相应的汽化器配合使用，形成一体式汽化器，内部结构相对复杂，外界温度变化的影响性较小，能够快速增压。一般情况下，汽化器安装于车载气瓶、发动机中间位置，连接冷却水系统。LNG在汽化器的作用下，实现了低温冷却液的汽化和加热，满足发动机的供取。液位计量系统是燃料电容传感器、信号转换器、电容式液位计、显示仪表构成的装置。其中，燃料电容传感器属于车载气瓶的一部分，位于气瓶内部，根据燃料液面高度形成线性电信号，向信号转换器进行传输；信号转换器是处理信号、完成数字信号转化、向燃料表传输的装置，燃料状态和压力大小都不会对其产生影响，车载气瓶的实际燃料量能够准确反映出来。
2.2　安装方法
2.2.1　公交车系统
以LNG为燃料的公交车，气瓶安装方法有三种。一是车辆尾部上方安装车用瓶、左下方安装供气系统，用于连接两者的软管较难固定下来，气瓶在使用中发生异常情况时，处理措施的应用效率较低。二是顺着车辆行驶方向，将气瓶安装于车辆左下方的行李箱内，阀门一侧对应车辆尾部，供气瓶周围安装供气系统。三是车用瓶阀门一侧对应车辆左侧、纵向贯穿行李箱，瓶体周围安装供气系统。空温式增压器的安装要紧凑，以实际需求减少软管用量，以两根为宜。
2.2.2　卡车系统
以LNG为燃料的卡车，通常需要一至两个车用瓶进行供应。车辆类型决定了车用瓶的安装位置。具体来说，半挂车的车用瓶，以牵引车驾驶室后方为最佳安装位置；而整车以油箱为最佳安装位置车用瓶的常用容积为375L、450L、500L三种，通过更加合理的安装方式，供气系统的优势性作用能够充分发挥出来，表现出更大的市场应用价值。
lng汽车3　结束语
根据调查统计结果，我国石油能源的消耗量和对外依存度都在逐年增长。为了贯彻落实全社会普遍提
倡的绿节能发展理念，清洁能源的利用范围不断扩展。LNG作为汽车的能源绕燃料，比传统的燃油模式具有安全性能高、能耗量少、大气污染量小等优势，更加符合可持续发展的客观要求，国内市场已经被广泛认可。LNG燃料系统的研究工作，主要从它的两个分系统逐步展开，将结构、设计、基本原理和公交车、卡车的安装要求作为研究方向，是LNG广泛推行的重要准备，具有明显的价值意义。
参考文献：
[1]杨刚，黄思，李蔚，等.车载LNG气瓶在高温下热力学参数的变化研究[J].机电工程技术,2020,49(10):21-23.
[2]刘培启，黄强华，李伟，等.扁长型车载LNG气瓶设计及应力分析[J].化工机械,2019,46(02):168-172.
[3]杨树斌，马志鹏，李蔚，等.车载LNG气瓶在振动和冲击载荷作用下的失效研究及风险应对措施[J].山东化工,2019,48(06):157-158+162.
浅析LNG车载气瓶及供气系统
杨弋远
（安徽方圆压力容器制造有限责任公司，合肥 230000）
摘　要：车载LNG燃料系统由两部分构成，即为LNG车载气瓶、供气系统，以其明显的优势性，逐渐应用于国内市场的各类车辆中。本文主要从LNG燃料系统的两个分系统展开分析，以作借鉴。
关键词：LNG车载气瓶；供气系统；构成；基本原理