摘要：本文对LNG车载气瓶结构与原理进行分析，并分析供气系统的设计内容以及在公交车与卡车中的安装方法，力求通过本文研究，使供气系统的安装效率得到显著提升，LNG车载气瓶的应用更加安全可靠。
关键词：LNG车载气瓶；供气系统；安装方法
引言：新时期背景下，对清洁能源的使用受到广泛关注，在环境效益与社会效益方面具有较大优势。在汽车耗油方面，用LNG替代燃油，可有效减少石油消耗，对大气环境进行保护，使能源结构得到有效调整。LNG燃料系统包括LNG车载气瓶与供气系统两个部分，目前已经在国内市场得到广泛应用。
1.LNG车载气瓶结构与原理
1.1结构
LNG气瓶的主要功能在于储存和提供燃料。当液化天然气汽车处于运行状态时，气瓶中的液化天然气受自身压力影响，从管道中流出，经过燃料切断阀与过流阀后，流入到汽化器中在高温反应下气化，为汽车提供燃料。LNG气瓶主要包括外壳、内胆、支撑系统与绝热结构，其中内胆的作用在于盛装LNG，包括液位探头、注喷淋管等等。外壳与内胆之间处于密闭状态，夹套采用高真空多层绝热，也被称为是超级绝热。外壳对整个瓶体具有支撑作用，可对内胆进行保护，支撑系统的绝热性、强度较为理想，支承结构为轴向支撑固定内胆。在车辆运输过程中，内胆容易引发震荡，特别是灌满液体的LNG气瓶，很容易受自重影响导致支撑臂不可弯曲，应力最大值出现在内封头的连接位置。
1.2原理
将增压阀开启，使瓶内底部液体通过外壳内壁进行热交换，变成饱和蒸汽，经过组合后对阀门进行调节，使气体回归气瓶之中，以此来提高气瓶内部的压力。在应用过程中，增压阀始终处于开启状态，由组合调压阀对管道的流通状态进行控制，当瓶内压力达到事先设定的压力后，增压系统将自动闭合，在使用结束后，手动闭合增压法。出液与进液阀均可对低温液体的传输状态进行控制，由专门软管与阀前接头连接起来，对气瓶进行充灌。将排放阀与气瓶空间相互联合后，将阀门开启，使瓶内气体流出，压力随之降低。气瓶中的液位计可选择抗污染、抗振动的电容式液位计，进而有效避免过量充装[1]。
1.3安全性能检测
对于新设计的LNG气瓶来说，需要开展安全性实验。该实验首先在首批生产的气瓶中随机选取三只或者三只以上进行检测；随机选出一只进行火烧实验，主要目的是在高温环境下对系统绝热性能进行检测；随机选出一只进行振动实验，主要是模拟气瓶在车辆运行状态下，内胆与外壳支撑结构耐久性进行检测；随机选择一只从3m高空垂直坠落实验，另一只从10m高空垂直坠落实验，主要对气瓶在冲击条件下的完整性进行检验，如若气瓶在10m高空自由坠落，坠落地面后2h内表面未出现任何结露现象便合格。
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2.供气系统设计与安装
2.1系统设计
供气系统内容众多，包括缓冲罐、气瓶增压器、水浴式汽化器、液位计等等。其中，增压器分为两种类型，一种为空温式，另一种为水浴式。其中，前者的结构简单，可固定在瓶体上，但在冬天到来时开始增压，起初增压的速度较慢；色弱后者通常需要与汽化器联合，汽化器的结构较为复杂，但不受外界温度的干扰，增压速度较快。将汽化器设置在发动机与气瓶中间位置，二者相互连接，冷却液经过汽化器壳程对盘管进行加温。当LNG进入到汽化器之中后，发动机中的高温冷却液对其进行气化后，使盘管加温。当LNG流入汽化器后，高温冷却液对其气化加热，然后传递到发动机中。液位计量系统中应用的是电容式液位计，该系统主要包括信号转换器、电容传感器与仪表。其中，电容传感器的作为气瓶的重要内容，设置在气瓶的内部，负责根据气瓶内燃烧高度产生电信号，将信号传递给转换器，当转换器接受到信号后，将其转变成电信号，传递给燃烧表。该装置的运行不受燃料状态与压力的控制，可将瓶内燃料的数量真实可靠的反映出来[2]。
2.2安装方法
2.2.1公交车系统安装
在LNG燃料公交车中，气瓶安装方法主要分为以下三种：
（1）将车用瓶安装在车辆尾部上方，将供气系统设置在车辆左下方，通过上述方式，可使车用瓶与供气系统间的连接软管不易固定，当气瓶出现问题时不便于快速处理；
（2）将车用瓶顺着车辆行驶的方向安装，安装在车辆左下方行李箱的内部，将瓶有阀门的一侧与车辆尾部相对，并将供气系统设置在车用瓶的周围；
（3）车用瓶纵向贯穿行李箱，将瓶有阀门的一侧放在车辆的左侧，将供气系统设置在瓶的周围。LNG气瓶可采用控温式增压器的方式，紧凑安装，可根据实际情况，适当减少两根软管。
2.2.2卡车系统安装
LNG燃料卡车中通常安装1—2个车用瓶，安装的位置根据车辆类型而定。对于半挂车来说，通常安装在牵引车驾驶室的后方；对于整车来说，通常安装在邮箱的位置。一般情况下，安装公称的容积为375L、450L或者500L的车用瓶，通过科学有效的安装，使系统的作用和优势得到充分发挥[3]。
结论：综上所述，新时期背景下，LNG车载气瓶具有减少车辆尾气排放、降低燃料成本等作用，可使环境污染得到有效缓解。将供气系统安装到公交车、卡车中，作为LNG汽车的重要部件，可使应用效果更加理想。
参考文献：
[1]梁玉华.浅析LNG车载气瓶及供气系统[J].全国商情（零售），2018（20）：64-65.
[2]金树峰，陈叔平，姚淑婷，等.车载LNG气瓶稳定供气及自增压气化量分析[J].低温与超导，2018（12）：63-66.
[3]蒋黎明.LNG客车供气系统安装技术研究[J].客车技术与研究，2017（5）：26-28.
论文作者:郑莉铭,王沥钧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/16
标签：气瓶论文; 汽化器论文; 系统论文; 内胆论文; 燃料论文; 冷却液论文; 车辆论文; 《基层建设》2019年第25期论文;