周行卜

（一汽客车 （无锡）有限公司技术中心，江苏 无锡 214177）

1 LNG客车前景看好

根据存储方式的不同，车用天然气可以分为CNG和LNG两种。LNG是低温液态，常压存储运输，所携带的有效燃料将比压缩气罐式天然气加注车高出2～3倍，可减小燃料系统的尺寸及质量，增大车辆有效载荷及一次加气后的续驶里程。

由于续驶里程更长，LNG客车受到行业的关注。LNG客车有三大优势：一是LNG的气瓶与柴油车油箱体积相差不大，而CNG客车的气瓶重、体积大，占用行李舱的空间大；二是LNG客车续驶里程长，LNG气瓶占行李舱不到一半的体积就能行驶600 km，CNG气瓶占一半的行李舱体积却只能行驶300～400km；三是安全性高，CNG压力高达20MPa，而LNG在-170℃保存，保存压力低。

CA6860URN80一汽公交大客车，是采用LNG低温液态车用天然气的客车，其整车电气原理图如图1所示。

2 汽车用液化天然气气瓶及其供气系统

2.1 电气线路安装布置注意事项

1）电气线路的安装、支撑、保护及固定，应该能够防止因震动、冲击、弯曲、磨损或腐蚀等方式造成的破坏，汽车设计时应当考虑将液位计线、压力变送器线与汽车的线束一起安装，或者专门留出安装固定的空间。

2）所有导线应能满足最大设计载荷需要，并设置电流过载保护装置。

3）所有电气线路的安装应当尽量远离气瓶的低温空间 （由于阀门端在使用中会造成结冰），电气线路与低温管道的最小距离应当保持在20mm以上。

2.2 液化天然气气瓶及相关配件的存放

气瓶及相关配件在存放期间应当按照以下规定：气瓶所有阀门均处于关闭状态，保持原有干燥氮气封存的0.02～0.05MPa压力， 严禁开启任何阀门泄放内部压力。不得开启气瓶的抽真空接头 （同时是外部外容器防爆口），否则气瓶的真空将丧失，气瓶将失去保温作用。安全阀铅封不得进行破坏，除非气瓶的贮存时间超过法规规定的安全阀定检周期 （6～12个月），需要送往技术监督部门进行检验时，可由技术监督部门进行破坏。但是在安全阀拆卸后应当及时封堵该出口，否则会由于敞口导致空气进入，在使用过程中可能产生堵塞现象。检测完毕后应当及时将安全阀装回，安装原则是从何处拆卸装回何处；并用干燥、无油的氮气按照气瓶铭牌规定的压力进行气密性试验，然后把压力泄放至0.02～0.05MPa 并进行密封。

气密性试验按照以下步骤进行：①试验前应当对连接接头进行紧固；②试验时压力上升应当缓慢，先将压力升高0.05 MPa，保压5 min以上；③对连接部分进行检漏，如果有泄漏，则紧固接头；④压力缓慢上升至0.8 MPa，然后按照每次增加0.16 MPa 逐次递增至1.6 MPa， 保压10 min， 不漏为合格。所有部件的防水胶带以及防尘装置不得随意开启，否则可能会因为空气的进入在使用过程中产生堵塞；由于粉尘颗粒的进入，在使用过程中引起阀门泄漏、发动机受损。所有部件应当远离腐蚀环境，存放地点不能在露天。

3 车载液化天然气气瓶液位指示器

LNG液位指示器是专门针对LNG清洁能源汽车设计的，配合专用的LNG液位高度传感器，用于测量LNG储罐内液位的有效体积，其功能类似于一般汽车上的油量表，其精度也和汽车油量表一致，不是能通用的液位测量装置，更不是用于计量的液位计，不能进行精确测量。

3.1 液位指示器的基本结构及工作原理

液位指示器由3部分组成，即表头、连接线、变送器，如图2所示。汽车蓄电池分为12V和24V两种，本液位计对24 V和12 V汽车能通用。当汽车蓄电池的正负极与液位器的正负电源线正确连接后，液位器开始工作。变送器从传感器中采样出信号后，经过内部处理器，将模拟信号转换成数字信号输出，并通过连接线传送到表头进行显示。为了保证本产品的使用寿命和安全，电源引线应该接到汽车电源开关之后，即在汽车停止开动或熄火后，应使本产品处于断电状态。

3.2 传感器安装

传感器的安装示意图如图3所示 （安装示意图只是做为参考之用，具体安装事宜由罐体设计决定）。

注意：①传感器应该与液面保持垂直状态；②传感器与罐体的连接应该可靠，并使传感器外壳和罐外壳接通 （搭铁）；③传感器到Q9插座的引线长短要尽量做到一致；④Q9插座处要密封处理，避免液体溢出；⑤Q9插座处应该处于比较干燥的位置，避免出口结冰对信号的影响。

3.3 变送器及显示表安装

如图4所示，将LNG罐安装好后，根据LNG罐和显示表在车上的位置，将连接线安装在变送器和显示表之间。变送器已经安装在罐体上，表头的位置具体由车上的安装位置给出，连接线安装应注意安装可靠，线应和车体保持相对固定，不应在行驶过程中出现松动或者被拉扯的情况。注意：连接线航空插头应放在变送器端，方形插头应拉到表头一端。

将变送器的Q9电缆接头插入罐体上传感器的Q9接口，连接时应保证连接处干燥，并绝对防水。将变送器另一端电缆的航空插头和连接线的航空插头连接到一起，并拧紧航空插头的连接螺丝。注意：接好后应将航空插头固定在罐体上。

将表头固定在车体表盘附近，使驾驶人员便于看到，然后将表头上方形八芯插座与连接线的方形八芯插座连接。注意：应使插头和插座连接紧密，不应有松动感。

将表头上的电源线接到车上的24 V或12 V电源开关，检查连线无误后，接通电源，检查是否显示正常。注意：表头上红色带熔断丝的线应接电源正极，而黑色或蓝色线应接电源负极。

注意：安装或维修时，当需要拔插连接线航空插头时，应先断开电源，再进行断开或接入工作，等工作完毕后再接通电源！

3.4 使用说明

当安装完毕后，只要接通车内仪表的电源，液位计即开始工作。正常工作时，应先显示000，大约等待十秒钟后，开始正常显示当时的体积 （单位： L）。

由于本仪器是通过车载LNG罐内液体高度来计算有效容积的，因此，在行驶过程中，如遇车行驶颠簸或上下坡时，因为罐内液体运动，使得液晶屏上数据显示不准确 （上下波动），属于正常情况，待车运行平稳时会恢复正常显示。

警告：当液位指示器显示到零附近时，驾驶员应及时回加液站加液，否则很可能会发生无液而停车在路上的情况。

注意：如果变送器或连接处进水，会导致液位计产生异常，因此在日常清洁保养时应注意要让变送器和连接处保持洁净和干燥。

3.5 常见故障与维修

液位计的常见故障与维修如表1所示。

表1 液位计的常见故障与维修

4玉柴天然气发动机的应用车型——CA6860URN 80公交客车

4.1 发动机电控EPR系统功能

整车厂和发动机厂确认了玉柴天然气发动机电控EPR系统的系统功能，如表2所示。

表2 玉柴天然气发动机电控EPR系统功能

4.2 发动机和整车线束及其接口要求

4.2.1 线束形式

1）线束及插接件 发动机采用独立的线束 （出厂时已装配在发动机上）；发动机线束通过一套双方约定的插接件 （称主插接件）与整车线束相连接。

2）主插接件 整车线束部分主插接件包括整车接口Ⅰ、整车接口Ⅱ，型号由玉柴指定。

4.2.2 整车线束

1）控制器ECU电源 整车提供，额定电压24V，允许波动范围18～32V，带20A熔断丝。

2）主继电器电源 整车提供，24 V，控制发动机执行器电源。

3）主继电器控制 由控制器通过主继电器控制控制器的工作电源，整车负责提供该主继电器及相关的线束制作，应选择品质可靠的继电器 （30A）。

4）电源负极 ECU负极通过机体、编织铜带、底盘与24 V蓄电池负极相连，整车负责相关的线束制作。具体接线方法参照原理篇图8。

5）点火开关信号 与点火钥匙ON档连接，整车负责相关的线束制作，具体接线方法参照原理篇图8。

6）诊断接口 用于整车标定与故障诊断。玉柴提供插接件型号，汽车厂负责相关线束的设计及布局。为方便维修、诊断，诊断接口必须放在载货汽车的前门副驾位置或者客车前门旁边的整车电路控制盒里面，并在面板盒以及插接件上做好醒目标志。诊断接口的安装位置如图5所示。

7）故障指示灯当发动机发生故障时，故障指示灯闪烁，以提示驾驶者进行维修。若故障指示灯选用发光二极管，必须在其电路中串一个5 kΩ的电阻。故障指示灯一般安装在仪表板上，通过整车插接件与控制器连接。整车厂提供指示灯及负责相关的线束制作。要求工作电流＜100mA。

8）故障诊断请求开关 当发动机出现故障时，接通此开关，故障指示灯将以一定的闪烁频率输出故障闪码，驾驶员或维修人员可以通过读取该故障闪码并查询故障手册，了解发动机所发生的故障类型及处理方法。整车厂提供开关及负责相关的线束制作。

9）电子油门踏板 电子油门踏板反映驾驶员的动力要求。其可靠性将极大地影响整车驾驶安全性。玉柴提供油门踏板、安装图纸和电子油门插接件型号。

10）空调请求开关 当需要使用空调时，接通此开关，与车辆空调离合器控制信号联动，通过整车插接件与控制器连接。整车厂提供开关及负责相关的线束制作。开空调后怠速提升到780r／min。

4.2.3 整车线束插接件 （基本型）

1）整车线束端 （主插接件）

车辆接口Ⅰ （图6）：10 pin插接件。①插接件：G6800-3823051 Delphi15326661 1；②端子：G6800-3823055 Delphi15304732 4；③端子：G6800-3823052 Delphi 15304731 6；④防水塞：G6800-3823056 Delphi 15366067 4；⑤防水塞：G6800-3823053 Delphi 15366066 6。

车辆接口Ⅱ （见图6）：8 pin接插件。①插接件：G6800-3823041 Delphi 15326655 1；②端子：G6800-3823052 Delphi 15304731 8；③防水塞：G6800-3823053 Delphi 15366066 8。

2）电子油门插接件 （车辆线束端，随电子油门踏板）

电子油门插接件如图7所示，主要包括：①接插件：G3900-1115091 AMP 174262-2 1；②锁扣：G3900-1115092 AMP 174263-7 1；③端子：G3900-1115093AMP 171662-1 5；④防水塞：G3900-1115094 AMP172888-25。

3）诊断及标定插接件 （车辆线束端）

诊断及标定插接件如图8所示，主要包括：①插接件：G6800-3823061 Delphi 12015798 1；②端子：G6800-3823062 Delphi 12089188 4；③防水塞：G6800-3823063 Delphi 12015323 4。

4.2.4 整车线束布置

整车厂提供整车有关线束图，玉柴对该线束设计进行确认，包括对国产插接件可靠性要求，考虑线束走向，应防干扰 （如大电流突然接入使电压降低波动，电感接入使电压波动），电源要求为18～32 V。

1）整车线束所用导线的粗细必须符合玉柴提供的电路图的要求。

2）线束的耐温等级应不低于125℃，同时具备良好的抗氧化能力。

3）每个插接件和电线的连接应能承受90 N拉力而不松脱 （参考QC／T29106—2004）。

4）系统搭铁和电源负极线接法、规格必须符合电路图要求；禁止用较小截面的导线作搭铁线。

5）ECU正极必须直接接至电源正极，ECU供电不受整车开关控制 （具体参照原理篇整车电路图8）。

6）电子油门踏板导线必须使用屏蔽线，屏蔽层搭铁牢固。

7）线束布置不允许在排气管侧，要求走向顺畅，尽量减少缠绕，同时应避开高温区，可靠固定，并能防止磨损隐患；线束应作好防水、防油措施。

8）整车线束与发动机线束的连接须采用玉柴指定型号的插接件，所有插接件必须有防水、防油和防松措施。

9）布置发电机线束时，需保证发电机线束与发动机线束分开，避免电磁干扰。

10）整车线束和燃气管路不能绑在一起，距离不小于100mm。

4.2.5 线束要求

1）线束可靠性要求 玉柴强调要保证整车线束可靠性，包括插接件、防水、防尘、防油污、防擦损等。设计时必须考虑到整车运行几年后的老化、污损等情况；线束的走向必须避开高温区。

2）主继电器要求 玉柴强调主继电器电流与线径的要求，要降低线路损失，保证控制器工作电压。

3）故障指示灯要求 故障指示灯 （采用发光二极管）正确接线。

4）空调开关 是选装件，要求使用空调离合器控制开关，空调压缩机离合器结合时，高电平输入控制器。

5）中冷后进气温度 由于中冷后进气温度对气体发动机爆震、气耗、动力性影响较大，玉柴要求中冷后进气温度最高不能超过70℃ （中冷后进气温度与环境温度的差值，即进气温升＜30℃）。

5 天然气发动机的应用

天然气发动机YC4G180N-30（G2C）天然气（LNG）的电气原理图与原理篇图8 ECI系统6M、6J、4G系统发动机整车电路图相同。其技术要求如下。

1）电路图上所有插接件视图方向如原理篇图4所示，特殊注明 （车辆接口Ⅰ、车辆接口Ⅱ）除外。

2）所有导线推荐使用薄皮导线，线径按原理篇图8中标注执行，若无该线径导线，可选用大一型号线径代替。导线耐热温度为-40～120℃。

3）双绞线绞合度要求按原理篇图8中标注执行，为防止电磁干扰，部分零件使用屏蔽线。屏蔽线屏蔽层无特殊要求，屏蔽层搭铁牢固。

4）所有插接件要求有防水、防油、防松措施。

5）图中所标插接件型号信息除特殊说明外，均指线束部分插接件。

6）车辆线束部分由汽车厂制作，玉柴根据配套协议提供电子油门踏板插接件，故障诊断接口插接件，车辆接口Ⅰ、车辆接口Ⅱ插接件给汽车厂。自动变速器与整车线束连接方式由汽车厂自行设计、采购，图中所标型号仅供参考！

7）必须使蓄电池负极与底盘相连，并且电源负极、底盘、发动机机体必须通过编织铜带连接，使电路形成回路。

特别说明：①该电路图为与发动机配套的整车电路原理图，仅适用于6M、6J、4G系列天然气发动机。②ECU必须保持常通电状态 （维修状态除外），ECU电源正极线60A必须直接连接至电源正极（不能受整车电源开关控制），ECU电源负极线通过发动机机体、底盘与电源负极相连。整车电源开关必须装在正极电路中，否则不能实现ECU常通电。③维修开关只在整车需要维修时使用，维修开关直接连接至电源正极。④故障指示灯可采用普通灯泡或发光二极管，若采用发光二极管，则必须串联一个电阻不小于5kΩ的电阻。⑤由于发动机控制系统电流须通过发动机机体→底盘回流至电源负极，发动机底盘必须与负极相连，并且发动机机体必须与底盘良好接触。

［1］玉柴天然气发动机（ECI EPR系统）2010教程［Z］.