賈存泰 鄭亞運(yùn) 張棟梁 魏紫鵬 馬偉光 高林

作者簡(jiǎn)介：賈存泰（1995—），男，工程師，學(xué)士學(xué)位，研究方向?yàn)樯逃密?chē)整車(chē)裝配制造工藝。

參考文獻(xiàn)引用格式：

賈存泰， 鄭亞運(yùn)， 張棟梁， 等. 天燃?xì)庵匦蜕逃密?chē)制造工藝技術(shù)流程研究[J]. 汽車(chē)工藝與材料， 2024（5）： 18-26.

JIA C T， ZHENG Y Y， ZHANG D L， et al. Research on Manufacturing Process Technology for Gas-Powered Heavy-Duty Commercial Vehicles[J]. Automobile Technology & Material， 2024（5）： 18-26.

摘要：為研究天然氣商用車(chē)與傳統(tǒng)商用車(chē)（柴油）的能源性質(zhì)差異，闡述了燃料特性、加注設(shè)備成本、常見(jiàn)泄漏情形和商用車(chē)污染物及溫室氣體的排放情況、續(xù)航能力等內(nèi)容，對(duì)天然氣商用車(chē)供氣系統(tǒng)氣瓶及氣路結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行分析說(shuō)明，并對(duì)國(guó)內(nèi)某重型商用車(chē)供氣系統(tǒng)布置形式進(jìn)行分解，制定了天然氣重型商用車(chē)的裝配工藝流程及工藝規(guī)范。最后，研究了GB 19239—2022《燃?xì)馄?chē)燃?xì)庀到y(tǒng)安裝規(guī)范》的泄漏試驗(yàn)操作規(guī)程，參考氮?dú)庵脫Q技術(shù)，梳理了天然氣重型商用車(chē)的氮?dú)庵脫Q操作規(guī)程和天然氣重型商用車(chē)從裝配到入庫(kù)的生產(chǎn)工藝。

關(guān)鍵詞：重型商用車(chē) 天然氣 制造工藝 氮?dú)庵脫Q 泄漏試驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：U466? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B? ?DOI： 10.19710/J.cnki.1003-8817.20230315

Research on Manufacturing Process Technology for Gas-Powered Heavy-Duty Commercial Vehicles

Jia Cuntai， Zheng Yayun， Zhang Dongliang， Wei Zipeng， Ma Weiguang， Gao Lin

（FAW Jiefang Qingdao Automotive Co.， Ltd.， Qingdao 266200）

Abstract： To explore the differences in energy properties between natural gas commercial vehicles and traditional commercial vehicles （diesel）， this paper described natural gas characteristics， the cost of refueling equipment， common leakage scenarios， and the emissions of pollutants and greenhouse gases from commercial vehicles， as well as their driving range， then analyzed and explained the gas cylinder and gas route structure and principles of the natural gas commercial vehicle supply system. Arrangement of gas supply system for a domestic heavy-duty commercial vehicle was dissected， and the assembly process and technical specifications for natural gas heavy duty commercial vehicle were developed. Finally， the paper studied the leakage test operation procedures of the GB 19239-2022 “Gas Vehicle Gas System Installation Specifications”， and summarized the nitrogen displacement operation procedures and production processes for natural gas heavy-duty trucks from assembly to storage.

Key words： Heavy-duty commercial vehicle， Natural gas， Manufacturing process， Nitrogen replacement， Leakage test

1 前言

目前，我國(guó)重型商用車(chē)仍以柴油動(dòng)力為主，但天然氣動(dòng)力的車(chē)型市場(chǎng)份額正逐年增長(zhǎng)。2023年上半年，我國(guó)商用車(chē)市場(chǎng)持續(xù)復(fù)蘇，天然氣重型商用車(chē)增長(zhǎng)最快。

天然氣重型商用車(chē)運(yùn)輸成本更低[1]。液化天然氣（Liquefied Natural Gas，LNG）與壓縮天然氣（Compressed Natural Gas，CNG）之間的價(jià)格相差較小，市面上的天然氣重型商用車(chē)能源以LNG為主，因此，本文僅分析LNG與柴油的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)上海石油天然氣中心發(fā)布的數(shù)據(jù)：2022年8月23日至2023年8月23日，LNG出廠最高價(jià)7 804元/t，最低價(jià)為3 783元/t；柴油出廠最高價(jià)為9 164元/t，最低價(jià)為7 234元/t。經(jīng)燃料熱值計(jì)算可知，LNG完全燃燒的熱量為6.7～13.7 MJ/元，柴油完全燃燒的熱量為4.3～5.4 MJ/元。此外，天然氣重型商用車(chē)氮氧化物排放量極低，無(wú)需尿素還原氮氧化物。

2 天然氣及傳統(tǒng)能源分析

2.1 天然氣及傳統(tǒng)能源概述

天然氣（Natural Gas，NG）是由以氣態(tài)低分子烴為主要組成部分的混合物，根據(jù)儲(chǔ)存運(yùn)輸方式的不同，主要分為管道天然氣（Pipeline Natural Gas，PNG）、LNG及CNG，還有一種比較特殊的液化壓縮天然氣（Liquefied-Compressed Natural Gas，L-CNG），以LNG狀態(tài)儲(chǔ)存，而加注時(shí)經(jīng)壓縮氣化為CNG。天然氣作為清潔能源，具備熱值高、含碳量低、含硫量低、儲(chǔ)量豐富的優(yōu)點(diǎn)。在完全燃燒獲得同等能量的前提下，天然氣排放的CO2約為煤炭的67%，約為原油的43%。

柴油與天然氣類(lèi)似，主要成分為烴類(lèi)，構(gòu)成柴油的烴類(lèi)主要為復(fù)雜烴類(lèi)，沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于構(gòu)成天然氣的低分子烴，因此，柴油在常溫常壓條件下以液態(tài)存在，凝固點(diǎn)較高。我國(guó)輕柴油按凝固點(diǎn)分為6個(gè)標(biāo)號(hào)，凝固點(diǎn)為-44～8 ℃，使用者需要根據(jù)需求選擇。在北方，車(chē)輛會(huì)采用主、副油箱設(shè)計(jì)：低溫條件下，低容量的副油箱加注凝固點(diǎn)較低的柴油，大容量的主油箱加注凝固點(diǎn)較高的柴油，車(chē)輛起動(dòng)后先使用副油箱的柴油驅(qū)動(dòng)，車(chē)輛運(yùn)行一段時(shí)間后，將燃燒的部分熱量通過(guò)水等介質(zhì)加熱主油箱，當(dāng)溫度高于主油箱柴油凝固點(diǎn)后，使用主油箱供油。

2.2 天然氣及傳統(tǒng)能源特性

2.2.1 物理特性

將常態(tài)天然氣降至-161.5 ℃使其液化得到LNG，通常在-161.5 ℃、0.1 MPa的條件下進(jìn)行儲(chǔ)存、運(yùn)輸；液化天然氣是以沸騰狀態(tài)儲(chǔ)存，沸騰的LNG蒸發(fā)形成溫度接近于LNG液體溫度的蒸發(fā)氣，該氣體與PNG、CNG的物理特性不同。蒸發(fā)是吸熱過(guò)程，當(dāng)部分液態(tài)天然氣蒸發(fā)時(shí)，該部分液態(tài)天然氣吸熱后變?yōu)長(zhǎng)NG的蒸發(fā)氣，吸取熱量使其它部分溫度降低至沸點(diǎn)以下。在系統(tǒng)外無(wú)輸入能量或輸入的能量極少，且其它環(huán)境條件不變的情況下，有限空間內(nèi)LNG蒸發(fā)氣量基本固定。當(dāng)壓力等條件改變時(shí)，有限空間內(nèi)LNG蒸發(fā)氣量會(huì)變?yōu)榱硪粋€(gè)平衡狀態(tài)，該現(xiàn)象稱(chēng)為閃蒸：經(jīng)計(jì)算機(jī)輔助分析可知，壓強(qiáng)為100～200 kPa時(shí)，1 m3 LNG壓強(qiáng)每降低1 kPa，閃蒸的氣體量約為0.4 kg。

CNG是將常態(tài)天然氣在10～25 MPa壓強(qiáng)下壓縮后得到的，壓縮比一般為200∶1。

雖然LNG和CNG是天然氣在不同條件下的狀態(tài)，但熱值不同：LNG的熱值約為52 MJ/kg，CNG的熱值約為38 MJ/kg。柴油的熱值一般為33 MJ/L，即39 MJ/kg。因此，CNG的熱值與柴油相當(dāng)，LNG的熱值明顯高于柴油；天然氣的密度較低，LNG的密度約為0.43 kg/L，CNG壓縮比低于LNG，但范圍較大，無(wú)法給出準(zhǔn)確數(shù)值，經(jīng)計(jì)算，LNG的熱值約為22.4 MJ/L，高于CNG的熱值。在一般環(huán)境條件下，天然氣的爆炸極限為5%～15%。

2.2.2 排放特性

天然氣與柴油構(gòu)成主體均為烴類(lèi)，因此，其燃燒的主要產(chǎn)物均為CO2。2種燃料中都含有一定量的硫、氮等元素，污染排放物中含有不完全燃燒得到的烴類(lèi)（HC）、一氧化碳（CO）、硫化物和氮氧化物。涂小岳等給出的LNG和柴油攪拌車(chē)生命周期污染物排放差異圖（圖1）可知[2]：LNG攪拌車(chē)燃燒得到的硫化物、氮氧化物及顆粒物（Particulate Matter）均顯著低于同規(guī)格的柴油攪拌車(chē)。LNG攪拌車(chē)碳?xì)浠衔?（Hydrocarbon，HC）及一氧化碳（CO）排放量受當(dāng)時(shí)LNG發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率低的影響，如今天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)本體熱效率已達(dá)到54.16%，污染物排放量會(huì)顯著降低。

柴油商用車(chē)配有尿素罐，尿素與氮氧化合物會(huì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，NO2與尿素的反應(yīng)為：

[4CO（NH2）2+14NO2→4CO2+7N2+8H2O]

尿素可以將二氧化氮中的正四價(jià)氮元素還原成氮?dú)庵械牧銉r(jià)氮元素，同時(shí)生成二氧化碳和水等物質(zhì)。而天然氣商用車(chē)沒(méi)有尿素罐，LNG污染物排放與圖1接近，而柴油污染物排放高于圖1[2]。

2.2.3 車(chē)用續(xù)航特性

柴油重型商用車(chē)通常采用多油箱組合，容量高于1 200 L，以某LNG牽引重型商用車(chē)為例，油箱包含后背1 350 L+側(cè)置2×500 L，可加注2 350 L的LNG燃料。3種燃料（LNG、CNG、柴油）中，LNG的續(xù)航能力最強(qiáng)，CNG最弱。但實(shí)際上，考慮到加氣站較少，LNG重型商用車(chē)大多設(shè)計(jì)為大氣罐車(chē)型，市面上的LNG重型商用車(chē)氣罐容積一般為1 000 L，因此，LNG重型商用車(chē)?yán)m(xù)航能力低于柴油車(chē)型。

2.2.4 加注設(shè)備特性

LNG車(chē)型與柴油車(chē)型加注燃料均需儲(chǔ)罐、加注機(jī)、管道等設(shè)備，但LNG需要低溫儲(chǔ)存，儲(chǔ)罐一般采用雙層壁真空絕熱容器，內(nèi)容器為奧氏體不銹鋼，外容器為碳鋼，中間絕熱層為膨脹珍珠巖并抽真空。CNG的加注設(shè)備包含進(jìn)氣系統(tǒng)、脫硫裝置、壓縮機(jī)、脫水裝置、儲(chǔ)氣裝置、順序控制盤(pán)、加氣機(jī)、冷卻水系統(tǒng)、高壓管道，成本為同等規(guī)模的LNG加注設(shè)備的3倍以上。加注設(shè)備建設(shè)成本由高到低依次為柴油、LNG、CNG[3]。

2.2.5 泄漏特性

當(dāng)LNG向常溫空氣中泄漏時(shí)，剛蒸發(fā)的天然氣氣體密度大于空氣；當(dāng)溫度上升到一定值后，其密度開(kāi)始小于空氣，而極低溫的天然氣會(huì)吸取大量熱量，使空氣中的水蒸氣液化冷凝，形成肉眼可見(jiàn)的云霧團(tuán)。

當(dāng)LNG向常溫液態(tài)介質(zhì)泄漏時(shí)，由于2種液體間存在極大溫差，會(huì)導(dǎo)致接觸表面的2種分子出現(xiàn)快速熱交換，相態(tài)快速改變，產(chǎn)生爆炸（不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不伴隨燃燒），該現(xiàn)象稱(chēng)為快速相態(tài)轉(zhuǎn)變。

當(dāng)少量CNG緩慢泄漏時(shí)，CNG快速膨脹，比LNG更快散布于空氣中，達(dá)到爆炸極限；由于可觀察的特征明顯弱于LNG泄漏時(shí)的特征，提前介入處理的反應(yīng)時(shí)間往往極短。

當(dāng)大量CNG快速泄漏時(shí)，大量壓縮氣體快速膨脹，該過(guò)程可近似視為絕熱膨脹，迅速對(duì)外做功，產(chǎn)生爆炸（不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不伴隨燃燒）[4]。

2.3 小結(jié)

本節(jié)主要從LNG、CNG、柴油的構(gòu)成、燃燒產(chǎn)物、熱值、續(xù)航能力、加注設(shè)備建設(shè)成本等方面進(jìn)行比較：LNG比柴油優(yōu)勢(shì)更大，尤其在運(yùn)輸成本方面，LNG、CNG均顯著優(yōu)于柴油。

3 天然氣氣瓶及氣路基本結(jié)構(gòu)

3.1 氣瓶基本結(jié)構(gòu)

3.1.1 LNG氣瓶基本結(jié)構(gòu)

LNG氣瓶作為存放、供給、可重復(fù)添加燃料的絕熱低溫壓力容器，由內(nèi)、外2層構(gòu)成，如圖2所示。內(nèi)層由多層鋁箔和玻璃纖維構(gòu)成絕熱層，多層材料在高真空環(huán)境下隔熱性好、熱導(dǎo)率低，且能夠承受一定的壓力。外層由一層高強(qiáng)度鋼材包裹，用于支持內(nèi)層材料，同時(shí)與內(nèi)層形成一個(gè)夾層，夾層空間為高真空，與內(nèi)層絕熱層構(gòu)成絕熱系統(tǒng)，減少液化天然氣損失。內(nèi)、外層之間有一層支撐系統(tǒng)，用于承受運(yùn)輸中的振動(dòng)和真空壓力。

3.1.2 CNG氣瓶基本結(jié)構(gòu)

目前，氣瓶通常采用復(fù)合材料制成，由內(nèi)膽層和復(fù)合材料層組成，如圖3所示。內(nèi)膽層通常為聚乙烯材料，具有良好的氣密性、耐腐蝕性、耐高溫性，與天然氣無(wú)不良反應(yīng)。外層為復(fù)合材料，采用纖維纏繞法將纖維和樹(shù)脂纏繞成型，纖維作為氣瓶的主要受力體，抗拉強(qiáng)度高、密度低，能夠保證氣瓶整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；樹(shù)脂主要用于保證安全性能，有良好的止裂效果，發(fā)生泄漏時(shí)不會(huì)產(chǎn)生碎片。

3.2 氣瓶基本結(jié)構(gòu)

3.2.1 LNG氣路基本結(jié)構(gòu)

LNG氣瓶的所有管路及閥類(lèi)裝置均集中在氣瓶的一側(cè)，并配有保護(hù)模塊，如圖4所示。

充液時(shí)，LNG由進(jìn)液口（C1）通過(guò)單向閥（FCv）進(jìn)入氣瓶，從氣瓶上方進(jìn)入時(shí)會(huì)將部分天然氣蒸汽液化，使氣瓶中壓力恒定，減少損失。

氣瓶設(shè)置自增壓系統(tǒng)，由增壓截止閥（Pv）、調(diào)節(jié)閥（PBr）及自增壓盤(pán)管（Pr）構(gòu)成，自增壓時(shí)需關(guān)閉除增壓截止閥（Pv）以外的其他截止閥，此時(shí)低溫液態(tài)天然氣通過(guò)截止閥進(jìn)入自增壓管盤(pán)（Pr）加熱成為蒸汽形態(tài)，之后進(jìn)入氣瓶頂部空間，氣瓶?jī)?nèi)部壓力提高，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)增壓截止閥（Pv）關(guān)閉。自增壓系統(tǒng)僅通過(guò)自增壓盤(pán)管（Pr）與空氣進(jìn)行熱量交換產(chǎn)生所需壓力，不需要額外能源。

供液通道由出液?jiǎn)蜗蜷y（DCv）、出液截止閥（Vu）和過(guò)流閥（Ef）構(gòu)成，液化天然氣通過(guò)單向閥進(jìn)入供氣模塊，當(dāng)過(guò)流閥進(jìn)、出口壓力差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，過(guò)流閥自動(dòng)關(guān)閉，此時(shí)氣瓶增壓，壓力達(dá)到需求值時(shí)繼續(xù)供氣。

系統(tǒng)除正常供液通道外，還設(shè)置一條經(jīng)濟(jì)通道，由經(jīng)濟(jì)閥（Er）、出液截止閥（Vu）及過(guò)流閥（Ef）構(gòu)成，經(jīng)濟(jì)通道開(kāi)啟時(shí)，氣瓶上部蒸汽通過(guò)經(jīng)濟(jì)閥（Er）進(jìn)入供氣模塊，此時(shí)出液?jiǎn)蜗蜷y（DCv）內(nèi)流量很小，使氣瓶?jī)?nèi)壓力降低，當(dāng)壓力到達(dá)經(jīng)濟(jì)閥（Er）設(shè)定值時(shí)，經(jīng)濟(jì)通道關(guān)閉，恢復(fù)正常供液模式。

供氣模塊由汽化器（Va）、管路降壓調(diào)節(jié)閥（LRe）、緩沖罐、管路安全閥（LSv）、電磁閥（Sv）及管路壓力表（P2）組成。液化天然氣進(jìn)入供氣模塊后，被發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液加熱氣化，再至管路降壓達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)所需壓力后送往發(fā)動(dòng)機(jī)。

氣瓶設(shè)置2級(jí)安全模塊，由主安全閥（Svp）、副安全閥（Svs）、氣瓶壓力表（P1）、液位計(jì)（LG）、手動(dòng)放氣口（Vv）構(gòu)成，當(dāng)出現(xiàn)意外情況，氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)急劇升高時(shí)，安全閥開(kāi)啟泄壓，以保證氣瓶?jī)?nèi)部安全，副安全閥（Svs）設(shè)定值略高于主安全閥（Svp），當(dāng)主安全閥（Svp）失效時(shí)，副安全閥開(kāi)啟泄壓。

3.2.2 CNG氣路基本結(jié)構(gòu)

相對(duì)于LNG，CNG氣路具有有良好的互換性，可以根據(jù)需要定制產(chǎn)品尺寸，如圖5所示。

供氣時(shí)，天然氣首先流進(jìn)過(guò)流保護(hù)集成閥，當(dāng)天然氣出現(xiàn)泄漏造成流量超標(biāo)時(shí)，過(guò)流保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)關(guān)閉供氣通道。操控面板包含壓力表、充氣閥、充氣截止閥、系統(tǒng)排空閥，壓力表用于顯示系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力；充氣閥為單向閥，用于快速向氣瓶?jī)?nèi)充氣；充氣截止閥為球閥，起截?cái)喑錃馔返淖饔?，可手?dòng)控制；系統(tǒng)排空閥為球閥，在系統(tǒng)維護(hù)時(shí)，用于排出管路內(nèi)的天然氣。高壓精濾器由殼體、濾芯和密封膠圈構(gòu)成，用于過(guò)濾CNG氣體中的雜質(zhì)。高壓電磁閥為通路中的安全保護(hù)裝置，當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，自動(dòng)切斷供氣通路。氣量顯示器顯示壓力傳感器接受到的信號(hào)，在儀表板上顯示當(dāng)前剩余氣量，氣體通過(guò)壓力傳感器后送往發(fā)動(dòng)機(jī)。

4 NG車(chē)型與傳統(tǒng)車(chē)型制造差異

4.1 NG車(chē)型概念

目前國(guó)內(nèi)商用車(chē)企業(yè)以傳統(tǒng)能源為主，NG能源為輔，制造過(guò)程采用混流生產(chǎn)模式。因此，各主機(jī)廠NG商用車(chē)生產(chǎn)工藝均基于其傳統(tǒng)車(chē)型優(yōu)化調(diào)整而來(lái)[5]。

4.2 結(jié)構(gòu)差異

對(duì)比傳統(tǒng)燃油車(chē)，NG商用車(chē)產(chǎn)品配置、結(jié)構(gòu)差異主要集中在燃料供給系統(tǒng)、排氣及尾氣處理系統(tǒng)、尿素供給系統(tǒng)、掛車(chē)擋板模塊，如表1所示。

4.3 裝配工藝分析

配置、結(jié)構(gòu)差異必然會(huì)帶來(lái)裝配工藝的變化，受制于傳統(tǒng)車(chē)型工序劃分及人員分布，在策劃NG車(chē)型裝配工藝時(shí)，需盡可能進(jìn)行同工時(shí)工序置換，避免打破現(xiàn)有線平衡狀態(tài)。另外，還需分析NG能源特性，制定專(zhuān)項(xiàng)工藝。經(jīng)策劃和長(zhǎng)期實(shí)踐優(yōu)化，明確了NG車(chē)型裝配工藝，如表2所示。

4.4 生產(chǎn)工藝流程

在生產(chǎn)天燃?xì)廛?chē)型過(guò)程中，為保證物料組織、車(chē)用氣瓶安裝過(guò)程、充裝調(diào)試得到有效控制，裝配調(diào)試符合設(shè)計(jì)要求，特制定本生產(chǎn)工藝流程，適用于總裝車(chē)間裝調(diào)天燃?xì)廛?chē)型的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。

4.4.1 工藝準(zhǔn)備

燃?xì)廛?chē)《生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)單》下達(dá)后，總裝車(chē)間制造工程師應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品文件的技術(shù)要求，在生產(chǎn)之前完成工藝文件編寫(xiě)，作為裝調(diào)過(guò)程中的指導(dǎo)文件。

4.4.2 生產(chǎn)發(fā)板

物流站在接到生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)單后，及時(shí)向物流部門(mén)發(fā)出要貨看板，保證生產(chǎn)物料按時(shí)送至生產(chǎn)工位。

4.4.3 物料接收

生產(chǎn)物料送達(dá)工位后，由生產(chǎn)工段負(fù)責(zé)物料的質(zhì)量確認(rèn)。天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)總成附件以及氣瓶總成附件由生產(chǎn)工段指定專(zhuān)人驗(yàn)收。若出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題由物流站負(fù)責(zé)處理。

4.4.4 在線裝配

在線裝配時(shí)，生產(chǎn)工段的操作人員應(yīng)嚴(yán)格遵守《燃?xì)廛?chē)裝配作業(yè)指導(dǎo)書(shū)及控制計(jì)劃》，裝配時(shí)，根據(jù)工藝要求檢驗(yàn)，裝配及檢驗(yàn)完畢后，完成《燃?xì)廛?chē)安裝過(guò)程卡》。

4.4.5 資料搜集

在線裝配完畢后，生產(chǎn)工段負(fù)責(zé)將無(wú)需在線裝配的附件清點(diǎn)確認(rèn)后放置在駕駛室內(nèi)，并將《燃?xì)廛?chē)安裝過(guò)程卡》于當(dāng)日生產(chǎn)完畢后交總裝車(chē)間技術(shù)組。技術(shù)組負(fù)責(zé)《燃?xì)廛?chē)安裝過(guò)程卡》的臨時(shí)保管，每季度連同《生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)單》送質(zhì)量保證部存檔。

4.4.6 車(chē)輛下線

車(chē)輛下線時(shí)，生產(chǎn)工段根據(jù)《總裝車(chē)間車(chē)輛安全下線管理規(guī)定》停放車(chē)輛。

4.4.7 泄漏試驗(yàn)、氮?dú)庵脫Q

在整車(chē)調(diào)試前，整車(chē)工段應(yīng)根據(jù)《燃?xì)廛?chē)泄漏試驗(yàn)操作規(guī)程》《燃?xì)廛?chē)氮?dú)庵脫Q操作規(guī)程》對(duì)燃?xì)庀到y(tǒng)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)和氮?dú)庵脫Q，完成《燃?xì)廛?chē)氮?dú)庵脫Q及泄漏試驗(yàn)報(bào)告》，試驗(yàn)合格后，交總裝車(chē)間技術(shù)組，技術(shù)組每季度連同《生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)單》送交質(zhì)量保證部存檔。

4.4.8 車(chē)輛整備

試驗(yàn)測(cè)試結(jié)束后，整車(chē)工段根據(jù)《燃?xì)廛?chē)駕駛操作規(guī)程》進(jìn)行燃?xì)獾某溲b作業(yè)，作業(yè)完畢后由整車(chē)工段進(jìn)行整車(chē)調(diào)試、交檢、維修、入庫(kù)等工作。

5 NG商用車(chē)制造領(lǐng)域?qū)ｍ?xiàng)工藝

本節(jié)主要介紹針對(duì)NG商用車(chē)的專(zhuān)項(xiàng)工藝，包括燃?xì)狻⑿孤┰囼?yàn)、氮?dú)庵脫Q、駕駛操作規(guī)程。

5.1 泄漏試驗(yàn)

5.1.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

為了避免天然氣泄漏造成安全事故，NG商用車(chē)在裝配完成后需進(jìn)行泄漏試驗(yàn)。

5.1.2 試驗(yàn)內(nèi)容

泄漏試驗(yàn)基本原理及裝置如下：

使用增壓泵對(duì)供氣腔體進(jìn)行加壓，當(dāng)燃?xì)庀到y(tǒng)達(dá)到設(shè)定檢測(cè)壓力后，使用中性發(fā)泡液檢測(cè)燃?xì)夤苈返母鱾€(gè)連接點(diǎn)，確定密封性能。

用于進(jìn)行泄漏試驗(yàn)的氣密性試驗(yàn)裝置的控制面板如圖6所示。

泄漏試驗(yàn)注意事項(xiàng)如下：

a. 當(dāng)試驗(yàn)裝置增壓泵工作壓強(qiáng)≤0.8 MPa、氣源壓強(qiáng)≤0.8 MPa時(shí)可安全接入。當(dāng)出現(xiàn)特殊情況時(shí)可調(diào)節(jié)調(diào)壓閥減壓，保證試驗(yàn)裝置輸入壓力不高于0.8 MPa。

b. 高壓針閥截止閥為錐形截止閥，關(guān)閉力矩不能高于18 N·m。在升壓過(guò)程中，截止閥如有滲漏，應(yīng)卸壓后再重新關(guān)閉截止閥，避免用力過(guò)大損壞閥芯，縮短使用壽命。

c. 試驗(yàn)裝置所使用的氣體增壓泵的增壓比為40∶1，如將氣源壓強(qiáng)調(diào)至0.5 MPa，增壓后的氣體壓強(qiáng)可達(dá)到20 MPa。

泄漏試驗(yàn)操作程序如下：

a. 試驗(yàn)前，向試驗(yàn)裝置二聯(lián)體的油霧器加入潤(rùn)滑油。

b. 連接需要試壓的管路，關(guān)閉卸荷閥，打開(kāi)高壓針閥，保證氣源壓強(qiáng)不高于0.8 MPa。

c. 調(diào)整二聯(lián)體的壓強(qiáng)，如將氣源壓強(qiáng)調(diào)至0.5 MPa，增壓后氣體壓強(qiáng)為20 MPa。將LNG車(chē)型的系統(tǒng)檢測(cè)壓強(qiáng)設(shè)定為1.6 MPa，將CNG車(chē)型的系統(tǒng)檢測(cè)壓強(qiáng)設(shè)定為20 MPa。

d. LNG車(chē)型需要通電開(kāi)啟電磁切斷閥，以保證系統(tǒng)管路完全聯(lián)通，如圖7所示。

e. 打開(kāi)手動(dòng)換向閥（俗稱(chēng)手拉閥），氣體增壓泵開(kāi)始工作，當(dāng)高壓壓力表達(dá)到要求時(shí)關(guān)閉手動(dòng)換向閥，增壓泵停止工作。

f. 燃?xì)夤苈废到y(tǒng)中此時(shí)的壓力為設(shè)定檢測(cè)壓力，使用中性發(fā)泡液檢測(cè)燃?xì)夤苈返母鱾€(gè)連接點(diǎn)，如果出現(xiàn)泄漏，若擰緊不能阻止泄漏，則需要卸荷后對(duì)管路拆卸維修。

g. 檢驗(yàn)完畢后，關(guān)閉手動(dòng)換向閥，切斷驅(qū)動(dòng)氣源，打開(kāi)卸荷閥，將管路中的高壓氣體卸荷后再拆下被試件。

h. 完成《燃?xì)廛?chē)氮?dú)庵脫Q及泄漏試驗(yàn)報(bào)告》。

5.2 氮?dú)庵脫Q

5.2.1 置換目的

在常規(guī)條件下，空氣中如混合體積分?jǐn)?shù)為5%～15%的天然氣是可燃的。而對(duì)于維修及剛完成裝配下線的車(chē)輛，供氣系統(tǒng)腔體內(nèi)存在有一定量的空氣，如果直接對(duì)其進(jìn)行加注，當(dāng)腔體內(nèi)天然氣占比達(dá)到5%～15%時(shí)，混合氣體非常容易發(fā)生爆炸。因此，在NG商用車(chē)進(jìn)行泄漏試驗(yàn)后，應(yīng)對(duì)供氣系統(tǒng)腔體進(jìn)行氮?dú)庵脫Q[6]。

5.2.2 置換內(nèi)容

氮?dú)庵脫Q的基本原理及所需裝置如下：

將供氣腔體抽真空，通過(guò)反復(fù)注入并排出氮?dú)?，逐步稀釋并替代空氣，裝置如圖8所示。

氮?dú)庵脫Q操作程序如下：

a. 泄漏試驗(yàn)結(jié)束并卸荷完畢后，將該裝置管路01口與燃?xì)廛?chē)氮?dú)庵脫Q接口按圖8連接，打開(kāi)燃?xì)廛?chē)氮?dú)庵脫Q接口閥門(mén)。

b. LNG車(chē)型需要通電開(kāi)啟電磁切斷閥，以保證系統(tǒng)管路完全聯(lián)通。

c. 管路連接完畢后，關(guān)閉卸荷閥JF2，打開(kāi)截止閥JF1，對(duì)管路抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到-0.07 MPa時(shí)，關(guān)閉截止閥JF1。

d. 打開(kāi)氮?dú)馄科块y充氮?dú)猓{(diào)整氮?dú)鉁p壓閥，壓力減至1 MPa后，將燃?xì)庀到y(tǒng)管路中的氮?dú)鈮毫Τ渲? MPa。

e. 關(guān)閉氮?dú)馄科块y，打開(kāi)卸荷閥JF2，將壓力降至0.1 MPa后關(guān)閉卸荷閥JF2。

f. 打開(kāi)氮?dú)馄科块y，調(diào)整氮?dú)鉁p壓閥，壓力調(diào)整為0.5 MPa，向燃?xì)庀到y(tǒng)管路充裝氮?dú)?，壓力到達(dá)0.5 MPa后重復(fù)步驟d，完成后關(guān)閉氮?dú)馄科块y，打開(kāi)卸荷閥JF2，將壓力減至0.2 MPa后關(guān)閉卸荷閥JF2。

g. 關(guān)閉燃?xì)廛?chē)氮?dú)庵脫Q接口的閥門(mén)，斷開(kāi)裝置01口與燃?xì)廛?chē)氮?dú)庵脫Q接口，氮?dú)庵脫Q完畢。

h. 完成《燃?xì)廛?chē)氮?dú)庵脫Q及泄漏試驗(yàn)報(bào)告》。

5.3 駕駛操作規(guī)程

5.3.1 LNG車(chē)型駕駛規(guī)范

LNG車(chē)型加氣操作規(guī)范如下：

加氣前，需使用干燥氮?dú)鈱?duì)閥門(mén)進(jìn)行吹掃，無(wú)法打開(kāi)的閥門(mén)需拆除其連接部位進(jìn)行分段吹掃，吹掃結(jié)束后還需用氮?dú)庠?.6 MPa壓力下進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，確保無(wú)漏氣、漏點(diǎn)，方可進(jìn)行加氣。

加氣時(shí)，車(chē)輛周?chē)?0 m內(nèi)不得存在火源、易燃物及可燃物品，未經(jīng)允許不可使用電氣及通信設(shè)備，且加注場(chǎng)地應(yīng)開(kāi)闊通風(fēng)，必須配備不少于2個(gè) 5 kg的干粉滅火器。加氣時(shí)車(chē)輛需熄火，關(guān)閉所有閥門(mén)，加液口需保持清潔，充氣前若氣瓶表面有結(jié)霜或結(jié)露現(xiàn)象要停止充氣并處理。由于液化天然氣為低溫液體，操作人員需做好防凍措施，加氣后衣服上可能存在天然氣殘留，作業(yè)后不可立即靠近火源或易燃物。在充氣時(shí)閥門(mén)可能會(huì)因遇冷而不易關(guān)閉，不可強(qiáng)行擰動(dòng)，需解凍后再操作。充氣后，由于液化天然氣會(huì)變?yōu)檎羝?，?dǎo)致瓶?jī)?nèi)壓力迅速上升，超過(guò)安全閾值后安全閥開(kāi)啟，造成浪費(fèi)，所以加滿氣后應(yīng)及時(shí)使用。

加注定額如表3所示，另若入庫(kù)前氣瓶?jī)?nèi)氣量小于20 L，則需要補(bǔ)加20 kg天然氣。

出車(chē)前例檢規(guī)范如下：

每日行車(chē)前，需對(duì)LNG氣瓶管路及連接模塊處進(jìn)行檢漏，確保無(wú)泄漏后可正常駕駛。

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)規(guī)范如下：

汽車(chē)起動(dòng)時(shí)，需將出液截止閥開(kāi)啟1/4圈，防止因開(kāi)啟速度過(guò)快堵死過(guò)流閥，待氣路壓力與氣瓶壓力相等時(shí)，將出液閥完全打開(kāi)。當(dāng)氣溫低于0 ℃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不得高于1 000 r/min，需熱車(chē)至60 ℃后方可行車(chē)，避免因氣溫過(guò)低，天然氣沒(méi)有完全氣化，造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，嚴(yán)重時(shí)凍壞燃?xì)鉃V清器。

行駛規(guī)范如下：

當(dāng)液位顯示器報(bào)警時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充天然氣，使用時(shí)需保持氣瓶?jī)?nèi)液化天然氣存儲(chǔ)量為1～5 L，確保氣瓶?jī)?nèi)有一定的氣壓，防止放空閥開(kāi)啟時(shí)空氣進(jìn)入。在低溫環(huán)境下行駛時(shí)，需觀察氣化器表面有無(wú)結(jié)霜現(xiàn)象，如有需怠速熱車(chē)，當(dāng)水溫達(dá)到60 ℃、確保氣化器能正常工作后繼續(xù)行駛；低溫時(shí)排氣管內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)水滴或白煙，此為正?，F(xiàn)象，天然氣燃燒產(chǎn)物中水含量較高，遇冷形成白煙或水滴，升溫后此現(xiàn)象自然消失。

LNG系統(tǒng)屬于低溫可燃物，行駛中若發(fā)現(xiàn)泄漏，需立即停車(chē)，關(guān)閉所有閥門(mén)，通知專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行處理；如發(fā)生大量天然氣泄漏，必須立即疏散，隔離現(xiàn)場(chǎng)，待燃?xì)馍⒈M后進(jìn)行處理。若發(fā)生火災(zāi)現(xiàn)象，需立即關(guān)閉電源、氣瓶閥門(mén)，隔離現(xiàn)場(chǎng)，通知專(zhuān)業(yè)人員處理。

車(chē)輛停放時(shí)間超過(guò)6 h時(shí)，需關(guān)閉出液截止閥。每次停車(chē)后，需關(guān)閉電源總開(kāi)關(guān)及氣瓶所有閥門(mén)，且將車(chē)輛停放在開(kāi)闊通風(fēng)處。

汽車(chē)檢漏時(shí)必須用檢漏儀及中性發(fā)泡液，嚴(yán)禁使用明火。所有接頭、連接模塊、閥門(mén)、儀表、管路等燃?xì)庋b置安裝時(shí)需保持清潔。

5.3.2 CNG車(chē)型駕駛規(guī)范

加氣操作規(guī)范如下：

加氣時(shí)，車(chē)輛周?chē)?0 m內(nèi)不得存在火源、易燃物及可燃物品，不可使用電氣及通信設(shè)施，加注場(chǎng)地應(yīng)開(kāi)闊通風(fēng)，必須配備不少于2個(gè)5 kg干粉滅火器。充氣時(shí)需要先熄火，掛空擋，拉手剎，關(guān)閉所有電源開(kāi)關(guān)，取下充氣閥上防塵銷(xiāo)，接上地線后，方可開(kāi)始充氣，充氣至20 MPa后，停止充氣，關(guān)閉球閥，插上充氣閥防塵銷(xiāo)，關(guān)閉操作面板室門(mén)。加氣時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣壓不得超過(guò)20 MPa，且人不可站在充氣閥正對(duì)面，截止閥應(yīng)慢慢開(kāi)啟，防止沖擊壓力表、閥及其他零部件。若氣瓶?jī)?nèi)壓力為0，則必須用氮?dú)庵脫Q氣瓶?jī)?nèi)殘余CNG氣體后再進(jìn)行充氣。

加注定額如表4所示，若入庫(kù)前氣瓶?jī)?nèi)氣壓低于5 MPa，則需要補(bǔ)加天然氣至氣瓶?jī)?nèi)部氣壓達(dá)到10 MPa。

加氣后，需檢查系統(tǒng)，特別是氣瓶各閥口及連接部位是否有漏氣，確保無(wú)泄漏后方能上路行駛。

車(chē)輛起動(dòng)前，首先檢查燃?xì)庀到y(tǒng)高壓表指示壓力是否正常，然后檢查系統(tǒng)管路、閥口及連接模塊是否有泄露，確保無(wú)泄漏方可起動(dòng)。

車(chē)輛起動(dòng)前，需打開(kāi)高壓球閥，剩余氣體量氣壓高于2 MPa即可起動(dòng)行駛。

汽車(chē)行駛時(shí)，駕駛員需隨時(shí)觀察氣瓶?jī)?nèi)氣壓，保證瓶?jī)?nèi)氣壓高于2 MPa，若低于2 MPa則需加氣；同時(shí)，若低壓表指針出現(xiàn)劇烈波動(dòng)，示數(shù)已低于1.1 MPa，且安全閥還未開(kāi)始工作，應(yīng)立即停車(chē)檢查，若故障無(wú)法排除，需關(guān)閉主氣閥。

CNG屬于低溫可燃物，行駛中如發(fā)現(xiàn)泄漏，需立即停車(chē)并關(guān)閉所有閥門(mén)，通知專(zhuān)業(yè)人員處理；如發(fā)生大量天然氣泄漏，須立即疏散，隔離現(xiàn)場(chǎng)，待燃?xì)馍⒈M后處理。若發(fā)生火災(zāi)現(xiàn)象，需立即關(guān)閉電源、氣瓶閥門(mén)，隔離現(xiàn)場(chǎng)，通知專(zhuān)業(yè)人員處理。

車(chē)輛需停車(chē)熄火時(shí)間不低于3 h時(shí)，需關(guān)閉高壓球閥及車(chē)輛電源，需停車(chē)超過(guò)24 h時(shí)，需關(guān)閉所有閥門(mén)。每次停車(chē)后，應(yīng)檢查氣路是否有漏氣現(xiàn)象，氣瓶有無(wú)松動(dòng)，檢查后關(guān)閉所有閥門(mén)及電源，記錄高壓表壓力示數(shù)，用以再次起動(dòng)前判斷系統(tǒng)是否漏氣。

汽車(chē)檢漏時(shí)必須用檢漏儀及中性發(fā)泡液，嚴(yán)禁明火。所有接頭、連接模塊、閥門(mén)、儀表、管路等燃?xì)庋b置安裝時(shí)需保持清潔。拆卸系統(tǒng)管路及零部件時(shí)，必須先卸荷。

6 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)長(zhǎng)期作業(yè)實(shí)踐驗(yàn)證，氣密性試驗(yàn)、氮?dú)庵脫Q、駕駛規(guī)范等能夠滿足商用車(chē)裝配工藝需求，完全滿足生產(chǎn)及質(zhì)量要求，其原理可橫展應(yīng)用。NG商用車(chē)裝配工藝及氣體加注量，需根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝及用戶需求進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

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