1.2009年分析活塞燒熔和缸套破碎故障，某公司配備LNG發(fā)動機的客車，曾先后幾次出現(xiàn)活塞燒熔及缸套破碎的嚴重故障，機體解體后進行檢查分析。經分析，故障的主要原因是發(fā)動機在工作過程中爆震燃燒。壓縮結束時，可燃混合物用火花塞點燃。在正常燃燒情況下，火焰從火花塞端一直傳播到遠離火花塞的末端。如果末端混合氣在火焰?zhèn)鞑ミ^程中自行燃燒，氣缸內的壓力會急劇增加，并產生強烈的沖擊，脆的金屬敲擊聲，稱為爆燃。嚴重爆燃會導致發(fā)動機過熱、功率下降、發(fā)動機磨損加劇，甚至損壞發(fā)動機部件，特別是在發(fā)動機低速高負荷下。

LNG 發(fā)動機爆燃的原因分析如下：

（1）用的 LNG 燃料質量差，或抗爆性能下降；

（2）點火正時不準，點火提前角過大；

(3)混合氣過濃，超過設定濃度的5%；

(4)渦輪增壓異常，不能限制進氣增壓，造成過度增壓；

(5)進氣中冷器污染嚴重，進氣溫度過高；

(6)潤滑油質量選擇不當，使用灰分過高的機油，導致氣缸積碳過多，壓縮比相對增加。

該公司的車輛剛剛投入使用 LNG 公共汽車可以暫時排除嚴重污染、堵塞、碳積累過多等引起爆燃的原因。因此，爆燃的原因可能是點火前角嚴重過大，進入氣缸的混合溫度過高，或儲罐 LNG 儲存時間過長，氣體氣體中甲烷成分下降，抗爆性能下降。

在燃氣供應系統(tǒng)中，氣化天然氣溫度不宜過高，應控制通過燃氣緩沖罐和換熱器的天然氣溫度。溫度過高會導致發(fā)動機爆震。

儲罐中原有的 LNG 新車運輸、交接、檢驗后，燃料實際儲存時間過長。當儲罐吸收外界熱量而使內壓力增大超過1.6MPa，安全閥會自動排除超壓天然氣，加速罐內天然氣蒸發(fā)。由于甲烷的蒸發(fā)具有良好的抗爆性，液體LNG甲烷含量逐漸降低，直接影響發(fā)動機的耐爆性，容易使LNG 發(fā)動機爆震，嚴重時會造成發(fā)動機損壞。

一般來說，爆震部位在燃燒室內，容易造成氣缸上部燒熔損壞，但不會造成整個氣缸破碎。從整體破碎的角度來看，缸套的材料和淬火熱處理不當也與缸體破碎直接相關。

2.分析拉缸現(xiàn)象

幾輛公共汽車的發(fā)動機有類似的敲擊聲和氣體跳動聲。增加油門后，發(fā)動機發(fā)抖，功率下降，甚至熄火，排氣管冒黑煙。

經分析，可能是發(fā)動機拉缸現(xiàn)象。解體后，確認縱向缸壁有不同深度的垂直溝紋和毛劃痕。這是因為當活塞或活塞環(huán)與缸壁滑動接觸面積過小時時，摩擦產生高溫，活塞或活塞環(huán)與缸壁之間發(fā)生金屬燒熔。冷卻后，硬化物將缸壁拉出溝痕，即拉缸。

拉缸的常見原因有：發(fā)動機過熱、點火、活塞與缸套間隙過小，或活塞冷卻不足導致過熱膨脹、活塞環(huán)開口間隙過小或斷裂、潤滑油質量差或油膜壓力不足、空氣過濾器過濾效果差導致雜質進入缸，低溫啟動后駕駛員踩油門踏板。

LNG 發(fā)動機屬于燃氣發(fā)動機，其壓縮比高于汽油發(fā)動機，氣缸燃燒溫度高，需要耐高溫潤滑油，選擇合適的氣缸套和活塞材料，采用相應的熱處理，嚴格控制氣缸套和活塞的組裝間隙，以及活塞環(huán)的開口端隙。

3.分析火花塞的污損和裂紋損壞

LNG在發(fā)動機正常工況下，火花塞的絕緣體有輕微的黃色或棕色沉淀物，也有輕微的電極腐蝕。

火花塞由氧化鋁陶瓷制成，其工作環(huán)境極其惡劣，不僅要承受缸內溫度和壓力頻率高的急劇交替沖擊，還要保證在40kV 高壓下的絕緣性能和耐化學腐蝕性。絕緣體損傷的主要原因是爆裂振動。LNG 發(fā)動機由于燃料的差別，混合氣的空燃比氣缸的壓縮壓力高于汽油發(fā)動機，點火電壓為40kV 以上，火花塞間隙遠小于汽油發(fā)動機，因此，在安裝火花塞和點火線圈時，必須確保火花塞間隙在規(guī)定值，并在點火線圈和火花塞電極上涂抹導電膠，在火花塞陶瓷體上涂抹絕緣脂，防止火花塞與缸套之間因橡膠套老化而泄漏。

4.分析發(fā)動機動力不足的原因

LNG 發(fā)動機動力不如柴油機，有時很難加速。LNG 燃料本身的特性和發(fā)動機結構是動力不足的主要原因。燃油和氣體的混合物進入燃油發(fā)動機， LNG 它是天然氣和空氣的混合物。前者的進氣量與燃油體積相比 58:1，燃油體積可以忽略不計，但后者的進氣量與天然氣體積的比 9.5:1燃氣體積上升 6 倍，必然導致相對進氣量減少，發(fā)動機功率下降，尤其是在熱狀態(tài)下。

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