隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源危機(jī)、環(huán)境保護(hù)已越來越被人們所重視。珍愛生命、保護(hù)地球已成為各行各業(yè)技術(shù)發(fā)展的最終目的。作為對能源消耗、環(huán)境污染都起著決定性作用的汽車行亞，清潔的替代能源的應(yīng)用對這一問題的解決起著舉足輕重的作用。積極進(jìn)行電動(dòng)汽車、燃?xì)馄嚨难兄坪烷_發(fā)，是我國針對上述情況制定的有效措施。大力推廣燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)是減少汽車廢氣排放的重要措施，采用燃?xì)饪梢杂行Ц纳迫加桶l(fā)動(dòng)機(jī)由于冷啟動(dòng)和混合不均勻造成的HC，CO排放量，并在一定程度上降低NO，排放，基本上沒有碳煙。為適應(yīng)這一趨勢，我們研制開發(fā)了LPG，CNG等燃料城市公交客車。這里就LPG城市客車的開發(fā)做一簡要介紹。

    一、整車的開發(fā)

    （一）整體設(shè)計(jì)

    在車身方面，我們結(jié)合城市客車造型的特點(diǎn)，采用了低地板、方基調(diào)、大玻璃造型理念。整車兩級踏步，且第一級踏步保證空載狀態(tài)下離地面高度低于360mm，充分體現(xiàn)了城市公交客車必須方便乘客上下的使用特點(diǎn)，同時(shí)使得車內(nèi)空間寬敞、明亮，坐在車內(nèi)的人可以悠閑的欣賞車外流動(dòng)的風(fēng)景。前單后雙的大開度乘客門極大限度的保證城市客車“依次上車，快速下車”的要求。

    在底盤方面，鑒于國產(chǎn)LPG發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，我們選擇了11m或10m兩種整車長度，不但滿足正常狀態(tài)下的使用，而且充分考慮了使用空調(diào)狀態(tài)下的整車性能。所有總成選用國內(nèi)成熟可靠產(chǎn)品，通過合理的匹配，使得整車有著優(yōu)良的性能。同時(shí)大量通用件標(biāo)準(zhǔn)件的使用使得整車有著良好的維修性。

    （二）發(fā)動(dòng)機(jī)

    燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)工作原理與汽油機(jī)相似為點(diǎn)燃式燃燒，而柴油機(jī)為壓燃式。目前國內(nèi)LPG單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)都是在柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行部分結(jié)構(gòu)改動(dòng)設(shè)計(jì)而成的，因此其極大部分結(jié)構(gòu)仍與柴油機(jī)相同。發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)庀到y(tǒng)主要包含高壓電磁閥，蒸發(fā)調(diào)壓器、混合器、點(diǎn)火系統(tǒng)、氧傳感器等部件。

    1．高壓電磁閥。液態(tài)LPG由氣瓶出來首先到高壓電磁閥，經(jīng)過其下部的濾清器濾清后進(jìn)人調(diào)壓器。

    2．蒸發(fā)調(diào)壓器。液態(tài)LPG通過蒸發(fā)調(diào)壓器進(jìn)行兩級減壓，分兩個(gè)出口進(jìn)人混合器。一個(gè)出口是一級減壓后經(jīng)怠速燃料控制閥后到混合器，另一個(gè)出口二級減壓后經(jīng)主燃料控制閥到混合器。

    3．混合器。在混合器中壓縮空氣與LPG氣進(jìn)行充分混合。

    4．點(diǎn)火系統(tǒng)。包括ECM（發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊），ICU（點(diǎn)火控制單元），點(diǎn)火線圈和火花塞。

    5．氧傳感器。由ECM（發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊）控制，用以精確測量發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際空燃比。

    1.3LPG氣路系統(tǒng)的構(gòu)成及功能圖1為安凱汽車股份有限公司開發(fā)車型所配置的LPG氣路系統(tǒng)簡圖。

    A．LPG氣瓶。用于儲(chǔ)存LPG液體，標(biāo)稱工作壓力為2.2
Mpa。

    B．組合閥。組裝在氣瓶上，具備多種功能。①加氣限制功能：保證只能加到標(biāo)準(zhǔn)要求的容積，而不把氣瓶充滿；②氣量顯示功能；③吸出LPG液體功能；④切斷功能：維修保養(yǎng)時(shí)需關(guān)閉；⑤流量控制功能：此裝置可在流量超過規(guī)定限度時(shí)自動(dòng)斷開，從而切斷流體供給，另外在出現(xiàn)事故，發(fā)動(dòng)機(jī)供氣管路斷裂時(shí)，流量控制閥會(huì)自動(dòng)斷開，防止燃?xì)膺M(jìn)一步泄露。

    C．閥體密封盒。是LPG供給系統(tǒng)的安全組件，用于筒型氣罐，外部管路可通過其與多功能閥相連。

    D．加氣口。通過此處由外部氣源向氣瓶充氣。

    E．三通、四通。分別連接各氣瓶。

    二、設(shè)計(jì)關(guān)鍵

    （一）LPG氣路系統(tǒng)的安裝

    通常情況下整車廠所采購的是LPG氣瓶與組．合閥裝配總成安裝到車上。整車廠只需要將氣瓶、加氣口固定，將管路正確連接即可。

    1．氣瓶安裝。由于LPG比空氣重，因此氣瓶一般都安裝在車廂地板下部、乘客區(qū)外部。氣瓶應(yīng)安裝牢固，與車身兩側(cè)輪廓邊緣距離不小于75mm，與車身后側(cè)輪廓邊緣距離不小于200mm，且應(yīng)保證汽車滿載時(shí)氣罐有足夠的離地間隙。通常情況下，是將氣瓶安裝支架牢固的焊接在車架上，然后用緊固帶將氣瓶固定。氣瓶與固定座之間必須有厚度不小于2mm的橡膠墊。在氣瓶為沿車身方向縱置的情況下，由于氣瓶緊固帶為左右方向固定，我們還在兩端設(shè)計(jì)了橡膠減震防撞裝置，防止氣瓶在緊急制動(dòng)或突然加速時(shí)因慣性產(chǎn)生位移。氣瓶安裝示意圖如圖2所示。

    2．加氣口的安裝。加氣口必須安裝在車體內(nèi)部，盡量接近車身外廓，以便加氣。

    （二）發(fā)動(dòng)機(jī)倉的散熱

    由于氣體發(fā)動(dòng)機(jī)工．作時(shí)排氣溫度比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)高很多，而過高的機(jī)倉溫度會(huì)帶來車廂內(nèi)溫度高、零部件早期損壞、發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率低、燃?xì)庀牧看蟮纫幌盗兄卮蟮挠绊懀瑫r(shí)也增加了車輛的不安全因素，因此發(fā)動(dòng)機(jī)倉的散熱成為設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

    若采用傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)倉結(jié)構(gòu)來保證氣體發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱是根本不夠的。對此我們做過對比實(shí)驗(yàn)。

    測試條件為：①環(huán)境溫度32.8℃；②測試地點(diǎn)及路線：公交車實(shí)際運(yùn)行路線終點(diǎn)站；③所有測試點(diǎn)均在車身縱向軸線上取得。（A，B為發(fā)動(dòng)機(jī)倉內(nèi)；C、D、E為車廂內(nèi)地板表面）；④測量結(jié)果：A點(diǎn)56.6℃，B點(diǎn)84.2t，C點(diǎn)47.5℃，D點(diǎn)35.6℃，E點(diǎn)51.9℃。

    由以上數(shù)據(jù)不難看出，無論是在發(fā)動(dòng)機(jī)倉內(nèi)測得的A點(diǎn)、B點(diǎn)溫度，還是在車廂內(nèi)地板表面測得的C點(diǎn)、D點(diǎn),E點(diǎn)溫度都是很高的，即不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)使用性能的要求，也不能滿足車廂內(nèi)乘客舒適性的要求。

    針對以上情況，我們采取了一系列措施，專為氣體發(fā)動(dòng)機(jī)倉的散熱設(shè)計(jì)了特有的結(jié)構(gòu)。①加大發(fā)動(dòng)機(jī)倉空間，使之與車廂地板間保持較大的間隙，一來有利于空氣的流通，二來減小對車廂地板的熱輻射。②加大后圍出風(fēng)口面積，保證倉內(nèi)的熱空氣沿氣流方向順利、快速的散發(fā)出去。③增加散熱風(fēng)扇，并布置合理的氣流通道，加快倉內(nèi)的空氣循環(huán)。④還必須針對LPG發(fā)動(dòng)機(jī)所配備的三元催化器進(jìn)行合理的布置及氣流導(dǎo)向。三元催化轉(zhuǎn)化裝置的采用會(huì)大大減少有害氣體的排放，但三元催化器工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，因皮、此三元催化器及消聲器倉的布置及散熱也同樣非常關(guān)鍵，會(huì)直接影響車廂內(nèi)部乘座的舒適性。在布置三元催化器及消聲器倉時(shí)首先必須保證其與發(fā)動(dòng)機(jī)倉分割開來，避免其增加發(fā)動(dòng)機(jī)倉的熱量。其次應(yīng)該利用導(dǎo)流或百葉結(jié)構(gòu)將車外氣流導(dǎo)向三元催化器及消聲器，使流動(dòng)的自然環(huán)境溫度的空氣流經(jīng)它們以利散熱。通過以上措施的采用，使得LPG發(fā)動(dòng)機(jī)倉內(nèi)的溫度降低到通常發(fā)動(dòng)機(jī)倉內(nèi)的正常溫度。

    三、結(jié)束語

    隨著人類對能源、環(huán)保問題的重視，代用燃料客車必將得到更大的發(fā)展，純電動(dòng)車、混合動(dòng)力車、LPG/CNG燃料客車將會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用，相應(yīng)技術(shù)也會(huì)得到極大的提高，新技術(shù)、新能源的使用將會(huì)為未來客車的開發(fā)提出更多的課題以待我們進(jìn)一步探討。