隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，能源危機、環(huán)境保護已越來越被人們所重視。珍愛生命、保護地球已成為各行各業(yè)技術發(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用對這一問題的解決起著舉足輕重的作用。積極進行電動汽車、燃氣汽車的研制和開發(fā)，是我國針對上述情況制定的有效措施。大力推廣燃氣發(fā)動機是減少汽車廢氣排放的重要措施，采用燃氣可以有效改善燃油發(fā)動機由于冷啟動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）整體設計

    在車身方面，我們結合城市客車造型的特點，采用了低地板、方基調、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，同時使得車內空間寬敞、明亮，坐在車內的人可以悠閑的欣賞車外流動的風景。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)動機的動力，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狀態(tài)下的整車性能。所有總成選用國內成熟可靠產(chǎn)品，通過合理的匹配，使得整車有著優(yōu)良的性能。同時大量通用件標準件的使用使得整車有著良好的維修性。

    （二）發(fā)動機

    燃氣發(fā)動機工作原理與汽油機相似為點燃式燃燒，而柴油機為壓燃式。目前國內LPG單燃料發(fā)動機都是在柴油機的結構基礎上進行部分結構改動設計而成的，因此其極大部分結構仍與柴油機相同。發(fā)動機燃氣系統(tǒng)主要包含高壓電磁閥，蒸發(fā)調壓器、混合器、點火系統(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人調壓器。

    2．蒸發(fā)調壓器。液態(tài)LPG通過蒸發(fā)調壓器進行兩級減壓，分兩個出口進人混合器。一個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氣進行充分混合。

    4．點火系統(tǒng)。包括ECM（發(fā)動機控制模塊），ICU（點火控制單元），點火線圈和火花塞。

    5．氧傳感器。由ECM（發(fā)動機控制模塊）控制，用以精確測量發(fā)動機實際空燃比。

    1.3LPG氣路系統(tǒng)的構成及功能圖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。用于儲存LPG液體，標稱工作壓力為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：保證只能加到標準要求的容積，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)時需關閉；⑤流量控制功能：此裝置可在流量超過規(guī)定限度時自動斷開，從而切斷流體供給，另外在出現(xiàn)事故，發(fā)動機供氣管路斷裂時，流量控制閥會自動斷開，防止燃氣進一步泄露。

    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、設計關鍵

    （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。氣瓶應安裝牢固，與車身兩側輪廓邊緣距離不小于75mm，與車身后側輪廓邊緣距離不小于200mm，且應保證汽車滿載時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，我們還在兩端設計了橡膠減震防撞裝置，防止氣瓶在緊急制動或突然加速時因慣性產(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部，盡量接近車身外廓，以便加氣。

    （二）發(fā)動機倉的散熱

    由于氣體發(fā)動機工．作時排氣溫度比傳統(tǒng)發(fā)動機高很多，而過高的機倉溫度會帶來車廂內溫度高、零部件早期損壞、發(fā)動機工作效率低、燃氣消耗量大等一系列重大的影響，同時也增加了車輛的不安全因素，因此發(fā)動機倉的散熱成為設計的關鍵。

    若采用傳統(tǒng)發(fā)動機倉結構來保證氣體發(fā)動機的散熱是根本不夠的。對此我們做過對比實驗。

    測試條件為：①環(huán)境溫度32.8℃；②測試地點及路線：公交車實際運行路線終點站；③所有測試點均在車身縱向軸線上取得。（A，B為發(fā)動機倉內；C、D、E為車廂內地板表面）；④測量結果：A點56.6℃，B點84.2t，C點47.5℃，D點35.6℃，E點51.9℃。

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

    針對以上情況，我們采取了一系列措施，專為氣體發(fā)動機倉的散熱設計了特有的結構。①加大發(fā)動機倉空間，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加大后圍出風口面積，保證倉內的熱空氣沿氣流方向順利、快速的散發(fā)出去。③增加散熱風扇，并布置合理的氣流通道，加快倉內的空氣循環(huán)。④還必須針對LPG發(fā)動機所配備的三元催化器進行合理的布置及氣流導向。三元催化轉化裝置的采用會大大減少有害氣體的排放，但三元催化器工作時會產(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鍵，會直接影響車廂內部乘座的舒適性。在布置三元催化器及消聲器倉時首先必須保證其與發(fā)動機倉分割開來，避免其增加發(fā)動機倉的熱量。其次應該利用導流或百葉結構將車外氣流導向三元催化器及消聲器，使流動的自然環(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)動機倉內的溫度降低到通常發(fā)動機倉內的正常溫度。

    三、結束語

    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，純電動車、混合動力車、LPG/CNG燃料客車將會得到越來越廣泛的應用，相應技術也會得到極大的提高，新技術、新能源的使用將會為未來客車的開發(fā)提出更多的課題以待我們進一步探討。