KLQ6608GC5型6米CNG城市客车设计

刁威，陈江波

（金龙汽车(西安)有限公司，陕西 西安 710000）

KLQ6608GC5型6米CNG城市客车设计

刁威，陈江波

（金龙汽车(西安)有限公司，陕西 西安 710000）

针对KLQ6609GC5型CNG城市客车，根据城市公交运营特点，简要介绍KLQ6608GC5的设计背景、车身结构特点、主要性能参数等，重点论述小型前置发动机城市客车的CNG供气系统设计方案、安全防护。

城市客车；CNG系统；结构特点；设计

前言

当今社会能源紧缺，正在进入后石油时代，天然气成为最具发展前景的清洁能源。常规的油田气与非常规煤层气、页岩气等已探明储量超过石油资源。且天然气可通过管道和槽车输送至全国绝大部分地区。而天然气客车安全性高，经济性好，更能满足运输企业的发展需求。政府政策的支持也为天然气客车发展创造有利条件。

在我国，从节能、减排的角度看（排除新能源政策因素），城市公共汽车天然气清洁能源车是最为现实的技术路线。

我公司开发的海格牌 KLQ6608GC5单燃料压缩天然气城市客车是为西安公交精心打造的城市公交客车，该车在研发过程中，根据当地城市公交特点，合理布置以及关乎客车安全防范的细节设计，力图实现良好的经济性、环保性以及舒适性。

1 底盘选取及整车主要参数

1.1 底盘的选择

该车选用江淮成熟K1921系列小型城市客车底盘，采用玉柴玉柴 YC4D140N-50增压中冷单燃料发动机，整车排放达国V标准。变速箱采用綦江QJ5S600。前后桥分别为江淮3T前桥及4.5T合肥车桥，满足日常公交车出现的严重超载的使用需求。该底盘装有自动润滑系统，既解决了底盘零部件润滑保养操作不便的难题，又使得底盘润滑及时高效、减少了日常维护的成本，底盘。

1.2 车身设计

整车款式简洁大方，采用圆基调，车身流畅，富有现代感。前后乘客门均采用电控气动折叠门，结构简单，制造及维护成本低。整车内饰采用浅灰色调，车厢明亮不压抑。整车轻量化设计，在满足日常使用、强度、刚度要求的前提下，通过优化骨架架构，CAE建模分析、降低自重，如铝合金侧舱门，亚麻前后顶装饰件、聚氨酯发泡组合仪表台等方法有效降低整备质量。其有限元建模及总布置图纸见图1、图2。

图1

图2

1.3 整车主要技术参数

长*宽*高5995*2270*2940（mm）最高车速69（km/h）

轴距/前悬/后悬 3100/ 1200/1695（mm）整备质量 5600（kg）

最大总质量 7500（kg）接近离去角15.5/12（°）

额定载客19/10-18（人）车内高度 1920（mm）

2 CNG供气系统设计及安装

2.1 CNG气瓶配置

KLQ6608GC5城市客车装配4个气瓶，3*50L+1*80L。

1）CNG气瓶容积及装载气量

CNG车气瓶加气量A(m³)=(L1*N1+L2*N2)*P/1000；

L1*=50L L2=80L（气瓶公称容积）N1=3 N2=1（气瓶个数）

P=200 atm（气瓶公称工作压力）；

A（加气量）=（50L*3+80L*1）*200atm/1000=46m³

2）车辆续驶里程计算

S（km）= A×100 / Q；

A=气瓶加气量；Q=百公里气耗；百公里气耗约为19m3

续驶里程 S = 46×100 / 20 = 242km

*公交公司要求整车每天运行220Km,满足设计要求。

2.2 CNG气路原理与气瓶布置

气瓶是 CNG 系统中最重要的部件之一，其布局对供气系统的安全性、可靠性和整车载荷分布影响较大，直接影响车辆安全运行一般有两种方案：

1）布置于车辆顶部，气瓶平行于车轴布置。优点是安装空间大，方便天然气管路及其附件的合理布局，缺点是安装后车辆重心较高。最新发布营运客车安全技术条件（JT/T1094-2016）中已将营运车范围内禁止车顶安装气瓶。虽然城市客车不在其列，但布置在顶部存在较大安全隐患，

2）布置于车身车架下，用悬臂梁悬吊气瓶。优点是安装后车辆重心低，车辆运行稳定；缺点是底盘预留安装空间小，拆装维修不便。

结合KLQ6608GC5是城市客车，安全第一、运行环境人员密集等综合考虑，最终确定方案3个50L气瓶布置于后桥后，1个80L气瓶侧挂在车身左侧。该布置主要考虑该车后桥后布置乘客门空间及通道空间要求。底盘零部件不易维护的缺点，整车采用集中润滑，减少不必要的维护。

2.3 安全防护和漏气报警

1）客车气体燃料的供给系统应具有有效的安全保护结构措施，保证气密性以防止气体泄漏，所以每一个气瓶阀出口都必须安装有高压过流保护装置。同时配备天然气泄漏及温度报警装置，在天然气泄漏达到设定的报警浓度时，进行声、光报警；主机面板可实时显示检测到的温度数值，并在温度超过设定值时进行声、光报警。多个传感器对应系统的红色报警灯可指示具体的气体泄漏点。当管路破裂或损坏发生泄漏时，过流保护阀将根据流经的气体流量和压差，自动将气瓶出气口关闭，从而避免高压气体继续泄露；泄漏及温度报警装置提示驾驶员应采取紧急措施，疏散乘客，设置警戒线；并根据报警灯提示打开相应舱门进行通风散气。全车气路系统的装配空间为开放式，和外界相通，即使遇到根本无法控制的大面积泄漏，也可以迅速把泄漏的燃气扩散到大气中，

避免安全事故的发生。

2）车内配备6个带呼叫铃安全锤，具有防盗功能，安全实用。配备“悬挂式超细干粉自动灭火装置”，平时处于常压状态。一旦发动机舱内温度超过 170℃或有明火时，该装置会自动启动，将超细干粉在瞬间喷射出来进行灭火。

系统的安全防护和报警装置组成防护网，能极大地提高车辆运行的安全性和应对突发状况的能力。

2.4 CNG客车的燃料储存和供给系统

CNG客车的燃料储存和供给系统主要由储气供气、调压、安全保护及控制和燃气泄露报警四部分组成。其中：

① 储气供气部分：由压缩天然气储气瓶、高压电磁阀、压力表、加气嘴、高压管路、操纵面板总成（充气阀、充气截止阀、压力表和系统排空阀等）及剩余气量显示系统等装置组成。

② 调压部分：由高压球阀、高压过滤器、高压电磁阀和低压管路等组成。

③ 安全保护及控制部分：由充气止回阀、过流保护装置、转换开关、电子控制单元 ECU、CNG电磁阀、喷射阀共轨及相关线束等组成。

④ 燃气泄露报警部分：由储气瓶泄露浓度传感器、减压阀泄露浓度传感器、发动机泄露浓度传感器、充气口泄露浓度传感器、分线和报警指示灯等组成。

KLQ6608GC5供气原理见图5：

图3

CNG燃气供气系统普遍采用双回路供气系统，两路均为Φ8mm管，以提高加气速度，满足快速城市公交的要求。

KLQ6608GC5的CNG系统阀体安装形式：

集成面板控制阀式，充气阀两端接φ8mm*1**规格的加气管，加气速度稍快，经实践检验系统可靠。

2.5 气瓶的安装

由于天然气城市客车运行环境的特殊性，CNG 供气系统的安装是天然气客车生产重点，对车辆的安全性及稳定性影响很大。供气系统采用车用钢质内胆环向缠绕气瓶和不锈钢高压天然气专用气管，安全可靠。

在气瓶支架下方需增加气瓶支架胶垫，胶垫上、下接触面打西卡PU粘结胶西卡212FC灰色弹性密封胶，单面打两道胶，胶宽度为8±2mm,高度为7±2mm。

2.6 管路的安装

1）管路通往气瓶的气管弯曲定型，在操控面板管路泄压阀和充气截止阀的接口处，分别留下安装余量。

3 结束语

综上所述，KLQ6608FC5型CNG城市小型客车在设计中，根据城市公交运营特点，我们分别以驾驶员、维修厂、乘客、公交公司的角度多元诉求出发。合理优化、尽力做出多方满意的城市客车。西安公交总公司采购的我司 200台KLQ6608GC5 天然气城市客车现已经正式运营，得到了西安公交公司上下的好评和认可。

[1] 刘开春.客车的车身总布置,客车车身设计[M].机械工业出版社:2015.281-374.

[2] 苏学军,王琳.中国公路学会客车分会.客车新技术与新研究[C].人民交通出版社: 2016. 96-107.

[3] GB 1589—2004,道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值[S].北京:中国标准出版社,2004.

[4] GB 13094-2007,客车结构安全要求[S].北京:中国标准出版社,2007.

[5] 陈科宾,马涛,高学浴.CLY6852HCNGC型压缩天然气城市客车设计[J].客车技术与研究,2014,6（6）：15-17.

[6] 蒋黎明.LNG 客车供气系统安装技术研究[J].客车技术与研究,2011,33（5）:26-27.

[7] GB 7258-2012,机动车运行安全技术条件[S].北京:中国标准出版社,2012.

Design of klq 6608 type 6-meter CNG city bus

Diao Wei, Chen Jiangbo
( Golden dragon automobile ( Xi'an ) co., ltd, Shaanxi Xi'an 710000 )

According to the KLQ6608GC5 CNG city-bus and the characteristics of urban bus operation,This authors briefly introduces the design background、the characteristics of body structure, the main performance parameters of the KLQ 6608GC5.The paper also emphasize the designing scheme protection of the CNG supply system for the city bus with the front-mounted engine.

city bus; general arrangement; CNG system; structure characteristic; design

U472

A

1671-7988(2017)22-31-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.22.011

刁威（1989-），男，助理工程师，就职于金龙汽车（西安）有限公司。整车总布置设计。

CLC NO.:U472

A

1671-7988(2017)22-31-03