CNG发动机培训教材.ppt

玉柴机器股份有限公司玉柴机器股份有限公司20082008年年1010月月天燃气发动机培训目录目录1、玉柴天然气、玉柴天然气发动机机结构及原理构及原理2、天然气、天然气发动机主要零部件机主要零部件结构及特性构及特性3、使用与、使用与维护与保养与保养4、天然、天然发动机故障机故障诊断断5、天然气、天然气发动机常机常见故障故障检查一、玉柴天然气发动机结构及原理一、玉柴天然气发动机结构及原理CNG发动机系统原理图电控发动机工作原理天然气发动机控制系统CNG发动机系统原理发动机系统原理图发动机系统原理图 发 动 机 传感器 执行器执行器 控制器ECU （含微机与 控制策略） 监测发 动机工况 将信息 传至控制 器 接收并分 析输入信息 决定如何 调整发动机 发出指令 至执行器 接收控 制器指令 按指令 改变喷油 1.2 发动机电控系统的概念图输出控制凸轮轴位置传感器节气门前进气压力传感器节气 门后进气压力传感器(MAPMAT)大气环境传感器 氧传感器水温传感器天然气温度传感 器 电子油门踏板点火线圈电子节气门传感器输入电控调压器废气旁通控制阀燃料切断阀1.3 天然气发动机控制系统天然气发动机控制系统1.4 CNG发动机系统原理发动机系统原理从从CNG发动机工作原理图可看出，该发动机基本原理为：发动机工作原理图可看出，该发动机基本原理为： 高压的压缩天然气从储气钢瓶出来，经过天然气滤清器过滤高压的压缩天然气从储气钢瓶出来，经过天然气滤清器过滤后，经高压电磁阀进入高压减压器，高压电磁阀的开合由后，经高压电磁阀进入高压减压器，高压电磁阀的开合由ECM控制，控制，高压减压器的作用是将高压的压缩天然气（工作压力高压减压器的作用是将高压的压缩天然气（工作压力200bar-30bar）经过减压加热将压力调整至）经过减压加热将压力调整至7bar-9bar。

高压天然气在减压高压天然气在减压过程中由于减压膨胀，需要吸收大量的热量，为防止减压器结冰，从过程中由于减压膨胀，需要吸收大量的热量，为防止减压器结冰，从发动机将发动机冷却液引出到减压器对燃气进行加热经减压后的天发动机将发动机冷却液引出到减压器对燃气进行加热经减压后的天然气进入电控调压器，电控调压器的作用是根据发动机运行工况精确然气进入电控调压器，电控调压器的作用是根据发动机运行工况精确控制天然气喷射量天然气与空气在混合器内充分混合，进入发动机控制天然气喷射量天然气与空气在混合器内充分混合，进入发动机缸内，经火花塞点燃进行燃烧，火花塞的点火时刻由缸内，经火花塞点燃进行燃烧，火花塞的点火时刻由ECM控制，氧控制，氧传感器即时监控燃烧后的尾气的氧浓度，推算出空燃比，传感器即时监控燃烧后的尾气的氧浓度，推算出空燃比，ECM根据根据氧传感器的反馈信号和控制氧传感器的反馈信号和控制MAP及时修正天然气喷射量及时修正天然气喷射量二、二、天然气发动机主要零部件结构及特性天然气发动机主要零部件结构及特性5、电子控制模块、电子控制模块1、燃料供给系统燃料供给系统 高压燃料切断阀部件高压燃料切断阀部件 高压减压器高压减压器 低压电磁阀部件低压电磁阀部件 电控调压器部件（电控调压器部件（EPR阀）阀） 混合器部件混合器部件 电子节气门电子节气门2、点火系统、点火系统u 点火线圈点火线圈u 火花塞火花塞 3、增压压力控制系统、增压压力控制系统 废气旁通控制阀废气旁通控制阀 防喘振阀防喘振阀 空气调压器空气调压器4、传感器、传感器增压中冷增压中冷后空气后空气天然气管路天然气管路空气管路空气管路混合气管路混合气管路电控调压器电控调压器(EPR)高压减高压减压器压器混合器混合器电子节电子节气门气门低压电低压电磁阀磁阀2.1 燃料供给系统燃料供给系统天然气瓶天然气瓶 2.1.1 高高压压燃料切断燃料切断阀阀部件部件 工作原理及安装要求：工作原理及安装要求：工作原理：由线圈驱动阀芯，由工作原理：由线圈驱动阀芯，由ECM控控制其开合，停机状态下处于常闭状态制其开合，停机状态下处于常闭状态作用：及时切断或恢复燃料供给。

作用：及时切断或恢复燃料供给安装要求：为有效防止高压电磁阀进气接头与高压电磁阀结合部位安装要求：为有效防止高压电磁阀进气接头与高压电磁阀结合部位漏气，安装该接头时，必须使用螺纹密封胶（如乐泰漏气，安装该接头时，必须使用螺纹密封胶（如乐泰262），并且锁），并且锁紧接头使铜垫略有变形，有效密封紧接头使铜垫略有变形，有效密封高高压压减减压压器器高压减压器工作原理：高压减压器工作原理： 工作原理：通过压力膜片克服弹簧阻工作原理：通过压力膜片克服弹簧阻力，带动杠杆，调整节流孔的流通面积，力，带动杠杆，调整节流孔的流通面积，从而控制减压后的天然气压力从而控制减压后的天然气压力 作用：通过节流和加热，使高压的压作用：通过节流和加热，使高压的压缩天然气减压至缩天然气减压至7bar-9bar的低压天然气的低压天然气 2）减压器出气接头使用）减压器出气接头使用O形圈进行密封，出气接头与低压电磁阀、低压形圈进行密封，出气接头与低压电磁阀、低压 电磁阀电磁阀与电磁阀出气接头采用锥螺纹连接，安装时必须使用螺纹密封胶与电磁阀出气接头采用锥螺纹连接，安装时必须使用螺纹密封胶安装要求：安装要求： 1）减压器进气接头螺纹部分必须使）减压器进气接头螺纹部分必须使用螺纹密封胶，并且使用铜垫进行密封用螺纹密封胶，并且使用铜垫进行密封加热水加热水管接头管接头天然气温天然气温度传感器度传感器3 3）高压减压器通过两根水管与发动）高压减压器通过两根水管与发动机的冷却水循环水路连通，安装水管时机的冷却水循环水路连通，安装水管时请锁紧环箍，以免漏水。

请锁紧环箍，以免漏水4 4）高压减压器必须通过一根压力反）高压减压器必须通过一根压力反馈管与进气管连接，目的是为了根据工馈管与进气管连接，目的是为了根据工况控制调压器出口压力况控制调压器出口压力5 5）减压调节器应安装在靠近发动机）减压调节器应安装在靠近发动机进气管和振动较小的位置，但不应直接进气管和振动较小的位置，但不应直接安装在发动机上所以减压调节器必须安装在发动机上所以减压调节器必须安装在汽车（底盘）大梁上设计减压安装在汽车（底盘）大梁上设计减压调节器支架时，应注意减压调节器的安调节器支架时，应注意减压调节器的安装位置不能高于发动机散热器顶部否装位置不能高于发动机散热器顶部否则会导致加热水不能流经减压器，导致则会导致加热水不能流经减压器，导致减压器结冰冻裂减压器结冰冻裂此处连此处连接到进接到进气管气管低压电磁阀部件低压电磁阀部件工作原理及安装要求：工作原理及安装要求：工作原理：由线圈驱动阀芯，由工作原理：由线圈驱动阀芯，由ECM控控制其开合，停机状态下处于常闭状态制其开合，停机状态下处于常闭状态作用：及时切断或恢复燃料供给作用：及时切断或恢复燃料供给安装要求：安装要求：1、为有效防止高压电磁阀进气接头与、为有效防止高压电磁阀进气接头与高压电磁阀结合部位漏气，安装该接头高压电磁阀结合部位漏气，安装该接头时，必须使用螺纹密封胶（如乐泰时，必须使用螺纹密封胶（如乐泰262）有效密封。

有效密封2、要求安装电控调压器上面要求安装电控调压器上面电电控控调压调压器部件器部件（EPR阀阀） 工作原理：该零件内部有一控制芯片，该控工作原理：该零件内部有一控制芯片，该控制芯片接受来自制芯片接受来自ECM的控制指令，通过高的控制指令，通过高速电磁阀控制天然气气量，从而实时有效控速电磁阀控制天然气气量，从而实时有效控制空燃比制空燃比作用：控制天然气喷射量作用：控制天然气喷射量安装要求：由于该零件内部有控制芯片，应避免高频振动该零件安装要求：由于该零件内部有控制芯片，应避免高频振动该零件自带减震软垫，切勿自行拆卸电控调压器出气口中心水平高度不自带减震软垫，切勿自行拆卸电控调压器出气口中心水平高度不能低于混合器进气口中心高度，电控调压器天然气出气口离混合器能低于混合器进气口中心高度，电控调压器天然气出气口离混合器天然气进气口距离要求控制在天然气进气口距离要求控制在500mm以内目的是为了让天然气以内目的是为了让天然气中的杂质流到混合器中随空气进入缸内燃烧掉，保持中的杂质流到混合器中随空气进入缸内燃烧掉，保持EPR阀内清洁，阀内清洁，并且保持天然气供给响应速度快并且保持天然气供给响应速度快。

混合器部件混合器部件 工作原理及作用：将天然气和中冷后的空工作原理及作用：将天然气和中冷后的空气充分混合，使燃烧更充分、柔和有效气充分混合，使燃烧更充分、柔和有效降低降低NOx排放和排气温度排放和排气温度安装要求：调压器出气管安装在混合器安装要求：调压器出气管安装在混合器天然气入口处，安装时锥螺纹部分必须天然气入口处，安装时锥螺纹部分必须使用螺纹密封胶以防止漏气将混合器使用螺纹密封胶以防止漏气将混合器垫片垫片I、混合器垫片、混合器垫片II安装在混合器接管安装在混合器接管I、混合器接管、混合器接管II与混合器的结合面，注与混合器的结合面，注意拧紧螺栓以防止漏气意拧紧螺栓以防止漏气电子节气门电子节气门工作原理及作用：通过控制蝶阀的开度，控工作原理及作用：通过控制蝶阀的开度，控制进入缸内的混和气的量，从而控制发动机制进入缸内的混和气的量，从而控制发动机的转速和负荷驾驶者通过油门踏板，将动的转速和负荷驾驶者通过油门踏板，将动力需求传送给力需求传送给ECM，ECM接收到油门踏板接收到油门踏板信号后，根据发动机运行工况控制电子节气信号后，根据发动机运行工况控制电子节气门开度 通过控制蝶阀开度，控制怠速转通过控制蝶阀开度，控制怠速转速和调速特性曲线。

速和调速特性曲线安装要求：安装电子节气门时，驱动电机轴安装要求：安装电子节气门时，驱动电机轴线必须保持水平方向线必须保持水平方向2.2 点火系统点火系统电瓶电瓶ECU火花塞火花塞点火线圈点火线圈点火线圈点火线圈 作用：作用： 接收来自接收来自ECM点火指令，产生高电压并将高点火指令，产生高电压并将高电压传递给火花塞，产生火花，点燃天然气点火线电压传递给火花塞，产生火花，点燃天然气点火线圈能根据圈能根据ECM指令控制点火时刻，使发动机实现低指令控制点火时刻，使发动机实现低排放、低气耗排放、低气耗安装要求：安装时拧紧点火线圈安装螺栓，以保证安装要求：安装时拧紧点火线圈安装螺栓，以保证点火线圈胶套内弹簧与火花塞头部紧密接触由于点火线圈胶套内弹簧与火花塞头部紧密接触由于高压电源会在接触表面产生电弧，弹簧与火花塞头高压电源会在接触表面产生电弧，弹簧与火花塞头部接触的部位易受热氧化，导致接触部位电阻过大，部接触的部位易受热氧化，导致接触部位电阻过大，分压作用过大导致火花塞点火能量降低，严重时会分压作用过大导致火花塞点火能量降低，严重时会导致失火所以安装火花塞和点火线圈时，必须在导致失火所以安装火花塞和点火线圈时，必须在火花塞头部与点火线圈弹簧结合部位涂抹导电膏。

火花塞头部与点火线圈弹簧结合部位涂抹导电膏在胶套与火花塞接触的陶瓷部位应该涂抹绝缘润滑在胶套与火花塞接触的陶瓷部位应该涂抹绝缘润滑油脂，以防止因胶套老化导致火花塞与缸盖之间漏油脂，以防止因胶套老化导致火花塞与缸盖之间漏电电 2.2.2 火花塞火花塞 作用：作用： 接收来自点火线圈的高电压接收来自点火线圈的高电压 ，产生火花，点，产生火花，点燃天然气燃天然气安装要求：安装时拧紧点火花塞，拧紧力矩：拧紧安装要求：安装时拧紧点火花塞，拧紧力矩：拧紧火花塞必须使用专用火花塞套筒由于高压电源会在火花塞必须使用专用火花塞套筒由于高压电源会在接触表面产生电弧，弹簧与火花塞头部接触的部位受接触表面产生电弧，弹簧与火花塞头部接触的部位受热氧化，导致接触部位电阻过大，分压作用过大导致热氧化，导致接触部位电阻过大，分压作用过大导致火花塞点火能量降低，严重时会导致失火所以安装火花塞点火能量降低，严重时会导致失火所以安装火花塞和点火线圈时，。