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当压缩天然气从容器或管路中泄出时,泄孔周围会迅速形成一个低温区,使天然气燃烧困难。
其次,压缩天然气汽车所用的配件比汽油车要求更高。
表现在:
国家颁布有严格的天然气汽车技术标准。
从加气站设计、储气瓶生产、改车部件制造到安装调试等,每个环节都形成了严格的技术标准。
设计上考虑了严密的安全保障措施。
对高压系统使用的零部件,安全系数均选用1.5~4以上,在减压调节器、储气瓶上安装有安全阀,控制系统中,安装有紧急断气装置。
储气瓶出厂前要进行特殊检验。
气瓶经常规检验后,还需充气作火烧、爆炸、坠落、枪击等试验,合格后,方能出厂使用。
中外发展天然气60年来,从未出现过因天然气爆炸、燃烧而导致车毁人亡的事实证明,压缩天然气汽车是十分安全可靠的。
(4)CNG汽车的动力性略有降低。
燃用天然气时,动力性略下降5~15%。
(5)改装一次性投资大。
目前,改装一辆CNG汽车大约需1万元左右。
3、CNG汽车的结构简介
CNG汽车采用定型汽油车改装,在保留原车供油系统的情况下,增加一套“CNG型车用压缩天然气装置”。
改装部分由以下三个系统组成。
(1)天然气系统。
主要由充气阀、高压截止阀、天然气钢瓶、高压管线、高压接头、压力表、压力传感器及气量显示器等组成。
(2)天然气供给系统。
主要由天然气高压电磁阀、三级组合式减压阀、混合器等组成。
(3)油气燃料转换系统。
主要由三位油气转换开关、点火时间转换器、汽油电磁阀等组成。
天然气钢瓶的瓶口处安装有易熔塞和爆破片两种保安装置,当气瓶温度超过100。
C或压力超过26MPa时,保安装置会自动破裂卸压;
减压阀上设有安全阀;
气瓶及高压管线安装时,均有防震胶垫,卡固牢固。
因此,该系统在使用中是安全可靠。
CNG汽车以天然气作燃料时,天然气经三级减压后,通过混合器与空气混合进入气缸,压缩天然气由额定进气压力20MPa减为负压,其真空度为49~69kPa。
减压阀与混合器配合可满足发动机不同工况下混合气的浓度要求。
减压阀总成设有怠速电磁阀,用以供给发动机怠速用气;
压缩天然气减压过程中要膨胀做功对外吸热,因此在减压阀上还设有利用发动机循环水的加温装置;
为提高该车的操作性能,驾驶室设置有油气燃料转换开关,用来统一控制油气电磁阀及点火时间转换器;
点火时间转换器由电路系统自动转换两种燃料的不同点火提前角;
仪表板上气量显示器的5只红绿灯显示气瓶的储气量;
燃料转换开关上还设有供发动机起动的供气按钮。
4、CNG汽车的工作原理
该系统分天然气气路、汽油油路和控制电路三大部分。
充气站将压缩天然气,通过充气阀充入贮气瓶至20MPa。
当使用天然气作燃料时,手动截止阀打开,安装在驾驶室内的油气燃料转换电开关,扳到“气”的位置,此时天然气电磁阀打开,汽油电磁阀关闭,贮气瓶内的20MPa高压天然气通过高压管路进入减压调节器减压,再通过低压管路、动力阀进入混合器,并与经空气滤清器进入的空气混合,经化油器通道进入发动机气缸燃烧。
减压调节器与混合器相匹配,根据发动机的各种不同工况产生不同的真空度,自动调节减压调节器的供气量,并使天然气与空气均匀混合,惴⒍煌た龅氖褂靡蟆6Ψ且桓龅鹘谔烊黄艿澜孛婊淖爸茫傻鹘诨旌掀目杖急龋箍杖急却锏阶罴炎刺?
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油路中安装一个汽油电磁阀,其余部件均保留不变。
当使用汽油作燃料时,司机将油气燃料转换开关扳到“油”的位置,此时天然气电磁阀关闭,汽油电磁阀打开,汽油通过汽油电磁阀进入化油器、并吸入气缸燃烧。
燃料转换开关有三个位置,当拨到中位时,油、气电磁阀均关闭,该功能是专门用来由汽油转换到天然气时,烧完化油器室里残存汽油而设置的,以免发生油气混烧现象。
5、CNG汽车的主要技术性能
使用天然气燃料,车辆主要技术性能如下:
发动机额定功率
不低于原车的85%
发动机最大扭矩
不低于原车的90%
汽车最高车速
汽车加速性能
直接档最低稳定车速
不高于原车的5%
说明:
上述参数主要指油改气车辆。
原装CNG汽车不会出现此现象)
天然气额定充气压力
20MPa
1立方米天然气可代替汽油
1升以上
一次充天然气行驶里程
客车、货车不低于180km
轿车、微车不低于200km
汽车污染物排放
CO含量≤1.5%
HC含量≤1000PPM
二、CNG汽车的改装
为了确保CNG汽车的安全和改装质量,国家和重庆市对CNG汽车的改装制定了严格的管理规定。
定型在用汽车改装成CNG汽车,必须在经过认证的指定改装厂进行改装。
1、车辆改装手续办理方法
(1)车辆改装前,应由车主向当地机动车辆管理部门提出申请,经车辆管理部门认可,填写车辆改装申请表,方可到指定的CNG汽车改装企业进行改装。
(2)车辆改装完毕后,应持改车单位发给的车辆改装合格证,连同改装申请表一起到车辆管理部门办理机动车辆异动手续。
(3)CNG汽车驾驶员应经市车管所培训,并取得合格证,在车辆管理部门注册后,方能驾驶天然气汽车。
2、对被改装车辆的技术要求
车辆改装前,应进行车辆性能检查,主要检查发动机的起动性和动力性,要求发动机起动性能良好,加速灵敏,最大功率和最大扭矩不得低于发动机设计标定值的90%,否则该车不宜改装。
送改车的主要技术性能指标应满足下表的要求,方能改装。
技术指标
发
动
机
(1)最大功率、最大扭矩不得低于发动机设计标定值的90%
(2)发动机压缩比>
7.3
(3)各汽缸压力>
0.85MPa,且压力差不得超过平均缸压的5%
(4)怠速时进气管的真空度<
-0.0567MPa(负气压)
(5)发动机在使用汽油时,各转速工况下运行稳定,突然加速或减速时不得有突爆,化油器不回火,机油压力稳定
电
气
(1)蓄电池空载电压>
12.4V;
起动电压>
8.5V
(2)发动机正常发电;
起动机正常工作
(3)分电器白金电压<
0.2V,分度误差<
1.,火花塞间隙调正确,不积碳
整车
(1)整车各总成工作正常
(2)整车技术附合GB7258—1997《机动车安全运行技术条件》要求
3、改装系统的安装
(1)天然气钢瓶安装。
气瓶应安装在汽车的安全部位,不得影响汽车行驶性能。
根据各车型具体情况,可安装在汽车车架旁、副纵梁上或驾驶室与车箱之间。
气瓶与固定卡子间应垫胶垫,安装必须牢固。
气瓶固紧后,沿汽车纵向施加8倍于气瓶重量的力,不得发生位移或松动。
(2)高压管线安装
高压管线用卡套式高压接头与气瓶连接,气瓶间及靠近减压阀处管线应有抗震弯,管线固定卡子间距不得大于600mm,卡子及穿越孔板处应安装橡胶垫。
安装在驾驶室、载人车厢或行李厢的气瓶或管线接头,必须设置能将泄漏气体排出驾驶室或车厢外的通风口等装置。
(3)减压阀安装
减压阀安装在振动较小的驾驶室前挡板或发动机的其它地方,减压阀膜片应垂直于地面,远离排气管和其它热源,尽可能与化油器靠近。
减压阀安装好后,将发动循环水接到减压阀水道上。
(4)安装其它附件
1)安装高压截止阀、压力表、连接高压管线;
2)安装混合器与低压管线,连接减压阀及混合器;
3)在化油器和输油泵之间安装汽油电磁阀,注意电磁线圈应向上;
4)在适当位置安装充气阀;
(5)安装电器部件
根据选用电器部件的多少,按有关说明要求进行接线和安装。
安装时应注意以下两点:
1)在驾驶室内便于操作和观察的位置,安装燃料转换开关及气量显示器,在适当的位置装点火时间转换器;
2)按电路图连接所有电器线路,注意电器部件良好搭铁。
三、CNG汽车的调试使用
1、CNG汽车的调试
(1)天然气泄漏试验
先缓慢充天然气到大约10MPa,使用检漏液检查有关部位,经确认无漏气后再充气到20MPa,进一步仔细检漏。
(2)燃料转换调试
先用汽油起动发动机,然后再把燃料开关扳到中间位置,切断两种燃料供应,使发动机转速保持在2000转/分左右,待化油器内剩余的汽油将用完,发动机开始抖动时(或声音变化),立即将燃料转换开发板到天然气位置,发动机运动正常说明天然气燃烧良好。
如果发动机运转不正常,可调整点火时间或检查其它电路系统。
(3)点火正时调整
将燃料转换开关置于“气”位置,启动发动机,按原调节经验整分电盘位置,使点火时间达到最佳后,固定分电盘。
然后将燃料转换开关置于“油”位置,通过调整点火时间转换器上的旋钮或数字调节进行调整,调到最佳点火时间为止。
(4)怠速和起动调式
1)用汽油运行发动机,按原汽油车调整方法调好汽油的怠速。
2)用天然气运行发动机,调整减压阀上的怠速调节手柄,直到获得稳定的最低空转转速。
方法是:
先将减压阀怠速调节手柄旋死,旋松1.5圈左右即可,如不理想,再配合化油器调节螺钉进行微调。
3)熄火后用天然气直接起动,看天然气起动是否容易、迅速,如启动性能不良,应重新调整。
(5)加速性调式
用天然气运行发动机,在原地让发动机怠速动转,然后反复快速猛轰油门,看发动机转速变化是否迅速圆滑,如果不行,调整减压阀三级阀调节旋钮,直到满意为止。
(6)天然气与空气的空燃比调整
1)在底盘测功机上,发动机使用天然气燃料用直接档加载运转,使发动机处于最大扭矩工况,然后用废气分板仪测试发动机尾气,调整动力阀调整螺钉,使CO值为1.0~1.5%,固定动力阀调整螺钉,然后再将怠速、启动和加速复查一遍,反复调整。
2)在车辆运行中,也可根据经验,直接调整动力阀,校正发动机空燃比。
(7)松动压力传感器外壳固定螺钉,左右微动外壳(内有滑动电阻),观察压力表和显示灯亮熄情况,调整合适后,锁紧外壳固定螺钉。
2、CNG汽车的驾驶操作
CNG汽车驾驶员必须经过技术培训,取得合格证后方能驾驶天然气汽车。
(1)汽车起动前:
缓慢开启各天然气瓶阀,然后缓慢开启高压截止阀,观察压力表,了解天然气压力,检查管线接头和减压阀是否漏气。
打开气阀时,人不要站在阀和气瓶的正面。
(2)、天然气启动:
将燃料转换开关扳到“气”位置,点火开关置于“点火”位置,燃料转换开关上的指示灯亮,即可按汽车正常操作程序启动运行。
(3)天然气转换为汽油:
将燃料转换开关从“气”位置一次扳到“油”位置即可以,在转换过程中发动机会出现轻微的停顿现象,所以最好不要在交通拥挤的地方进行,如果在停驶状态下进行转换,应将发动机转速提高后进行,以免熄火。
(4)汽油转换为天然气:
先将燃料转换开关从“油”位置扳到中间位置,待化油器油室中汽车将用完,即发动机声音变化时(大约1~2分钟),立即转换开关扳到“气”位置即可。
在转换过程中,发动机仍会出现轻微的停顿现象,不要在交通拥挤的地方进行。
(5)使用天然气行驶时,注意观察仪表上气量指标灯,了解气量情况,当绿灯全熄而红灯亮时,表示天然气即将用完。
(6)严禁油气混烧。
(7)充气:
汽车进入充气位置后应拉住刹车,以免充气时车辆移动,关闭电器装置(包括收录机等等),取下充气阀防尘塞,插入充气管即可充气。
充气后,取出充气管,装上防尘塞,并检查连接处是否有泄漏现象,如不泄漏即可起动车辆。
(8)漏气处理:
汽车在行驶中发生漏气,首先应将电源关闭使发动机熄火,迅速将气瓶阀关闭,然后再作其它处理。
如果管线破裂气体大量泄漏无法关闭气瓶时,应立即将现场圈起,隔离火源,不允许人车入内,待天然气散尽(天然气比空气轻)后再作处理。
如果发生火灾,除立即关闭电源和气瓶外,还应将现场圈起,用灭火机灭火,由于气瓶上有安全装置,不会发生爆炸,可放心地处理。
(9)停车时,关闭高压截止阀及各天然气钢瓶气阀。
(10)停放:
1)当驾驶员离开汽车或临时停车超过10分钟,应关闭电源及供气阀。
2)长期停放、应将冷却液、燃油放尽,天然气用完,电源断开,置于通风、防潮、防火、防晒的场所。
3)若停放在车库内,严禁打开供气阀和使用燃气起动发动机。
3、CNG汽车安全使用规则
(1)严格执行加气安全操作规程。
气瓶加气,压力不得高于20MPa。
使用的天然气应作净化处理,符合车用天然气气质标准。
(2)严禁在装置有故障和系统存在漏气的情况下燃气运行。
(3)在拆装有关高压零部件时,应避免不安全操作。
开启瓶阀,人不得站在气瓶阀口的正面,截止阀应缓慢开启,通气后逐渐开大,防止冲击表阀及其它零件。
(4)严禁用火检查漏气。
(5)驾驶室及车辆附近,不得使用明火,应随时检查是否有天然气泄漏,驾驶室内严禁全封闭状态吸烟。
(6)行车时避免气瓶及管线与障碍物撞击,发现供气系统有漏气现象应及时排除,并换用汽油燃料。
(7)车辆停止行驶时,应停放在阴凉处,防止日光暴晒。
(8)保养车辆时,气瓶、减压阀、管线等严禁敲击、碰撞。
充气气瓶,与明火距离不得小于10m。
(9)汽车长期用压缩天然气,应定期改燃汽油一小时,运转发动机,防止供油系统失效。
(10)意外事故处理:
1)交通事故处理:
应断开总电源,关闭所有气阀等;
2)火险事故处理:
应断开总电源,关闭所有气阀隔离现场,用灭火器、砂子、覆盖物等灭火,并视情况通知消防部门,打电话119报警。
4、CNG汽车的维护保养
CNG装置的维护保养应结合汽车各级保养同时进行。
(1)每次出车前,应检查各零件的紧固情况,及时处理松动的固紧件,检查气质、管线及各连接处是否有泄漏,如有泄漏应及时处理。
(2)每月检查一次高压管线滤芯、电磁阀芯、调整各级减压阀压力。
(3)半年全面检修减压阀及供气系统一次,损坏件应及时更换。
(4)按国家劳动局《气瓶安全监察规程》规定,天然气钢瓶两年进行一次检测,不合格者应及时更换,检验后填写检测卡。
(5)经常保持CNG系统及空滤器芯子的清洁、完整。
(6)因维护保养发动机须拆卸天然气管线时,应用干净棉布堵住各接头,以免异物进入,损坏减压器阀口。
(7)车辆维护保养时,应检查充气阀、减压器、管线卡箍紧固情况。
发现松动,卡箍掉缺、无效应及时处理。
(8)车辆维护保养时,应用扭力扳手测量,检查钢瓶安装紧固情况是否符合要求。
(9)随时清除钢瓶表面上的污泥,以免影响钢瓶阀门、安全防爆阀的技术性能。
(10)只有在放出系统中的气体并关闭气瓶所有阀门之后,才能对燃气装置进行维修。
(11)凡高压系统发生故障,驾驶员不得自行拆卸、改动、修理、调整减压器等。
(12)按有关规定和要求认真填写、保管压缩天然气汽车的有关技术资料。
四、CNG汽车的故障诊断与排除
序号
故障现象
故障原因
诊断及排除
1
启动困难
1、点火系统故障
1、拨下点火线圈高压线,对缸跳火试验,检查点火强度是否正常;
2、点火正常时,检查点火时间是否正确;
3、无高压火花或强度不足时,拆下点火时间转换器的导线接头,重新装上原点火线圈,负极与分电盘间连线,排开转换器,再进行跳火试验,如跳火恢复正常,说明点火时间转换器有故障,应更换或修复;
4、点火仍不正常时,应按原车点火系统检修方法检查并排除故障。
2、燃料转换系统故障
1、检查蓄电池电压是否低于9.5V;
2、将燃料转开关置于“气”位,点火开关置于“点火”位置,听高压电磁阀有无“咯哒”响声,无响声说明电磁阀未打开;
3、拨下电磁阀导线夹,在打开燃料转换开关的同时,用导线夹接触电磁阀线圈接线柱,观察有无火花,有火花说明线圈和开关正常;
(注意:
不能接触其它部件,否则电流短路将烧坏燃料转换开关)
4、检查高压电磁阀铁芯密封胶垫是否发胀,阀芯与电磁铁芯间有无轴向间隙,无间隙应更换或修复;
5、如无火花,说明燃料开关或线圈已坏,应更换或修复;
6、检查燃料转换开关上棕色线,是否绕高压线3~4圈。
3、怠速、启动系统故障
1、检查怠速电磁阀是否工作正常。
即拨下怠速电磁阀导线夹,置燃料转换开关于“气”位置,置点火开关于“点火”位置。
同时将导线夹接触线圈接线住,观察有无火和“咯哒”声,有响声说明线圈工作正常;
2、如无火花,检查开关出来的导线有无电,无电说明开关有故障,有电说明线圈断路;
3、检查怠速电磁阀气路是否开启不够,将怠速调节旋钮顺时针拧紧,然后再逆时针松1~1.5圈;
4、调整油、气的怠速转速。
2
动力不足
1、动力阀调整不当
在油门全开时,扭矩最大的状态下,检测尾气中CO含量、在调整动力阀使CO含量达1~1.5%
2、混合气过浓
按表中1.4节叙述的方法诊断和处理。
3、混合气过稀
按表中1.5节叙述的方法诊断和处理。
4、点火系工作不良
1、按表1.1节叙述的方法诊断和处理。
2、检查CNG系统负极塔铁是否良好。
3
怠速不稳
1、怠速调整不当
1、先调好汽油怠速;
2、在节气门度不变的情况下,转换成天然气运行,调整怠速电磁阀上的调节旋钮;
3、反复调整用油和气燃料时,化油器和怠速电磁阀上怠调节旋钮,以获得最佳怠速转速。
2、空气滤清器过脏
清洁空气滤清器。
3、燃料开关时断时通
1、检查燃料转换开关棕色线是否绕点火线圈中心高压线3~4圈
2、负极搭铁是否良好。
4
电磁线圈不起作用
1、电压低
起动时,检查蓄电池电压是否低于9.5V,电压过低应更换或修复蓄电池。
2、电磁线圈故障
1、用万用表检查线圈电阻值,如果不通说明线圈断路,电阻值很小说明线圈间有短路现象;
2、如果电源和线圈均正常,应检查减压阀与汽车间搭铁是否良好;
3、更换有故障的线圈。
5
燃料转换不正常
1、燃产开关有故障
1、检查燃料转换开关的接线是否正确;
2、检查开关内部印刷电路是否烧坏或电器元件损坏;
3、修复或更换燃料转换开关。
2、电磁阀不工作
1、检查高压电磁阀电路有无故障并排除;
2、检查高压电磁阀芯是否工作正常,更换密封胶块变形或老化的电磁阀芯;
3、检查怠速电磁阀是否工作正常或调整不当,排除故障;
4、检查汽油电磁阀是否线圈不工作;
5、检查汽油电磁阀阀芯胶块是否老化、变形,阀口关闭不严。
6
气量显示器不正常
1、接续线不正确或脱落
检查传感器与显示器间的接线是否正确牢固。
2、传感器柱塞漏气
更换柱塞的“O”形胶圈。
3、电位器松动或损坏
1、检查电位器是否损坏并更换;
2、调整电位器位置并固紧。
4、显示器损坏
检修或更换显示器
7
汽油电磁阀工作不正常
1、关闭不严
1、检查手动开关位置是否正确,转动手动开关,使阀芯处于关闭位置;
2、拆开电磁阀检查阀芯胶块是否变形、老化;
3、检查回位弹簧力是否足够,阀芯有无发卡现象。
2、打不开
1、检查汽油电磁阀电路是否正常;
2、检查线圈有无断路、短路或塔铁不良故障;
3、检查阀芯是否发卡。
8
燃料转换开关杂音
开关接地不良
将燃料转换开关黑色线塔铁正确、良好。
9
漏气
1、接头松动
1、用检漏液检查漏气处,更换密封垫(重点是截止阀各部位及高压管线);
2、如高压管线接头漏气,更换卡套或接头。
2、密封圈损坏
高压电磁阀、压力传感器及减压阀等处漏气,更换O型密封圈
10
气瓶中天然气使用不完
1、供气系统有漏空气现象
按表中1.5节叙述的方法诊断和处理,保证供气管内的真空度。
2、高压电磁阀工作不正常
检查高压电磁阀。
3、减压阀工作不正常
检修减压阀,达到各部位工作正常。
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