CNGLNG发动机工作原理全国各重卡通用.docx
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CNGLNG发动机工作原理全国各重卡通用
广西玉柴机器股份有限公司企业标准
玉柴天然气发动机(CNG、LNG)
配套、安装技术规范
Q/YC365-200
广西玉柴机器股份有限公司
1
前
本规范由玉柴股司技术中心提出并归口。
言
本规范主要起草单位:
技术中心、销售公司应用开发部
本规范主要起草人:
许国卫、施崇槐、刘志治
更改记录
更改日期更改通知单编号更改标记处数
更改经办人
备注
2
目录
1、CNG发动机部分技术规范…………………………………………………………………………………………………….4
1.1CNG发动机原理图…………………………………………………………………………………………………………4
1.1.1天然气供给系统……………………………………………………………………………………………………………5
1.2配套要求………………………………………………………………………………………………………………………6
1.2.1燃料CNG…………………………………………………………………………………………………………………….6
1.2.2气瓶……………………………………………………………………………………………………………………….7
1.2.3天然气高压管路及接头…………………………………………………………………………………………………….7
1.2.4CNG滤清器…………………………………………………………………………………………………………………9
1.2.5高压电磁阀…………………………………………………………………………………………………………………..11
1.2.6高压减压器…………………………………………………………………………………………………………………..12
1.2.7低压电磁阀……………………………………………………………………………………………………………………14
2、LNG发动机部分技术规范………………………………………………………………………………………………………14
2.1LNG发动机原理图……………………………………………………………………………………………………………14
2.1.1天然气供给系统…………………………………………………………………………………………………………….15
2.2配套要求………………………………………………………………………………………………………………………16
2.2.1燃料LNG…………………………………………………………………………………………………………………….16
2.2.2气瓶…………………………………………………………………………………………………………………………..17
2.2.3天然气管路及接头…………………………………………………………………………………………………………..18
2.2.4滤清器…………………………………………………………………………………………………………………………18
2.2.5LNG汽化器……………………………………………………………………………………………………………………19
2.2.6低压连接软管………………………………………………………………………………………………………………….20
2.2.71.2.7低压电磁阀………………………………………………………………………………………………………………20
3、CNG、LNG发动机共同部分技术规范……………………………………………………………………………………………21
3.1配套要求…………………………………………………………………………………………………………………………21
3.1.1电控调压器(EPR阀)…………………………………………………………………………………………………………21
3.1.2整车线束………………………………………………………………………………………………………23
3.1.3诊断接口………………………………………………………………………………………………………………………23
3.1.4空调开关请求………………………………………………………………………………………………………………………24
3
3.1.5环境传感器…………………………………………………………………………………………………………………25
3.1.6氧传感器(即UEGO传感器)…………………………………………………………………………………………………27
3.1.7节气门前压力传感器(TIP)…………………………………………………………………………………………………29
3.1.8防喘振阀…………………………………………………………………………………………………………………………30
3.1.9催化转化器………………………………………………………………………………………………………………………32
3.1.10排气系统…………………………………………………………………………………………………………………………33
3.1.11空气调压器………………………………………………………………………………………………………………………34
3.1.12电子控制模块ECM………………………………………………………………………………………………………………36
Q/YC365-2008
玉柴天然气发动机(CNG、LNG)配套、安装技术规范
说明:
本规范仅适用于玉柴电控EPR系列天然气(CNG或LNG)发动机。
本规范根据技术中心颁布的《5072CNG发动机电控EPR系统配套规定》,结合近期CNG和
LNG配套开发工作补充相关资料和图片而制定,列出了针对电控EPR系统天然气发动机特点的技术规范要点,配套协议的要求可参考《5072CNG发动机电控EPR系
统配套规定》,未提及部分按广西玉柴机器股份有限公司企业标准Q/YC401-2006《玉柴发动机应用开发技术规范》。
由于LNG与CNG发动机对于气瓶管路部分要
求不同,下面分别针对CNG和LNG发动机安装技术规范进行说明:
1、CNG发动机安装技术规范
1.1CNG发动机原理图:
4
1.1.1天然气供给系统
CNG从气罐到进入发动机开始燃烧的流经过程为:
低压电磁阀
电控调压器(EPR阀)
5
1.2配套
要求
发动机配套过程中应严格按照气体发动机的有关标准执行。
双方应安排经过培训的熟练人员参与配套工作。
气瓶及连接管路、接头连接要可靠,不得有漏气;
燃气管路和线路必须避开发动机的高温部分,以免发生危险。
双方都应高度重视安全问题,避免发生事故。
项目
1.2.1燃
料CNG
安装技术要求
CNG是将天燃气以高压的形式储存于气瓶中,仍呈气
态存在。
●CNG:
符合GB18047-2000标准的要求,燃料中
每标准立方米(101.325kPa,20℃)硫化氢的含量
水平不能超过15mg/m3,车辆长期使用高硫量的燃
料可能会导致燃烧室组件腐蚀进一步影响热交换
和热平衡。
压缩天然气中固体颗粒直径应小于5
μm。
其余按照GB18047-2000标准的规定执行
●玉柴将根据整车使用的不同气体成分进行整车标
定
图示
备注
●气体供应商应提供
气体成分的书面文
件
●玉柴不提供燃料
注意气体发动机不
仅仅是配套客车,还
有配套商用车的趋
势!
6
1.2.2气
瓶
1.2.3天
然气高
压管路
及接头
CNG气瓶
●根据车辆实际行驶里程决定气瓶数量。
气瓶充满
气时的公称工作压力为20MPa。
特别注意:
使用
时气瓶最小压力不能低于3MPa,否则会引起发动
机供气不足、动力性下降,并且导致催化转化器
烧结。
●瓶阀上应有安全泄压装置、组合截止阀,组合阀
应有漏气自动关闭功能。
每个气瓶出口带一个手
动截止阀,并清楚的标明“开”和“关”方向,
以方便维修。
●气瓶安装牢固,在径向和轴向应可靠固定并有减
振措施。
驾驶室仪表板应设置气量指示和漏气报
警装置。
●连接好气瓶到发动机燃气系统之间的管路后,应
使用氮气将管路和气瓶中的空气置换,并且对整
个管路进行试漏检查,合格后才能进行CNG的充
装
●发动机供气系统中高压燃料管路采用外径为8mm、
内径为6mm的不锈无缝钢管或其他车用高压天然
气专用管线,管路最小通径必须大于6mm。
●高压管线及其接头与排气管的距离不应小于
75mm,当距离在75mm~200mm时,应设置可靠固
定的隔热装置;
●高压管线及其接头与传动轴的距离不应小于
75mm;每隔500m应给高压管线安装管夹等固定
装置。
●燃料管路与系统零件连接均采用卡套式管接头
(GB/T3733.1)连接。
高压减压器之后与发动机
连接的卡套式管接头规格为:
1、卡套,国标:
卡套8GB/T3764或者汽
标:
Q80008;3个/台
2、螺母,国标:
螺母J8GB/T3759或者汽标:
Q80108;3个/台
不锈钢无缝
钢管,管内
流动高压
CNG,合理!
某汽车厂12米客车布置在底盘上的9个
CNG气瓶
●气瓶由汽车厂自备
●气瓶到高压减压器
的管路由气瓶厂配
套提供
●高压减压器之后与
发动机连接的卡套
式管接头由玉柴提
供
7
CNG高压管路部分不能使用
铜管,必须使用不锈钢管!
此处属于LNG专用管线路,
不合理!
充气装置及仪表
8
1.2.4
CNG滤清
器
●汽车厂必须在CNG燃气系统中的高压电磁阀之前
安装一个CNG过滤器,该过滤器应能滤除95%以
上40微米范围内的空气杂质而不影响天然气的
供给
●易于检查和清洗,清洗周期根据实际使用的气体
清洁度而定,一般为3个月。
●滤清器、其周边管路及其接头与排气管的距离不
应小于75mm,当距离在75mm~200mm时,应设置
可靠固定的隔热装置;
●滤清器、其周边管路及其接头与传动轴的距离不
应小于75mm;每隔500mm应给高压管线安装管夹
等固定装置。
●CNG滤清器流量配套要求:
发动机功CNG滤清器
率(马力)(kg/h)
180>40
190>48
210>56
230>60
260>68
CNG高压管路部分必
须使用不锈钢管!
此处
合理!
●LNG纯度高,不需
要此零件
●由管路供应商配套
提供
9
290
320
340
●
>80
>87
>92
CNG过滤器
CNG过滤器,由管路安装的
安美科负责安装。
只要是与
安美科公司合作,这方面的
安装质量还是可信的
10
1.2.5高
压电磁
阀
●该零件的作用为恢复或切断燃料供给,玉柴要求
该零件安装在底盘上,由汽车厂根据玉柴提供的
图纸设计安装支架
●为保证电磁阀正常工作,设计安装支架时必须保
证线圈部分竖直向上,安装时请注意电磁阀上所
标明的气流方向。
●应安装在易于拆卸的地方
保证线圈部分竖
直向上
●玉柴提供该件
高压电磁阀线束颜色与线束
图纸不符,无法确定是否插
正确了。
要求与线束厂沟通
保证实物与技术文件的吻
合。
(进口电磁阀接线分正负
极,国产无正负极之分)
11
1.2.6高
●根据汽车行业标准QC/T245-1998中3.4.2.4的
高压燃料切断阀(高压电磁
阀)此阀只需按照零件上标
记的方向进行CNG高压管
路的连接。
进气端联接气瓶
过来的管路,出气端联接高
压减压器。
阀体上有箭头指
示!
●玉柴提供的零件:
压减压
器
规定,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,但不应直接安装在发动机上。
所以高压减压器必须安装在汽车(底盘)大梁上。
安装位置不能高于发动机散热器顶部,否则,高
压减压器会因无加热水流过而结冰冻裂
●汽车厂根据玉柴提供的图纸设计安装支架,为保
证出口压力稳定,必须保证高压减压器竖直方向
安装(绝不允许横置),并且接反馈压力一端必须
朝上。
●需使用发动机冷却水来加热高压减压器。
循环水
软管由玉柴提供,由汽车厂裁剪合适长度安装。
所有软管应安装牢固。
如果软管与发动机其他部
分接触,应采取保护措施(如在软管外面另套一
个保护管等),以免磨破。
●高压减压器需要根据进气压力反馈控制减压后的
天然气压力,必须从发动机进气管引出一根压力
安装于底盘上的高压减压
器。
必须安装于汽车(底盘)
大梁上,安装位置不能高于
发动机散热器顶部。
安装于底盘上的高压减压
器。
必须安装于汽车(底
盘)大梁上,安装位置不
能高于发动机散热器顶
部。
高压减压器,循环
水软管(发动机出
厂时已连接在高压
减压器上,压力反
馈管(内径6,根据
实际裁剪)
●汽车厂自备的零
件:
用于支撑高压
减压器的安装支架
和紧固件
●LNG不需要此件
12
反馈管接到减压调节器上,此压力反馈管由玉柴
提供,由汽车厂安装。
高压减压器的外
形与接头分布
接进气管上的一根气管。
温度传感器接插件
接水泵进水管上的水管,另
一根接在出水总管上。
两根
水管的安装无方向性。
13
1.2.7低
压电磁
阀
●低压电磁阀安装在电控调压器天然气入口处,为
保证电磁阀正常工作,安装时必须保证线圈部分
竖直向上;
●安装时请注意电磁阀上所标明的气流方向与实际
低压电磁阀
低压电磁阀由玉柴提供
气流方向一致。
2.1LNG发动机原理图:
2、LNG发动机部分技术规范
高压减压器和低压电磁阀采用压
缩软管可以避免振动,由玉柴配带
电控调压器
14
2.1.1天然气供给系统
LNG从液态气罐到进入发动机开始燃烧的流经过程为:
电控调压器(EPR阀)
15
2.2配套
要求
发动机配套过程中应严格按照气体发动机的有关标准执行。
双方应安排经过培训的熟练人员参与配套工作。
气瓶及连接管路、接头连接要可靠,不得有漏气;
燃气管路和线路必须避开发动机的高温部分,以免发生危险。
双方都应高度重视安全问题,避免发生事故。
项目
2.2.1燃
料LNG
安装技术要求
LNG是CNG在-162度底温下由气态变为液体,便于
运输和储存。
●CNG:
符合GB18047-2000标准的要求,燃料中
每标准立方米(101.325kPa,20℃)硫化氢的含量
水平不能超过15mg/m3,车辆长期使用高硫量的燃
料可能会导致燃烧室组件腐蚀进一步影响热交换
和热平衡。
压缩天然气中固体颗粒直径应小于5
μm。
其余按照GB18047-2000标准的规定执行
●玉柴将根据整车使用的不同气体成分进行整车标
定
图示
备注
●气体供应商应提供
气体成分的书面文
件
●玉柴不提供燃料
16
2.2.2气
瓶
●车用LNG气瓶、管路及其布置、安装必须满足
GBT20368-2006液化天然气(LNG)生产储存和装
运标准。
●汽车厂可根据车的实际行驶里程决定配置气瓶的
数量和容量。
气瓶充满气时的公称工作压力为
1.6MPa,请特别注意:
使用时气瓶最小压力不能低
于0.65MPa,否则会引起发动机供气不足、动力性
下降,并且导致催化转化器烧结。
●瓶阀上应有安全泄压装置、组合截止阀,组合阀
应有漏气自动关闭功能。
每个气瓶出口带一个手
动截止阀,并清楚的标明“开”和“关”方向,
以方便维修。
●气瓶安装牢固,并有减振措施。
驾驶室仪表板应
设置气量指示和漏气报警装置。
液位计
●气瓶由汽车厂自备
两个厂家的
LNG气瓶
17
2.2.3天
然气管
●发动机供气系统中燃料管路采用不锈钢金属软管
或铜管,金属软管或铜管应避开汽车上所有的电
气瓶上各
阀的作用
●气瓶到高压减压器
的管路由气瓶厂配
路及接
头
2.2.4滤
清器
器设备和电线,建议在软管外缠绕一层保温材料
防止结霜;
●金属软管及其接头与传动轴的距离不应小于
75mm。
每隔500mm应给金属软管安装管夹等固定
装置。
金属软管、LNG气瓶和汽化器由汽车厂自
行向专业厂家采购。
●由于LNG为高纯度的液态天然气,基本不含固体
颗粒,不需要任何过滤装置,以免造成管路压降。
采用不锈钢金属软管或
铜管,金属软管或铜管应
避开汽车上所有的电器
设备和电线,建议在软管
外缠绕一层保温材料防
止结霜。
套提供
●由于LNG汽车燃料
供给压力低,尽可
能少安装任何会造
18
2.2.5
LNG汽
化器
●根据汽车行业标准QC/T245-1998中3.4.2.4的
规定,汽化器应安装在靠近发动机进气管和振动
较小的位置,但不应直接安装在发动机上。
所以
汽化器必须安装在汽车(底盘)大梁上。
设计汽
化器支架时,应注意汽化器的安装位置不能高于
发动机散热器顶部。
否则会导致加热水不能流经
汽化器,导致汽化器结冰冻裂。
汽化器由汽车厂
向专业LNG气瓶厂家采购。
●汽化器的燃气流量要求:
发动机功LNG汽化器
率(马力)(m3/h)
18030~40
19035~45
21040~50
23050~60
26055~65
29060~70
32065~75
34070~80
(备注:
流量选用在要求范围内即可,流量过大会
导致汽化器后的燃气温度过高,影响发动机经济
性)
●汽化器工作时,需要使用发动机冷却水来加热汽
化器,使流经其中的LNG转换为气态。
设计汽化
器位置时,应尽可能靠近发动机,以便取热。
其
加热水管走向顺畅,不能打折。
循环水软管(内
径Φ8)由玉柴提供,由汽车厂安装。
安装循环水
软管时汽车厂根据实际距离裁剪,所有软管应安
装牢固。
如果软管与发动机其他部分接触,应采
取保护措施(如在软管外面另套一个保护管等),
成压降的零件
●此件由气瓶厂配套
提供
●CNG不需要此件
19
2.2.6低
压连接
软管
1.2.7低
压电磁
阀
以免磨破。
●发动机在节温器前自带有1个内径Φ6的加热水
出水接头,需在低压端(即水泵入水端)提供相
应的回水接头。
玉柴YC6G、YC6J、YC4G、YC6M系
列天然气发动机基本型上已经带有这两个接头。
汽车厂需要与汽化器连接好,汽化器的接头需做
相应设计。
●该零件用于连接汽化器与低压电磁阀,低压电磁
阀安装在发动机电控调压器入口处。
●由于汽化器安装在底盘上,低压电磁阀安装在发
动机上,两者之间存在相对振动,为消除发动机
振动影响汽化器正常工作,必须采用天然气专用
管路连接汽化器与发动机。
●该软管接口采用扣压式接头,螺纹尺寸为
3/4-16UNF,具体规格请参考图纸。
●低压电磁阀安装在电控调压器天然气入口处,为
保证电磁阀正常工作,安装时必须保证线圈部分
竖直向上;
●安装时请注意电磁阀上所标明的气流方向与实际
气流方向一致。
●由于供气压力低,低压电磁阀通径应比CNG低压
电磁阀通径大,推荐8mm以上.
该零件由玉柴提供
天然气专用低压软管,连
接汽化器与低压电磁阀。
低压电磁阀由玉柴提供
低压电磁阀
高压减压器和低压电磁阀采用压
缩软管可以避免振动,由玉柴配带
电控调压器
20
3.1配套
要求
3、CNG、LNG发动机共同部分技术规范
发动机配套过程中应严格按照气体发动机的有关标准执行。
双方应安排经过培训的熟练人员参与配套工作。
气瓶及连接管路、接头连接要可靠,不得有漏气;
燃气管路和线路必须避开发动机的高温部分,以免发生危险。
双方都应高度重视安全问题,避免发生事故。
项目
3.1.1电
控调压
器(EPR
阀)
安装技术要求
●电控调压器安装在底盘上时,应尽量安装在震动
较小位置(防震);
●电控调压器的天然气进气口必须保持垂直向上,
误差不超过5度;
●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(防止天然气杂质污染)。
●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150~700mm以内。
●电控调压器自带有三个减振垫。
安装时须保证减
振垫处于竖直位置状态,不允许因受胶管等外力
作用出现倾斜或扭曲
图示
Y1<250mm,Y2>0mm
备注
●4G系列发动机空间
有限,电控调压器
无法安装在发动
机,只能布置在底
盘上
●6G、6J、6M系列的
电控调压器已安装
在发动机上
21
EPR
阀
电控调压器(EPR阀)
混合器
天然气进
气口垂直
向上,误差
不超过5
度.
减震垫已经扭
曲,不合理,
必须调整安装
支架。
22
3.1.2整
车线束
3.1.3诊
断接口
●整车线束所用导线的粗细必须符合
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