目前,我国利用的CNG汽车都是由汽油车改装的,保留了汽油车的供油系统,增加了一套CNG燃料储备、供给和掌握的燃气装置,将只用汽油为燃料的汽车改装成既能用汽油又能用CNG的双燃料汽车。虽然不同车型的CNG燃气装置型式互异,但构造事理一样。燃气装置中的供气系统是CNG汽车的核心。供气系统由减压阀、动力阀和稠浊器等组成,减压阀是关键部件,其性能的好坏直接影响CNG汽车的性能,也是造成CNG汽车许多故障的直接根源。目前海内常用的有组合式负压排气减压阀和分体式正压排气减压阀两种,两者的组成构造基本相同,就全体系统而言,紧张差异在于稠浊器,前者利用文丘里管式稠浊器,后者利用比例调节式稠浊器。
CNG汽车在我国推广运用韶光不长,驾驶职员对其构造和性能缺少系统认识,判断和处理故障的履历不敷,故障判断不准确。这样,驾驶职员误认为CNG汽车故障多,处理故障较麻烦,影响了CNG汽车的推广利用。笔者针对故障率较高的供气系统,从构造事理与安装调试等方面,对采取组合式负压排气减压阀的CNG汽车常见故障作了一定剖析。
供气系统的构造及安装
图1 组合式负压排气减压阀构造事理(1—加热水道;2—三级调节阀;3—怠速电磁阀;4—二级减压阀;5—一级减压阀;6—高压电磁减压阀;7—天然气滤清器)
第一级、第二级减压阀均为常开杠杆膜片式构造,第三级减压阀为常闭真空膜片式构造。设置在第一级减压阀之前的高压电磁减压阀掌握天然气流量。由于一级减压阀的减压比高达50∶1,最大流量可达40m3/h,气体膨胀吸热严重,阀体及管线、阀门、接头大量结霜或结冰,乃至涌现管路冰堵。因此,在阀体上设置了一个利用发动机循环水热量的管路加热器,以延长利用寿命,确保减压阀的正常事情。减压阀的安装位置应选择在化油器附近振动较小的部位。
天然气燃烧的质量空燃比为16.7,汽油燃烧的质量空燃比为14.9,两者共用同一进气通道和燃烧系统时,因空燃比不同其燃烧所需的空宇量也不同,而空气通道的截面积却不变,这样只有改变天然气通道截面积,才能调节稠浊器中燃气与空气的比例。用安装在三级减压阀低压排气管上的动力阀(图2)来调节天然气进气通道截面积,可知足燃油、燃气时各自所需的空燃比,调节螺钉旋入的深浅可改变进气通道的横截面积,并由发动机废气剖析仪测试出最大扭矩时排放废气中的CO含量,一样平常为1.0%~1.6%。
图2 动力阀示意图(1—锁紧螺母;2—调节螺钉;3—低压管线)
高压天然气经由一系列减压、调节后,依赖发动机运转时稠浊器喉管部位产生的真空度,将减压阀中的低压天然气吸入气缸,为各种工况供应不同浓度的可燃稠浊气。
图3所示为文丘里管式稠浊器构造图。稠浊器一方面使喉管处产生真空度来调节略压阀中的天然气流量,另一方面又要将天然气与空气均匀稠浊。根据不同车型可选用盘式或筒式稠浊器,且均可安装在空气滤清器与化油器之间。文丘里管式稠浊器由壳体和心子两部分组成,心子喉径最小处周向均匀分布多少小孔,壳体上有天然气进气通道。稠浊器构造虽大略,但其设计参数直接影响发动机的性能。稠浊器喉径过大,真空度小,加速时反应不灵敏;喉径过小,吸入空宇量少,影响空燃比,发动机功率低落。通气小孔总截面积应与天然气进气通道截面积相匹配,按四川石油管理局技能监督处制订的《压缩天然气汽车-汽油两用燃料汽车技能条件》规定,稠浊器安装前后,发动机利用汽油时输出功率不得低于95%,各连接处不得有窜漏气征象,如果影响太大,必须重新改变稠浊器参数。值得把稳的是,安装稠浊器心子时,圆弧端应朝向空气滤清器,圆锥端应朝向化油器,不可装反。
图3 文丘里管式稠浊器构造事理图(1—心子;2—壳体)
紧张故障及处理
1.动力性能差
CNG汽车用天然气作燃料时,由于发动机构造参数未随天然气特性参数作适应性调度,就不能充分发挥出天然气燃料的优秀特性,导致发动机输出功率比燃油时低落9%~15%,输出扭矩比燃油时低落4%~10%。在打消发动机本身故障的条件下,引起CNG汽车动力性能差的缘故原由紧张是燃料供给系统涌现的问题。
(1)稠浊器与空气滤清器安装合营不当和密封不严而漏入过量空气,降落了稠浊器喉管部位的真空度,使发动机吸入气缸的天然宇量减少。
(2)减压阀低压出气管过分波折或苗条,稠浊器喉部直径太小,进气通道截面积变小而引起进气阻力增大,赌气缸充气效率降落太多。
(3)动力阀的开动身度与进气通道截面积不匹配,参与调节稠浊气浓度变革的能力太小。
(4)发动机工况变革时,进气管道内稠浊气体的压力颠簸对减压阀的膜片产生附加力,使阀口的开启度改变,从而影响全体工况范围内稠浊气的浓度。
这几方面的成分导致了稠浊气浓度要么变得过稀,要么变得过浓,使稠浊气浓度的变革与发动机工况的变革不相适应。因此,处理故障时可改换与发动机喉管直径适宜的稠浊器,在担保稠浊器喉管部位有一定真空度的条件下,使喉管部位的尺寸和周向均布的小孔孔径尽可能大;采取变形小、直径得当的低压出气管,并分别对怠速电磁阀、三级减压阀和动力阀进行调度检讨,只管即便使稠浊气的浓度在全体转速范围内大致不变,以知足发动机各工况运转的哀求。
2.启动困难
由于天然气的燃点、火焰传播速率、点火能量和点火韶光均与汽油存在差异,燃用天然气比燃用汽油的点火正时角提前13°~17°,CNG汽车点火线圈的输出电压应不低于25kV。但是过重的点火能量负荷(特殊在稠浊气过稀时启动),会降落点火系统零部件的利用寿命。驾驶员应节制天然气燃料的特性,并在实际操作中随时检讨点火系统零部件的无缺程度。对付点火系统本身的故障(如点火线圈的能量、启动电流的大小、火花塞的间隙等)造成的启动困难,可按一样平常汽车电器检修办法来打消。如果点火系统和燃料转换系统没有故障,那么导致启动困难的直接缘故原由便是稠浊气的浓度。稠浊气过浓,发动机会涌现怠速不稳定和排气放炮征象,这时应洗濯空气滤清器,调度、检修或改换怠速电磁阀,并调节三级减压阀的弹簧压力使阀口关严。稠浊气浓度过稀,发动机无高速或高速不稳定,加速机遇体振动,易熄火,这时应检讨稠浊器与化油器之间有无漏气,三级减压阀弹簧是否过紧及膜片是反对裂而窜气,怠速电磁阀事情是否正常等,并逐项进行检修或改换。
3.燃料花费过多
CNG汽车燃耗与改装所选用的车型、车况以及改装的技能水平都有关系,例如EQ140型东风牌汽车改装的CNG汽车,每标准立方米天然气相称于0.82kg汽油,可据此进行换算,并对燃耗的高低作出判断。CNG汽车在利用汽油时的燃耗超标太多时,应检讨稠浊器喉管直径是否与化油器的喉管直径相匹配以及化油器主量孔是否磨损过大,并进行检修或改换处理。在确认没有漏气丢失的情形下,天然气燃耗过多,是减压阀、动力阀、稠浊器等组成的燃气系统安装和调度不当,稠浊气过浓或过稀所致。因此,安装时哀求减压阀膜片沿平面方向垂直于地面,否则膜片自身的重力会使三级减压阀阀口变大或变小而影响燃耗。实在减压阀调度不当使稠浊气过浓或过稀才是影响燃耗的紧张缘故原由。稠浊气过浓燃烧不完备,稠浊气过稀燃烧过程的着火延长期增加。稠浊气浓度与发动机排放废气的CO含量成正比,因此测定排放废气中CO的浓度可以为燃耗的经济性供应判断依据。CO的浓度偏高,解释稠浊气过浓,反之则稠浊气过稀。空想的CO排放浓度应根据详细车型通过试验确定。如东风EQ140发动机以天然气为燃料时,最大功率点的CO浓度约为1.48%。
4.行进中熄火
在气路、电路和油路均正常的情形下,CNG汽车在利用天然气作燃料时涌现行进中熄火,常日是改装部件安装不当所致。减压阀膜片沿平面方向垂直于地面时,膜片的移动方向应与汽车提高方向同等,这可避免汽车制动时惯性力浸染在膜片上,否则膜片分开正常位置而引起稠浊气浓度的溘然改变使发动机熄火。因此,处理故障时要特殊把稳减压阀的安装位置,并检讨油路电磁阀与化油器之间的输油软管内是否有汽油。若有,汽车制动或转弯时管内汽油经化油器进入进气管道与天然气混烧,也会造成行进中发动机事情不正常或溘然熄火。
5.行进中的突发故障
溘然电路中断、断气、发动机运转不正常及熄火是CNG汽车行进中的紧张突发故障。保险管烧坏、燃料转换开关印刷电路板烧坏和搭铁不良等可引起电路溘然中断。若电路正常而气路溘然中断,这是减压阀上管路加热器没起浸染,气路产生冰堵所致,这时要把稳检讨高压电磁减压阀阀心胶垫。虽然阀心胶垫是耐堕落橡胶,但长期利用后胶垫膨胀也会壅塞气路。若气路畅通而发动机运转不正常,则应调度分电器,以知足燃用天然气时所需的点火正时角,并对三级减压阀膜片、高压电磁减压阀阀心、稠浊器与化油器的结合处、低压排气管的截面积和空气滤清器的清洁程度等逐项进行检讨,并改换破坏的零部件,否则会因膜片分裂、进气通道突变和部件结合处漏气等改变进气真空度,使发动机溘然运转不正常或熄火。
6.储气瓶中天然气不能用尽
当天然气质量符合标准哀求时,若储气瓶中天然气始终不能用至1kPa以下,这紧张与高压电磁减压阀、压力传感器和压力表有关。应按照有关计量标准对压力传感器和压力表进行校检和修理。如果问题依然存在,可卸去高压电磁减压阀阀心,只装阀筒而能正常用尽瓶中天然气时,就解释高压电磁减压阀阀心总成在阀筒内提起高度不足或阀心间隙过小,阀心在提升过程中有卡滞,造成进气通道截流,改变了天然气的正常流量。此时应换装新阀心。
总之,CNG汽车常见故障紧张是天然气燃气系统所引起的,只有充分熟习CNG燃气系统的构造、事情事理及安装调试方法,才能及时处理和打消故障。打消故障时必须把稳安全,若涌现漏气应立即关闭电源和割气绝源,再停车检讨处理,但不要在交通拥挤、坡道、弯道及视线不好的地方处理,应选择在阴凉透风处,并防止曝晒,阔别火源与热源。