玉柴天然气发动机电气原理与使用维护（Ⅰ）——玉柴天然气汽车发动机分类篇

玉柴天然气发动机电气原理与使用维护I玉柴天然气汽车发动机分类篇周行I一汽客车无锡有限公司技术中心，江苏无锡214177中图分类号U464174文献标识码B文章编号10038639201110004803编者按玉柴天然气发动机电气原理与使用维护一文分为分类篇、原理篇、维护篇和应用篇4个专题介绍广西玉柴机器股份有限公司生产的天然气发动机。分类篇主要介绍玉柴生产的天然气发动机的类型，以及与柴油机的差别，让读者对天然气发动机有一个大概的了解，做到知其然。原理篇则主要介绍天然气发动机及其零部件的工作原理，给出发动机的工作原理图GT整机电RE,原理图。让读者知其所以然。维护篇介绍天然气发动机及其零部件的使用、保GR、维护，以及发动机常见故障的判断。应用篇具体介绍LNG液4E,天然气发动机在CA6860URN80公交客车上的应用，并给出其整车电路图。让读者对天然气发动机这种新能源发动机有一个全面的了解和认识，为用好车、修好车服务。中国的汽车设计师们应该清楚地认识到能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。纵观人类社会发展的历史人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。能源的开发利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。在电动汽车发展尚存技术缺陷、产业化发展还不成熟、无法实现大规模替代燃油汽车的情况下，天然气汽车能弥补这些不足。大规模推广使用天然气汽车将有效节约能源，降低有害物质排放量。与电动汽车相比，现阶段天然气汽车更具发展可行性。中国道路运输协会正在制定天然气汽车的推广实施方案，并将开展区域示范。可见，有望获得政策扶持的天然气公路客车将迎来发展良机。为了方便广大读者了解如下几种不同天然气汽车的类型，笔者略作区分和介绍。压缩天然气COMPRESSEDNATURALGAS，简称CNG是将天然气加压并以气态储存在容器中。它与管道天然气的组成相同，主要成分为甲烷CH，可作为车辆燃料使用，这种以CNGJ燃料的车辆叫做NGVNATURALGASVEHICLE。液化天然气LIQUIFIEDNATURALGAS，简称LNG，可以用来制作CNG。液化石油气LIQUEFIEDPETROLEUMGAS，简LPG经常容易与LNG混淆。其实它们有明显区别。LPG的主要组分是丙烷超I95，还有少量的丁烷在适当的压力下以液态储存在储罐容器中，被用作民用燃料和车辆燃料。本文介绍的玉柴ECIHD系统天然气发动机，有使用CNG压缩天然气和LNG液化天然气的。CNG发动机有4缸CNG增压、6缸CNG增压及6缸CNG自然吸气式发动机；LNG发动机有6缸LNG增压发动机。1天然气发动机与原柴油机差别较大11燃料供给系统取消了原柴油机燃油喷射系统相关的零部件，增加了高压电磁阀、高压减压器、低压电磁阀、电控调压器、混合器、高压滤清器和低压滤清器等控制天然气喷射量和喷射时间的相关零部件。12点火系统柴油机是压燃式发动机而天然气发动机由于受燃料特性限制抗爆震性能，采用的是与汽油机一样的点火式燃烧方式。在取消了喷油器后，将原缸盖上的喷油器孑L改为了火花塞孔在取消了油泵后，在原油泵安装位置装上了一个点火传动装置通过凸轮轴位置传感器获得发动机的点火正时信号；增加了电控模块、点火线圈及火花塞等零件组成的点火系统。13控制系统YC6G、6J、4G系列天然气发动机是一种电控发动机，与原机械式柴油机相比各工况点的空燃比、点火提前角、增压压力都实现了更精确的控修改稿收稿日期20110825作者简介周行B，男，高级技师，汽车设计工程师，国家职业技能鉴定考评员。露汽车电器2O11年第10期制。为满足这些控制要求，增加了相应的天然气温度、天然气压力、发动机冷却水温度、进气空气压力及温度、环境压力、湿度及温度、点火正时以及氧浓度等传感器。14压缩比压缩比的选取与燃料的抗爆震性能密切相关抗爆震性能用燃料的辛烷值来衡量，辛烷值越高抗爆震性能越好。常用的几种燃料按抗爆震性能高低排序依次为柴油、天然气甲烷、丙烷、丁烷LPG是丙烷和丁烷的混合物和汽油。根据这种燃料特性，一般天然气发动机压缩比比LPG发动机高但比柴油机低，而LPG发动机的压缩比又可以比汽油机略高。YC6G、6J、4G系列天然气发动机的压缩比为11。15空燃比控制天然气燃烧方式与柴油不同。天然气发动机可通过氧传感器测量尾气中的氧浓度，从而推算出混合气空燃比。发动机控制系统通过氧传感器的反馈信号，不断修正天然气的喷射量，实现全工况闭环控制，精确控制空燃比，使天然气在缸内燃烧最优化。16增压控制增压中冷能大大提高发动机的动力性能。玉柴YC6G、6J、4G系列天然气发动机使用先进的高速电磁阀300HZ技术控制增压压力，保证发动机具有良好的扭矩曲线及良好的瞬态性能。2玉柴天然气发动T特点及性能技术参数21YC6G系列单燃料发动机211机型简介YC6G系列单燃料发动机是玉柴与美国ECONTROLS公司专为城市公交车和重型载货汽车开发的天然气CNGLNG单燃料发动机。主要零部件与YC6G柴油机通用，继承了YC6G柴油机的所有优点。适配范围为1012M公交车、重型载货汽车。YC6G系列发动机的主要技术参数如表1所示。表1YC6G系列发动机主要技术参数排放国国M国国国212机型特点YC6G系列单燃料发动机的机型特点如下。1高可靠全套进口电控供气装置、点火系统和发动机管理系统；铂金电极火花塞，燃烧效率高，寿命长；专用的燃气发动机进排气系统和燃烧系统；采用美国GARRETTTBP4型水冷废气涡轮增压器，效率高、寿命长；电控调压进气方式，稀薄燃烧、燃气消耗率低、燃烧柔和、热效率高、排温低；宽域氧传感器精确控制空燃比；闭环控制系统全工况闭环控制自学习及诊断功能。2低噪声燃烧柔和，超低噪声，振动小，舒适性好；整机平均噪声小于93DBA。3超低排放带氧化型催化转换装置。满足国、国1V排放标准，无可见炭烟，无颗粒。4便维护人本设计，通用性高，接近性好。5性价比高，综合效益好。22YC6J系列单燃料发动机221机型简介YC6J欧III系列单燃料发动机是玉柴与美国ECONTR0LS公司专为城市公交车和中型载货汽车开发的天然气CNGLNG单燃料发动机。主要零部件与YC6J柴油机通用，继承了YC6J柴油机的所有优点。适配范围为911M公交车、中型载货汽车。YC6J系列发动机的主要技术参数如表2所示。222机型特点YC6J系列单燃料发动机与YC6G系列单燃料发动机的机型特点相同。惟一的不同之处是YC6J系列单燃料发动机的排放满足国排放标准，可升级到欧IV标准。23YC4G系列单燃料发动机231机型简介YC4G欧系列单燃料发动机是玉柴与美国投资15000元可建年产千吨电解液厂详见彩13广告汽车电器2011年第10期睁ECONTROLS_司专为城市公交车和轻型载货汽车开发的天然气CNGLNG单燃料发动机。主要零部件与YC4G柴油机通用，继承了YC4G柴油机的所有优点。适配范围89M公交车、轻型载货汽车。YC4G系列单燃料发动机的主要技术参数如表3所示。232机型特点YC4G系列单燃料发动机与YC6J系列单燃料ST动机的其他机型特点都相同。惟一的不同之处是YC4G系列单燃料发动机采用美国GARRETTGT25型水冷废气涡轮增压器24YC6M系列单燃料发动机241机型简介YC6M系列单燃4ST动机是玉柴与美国ECONTROLS_司专为公路客车和重型载货汽车开发的天然气CNGLNG单燃料发动机。主要零部件YC6M柴油机通用继承了YC6M柴油机的所有优点。适配范围LL3M公交车、公路客车和重型载货汽车等。YC6M系列单燃料发动机的主要技术参数见表4。24_2机型特点YC6M系列单燃料发动机的机型特点与YC6J系列相同，惟一的不同之处是YC6M系列单燃料发动机采用美国GARRETTGT40型水冷废气涡轮增压器。表4YC6M系列单燃料发动机主要技术参数型号YC6M290IN30YC6M320N30YO6M340N一3O型式立式、直列、水冷、四冲程、电控调压燃气控制气缸数6缸径X行程MM120145排量L9839进气方式增压中冷燃料CNG压缩天然气LNG液化天然气表2YC6J系列发动机主要技术参数型号YC6J210N一30YC6J190N一30型式电囊翟、四冲程、气缸数6排量L65进气方式增压中冷燃料CNG压缩天然气LNG液化天然气全负荷最低气耗GKWH210噪声DBA93ISO3744表3YC4G系列单燃料发动机主要技术参数型号YC4G180“30型式电耋、四冲程、气缸数4排量L525进气方式增压中冷燃料CNG压缩天然气LNG液化天然气全负荷最低气耗GKWH210噪声DBA93ISO3744排放国标定功率转速KWRMIN1322300最大扭矩转速NMRMIN6501400螽汽车电器2O11年第10期待续，本文分4期连载编辑李翩鼙聱囊鼍泪短J稿本刊从20041期开始增设“整车电路”栏目，每期用较多版面刊载或连载不同车型的整车电路资料，详细介绍流行车型整车电器配置、结构特点、电路分析、工作原理、使用维修、维护保养等。已经刊载的车型有奥迪A6，广本飞度，北方奔驰，丰田花冠COR0LLA，丰田柯斯达C0ASTER，斯太尔王，别克君威，别克凯越捷达，伊兰特ELANTRA，广本新雅阁，桑塔纳3000针对不同的读者群体我们理出了2条清晰的思路“精讲”上市2年以上车型与“简介”最新上市车型。“精讲”的代表车型如本田奥德赛，力求叙述透彻、分析全面“简介”的代表车型如现代索纳塔，尽可能地求新、求快、求数量，供读者资料存档，以