力帆汽车CNG系统-天然气汽车培训.ppt

天然气汽车概述,1,嘉兴市力讯汽车电子有限公司/力帆汽车研究院电控所,2010年2月,2,压缩天然气概述,1.天然气天然气NaturalGas，简称NG，天然气的主要成分为甲烷（CH4），甲烷的特性决定了天然气的性能。产地不同，天然气中的甲烷含量不同。1.1天然气的比重常温、常压下的甲烷、天然气比重以及与空气比重的比值：单位比重与空气比重的比值甲烷kg/m30.7155%天然气kg/m30.7860%天然气比重小于空气，当从储存容器、管道中泄漏出来后，天然气将向上移动，扩散到空气中。,3,1.2热值热值是指单位重量或体积的燃料完全燃烧后产生的热量，分为高热值和低热值。天然气主要成分的热值：成分高热值10000（kJ/kg）低热值10000（kJ/kg）甲烷5.555.01汽油的低热值为4.4410000J/kg。天然气的单位重量热值高于汽油。按体积计量计算，立方米天然气的热值高于1升汽油的热值。1.3沸点甲烷的沸点-162，在常温、常压下，天然气为气体状态。由于非常底的沸点，天然气非常难于液化，一般采用气体状态储存和输送天然气。,压缩天然气概述,4,1.4颜色、味道和毒性甲烷（天然气）是一种无色、无味的物质，且没有毒性。天然气在空气中的浓度较高时，对人体有一定的麻醉作用。为便于识别其在空气中的存在，在生产过程中添加了少量的臭味剂(硫醇、硫醚等物质)。1.5点火极限气态的天然气与空气形成混合气，混合气浓度在一定范围内时能够被点燃、燃烧，超过这个范围将不能被点燃，这个范围的上下限即为点火下限和点火上限。天然气的点火上限和点火下限分别为5%和15%。1.6理论空燃比单位重量（或体积）燃料完全燃烧需要的空气重量（或体积）即为该燃料的理论空燃比。甲烷的理论空燃比（重量）为16.7：1，汽油的理论空燃比（重量）为14.7：1。相同质量的燃料完全燃烧，天然气需要更多的空气。按照体积计算，天然气的理论空燃比约为10：1。,压缩天然气概述,5,1.7辛烷值辛烷值是燃料抗爆震燃烧的能力，辛烷值越高，表示抗爆性越好，发动机可以采用更高的压缩比。天然气的辛烷值一般在120130之间，目前使用的汽油辛烷值一般为90、93，天然气的抗爆性要好于汽油。1.8自燃温度在没有外界火源的条件下，由于天然气内部的氧化、本身温度或介质温度变化而引起天然气自行着火燃烧，天然气自行着火燃烧的最低温度即为自燃温度，天然气的自燃温度为732，汽油的自燃温度为232482，较高的自燃温度表明天然气的安全性好于汽油。,压缩天然气概述,6,1.9起燃方式天然气自燃温度高，难于压燃，适宜外火源点燃，同时高的辛烷值，适合在较高的压缩比下点燃工作。天然气在汽车上使用一般采取两种方式工作：在天然气单燃料或两用燃料车上，采用电火花点燃的工作方式；在柴油天然气双燃料车上，在天然气工作时，一般喷射少量的柴油，利用被压燃的柴油点燃天然气的工作方式。,压缩天然气概述,7,压缩天然气概述,车用天然气的质量要求,8,压缩天然气概述,3压缩天然气汽车的特点压缩天然气汽车储存的天然气量相对较少，且储存容器的重量造成整车重量增加很多。在汽油车的基础上增加CNG系统而成的既能使用CNG，又能使用汽油的两用燃料车目前广泛使用，这种方式改装方便、成本低，但整车性能下降较多。3.1排放性能天然气作为一种气体燃料，与空气混合更均匀，燃烧更加充分，排放的CO、HC等有害物质更少；其他一些没有受排放法规控制的有害成分(如对区域环境影响的毒性物质、烟雾、酸性物质等)也比汽油、柴油要少；在所有碳氢燃料中，天然气的碳氢比小，碳与氢的比例为4：1，CO2排放量比汽油少25%左右，有利于保护全球的环境质量。发达国家基于天然气的这一特性，将天然气确定为真正的清洁燃料而加以推广使用。,3.2经济性维护费用：天然气不会稀释润滑油，燃烧后没有积碳，可减少发动机磨损，延长润滑油更换周期，维护保养费用低，延长发动机寿命；燃料费用：按1立方米天然气相当1.1升汽油计算，可减少燃料费用40%以上。使用CNG作为汽车燃料，可大大降低燃料费用。3.3动力性目前的CNG车基本是在汽油车上增加CNG系统而成的两用燃料车，发动机的压缩比、点火系统、进气系统等均没有变动，因而造成使用CNG时发动机的动力性能没有得到充分发挥。天然气的理论空燃比为10:1，在进入发动机时，天然气将占有约10%的体积空间，导致吸入发动机的空气量减少约10%，进气效率下降，从而引起动力性的下降；天然气性质稳定，燃烧速度慢，点燃需要更多的能量；与使用汽油相比，使用CNG时的动力性约下降15%。,9,压缩天然气概述,3.5安全性系统的每一个部件的设计、生产、检验充分考虑了安全性：储气瓶必须是指定的专业厂家生产，每一个储气瓶出厂之前必须100%进行安全检验；储气瓶的承压能力是CNG工作压力的数倍；储气瓶发上设有安全阀、手动截止阀，保证安全使用和便于维护；减压阀上设有安全阀，保证在系统出现故障时的安全性；天然气性质稳定，密度小，自燃温度高，安全性好于汽油燃料。国内外的使用经验表明，因CNG系统发生的安全事故要远低于汽油车、柴油车。3.6续驶里程压缩方式储存天然气，储存燃料的能量密度低，相同体积的储存容器，续驶里程仅相当于汽油的1/4，且储存容器的重量大，导致整车自重增加。对于小型车，在设计时考虑到自重增加的限制，以及车上有限的空间，不允许安装过多的天然气储气瓶，所以使用天然气的续驶里程较少。,压缩天然气概述,11,4.压缩天然气在车辆上的储存常温、常压下的天然气密度非常低，为有效的储存天然气，一般采用压缩方式储存天然气，以提高天然气的储存量。汽车上使用的CNG的最高压力为200bar（相当于将天然气压缩200倍）。,压缩天然气概述,12,感谢各位参加培训！祝各位身体健康、工作顺利！,13,3.1K901214型减压器,K901214型减压蒸发器为膜片补偿式、二级减压器；内置循环水加热管路；带压力补偿接头,可与发动机进气歧管连接或直接与大气相通。另包括安全阀装置。燃气输出相对压力为1.8bar+0.1bar,高于发动机进气歧管压力。减压器的维护详见附件1：K901214（CNG）减压器的清洗流程。,技术参数：,14,插图（K901214型减压器）主要接口示意图：,气体电磁阀,减压器温度传感器,进水管接口,进气口,出水管接头,真空管接头,出气口,15,32燃气过滤器（GLQ-13-LPG/CNG）,燃气过滤器用于对燃气中的杂质进行过滤。它安装于减压蒸发器与燃气导轨之间，进、出口均采用D13接头，并通过软管与二者相连。过滤器内部包含可更换的滤芯，它由滤纸组成，并且每层滤网的致密程度随进口至出口逐渐递增。所以，安装燃气过滤器时其箭头所指方向为气流方向。,技术参数：,图示：,A.燃气入口B.燃气出口C.滤芯,16,3.3喷气嘴总成（RAILIG1型）,经燃气过滤器出口输出的天然气经燃气喷嘴导轨入口进入导轨内部的各个喷嘴，并通过出气（连接管）进入发动机进气歧管，从而进入发动机。燃气喷嘴由燃气控制器（燃气ECU）驱动，并通过燃气喷嘴线束接口与喷嘴线圈接插件相连。燃气导轨内部的燃气燃气温度均从传感器处获得。喷气嘴总成(RAILIG1型)的维护详见附件2：CNG喷气嘴总成(RAILIG1)型的清洗流程,3.3.1喷气嘴总成A和喷气嘴总成B（带温度传感器）：,喷嘴线圈接插件,17,注：物料代码以LBG（LF479Q4）为前缀的适用于LF7130H/CNG(1.3L)车；物料代码以LAP（LF481Q4）为前缀的适用于LF7160H/CNG(1.6L)车。,3.3.2喷气嘴总成技术参数：,3.4燃气控制器（ECU）主要功能：获取原车输入信号：汽油喷嘴发动机循环水温度发动机转速电瓶电压获取燃气系统输入信号：燃气压力燃气温度气量指示传感器,18,驱动燃气系统输出以下信号：控制转换开关驱动燃气气路电磁阀驱动燃气喷嘴切断汽油喷嘴气量显示控制系统运行状况及诊断与PC连接可使用PC机与ECU相连，进行升级。,19,技术参数：,20,CNG控制器线束接口说明如下（此表需对照附件3和附件4）：,21,图示：,E,D,B,A,C,A.燃气/汽油转换开关两档选择开关，以两只发光二极管(B)和（C）分别显示汽油/燃气状态；打开点火开关,不启动发动机,重复按压开关2次后,可实现燃气直接启动B.黄色发光二极管持续亮：显示正常燃气状态；快闪：显示系统正处于汽油向燃气转换的等待工况（此时发动机仍以汽油为燃料运行）慢闪：显示使用燃气时有故障；C.红色发光二极管持续亮：显示汽油状态；,C,A,B,D,E,22,D.一组发光二极管（4个绿色发光二极管和一个红色发光二极管）绿色发光二极管显示气瓶内燃气储量；红色表示低燃气储量；E.接口用于ECU与转换开关的连接；LAE2005系统具有自诊断功能，当系统使用燃气出现故障时，燃气状态指示灯（B）将会慢闪，以显示故障（仅在使用燃气的状态下）。当系统出现的故障影响到正常的燃气运行时，系统将会自动转换到汽油状态下行驶。这时，汽油状态指示灯（C）亮，燃气状态指示灯（B）慢闪。当汽油系统出现故障或汽油用光而无法启动发动机时，可按照以下操作方式进行燃气直接启动：520车型：打开点火开关（不起动发动机）；将转换开关燃料选择按钮（A）置于汽油位置，然后重复按压开关按键2次,直至燃气状态指示灯（B）持续亮；启动发动机（注意：启动前不要将点火开关关闭），发动机直接以燃气启动。620车型：打开点火开关（不起动发动机）；按住转换开关燃料选择按钮（A）3秒，直至燃气状态指示灯（B）持续亮；启动发动机（注意：启动前不要将点火开关关闭），发动机直接以燃气启动。,23,3.6压力传感器,安装孔,真空管接口,燃气压力管接口,线束接插件/线束接插端,AEB025型燃气压差传感器分别获取两个压力信号：1、（MAP）进气岐管真空压力信号2、燃气共轨压力信号,24,3.7点火提前器,LAE510N点火提前角控制器是一个可以改变汽车原汽油发动机点火正时点的电子装置，它可以使汽油发动机在使用代用燃料如CNG时附加一点火提前角度。因为发动机燃烧CNG时燃烧速度要比汽油慢，所以有必要使得在原来汽油点火提前角的情况下再提前一点。这样使加装后的发动机具有以下优点：a、加速时具有较好的动力性。b、降低能耗，节约燃料。c、避免回火。d、当发动机转换到汽油时，不需做任何调整。,安装孔,如右图所示,点火提前角度调节装置,线束接插件,点火提前指示灯,点火提前介入调节装置,25,LAE510N型,当发动机怠速时，节气门电位计上的信号可能由于车辆的差异而有些细小的差别，这个变化使可以通过点火提前角上的电位计加以调整，方法如下：a、检查电位计是否顺时针到头。,b、发动机怠速时（空转，没有任何负荷）逆时针方向旋转，直到LED灯熄灭。（点火提前不介入）,经过这个调整后，当您加速时LED灯亮，表明点火提前。反之，当您不加速时（怠速），则LED灯灭。,26,3.8充气阀,充气阀有三种专用状态（如下）。充气阀主要由阀体、手动截止阀、防尘帽及输入、输出接口组成；它是CNG加气机向储气瓶内充装CNG的接口装置。a、国内状态充气阀及部分地区专用加气口,27,注意：车辆加满气后，应将防尘盖盖上或将防尘塞装上。,28,3.9储气瓶,CNG储气瓶是专门为汽车储存压缩天然气而设计的高压容器，分为全钢、全缠绕、半缠绕三种压缩天然气储气瓶，其工作压力为20Mpa，水容积65L，充装一瓶天然气可行驶约150km左右。,警告：当在行李箱内装行李或货物时，严禁将锋利物品靠近CNG储气瓶；避免将CNG储气瓶划伤，而造成严重后果。,CNG储气瓶瓶口均设有储气瓶手动截止阀，用于截断或接通CNG充装和供给管路。瓶口关阀上设有安全保护装置，当气瓶内压力达到5/3倍公称工作压力（即33.3MPa）时，阀上的爆破片爆破使阀卸压；当温度达到1005时，易熔合金塞熔化，使阀卸压，以免发生意外事故。,注意：当车辆较长时间停放时，务必将储气瓶瓶口阀关闭。行车时，如果出现泄露，请立即关闭储气瓶瓶口阀。,小心：对CNG零部件及管路进行维修前，请务必将储气瓶瓶口阀关闭，如图顺时针拧紧。4CNG系统维护保养与要求需要开启储气瓶瓶口阀时，严禁站在储气瓶瓶口阀的正面。,和汽油车一样，CNG系统在长期使用过程中难免会出现各种故障，只有经常注意维护保养并及时正确的排除故障，才能确保和延长CNG系统长期使用的安全性和可靠性。CNG储气瓶应按国家劳动部气瓶安全检查规定，定期对CNG储气瓶进行检测，有不合格者应及时更换，检验后填写检测卡。检查在劳动部门指定的单位或部门进行。,29,4.1CNG系统维护作业4.1.1要求维护作业前,应首先进行CNG专用装置的密封性检查,如有泄漏应先排除故障,在确认系统密封良好后再进行维护作业。CNG系统保养检修应由专业人员进行，严禁非CNG汽车专业修理人员拆装、维修CNG系统。4.1.2维护作业中应先进行涉及CNG使用的检查、维护等作业,然后关闭储气瓶截止阀并使管路内的CNG耗尽,再进行其他项目的维护。4.1.3当需要进行焊割等有明火的作业时,应拆掉蓄电池及重要总成的电控元件。应安全拆卸气瓶并放入专用库房妥善保管;或在专用的符合安全防护要求的场地将CNG供气系统(包括储气瓶)卸压,确保供气系统内元CNG。4.1.4如需在气瓶附近打磨或切割时,应先将其拆掉或有效隔离。应由具备认可资格的单位、人员从事气瓶维护与检测,不得在气瓶上进行挖补、焊割等作业。4.1.5CNG汽车如发生漏气,应立即关闭电源和储气瓶截止阀,然后在专用场地进行处理。如果高压管路破裂或脱落导致气体大量泄漏而无法关闭储气瓶截止阀时,应立即将现场进行隔离,不允许人、车入内,隔离火源,待天然气散尽后再作处理。,警告：严禁用明火方式检查有无CNG泄漏。,30,4.2日常维护与注意事项4.2.1驾驶员应在出车前、行车中和收车后对车辆进行日常维护,并重点观查CNG专用装置有元泄漏和异常情况；,注意：新车前3000公里严禁使用CNG天然气。,注意：在气温较低的条件下驾驶CNG/汽油两用燃料汽车时，如果直接用CNG启动，可能会发生减压器冻结的现象，此时可先用汽油启动，当热车以后，再改用CNG行驶；当发动机冷却水温度达到30以上及发动机转速达到1600转（一次）以上时满足转换条件。,4.2.2检视CNG专用装置各功能部件、系统的工作状态及其连接和密封,要求状态正常且无松动、泄漏、损坏。气瓶及固定支架固定牢固、无损伤,必要时更换；CNG管线不得与其他部件擦碰；4.2.3检查CNG储气量,降至规定值以下时应立即加充CNG；4.2.4油箱中存有的汽油应符合车辆使用规定及油品质量要求。当长期使用燃油时,应把储气瓶的燃气用完;当使用CNG时,应定期（用天燃气行使1000公里转汽油行驶50公里）转换燃料运行,确保两种燃料供给及其转换系统工作正常；,警告：汽油箱必须保存一定数量（不少于10升）的汽油，避免因缺少汽油烧坏汽油泵；使用的CNG天然气需符合GB18047-2000中的相关规定。,4.2.5行车中,应随时观察车辆各系统工作状况,当发现CNG专用装置有过热、过冷、异味等异常现象时,应立即关闭CNG储气瓶截止阀,并及时送CNG汽车维修企业进行维修。,31,4.2.6减压器上的油污和凝结物须每半年（或10000公里）清理一次；如果油污和凝结物不清理，将会严重影响减压器的使用性能。减压器前部的过滤片也须每半年（或10000公里）检查清洗一次。4.2.7汽车长期燃用天然气，应每10000公里对发动机气门、气门座和火花塞进行积碳清理。4.3CNG系统维护保养内容与要求汽油/CNG汽车辆除了按规定对汽油部分进行例行保养外，还必须对CNG系统进行强制性例行保养。为方便起见，汽油/CN