CNG、LNG发动机工作原理(全国各重卡通用)

1、广西玉柴机器股份有限公司企业标准Q/YC 365-200W柴天然气发动机（CNG、LNG ）配套、安装技术规范!1!1广西玉柴机器股份有限公司本规范由玉柴股司技术中心提出并归口。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21、3、目录CNG发动机部分技术规范1.1 CNG发动机原理图1.1.1天然气供给系统 1 2 配己要1.2.1 燃料 CNG1. 2.2气瓶1.2.3天然气高压管路及接头1.2.4 CNG 滤清器1.2.5高压电磁阀1.2.6高压减压器1.2.7低压电磁阀LNG发动机部分技

2、术规范2.1 LNG发动机原理图2.1.1天然气供给系统 2 2配己套要求 ..4燃料LNG气瓶天然气管路及接头 滤清器2.2.5 LNG 汽化器2.2.6低压连接软管 .7低压电磁阀CNG、LNG发动机共同部分技术规范 3.1配套要求..4电控调压器（EPR阀） 整车线束诊断接口 空调开关请求 569.7.11.12141414.1581819.20202121212324425273234说明:CNGLNG系..8环境传感器氧传感器（即

3、UEGO传感器） 节气门前压力传感器（TIP） 防喘振阀3.1.9催化转化器3.1.10排气系统3.1.11空气调压器3.1.12电子控制模块 ECM玉柴天然气发动机（本规范仅适用于玉柴电控EPR系列天然气（CNG或和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CNG、LNG ）配套、安装技术规范29303336Q/YC365-2008LNG ）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/Y

4、C 401-2006玉柴发动机应用开发技术规范。由于气瓶管路部分要LNG与CNG发动机对于求不同，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1.1 CNG发动机原理图:RS 232 PCT aim (PDA) LhikV A电子油门踏扳离压舷ffi罐料載止阀（天然气鋼EControkHeavyDutyECM1.1.1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Ci找垂动FTP（节吒门钢压力）电控调压器（EPR阀）DB"书气门舉动 进气压力WiS度凸轮轴a置和转速发动机冷却水S废气阀线ffi 度气阀压力 UEGOC

5、11939 CAN Liitfc (Key word 2000)起动控制（继电罄）:MV 电 «中冷Sas19压器废气H点火线圈DEGO3排气环勇嶠聲器 a气8CNG气罐4 CNG过虑器*高压电磁阀卩>高压减压器片低压电磁阀4+J仪+J+J+J1.2配套要求项目1.2.1 燃 料CNG电子节气门d电控调压器卜玉中冷后的空气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 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

6、存在。中CNG :符合 GB 18047-2000标准的要求，燃料每标准立方米(101.325kPa,20 C)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口m。其余按照 GB 18047-2000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 定险。双方都应高度重视安全问题，避免发生事故。图示 二""*n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 仅仅是配有配套商用车的 势1套客车，还1. 2.2 气瓶CNG气瓶根据车辆实际行

7、驶里程决定气瓶数量。气瓶充满 气时的公称工作压力为 时气瓶最小压力不能低于 机供气不足、动力性下降， 烧结。20MPa。特别注意：使用3MPa,否则会引起发动 并且导致催化转化器1.2.3 天然气高 压管路 及接头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。每个气瓶岀口带一个手 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

8、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 小于75mm，当距离在 75mm200mm时，应设置可定的隔热装置；I气瓶由汽车厂自备r-f高压管线及其接头与传动轴的距离小于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/T 3733.1 )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：卡套或者汽标:Q80008; 3 个/台2、螺母，国标：螺母不靠37648 GB/TJ8 GB/T 3759 或者汽Q80108;

9、3 个/台:某汽车厂12米客车布置在底盘上的 9CNG气瓶1M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 供不锈钢无 钢管，管内 流动咼压CNG，合理！标：104/ mCNG高压管路部分必 须使用不锈钢管！此处 合理！124CNG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，

10、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：滤清器发动机功 率（马力）tlCNG(kg/h)180>40190>48210>56230>60260>68Lj_ LNG纯度咼，不需 要此零件由管路供应商配套 提供101 11125 压电 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

11、在易于拆卸的地方玉柴提供该件FT极，国产无正负极高压电磁阀线束 图纸不符，无法确 正确了。要求与线 保证实物与保证线圈部分竖 直向上颜色与线束定是否插束厂沟通支术文件的吻合。（进口电磁阀接线分正负之分）1.2.6 高压减压 器5（高压电磁 照零件上标CNG高压管联接气瓶端联接高有箭头指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 部。安装于底盘上的高压 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。高压燃料切断阀 阀）此阀只需按 记的方向进行 路的连接。进气端 过来的管路，岀气 压减压器。阀体上:示！玉柴提供的零件： 高压

12、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 件：用于支撑高压 减压器的安装支架 和紧固件LNG不需要此件根据汽车行业标准 QC/T 245-1998中342.4 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

13、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1 8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。4減辰惜MCWGK 口 B運过 堀软答（睡机配带） 揍低压燃七也J断入口."CMC恵！5：传盲壯.按 岌动机銭泉街定件"A> CHG 肘入口， 楼為圧申，確隨岀口此处n页有一橫头，揍過T -.总管的朗个良诧哇力誉的狂 卜K 反供管1

14、®机配帝.瑕 艮S需硬董曹* *如热朮接头.无方向耳求， 冥O I彳漫星动虬节颯器前 驗k越妙皿另=一卜斥冬 魏连水口 M切也玉議丙处 体路氏腔管已遥在发胡札上 樹旺帳据爸惬需與盘駄高压减压器的外 形上接头分布干 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 n 一根接在出水总管 水管的安装无方向水管，另 上。两根 性。127压电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 气流方向一致。低压电磁阀由玉柴提供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2.1

15、LNG发动机原理图:2、LNG发动机部分技术规范LNG气罐低压电磁阀汽化器Ell电控调压器（EPR阀）ECoiitrols憋料喷射驱动RS 232 PGTalm (PDA) LinkVA电子油门踏板MIL发动机HeavyDutyECM线圈駆动PIT （节气门前压力）DEW节气门駆动 进气压力利温度凸轮轴位直和转速如中冷器点火线圏发功机冷却水温 废气阀线圈 废气阀压力 UEGOCJ1939 CAN Link(Keyword2000)起动控制（继电器）废气阀IIIWIIITTEGO2.1.1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:2.2配套要求发动机配套过程中应严格按照气体

16、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62度底温下由气态变为液体， 便于运输和储存。 CNG:符合 GB 18047-2000标准的要求，燃料 中每标准立方米(101.325kPa,20 C)硫化氢的含量 水平不能超过 15mg/m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其余按照 GB 18047-2000

17、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222气 车用LNG气瓶、管路及其布置、安装必须满足 瓶气瓶由汽车厂自备GDT20368-2006 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量和容量。气瓶充满气时的公称工作压力为l6MPa,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。每个气瓶岀口带一个手 动截止阀，并清楚的标明开”和关”方向，以方便

18、维修。气瓶安装牢固，并有减振措施。驾驶室仪表板应 七置气量指示和漏气报警装置。|>4液位计-r b IV -ti'两个，气瓶zl1 12.r上各阀的作用=71-±'!打甫HIii'託俨行f te r223天然气 路及 头2.2.4 滤清器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 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 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。! 17. -j1A_.厂 fl.

19、gu不应小于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。气瓶到高压减压器 的管路由气瓶厂配 套提供由于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。由于LNG汽车燃料 供给压力低，尽可 能少安装任何会造225LNG化器根据汽车行业标准 QC/T 245-1998中342.4 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

20、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：成压降的零件此件由气瓶厂配套提供 CNG不需要此件发动机功 率（马力）tlLNG(m3/h)18030 4019035 4521040 5023050602605565290607032065753407080汽化器（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

21、8）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），226压连 软管127 压电 阀低压电磁阀低压V/低压软管，连 低压电磁阀。该零件由玉柴提供低压电磁阀由玉柴提供电控调压器以免磨破。发动机在节温器前自带有1个内径6的加热岀水接头，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

22、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， 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 电磁阀通径大推荐8mm以上.J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2 03、CNG、LNG发动机共同部分技术规氾i-t .11： t Z&#

23、39; -、t. -i-irr » 、. ,11? t.t-t t、 rtF z- / I . , f、 ri. i-t .r. rz.、z.r -、，八亠t rz-八， I . 、 、. ,、. t tr.z、t. r > -、r八 上, -vt z v -*i t/、 t ic t z, -if t .z-it 、/ t亠* n rrat亠*、r 、r - 、. . 11 *r- z-t-.配配套发动机配套过程中应丿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b套工作。气瓶及连接管路、接头连接要可靠，不/|寸有漏气；燃气管爭路和线路必须避开发动机的高

24、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。要求3.1项目3.1.1控调 器（ 阀）电压EPR图示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 150700mm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备注Y1<250mm , Y2 > 0mm 4G系列发动机空间 有限

25、，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EPR阀Fuel Flowlie- Iy%O ImJLI j1卞卜'、/、7'7=辛虻_ 下/ 、 /X电控调压器（EPR阀）加;|减震垫已经扭 曲，不合理， 必须调整安装 支架。天然气进 气口垂直 向上，误差 不超过度.%11混合器5刊翻厲阀Hyn高咚囚巾 直參I話r混？镒迦.I話惟;创I'*72 73.1.2 整车线束整车线束所用导线的粗细必须付合玉柴提供的电 路图的要求线束的耐温等级应不低于 125C，同时具备良好 的抗氧化能力每个接插件和电线的连接应能承受 松

26、脱（参考 QC/T 29106-2004 ）90N拉力而不系统接地和电源负极线接法、规格必须符合电路 图要求；禁止用较小截面的导线作接地线 ECM正极必须直接接至电源正极， 车开关控制（具体参照整车电路图）沖 lid J丐冷H 一 4iiF ECts 节血中,伙X-厂ECM供电不受整$、班丄审ECM供电不受整车开关控制，保持常通电，合理根据技术协议确定 是否玉柴提供整车接口接插件电子油门踏板导线必须使用屏蔽线，屏蔽层接地 牢固线束布置不允许在排气管侧，走向顺畅，尽量缠 绕减少，同时应避开高温区，可靠固定，并能防 止磨损隐患；线束应作好防水、防油措施。整车线束与发动机线束的连接须采用玉柴指定型

27、号的接插件，所有接插件必须由防水、防油和防 松措施 * ,3.1.3 诊断接口用于整车标定与故障诊断，玉柴提供接插件型号（参 见线束接插件栏目），为方便维修人员维修诊断，建 议将诊断接口预留在仪表盘附近。5亠亠诊断接口放在仪表 盘下方，油门踏板附 近，非常方便线束凌乱，到处缠绕, 不合理3£ 5W丁 *根据技术协议确定 是否玉柴提供接插 件:却巧.：维修开关放在仪表理！建议放在发动机舱,需 选择自锁开关，以防司机 误操作。诊断开关选用普通翘板开 关即可。电子油门线束未采 蔽线不合理！应采 线，避免信号受干扰。I板不合用屏 用屏蔽3.1.4 空调开关 请求该开关信号线连接至车辆空调离合

28、器控制信号端，通 过整车接插件与 ECU连接，当空调离合器闭合时向 输出24V高电平信号ECM汽车厂负责空调请 求开关的制作和连 接3.1.5境传器进气系统在整车部分和柴油机相比，需要增加一 个环境传感器，其余部分可按照柴油机进气系统的规 范进行。本控制系统使用环境传感器测试环境压力、温度、湿度来对发动机相关控制参数进行修正。发动机 在出厂时配带环境传感器和安装座，汽车厂负责将环 境传感器安装座焊接在空气滤清器和增压器之间的 进气管路上，然后把环境传感器放置于安装座内上紧 并确保安装牢固、密封。安装位置的具体要求如下：安装座必须位于进气管路上方，保证传感器感应 头竖直向下方向安装（且与竖直方向

29、的偏差不超 过20度，安装座焊接牢固、可靠密封；若发动机曲轴箱通风口引至增压器前的空气管路，则环境传感器须安装在该通风口的上游，以避免污染传感器探头；环境传感器安装在进 合理的安装方式！itj 衣捉供），空装在" 眩a用爪器询询1 气砖 路L应注恳吃£柬池握 曾】滸，传感器和安装座均 由玉柴提供气管路上，非常环境传感器安装在侧面，不合理!环境传感器装在底部，不合理!72 9Ve fL ?% 么大气环境传感器水平安装在空滤管上部，非N进气r常合理！2 153.1.6 氧传感器（ 即UEGO 传感器）目前有部分机型氧传感器已安装在发动机上，但由于 布置方案不同，导致某些机型氧传

30、感器须安装在整车 排气管上，具体要求如下：要求在离增压器废气出口或排气弯管下游35倍排气管直径（大约250400mm ）的直管处，焊接一个安装座，供安装氧传感器用；应安装在催 化转化器的上游。氧传感器不能安装在排气管转弯处；安装位置离 任何弯管中心的最小距离为1.5倍管径。应安装在排气管远离发动机一侧上方（不能安装在排气 管下方），但竖直方向的偏差不能超过30度传感器线束走向应尽量远离发动机和排气管，并 可靠固定； 氧传感器在满足上述要求的情况下尽可能靠近涡 轮增压器；如果有排气制动阀，氧传感器应安放 在排气制动阀的下游； 氧传感器的安装处不能进雨水；氧传感器和发动 机之间最好有隔热罩等隔热装置。氧传感器和安装座均由 玉柴提供在拐弯处，不合理!丄在排气制动阀下游，管子 非常合理的安装方式。上方,3.1.7气门 压力 感节 前 传 器Intake fViBriirqldZ ''zTMEP Gtjnaorelectron c Throttle Bod#（TIP）/ J传感器和安装座均由玉 柴提供汽车厂把传感器安装座焊接在中冷器出口至混合 器之间的空气管路上。汽车厂把传感器在安装座上紧固。仅适用于 4G系列发动机，6G、6J和6M系列此 传感器已在发动机上安装Air FIom*2000 闯许M Mixerb亍了TP Sensor由汽车厂把传感器安装座焊接在中 冷器出口至