天然气CNG汽车常见故障浅析.pdf

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1、天然气CNG汽车常见故障浅析目前，我国使用的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、供给和控制的燃气装置，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燃气装置型式各异，但结构原理一样。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、动力阀和混合器等组成，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。目前国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，两者的组成结构基本相同，就整个系统而言，主要区别在于混合器，前者使

2、用文丘里管式混合器，后者使用比例调节式混合器。CNG汽车在我国推广应用时间不长，驾驶人员对其结构和性能缺乏系统认识，判断和处理故障的经验不足，故障判断不准确。这样，驾驶人员误认为CNG汽车故障多，处理故障较麻烦，影响了CNG汽车的推广使用。笔者针对故障率较高的供气系统，从结构原理与安装调试等方面，对采用组合式负压排气减压阀的CNG汽车常见故障作了一定分析。一、供气系统的结构及安装图1组合式负压排气减压阀结构原理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结

3、构，第三级减压阀为常闭真空膜片式结构。设置在第一级减压阀之前的高压电磁减压阀控制天然气流量。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，甚至出现管路冰堵。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，以延长使用寿命，确保减压阀的正常工作。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［1］，汽油燃烧的质量空燃比为14.9［2］，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气量也不同，而空气通道的截面积却不变，这样只有改变天然气

4、通道截面积，才能调节混合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，可满足燃油、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，并由发动机废气分析仪测试出最大扭矩时排放废气中的CO含量，一般为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过一系列减压、调节后，依靠发动机运转时混合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，为各种工况提供不同浓度的可燃混合气。图3所示为文丘里管式混合器结构图。混合器一方面使喉管处产生真空度来调节减压阀中的天

5、然气流量，另一方面又要将天然气与空气均匀混合。根据不同车型可选用盘式或筒式混合器，且均可安装在空气滤清器与化油器之间。文丘里管式混合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若干小孔，壳体上有天然气进气通道。混合器结构虽简单，但其设计参数直接影响发动机的性能。混合器喉径过大，真空度小，加速时反应不灵敏；喉径过小，吸入空气量少，影响空燃比，发动机功率下降。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术监督处制定的《压缩天然气汽车-汽油两用燃料汽车技术条件》规定，混合器安装前后，发动机使用汽油时输出功率不得低于95%，各连接处不得有窜

6、漏气现象，如果影响太大，必须重新改变混合器参数。值得注意的是，安装混合器心子时，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文丘里管式混合器结构原理图1—心子；2—壳体二、主要故障及处理1.动力性能差CNG汽车用天然气作燃料时，由于发动机结构参数未随天然气特性参数作适应性调整，就不能充分发挥出天然气燃料的优良特性，导致发动机输出功率比燃油时下降9%～15%，输出扭矩比燃油时下降4%～10%。在排除发动机本身故障的前提下，引起CNG汽车动力性能差的原因主要是燃料供给系统出现的问题。(1)混合器与空气滤清器安装配合不当和密封不严而漏入过量空气，降低了混

7、合器喉管部位的真空度，使发动机吸入气缸的天然气量减少。(2)减压阀低压出气管过分弯曲或细长，混合器喉部直径太小，进气通道截面积变小而引起进气阻力增大，使气缸充气效率降低太多。(3)动力阀的开启程度与进气通道截面积不匹配，参与调节混合气浓度变化的能力太小。(4)发动机工况变化时，进气管道内混合气体的压力波动对减压阀的膜片产生附加力，使阀口的开启度改变，从而影响整个工况范围内混合气的浓度。这几方面的因素导致了混合气浓度要么变得过稀，要么变得过浓，使混合气浓度的变化与发动机工况的变化不相适应。因此，处理故障时可更换与发动机喉管直径适宜的混合器，在保证混合器喉管部位有一

8、定真空度的条件下，使喉管