CNG汽车技术培训

一、燃气汽车技术知识介绍二、燃气汽车技术方案介绍三、燃气控制系统部件介绍四、系统软件标定介绍五、调试和检验六、驾驶员培训七、常见故障诊断分析及处理八、长安国四系统常见问题汇总目录一、燃气汽车技术基础知识介绍1）本培训资料以使用重庆鼎辉公司汽车燃气系统产品作为教材。2）主要针对长安轻型车的两用燃料电喷汽车。1.天然气和天然气汽车的基本知识1.1天然气汽车的分类1.1.1单燃料汽车：只有一套压缩天然气的燃料供给系统，只能燃用压缩天然气的汽车（柴油机改装成燃气发动机）；1.1.2两用燃料汽车:在汽车上有两套燃料供给系统，但不能同时使用只能分开使用两种燃料的汽车；1.1.3双燃料汽车:是指发动机同时使用两种燃料的汽车。1.1.4CNG汽车：CNG是压缩天然气英语单词的缩写；车用压缩天然气的工作压力为20Mpa，在高于-162℃的温度条件下，无论加大压力，甲烷都不会液化，甲烷的辛烷值高达130，抗爆震性很好，甲烷分子量小，H/C高达4，燃烧性很好，因而用CNG作燃料的汽车发动机震动小、噪音小，排气中有害物质含量很少，汽车引擎寿命则自然延长，所以，CNG是一种优质汽车燃料。1.1.5天然气广义地说是岩石圈中一切天然生成的气体均称天然气。石油工业所称天然气主要是指在地层中有机质热演化各个阶段生成的气态烃和非烃气体CO、N2、H2S）所之见成的混合气，其特点是无色，可以燃烧，呈淡黄或蓝色火焰。天然气又分为气田气、油田气、煤层气。1.1.6天然气的主要成分是甲烷(CH4)，它是一种无色无味的气体，在使用时添加了一种无毒的臭剂，在爆炸极限(5%--15%)的百分之二十之前人能感觉气体泄漏，它的分子量M是16克，空气的分子量M是34克，所以它比空气轻，它的临界温度是-82度，就是天然气气体在一定压力时的气体温度，它的沸点是-162度，沸点就是液体变成气体所需的温度，凝固点是-183度，凝固点就是把液体变成冰块所需的温度。1.1.7LNG汽车,LNG是液化天然气英语单词的缩写；LNG是液化天然气，由于甲烷临界沸点温度为零下162℃，这就决定了LNG是低温液体，LNG是通过深度冷冻法制取的液体天然气，其成份几乎全部为甲烷，LPG和LNG都是根据其组成特性，通过一定方式液化了的气体。因而其储存和分散系统也就处于低温条件下，它们只能用不锈钢、铜或铝合金等低温材料制作，呈液态的天然气储存在专用的容器中作为燃料，其密度是标准下天然气密度的625倍，容器压力为0.05Mpa～1Mpa。1.1.8天然气的密度为1立方气体=0﹒715㎏，1立方液体=427㎏；环境温度在15度时，液态变成气态是液体的625倍。气体的密度是指单位体积内气体的质量；气体的相对密度是指在同一温度压力条件下，气体与同体积的空气的质量比。液体的密度是指单位体积内液体的质量；液体的相对密度是指在同一温度压力条件下，液体与同体积水的密度比。1.1.9ANG汽车,ANG是吸附天然气英语单词的缩写。利用以中压状态储存在吸附罐内活性碳中的天然气作为燃料的汽车。1.1.10LPG汽车，LPG是液化石油气英语单词的缩写。液化气体燃料指符合车用要求的液化石油气（LPG），LPG系自油气田天然气处理工厂分馏出来的以丙烷和丁烷为主的液态烃类混合物，以及来自油炼厂生产的以丙烷、丙烯和丁烷、丁烯为主的液态烃类混合物。LPG是根据其组成特性，通过一定方式液化了的气体。液化石油气的主要成分是丙烷(C3H6)和丁烷(C4H10)，丙烷的分子量是44克，丁烷的分子量是58克，丙烷爆炸极限是2﹒4%—9﹒6%，丁烷爆炸极限是1﹒8%—9﹒6%，由于LPG是丙烷和丁烷、或丙烷、丙烯和丁烷、丁烯为主的烃类混合物，在大气温度条件下，只要稍加压力便可液化，加压的大小取决于组分含量。虽然不同厂家生产的LPG的组成有差异，但在大气温度条件下，都能在低于1.6Mpa的压力下液化，因而储装容器的压力等级低，重量轻，便于各种方式的储运。使用时降压便气化，十分方便。其密度在标准状态下是天然气密度的250倍到300倍，常压下的沸点温度是丙烷-42℃.丁烷是-0.5℃，LPG的辛烷值比较高，因而抗爆震性很好，就所有LPG的分子量而言，虽比甲烷大，但比汽油、柴油小得多，有利于燃烧。1.1.11汽油的主要成分是碳(C6－C14)，分子量M是100--115克，沸点是30—90度，爆炸极限是1﹒3%—7﹒6%，在空气中达到这个范围时有火源就会产生燃烧或爆炸。1.1.12煤气是指煤碳、焦炭、半焦等固体燃料和重油等液体材料经干馏或气化等过程所得气体产物的总称。1.2天然气与汽油的性质1.2.1天然气与汽油的性质对比1）燃点：天然气或汽油等燃料与空气混合后的可燃气体在发动机燃烧室内压缩后需要点燃燃烧的最低温度称为燃点。2）自燃点：自燃是物质自发的着火燃烧，通常是由缓慢的氧化作用或本身温度或介质温度而引起的，即物资在无外界火源的条件下，在一定温度下自行发热，散热受到阻碍而积蓄，逐渐达到自然状态而致。自然一般分为受热自然和本身自然。3）燃烧速度：指天然气或汽油等燃料与空气混合后的可燃气体在燃烧时，火焰传播的时间和距离。4）燃烧温度：燃烧温度实质上是火焰温度。因为可燃物质燃烧所产生的热量是在火焰燃烧区内放出的，热量完全被燃烧生成物所携带，因而火焰温度也就是燃烧温度。5）辛烷值：辛烷值是燃料抗爆性的标志，它表示燃料在发动机内燃烧时不发生爆震的能力。辛烷值是指与汽油抗暴性相同的标准燃料所含异辛烷的体积分数。如辛烷值70的汽油，表示其抗震性等于70%的异辛烷和30%的正庚烷组成的标准燃料的抗暴性。6）热值：热值是指单位重量或单位体积的可燃物质，在完全烧尽生成最简单最稳定化合物时所放出的热量。7）爆炸及爆炸极限：爆炸是指物质自一种状态骤然转变到另一种状态，并释放出大量能量的瞬间产生巨大声响及亮光的现象称为爆炸。爆炸也包括气体或蒸气在瞬间膨胀的现象。8）理论空燃比：是指燃料与空气经过理论计算得出一定比例的混合气体，在发动机燃烧室内完全烧尽生成最简单最稳定化合物。如1公斤汽油需要14.7公斤空气，这称为质量比。压缩比：是指气缸总容积与燃烧室容积之比。压缩比表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内气体的压力和温度越高。1.2.3天然气是一种高燃点的低密度气体，燃点和爆炸极限都比汽油高，密度小于空气（天然气比空气轻）,如泄漏会迅速扩散到空气中,在相同的温度条件下不易发生失火和爆炸，所以天然气比汽油相对使用更安全。1.2.4发动机着火特性；由于天然气的燃点、辛烷值都比汽油高，火焰的传播速度慢，需要较高的点火能量及发动机提前点火，提前点火造成燃烧时间过长，产生燃烧温度及排温比汽油高，造成发动机气门间隙变小，因此气门间隙应按原车发动机标准的上限大5丝调整。1.2.2由于天然气的燃点比汽油高200多度，需要很高的点火能量才能点燃发动机。要求火花塞应选用冷型耐高温高压，间隙为0.8mm。每行使一万五千公里对火花塞进行调校检查一次。蓄电池空载电压大于12.7V，起动电压大于11V，发电机峰值电压达到12－16V内；起动机在起动时转速达到180-----200r/min。1.3点火提前角：是指活塞从下止点运行到上止点压缩终了是曲轴转过的角度。1.3.1最佳点火提前角：混合气在气缸内燃烧，当最高燃烧压力出现在上止点后10度左右，发动机的输出功率最大，受火焰从火花塞处传播到活塞顶是需要一定的时间，因此要提前点燃火花塞，最佳点火提前角是在上止点前10度。1.3.2如果点火过迟：在活塞达到上止点时才点火,则活塞下行时混合气才燃烧，即燃烧是在容积增大时情况下进行，从而使气缸中压力降低，发动机功率下降，同时由于灼热的气体与气缸壁的接触面积增大，热损失增大，导致发动机过热油耗增大。1.3.3如果点火过早：则燃烧完全在压缩过程中进行，气缸内压力急剧上升，在活塞达到上止点前即达到最大压力，给正在上升的活塞一个很大的阻力，不仅使发动机功率下降，油耗增加，还会引起爆燃。1.3.4影响点火提前角的因素：1）发动机转速对点火提前角的影响,发动机转速越高点火角越大；2）进气支管绝对压力(负荷)对点火提前角的影响；在同一转速下，发动机负荷增大(节气门开度增大)吸入气缸内的混合气增多，压缩行程终了时的压力和温度增高，残存废气量相对减少，使燃烧速度加快；因此最佳点火提前角随负荷增加而减少；.3）影响点火提前角的其它因素，发动机燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、燃油品质、大气压力、冷却水温度等；4）辛烷值对点火提前角的影响。二、燃气汽车技术方案介绍鼎辉多点喷射系统是一种主从式多点顺序喷射、汽油/天然气两用燃料控制系统。系统工作时，燃气电脑以原车汽油ECU的喷油信号为基础输入信号，经发动机进气压传感器MAP、燃气温度及燃气压力等参数校正后，确定该时刻的喷气时间，通过高精度燃气喷嘴向相应的发动机气缸供气，并通过氧传感器信号实现闭环控制。2.1油气转换控制：发动机起动后（汽油起动），将燃气请求开关置于CNG请求档（待转换），ECU将自动检测存储于燃气ECU内部的转换条件，当转换条件满足时，系统将打开CNG高压电磁阀，之后触发油气转换继电器，完成油气转换。当车辆使用燃气运行且燃气量不足时，系统将自动切换至汽油状态。当发动机熄火或转换为汽油运行时，燃气系统电磁阀关闭，系统自动转回汽油模式。2.2燃气工作过程：正常情况下，发动机使用汽油进行起动。当发动机运行且转换开关置于燃气待转状态位置时，燃气ECU将自动检测已存储其内部的转换设定条件与发动机水温，转速,燃气压力等条件满足，ECU将高压管路上的电磁阀打开，高压CNG气体从CNG气瓶进入减压器，减压器将高压气体减压到大约高于进气歧管压力200kPa后输出，然后经低压燃气过滤器进入气轨，再通过气轨分配到喷嘴。燃气ECU根据测量的汽油喷射脉宽，“转换”成相当的燃气喷射脉宽，并控制燃气喷嘴进行喷射。2.3其他功能此外系统还包括其他一些功能，如气量显示、燃气系统零部件故障诊断等。2.4燃气系统组成：由储气瓶、充气阀、高压管路、电磁阀、压力表、减压器、过滤器、低压管路、燃气喷嘴等组成，控制系统由燃气ECU、控制系统线束、气量显示开关（可选数显型或灯显型）等组成。高压气体存储于高压气瓶内，经气瓶阀进入高压路（如上图绿色管路），在高压管路上安装了压力表和充气阀，ECU控制高压管路上的电磁阀将高压气体放入减压器，高压气体经减压器减压后形成压力较稳定的低压气体（如上图蓝色管路），因气体中可能含有杂质，油污等，所以在减压器和燃气气轨之间安装了过滤器，低压气体经受ECU控制的燃气喷嘴进入各缸进气歧管，在各缸进气歧管靠近气门处形成混合气，混合气在发动机进气冲程被吸入气缸内。三燃气控制系统部件介绍控制原理图•电子控制单元ECU控制整个发动机控制系统的运作。它接收发动机运行时传感器的信息。将这些信息处理之后，电子控制单元（ECU）通过控制相应的执行器来确保发动机满足排放、经济性和动力性的要求。ECU电子控制单元ECU控制整个发动机控制系统的运作。它接收发动机运行时的所有传感器的信息。将这些信息处理之后，电子控制单元（ECU）通过控制相应的执行器来确保发动机满足排放、经济性和动力性的要求。3.1电子控制系统在布置发动机室内的ECU线束时，所有的传感器线接插头必须尽量远离高压缸线和排气管，且线束分布尽可能整齐。ECU必须安装在驾驶室内可防水、易散热的地方，且必须做支架固定，以免汽车运行时ECU抖动。ECU接收下列输入信息——电瓶电源——点火开关信号——油气开关转换信号——转速信号——MAP进气压力、CNG压力传感器信号——冷却液温度传感器信号——天然气温度传感器信号——喷油脉冲信号——氧传感器信号这些信号以电压信号的形式传送到天然气控制单元（ECU）。根据这些信息，ECU可以在瞬间测定发动机的工况，并做出相应的反应。ECU控制以下执行器——燃气喷嘴——高压电磁阀——原车油泵发动机控制单元可以利用这些输出装置，对各种传感器传来的发动机工况信息做出直接或间接