潍柴天然气发动机课件.ppt
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- 天然气 发动机 课件
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1、 潍柴燃气发动机结构与使用维护保养潍柴燃气发动机结构与使用维护保养说明说明单位:潍柴西港新能源动力有限公司单位:潍柴西港新能源动力有限公司 一、天然气的特性一、天然气的特性 目目 录录 二、天然气发动机的结构特点二、天然气发动机的结构特点 三、发动机日常使用三、发动机日常使用 四、发动机维护保养四、发动机维护保养 五、发动机电控部件维护规范五、发动机电控部件维护规范天然气的特性天然气的特性 天然气成分主要以甲烷(天然气成分主要以甲烷(CH4CH4)为主,同时含有少量的丙烷()为主,同时含有少量的丙烷(C3H8C3H8)和丁烷)和丁烷 (C4H10C4H10)等烃类气体,氮、二氧化碳、硫化氢非烃
2、类气体。各个地方天然气的形)等烃类气体,氮、二氧化碳、硫化氢非烃类气体。各个地方天然气的形成过程不尽相同,所以成分也不完全一样。成过程不尽相同,所以成分也不完全一样。 天然气在我国分布很广,根据开采和形成的方式不同,天然气可分为天然气在我国分布很广,根据开采和形成的方式不同,天然气可分为5 5种:种: 纯天然气:从地下开采出来的气田气为纯天然气;纯天然气:从地下开采出来的气田气为纯天然气; 石油伴生气:伴随石油开采一块出来的气体称为石油伴生气;石油伴生气:伴随石油开采一块出来的气体称为石油伴生气; 矿井瓦斯:开采煤炭时采集的矿井气;矿井瓦斯:开采煤炭时采集的矿井气; 煤层气:从井下煤层抽出的矿
3、井气;煤层气:从井下煤层抽出的矿井气; 凝析气田气:含石油轻质馏分的气体。凝析气田气:含石油轻质馏分的气体。 高纯度的天然气是无色、无味、无毒、无腐蚀性、易燃、易爆的气体。为防高纯度的天然气是无色、无味、无毒、无腐蚀性、易燃、易爆的气体。为防止泄露时易于觉察,在天然气中添加了加臭剂。止泄露时易于觉察,在天然气中添加了加臭剂。 燃烧速度:是火焰在可燃气体混合物中的传递速度。燃烧速度也称为点燃速度或燃烧速度:是火焰在可燃气体混合物中的传递速度。燃烧速度也称为点燃速度或火焰传播速度。天然气的燃烧速度比较低,其最高燃烧速度只有火焰传播速度。天然气的燃烧速度比较低,其最高燃烧速度只有0.3m/s0.3m
4、/s。因此天。因此天然气燃烧后排温高,需对排气系统部件进行强化。然气燃烧后排温高,需对排气系统部件进行强化。 天然气的特性天然气的特性1 1)天然气在压缩(液化)、储运、减压、天然气在压缩(液化)、储运、减压、燃烧过程中燃烧过程中, , 在严格密封的状态进行,不在严格密封的状态进行,不易泄漏;易泄漏;2 2)天然气密度在)天然气密度在426-470kg/m3426-470kg/m3之间,比之间,比空气轻,易挥发,不易聚集,安全性能好。空气轻,易挥发,不易聚集,安全性能好。如有泄漏,很快散失,不易着火;如有泄漏,很快散失,不易着火;3 3)可然气的着火温度为)可然气的着火温度为650650,比汽
5、油高,比汽油高约约260260。4)天然气燃烧范围比较窄,在天然气燃烧范围比较窄,在5 51515之间,天然气的燃烧下限明显高于其他燃之间,天然气的燃烧下限明显高于其他燃料:料: 柴油:柴油:1.581.58, 汽油:汽油:1.31.3。燃料种类燃料种类天然气天然气柴油柴油汽油汽油蒸气密度蒸气密度/ /(kg/m3kg/m3)0.75-0.75-0.80.83.43.444沸点沸点-162-1621701703503503030190190理论空燃理论空燃比比(kg/kg)(kg/kg)17.217.2:1 114.314.3:1 114.814.8:1 1辛烷值辛烷值(RON)(RON)13
6、01302323303080809999燃烧极限燃烧极限( (体积体积) %) %5 515151.581.588.28.21.31.37.67.6自然温度自然温度( (常压下常压下)T )T 650650250250390390420420天然气、柴油、汽油比较天然气、柴油、汽油比较安全性安全性 天然气的特性天然气的特性1)CNG:1)CNG:压缩天然气压缩天然气u气瓶内充满气时一般为气瓶内充满气时一般为20Mpa20Mpa(即即200bar)200bar)。存储压力很高。存储压力很高。u天然气因生产区域不同,成分可能不同,若天然气因生产区域不同,成分可能不同,若差别较大,需根据差别较大,需
7、根据CNGCNG气质成分表调整气质成分表调整ECUECU数据。数据。LNGLNG储存特性储存特性 u隔热保冷隔热保冷: :保持真空保持真空; ;u分层分层: :长时间停放时长时间停放时, ,隔几天启动隔几天启动车辆车辆。2 2)LNG: LNG: 液化天然气液化天然气u 在在常压下、温度为常压下、温度为-162-162度的天然气度的天然气变为液态。变为液态。 u通常条件下,通常条件下,1 1个体积的个体积的LNGLNG将产生将产生600600个体积的个体积的气体。因此,气体。因此,LNGLNG适用于长途运输和储贮。适用于长途运输和储贮。uLNGLNG接触到皮肤时,可造成与烧伤类似的灼伤。接触到
8、皮肤时,可造成与烧伤类似的灼伤。从从LNGLNG中漏出的气体也非常冷,并且能导致灼伤。中漏出的气体也非常冷,并且能导致灼伤。作为车载能源,主要有以下两种贮存形态:作为车载能源,主要有以下两种贮存形态: 一、天然气的特性一、天然气的特性 目目 录录 二、天然气发动机的结构特点二、天然气发动机的结构特点 三、发动机日常使用三、发动机日常使用 四、发动机维护保养四、发动机维护保养 五、发动机电控部件维护规范五、发动机电控部件维护规范 天然气发动机与柴油机的区别天然气发动机与柴油机的区别天然气发动机天然气发动机柴油机柴油机燃料供给系统燃料供给系统燃气供给系统燃气供给系统(电磁切断阀、稳压器、燃料计量阀
9、等)(电磁切断阀、稳压器、燃料计量阀等)燃油供给燃油供给(高压油泵、高压油管、喷油器等)(高压油泵、高压油管、喷油器等)点火方式点火方式点燃点燃(点火模块、点火线圈、高压线、火花塞等)(点火模块、点火线圈、高压线、火花塞等)压燃压燃压缩比压缩比12121717相位转速信号相位转速信号采集采集信号发生器(相位传感器)信号发生器(相位传感器)油泵及飞轮油泵及飞轮燃料空气混合燃料空气混合混合器、节气门混合器、节气门无无排温排温高高增压器、排气管、进排气门座等优化增压器、排气管、进排气门座等优化低低国国IVIV后处理装后处理装置置三元催化器三元催化器SCRSCR后处理系统后处理系统电控系统电控系统目前
10、为美国伍德沃德系统目前为美国伍德沃德系统国国以上发动机采用以上发动机采用BOSCHBOSCH天然气发动机的燃烧特点天然气发动机的燃烧特点1 1、空气进气量对发动机功率影响大空气进气量对发动机功率影响大u更多进气更多进气 = = 更大功率更大功率u对进气调节控制能力决定发动机性对进气调节控制能力决定发动机性能能u增压低,系统中不能通过增加燃料增压低,系统中不能通过增加燃料来提升动力,否则来提升动力,否则爆震;爆震;排放急剧恶化排放急剧恶化经济性变差经济性变差2 2、天然气发动机使用稀燃技术天然气发动机使用稀燃技术u天然气发动机理论空燃比天然气发动机理论空燃比:16-17:16-17u稀燃优点:稀
11、燃优点:经济性好,排放性能好,热负荷小经济性好,排放性能好,热负荷小u稀燃注意事项:稀燃注意事项:需要高能长时间的点火和小的火需要高能长时间的点火和小的火花塞间隙;花塞间隙;失火极限失火极限 混合气浓度混合气浓度 爆震极限爆震极限高的空气湿度易导致失火高的空气湿度易导致失火3 3、抗爆性能好抗爆性能好 爆震是一种不正常的燃烧。爆震是一种不正常的燃烧。长长时时间的爆震会导致发动机系统损坏间的爆震会导致发动机系统损坏 ,发动机动力性、经济性将急剧恶化,发动机动力性、经济性将急剧恶化,爆震主要因素包括:爆震主要因素包括:l压缩比过大;压缩比过大;l机油消耗过大,或过多积炭;机油消耗过大,或过多积炭;
12、l燃料过浓或品质差燃料过浓或品质差 ;l进气温度过高;进气温度过高;l增压压力过高;增压压力过高;l点火定时不准点火定时不准4 4、燃料闭环控制,不易失火燃料闭环控制,不易失火 氧传感器对排气进行测量,反氧传感器对排气进行测量,反馈给馈给ECUECU,控制燃料以保持目标控制燃料以保持目标空燃比。空燃比。 ECUECU标定数据中包含了失火极标定数据中包含了失火极限以防止最初的失火。限以防止最初的失火。 燃烧燃烧特点特点天然气发动机技术特点天然气发动机技术特点潍柴天然气发动机主要采用美国伍德沃德公司潍柴天然气发动机主要采用美国伍德沃德公司OH2.0OH2.0系统,主要技术特点如下:系统,主要技术特
13、点如下:1 1、采用电子脚踏板,改善了发动机的驾驶性能。、采用电子脚踏板,改善了发动机的驾驶性能。2 2、燃气喷射、点火角度、空燃比、发动机负荷全部采用电控单元、燃气喷射、点火角度、空燃比、发动机负荷全部采用电控单元ECUECU控制。控制。ECUECU根据电子脚根据电子脚踏板输出的电压信号,确定电子节气门的开度,再根据发动机负荷、发动机转速、进气压力踏板输出的电压信号,确定电子节气门的开度,再根据发动机负荷、发动机转速、进气压力、燃气压力和温度等参数计算燃气喷射量,确定点火角度。、燃气压力和温度等参数计算燃气喷射量,确定点火角度。3 3、发动机稳定运行时采用闭环控制,使实际空燃比和理论空燃比一
14、致。、发动机稳定运行时采用闭环控制,使实际空燃比和理论空燃比一致。4 4、燃气进气方式为电控单点喷射,供气及时、停气干脆。、燃气进气方式为电控单点喷射,供气及时、停气干脆。5 5、具有加速加浓功能。、具有加速加浓功能。6 6、采用防喘振技术,发动机大负荷急松脚踏板时,、采用防喘振技术,发动机大负荷急松脚踏板时,ECUECU根据减速信号,激活燃料切断功能,根据减速信号,激活燃料切断功能,在切断燃料供给的同时,电子节气门保持一定的开度,消除了因节气门关闭而引起增压器喘在切断燃料供给的同时,电子节气门保持一定的开度,消除了因节气门关闭而引起增压器喘震的可能性。震的可能性。 7 7、增压器带废气控制阀
15、,采用电控放气。、增压器带废气控制阀,采用电控放气。8 8、具有超速保护功能。、具有超速保护功能。9 9、电钥匙打开后,如果没有转速信号,燃气管路的电磁阀会自动关闭。、电钥匙打开后,如果没有转速信号,燃气管路的电磁阀会自动关闭。1010、具有故障自我诊断功能。、具有故障自我诊断功能。LNGLNG发动机工作原理图发动机工作原理图u 进入诊断页面后,点击进入诊断页面后,点击ConnectConnect。 u选择对应的选择对应的COMCOM端口号。(端口号查端口号。(端口号查询方法见上页)询方法见上页)u点击点击ConnectConnect。CNGCNG发动机工作原理图发动机工作原理图 一、天然气的
16、特性一、天然气的特性 目目 录录 二、天然气发动机的结构特点二、天然气发动机的结构特点 三、发动机日常使用三、发动机日常使用 四、发动机维护保养四、发动机维护保养 五、燃气发动机电控部件维护规范五、燃气发动机电控部件维护规范发动机日常使用发动机日常使用1 1、启动前检查(一)、启动前检查(一)1 1)、检查冷却液液面:玻璃视孔观察冷却液面,冷却液不够时,可打开加水口)、检查冷却液液面:玻璃视孔观察冷却液面,冷却液不够时,可打开加水口盖加入冷却液。盖加入冷却液。 注意:打开加水口盖时,必须先按下排气按钮,以免发动机热状态时热冷却注意:打开加水口盖时,必须先按下排气按钮,以免发动机热状态时热冷却液
17、伤人。液伤人。2 2)、检查机油液面:当油面低于油尺的下刻线或高于油尺的上刻线时,决不允)、检查机油液面:当油面低于油尺的下刻线或高于油尺的上刻线时,决不允许开动发动机。许开动发动机。 在发动机停车后检查油面,至少等在发动机停车后检查油面,至少等5 5分钟后进行,使机油有充分时间流回油分钟后进行,使机油有充分时间流回油底壳。底壳。油尺低位至高位的油量差为油尺低位至高位的油量差为3L3L。发动机日常使用发动机日常使用1 1、启动前检查(二)、启动前检查(二)3 3)、检查三漏:发动机整机应无漏水、漏气、漏油现象。)、检查三漏:发动机整机应无漏水、漏气、漏油现象。检查风扇:目视检查风扇叶片有无损坏
18、,连接螺栓是否紧固。检查风扇:目视检查风扇叶片有无损坏,连接螺栓是否紧固。4 4)、检查皮带:皮带通过皮带张紧轮自动张紧,用户通过手压皮带检查皮带的松)、检查皮带:皮带通过皮带张紧轮自动张紧,用户通过手压皮带检查皮带的松紧。紧。5 5)、检查气瓶与支架、燃气管路与支架固定是否牢固,天然气气管接头是否漏气,)、检查气瓶与支架、燃气管路与支架固定是否牢固,天然气气管接头是否漏气,燃气管路是否有磨损、裂纹或漏气。燃气管路是否有磨损、裂纹或漏气。6 6)、检查)、检查LNGLNG发动机汽化器后燃气管路是否有结霜或结冰现象,若有,彻底排除发动机汽化器后燃气管路是否有结霜或结冰现象,若有,彻底排除后故障发
19、动机才能运行。后故障发动机才能运行。7 7)、检查各橡胶水管是否有老化、裂纹、压瘪。特别是)、检查各橡胶水管是否有老化、裂纹、压瘪。特别是LNGLNG发动机汽化器水路是发动机汽化器水路是否畅通。否畅通。8 8)、检查传感器接头是否松动,线束是否有脱落靠近排气管,是否有磨蹭、拉拽。)、检查传感器接头是否松动,线束是否有脱落靠近排气管,是否有磨蹭、拉拽。9 9)、检查燃气表压力是否正常,)、检查燃气表压力是否正常,CNGCNG车辆燃气压力需高于车辆燃气压力需高于3MPa,LNG3MPa,LNG车辆燃气压力车辆燃气压力需高于需高于8bar8bar。1010)、)、LNGLNG车辆需要观察液位显示,判
20、断瓶内的存液量。车辆需要观察液位显示,判断瓶内的存液量。发动机日常使用发动机日常使用2 2、启动发动机检查、启动发动机检查1 1)、启动发动机时先接通点火钥匙,停顿)、启动发动机时先接通点火钥匙,停顿3-53-5秒后再启动发动机,保证燃气管路秒后再启动发动机,保证燃气管路内能够充满燃气,内能够充满燃气,ECUECU供电(供电(WOODWARD 2.0WOODWARD 2.0系统,需等听到系统,需等听到“哒哒”的一声响后的一声响后, ,再再启动)。启动)。2 2)、启动时不要踩脚踏板,节气门开度和喷气量由)、启动时不要踩脚踏板,节气门开度和喷气量由ECUECU控制。控制。3 3)、发动机启动后怠
21、速运行)、发动机启动后怠速运行3030秒,检查机油压力和水温,不要启动后就空踩踏板。秒,检查机油压力和水温,不要启动后就空踩踏板。若若3 3次启动不成功,应重新仔细检查燃气部分和电路部分。次启动不成功,应重新仔细检查燃气部分和电路部分。4 4)、为保护起动机每次启动时间不超过)、为保护起动机每次启动时间不超过1515秒,每次启动间隔应大于秒,每次启动间隔应大于3030秒。秒。5 5)、)、 LNGLNG车辆启动后,须怠速运行车辆启动后,须怠速运行3 3分钟以上,同时检查汽化器后燃气管路有无分钟以上,同时检查汽化器后燃气管路有无结霜或结冰现象。结霜或结冰现象。6 6)、检查发动机声音是否正常。)
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