天然气发动机原理及故障诊断课件.pptx
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- 关 键 词:
- 天然气 发动机 原理 故障诊断 课件
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1、 天津雷沃动力天然气发动机采取自主研发的方式,大量吸收国际先天津雷沃动力天然气发动机采取自主研发的方式,大量吸收国际先进技术,广泛与国内院校及企业合作,研制出具有自主知识产权的国际进技术,广泛与国内院校及企业合作,研制出具有自主知识产权的国际先进、国内领先的高质量欧先进、国内领先的高质量欧IV天然气发动机产品。其中,发动机核心的天然气发动机产品。其中,发动机核心的电喷系统为自主研发的国际先进的第三代燃气喷射系统,属于国内领先电喷系统为自主研发的国际先进的第三代燃气喷射系统,属于国内领先水准。水准。一、发动机简介一、发动机简介电控燃气系统原理电控燃气系统原理天津雷沃动力天然气发动机天津雷沃动力天
2、然气发动机ECM功能简图功能简图燃气系统主要技术特点:燃气系统主要技术特点: 多点燃气喷射,保证各缸均匀性多点燃气喷射,保证各缸均匀性 定时定量供气,响应迅速,无节流损失,无燃气逸定时定量供气,响应迅速,无节流损失,无燃气逸出损失。出损失。 直接点火系统,能量高,控制精确直接点火系统,能量高,控制精确 一体式减压阀,结构先进(控制电磁阀,压力输出一体式减压阀,结构先进(控制电磁阀,压力输出传感器)传感器) 自适应学习功能,自诊断功能自适应学习功能,自诊断功能 (具有(具有OBDOBD系统)系统) 闭环控制与催化器控制排放闭环控制与催化器控制排放 ECMECM附加功能(空调控制,电子风扇,电子防
3、盗)附加功能(空调控制,电子风扇,电子防盗) 发动机主要特点发动机主要特点 良好的经济性:良好的经济性:与同等功率柴油机燃料消耗质量相当,考虑到天然与同等功率柴油机燃料消耗质量相当,考虑到天然气的价格优势,天然气发动机燃料消耗费用远低于柴油机,以北京的气的价格优势,天然气发动机燃料消耗费用远低于柴油机,以北京的天然气与柴油价格为例,大约节省燃料消耗费用天然气与柴油价格为例,大约节省燃料消耗费用30%。 良好的可靠性:良好的可靠性:发动机机械部件传承了珀金斯柴油机的高可靠性特发动机机械部件传承了珀金斯柴油机的高可靠性特点,而燃气系统因选择了高品质的供应商,可靠性同样突出。点,而燃气系统因选择了高
4、品质的供应商,可靠性同样突出。 环保性能卓越:环保性能卓越:发动机采用的排放策略为达标欧发动机采用的排放策略为达标欧V、欧、欧VI的策略。的策略。实际有害排放远低于欧实际有害排放远低于欧IV标准,具有升级排放至欧标准,具有升级排放至欧V甚至更低排放的潜甚至更低排放的潜力。力。 突出的动力性能:突出的动力性能:因采用电控多点喷射及理论空燃比燃烧方案,发因采用电控多点喷射及理论空燃比燃烧方案,发动机的动力性能与柴油机相当,动力性、加速响应性远高于其它单点动机的动力性能与柴油机相当,动力性、加速响应性远高于其它单点喷射、稀燃的天然气发动机。喷射、稀燃的天然气发动机。发动机性能指标发动机性能指标Pha
5、ser 135/180/210TiN CNG发动机性能参数序号项 目135TiN180TiN210TiN1发动机型式直列四缸直列六缸直列六缸2标定功率/转速 kW/r/min101/2600134/2500156/25003标定工况燃气消耗率 g/(kWh)2582582584标定工况机油压力 MPa0.350.450.350.450.350.455最大扭矩/转速 Nm/r/min445/1500640/1500715/15006最大扭矩燃气消耗率 g/(kWh)2182152157外特性最低气耗率 g/(kWh)2152122128排气温度(涡轮前/后) 720/680720/680720/
6、6809最高空车稳定转速 r/min28002850275028002750280010最低空车稳定转速 r/min55050600506005011点火提前角 (CA)电控1245%标定转速的扭矩 Nm400550600131000r/min 时的扭矩 Nm35052055014全负荷烟度无烟15废气排放达标欧III、欧IV、欧V发动机排放水平发动机排放水平欧欧III限值限值欧欧IV限值限值欧欧V限值限值EEV限限值值珀金斯水平珀金斯水平雷沃动力天然气发动机排放达标欧IV,部分有害物排放低于欧V标准。该发动机具有欧V排放甚至环境友好汽车标准的潜力。Phaer180TiN Phaer180Ti
7、N 样机样机配套主要优势与配套范围配套主要优势与配套范围 基本结构与基本结构与Phaser135/210Ti发动机相同,柴油发动机改装为天发动机相同,柴油发动机改装为天然气发动机非常方便,不仅适用于以前使用然气发动机非常方便,不仅适用于以前使用Perkins发动机的车配套,发动机的车配套,也适合选用国产或进口动力的车配套。也适合选用国产或进口动力的车配套。 动力输出、冷却系统、进气系统与柴油机一致,便于改装、保养动力输出、冷却系统、进气系统与柴油机一致,便于改装、保养和维护。和维护。 排气系统在排气系统在Phaser 135/210Ti发动机基础上增加后处理装置,改发动机基础上增加后处理装置,
8、改动小,便于布置。动小,便于布置。 发动机外形尺寸与发动机外形尺寸与Phaser135/210Ti柴油机基本一致,结构紧凑,柴油机基本一致,结构紧凑,便于布置。便于布置。Phaser110/135TiN主要可以匹配6-8m的公交车富含天然气地区的专用车等。可考虑排放要求严格地区的轻卡、中卡产品配套。Phaser180TiNPhaser210TiN已匹配欧V公交车和欧曼清洁环保车。主要可以匹配8-10m公交车,城市专用清洁车和富含天然气、排放要求严格的地区专用车。已匹配欧V公交车。主要可以匹配9-11m公交车,城市专用清洁车和富含天然气地区专用车。10、配套主要优势与配套范围、配套主要优势与配套
9、范围天津雷沃车用天然气发动机天津雷沃车用天然气发动机使用了使用了Phaser210TiNPhaser210TiN的福田欧的福田欧V V客车(出口泰国)客车(出口泰国)成都公交成都公交811车队配备的装配天津雷沃动力天然气发动车队配备的装配天津雷沃动力天然气发动机的公交车在车站中机的公交车在车站中装配天津雷沃动力天然气发动机的欧曼环保清扫车装配天津雷沃动力天然气发动机的欧曼环保清扫车天然气发动机常见故障及天然气发动机常见故障及 诊断解决方法诊断解决方法故障诊断主要方法故障诊断主要方法由于天然气发动机为电控产品,进行故障诊断时可使用电控燃气系统故障诊断仪进行分析诊断,使用主要方法如下:第一步1.
10、发动机电控线束及真空管路可能影响系统控制空气流量和供气量。 2. 氧传感器及三元催化器安装状况可能会影响系统对空燃比的判断,并降低三元催化器的转化效率 。3. 发动机故障指示灯影响系统对故障的报警 。4. 电瓶电压判断电瓶电量是否足够 。5. 根据经验判断冷却液温度传感器,进气温度传感器,进气歧管绝对压力传感器及氧传感器显示值是否正常 。6. 节气门位置传感器工作范围不能全开或不能全关可能影响发动机动力性能和部分系统功能 。故障诊断主要方法故障诊断主要方法第二步1. 怠速控制阀复位动作关断钥匙开关时观察怠速马达步距,若不正常可能影响发动机的 下一次启动 。2. ECM电源是否关断关断钥匙开关后
11、诊断仪与系统通讯中止 。故障诊断主要方法故障诊断主要方法第三步1. 冷却液温度及冷却液温度循环预示节温器是否工作正常 。2. 电瓶电压显示发电机是否正常工作。过高:可能发电机调节器故障;过低:可能是发电机连线不当或发电机故障 。3. 进气歧管压力可预示进气有无漏气和气门间隙问题。气门间隙过小时,此值偏高,可能影响发动机的动力性,并因排气门过早开启,排温升高而大大缩短氧传感器及三元催化器使用寿命;若气门间隙大,会引起进气歧管压力偏低而影响系统对发动机工作状态的判断,造成热车时怠速异常。 此外,若排气系统堵塞,如:有异物存在于排气道内,机油消耗过高而堵塞三元催化器,以及因三元催化器内部破碎而堵塞,
12、都会造成此值偏高。 4. 怠速马达实际位置此值太低预示进气系统存在漏气,太高则预示节流阀体和怠速控制阀部分被油泥堵塞需清洗。5. 氧传感器值循环次数循环次数太少,预示氧传感器失效 。故障诊断主要方法故障诊断主要方法PC数据流监控软件序号监控软件项目项目含义数据流实际值范围(根据发动机情况的经验值)故障数据及对应的发动机故障故障检查项目及解决方案1Malfunction故障码正常时显示为0电控系统部件出现电路故障时,出现2位故障码根据出现的故障码查询故障码表,找出故障源,检查相应零部件。2MAT Deg 进气温度中冷后进气温度值,根据不同环境和工况有所不同,一般在20-80之间,由于传感器在进气
13、弯管上靠近排气管,因此显示值会略高于实际值。非正常的进气温度值或不显示,如显示-40或151等明显不适实际温度的数值,由于影响发动机相关修正数据,发动机会出现启动困难,轻微的动力不足,气耗偏高等故障。检查连接线束是否折断,插接件是否松动,传感器是否损坏。3Cool Deg冷却液温度发动机冷却液实际温度,根据不同环境和工况有所不同,一般在20-95之间非正常的冷却液温度值或不显示,如显示-40或151等明显不是实际温度的数值;或冷却液温度过高。检查连接线束是否折断,插接件是否松动,传感器是否损坏。如冷却液温度过高,检查冷却系统故障,缺水,节温器损坏,水箱故障等。4Flow 进气流量表示相对进气量
14、的值,随转速和负荷的加大数值相应提升,一般在0-120之间5VE充气效率表示不同负荷的充气效率,随负荷的加大数值相应提升,一般在0-100%之间序号监控软件项目项目含义数据流实际值范围(根据发动机情况的经验值)故障数据及对应的发动机故障故障检查项目及解决方案6Throt Pos节气门开度发动机节气门实际开度,0-99.6%之间。数值不显示,发动机无节气门开度信号,会造成发动机动力不足,启动问题,怠速不稳等。检查线束及传感器,如车辆松油门,节气门开度仍有显示,表示油门拉线卡或节气门卡,会使怠速偏高。7PROMIDA ECU程序代码不同功率,不同地区,不同车辆的ECU程序不同,为区分不同程序规定的
15、代码8RPM发动机转速发动机转速值不显示转速传感器与信号盘距离过大或过小,按要求进行调整。9MAP进气压力进气管压力相对值,根据不同负荷和增压压力不同,负荷和增压压力越大MAP值越大,一般在20-100之间;1200rpm节气门全开时MAP值在70左右,1600rpm节气门全开时MAP值在85左右,2500rpm节气门全开时MAP值在90以上MAP值不显示,或不随负荷变化变化;节气门全开时MAP值达不到要求。会造成发动机动力不足,气耗严重偏高,加速缓慢。检查线束及传感器,MAP值偏小时检查增压器,中冷系统,进排气系统。10Fuel BLM燃油积分燃料喷射量的积分修正值,根据不同工况数值不同,一
16、般在0-180之间序号监控软件项目项目含义数据流实际值范围(根据发动机情况的经验值)故障数据及对应的发动机故障故障检查项目及解决方案11Air Fuel空燃比系统设定的空燃比数值,表示可燃混和气的稀浓,数值越高燃气越稀;发动机在大部分工况空燃比为14.6,在高速高负荷时空燃比偏稀在15-22之间。12AD O2 Voltage氧传感器电压值排气弯管氧传感器电压值,表示实际混和气的稀浓;在空燃比为14.6的理论空燃比修正区域,其值应在小值与大值之间震荡(如0-900mV间不断变化)ECU对燃料量进行相应修正,混和气在理论空燃比附近不断稀浓变化。怠速时此值为一小值(100以下)或震荡变化;空燃比高
17、于14.6时(17以上)此值应为一小值(100以下)。不显示或空燃比在14.6时其值固定不变。检查线束及传感器,线束是否折断,传感器是否损坏。13Spark Adv点火提前角不同工况的点火提前角设定值,根据不同转速和负荷不同;一般0-30之间14CNG Tempreture 天然气温度低压天然气温度实际值,一般-20-50之间。不显示或非正常数值。由于影响发动机相关修正数据,发动机会出现启动困难,轻微的动力不足,气耗偏高等故障。检查线束及传感器,线束是否折断,传感器是否损坏。15BPW 燃料喷射脉宽不同工况喷油脉宽值,根据不同转速和负荷以及修正不同变化,一般在3-25之间。序号监控软件项目项目
18、含义数据流实际值范围(根据发动机情况的经验值)故障数据及对应的发动机故障故障检查项目及解决方案16BLM Cell自适应学习单元ECU根据不同工况和修正变量值划定的自适应学习区间,一般在0-4517Fuel INT 燃料喷射量的微分修正值,根据不同工况数值不同,一般在0-180之间此值与氧传感器电压综合参考,此值如果偏大(150以上)而氧传感器电压偏小无法迅速修正到大值(700以上)表示燃气供应不足。此时应检查燃气管路是否堵塞,燃气滤清器,燃气喷嘴是否堵塞,进行相应清洗和保养。18CL Flow 流量单元不同负荷混和气流量单元19AD Battery Voltage系统电压发动机电控系统电压,
19、正常值在10-13.8V之间超出电压范围,发动机工作不正常检查系统,整车电路20VSS车速车辆行驶速度ECU修正参考数据,基本对发动机性能影响不大21CNG Pressure低压天然气压力未接传感器不起作用22Desired RPM设定怠速ECU根据发动机运行情况的设定怠速转速。不同工况不同,一般为600rpm,水温较低时提升至700rpm或更高。序号监控软件项目项目含义数据流实际值范围(根据发动机情况的经验值)故障数据及对应的发动机故障故障检查项目及解决方案23IAC Pos怠速步进电机步进量表示怠速步进电机开度,值在60-159之间,并根据不同怠速设定值与发动机实际转速进行调整变化;正常怠
20、速时在100左右。怠速时,其值偏大(150以上)发动机转速仍无法调整到设定值,表示发动机工作不正常或有缺缸。检查火花塞是否有烧蚀积碳;高压阻尼线是否有松动断裂;燃气喷嘴是否有堵塞需接;怠速阀是否堵塞卡滞;线束是否完好。24IAC INT怠速步进微分量与步进电机步进量对应,值在0-100之间25GPSFLOW旁通流量步进电机旁通流量26Charge Temp修正温度整体修正温度值27altcmap实际气压进气压力值28RUN TIME运行时间监控软件运行时间29Boost Pressure背景压力第一节第一节 进气绝对压力传感器进气绝对压力传感器第二节第二节 曲轴位置传感器曲轴位置传感器第三节第
21、三节 发动机控制模块发动机控制模块第四节第四节 进气温度传感器进气温度传感器第五节第五节 氧传感器氧传感器第六节第六节 节气门位置传感器节气门位置传感器第七节第七节 冷却液温度传感器冷却液温度传感器第八节第八节 燃气温度传感器燃气温度传感器第九节第九节 燃气导轨总成燃气导轨总成第十节第十节 燃气喷嘴燃气喷嘴第十一节第十一节 高压线与火花塞高压线与火花塞第十二节第十二节 节流阀体节流阀体雷沃天然气发动机电控系统零部件介绍雷沃天然气发动机电控系统零部件介绍第十三节第十三节 燃气滤清器及燃气导管燃气滤清器及燃气导管第十四节第十四节 点火线圈点火线圈第十五节第十五节 怠速空气控制阀怠速空气控制阀第十六
22、节第十六节 天然气减压阀天然气减压阀第十七节第十七节 三元催化器三元催化器第十八节第十八节 故障诊断插头故障诊断插头第十九节第十九节 线束线束进气岐管绝对压力传感器(进气岐管绝对压力传感器(MAPMAP)用于检测发动机进)用于检测发动机进气歧管的进气压力。气歧管的进气压力。MAPMAP传感器产生一个与输入压力传感器产生一个与输入压力成正比的、与参考电压成比例的输出信号。并将其信成正比的、与参考电压成比例的输出信号。并将其信号送给号送给ECMECM,为发动机确定基本的喷油量和点火提前,为发动机确定基本的喷油量和点火提前角提供依据。传感器安装时将端口向下,应与垂直方角提供依据。传感器安装时将端口向
23、下,应与垂直方向成小于向成小于3030度安装在压力孔上,以免线柱上的冷凝液度安装在压力孔上,以免线柱上的冷凝液留在传感器内。(见下图)。留在传感器内。(见下图)。第一节第一节 进气绝对压力传感器进气绝对压力传感器曲轴位置传感器(曲轴位置传感器(CPSCPS)用于测量发动机转速和曲轴)用于测量发动机转速和曲轴转角。转角。ECMECM根据转角信号确定每缸的点火提前角和喷根据转角信号确定每缸的点火提前角和喷油定时。传感器安装在正时齿轮盖上,对应曲轴皮带油定时。传感器安装在正时齿轮盖上,对应曲轴皮带轮上轮上22X22X齿圈,它由一个永久磁铁和线圈组成。当曲齿圈,它由一个永久磁铁和线圈组成。当曲轴转动时
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