《新能源汽车结构与检修》模块三

图 3-1 CYTZ-100 型三级减压调节器的结构
2．文丘里管结构混合器
混合器的结构与形式应与所使用的减压阀相匹配， 由于三级减压阀出口压力为负压，为了与此减压调节 阀相匹配，混合器应该设计为文丘里管结构。该混合 器由壳体和芯子两部分组成，芯子喉径最小处均匀分
分布一圈小孔，壳体上有天然气进气道，其结构如图 3-2 所示。
模块三 天然气汽车
知识目标
★掌握天然气汽车的结构与特点； ★了解天然气汽车的应用； ★掌握天然气汽车燃料供给系统的工作原理。
技能目标
★学会天然气常见故障的检修方法； ★学会天然气汽车日常维护。
情景导入
小明刚接触天然气汽车时，并不了解天然气汽 车的发展史和烧天然气汽车的性能如何，通过学习 本模块，了解了各国天然气汽车的发展史，掌握了 天然气汽车的特点及工作原理。
（4）重庆市 CNG 汽车的发展现状分析
3．发展我国天然气汽车对策
（1）加快天然气发动机关键技术的研究
（2）改善供气能力、加快加气站基础设 施的建设
（3）政府政策的支持
课题二 天然气汽车燃料 供给系统
一、CNG 供气专用部件结构及原理
1．减压调节器
由于气瓶内的 CNG 压力随着燃料的消耗不断变 化，因此要想保持稳定的天然气与空气的混合比例， 需安装减压调节器。减压调节器可以保证在气瓶内的 压力发生变化时进入混合器的天然气压力基本恒定。 减压调节器将气瓶内CNG的压力由20MPa降至常压 一般要经过三级减压。CYTZ-100 型三级减压调节器 的结构。如图 3-1 所示。
通过学习本模块，你还可以了解如何维护天然 气汽车，对天然气汽车的常见故障，进行简单的检 查或维修。
知识链接
天然气作为新能源的发展方向，有哪些类型？ 发展天然气汽车有何对策， 如何安全使用天然气， 使用天然气应注意哪些事项？天然气汽车燃料是如 何供给的。
天然气汽车燃料供给系统中的专用供气部件的 结构及工作原理，双燃料汽车的供给系统是如何协 调工作的。电控天然气燃料供给系统的结构及其工 作原理如何，通过对 ECU 的优化，精确控制喷气 量，达到最佳燃油经济性。
当然，使用天然气的汽车也是需要每天检查的， 这样才能排除故障的可能性和延长使用寿命。
必备知识
课题一 天然气汽车概述
一、车用天然气
天然气与汽油和柴油相比较，它们的特性有很大差异， 天然气与汽油的理化特性值对比见表 3-1 所示。
表 3-1 天然气与汽油、柴油的理化特性比较
国家标准 GB 18047-2000《车用压缩天然气》对车 用压缩天然气的热值、含硫、含水、含氧、含二氧化碳等 技术要求有严格的规定（表3-2所示）。
图 3-4 手动截止阀的结构
二、CNG- 汽油两用燃料汽车的 供给系统
汽油机改装的 CNG- 汽油两用燃料汽车发动机供 给系统如图 3-5 所示，即在原汽油机上加装一套 CNG 燃气供给系统，在燃用天然气时，替代原汽油 机供油系统向发动机提供天然气一空气混合气。由于
天然气与汽油的性质不同，在同一工况下要求的最佳 点火提前角也不同，为保证燃用汽油和燃用天然气时 均能获得最佳点火提前角，两用燃料汽车发动机的点 火系统加装了点火时间转换器，通过燃料转换开关可 在燃用汽油和 CNG 之间灵活切换。
表 3-2 车用压缩天然气技术指标 表 3-3 压缩天然气的燃气类别
二、天然气的类型及特点
1．天然气汽车的类型
（1）按燃料储存形式分类
①压缩天然气（CNG）汽车 ②液化天然气（LNG）汽车 ③液化石油气汽车（LPGV）
（2）按燃烧种类分类
①单燃料天然气汽车 ②两用燃料天然气汽车 ③双燃料天然气汽车
课题四 天然气汽车常见 故障检修
一、CNG- 汽油两用燃料汽车常见 故障原因及排除
常见故障原因及排除方法，如表 3-5 所示。
表 3-5 CNG- 汽油两用燃料汽车常见故障原因及排除
续表
续表
二、CNG 汽车发动机换气熄火的 故障检测与排除
根据上述分析的故障可能原因有电磁阀接线不松动或 减 压器上电磁阀线圈断路、短路或接地。检查时，先用 手检查电 磁阀接线端子是否松动（图 3-11），有松动应 加以紧固。如正常，再使用万用表电阻档检查电磁阀线圈 电阻，与维修手册对照，如果电阻无穷大，说明电磁阀线 圈否断路，如果比标准值小，可能线圈短路，再把万用表 一端接地，应该电阻无穷大，如果电阻为零，说明线圈接 地。电磁阀线圈出现断路、短路或接地，应该予以更换。
一、CNG- 汽油两用燃料汽车的 安全使用
①严格执行加气安全操作规程。气瓶加气，压力不得 高于20MPa。使用的天然气应作净化处理，符合车用天 然气气质标准。
②严禁在装置有故障和系统存在漏气的情况下燃气运 行。
③在拆装有关高压零部件时，应避免不安全操作。开 启瓶阀，人不得站在气瓶阀口的正面，截止阀应缓慢开启， 通气后逐渐开大，防止冲击表阀及其它零件。
2．天然气汽车的特点
（1）天然气汽车具有保护环境、 经济、安全的特点
（2）天然气汽车具有延长寿命
（3）天然气对汽车发动机的改造
①单燃料专用发动机 ②双燃料发动机改造技术
三、我国天然气汽车的发展现状
1．我国天燃气汽车发展概况
2．我国部分城市天然气汽车（CNG、 LNG）发展现状分析
（1）北京市 CNG、LNG 汽车的发 展现状分析
图 3-8 天然气电控缸内喷射系统示意图
四、CNG- 柴油两用燃料汽车的 供给系统
CNG- 柴油双燃料发动机是利用柴油机改装的，可单 独使用柴油，也可同时使用柴油和天然气混合燃料。 CNG- 柴油双燃料发动机供给系统如图 3-9 所示，该系 统主要由燃料供给系统、发动机控制保护系统、天然气供 给和调节系统、天然气储存系统四部分组成。
图 3-9 CNG- 柴油双燃料发动机供给系统
1．燃料供给系统 2．发动机控制保护系统
3．天然气供给和调节系统 4．天然气储存系统
图 3-10 所示为计量阀结构图。节流阀开度大，供气 量增多，发动机的功率增加。计量阀通常与限速器制成一 体。
图 3-10 计量阀（节流阀）的结构
课题三 天然气汽车的维护
图 3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ11 电磁阀
三、汽油天然气两用燃料汽 车维护的基本作业内容
汽车维护分为新车改装后的走合维护，日常维护，一级 维护，二级维护，总成维护。除日常维护作业外，以清洁、 润滑、紧固为主，并检查有关制动、操纵等安全部件。其实 质是要求汽车经过较长里程运行后，特别要注意对安全部件 的检查和维护。除一级维护作业外（即包含一级维护作业内 容），以检查调整为主，维护其使用性能，以保证汽车的安 全性、动力性、经济性和环保要求。
根据天然气的燃烧特性，按照国际上最常用的判别天 然气互换性的华白指数（华白指数是表示热负荷的参数）， 将天然气分为 10T、12T、 13T 三类（表 3-3），使发动 机能够在—个特定条件中获得最优的燃烧效果。目前国内 供应市场的天然气华白指数基本都在12T范围内。对于加 气站来讲，为使汽车保持良好的工作状态，应及时掌握气 质变化情况，保证给汽车充装同一类别的天然气。
⑩意外事故处理： 交通事故处理：应断开总电源，关闭所有气阀等；如因 燃气高压管、卡套松脱造成大量泄漏而无法关闭储气瓶阀时， 应立即靠边停车，疏散乘客，并将现场圈起隔离， 不允许 人员、车辆进人，隔离火源，待燃气散尽后再作处理。
二、车辆部件的维护与保养
CNG 汽车上的压缩天然气系统，在长期使用中，会出 现各种各样的故障，必须加强压缩天然气系统的维护保养工 作，并及时排除出现的各种故障和隐患；才能保证压缩天然 气的安全性、经济性和延长其使用寿命。
图 3-2 文丘里管混合器结构
3．比例调节式混合器
减压器输出压力为正值时，需要使用比例调节混 合器。比例调节式混合器的工作原理是利用进气管真 空度同时控制空气和天然气通道的通过面积，以控制 混合气的空燃比。其结构如图3-3 所示。
图 3-3 比例调节式混合器结构
4．手动截止阀
我国汽车行业标准 QC/T 245-2002 规定天然气 汽车应安装手动截止阀，当 CNGV 在充气、修理或 入库停车时，用其截断气瓶到减压调节器之间的 CNG 通路。手动截止阀的结构如图 3-4所示。
④严禁用火检查漏气。
⑤驾驶室及车辆附近，不得使用明火，应随时检查是 否有天然气泄漏，驾驶室内严禁全封闭状态吸烟。
⑥行车时避免气瓶及管线与障碍物撞击，发现供气系 统有漏气现象应及时排除，并换用汽油燃料。
⑦车辆停止行驶时，应停放在阴凉处，防止日光暴晒。 ⑧保养车辆时，气瓶、减压阀、管线等严禁敲击、碰 撞。充气气瓶，与明火距离不得小于10m。 ⑨汽车长期用压缩天然气，应定期改燃汽油一小时， 运转发动机，防止供油系统失效。
（2）四川省 CNG 汽车的发展现状分析
（3）成都市天然气车用市场发展现状
成都市 CNGVs 保有量约占全市汽车保有量的 5%，高于全国平均水平，发展相对较快，特别是全 市超过 90% 的公交车和出租车都采用了天然气车用 燃料。成都市压缩天然气车用市场发展情况如表 3-4 所示。
表 3-4 成都市压缩天然气车用市场发展情况
图 3-6 CNG- 汽油燃料供给系统工作原理图
三、电控 CNG 喷射燃料供给系统
1．电控喷气形式
如图 3-7 所示，CNG- 汽油电控两用燃料发动机改 装系统。
图 3-7 CNG- 汽油电喷两用燃料发动机改装系统
在发动机运行过程中，空气自空气滤清器吸入后，经 进气管、节流阀体、进气门，进入气缸。气体燃料从储气 瓶输出后，经燃气过滤器滤去杂质，再经减压阀将至所要 求的压力，最后电控系统中的电控单元根据各种传感器随 时传来的信息，经分析处理、计算出与发动机运行工况相 对应的最佳供气量，并向燃气供给系统中的喷气阀发出控 制指令，图 3-8 为天然气电控缸内喷射系统示意图。
图 3-5 CNG- 汽油燃料汽车的供给系统图
如图 3-6 所示，当使用天然气作燃料时，手动截止 阀打开，安装在驾驶室内的油气燃料转换开关扳到“气” 的位置，此时天然气电磁阀打开，汽油电磁阀关闭，储 气瓶内的 20MPa 高压天然气通过高压管路进入减压调 节器减压，再通过低压管路、动力阀，进入混合器，并 与经空气滤清器进入的空气混合，进入发动机汽缸燃烧。