公交车故障排除和维修知识,谁能讲一些相关知识?

LNG(液化天然气)是一种清洁高效的能源,作为汽车的优质替代燃料日益受到青睐。许多国家将液化天然气列为首选燃料。自2012以来,福建省石狮市已有36辆LNG公交车投入运营。本文从金龙XM06770AGN4城市客车装备的玉柴YC4G180N-40 国IV LNG发动机故障案例入手,对LNG发动机主要部件的结构和特性进行分析诊断,从而进行故障排除。

一、液化天然气发动机的WJ特性

LNG的主要成分是甲烷,由生产出来的天然气净化,然后在常压下冷却到-162℃保持液态。LNG的体积约为等量气态天然气的1/600,密度是标准状态下甲烷的625倍。与柴油车相比,LNG汽车尾气减少97%,CO2减少90%,碳氢化合物减少72%,噪声减少40%,苯和铅尘减少1.000%,环保优势明显。

LNG发动机的结构如图1所示,与柴油机有很大区别,主要表现在以下几个方面。

1.燃料供应系统

LNG发动机取消了与柴油燃油喷射系统相关的部件,增加了化油器、稳压器、电子调压器、混合器、电子节气门、防喘振阀和低压过滤器,以控制天然气的喷射量和喷射时间。

2.点火系统

柴油机为压燃式发动机,而LNG发动机由于燃料特性(抗爆性能)的限制,采用与汽油机相同的点火燃烧方式,通过凸轮轴位置传感器获取点火正时信号,并增加了由电控模块、点火线圈和火花塞组成的点火系统。

3.控制系统

LNG发动机是电控发动机,各工况的空燃比、点火提前角、增压压力控制更精确。为了满足这些控制要求,增加了天然气温度、天然气压力、发动机冷却水温度、进气压力和温度、环境压力、环境湿度和温度、点火正时、氧气浓度等传感器。

4.压缩比

压缩比的选择与燃料的抗爆性能密切相关。抗爆性能通过燃油的辛烷值来衡量。辛烷值越高,抗爆性能越好。LNG的抗爆性能低于柴油。

5.空燃比控制

液化天然气的燃烧方式不同于柴油。比如YC4G系列发动机可以通过博世LSU4.9宽量程过氧化物传感器测量废气中的氧气浓度,从而计算出混合气的空燃比。发动机控制系统通过氧传感器的反馈信号不断修正天然气的喷射量,实现所有工况的闭环控制,精确控制空燃比,优化天然气在缸内的燃烧。

6.增压压力控制系统

LNG发动机增压压力控制系统在原有废气门控制阀的基础上,增加了防喘振阀和空气压力调节器。

二、气瓶及其控制结构

气瓶主要用于替代系统中的汽车油箱,为发动机储存和供应液态天然气。LNG气瓶(图2)具有良好的隔热性能,有效延长了LNG无损储存的时间。与CNG(压缩天然气)气瓶相比,LNG气瓶携带的天然气更多,因此更适合中长距离运输。

LNG气瓶计算压力为3.18MPa,工作压力为1.59 MPa;:设计温度-196℃,工作温度-162℃;填充系数为0.9,主材为OCr18Ni9(304)。瓶内装有一、二级安全阀、液体进出口、限流阀、气相口、电容式液位计、压力表、瓶内自动调压装置和自增压(稳压)系统。本文城市客车车型气瓶容量为275L,空罐充装重量为105kg。

车用LNG供气系统由专用车载低温保温瓶、充装接口、安全限流器、LNG汽化器、稳压器、压力显示器等设备组成。气瓶上的控制系统包括一个经济阀和一个过流阀(见图3和表1)。

三、案例分析

以玉柴YC4G180N-40金龙XMQ6770AGN4城市客车设备国IV LNG发动机故障诊断为例,将LNG城市客车的故障分为气瓶和气瓶控制系统故障和LNG发动机故障两大类。

案例1

故障现象

一辆LNG公交车启动后怠速,发动机不稳,加速无力。车冷的时候气缸压力显示1.5MPa。

故障诊断和排除

经检查气瓶无漏气现象,关机状态下气瓶压力为1.14MPa。在电控调压器前安装压力表,检查气缸压力为1.14MPa,压力表显示为1.05MPa,启动后气缸压力为1.14MPa,压力表显示为1.02MPa,调整调压器(图4),压力表无变化。空车时将油门踏板踩到底,压力表迅速从1.02MPa下降到0.7MPa,大约1s后又回到0.9MPa。用玉柴诊断软件诊断,历史故障为1154,即“闭环修正低”。故障原因是压力调节器不能稳压导致压力过高,加速时流量过小导致加速无力。要求浙江蓝邦气瓶控制系统生产厂家重新调整调压器,保持发动机在(瞬态)0.8MPa运行,排除故障。

维护摘要

压力调节器的主要作用是:当叮叮当当气瓶内液体温度升高时,气瓶的最高压力可能超过1.6MPa,而玉柴发动机的最高使用压力为1.38MPa,如果压力超过这个压力,可能会导致电控调节器失效,发动机无法启动,行驶,催化剂烧结。希望在化油器和低压电磁阀之间安装一个压力调节器,通过压力调节器的减压功能将压力降低到压力调节器的设定压力,以保证进入发动机的天然气压力满足发动机的要求。

调压器的维护和安装要求:①调压器出口处必须安装压力表,以监测调压器出口压力;(2)调压器应安装牢固,并有减振措施。

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故障现象

一辆LNG公交车行驶里程为27996km,行驶中存在三档加速抖动、加速无力、油耗高等现象。母线冷态时,气缸内的水银压力为1.1MPa。

故障诊断和排除

检查气瓶压力0.88MPa,连接玉柴专用诊断仪,发现第三缸火花塞需要维修。清除第三缸火花塞积碳,按玉柴公司技术要求调整铱火花塞NGK(IFR7F-4D)电极间隙,试车时排除故障。

维护摘要

火花塞的作用是接收点火线圈(图5)的高压,可达40kV或更高,产生火花点燃天然气。随着时间的推移,火花塞会逐渐腐蚀,电极间隙扩大,火花塞闪络所需的能量也会增加,严重时会出现起火现象。

火花塞间隙要求:LNG发动机铱火花塞的电极间隙为0.4±0.05mm,应根据制造商的技术要求进行必要的维护。

火花塞安装要求:①严格按照厂家要求安装火花塞,用专用火花塞套筒拧紧火花塞,拧紧力矩30N?6?1m;(2)由于高压电源会在接触面产生电弧,使弹簧与火花塞头的接触部分受热氧化,导致接触部分电阻过大。分压过高会影响火花塞的点火能量,严重时会引起火灾。因此,在安装火花塞和点火线圈时,必须将导电膏涂在火花塞头上;③橡胶套与火花塞接触的陶瓷部分应涂上绝缘润滑脂,以防止橡胶套老化导致火花塞与气缸盖之间漏油。

第四,LNG送J;VlB9日常维护

为了充分发挥LNG城市公交车的最大运行效率,公交公司应确保驾驶员正确、规范地操作LNG车辆,维修人员应熟悉自然发动机的工作原理、发动机电路图、传感器的引脚定义和电气参数,并熟悉常规发动机的故障诊断。在维修时,应采用专用诊断工具和人工诊断排除故障,以充分发挥LNG城市客车在环保方面的优势,保证企业的经济效益。

1.驾驶员的安全操作和维护

(1)通过岗前理论培训,现场向驾驶员讲解各阀门的功能和使用方法,使驾驶员掌握相关的LNG知识以及气瓶和气瓶控制系统的功能,驾驶员通过LNG公交车使用和操作考试试卷后方可上岗。

(2)每天用车前,除了机油、冷却水的常规检查外,还要检查气瓶与支架、供气装置与大梁之间的固定是否牢固,检查天然气设备的状态,确定所有输气管接头是否漏气。

(3)启动时,将点火开关转到通电位置,停留2-3秒,不踩油门即可启动。起步时,不要空踩油门踏板或大油门起步(踩油门踏板不会加快起步速度,只会造成起步后加速过度导致发动机转速过高,从而造成燃油浪费,加速发动机运动部件的研磨)。

(4)发动机启动后,保持怠速运转3 ~ 5min,以保证发动机得到充分润滑。

(5)瓶子出汗、结霜、结露,车内漏气报警器响时,必须进厂修理。

2.维修后勤保障

(1)对于LNG汽车维修人员,必须经过专业培训,取得证书后方可上岗。

(2)排除供气系统故障时,必须关闭总阀和所有气瓶阀。

(3)禁止带压进行修理工作。

(4)禁止随意敲击、扭曲或移动整车不锈钢管。

(5)维修人员在维修时必须严格检查高低压线路插头、电脑板、转换开关接头、电线的绝缘体,严防短路和接触不良。应严格检查点火高压线的绝缘和固定,避免高压线漏电和闪络的发生。

(6)整车装配线不允许与燃气管道重叠或缠绕;高压管线和卡套接头不允许修理使用,只能更换。

(7)故障修复后,严格检查套圈是否完好;维修后,应使用气体泄漏检测仪或肥皂水进行泄漏检测。