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潍柴天然气发动机故障案例分析
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潍柴天然气发动机故障案例分析
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潍柴天然气发动机使用注意事项
一：潍柴天然气发动机燃气电控部分简介
潍柴天然气发动机是增压中冷电控发动机。在潍柴柴油机基础上研制并加装燃气电控系统而成。
外围燃气电控系统结构示意图：
1、燃气系统部件
CNG发动机：气瓶-----过流保护装置----高压滤清器---高压电磁阀---减压器&热交换器----节温器----喷射阀------混合器
LNG发动机-&气瓶----气化器---调压器---滤芯---燃气管路---燃料切断阀----稳压器----热交换器---节温器&喷射阀------混合器
2、进气空气系统部件
空气滤清器----增压器（废气旁通控制阀）------中冷器----进气管-----电子节气门
3、点火控制系统部件
信号发生器----发动机电控单元（ECU）----点火模块----线束----高压线圈----高压线---火花塞
1）转速传感器：安装在信号发生器上，测量发动机转速并产生判缸信号。
2）PTP传感器：安装在电子节气门前，测量进气压力。
3）MAP/MAT传感器：安装在电子节气门前，测量进气压力和进气温度。
4）氧传感器：安装在排气管上，测量排气管中氧的含量，并反馈至ECM，对燃气空气混合比进行修正。
5）燃气压力传感器：安装在喷射阀上，测量燃气压力
6）燃气温度传感器：安装在喷射阀上，测量燃气温度
7）水温传感器：安装在发动机出水管上，测量发动机水温。
二、驾驶员操作注意事项：
1、启动发动机时先接通点火钥匙，停顿5秒后再启动发动机，保证燃气轨内能够充满燃气。
1.1 发动机处于运转状态时，不允许将钥匙拨到&S&位，否则将造成起动机损坏，只有在发动机完全停止后才能重新起动发动机。
1.2、当第一次起动发动机没有成功，请等30秒后再进行第二次起动。
2、发动机起动后的检查。
2.1起动后检查发动机机油压力是否正常。
起动发动机到正常冷却水温时，其机油压力应符合发动机使用要求:机油压力怠速时0.1Mpa左右，标定转速时为 0.3～0.5Mpa。若机油压力不足报警灯发亮，或发动机机油压力始终处于下限应及时停车检查，故障排除后，车辆才能起步运行。
2.2起动后检查发动机水温是否正常。
2.3注意事项
发动机起动后，严禁猛轰油门急速起步。
发现故障，应立即停车检查。
3、车辆运行
&&& 正确的驾驶方法不但可以延长车辆的寿命，提高经济效益，同时对安全行车的影响也很大，在运行发动机时应遵循以下原则:车辆在加速过程中，要缓踩油门，避免急踩油门！燃气发动机有更多空气才能有更多的动力。
4、发动机停机
4.1车辆运行后，发动机温度很高，此时，不要立即停熄发动机，需怠速运转3-5分钟，待各部分正常冷却后，再停熄发动机。将点火钥匙转至&OFF&位。
发动机经过大负荷长时间运转，发动机在停机前要低速运转一段时间，以使发动机水温冷至正常，才能停熄发动机。我们的发动机是装有废气涡轮增压的发动机，因增压器转子属高速运转件，突然停车会造成转子轴承短时间的缺油冷却不良而烧蚀损坏。
4.2 关闭气瓶阀门,最后切断总电源开关。
三、发动机日常检查维护保养
1、日常检查
1.1检查气瓶、电磁阀、压力调节器等部件安装支架的完好与紧固情况，紧固已松动的紧固件。
1.2检查气量，接通全车电源，打开点火开关（不起动发动机），检查气量显示器指示的气量。
1.3检查供气系统管路、接头组件等是否有泄露（可通过周围环境是否有燃气泄露异味进行判断）；如发现系统有泄露现象，驾驶员不应擅自解体，应及时通知专业维修厂家派员修理。
1.4检查蓄电池的电压是否足够，因发动机点火和电控系统需要足够电压，所以应特别注意蓄电池的质量。
1.5检查发动机电路部分连接是否可靠，包括各缸高压线是否插紧、发动机各传感器接头接触是否良好、发动机电子节气门、喷射阀、点火线圈、ECU、点火模块及线束之间接头是否牢固，线束是否有磨损、发动机保险是否良好等。防止短路(搭铁), 接触不良。
1.6检查空滤器、中冷器、发动机进气管之间夹箍是否松动，管路本身是否老化、有裂缝或穿孔，如发现应予以拧紧或更换，确保进气管路的密封性，防止进气系统漏气。
1.7检查发动机水管（减压器加热进出水管（CNG发动机）、气化器加热水管（LNG发动机）、热交换器水管夹箍是否松动，水管是否老化有裂缝或穿孔，如发现应予以拧紧或更换，防止水管漏水；同时确保水循环畅通。
2、日常保养
2.1根据发动机工作环境，及时清理或更换空滤器。吹空滤芯时，从空滤器中拆下空滤芯，轻拍端面使灰尘落下，也可用压缩空气反吹（由内向外吹）。
(1)不得吹破滤纸，不得用水和油清洗滤纸，不得用力拍打或敲打滤芯。
(2)矿区作业车辆须使用工程或沙漠空滤器。
(3)绝不允许不带空气滤清器情况下开动发动机。进气空气必须滤清以防止灰尘、垃圾进入发动机造成发动机早期磨损。
3、定期保养&
3.1定期更换发动机机油及机油滤芯。在使用天然气发动机专用机油的前期下，换油周期为公里。新车运行3000公里可强保一次。
3.2发动机首次运行20000公里或400小时左右时，检查调整气门间隙。进气门间隙0.3mm&& 排气门间隙0.4mm.可通知维修人员调整。
3.3发动机每运行3万公里或600小时左右时，做以下检查保养：
（1）检查更换火花塞
a、外观检查火花塞电极是否进水、腐蚀、损坏或烧焦， 用塞尺检查火花塞间隙是否在正常；用万用表测量火花塞是否断路。若有异常，则更换。
b、检查气缸盖上的火花塞安装孔，确保不带有脏物和油污等杂质。
c、火花塞安装扭矩：25-40 N.m
&&火花塞间隙：0.35mm&0.05
间隙不当只能用工具调整侧电极, 不可扳动中心电极, 以免损坏火花塞。
注意：a、火花塞的寿命很大程度取决于火花塞瓷绝缘体的清洁度。脏物，油污和留下的指纹都可能影响火花塞根部与火花塞瓷料的密封强度，不要触摸火花塞瓷料部位。
b、机械固定过紧能够损坏火花塞和气缸盖。
(2)检查更换高压线
a、目视检查高压线是否有腐蚀生锈、断裂痕迹、磨损裸露或烧灼现象，用万用表检查高压线是否通断，若有则更换。
b、用压缩空气将高压线表面及接头端内外面的灰尘吹净。
注意：拆高压线时，要抓高压线底部，不要拉动线路，防止拆坏。
(3)清洗燃气滤清器.避免堵塞，影响供气量。
(4)清洗喷射阀。
保持喷射阀各喷嘴清洁。喷射阀的清洗或更换周期与所使用的天然气质量、车辆运行的环境等都有很大关系。清洗时间应在通知维修人员清洗。公路运输车发动机可每运行6万公里左右时清洗。
3.4、每6万公里或1200小时左右时，做以下检查保养：
（1）、清洗混合器。保持混合器喉管各气孔及十字叉气孔畅通，通知维修人员清洗。
（2）、更换燃气滤清器。
4、维修保养时的安全注意事项
4.1天然气汽车维修保养时应有专门的场地。维修保养时严禁敲打、碰撞燃气和电控装置, 并要求场地附近不得堆放易燃品和危险品, 场地附近不得有任何明火存在, 严禁在维修场地吸烟。
4.2天然气汽车维修场地应保持良好的通风条件, 并配备灭火和防爆器材。
4.3天然气汽车在维修保养时, 要首先关闭气瓶阀门、截止阀和电源总闸,确认无漏气后再进行操作。
4.4在进行维护、故障排除过程中,如涉及天然气装置的管路接头、阀门、仪表、减压器的拆装时, 尤其是高压部分, 必须首先断开电瓶供电电路, 关闭总阀与瓶阀, 待泄压后才能拆卸。
4.5所有接头、卡套、装置、仪表、管路等天然气装置, 应防止与酸、碱、制动液、矿物油等其它有腐蚀性的物质接触。安装时应保持清洁, 不得用沾有腐蚀性物质的手或手套和工具进行安装。
4.6维护、检修和调压装置与更换卡套时, 除按规定程序关闭各部分的阀门外, 还应将管路泄压的同时, 让管路中的燃气排完后方可进行维修作业。
4.7在维修中需要对系统的管路卡套接头、滤清器、仪表进行拆装时，除应遵守上述规范外, 禁止随意敲击、扭曲、挪动高压线路。在故障部位修复后重装时，应严格检查卡套是否完好无损。如有缺陷, 应更换新件, 不允许&修复&。重新装配后, 必须进行泄露检查。
4.8吹管处理：凡是拆检管路、各种接头后, 必须对管路进行吹管处理, 吹净其不洁污垢。
4.9、泄压方法: 关闭总阀, 将发动机起动直至将高压管路中的天然气烧完后自动熄火。
4.10、严格使用电源, 电瓶极性不得接错(负极搭铁), 否则电子元件会立即烧毁。
4.11天然气系统的维修及检漏必须建立登记和备查制度。检漏只许用检漏仪、清洁剂或肥皂水, 严禁用明火检漏。
4.12整车在做焊接时，应该切断总电源，以防损坏天然气电控系统的ECU和点火模块。
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天然气发动机故障检查和排除方法收藏
3.1发动机起动异常故障原因及排查顺序：第一步：检查发动机起动机是否工作正常，如正常转下一步；第二步：检查电源转换器是否工作正常，如正常转下一步；第三步：检查点火系统有无故障，是否有缺火或无点火，如正常转下一步；第四步：检查车辆气源是否充足，是否在工作压力范围内，如正常转下一步；第五步：检查发动机燃气供气系统是否正常，如正常转下一步；第六步：检查发动机节气门体是否工作正常，如正常转下一步；第七步：检查发动机曲轴位置传感器及信号盘有无故障，如正常转下一步；第八步：检查发动机各机构部件运行状况和进排气管路是否通畅。3.2怠速异常故障原因及排查顺序：第一步：检查发动机节气门体安装及工作是否正常，如正常转下一步；第二步：检查点火系统有无故障，是否有缺火或无点火，如正常转下一步；第三步：检查发动机燃气供气系统是否正常，如正常转下一步；第四步：检查车辆气源是否充足，是否在工作压力范围内，如正常转下一步；第五步：检查进气温度压力传感器有无故障，输出信号是否正常，如正常转下一步；第六步：检查发动机曲轴位置传感器及信号盘有无故障，如正常转下一步；第七步：检查发动机各机构部件运行状况和进排气管路是否通畅。3.3动力不足故障原因及排查顺序：第一步：检查发动机节气门体是否工作正常，如正常转下一步；第二步：检查点火系统有无故障，是否有缺火或无点火，如正常转下一步；第三步：检查发动机燃气供气系统是否正常，如正常转下一步；第四步：检查水温传感器有无故障，输出信号是否正常，如正常转下一步；第五步：检查进气温度压力传感器有无故障，输出信号是否正常，如正常转下一步；第六步：检查发动机增压器是否工作正常，如正常转下一步；第七步：检查发动机各机构部件运行状况和进排气管路是否通畅。3.4气耗偏高故障原因及排查顺序：第一步：检查发动机动力性是否有异常变化，如有异常变化，先处理动力性问题；第二步：检查燃气供气系统是否存在泄漏，如正常转下一步；第三步：检查氧传感器是否存在异常，如正常转下一步；第四步：检查发动机各机构部件运行状况和进排气管路是否通畅。3.5发动机放炮、回火故障原因及排查顺序：第一步：检查发动机点火系统部件是否存在异常，如正常转下一步；第二步：检查发动机燃气供气系统是否正常，如正常转下一步；第三步：检查发动机各机构部件运行状况和进排气管路是否通畅；第四步：使用故障诊断仪或标定调试设备，检查调整点火提前角状态。第五步：检查发动机各机构部件运行状况和进排气管路是否通畅。3.6气量显示异常故障原因及排查顺序：A. 检查压力表传感器和气量显示装置线束连接是否存在异常，如正常转下一步；B. 更换气量显示装置，确认气量显示是否正常，如仍不正常转下一步；C. 更换压力表传感器，确认气量显示是否正常。如仍不正常转下一步；D. 检查压力表传感器和气量显示装置电源电压是否是5V。4故障原因排查操作说明4.1起动机不工作A. 检查发动机电瓶是否亏电；B. 检查起动机电源线路及整车电源线路是否存在故障；4.2点火系统故障A. 检查缸线与火花塞和点火线圈的连接是否牢固可靠，是否有漏电现象，各部件外观状态有无异常；B. 点火着车时，逐一从点火线圈上将缸线拔下，每次拔下时观察发动机状态是否有明显变化。如发动机无变化，该点火线圈对应点火线路可能存在故障；C. 将缸线拔出，拆下火花塞后将火花塞与缸线连接并将火花塞与发动机缸体接触，然后着车起动，观察火花塞是否有点火迹象；D. 如火花塞无点火迹象，逐一更换火花塞、缸线和点火线圈；每更换一个部件，重复上述检查方法，排查各部件故障状态；E. 根据发动机各缸工作顺序，确定点火线圈与线束连接顺序是否正常，发动机各缸点火顺序是否正确；F. 如未排查出部件故障，检查线束和ECU工作状态。4.3车辆气源压力不足检查车辆气瓶出口燃气压力：CNG钢瓶出口压力应＞3Mpa，LNG钢瓶出口压力不得低于钢瓶稳压器最低工作压力；4.4燃气气路不畅A. 上电不着车，检查气轨上低压压力表压力显示是否正常，4缸机喷轨上电后压力显示应在0.2-0.3Mpa之间，6缸机喷轨上电后压力显示应在0.5-0.6Mpa之间；B. 检查减压阀真空反馈管路连接是否正常；C. 点火着车时，用手碰触喷轨各喷气嘴本体，检查喷气嘴是否有开闭动作；或在发动机着车时，逐一将喷气嘴电源插头逐一拔下，每次拔下一只插头，观察发动机运行状况是否有变化；D. 将混合器上燃气进气胶管拔下，点火着车，观察胶管口是否有规律的燃气喷射；E. 点火着车或车辆加速时，观察喷轨压力表显示是否相对平稳，表针有无剧烈跳动；如当前车辆气源压力符合工作要求，应逐一更换减压阀和高压电磁阀，排查是否存在气路堵塞。F. 检查混合器安装状态是否存在异常，拆下混合器，检查混合器燃气进气孔是否有堵塞等异常；更换混合器后发动机故障是否排除；G. 检查燃气过滤器是否有阻塞，可通过更换过滤器或先拆除过滤器后，着车观察发动机运行状况有无变化来确定。4.5节气门工作异常A. 手动旋转机械节气门阀片回位弹簧，检查阀片是否能正常回位，无卡滞现象；B. 检查机械节气门怠速螺钉状态，是否有位置变动、松动或其他状态异常；C. 检查油门踏板安装状态及油门拉线是否存在异常；D. 发动机上电，踩踏电子油门，检查电子节气门开闭随动状态是否存在异常；E. 发动机上电着车，踩踏电子油门，检查电子节气门开闭随动状态是否存在异常；F. 发动机断电停车，检查电子节气门关闭复位状态是否存在异常。郑州恩耐
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潍柴天然气发动机培训资料之基础知识：结构及工作原理.ppt59页
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压缩天然气的压力范围是5MPa-20MPa，天然气经过减压器后压力基本稳定在0.8MPa，并保证提供给喷射阀的燃气的压力始终与进气管压力的压力差基本恒定。减压器工作时，通过压力膜片克服弹簧阻力，带动杠杆，调整节流孔的流通面积，从而控制减压后的天然气压力。天然气从高压变低压的需要吸收大量的热量，需要利用发动机的冷却液加热。减压器有一平衡管接头，与发动机进气管连接，可以动态调节出口压力，提高燃气供气系统的反映速度。 燃气发动机基础知识（减压器） ） 平衡管接头 减压器出气口 减压器泄压口 减压器出水管 减压器进水管 高压电磁阀 减压器进气口 燃气发动机基础知识（减压器） ） 安装要求：： 安装在振动较小、尽量靠近发动机的位置，与发动机间应采用柔性连接。 安装位置应确保实现对减压器的常规调整、检查和维修。应安装在车架大梁上或牢靠固定在结构件上，严禁利用进/出口接头固定. 尽量远离排气系统,如果离排气系统的距离小于150 mm时，应设置固定可靠的隔热装置。 减压器采用发动机冷却水加热，其安装高度应低于散热器顶部，且宜安装在节温器以下，管路接头不得泄漏。 平衡管需有足够的长度以防止回火，并且减压器上平衡管接头需固定。 泄气口出口需用管子接到发动机舱外部，以满足相关国家规定。 燃气出口方向不能向上，并且底部不能向上，以防止燃气中的油污倒流进入减压器。 减压器出口管路需能承受-80°C 的低温。减压器出口和热交换器之间的管路需有足够的弯曲以承受热膨胀。 根据减压器进出水管标记连接水管，进水管温度要高于出水管温度。 保证减压器加热良好，与其连接的水路畅通。特别在寒冷季节，发动机刚启动时，水温较
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