目前在中國使用CNG汽車由汽油車改裝，保留了汽油車的供油系統(tǒng)，增加了一套CNG燃料儲備、供應(yīng)和控制的燃?xì)庋b置將只使用汽油作為燃料的汽車改裝成汽油和汽油CNG雙燃料車。盡管車型不同CNG燃?xì)庋b置類型不同，但結(jié)構(gòu)原理相同。燃?xì)庋b置中的供氣系統(tǒng)是CNG汽車的核心。供氣系統(tǒng)由減壓閥、動力閥和混合器組成。減壓閥是關(guān)鍵部件，其性能直接影響CNG汽車的性能也是造成的CNG許多汽車故障的直接根源。目前，我國常用的組合式負(fù)壓排氣減壓閥和分體式正壓排氣減壓閥基本相同。就整個系統(tǒng)而言，主要區(qū)別在于混合器。前者采用文丘里管混合器，后者采用比例調(diào)節(jié)混合器。
CNG汽車在中國推廣應(yīng)用時間不長，駕駛員對其結(jié)構(gòu)和性能缺乏系統(tǒng)的了解，缺乏判斷和處理故障的經(jīng)驗，故障判斷不準(zhǔn)確。這樣，司機誤認(rèn)為司機誤認(rèn)為司機CNG汽車故障多，處理故障麻煩，影響CNG推廣使用汽車。針對故障率高的供氣系統(tǒng)，筆者從結(jié)構(gòu)原理、安裝調(diào)試等方面采用了組合負(fù)壓排氣減壓閥CNG對汽車常見故障進行了一定的分析。
1、供氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及安裝

圖1 組合式負(fù)壓排氣減壓閥結(jié)構(gòu)原理
1-加熱水道；2-3級調(diào)節(jié)閥；3-怠速電磁閥；4-2級減壓閥；5-1級減壓閥；6-高壓電磁減壓閥；7-天然氣濾清器

一、二級減壓閥為常開杠桿膜片結(jié)構(gòu)，三級減壓閥為常閉真空膜片結(jié)構(gòu)。一級減壓閥前設(shè)置的高壓電磁減壓閥控制天然氣流量。一級減壓閥的減壓比高達50∶1.更大流量可達40m3/h，氣體膨脹吸熱嚴(yán)重，閥體、管道、閥門、接頭大量結(jié)霜或結(jié)冰，甚至管道堵塞。因此，在閥體上設(shè)置了一個利用發(fā)動機循環(huán)水熱的管道加熱器，以延長使用壽命，保證減壓閥的正常運行?；推鞲浇駝虞^小的部位應(yīng)選擇減壓閥的安裝位置。
天然氣燃燒的質(zhì)量空燃比為16.71汽油燃燒質(zhì)量空燃比為14.92當(dāng)兩者共用相同的進氣通道和燃燒系統(tǒng)時，由于空氣燃燒比不同，所需的空氣量也不同，但空氣通道的截面積保持不變。只有改變天然氣通道的截面積，才能調(diào)整混合器中氣體與空氣的比例。安裝在三級減壓閥低壓排氣管上的動力閥（圖2）可以調(diào)整天然氣進氣通道的截面積，以滿足燃油和天然氣的空燃比。調(diào)整螺釘?shù)纳疃瓤梢愿淖冞M氣通道的截面積，當(dāng)發(fā)動機廢氣分析儀測試更大扭矩時，排放廢氣CO含量，一般為1.0%～1.6%。

圖2 動力閥示意圖
1-鎖緊螺母；2-調(diào)整螺釘；3-低壓管道；

高壓天然氣經(jīng)過一系列減壓、調(diào)節(jié)后，依靠發(fā)動機運轉(zhuǎn)時混合器喉管部位產(chǎn)生的真空度，將減壓閥中的低壓天然氣吸入氣缸，為各種工況提供不同濃度的可燃混合氣。
圖3顯示了文丘里管式混合器的結(jié)構(gòu)圖。一方面，混合器使喉管產(chǎn)生真空，以調(diào)節(jié)減壓閥中的天然氣流量，另一方面，天然氣和空氣應(yīng)均勻混合。盤式或筒式混合器可根據(jù)不同型號選擇，并可安裝在空氣濾清器和化油器之間。文丘里管式混合器由殼體和心子兩部分組成，心子喉徑最小處周向均勻分布若干小孔，殼體上有天然氣進氣通道。雖然混合器結(jié)構(gòu)簡單，但其設(shè)計參數(shù)直接影響發(fā)動機的性能。混合器喉徑過大，真空度小，加速時反應(yīng)不靈敏；喉徑過小，吸入空氣量少，影響空燃比，發(fā)動機功率下降。根據(jù)四川省石油管理局技術(shù)監(jiān)督辦公室制定的《壓縮天然氣汽車-汽油兩用燃料汽車技術(shù)條件》，混合器安裝前后，發(fā)動機使用汽油時的輸出功率不得低于95%，各連接處不得漏氣。如果影響太大，必須重新改變混合器參數(shù)。值得注意的是，安裝混合器時，圓弧端應(yīng)朝向空氣濾清器，圓錐端應(yīng)朝向化油器，而不是反向安裝。

圖3 文丘里管混合器結(jié)構(gòu)原理圖
心；2-殼體

二、主要故障及處理

1.動力性能差

CNG當(dāng)汽車使用天然氣作為燃料時，由于發(fā)動機結(jié)構(gòu)參數(shù)沒有隨著天然氣特性參數(shù)的適應(yīng)性調(diào)整而不能充分發(fā)揮天然氣燃料的優(yōu)良特性，導(dǎo)致發(fā)動機輸出功率比燃油下降9%~15%，輸出扭矩比燃油下降4%~10%。在消除發(fā)動機本身故障的前提下CNG汽車動力性能差的主要原因是燃料供應(yīng)系統(tǒng)的問題。
(1)混合器與空氣濾清器安裝不當(dāng)，密封不嚴(yán)，漏入過量空氣，降低了混合器喉管的真空度，減少了發(fā)動機吸入氣缸的天然氣量。
(2)減壓閥低壓出氣管過度彎曲或細(xì)長，混合器喉徑過小，進氣通道截面積變小，進氣阻力增大，氣缸充氣效率降低過大。
(3)動力閥的開啟程度與進氣通道截面積不匹配，混合氣濃度變化的調(diào)節(jié)能力太小。
（4）當(dāng)發(fā)動機條件發(fā)生變化時，進氣管內(nèi)混合氣體的壓力波動對減壓閥膜產(chǎn)生附加力，改變閥口的開啟度，影響整個條件范圍內(nèi)混合氣體的濃度。
這些因素導(dǎo)致混合氣濃度要么變薄，要么變厚，使混合氣濃度的變化不適應(yīng)發(fā)動機工況的變化。因此，在處理故障時，可以更換適合發(fā)動機喉管直徑的混合器。在保證混合器喉管有一定真空度的情況下，喉管尺寸和周向均勻的孔徑應(yīng)盡可能大；采用變形小、直徑合適的低壓出氣管，對怠速電磁閥、三級減壓閥、動力閥進行調(diào)整檢查，使混合氣濃度在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)大致保持不變，滿足發(fā)動機各工況運行的要求。

2.啟動困難

由于天然氣的燃點、火焰?zhèn)鞑ニ俣取Ⅻc火能量和點火時間均與汽油存在差異，燃用天然氣比燃用汽油的點火正時角提前13°～17°，CNG汽車點火線圈的輸出電壓應(yīng)不低于25kV。但是過重的點火能量負(fù)荷（特別在混合氣過稀時啟動），會降低點火系統(tǒng)零部件的使用壽命。駕駛員應(yīng)掌握天然氣燃料的特性，并在實際操作中隨時檢查點火系統(tǒng)零部件的完好程度。對于點火系統(tǒng)本身的故障（如點火線圈的能量、啟動電流的大小、火花塞的間隙等）造成的啟動困難，可按一般汽車電器檢修辦法來排除。如果點火系統(tǒng)和燃料轉(zhuǎn)換系統(tǒng)沒有故障，那么導(dǎo)致啟動困難的直接原因就是混合氣的濃度。混合氣過濃，發(fā)動機會出現(xiàn)怠速不穩(wěn)定和排氣放炮現(xiàn)象，這時應(yīng)清洗空氣濾清器，調(diào)整、檢修或更換怠速電磁閥，并調(diào)節(jié)三級減壓閥的彈簧壓力使閥口關(guān)嚴(yán)?；旌蠚鉂舛冗^稀，發(fā)動機無高速或高速不穩(wěn)定，加速時機體振動，易熄火，這時應(yīng)檢查混合器與化油器之間有無漏氣，三級減壓閥彈簧是否過緊及膜片是否破裂而竄氣，怠速電磁閥工作是否正常等，并逐項進行檢修或更換。

3.燃料消耗過多

CNG汽車燃耗與改裝所選用的車型、車況以及改裝的技術(shù)水平都有關(guān)系，例如EQ140型東風(fēng)牌汽車改裝的CNG汽車，每標(biāo)準(zhǔn)立方米天然氣相當(dāng)于0.82kg汽油，可據(jù)此進行換算，并對燃耗的高低作出判斷。CNG汽車在使用汽油時的燃耗超標(biāo)太多時，應(yīng)檢查混合器喉管直徑是否與化油器的喉管直徑相匹配以及化油器主量孔是否磨損過大，并進行檢修或更換處理。在確認(rèn)沒有漏氣損失的情況下，天然氣燃耗過多，是減壓閥、動力閥、混合器等組成的燃?xì)庀到y(tǒng)安裝和調(diào)整不當(dāng)，混合氣過濃或過稀所致。因此，安裝時要求減壓閥膜片沿平面方向垂直于地面，否則膜片自身的重力會使三級減壓閥閥口變大或變小而影響燃耗。其實減壓閥調(diào)整不當(dāng)使混合氣過濃或過稀才是影響燃耗的主要原因?；旌蠚膺^濃燃燒不完全，混合氣過稀燃燒過程的著火延長期增加?；旌蠚鉂舛扰c發(fā)動機排放廢氣的CO含量成正比，因此測定排放廢氣中CO的濃度可以為燃耗的經(jīng)濟性提供判斷依據(jù)。CO的濃度偏高，說明混合氣過濃，反之則混合氣過稀。理想的CO排放濃度應(yīng)根據(jù)具體車型通過試驗確定。如東風(fēng)EQ140發(fā)動機以天然氣為燃料時，更大功率點的CO濃度約為1.48%。

4.行進中熄火

在氣路、電路和油路均正常的情況下，CNG汽車在使用天然氣作燃料時出現(xiàn)行進中熄火，通常是改裝部件安裝不當(dāng)所致。減壓閥膜片沿平面方向垂直于地面時，膜片的移動方向應(yīng)與汽車前進方向一致，這可避免汽車制動時慣性力作用在膜片上，否則膜片脫離正常位置而引起混合氣濃度的突然改變使發(fā)動機熄火。因此，處理故障時要特別注意減壓閥的安裝位置，并檢查油路電磁閥與化油器之間的輸油軟管內(nèi)是否有汽油。若有，汽車制動或轉(zhuǎn)彎時管內(nèi)汽油經(jīng)化油器進入進氣管道與天然氣混燒，也會造成行進中發(fā)動機工作不正?；蛲蝗幌ɑ?。

5.行駛中的突發(fā)故障

電路突然中斷、斷氣、發(fā)動機運行異常、熄火CNG汽車行駛中的主要突發(fā)故障。保險管燒壞、燃料轉(zhuǎn)換開關(guān)印刷電路板燒壞、搭鐵不良等。如果電路正常，氣路突然中斷，這是由于減壓閥上的管道加熱器沒有工作，氣路產(chǎn)生冰堵塞引起的。此時，應(yīng)注意檢查高壓電磁減壓閥閥的橡膠墊。閥心橡膠墊雖然是耐腐蝕橡膠，但長期使用后會堵塞氣路。如果氣路暢通，發(fā)動機運行異常，應(yīng)調(diào)整分電器，以滿足燃燒天然氣時所需的點火正時角，并逐項檢查三級減壓閥膜片、高壓電磁減壓閥閥心、混合器與化油器的結(jié)合、低壓排氣管的截面積和空氣濾清器的清潔度，更換損壞的部件，否則進氣真空度會因膜片破裂、進氣通道突變和部件接頭泄漏而改變，使發(fā)動機突然運轉(zhuǎn)異?；蛳ɑ?。

6.儲氣瓶中的天然氣不能用盡

當(dāng)天然氣質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求時，如果儲氣瓶中的天然氣不能使用1kPa這主要與高壓電磁減壓閥、壓力傳感器和壓力表有關(guān)。壓力傳感器和壓力表應(yīng)按照相關(guān)計量標(biāo)準(zhǔn)進行校準(zhǔn)和維修。如果問題仍然存在，可以拆卸高壓電磁減壓閥閥心，只安裝閥缸，可以正常使用瓶內(nèi)天然氣，表明高壓電磁減壓閥總成高度不足或閥間隙過小，閥心在提升過程中卡住，導(dǎo)致進氣通道截流，改變天然氣的正常流量。此時應(yīng)更換新閥心。
總之，CNG汽車常見故障主要是由天然氣燃?xì)庀到y(tǒng)引起的，只有完全熟悉CNG及時處理和消除燃?xì)庀到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和安裝調(diào)試方法。排除故障時，必須注意安全。如有漏氣，應(yīng)立即關(guān)閉電源，切斷氣源，然后停車檢查處理，但不得在交通擁擠、坡道、彎道、視線差的地方處理。應(yīng)選擇在陰涼通風(fēng)的地方，防止暴露，遠離火源和熱源。

重慶融能機電設(shè)備股份有限公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、成套、銷售、安裝、維護等為一體的綜合性高新技術(shù)企業(yè)，“專精特新企業(yè)”，重慶首批國家知識產(chǎn)權(quán)貫標(biāo)企業(yè)。主要提供CNG加氣站成套設(shè)備、 LNG加氣站成套設(shè)備、 高壓空壓站成套設(shè)備、 加氫站成套設(shè)備、 石油化工壓縮機成套設(shè)備、 PET吹瓶空壓站成套設(shè)備、 熱交換系統(tǒng)成套設(shè)備、 等服務(wù)。

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