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2023年12月15日发(作者:韩增)

2011西部汽车产业·学术论坛暨四川省第十届汽车学术年会论文集

压缩天然气汽车(CNG汽车)常见故障诊断及排除

成都六菱化工厂 王诗祥

摘要:压缩天然气(CNG)双燃料汽车越来越多地进入人们的日常生活。CNG汽车在带给人们更多实惠的同时,也会在发动机、供气系统和汽车电器三大方面产生故障。这些常见故障包括:汽车起步抖动、起步时动力过弱、动力良好但能耗高、动力下降且高耗能、气瓶晃动异响和气瓶阀故障、供气高压管线故障、减压调节器和混合器故障等。对这些故障均有成熟经验和方法予以快速诊断和排除,从而保障CNG汽车尽快恢复正常运行。

关键词:CNG 汽车 故障诊断 排除

1.引言

随着我国经济的不断发展,人民群众的车辆拥有量越来越高,人们对车用能源的需求剧增。然而,作为车用能源一支独大的石油,其价格不断攀升,使得人们努力去寻找可以最低成本来替代石油的燃料;同时又由于汽车使用燃油所产生的严重尾气污染,又迫使人们必须选择成本最低的清洁燃料,否则会自受自己所做之事的严重伤害。

天然气——历经几十年的反复认识,如今可以确认了,天然气就是能够全面替代石油的最安全最清洁车用燃料。而人们已经常见的压缩天然气汽车,就是以最低成本来实际运行的清洁汽车。压缩天然气汽车的优势十分明显:它清洁环保、经济性好,越来越被人们接受。然而,对于压缩天然气汽车不断增加(即CNG汽车)不断走入寻常百姓家庭的情况,压缩天然气汽车该如何正确使用;排除其故障;确保安全,使用者却知之甚少。

笔者所在的成都天然气化工厂,其前身是全国从事天然气汽车开发、研究的石油企业单位,早在1986年就开始研究、使用CNG汽车,1989年就建成全国第一座国产设备非商用CNG加气站,积累了CNG汽车改装、故障排除的丰富经验。下面笔者就CNG汽车三大系统的常见故障、如何诊断、故障的排除方法等逐一阐述,供大家在使用CNG汽车的过程中参考,并求得与同行们的交流。

汽车发动机部分的常见故障

由于装备为化油器发动机的CNG双燃料汽车几乎被淘汰殆尽,故在此只对装备电喷燃油发动机的CNG双燃料汽车常见故障进行讲解。

1、汽车起步的抖动故障:

(1)、故障现象:使用燃油时正常,使用燃气时怠速正常,起步有时加速不良,车身发抖,车速度在40km/h以上正常。

(2)、故障原因:是由于火花塞间隙过大或分缸线点火线圈有漏

电造成。因为天然气点火温度为537 °C,而汽油的点火温度为430°C以下,因此需要较高的点火能量,当混合气过稀时,容易造成1、4缸不被点火、不工作造成加速时发抖。

(3)、故障排除:

调整火花塞的间隙,在0.7_1.0mm,或更换为“NGK”带“R”(电阻)火花塞。

在夜间无任何灯光时,起动发动机,在怠速、加速工况下,可以观看到分缸线或点火线圈乱跳火、窜火的现象,应及时更换分缸线或点火线圈。建议更换分缸线后再试车,如果还有跳火漏电现象,就要更换点火线圈。

2、汽车起步时动力过弱故障

(1)、故障现象:使用油或气时发动机能正常启动,但起步行驶时动力不足。

(2)、故障原因:此类故障是由于在节气门以后的橡胶管有漏气,或者是橡胶管脱落,特别是废气再利用胶管。当发动机出现回火现象后,造成进气支管内压力升高,使橡胶管冲脱,正常进入缸内的混合气过稀,而不能正常燃烧所至。

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、故障排除:在比较清静的地方,启动发动机,会听到漏气处有吸气的声响,更换橡胶管或用电工胶带扎牢漏气处,故障消除。

3、动力良好但耗能高的故障

1、)故障现象:发动机油耗、气耗增加,动力无下降。

2)、故障原因:a、空气滤清器芯过脏所至,在CNG汽车中,空气滤清器是相当关键的部件,它不仅影响油耗、气耗,还影响发动机的使用寿命,如果不使用空气滤清器芯,其发动机的磨损是使用空气滤清器芯正常磨损的8倍,如无空气滤清器芯,车辆行驶4万公里磨损相当于正常使用32万公里的磨损程度。

b、节气门过脏。

3)、故障排除:

1)、对于空气滤清器芯,根据季节、使用环境及时更换。如果道路为土路,尘土较多,每行驶1000公里,用清洁空气吹除,应从里往外吹(即与进气相反方向吹除)。每5000公里更换空气滤清器芯。道路环境清洁的,可以每3000公里清洁,每6000—8000公里更换。

2)、节气门在使用每3万公里时应进行清洁。

4、动力下降且高耗能的故障

1)、故障现象:发动机油、气消耗增加,在行驶过程中,提速或上坡时动力明显下降。

2)、故障原因:由于发动机点火正时不正确,或气门间隙调整不当,发动机气缸压力下降等原因。

3)、故障排除:如果调好点火正时、气门间隙后,发动机动力还不足,应检查气缸压力是否超差。从以下几个方面可以确定发动机动力性能变差:a、机油消耗增加;b、废气排量增大;c、发动机声响不正常;d、利用断火试验,确定每一缸工作情况,如果断火试验,每一缸转速变化不明显。应进行发动机相应的修理(大修或局部修理,更换活塞环、气门等)。

汽车供气系统的常见故障

CNG汽车供气系统分为储气瓶、供气高压管线、加气阀、减压调节器、混合器组成。下面就每一组成构件的故障进行分析与排除。

1、关于储气瓶的基础知识

储气瓶分为钢质钢瓶、钢质内胆环向纤维缠绕瓶、铝合金内胆缠绕瓶、复合材料缠绕瓶。在这里重点介绍前两种气瓶。

1)、钢质钢瓶主要用于公交车、大客车、大货车上使用,其容积分为50L、80L、100L水容积。新车的储气瓶在出厂前已安装好。平时主要检查其固定螺栓、螺母、胶垫是否固定牢固、完好,特别是储气瓶拆装后的检查。检查的主要内容有:a、有无固定件之间发生运动干涉造成气瓶的摩擦、磨损等损伤。b、固定件是否有裂纹、断裂、脱焊的情况。c、气瓶之间的连接管线有无损伤、裂纹。d、气瓶阀是否完好,安全阀、易熔塞是否正常完好。

2)、 钢质内胆环向纤维环绕瓶。此类气瓶重量轻、容积大,被广泛用于公交车、出租车、家用轿车、面包车。水容积为50L、55L、60L、65L、70L、80L、100L、120L不等。主要介绍在轿车上的使用情况。

2、关于储气瓶的常见故障

1)储气瓶晃动及异响。

储气瓶晃动及异响是指车载气瓶在任一方向上的位移超过13mm并在车辆运行中发出响声。

由于轿车行李厢的空间限制,气瓶支架安装是否牢固合理直接影响储气瓶的使用寿命。按《国家标准GB18437.1—2009》之规定,储气瓶安装在固定支架上后,要在八个方向承受8倍充满气后的储气瓶重量的作用力,其每一个方向上的位移应小于13mm。

平时主要检查:

a、固定储气瓶支架的螺栓、螺母有无松动现象;

b、储气瓶的固定带、减震橡胶垫有无松动、位移现象。

c、储气瓶有无被其他物体刮伤、纤维断裂的现象。如果有且损坏深度大于0.7—1.0mm应及时对储55

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气瓶进行检验、修复、试压,确定其性能是否合格,合格后方能使用。

d、关于气瓶阀的故障。

观察瓶阀与连接接头及管线周围有无结霜、油污现象,如有,说明瓶阀有泄漏现象,应及时处理、更换瓶阀。安全阀的易熔塞是否有突出或/和泄露气体现象,如有应立即到气瓶检验站更换安全阀或瓶阀;每一个月对瓶阀的开关状态进行确认,是否能完全关闭气体。

3、供气高压管线明显湿润附着油污或异响。

产生这一情况的原因是供气高压管线存在漏气等危险故障。排除方法是对供气管线、系统试漏,而试漏又要采用“一看二听三闻四摸五试”的检查方法进行。

一看:观看其高压管线走向是否合理,与车身固定卡子是否牢固可靠、有无松动、穿越孔洞隔离套有无磨损、高压管线与车身运动部件是否有运动干涉现象,发生摩擦磨损损伤(如与减震器、弹簧、排气管、纵横向摆臂、油箱、发动机等部件),应及时处理。还要看管线和各链接头有无湿润和油污,如果有,就说明该处有泄漏现象。

二听:在安静的地方,不启动发动机,听有无漏气声响。

三闻:闻有无泄漏的天然气味。

四摸:用手触摸管线,感觉有无泄漏气处。

五试:这是一个非常有用的方法,可以很方便的确认系统有无气体泄漏现象。方法是:晚上加满气停车后,观察压力表压力或指示灯显示的气量,然后发动机熄火,将气瓶阀门关闭,第二天早上观察压力表压力或打开加气阀或启动发动机观察气量显示数(注意不能打开气瓶阀)。如果压力表压力或气量显示数为0,或打开加气阀无气体排出,则系统存在泄漏。如果压力表有压力或气量有显示或打开加气阀有气体排出则说明系统正常,无泄漏。因为储气瓶瓶阀关闭后,高压管线内存有与其瓶内压力相当的天然气。如果有少量泄漏,在存放10个小时内,管线内的气体会泄漏完。

如高压管线有泄漏,应及时用肥皂水查明泄漏处。如果是管线连接处泄漏,可用生料带缠绕在卡套处,拧紧卡套螺母后再试漏;如果还有泄漏,则需要更换卡套或接头。如果是管线发生泄 漏,则更换管线或用直接头将泄漏处两断端连接起来。

注意事项:在进行维修前,必须使高压管线内压力为0,严禁带压操作。

4、加气阀无法打开或漏气故障

加气阀最常见的故障是打不开阀芯,加不进气体,特别是冬天,关闭不严造成漏气。阀杆有漏气现象。如果出现以上情况应及时更换加气阀。

5、减压调节器常见的故障

1)、减压调节器的热水循环橡胶管容易出现老化、开裂、漏水现象,造成发动机漏水、温度过高,应及时更换,减压阀内循环水道堵塞,造成减压调节器结霜、结冰,工作不良,发动机动力不够,应及时清理疏通循环水道。

2)、减压调节器出现出气橡胶管也存在老化、开裂的现象,造成漏气,影响发动机的启动或加速不良。橡胶管处于发动机旁,温度较高,出现老化开裂应及时更换,一般2-3年更换。

3)、减压调节器安全阀漏气。由于减压调节器一级阀芯工作会造成磨损,使间隙过大,会造成超压,使一级安全阀跳开漏气。应及时进行维修调整间隙。或调整弹簧的弹力。一般8万公里调整一次。

4)、高压截止电磁阀。由于密封橡胶圈的工作面磨损和老化,造成关闭不严漏气,应更换密封橡胶圈或垫(一般每年检查一次)。

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6、关于混合器的常见故障。

图1.专业维修人员正检查CNG汽车的发动机系统故障

1)、混合器的主要故障是橡胶圈、橡胶膜片老化,或/和灰尘过多,造成混合器通道变窄,发动机动力下降;螺纹连接处丝扣损坏,造成漏气,使发动机加速不良,怠速不稳。应半年或30000公里清洗、调整或更换其零部件, 确保性能可靠。

2)、喷射式共轨控制式的主要故障是橡胶管的老化开裂,造成漏气;电磁阀的线圈不工作,造成电磁阀打不开,关闭不严,但发生的故障率很小,只能去专业厂维修。

4.关于电器系统的常见故障

1、CNG汽车电器系统的组成

CNG汽车电器系统由一下部件组成:1)转换燃料控制开关;2)、点火提前控制器; 3)仿真器;4)线束组成; 5)压力传感器; 6)电脑控制器; 7)继电器等。

图为专业维修人员正在检查维修CNG汽车的供气系统故障

2、由于CNG汽车电器系统在设计、安装过程中,已经考虑到如果燃气电器系统出现故障时不能影响其燃油电器系统的正常工作。故当电器系统有故障时,可以排除燃气电器系统的故障,因此应及时到相应维修厂进行检修处置。

3、电器系统特殊情况下的应急处置办法:

(1)转换燃料控制开关常见故障为:1)线束插头插座松动,造成接触不良而影响正常使用。2)、转换开关损坏,只能更换,如果在外急救可以将燃气火线、燃气电磁阀电源线与点火控制电源线(即燃油泵控制继电器火线相接),可以正常使用天然气行驶。

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(2) 点火提前控制器常见故障:1)插座插头接触不良;2)、如果点火提前控制器损坏,也可以使用天然气行驶,但在行驶中不能急加速,因为急加速可能发生回火现象而造成零部件损坏,根据车型而定。

(3)仿真器故障:如果仿真器损坏,可以恢复燃油电控线束,使用燃油行驶。

5.结束语

总之,对CNG汽车常见故障的诊断与排除,既是最大限度保障CNG汽车尽快恢复正常运行的主要技能,又是一项实践性极强的实用技术。只有在实践中反复熟悉反复摸索,才能不断提高技术水平,逐步达到一看即知晓,手到故障除的境地。

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本文标签: 汽车发动机故障气瓶造成