公交车的故障排除与维修常识,谁能告诉一些相关方面的知识
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发布时间:2022-04-23 06:46
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时间:2022-06-16 23:29
LNG(Liquefied Natural Gas,液化天然气)是一种清洁、高效的能源,作为汽车的优质代用燃料越来越受到青睐,很多国家都将LNG列为首选燃料。2012年以来,福建省石狮市有36辆LNG公交车辆投入运营,本文以金龙XM06770AGN4城市公交装备的玉柴YC4G180N-40国Ⅳ液化天然气发动机的故障案例入手,通过对LNG发动机主要零部件的结构及特性进行分析与诊断,从而进行故障排除。
一、LNG发动机WJ特性
LNG的主要成分是甲烷,是通过生产的天然气净化处理后,在常压下将气态的天然气冷却至-162℃,使之保存成液体。LNG的体积约为同量气态天然气的1/600,密度是标准状态下甲烷的625倍。LNG车辆与柴油车辆相比,尾气中co减少97%,C02减少90%,碳氢化合物减少72%,噪音减少40%,苯、铅粉尘减少1 00%,具有显著的环保优势。
LNG发动机结构如图1所示,它与柴油发动机差别较大,主要体现在以下几个方面。
1.燃料供给系统
LNG发动机取消了柴油机燃油喷射系统相关的零部件,增加了汽化器、稳压器、电控调压器、混合器、电子节气门、防喘振阀和低压滤清器等控制天然气喷射量和喷射时间的零部件。
2.点火系统
柴油机是压燃式发动机,而LNG发动机由于受燃料特性(抗爆震性能)的*,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得点火正时信号,增加了电控模块、点火线圈和火花塞等零件组成的点火系统。
3.控制系统
LNG发动机是电控发动机,各工况的空燃比、点火提前角以及增压压力都实现了更精确的控制。为满足这些控制要求,增加了相应的天然气温度、天然气压力、发动机冷却水温度、进气空气压力及温度、环境压力、环境湿度及温度、点火正时以及氧浓度等传感器。
4.压缩比
压缩比的选取与燃料的抗爆震性能密切相关,抗爆震性能用燃料的辛烷值来衡量,辛烷值越高抗爆震性能越好,LNG抗爆震性能比柴油低。
5.空燃比控制
LNG燃烧方式与柴油不同。如YC4G系列发动机可通博世LSU4.9宽域过氧传感器测量尾气中的氧浓度,从而推算出混合气空燃比。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,实现全工况闭环控制,精确控制空燃比,使天然气在缸内燃烧最优化。
6.增压压力控制系统
LNG发动机的增压压力控制系统在原有废气旁通控制阀的基础上,增加了防喘振阀和空气调压器。
二、气瓶及其控制结构
气瓶在系统申主要是替代汽车燃油箱,贮存、供给发动机液态天然气。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(Compressed Natural Gas,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1.59MPa;设计温度-196℃,工作温度-162℃;充装系数0.9,主体材料为OCr18Ni9(304),瓶上设有一、二级安全阀,进出液口,限流阀,气相口,电容式液位计.压力表和瓶内压力自动调压装置及自增压(稳压)系统。本文城市公交车型的气瓶容量为275L,空罐的加液重量为105kg。
车用LNG供气系统包括专用车载低温绝热瓶、充装接口、安全限流装置、LNG汽化器、稳压器、压力显示等装置组成,气瓶上的控制系统有经济阀、过流阀等(见图3、表1)。
三、案例分析
下文以金龙XMQ6770AGN4城市公交装备的玉柴YC4G180N-40国IV液化天然气发动机故障诊断为例,将LNG城市公交车的故障分成气瓶及气瓶控制系统的故障、液化天然气发动机故障两类进行诊断。
案例一
故障现象
一辆LNG公交车启动后怠速游车,发动机工作不稳、加速无力。冷车时气瓶压力显示1.5MPa。
故障诊断与排除
经检查气瓶无漏气现象,停机状态检查气瓶压力为1.14MPa。在电控调压器前装压力计,检查气瓶压力为1.14MPa,压力表显示1.05MPa。启动后的开机状态气瓶压力为1.14MPa,压力表显示1.02MPa。调整稳压器(图4),压力表显示没有变化。空车将加速踏板踩到底,压力表从1.02MPa迅速下降到0.7MPa,约1s后回到0.9MPa。用玉柴诊断软件进行诊断,显示出历史故障1154,即“闭环修正量低”。故障原因为稳压器无法将压力稳住,导致压力过高,加速时候流量太小,导致加速无力。要求浙江蓝帮气瓶控制系统厂家重新调整稳压器,发动机运转时候保持(瞬态)0.8MPa,故障排除。
维修小结
稳压器的主要作用有:丁当气瓶内液体温度升高,气瓶压力最高可能超过1.6MPa,而玉柴发动机最高使用压力为1.38MPa,超过该压力可能导致电控调压器失效、发动机无法启动、游车、催化器烧结等故障;喜在汽化器和低压电磁阀之间安装一个稳压器,通过稳压器的减压作用使压力降低至稳压器的设定压力,以保证进入发动机的天然气压力符合发动机要求。
稳压器的维修安装要求:①稳压器出口必须安装一个压力表,以监测稳压器出口压力;②稳压器需安装牢固,并有减振措施。
案例二
故障现象
一辆LNG公交车行驶里程27996km,在行驶中出现3挡加速抖动、加速无力且气耗高等现象,冷车时气瓶压力显汞为1.1MPa。
故障诊断与排除
检查气瓶压力为0.88MPa,连接玉柴专用诊断仪,发现第三缸火花塞需要保养。对第三缸火花塞清除积炭,按照玉柴公司的技术要求,调整铱金火花塞NGK(IFR7F-4D)电极间隙,试车故障排除。
维修小结
火花塞作用是接收来自点火线圈(图5)的高电压,可达到40kV或者更高,产生火花点燃天然气。随着时间的推移,火花塞会逐渐腐蚀且电极间隙扩大,火花塞跳火需要的能量也会增大,严重时会出现失火现象。
火花塞间隙的要求:LNG发动机铱金火花塞电极间隙为0.4±0.05mm,维护时要按厂家的技术要求进行必要的保养。
火花塞的安装要求:①严格按厂家要求安装,用专用火花塞套筒拧紧火花塞,拧紧力矩为30N�6�1m; ②由于高压电源会在接触表面产生电弧,弹簧与火花塞头部接触部位受热氧化,导致接触部位电阻过大,分压作用过大会影响火花塞点火能量,严重时会造成失火,所以安装火花塞和点火线圈时,必须在火花塞头部涂抹导电膏;③在胶套与火花塞接触的陶瓷部位应该涂抹绝缘润滑油脂,以防止因胶套老化导致火花塞与缸盖之间漏电。
四、LNG发J;vlB9日常维护
为发挥LNG城市公交车辆的最大运行效率,公交公司要确保驾驶员正确、规范地操作LNG车辆,维修人员熟悉天然发动机工作原理、发动机线路图、各传感器针脚定义以及电器参数,熟悉常规发动机的故障诊断等,在维修时采用专用诊断工具诊断和人工诊断相结合进行故障排除,充分发挥LNG城市公交车辆在环保的优势和确保企业的经济效益。
1.驾驶员的安全操作与维护
(1)通过岗前理论培训,对驾驶员现场讲解各阀件的功能与使用,使驾驶员掌握相关的LNG知识和气瓶及气瓶控制系统的功用,驾驶员通过《LNG公交车辆的使用操作试卷》考试后方可上岗。
(2)每天使用汽车之前,除机油、冷却水等常规检查外,必须检查气瓶与托架、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,确定所有气管的连接处是否漏气。
(3)启动时先将点火开关拧到电源接通位置,停留2—3s,不踩加速踏板启动。启动时切忌空踩加速踏板和利用大油门启动(踩加速踏板不会加快启动速度,只会造成启动后因加速过大而使发动机转速过高,从而造成燃料浪费和加速发动机运动件的磨掼)。
(4)发动机启动后,应保持怠速运转3~5min,确保发动机得到充分润滑。
(5)遇到瓶身有出汗结霜结露,车内漏气报警器呜响,必须进厂修复。
2.维修的后勤保障
(1)对于LNG车辆的维修人员,必须经过专业培训并取得合格证后方可上岗。
(2)在排除供气系统故障时,必须关闭总气阀和全部钢瓶气阀。
(3)严禁在带压状态下进行修理作业。
(4)禁止随意敲击、扭曲、挪动全车不锈钢管。
(5)维修人员在维修中必须严格检查高、低压线插头,电脑板及转换开关接线头与导线的绝缘体,严格防止短路,接触不良。点火高压线的绝缘和固定情况应严格检查,避免高压线路漏电跳火现象的发生。
(6)全车总成线均不允许与燃气管道相搭、缠绕;高压管线、卡套接头不允许修复使用,只能更换。
(7)在故障部位修复后,应严格检查卡套是否完好无损;在维修后,应采用气体泄漏检测仪或肥皂水进行泄漏。