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天然气(CNG)汽车的维修技巧 天然气汽车介绍

天然气汽车是以天然气为燃料的一种气体燃料汽车。天然气的甲烷含量一般在90%以上,是一种清洁汽车燃料。
1.天然气的分类及其特性
按照天然气燃料的形态不同。天然气分为以下3大类:

(1)压缩天然气(CNG)。

压缩天然气是指压缩到20.7~24.8MPa压力的天然气,储存在车载高压气瓶中。压缩天然气是一种无色、无味、高热量的气体,主要成分是甲烷。

CNG的加工成本相对较低,但极难液化。压缩天然气汽车最大的缺点是高压钢瓶过重,体积大且储气量小,限制了汽车携带燃料的容积,导致汽车连续行驶里程短,另外因钢瓶的存储压力高,具有一定的危险性。

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(2)液化天然气(LNG)。

天然气在常压下冷却至-162℃后形成液化气,其燃点为650℃,爆炸极限为5%-15%,安全性较高。一次充气可以行驶500km甚至1000km以上,非常适合长途运输使用。与CNG汽车相比,LNG汽车在安全、环保、整车轻量化、整车续驶里程方面都具有优势。

液化石油气(1LPG)。它是一种在常温常压下为气态的烃类混合物,比空气重,有较高的辛烧值,具有混合均匀、燃烧充分、不积炭、不稀释润滑油等优点,能够延长发动机的使用寿命,面且一次载气量大、行驶里程长。
与汽油相比,使用天然气可以大幅度降低废气CO、SO,、CO,等的排放,并且没有苯、铅等致癌和有毒物质危害人体健康。

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2.天然气汽车的控制原理

汽车在其漫长的发展历程中,形成了自己的“基因”—燃用汽油,汽车的设计理念都是针对燃用汽油而展开的。现阶段我国使用的“燃气汽车”是在汽油汽车的基础上,经过改装设计,加装一套供气系统面成的(图5-8)。既然是改装,就注定了天然气汽车的性能不可能像纯汽油汽车那样完善。
转换为天然气以后,汽车上有3种部件派不上用场——电动燃油泵、喷油器和氧传感器。可是,发动机电控单元(ECU)还是按照燃用汽油时的基本程序进行控制,当ECU检测不到上述3种部件后,就会点亮故障指示灯。

为此,天然气汽车上需要加装一个仿真器(又称为“模拟器”,图59),模仿上述3种部件在工作。例如,氯传感器伤真器能够根据转速变化输出不同的氧模拟信号。模仿(或者说“欺骗”)得好,故障指示灯不会点亮;模仿得不好或者仿真器损坏,故障指示灯就会点亮,这是天然气汽车故障指示灯经常点亮的原因之一。

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3.燃气后汽车动力下降的原因
改装天然气以后,汽车动力下降的原因主要有以下几方面:
(l)天然气的性质稳定,燃烧速度较慢,点燃它需要更多的点火能量。
(2)天然气发动机的理论空燃比为10:1,在燃料进入发动机时,天然气占据了大约10%的进气道容积,所以吸入发动机的空气量相对减少10%左右,即进气效率下降,导致发动机的动力降低。
(3)改装以后,没有对空燃比、点火提前角等参数进行必要的调整。维修实践证明,发动机使用天然气时,点火时刻应当适当提前。
作为应对措施,当汽车长时间使用天然气时,每月(最好每周)改用汽油运转10min,目的是防止供油系统过早老化、汽油在油箱中变质和结胶、汽油中水分增多。建议天然气汽车每隔3000km用汽油连续行驶50km以上,或者每天用汽油冷起动和暖机。

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4.缩短火花塞和空气滤清器的更换周期
发动机燃用天然气时,火花寨的工作环境更加恶劣。这是因为,点燃天然气混合气的温度高达410℃左右,而点燃汽油混合气的温度只需280℃。为了使燃气时气缸内点燃可靠、燃烧良好,要求点火系统具有比汽油机更高的点火能量,有的要求达到40kV。当火花塞的性能有所下降时,使用汽油尚可保持点火,但是在使用天然气时,则可能因为间歇性缺火而造成燃烧不完全。同样的火花塞,用于燃气时的使用寿命比用于燃油时缩短1/4左右,因此每行驶3万km就需要更换一次火花塞。出租车每月行驶l万km左右,所以规定天然气出租车每3个月更换一副火花塞,每行驶2万km必须检查火花塞电极的烧蚀情况,目的是为了保证燃气时火花塞具有良好的点火性能。
最好使用专用的高热值火花塞,例如依金、忆金、铂金火花塞(图5-10)。如果原来采用K7型,可以改用K8成K9;原来采用+7,可以改用+8或+9。另外,火花塞的间隙应比燃用汽油时小,铂金NGK火花塞的间隙为(0.33±0.005)mm,钻金火花塞间隙为(0.40=
0.005)mm。
有的爱丽会l6气门天然气出租车发生“回火”,甚至烧坏空气滤清器现象,这是由于火花塞被烧红,或者进气门密封不严,造成了“回火”,进而烧坏空气滤清器。因此,天然气出租车需要每月更换一次空气滤清器。

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5.怠速居高不下的处理办法
爱丽含8气门出租车改装燃气后,在加速后放松加速踏板时,怠速高达2000r/min不下来,其原因是发动机的减速功能在起作用,天然气从全开的怠速阀大量进入,造成息速高达2000r/min。为此,在燃气时需要断开ECU的第9脚,它是车速传感器输入ECU的信号端,这样可以避免怠速高达2000r/amin。

6.冷车难起动的解决方案
有的天然气出租车早上起动用气、用油都困难,要起动10多次才能起动成功。主要原因是气控电磁阀漏气,需要将漏到进气管中的燃气排净才能起动。
为了解决低温起动困难的问题,可以采用汽油起动,然后转换燃气的方法。为此需要进行必要的改装,达到起动时使用汽油,加速到2500r/min 以上自动转换到使用天然气的效果。
也有这样的情况:汽车每天初次起动时,使用汽油无法起动,而使用天然气可以起动,暖机以后再用汽油又可以起动。产生这种现象的原因,是火花塞长期不更换,其间隙过大。在冷车起动时,需要更高的点火电压,如果火花塞的间隙过大,加上潮湿的混合气环境,狠难跳火成功。若出现这种情况,更换火花塞可以恢复正常。
要想使用天然气也容易起动,必须增加一个继电器,用来控制打开三级减压器上的电磁阀,还必须提供100kPa左右的压力,以确保起动时的加浓量。

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7.燃气喷端的检查与调整方法
以东风雪铁龙新爱丽舍DC7163双燃料汽车为例,该车型的燃气喷嘴属于膜片式单向导通的开关型喷嘴,其线圈电阻为1.8Ω。当线圈不通电时,在进气口压力和出气口发动机进气歧管真空度的双重作用下,膜片紧紧贴在出气口的螺孔上,出气口被关闭;当线圈中有电流通过时,磁场吸引膜片内的铁片,膜片与出气口螺孔分离,出气口打开,CNG气体进入发动机的进气鼓管,从而转换成为燃气状态。
该车燃气喷嘴的性能是否正常,可以采用下面的方法进行检验:
向燃气喷嘴进气口内吹气,如果不通,说明膜片关闭正常,没有破裂。然后使用手动真空泵向燃气喷嘴的出气口施加真空,并且保持住,如果没有泄漏,说明膜片内没有夹带杂质。否则,为不正常。
更换4个燃气喷嘴价格不非,应当先进行调整,如果无效,再考虑更换。
燃气喷嘴的膜片有一个开启行程长短的问题,它直接影响CNG混合气的浓度。该型燃气喷嘴的出气口是内六角形状,可以用5mm内六角扳手插进去,然后旋转板手进行调节。
直到燃气喷嘴的膜片能够正常开启和关闭为止。

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