潍柴天然气发动机的维护保养与故障分析
目录
引言 1
一、 天然气发动机基础知识 2
（一） 燃气发动机的燃料 2
（二） 潍柴燃气发动机与柴油机的区别 3
（三） 潍柴燃发动机的技术特性 3
二、 潍柴天然气发动机结构及工作原理 4
（一） 天然气发动机工作原理 4
（二） 潍燃发动机的机构特点 5
（三） 潍柴燃气发动机的供气系统 8
三、 潍柴天然气发动机配套规范及使用保养 11
（一） 进气系统 11
（二） 排气系统 12
（三） 燃气系统 12
（四） 电气系统 13
（五） 机油 13
（六） 潍柴天然气发动机日常操作 15
（七） 潍柴发动机的保养 16
四、 潍柴天然气发动机故障案例分析 17
（一） 无法启动 17
（二） 冷启动困难 18
（三） 怠速不稳，气耗高 18
（四） 加速发哽 18
（五） 加速无力 19
（六） 动力性差、气耗高 19
五、天然气发动机的故障排除 20
总结 23
参考文献 24
谢辞 25
引言
在21世纪，天然气在世界能源供应结构中占有非常重要且不可取代的地位。天然气有着广泛的应用，例如在我们生活中看到的天然气汽车，就是一种典型的天然气使用的例子。，使用天然气的汽车与使用汽油的汽车在排放方面有着显著的优越性，由于天然气本身是一种清洁能源，具有污染小，效率高，热值高等特点，使用天然气的汽车排放几乎为零，其排放的一氧化碳，碳氢化合物和氮氧化物的排 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
放有着极大的减低，所以在当下环境污染严重的今天，天然气汽车在改善空气环境污染方面有着显著地作用。
使用天然气汽车能够获得较高的经济效益。首先国家为了保护环境减少污染，颁布了一系列法律法规及出台了一些鼓励政策，在天然气供应，设备的供给，加气站的建设和汽车购置税等方面给予资金和税收优惠政策。其次是，在运营成本方面，天然气的价格要比汽油，柴油的价格低的多，行驶相同距离的路程，使用天然气汽车的燃料消耗费用比使用汽油柴油的汽车节省大约45%的成本。
相比于汽油和柴油，天然气的使用更加安全，从天然气的本身的化学特性来看，它的起火点即燃点要比汽油和柴油的燃点高很多，它的燃点高达650多度远高于汽油的425和柴油的22度，天然气的这一化学特性说明了天然气达到自燃点起火的可能性要比汽油柴油小的多，因此天然气是一种相当安全的汽车燃料。
使用天然气能够大大的延长发动机的使用寿命，从名字上我们就可以知道天然气是一种气体燃料，而气体燃料是容易扩散的，以气态的形式进入发动机，容易和空气均匀的混合，与氧气充分接触能够使其燃烧的更加彻底，干净，加速燃烧的速度，充分的释放热能。因为天然气中的辛烷值较高，所以在使用时可以不需要添加防爆剂，还有天然气是气体，它不会稀释发动机里的润滑油，因而大大减低了发动机气缸里的零件磨损，使发动机的润滑油的使用周期大大提高，同时也提高了发动机的使用寿命。
一、天然气发动机基础知识
如表1-1所示为一般发动机所用各种燃料的特性
表1-1 一般发动机所用各种燃料的特性
燃料种类天然气(CH4)LPG柴油(C16H34为代表)汽油(C8H18为代表)
常态下密度kgm-30.75~0.8(气态)580 830720～750
沸点℃-161.5-100170～35031～191
理论空燃比(kg/kg)16.2：113.3：1 13.8：1
低热值 MJ(kg)-148.81 44.9 43.50 42.90
辛烷值130100~11023～3080～99
十六烷值040～6027
燃烧极限(体积) %5～151.5~9.5 1.58～8.21.3～7.6
自然温度(常压下)T ℃537 450 250 390～420
闪点 ℃-43-18760
其中：辛烷值是指与汽油抗爆性相同的标准燃料所含异辛烷的体积分数.
（一）燃气发动机的燃料
燃气发动机燃料主要有三种：
CNG-Compressed natural gas 压缩天然气，其特性如表1-2所示，其主要成分是甲烷，易于完全燃烧，不稀释润滑油，能够延长发动机使用寿命。比空气轻，泄露后迅速飘散大气中，安全性好。
LNG-Liquefied natural gas 液化天然气： 液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)其主要成分是甲烷CH4，无色、无味、无腐蚀性。其相同质量的体积约为同量气态天然气体积的1/625，液化天然气的质量较轻，大约是同体积水的45%左右。其制造过程不是很复杂，先将气田生产出来的天然气进行净化处理，然后经一连串超低温液化后，最后形成液体。液化天然气充分燃烧后，释放大量的热量，同时分解成二氧化碳和水分子，不会生成有害气体，对空气污染很小，所以液化天然气是一种比较经济干净的的能源。
LPG-Liquefied pertroleum gas 液化石油气： 液化石油气与石油一样，是化石燃料。液化石油气是在石油炼制过程中产生的多种低沸点气体的混合物，其没有固定的组成成分。主要成分是丙烷、丁烷、丁烯、丙烯。虽然大多数能源企业都不会专门生产液化石油气，但由于它是其他燃料提炼过程中伴随的副产品，所以都会有一定产量。
表1-2 压缩天然气的特性
项 目 技术指标
氧气yo2％ ≤0.5
二氧化碳CO2 ≤3.0
硫化氢mg/m3 ≤15
总硫mg/m3 ≤200
高位发热量MJ/m3 ＞31.3
水露点℃ 汽车驾驶在特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于零下12度；当最低气温低于零下7度时，水露点应比最低气温低4度。
注：本标准中气体体积的标准参比条件是101.325kpa，温度20℃
（二） 潍柴燃气发动机与柴油机的区别
潍柴天然气发动机是在相应型号潍柴柴油机基础上进行改制的。
1、燃气发动机增加了燃气供给系统，取消了柴油机的燃油系统。
2、增加了混合器和节气门，使燃气和空气在混合器中混合。
CNG从压缩气瓶通过管道进入减压器并减压至7-8bar后，接着经过滤清器进入热交换器。
燃气经过热交换器加热后通过节温器进入FMV，由FMV控制燃气喷射入混合器中与增压后的空气相互混合。电子节气门控制混合气体进入发动机气缸内燃烧做功。
图2-1潍柴天然气发动机的工作原理
3、传热性能好
图2-6燃气发动机的专用排气管
引言 1
一、 天然气发动机基础知识 2
（一） 燃气发动机的燃料 2
（二） 潍柴燃气发动机与柴油机的区别 3
（三） 潍柴燃发动机的技术特性 3
二、 潍柴天然气发动机结构及工作原理 4
（一） 天然气发动机工作原理 4
（二） 潍燃发动机的机构特点 5
（三） 潍柴燃气发动机的供气系统 8
三、 潍柴天然气发动机配套规范及使用保养 11
（一） 进气系统 11
（二） 排气系统 12
（三） 燃气系统 12
（四） 电气系统 13
（五） 机油 13
（六） 潍柴天然气发动机日常操作 15
（七） 潍柴发动机的保养 16
四、 潍柴天然气发动机故障案例分析 17
（一） 无法启动 17
（二） 冷启动困难 18
（三） 怠速不稳，气耗高 18
（四） 加速发哽 18
（五） 加速无力 19
（六） 动力性差、气耗高 19
五、天然气发动机的故障排除 20
总结 23
参考文献 24
谢辞 25
引言
在21世纪，天然气在世界能源供应结构中占有非常重要且不可取代的地位。天然气有着广泛的应用，例如在我们生活中看到的天然气汽车，就是一种典型的天然气使用的例子。，使用天然气的汽车与使用汽油的汽车在排放方面有着显著的优越性，由于天然气本身是一种清洁能源，具有污染小，效率高，热值高等特点，使用天然气的汽车排放几乎为零，其排放的一氧化碳，碳氢化合物和氮氧化物的排 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
放有着极大的减低，所以在当下环境污染严重的今天，天然气汽车在改善空气环境污染方面有着显著地作用。
使用天然气汽车能够获得较高的经济效益。首先国家为了保护环境减少污染，颁布了一系列法律法规及出台了一些鼓励政策，在天然气供应，设备的供给，加气站的建设和汽车购置税等方面给予资金和税收优惠政策。其次是，在运营成本方面，天然气的价格要比汽油，柴油的价格低的多，行驶相同距离的路程，使用天然气汽车的燃料消耗费用比使用汽油柴油的汽车节省大约45%的成本。
相比于汽油和柴油，天然气的使用更加安全，从天然气的本身的化学特性来看，它的起火点即燃点要比汽油和柴油的燃点高很多，它的燃点高达650多度远高于汽油的425和柴油的22度，天然气的这一化学特性说明了天然气达到自燃点起火的可能性要比汽油柴油小的多，因此天然气是一种相当安全的汽车燃料。
使用天然气能够大大的延长发动机的使用寿命，从名字上我们就可以知道天然气是一种气体燃料，而气体燃料是容易扩散的，以气态的形式进入发动机，容易和空气均匀的混合，与氧气充分接触能够使其燃烧的更加彻底，干净，加速燃烧的速度，充分的释放热能。因为天然气中的辛烷值较高，所以在使用时可以不需要添加防爆剂，还有天然气是气体，它不会稀释发动机里的润滑油，因而大大减低了发动机气缸里的零件磨损，使发动机的润滑油的使用周期大大提高，同时也提高了发动机的使用寿命。
一、天然气发动机基础知识
如表1-1所示为一般发动机所用各种燃料的特性
表1-1 一般发动机所用各种燃料的特性
燃料种类天然气(CH4)LPG柴油(C16H34为代表)汽油(C8H18为代表)
常态下密度kgm-30.75~0.8(气态)580 830720～750
沸点℃-161.5-100170～35031～191
理论空燃比(kg/kg)16.2：113.3：1 13.8：1
低热值 MJ(kg)-148.81 44.9 43.50 42.90
辛烷值130100~11023～3080～99
十六烷值040～6027
燃烧极限(体积) %5～151.5~9.5 1.58～8.21.3～7.6
自然温度(常压下)T ℃537 450 250 390～420
闪点 ℃-43-18760
其中：辛烷值是指与汽油抗爆性相同的标准燃料所含异辛烷的体积分数.
（一）燃气发动机的燃料
燃气发动机燃料主要有三种：
CNG-Compressed natural gas 压缩天然气，其特性如表1-2所示，其主要成分是甲烷，易于完全燃烧，不稀释润滑油，能够延长发动机使用寿命。比空气轻，泄露后迅速飘散大气中，安全性好。
LNG-Liquefied natural gas 液化天然气： 液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)其主要成分是甲烷CH4，无色、无味、无腐蚀性。其相同质量的体积约为同量气态天然气体积的1/625，液化天然气的质量较轻，大约是同体积水的45%左右。其制造过程不是很复杂，先将气田生产出来的天然气进行净化处理，然后经一连串超低温液化后，最后形成液体。液化天然气充分燃烧后，释放大量的热量，同时分解成二氧化碳和水分子，不会生成有害气体，对空气污染很小，所以液化天然气是一种比较经济干净的的能源。
LPG-Liquefied pertroleum gas 液化石油气： 液化石油气与石油一样，是化石燃料。液化石油气是在石油炼制过程中产生的多种低沸点气体的混合物，其没有固定的组成成分。主要成分是丙烷、丁烷、丁烯、丙烯。虽然大多数能源企业都不会专门生产液化石油气，但由于它是其他燃料提炼过程中伴随的副产品，所以都会有一定产量。
表1-2 压缩天然气的特性
项 目 技术指标
氧气yo2％ ≤0.5
二氧化碳CO2 ≤3.0
硫化氢mg/m3 ≤15
总硫mg/m3 ≤200
高位发热量MJ/m3 ＞31.3
水露点℃ 汽车驾驶在特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于零下12度；当最低气温低于零下7度时，水露点应比最低气温低4度。
注：本标准中气体体积的标准参比条件是101.325kpa，温度20℃
（二） 潍柴燃气发动机与柴油机的区别
潍柴天然气发动机是在相应型号潍柴柴油机基础上进行改制的。
1、燃气发动机增加了燃气供给系统，取消了柴油机的燃油系统。
2、增加了混合器和节气门，使燃气和空气在混合器中混合。
CNG从压缩气瓶通过管道进入减压器并减压至7-8bar后，接着经过滤清器进入热交换器。
燃气经过热交换器加热后通过节温器进入FMV，由FMV控制燃气喷射入混合器中与增压后的空气相互混合。电子节气门控制混合气体进入发动机气缸内燃烧做功。
图2-1潍柴天然气发动机的工作原理
3、传热性能好
图2-6燃气发动机的专用排气管
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