潍柴燃气发动机结构与使用维护保养说明 单位：潍柴西港新能源动力有限公司.

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1 潍柴燃气发动机结构与使用维护保养说明 单位：潍柴西港新能源动力有限公司

2 目 录 一、天然气的特性 二、天然气发动机的结构特点 三、发动机日常使用 四、发动机维护保养 五、发动机电控部件维护规范

3 天然气的特性 天然气成分主要以甲烷（CH4）为主，同时含有少量的丙烷（C3H8）和丁烷 （C4H10）等烃类气体，氮、二氧化碳、硫化氢非烃类气体。各个地方天然气的 形成过程不尽相同，所以成分也不完全一样。 天然气在我国分布很广，根据开采和形成的方式不同，天然气可分为5种： ①纯天然气：从地下开采出来的气田气为纯天然气； ②石油伴生气：伴随石油开采一块出来的气体称为石油伴生气； ③矿井瓦斯：开采煤炭时采集的矿井气； ④煤层气：从井下煤层抽出的矿井气； ⑤凝析气田气：含石油轻质馏分的气体。 高纯度的天然气是无色、无味、无毒、无腐蚀性、易燃、易爆的气体。为防 止泄露时易于觉察，在天然气中添加了加臭剂。 燃烧速度：是火焰在可燃气体混合物中的传递速度。燃烧速度也称为点燃速度或火焰传播速度。天然气的燃烧速度比较低，其最高燃烧速度只有0.3m/s。因此天然气燃烧后排温高，需对排气系统部件进行强化。

4 天然气的特性 安全性 天然气、柴油、汽油比较 燃料种类 天然气 柴油 汽油 蒸气密度/ （kg/m3） 0.75- 0.8 3.4 ≥4
沸点℃ -162 170～350 30～190 理论空燃 比(kg/kg) 17.2： 1 14.3：1 14.8：1 辛烷值 (RON) 130 23～30 80～99 燃烧极限( 体积) % 5～15 1.58～ 8.2 1.3～ 7.6 自然温度( 常压下)T ℃ 650 250 390～ 420 1）天然气在压缩（液化）、储运、减压、燃烧过程中, 在严格密封的状态进行，不易泄漏； 2）天然气密度在 kg/m3之间，比空气轻，易挥发，不易聚集，安全性能好。如有泄漏，很快散失，不易着火； 3）可然气的着火温度为650℃，比汽油高约260℃。 4）天然气燃烧范围比较窄，在5％～15％之间，天然气的燃烧下限明显高于其他燃料： 柴油：1.58％， 汽油：1.3％。

5 天然气的特性 作为车载能源，主要有以下两种贮存形态： 1)CNG:压缩天然气
气瓶内充满气时一般为20Mpa（即200bar)。 存储压力很高。 天然气因生产区域不同，成分可能不同，若 差别较大，需根据CNG气质成分表调整ECU数据。 2）LNG: 液化天然气 在常压下、温度为-162度的天然气变为液态。 通常条件下，1个体积的LNG将产生600个体积的 气体。因此，LNG适用于长途运输和储贮。 LNG接触到皮肤时，可造成与烧伤类似的灼伤。 从LNG中漏出的气体也非常冷，并且能导致灼伤。 LNG储存特性 隔热保冷:保持真空; 分层:长时间停放时,隔几天启动车辆。

6 目 录 一、天然气的特性 二、天然气发动机的结构特点 三、发动机日常使用 四、发动机维护保养 五、发动机电控部件维护规范

7 （点火模块、点火线圈、高压线、火花塞等）
天然气发动机与柴油机的区别 天然气发动机 柴油机 燃料供给系统 燃气供给系统 （电磁切断阀、稳压器、燃料计量阀等） 燃油供给 （高压油泵、高压油管、喷油器等） 点火方式 点燃 （点火模块、点火线圈、高压线、火花塞等） 压燃 压缩比 12 17 相位转速信号采集 信号发生器（相位传感器） 油泵及飞轮 燃料空气混合 混合器、节气门 无 排温 高 增压器、排气管、进排气门座等优化 低 国IV后处理装置 三元催化器 SCR后处理系统 电控系统 目前为美国伍德沃德系统 国Ⅲ以上发动机采用BOSCH

8 天然气发动机的燃烧特点 更多进气 = 更大功率 天然气发动机理论空燃比:16-17 对进气调节控制能力决定发动机性能 稀燃优点：
1、空气进气量对发动机功率影响大 更多进气 = 更大功率 对进气调节控制能力决定发动机性能 增压低，系统中不能通过增加燃料来提升动力，否则 爆震； 排放急剧恶化 经济性变差 2、天然气发动机使用稀燃技术 天然气发动机理论空燃比:16-17 稀燃优点： 经济性好，排放性能好，热负荷小 稀燃注意事项： 需要高能长时间的点火和小的火花塞间隙； 失火极限<混合气浓度<爆震极限 高的空气湿度易导致失火 燃烧特点 3、抗爆性能好 爆震是一种不正常的燃烧。长时间的爆震会导致发动机系统损坏 ，发动机动力性、经济性将急剧恶化，爆震主要因素包括： 压缩比过大； 机油消耗过大，或过多积炭； 燃料过浓或品质差 ； 进气温度过高； 增压压力过高； 点火定时不准 4、燃料闭环控制，不易失火 氧传感器对排气进行测量，反馈给ECU，控制燃料以保持目标空燃比。 ECU标定数据中包含了失火极限以防止最初的失火。

9 天然气发动机技术特点 潍柴天然气发动机主要采用美国伍德沃德公司OH2.0系统，主要技术特点如下：
1、采用电子脚踏板，改善了发动机的驾驶性能。 2、燃气喷射、点火角度、空燃比、发动机负荷全部采用电控单元ECU控制。ECU根据电子脚踏板输出的电压信号，确定电子节气门的开度，再根据发动机负荷、发动机转速、进气压力、燃气压力和温度等参数计算燃气喷射量，确定点火角度。 3、发动机稳定运行时采用闭环控制，使实际空燃比和理论空燃比一致。 4、燃气进气方式为电控单点喷射，供气及时、停气干脆。 5、具有加速加浓功能。 6、采用防喘振技术，发动机大负荷急松脚踏板时，ECU根据减速信号，激活燃料切断功能，在切断燃料供给的同时，电子节气门保持一定的开度，消除了因节气门关闭而引起增压器喘震的可能性。 7、增压器带废气控制阀，采用电控放气。 8、具有超速保护功能。 9、电钥匙打开后，如果没有转速信号，燃气管路的电磁阀会自动关闭。 10、具有故障自我诊断功能。

10 LNG发动机工作原理图 进入诊断页面后，点击Connect。 选择对应的COM端口号。（端口号查询方法见上页） 点击Connect。

11 CNG发动机工作原理图

12 目 录 一、天然气的特性 二、天然气发动机的结构特点 三、发动机日常使用 四、发动机维护保养 五、燃气发动机电控部件维护规范

13 发动机日常使用 1、启动前检查（一） 1）、检查冷却液液面：玻璃视孔观察冷却液面，冷却液不够时，可打开加水口盖加入冷却液。
注意：打开加水口盖时，必须先按下排气按钮，以免发动机热状态时热冷却液伤人。 2）、检查机油液面：当油面低于油尺的下刻线或高于油尺的上刻线时，决不允许开动发动机。 在发动机停车后检查油面，至少等5分钟后进行，使机油有充分时间流回油底壳。 油尺低位至高位的油量差为3L。

14 发动机日常使用 1、启动前检查（二） 3）、检查三漏：发动机整机应无漏水、漏气、漏油现象。
检查风扇：目视检查风扇叶片有无损坏，连接螺栓是否紧固。 4）、检查皮带：皮带通过皮带张紧轮自动张紧，用户通过手压皮带检查皮带的松紧。 5）、检查气瓶与支架、燃气管路与支架固定是否牢固，天然气气管接头是否漏气，燃气管路是否有磨损、裂纹或漏气。 6）、检查LNG发动机汽化器后燃气管路是否有结霜或结冰现象，若有，彻底排除后故障发动机才能运行。 7）、检查各橡胶水管是否有老化、裂纹、压瘪。特别是LNG发动机汽化器水路是否畅通。 8）、检查传感器接头是否松动，线束是否有脱落靠近排气管，是否有磨蹭、拉拽。 9）、检查燃气表压力是否正常，CNG车辆燃气压力需高于3MPa,LNG车辆燃气压力需高于8bar。 10）、LNG车辆需要观察液位显示，判断瓶内的存液量。

15 发动机日常使用 2、启动发动机检查 1）、启动发动机时先接通点火钥匙，停顿3-5秒后再启动发动机，保证燃气管路内能够充满燃气，ECU供电（WOODWARD 2.0系统，需等听到“哒”的一声响后,再启动）。 2）、启动时不要踩脚踏板，节气门开度和喷气量由ECU控制。 3）、发动机启动后怠速运行30秒，检查机油压力和水温，不要启动后就空踩踏板。若3次启动不成功，应重新仔细检查燃气部分和电路部分。 4）、为保护起动机每次启动时间不超过15秒，每次启动间隔应大于30秒。 5）、 LNG车辆启动后，须怠速运行3分钟以上，同时检查汽化器后燃气管路有无结霜或结冰现象。 6）、检查发动机声音是否正常。 7）、检查发动机转速、振动是否正常（检查过程中要注意安全，避免运转中的皮带伤人）。

16 发动机日常使用 3、行驶过程中缓踩油门。过积水路面时，应减速慢行，防止水溅到电器元件上。发现发动机故障时，应停车检查，防止故障扩大化。故障灯亮时，若发动机机械部分无异常时，可继续行驶，到合适区域报修。 4、车辆运行后，发动机温度很高，此时，不要立即停熄发动机，需怠速运转3-5分钟，待各部分正常冷却后，再停熄发动机。 5、建议天然气发动机车辆在减速过程中根据路况带档滑行，将有利于降低气耗。因为带档滑行，燃气控制系统停止喷射燃气。

17 目 录 一、天然气的特性 二、天然气发动机的结构特点 三、发动机日常使用 四、发动机维护保养 五、发动机电控部件维护规范

18 发动机维护保养 潍柴天然气发动机是高性能电控发动机，精细的电控部件多，需要精心的维护保养，才能使发动机动力性经济性得到充分发挥，延长其使用寿命。 冷却系统： A、启动前查看冷却液液面,检查发动机冷却系统有无泄漏。 B、运行中注意观察发动机水温是否在合适的范围内。海拔3000米以下正常水温80-95℃。 C、LNG发动机添加或更换防冻液时，注意汽化器出水口处放气，防止产生气堵现象，影响液化天然气气化。 正确选用冷却液可有效保护发动机部件，延长发动机使用寿命。具体参见下表。 冷却液牌号 -25号 -35号 -45号 -50号 备注 适用选用 最低气温℃ CNG发动机 -15 -25 -35 -40 CNG车辆选用防冻液的冰点一般应低于当地最低气温10℃以上，以备天气突变。LNG车辆因冷却液要为汽化器提供换热，故要求选用防冻液低于当地最低气温20℃。 LNG发动机 -5 -30

19 发动机维护保养 润滑系统： 每天开车前请检查机油液面高度，检查时车辆停在平坦路面、开车之前或停车15分钟发动机冷却后机油加注口，拉出机油油尺，查看机油液面，当液面低于油尺的下刻线或高于油尺的上刻线时，禁止启动发动机。 更换机油时，首先拧下油底壳底部的放油螺塞，将旧机油放净后旋上放油螺塞；然后打开加油口盖，注入潍柴动力天然气发动机专用机油直至达到刻度要求，最后拧紧机油加注口盖。更换发动机机油。 拧下油底壳底部的放油螺塞，将机油放净，再旋上放油螺塞； 打开加油口盖，从机油加注口加入机油，观察油尺刻度，直到达到要求，再装上加油口盖。 注意：废弃油要放在指定的地点和容器里，以便回收再利用。 放油螺塞 机油加注口

20 发动机维护保养 更换机油滤清器。 更换机油滤清器时按以下步骤操作: ① 卸下旧的机油滤清器；
② 向新滤清器中注满干净的机油； ③ 安装新机油滤清器前在胶垫上涂抹机油； ④ 胶垫接触到基座后，再拧紧3/4～1圈，使其密封； ⑤ 起动发动机检查是否漏油

21 发动机维护保养 点火系统等电器系统： 潍柴气体机带有电子控制单元（ECU）、传感器、点火模块等电子元件，过高电压、过大电流可对电器系统造成毁灭性损害，因此，在进行电焊操作前必须断开电源。关闭蓄电池总开关、断开电瓶负极；拔掉与ECU连接的线束接插件。点火系统部件维护保养按部件保养要求执行。 机械传动系统： 发动机运行前应检查发动机外部的机械传动系，如皮带的张紧度和磨损程度等，皮带通过皮带张紧轮自动张紧，可通过手压皮带检查皮带的松紧。风扇托架定期加注黄油。

22 发动机维护保养 发动机水路： 天然气发动机比柴油机而言，增加了三套水路。 定期检查各水路连接情况，确保良好，检查各橡
胶水管是否有老化、裂纹、压瘪现象，若有则及 时处理。典型LNG水路连接见右图。

23 发动机维护保养 空气系统： 保持空滤器的良好性能，特别是矿区，建议使用油浴式空滤器或沙漠空滤器 。绝不允许不带空气滤清器情况下开动发动机。进气空气必须滤清以防止灰尘进入发动机造成发动机早期磨损。检查进气管是否老化有裂缝或穿孔，夹箍是否松动，如有发现应予以拧紧或更换，确保进气管密封性，防止漏气。

24 发动机维护保养 气门间隙： 首次运行2万公里必须检查调整气门间隙。2万公里后，一级保养时需检查气门间隙。 检查、调整进排气门间隙。步骤:
① 天然气发动机冷车状态下,正盘车(按发动机运转方向)到1,6缸压缩上止点。此时飞轮上的刻槽与观察孔盖板上的指针对齐。拆下缸盖上的气门摇臂罩,判断1缸或是6缸处压缩冲程(处于压缩冲程的气缸进排气门与摇臂间都有间隙) ②用塞尺检查气门间隙。若间隙过大或过小,可通过调整摇臂上的调整螺栓来达到上述间隙要求。各机型气门间隙如下表。 机型 进气门间隙(mm) 排气门间隙(mm) WP5 0.3 0.5 WP6 0.2 WP7 WP10两气门 0.4 WP12两气门

25 发动机维护保养 冷态进气门间隙0.3mm 冷态排气门间隙0.4mm 调整螺栓 1缸 2缸 3缸 4缸 5缸 6缸 1缸压缩冲程 进排气门
不能调整 6缸压缩冲程

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27 发动机电控部件维护规范 燃气滤清器： 例行检查时排污。 注意：燃气滤清器排污需在系统压力释放后进行。 一级保养时检查更换滤芯。
开始保养前，关闭气瓶开关阀并缓慢释放管路压力！因燃气滤清器不按上述要求保养，引起的燃气系统部件过度磨损或堵塞（如燃料计量阀等一律不予以三包）。

28 燃气发动机电控部件维护规范 LNG稳压器： 例行检查时，检查接头漏气情况。 二级保养时，更换稳压器修理包。
不按规定期限更换稳压器修理包的，稳压器不三包，因此造成燃料计量阀损坏等其他部件损坏的，一律不三包。。 减压器（CNG）： 例行检查时，检查减压器漏气情况。 三级保养时，检查减压器一级、二级压力调压膜片状态，更换修理包。

29 燃气发动机电控部件维护规范 混合器部件： 二级保养时，检查混合器内部是否有明显的污染，若有，则需将混合器放入汽油中浸泡清洗，清洗后用干压缩空气吹干。 电子节气门： 二级保养时，检查节气门内部是否有明显的污染，若有，则需用汽油清洗节气门蝶阀部件，但电子控制部分不得浸泡汽油，清洗后用干压缩空气吹干。 燃料计量阀（FMV）： 二级保养时按潍柴燃气发动机喷嘴清洗规范清洗燃料计量阀。对不按规定期限清洗燃料计量阀的，因杂质过多引起的燃料计量阀损坏，一律不三包。

30 燃气发动机电控部件维护规范 废气控制阀： 二级保养时， 清洁废气控制阀进气口滤网。清洁时，先用细铁丝刮一遍废气控制阀进气口滤网，然后用压缩空气枪从出气口方向吹废气控制阀， 清洁完毕后，进气口滤网要保证干净无污垢。 增压器旁通阀： 二级保养时，检查增压器旁通阀是否有漏气现象。检查步骤如下： 1、拔下增压器旁通阀进气接管。 2、 将检漏设备接到旁通阀进气口，检漏设备可以使用带压力表的专业检漏设备，也可以使普通打气筒改装的不带压力表的简易检漏设备。 3、给旁通阀充气加压检漏，如果有明显气风则需更换旁通阀，更换旁通阀建议由增压器厂家专业人员操作。 3.使用专业检漏设备时加压到200～250kPa后，目测气压表是否急剧下降，如果气压表急剧下降则需要更换旁通阀；或者用手感觉旁通阀阀杆处是否有明显泄漏气风；

31 燃气发动机电控部件维护规范 使用简易检漏设备时，充气至少两次后，用手感觉旁通阀阀杆处是否有明显泄漏气风 。
要求连接处紧密无泄漏 加压到200 ～250 kPa 使用简易检漏设备时，充气至少两次后，用手感觉旁通阀阀杆处是否有明显泄漏气风 。 检查或者更换旁通阀后，连接好增压器旁通阀进气接管，并确保管路各连接处无泄漏 用手感觉废气旁通阀阀杆孔处是否有气风 要求连接处紧密无泄漏 充气最少两次 用手感觉废气旁通阀阀杆孔处是否有气风

32 燃气发动机电控部件维护规范 高压线： 例行检查时用干压缩空气将高压线表面及接头端内外面的灰尘吹净，检查高压线是否有磨损。
三级保养时建议更换。 火花塞： 火花塞属易损件。 二级保养时检查火花塞，清理电极头部杂质。必要时调整间隙，间隙调整要求如下：电极间隙：0.35±0.05mm。三级保养时建议更换。 线束： 例行检查时应检查接插件接触是否良好，固定是否牢固。 线束应可靠固定，不应与尖锐物发生干涉或摩擦，若无法避免应增加防护。线束不应有相互缠绕和交叉布置，应分开布置和固定。线束不应固定在空压机管路上，与铜管距离大于50mm。线束距离排气管和增压器涡端大于150mm 。

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