ESI工作原理及零部件構造培訓2解析課件

1、玉柴客戶服務中心2013玉柴ESI系統(tǒng)氣體機工作原理及零部件構造培訓第1頁，共45頁。2一、氣體機的市場前景二、玉柴ESI系統(tǒng)氣體機工作原理三、玉柴ESI系統(tǒng)零部件構造目 錄第2頁，共45頁。3國家能源戰(zhàn)略：帶來機會中亞、中國西部地區(qū)氣源豐富，“西氣東輸”工程第一期已經(jīng)完工，川氣已經(jīng)送入湖南、湖北，為改善當?shù)丨h(huán)境，實現(xiàn)能源多樣化，沿線城市已大力發(fā)展CNG公交車，帶來巨大市場。川氣東輸線路圖第3頁，共45頁。4海南黑龍江吉林遼寧河北山東福建江西安徽湖北湖南廣東廣西上海河南山西內(nèi)蒙古陜西寧夏甘肅青海四川貴州云南西藏新疆江蘇浙江北京臺灣重慶香港澳門中國LNG接收站：覆蓋面廣第4頁，共45頁。5市場發(fā)

2、展趨勢：快速增長第5頁，共45頁。62012年玉柴銷售氣體機超過2萬臺，NG發(fā)動機已遍布全國23個省市，主要市場集中在新疆、黑龍江、海南、四川、天津、江蘇及廣東。配套應用應用范圍廣第6頁，共45頁。2009-7-217玉柴氣體發(fā)動機型譜齊全第7頁，共45頁。8國五氣體機型譜型 號排量L功率/轉速kW/r/min扭矩/轉速Nm/r/min燃氣系統(tǒng)排放控制技術主配客車車型YC4D120N-504.21488/2800380/14001800ESI系統(tǒng)稀燃+DOC7-8m公交、團體、城鄉(xiāng)客車YC4D140N-50103/2800420/14001800YC4G180N-505.2132/230060

3、0/13001700ESI系統(tǒng)稀燃+DOC7.8-9m公交、團體客車YC4G190N-50YC6J190N-506.494140/2500650/13001600ECI系統(tǒng)稀燃+DOC8.5-10.5m公交、團體客車YC6J210N-50155/2500710/13001600YC6J225N-50166/2500710/13001600YC6G260N-507.8191/2300950/13001700ESI系統(tǒng)稀燃+DOC10-12m公交、團體客車第8頁，共45頁。9國五氣體機型譜型 號排量L功率/轉速kW/r/min扭矩/轉速Nm/r/min燃氣系統(tǒng)排放控制技術主配客車車型YC6L240

4、N-508.424177/2200850/12001600ESI系統(tǒng)稀燃+DOC10-12m公交、團體、公路、旅游客車、雙層公交客車,BRT客車YC6L260N-50191/2200980/12001600YC6L280N-50206/22001100/12001600YC6MK280N-50206/21001150/12001500ESI系統(tǒng)稀燃+DOC12-13.7m高一、二級公路客車、雙層公交客車、BRT客車 YC6MK300N-5010.338214/21001250/12001500YC6MK320N-50236/21001300/12001500YC6MK340N-50250/21

5、001350/12001500YC6MK375N-40276/21001500/12001500YC6K380N-5012.939280/19001620/10001500ESI系統(tǒng)稀燃+DOC12-13.7m高二、三級公路客車YC6K400N-50294/19001700/10001500YC6K440N-50324/19001880/11001500第9頁，共45頁。10一、氣體機的市場前景二、玉柴ESI系統(tǒng)氣體機工作原理三、玉柴ESI系統(tǒng)零部件構造目 錄第10頁，共45頁。氣體發(fā)動機定義本文氣體機是指LPG、CNG、LNG發(fā)動機。LPG-Liquefied Petroleum Gas液化

6、石油氣，主要成分是丙烷和丁烷，LPG發(fā)動機包括：LPG單燃料發(fā)動機、柴油/LPG雙燃料發(fā)動機、汽油/LPG兩用燃料發(fā)動機。CNG-Compressed Natural Gas壓縮天然氣，主要成分是甲烷，CNG發(fā)動機包括：CNG單燃料發(fā)動機、柴油/CNG雙燃料發(fā)動機、汽油/CNG兩用燃料發(fā)動機。LNG-Liquefied Natural Gas液化天然氣，主要成分是甲烷，是天然氣的液態(tài)形式。第11頁，共45頁。幾種氣體燃料的特性第12頁，共45頁。氣體發(fā)動機分類主要以使用的燃料類型來劃分：單燃料發(fā)動機 單燃料發(fā)動機有LPG、NG單燃料發(fā)動機。兩用燃料發(fā)動機 可切換使用兩種燃料，又分為： 汽油/L

7、PG兩用燃料發(fā)動機 汽油/NG兩用燃料發(fā)動機雙燃料發(fā)動機 同時燃料兩種燃料，俗稱摻燒發(fā)動機，又分為： 柴油/LPG雙燃料發(fā)動機； 柴油/NG雙燃料發(fā)動機第13頁，共45頁。14功率控制方式不同 柴油機功率控制是通過控制噴油量來實現(xiàn)的；氣體機功率控制是通過控制進入發(fā)動機的空氣量來實現(xiàn)的。 燃燒方式不一樣（燃料特性決定，天然氣易爆震）柴油機壓燃天然氣點燃氣體機和柴油機的本質區(qū)別第14頁，共45頁。稀燃技術經(jīng)濟性、可靠性目標的實現(xiàn) 和當量燃燒相比，稀薄燃燒的優(yōu)勢：臺架經(jīng)濟性可提高15%左右；排溫可降低100以上。第15頁，共45頁。16.增壓中冷天然氣發(fā)動機排放控制技術路線稀薄燃燒+氧化型催化轉化器

8、天然氣發(fā)動機排放控制技術路線第16頁，共45頁。17.自然吸氣天然氣發(fā)動機排放控制技術路線理論空燃比+三元催化轉化技術理論空燃比發(fā)動機原機排放經(jīng)三元催化器處理后發(fā)動機排放天然氣發(fā)動機排放控制技術路線第17頁，共45頁。18對比項目理論空燃比稀薄燃燒經(jīng)濟性比氣耗高、經(jīng)濟性差氣耗低、經(jīng)濟性好排溫高、接近汽油機水平排溫低，僅比同功率柴油機高5080整機可靠性排溫高使可靠性差，降功率好駕駛性好好排放原機排放差，使用三元催化可實現(xiàn)國4、5排放原機排放好，使用DOC可實現(xiàn)國4、5排放成本低高開發(fā)難度較易較難理論空燃比與稀薄燃燒技術對比第18頁，共45頁。2009-7-2119單點噴射CNG發(fā)動機控制系統(tǒng)玉

9、柴ESI天然氣控制系統(tǒng)（單點噴射）第19頁，共45頁。玉柴ESI天然氣控制系統(tǒng)（單點噴射）單點噴射LNG發(fā)動機控制系統(tǒng)第20頁，共45頁。21電控單點燃氣噴射方式控制燃氣量，國際主流技術帶寬域氧傳感器的空燃比閉環(huán)控制，保證經(jīng)濟性和排放的完美平衡增壓中冷稀薄燃燒，保證高效節(jié)能和清潔燃燒單缸獨立高能點火，保證燃料經(jīng)濟性電控節(jié)氣門和放氣閥，保證精確的空氣管理高精度的傳感器，保證控制系統(tǒng)測量、控制精準強大的整車功能，適用中國客戶的各種需求完善的故障診斷、保護策略，保護發(fā)動機，及時排除故障玉柴ESI系統(tǒng)技術特點第21頁，共45頁。22ESI氣體機的工作原理一、CNG發(fā)動機工作原理： 高壓的壓縮天然氣從儲

10、氣鋼瓶出來，經(jīng)過天然氣濾清器過濾后，經(jīng)高壓電磁閥進入高壓減壓器，高壓電磁閥的開合由ECU控制，高壓減壓器的作用是將高壓的壓縮天然氣（工作壓力30bar-200bar）經(jīng)過減壓加熱將壓力調整至4bar-6bar。高壓天然氣在減壓過程中由于減壓膨脹，需要吸收大量的熱量，為防止高壓減壓器結冰，將發(fā)動機冷卻液引出到高壓減壓器對燃氣進行加熱。經(jīng)減壓后的天然氣進入噴嘴，根據(jù)發(fā)動機運行工況精確控制天然氣供給量。第22頁，共45頁。23天然氣與空氣在混合器內(nèi)充分混合，進入發(fā)動機缸內(nèi)經(jīng)火花塞點燃進行燃燒，火花塞的點火時刻由ECU控制，氧傳感器即時監(jiān)控燃燒后的尾氣的氧濃度，計算出空燃比，ECU根據(jù)氧傳感器的反饋信

11、號及時修正天然氣供給量。二、LNG發(fā)動機的原理和CNG類似，不再贅述。 第23頁，共45頁。24一、氣體機的市場前景二、玉柴ESI系統(tǒng)氣體機工作原理三、玉柴ESI系統(tǒng)零部件構造目 錄第24頁，共45頁。25玉柴ESI系統(tǒng)構成 一、系統(tǒng)組成：1、燃氣控制系統(tǒng) 高壓燃料切斷閥部件（CNG) 高壓減壓器(CNG) 汽化器(LNG) 穩(wěn)壓器（LNG) 低壓電磁閥部件 噴嘴總成 混合器部件第25頁，共45頁。262、點火控制系統(tǒng)點火線圈高壓導線火花塞 3、空氣管理系統(tǒng)電子節(jié)氣門廢氣旁通控制閥防喘振閥4、傳感器5、控制器（ECU)第26頁，共45頁。2010-05-2727電控單點燃氣噴射總成采用NIKK

12、I高壓燃氣噴嘴噴嘴上游必須加裝燃氣初濾和精濾，以保護噴嘴燃氣初濾和精濾必須定期保養(yǎng)（詳見保養(yǎng)手冊）噴嘴必須定期清洗保養(yǎng)（詳見保養(yǎng)手冊）第27頁，共45頁。2010-05-2728高壓減壓器根據(jù)汽車行業(yè)標準QC/T 245-1998“壓縮天然氣氣車專用裝置和安裝要求”中的規(guī)定，減壓調節(jié)器應安裝在靠近發(fā)動機進氣管和振動較小的位置，但不應直接安裝在發(fā)動機上。所以減壓調節(jié)器必須安裝在汽車（底盤）大梁上。設計減壓調節(jié)器支架時，應注意減壓調節(jié)器的安裝位置不能高于發(fā)動機散熱器頂部，否則會導致加熱水不能；同時保證減壓器的截止閥端朝上，不能拿偏離垂直位置15。第28頁，共45頁。2010-05-2729LNG穩(wěn)

13、壓器出口壓力設定：56010KPa安裝要求：在底盤上安裝，要求振動小。第29頁，共45頁。電子節(jié)氣門杜絕整車進氣管路進水，否則易導致電子節(jié)氣門進水損壞；電子節(jié)氣門須定期保養(yǎng)清洗（詳見維護保養(yǎng)手冊）。第30頁，共45頁。點火線圈定期保養(yǎng)（詳見保養(yǎng)手冊）第31頁，共45頁。32點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)第32頁，共45頁。2010-05-2733濾清器高、低壓過濾等級到達0.3-0.6微米。固體雜質過濾效率大于99.5%，液體過濾小于大于95%。定期維護保養(yǎng)。第33頁，共45頁。34燃氣噴射總成燃氣濾清器冷卻系統(tǒng)能力不足倉溫高機油不滿足要求幾個主要的風險分析第34頁，共45頁。燃氣噴射部件風險級別：1潛在失

14、效模式潛在失效后果潛在失效起因/機理預防措施噴嘴堵塞、磨損，不能正常開啟和關閉發(fā)動機動力差、氣耗高，噴嘴損壞燃氣清潔度不達標，顆粒渣滓較多1、必須加裝符合技術要求的 高低壓濾清器； 2、整車在裝配時一定要清潔干凈氣瓶、燃氣管路；3、注意零部件的使用安全。第35頁，共45頁。散熱系統(tǒng)不匹配、進氣溫度高、水溫高風險級別：1潛在失效模式潛在失效后果潛在失效起因/機理預防措施發(fā)動機進氣溫度高、水溫高發(fā)動機無力、氣耗高、發(fā)動機氣門活塞損壞1、僅根據(jù)經(jīng)驗，在柴油機基礎上進行散熱量計算和散熱系統(tǒng)配套，而沒有根據(jù)氣體機配套要求匹配；2、沒有做整車配套測試確認1、配套規(guī)范提出指標，中冷溫度與環(huán)境溫度溫差不能高于

15、20；2、做好樣車的整車測試及控制；3、做好維護保養(yǎng)，保持散熱系統(tǒng)清潔。氣體機進氣=功率中冷溫度高，將導致發(fā)動機爆震，損壞發(fā)動機第36頁，共45頁。發(fā)動機倉散熱不好，溫度高風險級別：1潛在失效模式潛在失效后果潛在失效起因/機理預防措施機倉溫度高發(fā)動機無力、電控零部件故障高1、沒有做整車配套測試確認1、配套規(guī)范提出指標，機倉溫度不能高于80；2、做好樣車整車測試及控制。機倉溫度高，點火線圈老化快，漏電點火不良。第37頁，共45頁。機油風險級別：2潛在失效模式潛在失效后果潛在失效起因/機理預防措施機油不滿足天然氣發(fā)動機要求拉缸、機油的雜質在燃燒室堆積出現(xiàn)異常燃燒1、使用了不滿足天然氣發(fā)動機要求的機

16、油；2、服務站注意檢測由積碳引起的相關故障1、使用天然氣發(fā)動機專用機油非天然氣發(fā)動機機油灰分高，燃燒室雜質堆積，引起異常燃燒拉缸。高灰分機油導致大量沉積物積累形成竄氣通道導致閥門熔損。第38頁，共45頁。39爆震回火失火氣體機三個常見的名詞術語第39頁，共45頁。爆震爆震第40頁，共45頁。爆震（末端混合氣燃燒）爆震就是在汽缸中，當正常的火焰未傳播到時，火焰?zhèn)鞑サ哪┒嘶旌蠚庾匀坏默F(xiàn)象。爆震是不正常的燃燒。長時間的爆震會導致發(fā)動機損壞（活塞、活塞環(huán)、氣門、火花塞）。爆震在低速大負荷下最容易產(chǎn)生。在高速大負荷下產(chǎn)生的爆震最容易對發(fā)動機造成嚴重損壞。爆震產(chǎn)生的可能原因：點火角度過大或混合氣過濃；增壓壓力過大；燃料品質差；中冷器結垢，中冷溫度高；點火正時基準不準；第41頁，共45頁?；鼗鸹鼗疬M氣管溫度達到130正常進氣管溫度53第42頁，共45頁?；?火發(fā)動機回火現(xiàn)象：進氣管墊片損壞、混合器膜片撕裂、進氣管內(nèi)的壓力會突然升高，溫度