ESI工作原理及零部件构造培训2解析课件

1、玉柴客户服务中心2013玉柴ESI系统气体机工作原理及零部件构造培训第1页，共45页。2一、气体机的市场前景二、玉柴ESI系统气体机工作原理三、玉柴ESI系统零部件构造目 录第2页，共45页。3国家能源战略：带来机会中亚、中国西部地区气源丰富，“西气东输”工程第一期已经完工，川气已经送入湖南、湖北，为改善当地环境，实现能源多样化，沿线城市已大力发展CNG公交车，带来巨大市场。川气东输线路图第3页，共45页。4海南黑龙江吉林辽宁河北山东福建江西安徽湖北湖南广东广西上海河南山西内蒙古陕西宁夏甘肃青海四川贵州云南西藏新疆江苏浙江北京台湾重庆香港澳门中国LNG接收站：覆盖面广第4页，共45页。5市场发

2、展趋势：快速增长第5页，共45页。62012年玉柴销售气体机超过2万台，NG发动机已遍布全国23个省市，主要市场集中在新疆、黑龙江、海南、四川、天津、江苏及广东。配套应用应用范围广第6页，共45页。2009-7-217玉柴气体发动机型谱齐全第7页，共45页。8国五气体机型谱型 号排量L功率/转速kW/r/min扭矩/转速Nm/r/min燃气系统排放控制技术主配客车车型YC4D120N-504.21488/2800380/14001800ESI系统稀燃+DOC7-8m公交、团体、城乡客车YC4D140N-50103/2800420/14001800YC4G180N-505.2132/230060

3、0/13001700ESI系统稀燃+DOC7.8-9m公交、团体客车YC4G190N-50YC6J190N-506.494140/2500650/13001600ECI系统稀燃+DOC8.5-10.5m公交、团体客车YC6J210N-50155/2500710/13001600YC6J225N-50166/2500710/13001600YC6G260N-507.8191/2300950/13001700ESI系统稀燃+DOC10-12m公交、团体客车第8页，共45页。9国五气体机型谱型 号排量L功率/转速kW/r/min扭矩/转速Nm/r/min燃气系统排放控制技术主配客车车型YC6L240

4、N-508.424177/2200850/12001600ESI系统稀燃+DOC10-12m公交、团体、公路、旅游客车、双层公交客车,BRT客车YC6L260N-50191/2200980/12001600YC6L280N-50206/22001100/12001600YC6MK280N-50206/21001150/12001500ESI系统稀燃+DOC12-13.7m高一、二级公路客车、双层公交客车、BRT客车 YC6MK300N-5010.338214/21001250/12001500YC6MK320N-50236/21001300/12001500YC6MK340N-50250/21

5、001350/12001500YC6MK375N-40276/21001500/12001500YC6K380N-5012.939280/19001620/10001500ESI系统稀燃+DOC12-13.7m高二、三级公路客车YC6K400N-50294/19001700/10001500YC6K440N-50324/19001880/11001500第9页，共45页。10一、气体机的市场前景二、玉柴ESI系统气体机工作原理三、玉柴ESI系统零部件构造目 录第10页，共45页。气体发动机定义本文气体机是指LPG、CNG、LNG发动机。LPG-Liquefied Petroleum Gas液化

6、石油气，主要成分是丙烷和丁烷，LPG发动机包括：LPG单燃料发动机、柴油/LPG双燃料发动机、汽油/LPG两用燃料发动机。CNG-Compressed Natural Gas压缩天然气，主要成分是甲烷，CNG发动机包括：CNG单燃料发动机、柴油/CNG双燃料发动机、汽油/CNG两用燃料发动机。LNG-Liquefied Natural Gas液化天然气，主要成分是甲烷，是天然气的液态形式。第11页，共45页。几种气体燃料的特性第12页，共45页。气体发动机分类主要以使用的燃料类型来划分：单燃料发动机 单燃料发动机有LPG、NG单燃料发动机。两用燃料发动机 可切换使用两种燃料，又分为： 汽油/L

7、PG两用燃料发动机 汽油/NG两用燃料发动机双燃料发动机 同时燃料两种燃料，俗称掺烧发动机，又分为： 柴油/LPG双燃料发动机； 柴油/NG双燃料发动机第13页，共45页。14功率控制方式不同 柴油机功率控制是通过控制喷油量来实现的；气体机功率控制是通过控制进入发动机的空气量来实现的。 燃烧方式不一样（燃料特性决定，天然气易爆震）柴油机压燃天然气点燃气体机和柴油机的本质区别第14页，共45页。稀燃技术经济性、可靠性目标的实现 和当量燃烧相比，稀薄燃烧的优势：台架经济性可提高15%左右；排温可降低100以上。第15页，共45页。16.增压中冷天然气发动机排放控制技术路线稀薄燃烧+氧化型催化转化器

8、天然气发动机排放控制技术路线第16页，共45页。17.自然吸气天然气发动机排放控制技术路线理论空燃比+三元催化转化技术理论空燃比发动机原机排放经三元催化器处理后发动机排放天然气发动机排放控制技术路线第17页，共45页。18对比项目理论空燃比稀薄燃烧经济性比气耗高、经济性差气耗低、经济性好排温高、接近汽油机水平排温低，仅比同功率柴油机高5080整机可靠性排温高使可靠性差，降功率好驾驶性好好排放原机排放差，使用三元催化可实现国4、5排放原机排放好，使用DOC可实现国4、5排放成本低高开发难度较易较难理论空燃比与稀薄燃烧技术对比第18页，共45页。2009-7-2119单点喷射CNG发动机控制系统玉

9、柴ESI天然气控制系统（单点喷射）第19页，共45页。玉柴ESI天然气控制系统（单点喷射）单点喷射LNG发动机控制系统第20页，共45页。21电控单点燃气喷射方式控制燃气量，国际主流技术带宽域氧传感器的空燃比闭环控制，保证经济性和排放的完美平衡增压中冷稀薄燃烧，保证高效节能和清洁燃烧单缸独立高能点火，保证燃料经济性电控节气门和放气阀，保证精确的空气管理高精度的传感器，保证控制系统测量、控制精准强大的整车功能，适用中国客户的各种需求完善的故障诊断、保护策略，保护发动机，及时排除故障玉柴ESI系统技术特点第21页，共45页。22ESI气体机的工作原理一、CNG发动机工作原理： 高压的压缩天然气从储

10、气钢瓶出来，经过天然气滤清器过滤后，经高压电磁阀进入高压减压器，高压电磁阀的开合由ECU控制，高压减压器的作用是将高压的压缩天然气（工作压力30bar-200bar）经过减压加热将压力调整至4bar-6bar。高压天然气在减压过程中由于减压膨胀，需要吸收大量的热量，为防止高压减压器结冰，将发动机冷却液引出到高压减压器对燃气进行加热。经减压后的天然气进入喷嘴，根据发动机运行工况精确控制天然气供给量。第22页，共45页。23天然气与空气在混合器内充分混合，进入发动机缸内经火花塞点燃进行燃烧，火花塞的点火时刻由ECU控制，氧传感器即时监控燃烧后的尾气的氧浓度，计算出空燃比，ECU根据氧传感器的反馈信

11、号及时修正天然气供给量。二、LNG发动机的原理和CNG类似，不再赘述。 第23页，共45页。24一、气体机的市场前景二、玉柴ESI系统气体机工作原理三、玉柴ESI系统零部件构造目 录第24页，共45页。25玉柴ESI系统构成 一、系统组成：1、燃气控制系统 高压燃料切断阀部件（CNG) 高压减压器(CNG) 汽化器(LNG) 稳压器（LNG) 低压电磁阀部件 喷嘴总成 混合器部件第25页，共45页。262、点火控制系统点火线圈高压导线火花塞 3、空气管理系统电子节气门废气旁通控制阀防喘振阀4、传感器5、控制器（ECU)第26页，共45页。2010-05-2727电控单点燃气喷射总成采用NIKK

12、I高压燃气喷嘴喷嘴上游必须加装燃气初滤和精滤，以保护喷嘴燃气初滤和精滤必须定期保养（详见保养手册）喷嘴必须定期清洗保养（详见保养手册）第27页，共45页。2010-05-2728高压减压器根据汽车行业标准QC/T 245-1998“压缩天然气气车专用装置和安装要求”中的规定，减压调节器应安装在靠近发动机进气管和振动较小的位置，但不应直接安装在发动机上。所以减压调节器必须安装在汽车（底盘）大梁上。设计减压调节器支架时，应注意减压调节器的安装位置不能高于发动机散热器顶部，否则会导致加热水不能；同时保证减压器的截止阀端朝上，不能拿偏离垂直位置15。第28页，共45页。2010-05-2729LNG稳

13、压器出口压力设定：56010KPa安装要求：在底盘上安装，要求振动小。第29页，共45页。电子节气门杜绝整车进气管路进水，否则易导致电子节气门进水损坏；电子节气门须定期保养清洗（详见维护保养手册）。第30页，共45页。点火线圈定期保养（详见保养手册）第31页，共45页。32点火系统点火系统第32页，共45页。2010-05-2733滤清器高、低压过滤等级到达0.3-0.6微米。固体杂质过滤效率大于99.5%，液体过滤小于大于95%。定期维护保养。第33页，共45页。34燃气喷射总成燃气滤清器冷却系统能力不足仓温高机油不满足要求几个主要的风险分析第34页，共45页。燃气喷射部件风险级别：1潜在失

14、效模式潜在失效后果潜在失效起因/机理预防措施喷嘴堵塞、磨损，不能正常开启和关闭发动机动力差、气耗高，喷嘴损坏燃气清洁度不达标，颗粒渣滓较多1、必须加装符合技术要求的 高低压滤清器； 2、整车在装配时一定要清洁干净气瓶、燃气管路；3、注意零部件的使用安全。第35页，共45页。散热系统不匹配、进气温度高、水温高风险级别：1潜在失效模式潜在失效后果潜在失效起因/机理预防措施发动机进气温度高、水温高发动机无力、气耗高、发动机气门活塞损坏1、仅根据经验，在柴油机基础上进行散热量计算和散热系统配套，而没有根据气体机配套要求匹配；2、没有做整车配套测试确认1、配套规范提出指标，中冷温度与环境温度温差不能高于

15、20；2、做好样车的整车测试及控制；3、做好维护保养，保持散热系统清洁。气体机进气=功率中冷温度高，将导致发动机爆震，损坏发动机第36页，共45页。发动机仓散热不好，温度高风险级别：1潜在失效模式潜在失效后果潜在失效起因/机理预防措施机仓温度高发动机无力、电控零部件故障高1、没有做整车配套测试确认1、配套规范提出指标，机仓温度不能高于80；2、做好样车整车测试及控制。机仓温度高，点火线圈老化快，漏电点火不良。第37页，共45页。机油风险级别：2潜在失效模式潜在失效后果潜在失效起因/机理预防措施机油不满足天然气发动机要求拉缸、机油的杂质在燃烧室堆积出现异常燃烧1、使用了不满足天然气发动机要求的机

16、油；2、服务站注意检测由积碳引起的相关故障1、使用天然气发动机专用机油非天然气发动机机油灰分高，燃烧室杂质堆积，引起异常燃烧拉缸。高灰分机油导致大量沉积物积累形成窜气通道导致阀门熔损。第38页，共45页。39爆震回火失火气体机三个常见的名词术语第39页，共45页。爆震爆震第40页，共45页。爆震（末端混合气燃烧）爆震就是在汽缸中，当正常的火焰未传播到时，火焰传播的末端混合气自然的现象。爆震是不正常的燃烧。长时间的爆震会导致发动机损坏（活塞、活塞环、气门、火花塞）。爆震在低速大负荷下最容易产生。在高速大负荷下产生的爆震最容易对发动机造成严重损坏。爆震产生的可能原因：点火角度过大或混合气过浓；增压压力过大；燃料品质差；中冷器结垢，中冷温度高；点火正时基准不准；第41页，共45页。回火回火进气管温度达到130正常进气管温度53第42页，共45页。回 火发动机回火现象：进气管垫片损坏、混合器膜片撕裂、进气管内的压力会突然升高，温度