康明斯天然气发动机在商用车的应用

作者：康明斯汽车市场部 蒋妙范 叶涛

欢迎访问e展厅 展厅 1 发动机展厅 汽油发动机, 柴油机, 船用柴油机, 天然气发动机, 气缸及部件, ... 美国康明斯公司是最早进行代用燃料技术的发动机公司之一，是世界上运输和公共客车行业最主要的代用燃料发动机造商，拥有全系列的150～300马力天然气发动机（压缩天然气和液化天然气）。从1999年起，康明斯在中国市场推出了康明斯B系列（B5.9G）195马力和230马力的天然气发动机(CNG)，并协助北京公交创造了“天然气商用客车的三个第一”，即“全球城市天然气大客车数量第一的车队（1,890辆）”、“全球长度第一的大客车（18米长绞接车）”及“全球高度第一的天然气大客车（双层巴士）”。 设计特点 天然气发动机的优点包括：大量节约燃料费用（可节约燃料费用1/4以上），降低运输成本；辛烷值高，抗爆性好，热值高（〉31.4MJ/sm3），可提高发动机的热效率，降低噪音；对发动机润滑油破坏小，不结炭，可减少发动机磨损，延长发动机使用寿命；燃点高，不易发生火灾，安全性好；释放的二氧化碳含量较低等。康明斯B5.9G天然气发动机在设计上还具有下列特点： * 根据天然气的物理性质和热力学的燃烧特性，按照增压型天然气稀薄燃烧的技术设计的缸盖和活塞燃烧室，压缩比为10.5：1，确保发动机输出强劲的动力。发动机采用稀薄闭环电子控制系统，并装配高性能的线圈火花塞一体的点火装置的CM42Q电子控制模块管理点火系统，可自动调节空气与天然气的配比，使空燃比为27:1，与传统发动机相比，热效率和冷却器的燃烧温度提高25～50%，排放达到美国环保署清洁燃料车队超低排放标准（EPA98LEV）和加州空气资源委员会选择性低NOx（2.5）标准（CRB）。用康明斯的第四代电子喷射的天然气减压、供气、储气装置，用空中－空冷模式降低进气歧管进气温度，优化空气进气系统，降低排气污染； * 用装有电控废气旁通阀的霍尔塞特水冷式涡轮增压器，改善发动机的响应能力和性能； * 配备各种规格的手动自动变速器，具较大功率输出围，用于9～14.5吨商用车（大客车、客货两用车和载重车）； * 发动机的主要部件如缸体、缸盖、曲轴、活塞等，均用高强度和加工性能好的材料，并实行通用化、标准化和规化，使易损件的互换性好，零部件使用寿命长，维修保养方便； * 配有天然气发动机故障诊断仪（用INSITE软件进行快速检测）。用手提设备可以显示SAE故障编码信息和查看传感器输出数据。 应用于商用车的工作原理 康明斯天然气发动机（CNG）在商用车的应用，除发动机主体外，还有一套天然气专用的供气装置。 储气部分 * 充气阀有撤销式和快接式，由阀体、手动截止阀、防空帽及输出接口组成，是加气机向储气瓶内充装CNG的接口装置； * 天燃气储气瓶是储存压缩天然气的高压容器，工作压力为20MPa； * 储器瓶组合阀设有手动截止阀和安全保护装置，有充气限充保护、高压卸压保护（33.3 MPa）、高温（100±5℃）卸压保护和泄漏保护装置； * 高压管是不钢无缝钢管，耐压为30 MPa，接头为多规格卡套式管接头，确保连接的安全和气密。 供气部分 * 减压器共有三级减压阀、加热循环、电磁阀、怠速调节装置、供气调节装置和带传感器的压力组成； * CNG电磁阀为常闭式，由开关式控制保管道必要时的畅通和截止； * ECU控制的燃气喷射阀和喷嘴（多点喷射）的供气量部件。 发动机电子闭路控制系统 * 开关及气量显示仪，负责天然气开闭运行和停止状态，显示气量多少； * 控制单元ECU根据开关信号、发动机转速信号、节气门位置信号、氧传感器信号等控制步进电机或分配器，控制天然气多少，配比及开闭的时间，使发动机正常工作。 使用和保养 * 发动机起动前，应开启储气瓶组合阀的手动截止阀，观察气量显示仪显示的CNG量，检查管路接头是否漏气；发动机起动后，应检查燃气开关、减压阀、CNG电磁阀、液位传感器等工作是否正常； * 灌充天然气时将发动机熄火，关闭总电源，卸下防尘帽，打开充气闭上的手动截止阀；充气后关闭充气阀的手动截止阀，拧紧防尘帽，检查是否漏气； * 应经常保持空气滤清器芯子和火花塞的清洁，并经常清洗，必要时更换，防止耗气过多。每月应把减压器滤清排污塞卸下一次进行排污清理，减压器前的过滤片和热水循环道每半年清洗一次，减压器的橡胶膜片每一年半（或15,000公左右）进行更换，减压气进行怠速时供气螺钉调正（800转左右），进行高速时供气螺钉调正（2,500转左右）。每月检查CNG电磁阀芯的工作是否正常； * 康明斯天然气发动机使用的天然气燃料，必须符合84/T75461997《汽车压缩天然气标准》发动机使用的润滑油，必须按《使用和保养手册》润滑油的型号和规格要求使用； * 除了《使用和保养手册》中发动机日常保养和一、二、三级常规保养外，天然气发动机的特殊使用保养可以增加对储气部分、供气部分和闭环供气电控部分装置的保养。 当检修发动机供气部分的零部件时，应关闭储器瓶组合阀的手动截止阀，然后发动发动机，将管路中的CNG排空才能进行拆卸。储气瓶和组合阀属安全装置，按《气瓶安全检查规定》应由有高压容器资职单位进行维修保养。定期对发动机ECU的电脑控制程序，用专用电脑软件进行检测和调正。 在使用和保养时应严格执行《天然气汽车维修的安全操作规程》，在发动机附近不可使用明火，天然气发动机一旦在使用中出现各种故障，应及时排除或送往专门维修部门修理。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/19/2004)