由汽油車改裝的CNG雙燃料汽車，因組合式負壓排氣減壓閥引起的故障有動力性能差，啟動困難，燃料消耗過多，行進中熄火，和突發電路中斷、斷氣、發動機運轉不正常或熄火，以及儲氣瓶中天然氣不能用盡等。為此，從供氣系統結構原理及安裝調試等方面分析了故障產生的原因，敘述了排除故障的方法。指出加強壓縮天然氣供氣系統的維護保養，確保供氣系統的安全可靠性和使用壽命，及時排除故障，是推廣CNG雙燃料汽車的重要環節之一。
目前，我國使用的CNG汽車都是由汽油車改裝的，保留了汽油車的供油系統，增加了一套CNG燃料儲備、供給和控制的燃氣裝置，將只用汽油為燃料的汽車改裝成既能用汽油又能用CNG的雙燃料汽車。雖然不同車型的CNG燃氣裝置型式各異，但結構原理一樣。燃氣裝置中的供氣系統是CNG汽車的核心。供氣系統由減壓閥、動力閥和混合器等組成，減壓閥是關鍵部件，其性能的好壞直接影響CNG汽車的性能，也是造成CNG汽車許多故障的直接根源。目前國內常用的有組合式負壓排氣減壓閥和分體式正壓排氣減壓閥兩種，兩者的組成結構基本相同，就整個系統而言，主要區別在於混合器，前者使用文丘裡管式混合器，後者使用比例調節式混合器。
CNG汽車在我國推廣應用時間不長，駕駛人員對其結構和性能缺乏系統認識，判斷和處理故障的經驗不足，故障判斷不準確。這樣，駕駛人員誤認為CNG汽車故障多，處理故障較麻煩，影響了CNG汽車的推廣使用。筆者針對故障率較高的供氣系統，從結構原理與安裝調試等方面，對採用組合式負壓排氣減壓閥的CNG汽車常見故障作了一定分析。
供氣系統的結構及安裝
圖1 組合式負壓排氣減壓閥結構原理（1—加熱水道；2—三級調節閥；3—怠速電磁閥；4—二級減壓閥；5—一級減壓閥；6—高壓電磁減壓閥；7—天然氣濾清器）
第一級、第二級減壓閥均為常開槓杆膜片式結構，第三級減壓閥為常閉真空膜片式結構。設置在第一級減壓閥之前的高壓電磁減壓閥控制天然氣流量。由於一級減壓閥的減壓比高達50∶1，最大流量可達40m3/h，氣體膨脹吸熱嚴重，閥體及管線、閥門、接頭大量結霜或結冰，甚至出現管路冰堵。因此，在閥體上設置了一個利用發動機循環水熱量的管路加熱器，以延長使用壽命，確保減壓閥的正常工作。減壓閥的安裝位置應選擇在化油器附近振動較小的部位。
天然氣燃燒的質量空燃比為16.7，汽油燃燒的質量空燃比為14.9，兩者共用同一進氣通道和燃燒系統時，因空燃比不同其燃燒所需的空氣量也不同，而空氣通道的截面積卻不變，這樣只有改變天然氣通道截面積，才能調節混合器中燃氣與空氣的比例。用安裝在三級減壓閥低壓排氣管上的動力閥(圖2)來調節天然氣進氣通道截面積，可滿足燃油、燃氣時各自所需的空燃比，調節螺釘旋入的深淺可改變進氣通道的橫截面積，並由發動機廢氣分析儀測試出最大扭矩時排放廢氣中的CO含量，一般為1.0%～1.6%。
圖2 動力閥示意圖（1—鎖緊螺母；2—調節螺釘；3—低壓管線）
高壓天然氣經過一系列減壓、調節後，依靠發動機運轉時混合器喉管部位產生的真空度，將減壓閥中的低壓天然氣吸入氣缸，為各種工況提供不同濃度的可燃混合氣。
圖3所示為文丘裡管式混合器結構圖。混合器一方面使喉管處產生真空度來調節減壓閥中的天然氣流量，另一方面又要將天然氣與空氣均勻混合。根據不同車型可選用盤式或筒式混合器，且均可安裝在空氣濾清器與化油器之間。文丘裡管式混合器由殼體和心子兩部分組成，心子喉徑最小處周向均勻分佈若干小孔，殼體上有天然氣進氣通道。混合器結構雖簡單，但其設計參數直接影響發動機的性能。混合器喉徑過大，真空度小，加速時反應不靈敏；喉徑過小，吸入空氣量少，影響空燃比，發動機功率下降。通氣小孔總截面積應與天然氣進氣通道截面積相匹配，按四川石油管理局技術監督處制定的《壓縮天然氣汽車-汽油兩用燃料汽車技術條件》規定，混合器安裝前後，發動機使用汽油時輸出功率不得低於95%，各連接處不得有竄漏氣現象，如果影響太大，必須重新改變混合器參數。值得注意的是，安裝混合器心子時，圓弧端應朝向空氣濾清器，圓錐端應朝向化油器，不可裝反。
圖3 文丘裡管式混合器結構原理圖（1—心子；2—殼體）
主要故障及處理
1.動力性能差
CNG汽車用天然氣作燃料時，由於發動機結構參數未隨天然氣特性參數作適應性調整，就不能充分發揮出天然氣燃料的優良特性，導致發動機輸出功率比燃油時下降9%～15%，輸出扭矩比燃油時下降4%～10%。在排除發動機本身故障的前提下，引起CNG汽車動力性能差的原因主要是燃料供給系統出現的問題。
(1)混合器與空氣濾清器安裝配合不當和密封不嚴而漏入過量空氣，降低了混合器喉管部位的真空度，使發動機吸入氣缸的天然氣量減少。
(2)減壓閥低壓出氣管過分彎曲或細長，混合器喉部直徑太小，進氣通道截面積變小而引起進氣阻力增大，使氣缸充氣效率降低太多。
(3)動力閥的開啟程度與進氣通道截面積不匹配，參與調節混合氣濃度變化的能力太小。
(4)發動機工況變化時，進氣管道內混合氣體的壓力波動對減壓閥的膜片產生附加力，使閥口的開啟度改變，從而影響整個工況範圍內混合氣的濃度。
這幾方面的因素導致了混合氣濃度要麼變得過稀，要麼變得過濃，使混合氣濃度的變化與發動機工況的變化不相適應。因此，處理故障時可更換與發動機喉管直徑適宜的混合器，在保證混合器喉管部位有一定真空度的條件下，使喉管部位的尺寸和周向均布的小孔孔徑儘可能大；採用變形小、直徑合適的低壓出氣管，並分別對怠速電磁閥、三級減壓閥和動力閥進行調整檢查，儘量使混合氣的濃度在整個轉速範圍內大致不變，以滿足發動機各工況運轉的要求。
2.啟動困難
由於天然氣的燃點、火焰傳播速度、點火能量和點火時間均與汽油存在差異，燃用天然氣比燃用汽油的點火正時角提前13°～17°，CNG汽車點火線圈的輸出電壓應不低於25kV。但是過重的點火能量負荷（特別在混合氣過稀時啟動），會降低點火系統零部件的使用壽命。駕駛員應掌握天然氣燃料的特性，並在實際操作中隨時檢查點火系統零部件的完好程度。對於點火系統本身的故障（如點火線圈的能量、啟動電流的大小、火花塞的間隙等）造成的啟動困難，可按一般汽車電器檢修辦法來排除。如果點火系統和燃料轉換系統沒有故障，那麼導致啟動困難的直接原因就是混合氣的濃度。混合氣過濃，發動機會出現怠速不穩定和排氣放炮現象，這時應清洗空氣濾清器，調整、檢修或更換怠速電磁閥，並調節三級減壓閥的彈簧壓力使閥口關嚴。混合氣濃度過稀，發動機無高速或高速不穩定，加速時機體振動，易熄火，這時應檢查混合器與化油器之間有無漏氣，三級減壓閥彈簧是否過緊及膜片是否破裂而竄氣，怠速電磁閥工作是否正常等，並逐項進行檢修或更換。
3.燃料消耗過多
CNG汽車燃耗與改裝所選用的車型、車況以及改裝的技術水平都有關係，例如EQ140型東風牌汽車改裝的CNG汽車，每標準立方米天然氣相當於0.82kg汽油，可據此進行換算，並對燃耗的高低作出判斷。CNG汽車在使用汽油時的燃耗超標太多時，應檢查混合器喉管直徑是否與化油器的喉管直徑相匹配以及化油器主量孔是否磨損過大，並進行檢修或更換處理。在確認沒有漏氣損失的情況下，天然氣燃耗過多，是減壓閥、動力閥、混合器等組成的燃氣系統安裝和調整不當，混合氣過濃或過稀所致。因此，安裝時要求減壓閥膜片沿平面方向垂直於地面，否則膜片自身的重力會使三級減壓閥閥口變大或變小而影響燃耗。其實減壓閥調整不當使混合氣過濃或過稀才是影響燃耗的主要原因。混合氣過濃燃燒不完全，混合氣過稀燃燒過程的著火延長期增加。混合氣濃度與發動機排放廢氣的CO含量成正比，因此測定排放廢氣中CO的濃度可以為燃耗的經濟性提供判斷依據。CO的濃度偏高，說明混合氣過濃，反之則混合氣過稀。理想的CO排放濃度應根據具體車型通過試驗確定。如東風EQ140發動機以天然氣為燃料時，最大功率點的CO濃度約為1.48%。
4.行進中熄火
在氣路、電路和油路均正常的情況下，CNG汽車在使用天然氣作燃料時出現行進中熄火，通常是改裝部件安裝不當所致。減壓閥膜片沿平面方向垂直於地面時，膜片的移動方向應與汽車前進方向一致，這可避免汽車制動時慣性力作用在膜片上，否則膜片脫離正常位置而引起混合氣濃度的突然改變使發動機熄火。因此，處理故障時要特別注意減壓閥的安裝位置，並檢查油路電磁閥與化油器之間的輸油軟管內是否有汽油。若有，汽車制動或轉彎時管內汽油經化油器進入進氣管道與天然氣混燒，也會造成行進中發動機工作不正常或突然熄火。
5.行進中的突發故障
突然電路中斷、斷氣、發動機運轉不正常及熄火是CNG汽車行進中的主要突發故障。保險管燒壞、燃料轉換開關印刷電路板燒壞和搭鐵不良等可引起電路突然中斷。若電路正常而氣路突然中斷，這是減壓閥上管路加熱器沒起作用，氣路產生冰堵所致，這時要注意檢查高壓電磁減壓閥閥心膠墊。雖然閥心膠墊是耐腐蝕橡膠，但長期使用後膠墊膨脹也會阻塞氣路。若氣路暢通而發動機運轉不正常，則應調整分電器，以滿足燃用天然氣時所需的點火正時角，並對三級減壓閥膜片、高壓電磁減壓閥閥心、混合器與化油器的結合處、低壓排氣管的截面積和空氣濾清器的清潔程度等逐項進行檢查，並更換損壞的零部件，否則會因膜片破裂、進氣通道突變和部件結合處漏氣等改變進氣真空度，使發動機突然運轉不正常或熄火。
6.儲氣瓶中天然氣不能用盡
當天然氣質量符合標準要求時，若儲氣瓶中天然氣始終不能用至1kPa以下，這主要與高壓電磁減壓閥、壓力傳感器和壓力錶有關。應按照有關計量標準對壓力傳感器和壓力錶進行校檢和修理。如果問題依然存在，可卸去高壓電磁減壓閥閥心，只裝閥筒而能正常用盡瓶中天然氣時，就說明高壓電磁減壓閥閥心總成在閥筒內提起高度不夠或閥心間隙過小，閥心在提升過程中有卡滯，造成進氣通道截流，改變了天然氣的正常流量。此時應換裝新閥心。
總之，CNG汽車常見故障主要是天然氣燃氣系統所引起的，只有充分熟悉CNG燃氣系統的結構、工作原理及安裝調試方法，才能及時處理和排除故障。排除故障時必須注意安全，若出現漏氣應立即關閉電源和切斷氣源，再停車檢查處理，但不要在交通擁擠、坡道、彎道及視線不好的地方處理，應選擇在陰涼通風處，並防止曝曬，遠離火源與熱源。
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