新能源汽車結構與維修 課件 任務13 豐田Mirai燃料電池電動汽車的使用維護、任務14 壓縮天然氣汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護

任務13豐田Mirai燃料電池電動汽車的使用維護模塊7燃料電池電動汽車的結構與維護學習目錄1任務接受2學習目標3任務準備4任務實施5任務總結任務13豐田Mirai燃料電池電動汽車的使用維護

劉先生購買第二代豐田Mirai燃料電池電動汽車。交車時，4S店派出了售后服務工程師就車輛的使用與日常維護進行了培訓與指導。任務接受1.能夠描述燃料電池電動汽車的定義與分類。2.能夠解釋燃料電池電動汽車的基本結構與工作原理。3.能夠描述燃料電池電動汽車電動使用注意事項。4.能夠進行燃料電池電動汽車的維護。5.培養(yǎng)愛護環(huán)境良好的品德、低碳生活的價值觀。學習目標任務準備13.1燃料電池電動汽車使用與維護準備1.培訓計劃1）介紹燃料電池電動汽車基本知識。2）介紹豐田Mirai汽車的基本結構與工作原理。3）豐田Mirai汽車的使用。4）豐田Mirai汽車的日常維護。2.設備與材料準備（表13-1）表13-1維護設備與材料準備名稱數量名稱數量豐田Mirai汽車1輛使用說明書1本/組汽車舉升機1臺/組常規(guī)拆裝工具1套/組600V絕緣手套1套/組輪胎氣壓表1個/組冷卻液防凍冷卻液1罐/組制動液1罐/組工具盆1套/組手套、抹布等1批/組任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識

1.燃料電池電動汽車定義及特點

（1）定義

燃料電池電動汽車（FuelCellElectricVehicle，簡稱FCEV），它是以燃料電池作為單一動力源或是以燃料電池系統(tǒng)與可充電儲能系統(tǒng)作為混合動力源的電動的汽車。任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識

1.燃料電池電動汽車定義及特點

（2）特點1）零排放，不污染環(huán)境。燃料電池的燃料是氫和氧，生成物是清潔的水；2）能量轉化效率高。燃料電池的能量轉換效率可高達60～80%，為內燃機的2～3倍；3）氫燃料來源廣泛，可以從可再生能源獲得，不依賴石油燃料。4）燃料電池成本過高，而且燃料的存儲和運輸按照目前的技術條件來說非常困難。5）燃料電池汽車的技術復雜，發(fā)展較為緩慢，短時間內還無法替代傳統(tǒng)汽車。任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識

2.FCEV基本組成結構與工作原理

（1）基本結構

FCEV一般由燃料罐、燃料電池、控制系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、輔助動力系統(tǒng)和蓄電池組等部分構成（圖13-1所示）。

圖13-1FCEV基本組成結構任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識

2.FCEV基本組成結構與工作原理

（1）基本結構1）燃料電池組是FCEV的電源，由多個1V以下的燃料電池串連組成，是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學能通過電極反應直接轉化為電能的發(fā)電裝置。以質子交換膜燃料電池為例，單體燃料電池主要由質子交換膜、催化劑層、氣體擴散層、陽極和陰極等組成，如圖13-2所示。

圖13-2單體燃料電池的組成

任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識

2.FCEV基本組成結構與工作原理

燃料電池工作時，外界不斷供給氫氣往陽極，供給空氣往陰極（圖13-3），在催化劑（鉑、多孔石墨等）作用下，產生如下反應：

圖13-3燃料電池的工作原理

任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識

2.FCEV基本組成結構與工作原理

2）控制系統(tǒng)（圖13-4）用于控制燃料電池堆的反應過程（起動、反應、輸出電能的調整、停止等）和電動機的運行過程，所有工作狀態(tài)由各種傳感器采集，集中反饋到整車控制器，由各控制器控制燃料電池組和驅動電機以及儲氫罐安全運行。

圖13-4燃料電池汽車工作狀態(tài)監(jiān)控管理任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識

2.FCEV基本組成結構與工作原理

3）驅動系統(tǒng)。燃料電池的電流需要經過專用的大功率動力DC/DC轉換器，將燃料電池產生的直流電轉換為穩(wěn)壓的直流電流，然后經過逆變器轉換為交流電輸送給驅動電動機，驅動車輪轉動。4）輔助動力系統(tǒng)。通常在FCEV上還要裝配一個蓄電池組作為輔助電源，其作用：①用于FCEV快速起動；②用于儲存FCEV在再生制動時反饋的電能；③為電動汽車控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等電氣設備提供低壓電源。任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識

2.FCEV基本組成結構與工作原理

（2）FCEV的工作原理

如圖13-5所示，由燃料罐不斷地供給燃料，燃料電池把燃料氧化的化學能轉換為電能，產生的直流電經過控制器變?yōu)榻涣麟姾蠊┤腧寗与姍C，經傳動系統(tǒng)驅動車輪。圖13-5FCEV的工作原理任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識3.燃料電池汽車的分類

（1）按燃料類別和反應機理

可分為氫型、碳型、氮型和有機物型燃料電池，其中以氫氣、甲醇、聯氨、一氧化碳等為燃料的電池統(tǒng)稱為氫氧燃料電池，還有以鋁、鎂、鋰和鋅等輕金屬為燃料的金屬燃料電池。

（2）按電池工作溫度

可分為高溫燃料電池、中溫燃料電池和常溫燃料電池。

（3）按電解液類別

燃料電池主要有質子交換膜燃料電池、堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固態(tài)氧化物燃料電池。各種類型燃料電池對比如表13-2所示。任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識3.燃料電池汽車的分類

表13-2各種類型燃料電池對比任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識1）質子交換膜燃料電池（ProtonExchangeMembraneFuelCell，PEMFC）采用氟系高分子膜作為電解質，工作溫度60~100℃。單體燃料電池由質子交換膜、催化劑層、氣體擴散層、雙極板（陰極、陽極）四種基本元件組成（圖13-6）。

圖13-6質子交換膜燃料電池組成

工作時，氫在陽極被轉變成氫離子的同時釋放出電子，電子通過外電路回到電池陰極，與此同時，氫離子則通過電池內部高分子膜電解質到達陰極。在陰極，氧氣轉變?yōu)檠踉?，氧原子得到從陰極傳過來的電子變成氧離子，和氫離子結合生成水。任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識2）熔融碳酸鹽燃料電池(MoltenCarbonateFuell，MCFC)，這種電池使用溶化的碳酸鹽（碳酸鋰、碳酸鉀）作為電解質，由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質隔膜、多孔金屬陽極、金屬極板構成的燃料電池。工作溫度600~700℃，高溫下，這種鹽就會溶解，產生碳酸根離子，從陰極流向陽極，與氫結合生成水、二氧化碳和電子。電子然后通過外部回路返回到陰極，在這時過程中發(fā)電（圖13-7）。

圖13-7溶融碳酸鹽燃料電池工作原理

任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識3）固態(tài)氧化物燃料電池（SolidOxideFuelCell，SOFC)，屬于第三代燃料電池，是一種在中高溫下直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效、環(huán)境友好地轉化成電能的全固態(tài)化學發(fā)電裝置。其單電池由陽極、陰極和固體氧化物電解質組成（圖13-8）

在這種燃料電池中，在陰極發(fā)生氧化劑（氧或空氣）的電還原反應，即氧氣接觸電子后生成氧離子（O2-），O2-進入電解質借助電解質中的氧空位向陽極遷移。氧的電還原反應可由下式表示：

圖13-8固態(tài)氧化物燃料電池工作原理任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識

在陽極發(fā)生燃料（氫或富氫氣體）的電氧化反應，即氫與經電解質傳導過來的氧離子O2-反應生成水，同時外電路釋放電子，電子經外電路到達陰極。氫的電氧化反應可由下式表示：電池的總反應是氧與氫反應生成水：

圖13-8固態(tài)氧化物燃料電池工作原理任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識

4）磷酸燃料電池（PhoshoricAcidFuelCell，PAFC），是當前商業(yè)化發(fā)展得最快的一種燃料電池。

圖13-9磷酸燃料電池工作原理任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識5）堿性燃料電池（AlkalimeFuelCell，AFC)，該電池用堿性液體氫氧化鉀等作為電解質，工作溫度是室溫，是早期開發(fā)的產品。

AFC以氫為燃料，純氧或者脫除微量二氧化碳的空氣為氧化劑。工作原理如圖13-10所示。

圖13-10堿性燃料電池工作原理任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識

4.豐田Mirai燃料電池汽車的結構原理（1）基本結構

豐田Mirai汽車外觀與動力搭載如圖13-11所示，燃料電池與能量控制單元布置于車輛前艙區(qū)域，3個高壓氫罐被設計在座艙底部呈T形布置，驅動電機與動力電池位于后軸區(qū)域。

圖13-11第二代豐田Mirai汽車任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識

4.豐田Mirai燃料電池汽車的結構原理（2）工作原理

豐田Mirai汽車工作原理如圖13-12所示，氫氣與空氣中的氧氣在燃料電池發(fā)生化學反生產生電能和水，電能驅動汽車行駛。

圖13-12豐田Mirai汽車工作原理任務實施13.2燃料電池電動汽車的基本知識

4.豐田Mirai燃料電池汽車的結構原理（2）工作原理

如圖13-13所示，豐田Mirai汽車是一輛汽車，還可以作為一個移動電站，在家里停電的緊急情況下，可以用它為用電器供電，最大可以提供9Kw功率。

圖13-13Mirai汽車為室內供電任務實施13.3燃料電池電動汽車的使用維護1.燃料電池電動汽車的使用以豐田Mirai汽車為例，與傳統(tǒng)汽車不同，使用時應注意問題如下：1）應熟讀車輛使用說明書，熟悉駕駛室配置（圖13-14）及各操縱機構使用。

圖13-14豐田Mirai汽車駕駛室配置1-轉向信號燈操縱桿和燈光按鈕2-多信息顯示屏3-儀表4-刮水器和車窗清洗按鈕5-緊急閃光燈按鈕6-多媒體顯示屏7-空調系統(tǒng)控制面板8-機艙蓋開啟按鈕9-轉向盤位置調整按鈕10-起動按鈕11-變速桿12-行李艙開啟按鈕任務實施13.3燃料電池電動汽車的使用維護1.燃料電池電動汽車的使用2）應熟悉汽車信息顯示屏的各種信息（圖13-15），尤其是與傳統(tǒng)汽車不同的信息。汽車信息顯示屏用于顯示燃油效率相關信息和各種類型的駕駛相關信息，還可用于更改顯示設置和其他設置。左側為氫燃料計量表，中間為行車電腦信息顯示區(qū)域，右側是擋位指示燈等。當車輛啟動后，系統(tǒng)進行自檢的同時，將會亮起各種指示燈。

圖13-15汽車信息顯示屏1-氫燃料計量表2-行車電腦信息顯示區(qū)域3-車速表4-時間5-擋位指示表6-車外環(huán)境溫度7-里程表和行程表任務實施13.3燃料電池電動汽車的使用維護1.燃料電池電動汽車的使用

圖13-16行車電腦信息顯示區(qū)域任務實施13.3燃料電池電動汽車的使用維護1.燃料電池電動汽車的使用表13-5顯示燃料電池系統(tǒng)狀態(tài)

圖13-17FC系統(tǒng)顯示與環(huán)保評定任務實施13.3燃料電池電動汽車的使用維護2.燃料電池電動汽車的維護（1）充氫

充氫口在汽車左后方（圖13-18），氫壓力為70MPa，充氫瞬時最高壓力是87.5MPa。充氫注意點如下：

1）充氫前，車窗和車門關閉，關掉能量按鈕，掛停車制動檔，關掉燈光。

2）充氫時，不要把香煙等明火靠近。

充氫時，充入的氣體很冷，充氫管和汽車充氫口的表面也會變的很冷，甚至表面會產生霜，剛剛充完氫后，不要用手去摸充氫管或者汽車充氫口，手有可能被凍傷。

3）不要使用指定以外的燃料，可能會產生故障。

4）充氫完成后必須把蓋子蓋上，如有異物進入燃料充氫口，可能會產生氫泄漏等故障。

任務實施13.3燃料電池電動汽車的使用維護2.燃料電池電動汽車的維護（2）充電豐田Mirai是燃料電池堆給驅動用電池充電，不需要從車外充電，但是，車輛長時間放置的話，電池會有少量的放電，所以至少需要2-3個月充電30min或者行駛16km。萬一電池的電全部放完了，燃料電池系統(tǒng)不能啟動了，應聯系豐田4S店。任務實施13.3燃料電池電動汽車的使用維護2.燃料電池電動汽車的維護

（3）洗車時的注意點

1）電機室內不要用水清洗，電器部分接觸到水，會引發(fā)車輛火災。

2）前擋風玻璃清洗時雨刮按鈕要打在OFF檔。如果打在AUTO檔，可能會導致雨刮運動，產生夾到手等事故。

3）充燃料口的蓋子可以拿下來清洗，但是不能直接用水來沖洗充燃料的口，如果充燃料口有水進入，會有引起故障。

4）用高壓洗車機的時候噴嘴的前端不能接近燃料電池堆、驅動產品、轉向器、懸架、制動部分的連接部，因為水壓高的話，產品容易受到損傷。任務實施13.3燃料電池電動汽車的使用維護2.燃料電池電動汽車的維護

（5）維修

1）更改出廠模式的時候，一定要去豐田4S店，因為使用了高壓電，可能會導致重大的傷害。

2）要確認電機室內不要忘記工具和抹布，一旦檢查或者清掃使用的工具或者抹布忘在電機室內了，會成為造成故障的原因，或者電機室內的高溫引起車輛火災。

3）更換電池的時候請使用車輛要求的專用電池，因為從電池里產生的氫一旦到室內，可能會引起爆炸，如果要更換電池請回豐田銷售店。

電池更換要注意：濕淋淋的手不要換電池，會造成生銹；換電池時，電池以外的產品不要移動；不要弄彎電極。任務實施13.3燃料電池電動汽車的使用維護2.燃料電池電動汽車的維護

（6）車載充電

在中控屏的下方設計一塊手機無線充電面板。中央扶手箱內有兩個USB電源接口和一個12V的點煙器。在后排中間下方有2個USB電源接口。在行李箱配備1個1500W的220V交流插座，如圖13-19所示，其適用多種電器產品，可以應對一般家庭4天的供電。

圖13-19220V交流插座任務實施13.3燃料電池電動汽車的使用維護2.燃料電池電動汽車的維護（7）FCEV汽車供電常見故障表13-7FCEV供電常見故障1.FCEV是通過電化學反應將燃料的化學能直接轉變?yōu)殡娔艿母咝拾l(fā)電裝置的汽車。2.FCEV一般由燃料罐、燃料電池、控制系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)和蓄電池組等部分構成。3.體燃料電池主要由質子交換膜、催化層（催化劑）、氣體擴散層、陽極和陰極等組成。燃料電池工作時，外界不斷供給陽極氫氣，供給陰極空氣，在催化劑（鉑、多孔石墨等）作用下，陽極氫原子中的電子被分離出來，在陰極吸引下，在外電路形成電流，失去電子的氫離子，在正極與氧及電子結合為水。4.FCEV按照電解質的類型可分為質子交換膜燃料電池、磷酸型燃料電池、熔融碳酸型燃料電池、固體氧化物燃料電池、堿性燃料電池等幾種型式。5.豐田第二代MIRAI汽車配套的燃料電池堆精簡了尺寸，容積從33L降至24L，質量從41kg降至24kg，實現輕量化的同時，最大輸出功率從114kW提升128kW，改善率達到15%，功率密度提升至5.4kW/L。6.燃料電池汽車使用維護應詳細閱讀使用說明書。任務總結感謝聆聽！任務14壓縮天然氣汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護模塊8燃氣汽車的結構與使用維護學習目錄1任務接受2學習目標3任務準備4任務實施5任務總結任務14壓縮天然氣汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護

客戶培訓：出租車公司在主機廠訂購了一批CNG雙燃料汽車，針對CNG汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護，主機廠將派出工程師對車隊司機和技師進行技術指導。任務接受1.能夠描述燃氣汽車的含義、特點與分類。2.能夠解釋壓縮天然氣汽車燃料供給系統(tǒng)的基本結構與工作原理。3.能夠進行壓縮天然氣汽車燃料供給系統(tǒng)的正確使用和維護。4.能夠解釋氫氣汽車燃料供給系統(tǒng)的基本結構與工作原理。5.培養(yǎng)合作實訓、嚴謹工作的職業(yè)道德與安全、環(huán)保意識。學習目標任務準備信息收集1.燃氣汽車及其分類2.壓縮天然氣汽車特點3.CNG汽車燃料供給系統(tǒng)的結構與工作原理4.CNG發(fā)動機主要零部件結構原理信息收集14.1壓縮天然氣汽車燃料供給系統(tǒng)信息的收集

以可燃氣體為燃料的汽車稱為燃氣汽車。目前常用的燃氣汽車有壓縮天然氣汽車、液化天然氣汽車、液化石油氣汽車。它們分別以壓縮天然氣、液化天然氣、液化石油氣為燃料。也有與傳統(tǒng)汽油、柴油配合使用的，稱為雙燃料汽車。1.燃氣汽車及其分類信息收集14.1壓縮天然氣汽車燃料供給系統(tǒng)信息的收集

壓縮天然氣汽車（CompressedNaturalGasVehicle，簡稱CNGV）使用的燃料是壓縮的天然氣，是天然氣壓縮到20MPa并以氣態(tài)儲存在容器中。CNGV特點如下。

1）有害氣體排放低。

2）熱效率高。

3）冷起動性和低溫運轉性能良好。

4）可以燃用稀混合氣。

5）延長潤滑油更換周期。

6）儲運性能差。

7）一次充氣的續(xù)駛里程短。

8）動力性能有所下降。2.壓縮天然氣汽車特點信息收集14.1壓縮天然氣汽車燃料供給系統(tǒng)信息的收集

(1)CNG汽車燃料供給系統(tǒng)的總體組成

如圖14-1所示，CNG汽車燃料供給系統(tǒng)主要有燃料供給系統(tǒng)和電控系統(tǒng)兩大部分組成。前者主要由天然氣瓶、充氣閥、高壓燃料切斷閥、高壓減壓閥、壓力表、燃氣導軌及噴氣嘴等組成，實現燃料壓縮天然氣的隨車儲存、在各種管路內輸送、充裝和向發(fā)動機噴射等功能；后者主要由氣體壓力傳感器、溫度傳感器、電子節(jié)氣門以及燃氣電腦等，與原車的ECU配合，實現燃料CNG的定時定量噴射。如果帶廢氣渦輪增壓，則結構更為復雜。

3.CNG汽車燃料供給系統(tǒng)的結構與工作原理圖14-1CNG汽車發(fā)動機的總體組成信息收集14.1壓縮天然氣汽車燃料供給系統(tǒng)信息的收集

（2）CNG發(fā)動機基本原理

如圖14-2所示，發(fā)動機工作時，高壓的壓縮天然氣從儲氣瓶出來，經過天然氣濾清器過濾后，經高壓電磁閥進入高壓減壓閥，高壓電磁閥的開閉由ECU控制。高壓減壓閥的作用是將高壓的壓縮天然氣（工作壓力25MPa左右），經過減壓加熱將壓力調整到0.7~0.9MPa。高壓天然氣在減壓過程中由于減壓膨脹，需要吸收大量熱量，為防止減壓器結冰，將發(fā)動機冷卻液引出到減壓閥對燃氣進行加熱。經減壓后的天然氣進入燃氣導軌。3.CNG汽車燃料供給系統(tǒng)的結構與工作原理

圖14-2CNG汽車發(fā)動機的總體組成信息收集14.1壓縮天然氣汽車燃料供給系統(tǒng)信息的收集

（2）CNG發(fā)動機基本原理

天然氣與空氣在進氣歧管內充分混合，進入發(fā)動機缸內，經火花塞點燃進行燃燒，火花塞的點火時刻由ECU控制，氧傳感器即時傳遞燃燒后的尾氣的氧濃度，ECU根據氧氣傳感器反饋的信號，及時修正天然氣噴射量。

3.CNG汽車燃料供給系統(tǒng)的結構與工作原理

圖14-2CNG汽車發(fā)動機的總體組成任務實施14.2CNG汽車燃氣系統(tǒng)使用維護準備1.維修設備與材料準備（表14-1）表14-1

維修設備與材料名稱數量名稱數量化油器清洗劑1瓶/組CNG汽車燃氣系統(tǒng)零部件1套/組漏氣檢測儀1臺/組手套、抹布等1批/組常規(guī)拆裝工具1套/組工作臺、零部件盤1套/組任務實施14.3CNG汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護

1.使用注意事項

（1）出車前的例行檢查

1）檢查充氣量：接通全車電源，打開點火開關，將油氣轉換開關按至“氣”的位置，檢查氣量顯示器指示的氣量。

2）檢查密封性：在出車前，除執(zhí)行通常例檢外，還必須對CNG供給系統(tǒng)供氣管路、接頭組件是否泄漏進行檢查并聞有無臭味（天然氣已加臭）。

（2）發(fā)動機啟動

1）用CNG啟動：將油氣轉換開關置于“氣”的位置，按一般操作程序用CNG啟動汽車。起步時發(fā)動機水溫應在60℃以上，擋位以低擋為宜。

2）用汽油啟動：將轉換開關按到“油”的位置，可按一般操作程序啟動。任務實施14.3CNG汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護

（3）行駛中的燃料轉換

1）建議啟動后使用同一燃料進行行駛。

2）進行燃料轉換時，將會出現燃料供給的過渡期，此時發(fā)動機將出現轉速下降或輕微的停頓現象。所以若在行駛中進行燃料的轉換，不得在交通擁擠、上下坡、轉彎或視線不好的地方進行。任務實施14.3CNG汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護

（4）駕駛注意的事項

1）雙燃料汽車停車時，應選擇陰涼通風處，防止暴曬，應遠離火源和熱源。

2）雙燃料汽車在行駛時如發(fā)現天然氣有泄漏現象，應立即靠邊停車，關閉天然氣儲氣瓶閥，并讓管道中的天然氣用完；然后改用汽油將汽車開到加裝廠進行處理，泄漏排除后方可繼續(xù)使用天然氣行駛。

3）如在行駛中萬一發(fā)生火災，應迅速關閉電源和天然氣儲氣瓶閥，并隔離火源，立即用滅火器滅火。此外，應迅速將現場人員疏散到安全地方（向上風方向撤離）。排放高壓天然氣時，嚴禁現場明火。任務實施14.3CNG汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護

（5）車輛的充氣與停放

充氣前，把乘客下在加氣區(qū)外，不能載客加氣；檢查有無泄漏，是否符合加氣條件。充氣結束，應先關閉充氣閥手動截止閥，再撥出充氣槍接頭，插入防塵塞。檢查高壓管路、接頭有無漏氣現象。天然氣充裝氣瓶內的壓力不得超過20MPa。

車輛停放時，必須檢查系統(tǒng)有無漏氣、損壞等現象，必須關閉電源開關，關閉天然氣儲氣瓶截止閥，用完管道里的余氣。

長期停放時，必須關閉電源開關和天然氣儲氣瓶開關。同時應將天然氣用完，按汽油車的停放規(guī)定對車輛進行停放。停在停車場或車庫里，保證通風效果良好，必須有防火、防曝等安全設備和措施。嚴禁在封閉的車庫和廠房內拆卸或維修天然氣供氣系統(tǒng)。任務實施14.3CNG汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護

2.燃氣系統(tǒng)的維護

（1）日常維護(每日進行)

1）檢查氣瓶、CNG高壓電磁閥、減壓器、噴射共軌等部件情況，安裝是否完好牢固，緊固已經松動的緊固件。

2）檢查供氣軟管和噴射分配管是否泄漏。

3）檢查氣量，接通全車電源，打開點火開關，檢查氣量顯示器指示的氣量。

4）檢查供氣系統(tǒng)管路、接通等是否泄漏，如發(fā)現有損傷，請及時到專業(yè)維修服務站修理。任務實施14.3CNG汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護（2）A級維護（每行駛8000-10000Km維護保養(yǎng)內容）1）CNG氣瓶固定裝置檢查與緊固：檢查氣瓶固定裝置有無變形、損傷；緊固固定裝置。2）CNG氣瓶閥門檢查：用漏氣檢測儀或檢測液檢測多功能閥充氣閥是否泄漏，如有，應及時處理。檢查出液手動閥，應開關靈活，管接頭應無泄漏。檢查充液閥及管接頭與管路卡箍，應無松動、無泄漏。3）系統(tǒng)各管路及接頭檢查管體無損傷、龜裂現象：用檢測儀或檢測液檢測應無泄漏。管接頭及閥門連接牢固無松動、無泄漏。任務實施14.3CNG汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護（2）A級維護（每行駛8000-10000Km維護保養(yǎng)內容）

4）減壓器檢查與緊固：用檢測儀或檢測液檢測穩(wěn)壓蒸發(fā)器及接頭有無泄漏。檢查裝置支架有無松動，并予以堅固。

5）減壓器循環(huán)水管及接頭檢查：檢查溫水管有無污垢堵塞，如有，應予以清除。檢查水管有無老化、龜裂、破損及泄漏。檢查供氣軟管有無老化、龜裂、破損及泄漏。

6）高壓電磁閥動作及安全檢查：檢查各電磁閥是否正常、靈敏、可靠，有無泄漏，電源接口是否穩(wěn)固、接觸是否良好。檢查并緊固電磁閥支架。

7）電源系統(tǒng)檢查：低壓電路連接可靠，無絕緣損壞、接觸良好，無斷路和短路現象。熔絲齊全、可靠，符合要求，無另搭接線。清潔檢查火花塞，必需使用燃氣專用機油。

8）高壓燃料切斷閥進氣口自帶濾芯，維護時可用汽油浸泡，并用壓縮空氣吹干凈再裝復。任務實施14.3CNG汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護（3）B級維護

1）所有一級維護項目。

2）檢測標定減壓器。（4）其他維護

1）高壓減壓器：每5萬km應維護保養(yǎng)高壓減壓器，用汽油或化油器清洗劑清洗高壓減器一級壓力腔，并用干凈空氣吹干凈后裝好；拆除高壓減壓器進氣接頭，檢查濾芯是否臟污,若臟污，應更換；更換易損件（如橡膠密封圈）；檢查軸銷的磨損情況，若磨損，更換軸銷；檢查調整減壓壓力。每10萬km更換膜片及密封件，并對減壓壓力進行檢查調整。

任務實施14.3CNG汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護

2）電子節(jié)氣門：安裝時，要求電子節(jié)氣門驅動電動機軸線必須保持水平方向。每10萬km（視當地氣體清潔度而定）從發(fā)動機上拆下節(jié)氣門，看內部是否有明顯的油污，若有，則需要用節(jié)氣門清洗劑清洗節(jié)氣門蝶閥部分，清洗后用干壓縮空氣吹干。清洗后，用手按壓碟閥，檢查碟閥運動有無卡滯、是否回位，若出現卡滯，則需要更換電子節(jié)氣門總成。

3）點火線圈：每3個月或2萬km清理彈簧與火花塞之間的氧化物，并涂抹導電膏，檢查點火線圈膠套是否老化開裂，如有開裂，應及時更換。任務實施14.3CNG汽車燃氣系統(tǒng)的使用維護

2）電子節(jié)氣門：安裝時，要求電子節(jié)氣門驅動電動機軸線必須保持水平方向。每10萬km（視當地氣體清潔度而定）從發(fā)動機上拆下節(jié)氣門，看內部是否有明顯的油污，若有，則需要用節(jié)氣門清洗劑清洗節(jié)氣門蝶閥部分，清洗后用干壓縮空氣吹干。清洗后，用手按壓碟閥，檢查碟閥運動有無卡滯、是否回位，若出現卡滯，則需要更換電子節(jié)氣門總成。

3）點火線圈：每3個月或2萬km清理彈簧與火花塞之間的氧化物，并涂抹導電膏，檢查點火線圈膠套是否老化開裂，如有開裂，應及時更換。知識拓展14.4氫氣汽車的基本結構原理

1.氫氣汽車

氫氣汽車(HydrogenInternalCombustionEngineVehicle，簡稱HICEV)使用的燃料是氫氣。寶馬氫動力7系轎車構造如圖14-9所示。裝備了一臺特別設計的6.0升V12氫/汽油雙燃料發(fā)動機，如圖14-10所示，既能使用汽油，也能使用液氫。它配有一個容量為74L的

普通燃油箱外，還配有一個額外的液氫燃料罐，可容納約8kg的液態(tài)氫。圖14-9

寶馬氫動力7系轎車圖14-10

雙燃料發(fā)動機知識拓展14.4氫氣汽車的基本結構原理2.氫氣汽車的特點

氫氣汽車的燃料是氫氣，通常情況下是一種無色、無味、無毒的氣體。相比其它燃料，它具有下列優(yōu)缺點。

（1）資源豐富

氫可采用多種方式制取。如可從天然氣中提取，可由再生物質制取，可電解水制氫等。（2）環(huán)保

氫氣燃燒后無一氧化碳、二氧化碳、硫化物、碳煙和顆粒物排放，只產生氮氧化物和水，稀混合氣燃燒時氮氧化物也可降低到比其他燃料少得多，真正實現零排放。知識拓展14.4氫氣汽車的基本結構原理2.氫氣汽車的特點

氫氣汽車的燃料是氫氣，通常情況下是一種無色、無味、無毒的氣體。相比其它燃料，它具有下列優(yōu)缺點。

（3）燃燒熱值高

氫的燃燒熱值高于所有化石燃料和生物質燃料，如表14-2所示。表14-2幾種物質的燃燒值名稱氫氣甲烷汽油乙醇甲醇燃燒值/(kJ/kg)12106150054444672700620254知識拓展14.4氫氣汽車的基本結構原理2.氫氣汽車的特點

氫氣汽車的燃料是氫氣，通常情況下是一種無色、無味、無毒的氣體。相比其它燃料，它具有下列優(yōu)缺點。

（4）熱效率高

其理論循環(huán)接近奧托循環(huán)，在相同的測試條件下，氫氣發(fā)動機的熱效率比汽油機提高15％～50％。

（5）燃燒穩(wěn)定、燃燒充分

氫在空氣中的可燃比非常高(體積的4％～75％)，而汽油(1％～7.6％)和甲烷(5.3％～15％)卻較低，這一特性在氫的燃燒中起了很大的作用。加上氫的燃燒在氣體中傳播速度很快，因此氫燃料發(fā)動機的燃燒非常清潔。知識拓展14.4氫氣汽車的基本結構原理2.氫氣汽車的特點

氫氣汽車的燃料是氫氣，通常情況下是一種無色、無味、無毒的氣體。相比其它燃料，它具有下列優(yōu)缺點。（6）燃料混合比的濃度調節(jié)方便氫發(fā)動機可以靠空氣－燃料混合比的濃度調節(jié)動力輸出，不需要節(jié)流閥。這樣做最大的好處是提高了發(fā)動機的整體效率，因為不存在燃料泵中流量的損失，稀薄燃燒的效率較高也起了一定的作用。（7）辛烷值高氫的辛烷值高達130，而高級汽油的辛烷值只有大約93，因此它的自燃溫度很高，抵抗爆震燃燒的能力強，也就是說可以采用較高的壓縮比。據福特公司的研發(fā)統(tǒng)計數據，1臺壓縮比為14.5∶1的氫發(fā)動機最大效率可達到52%。知識拓展14.4氫氣汽車的基本結構原理2.氫氣汽車的特點

氫氣汽車的燃料是氫氣，通常情況下是一種無色、無味、無毒的氣體。相比其它燃料，它具有下列優(yōu)缺點。（8）點火能量低

點火能量不到汽油最低點火能量的1/10，并且火焰?zhèn)鞑ヌ匦院芎?，可在空氣過量系數較大的范圍內穩(wěn)定燃燒。沸點低（約~253℃），冷起動好。（9）稀燃能力強

發(fā)動機能在稀混合氣下穩(wěn)定工作，具有很好的熱效率。（10）難以儲存

氫是最輕的元素，易泄漏，從高壓儲氣罐中泄漏會達到聲速，泄漏速度是天然氣的3倍。遠程輸運時損耗大。知識拓展14.4氫氣汽車的基本結構原理2.氫氣汽車的特點

氫氣汽車的燃料是氫氣，通常情況下是一種無色、無味、無毒的氣體。相比其它燃料，它具有下列優(yōu)缺點。

（11）制取成本高

與傳統(tǒng)動力汽車相比，成本至少高出20%。（12）易燃

氫/空氣混合物燃燒的范圍是4%~75%(體積比)，著火能僅為0.02MJ。而其他燃料的著火范圍要窄得多。氫燃料低點火能量所導致的進氣管回火和缸內早燃，以及經由活塞環(huán)滲漏到曲柄箱的氫氣產生爆炸等問題，使得氫氣發(fā)動機正常工作遭到破壞。知識拓展14.4氫氣汽車的基本結構原理2.氫氣汽車的特點

氫氣汽車的燃料是氫氣，通常情況下是一種無色、無味、無毒的氣體。相比其它燃料，它具有下列優(yōu)缺點。

（13）氫脆

錳鋼、鎳鋼以及其它高強度鋼容易發(fā)生氫脆。這些鋼長期暴露在氫氣中，尤其是在高溫高壓下，其強度會大大降低，導致失效。因此，如果與氫接觸的材料選擇不當，就會導致氫的泄漏和燃料管道的失效。

知識拓展14.4氫氣汽車的基本結構原理3.氫氣汽車的結構原理

（1）氫氣汽車總體組成

氫氣汽車與傳統(tǒng)汽車不同主要在燃料供給系統(tǒng)。氫氣燃料供給系統(tǒng)的結構示意圖如圖13-11所示，主要由氫氣儲存裝置、高壓電磁閥、過濾器、減壓閥和壓力表、氫氣流量計量裝置、電控單元和傳感器、氫氣噴射器，以及輸送氫氣的氫氣無縫金屬管等組成。其中電控系統(tǒng)由各種傳感器如發(fā)動機轉速、油門位置、氫氣壓力和溫