CNG压缩机（共5篇）
CNG压缩机 篇1
摘要：曲轴是压缩机的重要组成部分。提出了一种对CNG压缩机曲轴的加工工艺进行改进的方法。该方法适用于其他型号压缩机曲轴的加工。使用该方法, 提高了曲轴的加工制造质量。
关键词：曲轴,加工变形,拉筋
曲轴是压缩机必不可少的组成部分。曲轴在工作过程中, 主要承受复杂的弯曲——扭转载荷和一定的冲击载荷, 因此曲轴的制造要求较高。而曲轴的加工工艺决定了曲轴的制造质量。本文针对CNG压缩机的曲轴提出一种改进现有曲轴制造工艺的方法, 用以提高曲轴的加工质量。
如图1所示为CNG压缩机的曲轴。与其他型号的压缩机曲轴相比较, 该型号的曲轴具有细长、连杆颈数较多、较难加工的特点。在加工过程中, 该型号的曲轴更易发生弯曲变形, 加工难度较大。虽然曲轴的加工技术已经得到迅猛发展, 已经有高速、高精、高效的复合加工技术及装备投入到生产中。例如德国BOEHRINGER公司和HELLER公司开发的曲轴车——车拉机床, CNC高速曲轴外铣机床, 奥地利WFL公司的卧式车铣复合加工中心, 沈阳数控机床有限责任公司的CKZ280-5车铣加工中心, 以及更为先进的激光技术加工曲轴。这些先进的生产技术的出现, 可以生产出高质量、高精度、满足实际要求的曲轴。但是考虑到目前的生产状况, 该型号的压缩机曲轴主要为单件小批量生产。若引进这些先进的生产设备势必导致曲轴生产成本的提高。从生产成本的角度出发, 该型号的曲轴采用通用设备、工装夹具加工, 其生产成本会更低。
1 问题的提出
目前, 我们现有的CNG曲轴的基本加工流程为:
锻造毛坯undefined打中心孔undefined粗车各主轴颈undefined粗车扇板外圆及锥面undefined车曲轴前端 (小头) undefined粗车各连杆颈undefined粗铣扇板undefined热处理undefined修中心孔undefined精车各主轴颈undefined精车各扇板外圆及锥面undefined精铣扇板undefined精车各连杆颈undefined研磨中心孔undefined精磨各主轴颈undefined精磨各连杆颈undefined钻斜油孔undefined精磨连杆颈undefined铣键槽undefined精磨主轴颈undefined抛光处理undefined磁粉探伤并作退磁处理undefined清洗。
从以上加工流程可以看出, 曲轴在粗铣扇板后, 为提高曲轴的强度、消除残余应力和改善金属的切削加工性能需要对曲轴进行热处理。
曲轴热处理过程中, 因为温度升高, 材料本身要发生热变形。曲轴的热处理变形主要是由于热处理应力造成的。曲轴自身的结构形状、质量、热处理前的加工状态、曲轴的自重以及曲轴在炉中加热和冷却时的支撑等因素也会引起曲轴的变形。
曲轴热处理后, 曲轴的曲拐处尤其容易发生热变形。曲轴的扇板向内缩, 曲拐容易产生弯曲变形。曲拐的热变形对曲轴的精度产生不利的影响, 影响了曲轴的质量。虽然可以对曲轴的热处理变形进行校正, 但是曲轴的热处理变形在一定程度上可以控制和减小, 但是不能够完全避免。
曲轴在经过热处理后, 其扇板间的平行度误差达到1-2mm。曲轴左右端轴颈和中间轴颈的圆柱度误差达到1-2mm。并且由于扇板的变形, 曲轴前端和后端也要产生变形, 曲轴前端面和后端面的平面度误差增大。曲轴热处理后的变形, 使其加工余量增大, 加工效率降低, 加工成本增高。所以, 有效的控制曲轴的热处理变形显得尤为重要。
2 解决的方法
对于曲轴热处理变形的问题, 在考虑生产成本的前提下, 本文提出了一种简易的解决方法。该方法为曲轴进行热处理前, 通过在两个扇板之间焊接拉筋的办法减小曲轴热处理产生的变形。因为焊接拉筋要在扇板表面产生焊印, 所以要在扇板内侧留有1-3mm的加工余量。后续加工中, 可以通过粗精车的方法, 消除焊印。如图2所示。
为提高曲轴的加工质量, 减小曲轴曲拐因为热处理而产生的变形, 可在曲轴的两个扇板之间焊接与曲轴同样材料的拉筋。这里, 拉筋起到支撑的作用, 可以在一定程度上减小两个扇板的变形。在热处理的过程中, 拉筋同曲轴材料相同, 产生同样的热变形, 可以有效的减小扇板向内缩。该型号的曲轴材料为45号钢, 所以取拉筋材料为45号钢。拉筋的形状没有限制, 可以采用长方体、圆柱体等。通过采用焊接的方法, 将拉筋焊接于两个扇板之间。因为焊接过程中, 要在扇板表面留下焊印, 所以在对曲轴热处理前, 需要在扇板内侧留有1-2mm的加工余量。以保证曲轴热处理后, 在对曲轴精加工时, 扇板内侧的焊印可以被车掉。
实际生产中, 由于切割拉筋时, 拉筋表面产生的平面度误差以及焊接拉筋时产生的热变形等原因, 使得拉筋的长度较难保证。这对曲轴的质量有一定的影响。本文提出一种可调整长度式拉筋。该拉筋应用两个螺栓和一个螺母相组合。如图3所示。在焊接过程中, 可以通过调整螺母改变拉筋的长度, 使得拉筋的长度更加接近于扇板间的长度。曲轴热处理后, 移除拉筋, 并对扇板内侧进行加工, 消除焊印。该方法简便易行, 生产成本较低。
3 结论
经过实际生产的检验, 该方法可以有效地减小曲轴热处理变形。焊接拉筋之前, 曲轴的变形量为1-3mm。焊接拉筋之后, 曲轴的变形量为0.5-1mm。这样的变形量完全可以通过后面的精加工消除。通过该方法, 在保证生产成本的前提下, 可以有效的减小曲轴的热处理变形, 提高了曲轴的加工质量。
参考文献
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[2]蒋曙辉.40CrNi MoA曲轴的氮化变形与热校直[J].压缩机技术, 1985, (4) .
CNG压缩机 篇2
近年来，随着国家能源环保政策和能源结构调整政策的出台，压缩天然气(CNG)汽车逐步得到了推广和应用，压缩天然气(CNG)汽车加气站也随之建立，以满足天然气汽车燃料供应的需要。目前合肥市已经在天然气门站建立了一座天然气母站，天然气加气站也陆续再建，具备了天然气加气子站网络运行能力。市内部分公交车已率先改装成天然气公交车并投入运行。天然气代替汽油，可以缓解车用燃油的供需矛盾，还能大大节约燃料费用，降低运输成本，而且对环境污染小。然而由于天然气具有火灾爆炸危险性，尤其是高压运载与储存、油气双燃料站等安全技术问题，必须引起高度重视。
一套完整的压缩天然气加气站是由低压调压站、天然气压缩机、计量装置、净化干燥装置、储气系统、售气系统等部分组成。加气站的工作原理是将通过管线输送到加气站的天然气，先进行净化处理，再通过压缩系统使其压力达到25MPa，最后由高压储气瓶组和售气机将压缩天然气加入车辆储气瓶。根据功用的不同可分为标准站、加气母站和加气子站3种类型。
标准站直接从天然气管网取气，经过预处理系统、压缩、储存等工艺以后，通过售气机给汽车加气。
压缩天然气母站除具有标准站的功能外，还通过设在站内的加气柱将压缩天然气充入压缩天然气专业运输车，运到加气子站为汽车加气。
压缩天然气子站建在燃气管道尚未到达的地方，接受压缩天然气专业运输车从加气母站运来的压缩天然
二、压缩天然气汽车加气站的火灾危险性
三、压缩天然气汽车加气站的火灾预防气，经储存、压缩等工艺，通过售气机给汽车加气。
1、天然气的主要成分甲烷属一级可燃气体，甲类火灾危险性，爆炸极限为5%～15%。点火能量小，燃烧速度快，燃烧热值高，极易燃烧、爆炸，并且扩散能力强，火势蔓延迅速，一旦发生火灾，难以扑救。另外，与空气相比，天然气密度较小，一旦发生泄露，会很快在空气中扩散。压缩天然气加气站内工艺过程处于高压状态，工艺设备容易造成泄漏。当压缩天然气管道被拉脱或加气车辆意外失控而撞毁加气机时也会造成天然气大量泄漏，泄漏气体一旦遇引火源，就会发生火灾和爆炸。
2、压缩天然气汽车加气站进行加气时，技术要求充装站的压缩机必须加压至25MPa以上，才能将天然气压缩到钢瓶内。若钢瓶质量或加压设备不能满足基本的技术要求，稍有疏忽，便可发生爆炸或火灾事故。为保证天然气质量，有时需对天然气进行脱水处理，若脱水工序处理不净，积水中的硫化氢容易引起钢瓶腐蚀，造成钢瓶损坏，在给钢瓶充气时，易发生爆炸，并引起火灾。
3、营业性加气站绝大多数建立在车辆来往频繁的交通干道一侧，周围环境较复杂，受外部点火源的威胁较大。同时操作中也存在多种火源，加气站各种电气设备及对站内各种设备实施手动或自动控制的系统潜在着电气火花；销售系统工作时，天然气在管道中高速流动，易产生静电火源；操作中使用工具不当，或因不慎造成的摩擦、撞击火花等。
4、操作人员因不熟悉压缩天然气新技术或未经必要的安全技术培训就上岗操作，容易出现违章作业或违反安全操作规程，形成火灾隐患或酿成火灾。
1、把好源头关。要严格按照《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB50156-2002)的有关规定进行消防审核，把好设计、审核关，加强对设计单位及施工单位的消防技术指导，使之能较好地掌握规范，严格按规范要求去做，保证在设计，审核、建设阶段不留下先天性的火灾隐患。
2、防火间距应符合要求。压缩天然气加气站内压缩机组和贮气瓶组与周围建、构筑物等的防火间距，不应小于《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB50156-2002)的规定。加气站内的总平面布置应按照《建筑设计防火规范》和《城市燃气设计规范》进行，除储气瓶(储气井)、生产建筑和必要的辅助设施外，不宜布置其他建筑。加气站生产、办公区应分区设置。加气站区内的储气瓶组(储气井)、压缩机间、调压间、加气机等应有明显分隔，符合规范规定的间距。
3、控制和消除引火源。加气站内爆炸危险区域的等级范围划分应按《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB50156-2002)确定。按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058)的规定，使用高于或等于相应作业区域气体级别的防爆电气设备。爆炸危险区域慎用移动式和便携式电器，禁止私拉乱接电气线路，违章用电。
加气站的站房和罩棚按建(构)筑物的防雷考虑，一般应采用避雷带(网)保护，天然气贮气瓶组必须进行防雷接地，接地点不少于2处，储气瓶组管道、法兰及其它金属附件均进行电气连接并接地，雷雨天气应停止加气作业。
严格控制修理动火，作业时不得使用电气焊、割，严禁烟火和明火，防止摩擦撞击打火。
4、采取通风措施。为了防止爆炸性混合物的形成，加气站爆炸危险区域内的房间应采取通风措施，以防止发生中毒和爆炸事故。采用自然通风时，通风口不应少于2个，且应靠近可燃气体易积聚的部位设置，尽可能均匀，不留死角，以便可燃气体能够迅速扩散。
5、设置可燃气体检测报警装置。为了能及时检测到可燃气体非正常超量泄漏，以便工作人员尽快进行泄漏处理，防止或消除爆炸事故隐患，加气站应设置可燃气体检测报警系统。压缩天然气储气瓶间(棚)、天然气泵和压缩机房(棚)等场所应设置可燃气体检测器。报警器宜集中设置在控制室或值班室内，以便操作人员能及时进行处置。可燃气体检测器和报警器的选用和安装，应符合国家行业标准《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》(SH3063)的有关规定。可燃气体检测器报警(高限)设定值应小于或等于可燃气体爆炸下限浓度值的25%。
CNG压缩机 篇3
某公司主持研发的双缸单作用CNG压缩机采取用单级双缸压缩原理(在液压缸的左右行程中均产生压缩作用)。其设计特点是结构简单,造价较低,可实现进气压力7~20 MPa,排气压力25 MPa,同时也实现了较低的功率损耗,具有广泛的市场应用前景。但在该产品的目前试验阶段遇到了一个突出的问题:即换向阀工作不稳定,时有卡阻现象,导致运行状况不良。
1双缸单作用压缩机组成结构与工作原理
该双缸单作用压缩机采用双缸单作用压缩机组成结构(如图1所示),主要部件包括一个双作用液压缸、两个气缸、驱动油路和控制气路。工作时由液动换向阀控制方向(图2)使液压缸左右动作,带动活塞杆左右运动,两个气缸受活塞杆作用做功,循环将低压气体吸进,高压气体排出。
该双缸单作用压缩机驱动控制流程为:设若某时刻液动换向阀A口进油、B口出油,则将使液压缸向右运动。当其运动到极限位置时,管路压力增大,致使右边溢流阀打开。从溢流阀流出的压力油将推动换向阀动作,切换其进出油口,使换向阀变为A口出油,B口进油,达到使液压缸向左运动的目的。反之亦然。
1.1滑阀结构
由实物测绘该换向阀滑阀结构如图3所示。该滑阀阀芯直径14 mm,4个凸肩,直径27 mm,总长162 mm,在其余阀体配合流口部分开别开有直径约3 mm的圆弧槽。
1.2阀体与端盖
由实物测绘该换向阀滑阀阀体与端盖结构如图4所示。与阀芯配合,使阀芯左右可移动量约为19.5 mm。
2稳态液动力计算与分析
液动力有稳态液动力和瞬态液动力两种类型。稳态液动力指的是:当阀芯移动完毕、阀口开度固定之后,液流流经阀口时的动量改变,从而附加在阀芯上的作用力[1]。
2.1稳态液动力理论公式与值
由以上设计可知,当液流流经阀口时,由于流动方向和流速的变化造成液体动量改变,阀芯会受到附加的作用力影响(即液动力)。为便于分析一般将它分解为轴向液动力和侧向液动力。一般阀体的油腔均是对称设置在阀芯周围,因此沿阀芯周围的侧向液动力可以相互抵消[2]。而轴向液动力F大小如图5所示,其方程为:
式中,F—作用于流体段上的所有外力,N;
ρ—流体密度;kg/m3。一般取液压油的密度为ρ=900kg/m3。
Q—通过流体断面流量,m3/s;查北京华德液压工业集团有限责任公司技术手册知此类滑阀最大流量为1 100 L/min≈0.018 3 m3/s,由技术手册查4WH16H/50B/6E滑阀特性曲线知其最大承受流量为300 L/min=0.005 m3/s(事实上查此系统使用的是定量泵A2F55R2P3,知此定量泵的最大输出流量Qmax=206,L/min)。
v1—滑阀阀口处液流的流速,m/s,显然此值与滑阀开口直径有关。查北京华德液压工业集团有限责任公司技术手册知此滑阀开口直径d=20 mm,显然不能用此直径来算,因为阀口的通流面积不是阀芯的断面积,是阀芯突肩与阀孔沉割槽之间形成的环形面积。则由图3滑阀实测尺寸知开口截面为:
α—v1与阀芯轴线的夹角,称为射流角,一般约为69°。
可见,F的方向与ν1cosα一致,阀芯上的稳态液动力力图使滑阀阀口关闭,相当于一个回复力。所以,滑阀在某一固定位置工作时,需要采取外部定位措施。
所以:
2.2稳态液动力工作值
事实上查此系统使用的是定量泵A2F55R2P3,知此定量泵的最大输出流量Qmax=206,L/min,
则:
根据液压阀手册查其流量与压降关系,得出压降,然后再根据论文资料查出F≤10 N。
查WH16H/150B/6E知该液控换向阀最高控制压力Pkmax=25 MPa,再由图3所示尺寸,则:
远大于Ff max即液控换向时的推动力,足以抵抗此弹簧机构的作用力。
3定位方案
本方案尝试在此换向阀上加一弹簧定位,如图6所示。当滑阀阀芯处于稳定运行状态时,此钢珠在弹簧的压力作用下工作,顶住与其接触的阀芯,使其在稳态液动力状态下不能移动;当需要换向移动时,由外部换向液动力推动阀芯将钢珠压下,然后横向运动到位,且由另一头钢珠起作用将其定位在工作位置。由此依次设计其弹簧、钢珠和固定螺钉以及垫圈选择如下。
3.1弹簧选用
此结构关键在于弹簧大小的设计与选择,由图6可知弹簧主要支撑钢珠受力,完成功能。所以弹簧选用的原始数据分析必须从钢珠的受力分析得来。
3.1.1弹簧设计原始数据
根据力的平衡,由图7受力示意图知钢珠受弹簧作用力最小值为:
事实上,若周向布置n个弹簧和钢珠(考虑受力均衡,n不能等于1),则:
取n=2,θ=45°,则
由图8可知,滑阀可添加的定位钢珠直径不能太大。
原始数据如下。
最小工作载荷P1(N):P1=4.82
最大工作载荷Pn(N):Pn=10(需要的是最小工作载荷,最大无实际意义,为方便计算,此处选为10),
工作行程h(mm):h=1(此值为初选),
弹簧外径D2(mm):D2≤6,
弹簧类别:N=106次以上,Ⅰ类,
端部结构:端部并紧、磨平,两端支承圈各1圈,
弹簧材料:碳素钢弹簧钢丝D级。
3.1.2参数计算
本设计计算公式依据机械设计手册得来[3,4,5]。
初算弹簧刚度P’(N/mm):
工作极限载荷Pj(N):因是Ⅰ类载荷:
见表。
初算:查表2,表3得:d=0.5,D=4,则C=8,K=1.184
弹簧材料直径d及弹簧中径D与有关参数:根据Pj与D条件从表4圆柱螺旋压缩弹簧计算表选取得[6]:
计算弹簧的有效圈数n(圈):
总圈数n1(圈):
注:表中σb均为下限值。
弹簧刚度P’(N/mm):
弹簧在工作极限的载荷下的变形量Fj(mm):
节距t(mm):
自由高度H0(mm):H0=nt+1.5d=2×1.68+1.5×0.5=4.11,按表6,取标准值H0=5。
弹簧外径D2(mm):D2=D+d=4+0.5=4.5,
弹簧内径D1(mm):D1=D-d=4-0.5=3.5。
螺旋角α(°):
展开长度L(mm):
3.1.3弹簧验算
该弹簧最小载荷时的高度H1(mm):
该弹簧最大载荷时的高度Hn(mm):
该弹簧极限载荷时的高度Hj(mm):
该弹簧实际工作行程h(mm):
该弹簧工作区范围:
弹簧若设计过大,则功率损害大,不利于整个系统的有效运行,若太小,则可靠性又要降低。长度和直径的选择上,都将受到该滑阀整体尺寸空间的限制。若太大,则空间难以合理放置。其最后设计尺寸如图9所示,材料直径为0.5。
3.2其他附件选用
钢珠的选择:根据GB/T 308-2002《滚动轴承——钢球》国家标准,选择直径为5的钢球,其材料选用:GGr15 HRC62~66、GGr15Si Mn HRC60~66,均符合相关机械工业标准。
螺钉选用:为考虑使用和安装方便性,将本螺钉选为沉头内六角平端紧定螺钉,直径M8。
计算长度为12.92 mm,而根据螺钉长度系列只有12和16,故此可以考虑将螺钉选为12,同时回头将弹簧原始长度增加1 mm,选择为6 mm。
密封选择:O型环的密封性能良好,寿命长,结构紧凑,装拆也较为方便。O型环装入密封槽后,其截面会有15%~30%的压缩形变,在压力作用下移到密封沟槽的一边,封闭其间隙,达到密封的效能[7,8]。
不同的密封圈材料使用范围不同,一般要求在-100~2 600℃的温度范围内正常使用,密封压力值最大可达100 MPa。一般气缸、油缸的缸体密封材料选用参氟橡胶(FPM)。
液压、气动O形橡胶密封圈尺寸及公差,选用最小尺寸为1.8 mm,则考虑密封垫厚度,将螺钉长度调整为10 mm,弹簧长度6 mm,钢珠位置下调0.1 mm。
4结论
本次设计采取的是周向两个定位,但实际上液动力比较小,计算过程中放宽了较大的安全余度。所以在应用中也可仅仅采用周向单个定位装置就可,对运行的可靠性不会有太大影响。若采用单个定位装置,密封和紧定安装的设计,还可以借助于换向阀本身的底座。在设计参数中,取消紧定螺钉,增加弹簧长度,让阀体和底座夹持密封圈进行自然密封,既可以减少零件,优化结构,效果也会更好。
参考文献
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CNG压缩机 篇4
1 三大系统常见故障的诊断和排除
1.1 发动机
1.1.1 起步抖动
现象:燃油、燃气怠速时正常, 但是, 起步时, 偶有会有加速不良的情况发生, 而且车身会抖动。当车速超过40 km/h时, 汽车恢复正常。
排除:将火花塞间隙控制在0.7~1.0 mm之间, 或者更换火花塞。夜间无灯光时, 观察钢线和点火圈, 如果出现了跳火或窜火的情况, 要及时更换。因此, 建议只更换分缸线, 然后再试车。如果问题没有解决, 则可替换点火线圈。
1.1.2 起步动力不足
现象:使用不同的燃料都可以正常启动, 但是, 起步动力不足。
排除:启动发动机后, 如果漏气处有吸气声响, 应替换橡胶管, 或用电工胶带扎紧。
1.1.3 动力良好, 但耗能高
现象:发动机油耗、气耗增加, 动力不减弱。
排除:要根据季节和使用环境的变化而更换空气滤清器芯。如果道路为土路, 每行驶1 000 km, 要从里往外用清洁空气吹出尘土, 同时, 每隔5 000 km要更换空气滤清器芯。而且要保持道路环境的清洁, 每隔3 000 km清洁一次滤芯, 每隔6 000~8 000 km更换一次滤芯。另外, 每隔30 000 km要及时清洁节气门。
1.1.4 动力降低, 高耗能
现象:发动机油、气消耗量增加。在汽车行驶的过程中, 提速或上坡时动力明显下降。
排除:如果调整好发动机点火系统和气门间隙后, 发动机动力依然不足, 则应检查各气缸的压力。
发动机动力性能变差主要表现在以下3方面:①机油消耗增加;②燃烧不完全, 废气多, 有蓝烟或黑烟排出;③发动机声响不正常。
1.2 供气系统
1.2.1 储气瓶故障
常见故障:储气瓶晃动或有异响。
在工作过程中, 主要检查以下内容:①储气瓶固定支架上的螺栓、螺母等是否松动。②固定带是否松动, 减震橡胶垫是否移位。③储气瓶是否被刮伤或纤维断裂。如果损坏深度在0.7~1.0 mm之间, 需及时检验并修复储气瓶, 然后再试压, 待储气瓶性能合格后方可使用。④观察气瓶阀与连接接头和管线周围有无结霜、油污。如果有, 说明瓶阀泄漏, 应及时处理、更换瓶阀。检查安全阀的易熔塞是否有突出或者泄漏气体。如果有, 应立即到气瓶检验站更换安全阀或瓶阀。同时, 每月要确认瓶阀开关的状态。
1.2.2 供气高压管线故障
常见故障:供气高压管线本身很湿润, 表面附着油污或供气高压管线异响。
在日常工作中, 要用“一看、二听、三闻、四摸、五试”的方法检查故障。“一看”, 即看管线走向是否合理, 与车身固定卡子是否牢固连接, 判断是否有松动、磨损的情况发生, 是否会因为减震器、排气管和油箱运动而导致高压管线被磨损等;“二听”, 即不启动, 仔细听辨是否漏气;“三闻”, 闻是否有天然气的臭味;“四摸”, 摸管线是否漏气, 管线和连接头是否湿润, 是否有油污;“五试”, 晚上加满气停车后, 观察压力表压力或指示灯显示气量后再熄火, 并关闭气瓶阀门。第二天, 如果压力表压力或气量显示为0, 或打开加气阀无气体排出, 则表示有泄漏;反之, 则无泄漏。储气关闭后高压管线内存有与瓶内压力相当的天然气, 如有少量的泄漏, 则在10 h内气体会泄漏完。
要想解决这些问题, 就要做到以下3点:①用肥皂水检验高压管线的泄漏情况;②如果连接处泄漏, 可在卡套处缠绕生料带, 并将卡套螺母拧紧后再测试;③如果未能解决, 则应及时更换卡套或接头。如果高压管线泄漏, 则应更换高压管线, 切断泄漏处, 并用直接头连接。
1.2.3 加气阀
常见故障:打不开阀芯, 加不进气体, 特别是冬天, 阀门关闭不严会漏气;阀杆漏气。
解决方法:更换加气阀。
1.2.4 减压调节器
常见故障有以下几种:①热水循环橡胶管老化、开裂, 导致发动机漏水, 温度过高。减压阀内循环水道堵塞容易导致减压调节器结霜、结冰, 不能正常供气, 降低了发动机的动力。②输气口橡胶管老化、开裂会引发漏气问题, 进而影响发动机的正常运行。③安全阀漏气。减压调节器一级阀芯被磨损, 导致间隙过大, 出现超压的情况, 使得一级安全阀跳开、漏气。④高压截止电磁阀。由于密封橡胶圈的工作面被磨损和老化, 导致阀门关闭不严而漏气。
鉴于这些问题, 具体的解决方法是:①及时更换老化热水循环橡胶管, 清理、疏通循环水道;②定期更换输气口橡胶管, 2~3年更换一次。③定期检查安全阀, 调整间隙或弹簧弹力。④及时更换密封松脱圈或垫, 每年检查一次。
1.2.5 混合器和喷射共轨
混合器主要故障是橡胶圈、橡胶膜片老化和灰尘过多导致混合器通道变窄, 使得混合气的浓度发生变化, 进而影响其动力。混合器连接处螺纹丝扣损坏会发生漏气的情况, 使得发动机加速不良, 怠速不稳。鉴于此, 应在汽车每运行半年或运行20 000~30 000 km时清洗一次相关设备, 调整各部件的配合间隙, 或更换零部件, 确保其密封性。当橡胶软管出现老化、硬化或开裂的情况时, 要及时更换。
喷射式共轨控制式混合故障是指橡胶软管、老化、硬化、开裂导致其漏气。如果电磁阀线圈接触不良, 就会导致电磁阀打不开。当阀芯过脏, 关闭不严时, 应及时更换相关零部件。
1.3 电器系统
压缩天然气双燃料汽车的电器系统是由燃料转换控制开关、仿真器、点火提前、电脑控制器、压力传感器、继电器、电磁阀线圈、线束和插件等组成的。
当电器系统发生故障时, 应先区分是燃气控制系统故障还是原车燃油控制系统故障, 之后再去维修厂检测、维修。
1.3.1 燃料转换控制开关故障
解决燃料转换控制开关故障时, 会遇到2种情况:①线束插头、插座松动, 导致设备接触不良, 无法正常使用。在工作过程中, 可通过观察插件外观是否被烧毁, 插件温度是否过高、有松动来判断其故障情况。②当燃料转换控制开关损坏时, 只能更换。如果在外急救, 为了保障汽车能够正常行驶, 可将燃气火线、电磁阀线圈电源线与点火控制电源线相连。
1.3.2 点火提前控制器故障
点火提前控制器故障主要表现在两方面:①线束插头、插座松动致接触不良;②点火提前控制器损伤后, 虽然可以继续依靠天然气保证行驶, 但是, 在汽车运行过程中, 不可以急加速。因为急加速时混合气过稀, 会导致燃烧变慢, 发动机回火, 进而损坏零部件。
1.3.3 仿真器故障
当仿真器损坏时, 可短接插头线束, 从而迅速恢复燃油电控线速, 保证车辆能够正常行驶。
2 结束语
CNG压缩机 篇5
压缩天然气作为一种汽车清洁能源, 已经越来越被大众所认可, 近年来, 我省汽车燃气行业发展迅速, 燃气汽车逐年增多, 压缩天然气加气站数量激增。截止到2012年11月, 我省已经有加气子站150多座, 加气母站18余座。随着西气东输二线气的贯通, 加气母站还在增加。CNG加气柱作为母站对外销售的主要计量器具, 受外界因素影响较大, 如温度、湿度、密度和压力等, 为了保证加气柱计量的准确性, 维护供需双方的利益, 减少贸易纠纷, 已成为现实问题。本文结合多年实际检定工作经验, 进行多次试验, 发现用标准表法气体流量标准装置对CNG加气柱进行检定时, 在低、中、高三个压力阶段, 检定结果差别较大。
1 CNG加气柱的构造和工作原理
1.1 CNG加气柱的构造
加气柱由流量计、电子计控器、显示屏、电磁阀、快速切断阀、限压传感器、拉断阀、加气枪、壳体等主要部分组成的一个完整的计量压缩天然气累积量的装置。其核心部件是流量计, 流量计由传感器和变送器组成, 其中传感器主要由振动管、驱动部件等构成, 变送器主要由测量和输出单元等构成。加气柱采用的是科里奥利质量流量计, 工作原理是利用流体在振动管内流动时产生的科里奥力以直接或间接的方法测量科里奥力而得到流体质量流量。
1.2 加气柱的工作原理
天然气经压缩机加压通过管线送到加气柱的进口处, 由电子计控器按工作状态打开高压电磁阀, 使气体送到质量流量计中进行计量, 经过流量计计量后的气体通过快速切断阀、拉断阀送到加气枪, 再被加入到槽车的储气瓶中。流量计计量后, 得到与电子计控匹配的流量电脉冲信号, 并在电子计控器装置中进行运算、显示和控制电磁阀。图1是加气柱工作原理框图。
2 CNG加气柱的检定
2.1 标准表法气体流量标准装置情况
本装置是我院与重庆巨创计量设备有限公司合作研制的CNG加气机检定装置, 本装置主要用于CNG加气机的检定, 主标准器, 气体质量流量计, 流量范围 (1~60) kg/min;准确度等级为0.1级。附属设备:a.便携式计算机及相应处理软件;b.精密压力表 (0~40) MPa, 不低于0.4级;储气瓶必须满足压力容器要求且水容量应不小于150L。
2.2 试验对象
选择中油恒燃石油燃气有限公司薛店加气母站一台加气柱作为试验对象, 型号CNG050;编号886788;流量范围 (1~60) kg/min;生产厂:阿根廷。
2.3 标定前的准备工作
标准装置地线与加气柱地线连接牢靠, 通电预热, 然后将加气柱的加气枪通过变径接头与标准装置连接好, 标准装置的加气枪与储气瓶连接好, 标准表装置的信号传输线与笔记本电脑连接好。
2.4 标定方法
将标准装置加气枪插入储气瓶充气阀, 确认连接良好并打开阀门。操作笔记本电脑进入软件检定程序界面, 输入被检加气柱的信息, 如编号、生产厂、系数等, 将界面中介质密度与被检加气机密度设为一致, 准备就绪后启动加气柱加气按键, 然后打开标准装置气枪的三通枪阀, 加气, 检定开始。加气完成后, 迅速关掉储气瓶阀门, 排出加气枪短管内的气体, 将枪头拔出, 将计量储气瓶的压缩天然气按照符合GB 50156-1002第8.5.6条规定要求的天然气放散管迅速排放。在检定软件中输入被检加气柱显示的体积流量, 点击检定界面上的“检定结果”得出当次的示值误差后, 再点击“下次检定”, 确定进入下次检定。完成一次检定。重复上述操作, 完成下次检定。
2.5 标定中应注意的问题
根据JJG 996-2005《压缩天然气加气机》检定规程要求, 在后续检定中加气机的整个流量范围由检定介质充装容器的充装量来划分高流速区间 (简称高区域) 及低流速区间 (简称低区域) 。高区域为从开始充装至预充到额定值的75%。低区域为从预充至额定值的75%到额定值 (气体介质充装至充装容器, 充装容器由充装初始状态至20MPa时的气体介质量为额定值) 。按照规程上的要求预充至额定值的75%算, 根据工作经验此时的压力应该是16MPa左右。在实际工作中高低区域很难区分, 因为给出租车充装容器加气短则一分钟, 长则三分钟就充装完成, 中间如果人为关停一次区分高低区域, 这样会出现两个区域的加气量都很小, 检测的误差就会增大, 再者人工操作加气机的开关和充装容器的开关阀门不同步, 也会出现检测误差。因此, 在实际检定中增加一次加气全过程, 即从开始到充装容器充满为止。
2.6 加气柱标定时常用公式
2.6.1 流量计算公式:
2.6.2 示值相对误差计算公式:
2.6.3 测量重复性计算公式:
上述3个公式中:
qm—在t时间内, 流经加气机的平均质量流量, (kg/min) ;
mj—加气机质量示值, kg;
mc—气体流量标准装置给出的实际质量值, kg;
t—测量时间, s;
Em—加气机的质量相对误差, %;
En—规定条件下本组的测量重复性, %;
Emax—规定条件下测量示值相对误差最大值, %;
Emin—规定条件下测量示值相对误差最小值, %;
dn—极差系数 (当测量次数n=3时, dn=1.69) 。
注:在实际检定中加气机使用的都是科里奥利质量流量计, 但都没有按质量结算, 而是根据天然气商品量管理暂行办的通知第五章中商品气的气质、计量、计价和结算管理规定, 天然气按体积进行计量, 加气机主板程序预制有天然气密度公式ρ=kg/m3, 把质量换算成体积。
3
高区域试验数据 (见表1)
4
加气柱示值误差重复性要求 (参照加气机执行) 见表2
5 问题分析
通过上表1的试验数据可以看出, 压力的变化, 对检定结果产生的影响是不可忽视的。通常情况下, 加气柱的加气枪直径是普通加气机加气枪的四倍左右, 前文提到CNG加气柱和CNG加气机标准装置的连接是通过带变径接头的加气枪联起来的, 当CNG加气柱工作压力低时, 加气柱在流量范围下限工作, 由于加气柱使用的是科里奥利质量流量计, 而这种流量计是主要用来测量中高压气体的, 不适合低压气体的测量。在加气柱的工作程序中设有小信号切除, 在流量过小、压力波动时, 小流量会被切除, 计量则偏慢。而标准装置管径细, 要在相同时间内流过同等数量的气体, 流体受阻, 压力肯定变大, 流速也会变大, 此时标准装置正常工作。当CNG加气柱工作压力高时, 加气柱正常工作, 而标准装置此时在流量范围上限工作, 甚至超出流量范围, 流量计不能正常工作。会出现漏脉冲现象, 此时计量则偏慢。因此, 在对母站加气柱进行标定时, 压力要保持在合理的范围内, 这样检测的数据才接近实际, 压力过高或压力太低时检测的数据偏离实际较大, 如果以此的检定结果作为依据来调整加气柱的准确度, 势必会给买卖一方带来很大的经济损失, 希望从事检定工作的人员在对母站加气柱检定中能够引起重视。
6 结论
由于现有CNG加气机检定装置都是七年以前研制的, 不能满足CNG加气柱大流量检定的要求, 天然气作为大宗贸易商品, 涉及到贸易结算和安全防护, 必须解决流量量值的正确和统一问题, 现有加气机标准装置应进行技术改造, 增加流量范围在 (1~80) kg/min的同级的质量流量计, 专门用作加气柱的检定。这不仅关系到贸易双方的经济利益, 而且按照《计量法》的规定CNG加气柱是纳入强制管理范围的计量器具, 希望引起有关计量主管部门的重视。
参考文献
[1]JJG996-2005, 压缩天然气加气机检定规程[S].
[2]JJG1038-2008, 科里奥利质量流量计检定规程[S].