新能源汽车故障诊断与排除课件.ppt

1、 本项目主要介绍其他类型新能源汽车故障诊断与维修。目前，除了油电混合类型新能源汽车主导市场外，氢燃料电池汽车、燃气类辅助燃料汽车以及超级电容等新能源汽车技术也逐渐成熟，本项目主要从以下3个任务来举例介绍其他类型新能源汽车： 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断； 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断； 任务3 其他新能源汽车原理与应用。 通过以上3个任务的学习，你将了解到其他具有代表性新能源汽车的技术原理与维护要求，为以后新技术了解与掌握打下基础。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断提出任务 作为新能源汽车专业的学生，你知道什么是燃料电池汽车吗？能够向客户介绍燃料电池汽车的特点和工作原理吗？ 任务1

2、 燃料电池汽车原理与维护诊断任务要求知识要求 1能够描述燃料电池汽车的类型； 2能够描述燃料电池汽车的基本结构； 3能够描述燃料电池汽车的基本工作原理。能力要求 1能够正确介绍燃料电池汽车的工作原理； 2能够正确介绍燃料电池汽车行驶无力故障的基本诊断思路。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断相关知识 1燃料电池汽车 采用燃料电池作电源的电动汽车称为燃料电池电动汽车FCEV（Fuel Cell Electric Vehicle），最早的FCEV是燃料电池大客车FCEV（Fuel Cell Electric Bus）。早期的FCEV的燃料电池本身和它的附属设备的质量重、体积大，占据了大客车很大部分

3、的装载空间，几乎没有乘客乘坐的空间，给FCEV的总布置带来很大的困难。近年来燃料电池不断地向小型化方向发展，使得燃料电池成功地装置到各种类型的车辆上。典型燃料电池汽车基本结构如图5-1-1所示。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断图5-1-1 典型燃料电池汽车基本结构 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 FCEV仍然保留了传统车辆的行驶系统、悬架系统、转向系统和制动系统等。FCEV是以电力驱动为唯一的驱动模式，其电气化和自动化的程度大大高于发动机汽车，早期用发动机汽车底盘改装的FCEV，在汽车底盘上布置了氢气储存罐或甲醇改质系统、燃料电池发动机系统、电气控制系统和电机驱动系统等总成和装置，在进

4、行总布置时受到一些局限。 新研发的FCEV采用了滑板式底盘，将FCEV的氢气储存罐和供应系统、燃料电池发动机系统、电能转换系统、电机驱动系统、转向系统和制动系统等，全部装在一个滑板式的底盘中，在底盘上部可以布置不同用途的车身和个性化造型的车身。采用多种现代技术，以计算机控制为核心和电子控制的“线传”系统（Control-by-wire）、CAN总线系统等，使新型燃料电池电动车辆进入一个全新的时代。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断2FCEV燃料电池汽车类型FCEV按主要燃料种类可分为（图5-1-2）：图5-1-2 燃料电池汽车主要类型1-驱动轮；2-驱动系统；3-驱动电机；4-逆变器；5-辅

5、助电源（蓄电池、超级电容器）；6-燃料电池发动机；7-空气压缩机和空气加湿装置；8-氢气管理系统；9-中央控制器；10-DC/DC转换器；11-氢气储存罐；12-燃烧器和改质器；13-甲醇储存罐；14-H2净化器 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断（1）以纯氢气为燃料的FCEV。（2）以甲醇改质后产生的氢气为燃料的FCEV。FCEV按“多电源”的配置不同，可分为（图5-1-3）：图5-1-3 FCEV采用的主要电源和辅助电源分类 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 （1）纯燃料电池FCEV。 （2）燃料电池与蓄电池混合电源的FCEV。 （3）燃料电池与蓄电池和超级电容器混合电源的FCEV。 后

6、两种多电源的配置方式是FCEV的主要配置方式，辅助电源用于提供起动电流和回收制动反馈的电能。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 3FCEV汽车基本组成结构 FCEV一般由燃料箱、燃料电池、控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成，如图5-1-4所示。图5-1-4 燃料电池汽车组成部件 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 1）燃料电池组 燃料电池组是FCEV的电源，由多个1V以下的燃料电池串联组成。它是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。 以质子交换膜燃料电池为例，单体燃料电池主要由电解质、燃料电极、隔离板、空气电极和集流板等组成（图5-1-5）。

7、正、负极板采用活性炭制成，置于电解质溶液中。图5-1-5 燃料电池的基本结构 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 燃料电池工作时，外界不断供给负极氢气，供给正极空气，在催化剂（铂，多孔石墨等）作用下，产生如下反应。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 负极经催化剂作用，氢原子中的电子被分离出来，在正极吸引下，在外电路形成电流，失去电子的氢离子，在正极与氧及电子结合为水，氧可从空气中获得，只要不断地供给氢气和带走水，燃料电池就可不断供给电能（图5-1-6）。图5-1-6 燃料电池的工作原理 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 2）控制系统 控制系统用于控制燃料电池的反应过程（起动、反应、输出电能

8、的调整、停止等）和电机的运行过程，所有工作状态由各种传感器采集，集中反馈到车载电控中心，由各监管控制模块控制燃料电池组和电机安全运行（图5-1-7）。 3）驱动系统 燃料电池的电流需要经过专用的大功率动力DC/DC转换器，将燃料电池产生的直流电转换为稳压的直流电流，然后经过逆变器转换为交流电输送给驱动电机，驱动车轮转动。 4）辅助动力系统 通常在FCEV上还要装配一个蓄电池组作为辅助电源，其作用： （1）用于FCEV快速起动。 （2）用于储存FCEV在再生制动时反馈的电能。 （3）为电动汽车控制系统、照明系统等电气设备提供低压电源。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断图5-1-7 燃料电池汽车

9、控制系统 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 4FCEV汽车工作原理 燃料电池工作时，由燃料箱不断地供给燃料，燃料电池把燃料氧化的化学能转换为电能，产生的直流电经过控制器变为交流电后供给驱动电机，经传动系统驱动车轮。与传统汽车相比，燃料电池汽车能量转化效率高达60%80%，为发动机的23倍。 在电动汽车开始行驶时，蓄电池组处于电量饱满状态，其能量输出可以满足汽车起动要求，由其为驱动系统提供能量，并对燃料电池进行预热，燃料电池动力系统不需要工作；当蓄电池组电量低于一定值时，燃料电池动力系统起动，由燃料电池动力系统为驱动系统提供能量，当车辆能量需求较大时，燃料电池动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提

10、供能量；车辆能量需求较小时，燃料电池动力系统为驱动系统提供能量的同时，还给蓄电池组进行充电。 FCEV的各种工作状态和技术参数，可以从仪表板上直观看出，奔驰B级氢燃料电池汽车仪表板如图5-1-8所示，右下侧小表是显示氢气储量，相当于油箱油位指示器。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断图5-1-8 奔驰B级氢燃料电池汽车仪表 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断任务实施 （一）工作准备 （1）防护装备：常规实训着装。 （2）车辆、台架、总成：燃料电池示教板、台架或实车。 （3）专用工具、设备：无。 （4）手工工具：无。 （5）辅助材料：无。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 （二）实施步骤 1燃

11、料电池工作原理分析 提示： 参见燃料电池工作原理示教板， 燃料电池（Fuel Cell）是一种把氢在氧化时的化学能直接转换为电能的发电装置，能量的转换不受卡诺循环规律的限制，热效率可达到70%80%。燃料电池在运行过程中，不需要复杂的机械传动装置，不需要润滑剂，没有振动与噪声，燃料电池向驱动电机提供电源来驱动FCEV行驶。 燃料电池是由负极（燃料电极）、正极（氧化极）和正负极之间的电解质共同组成，根据不同种类的燃料电池采用了不同的电解质，有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质。在燃料电池负极一侧输入氢气，在燃料电池正极一侧输入空气或氧气，氢气与氧化剂经催化剂的作用，在电化学反应过程中转化为电能和生

12、成水H2O，因此，不会排放氮氧化物NOX和碳氢化合物HC等对大气环境造成污染的气体。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 质子交换膜燃料电池组（堆）PEMFC（Proton Exchange Membrane Fuel Cell）又称固体高聚合物电解质燃料电池，PEMFC用可传导质子的聚合膜作为电解质，这种聚合膜具有选择透过H离子的功能，是PEMFC的关键技术。PEMFC的能量转换效率理论上可达到80%。并且具有比功率大、体积小、起动快、能耗少、寿命长、工作温度低等特点。 PEMFC组是用不同个数的单体PEMFC串联组成，用端板将不同个数单体PEMFC紧密地装配到一起，组成不同规格的PEMFC

13、组。PEMFC组本身的结构比较简单，没有运动构件，不需要润滑，便于维修。在FCEV所采用的燃料电池发动机中，为保证PEMFC组的正常工作，除以PEMFC组为核心外，还装有氢气供给系统、氧气供给系统、气体加湿系统、反应生成物的处理系统、冷却系统和电能转换系统等。只有这些辅助系统匹配恰当和正常运转，才能保证燃料电池发动机正常运转。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 1）氢气供应、管理和回收系统 气态氢的储存装置通常用高压储气瓶来装载，对高压储气瓶的品质要求很高，为保证燃料电池电动汽车一次充气有足够的行驶里程，就需要多个高压储气瓶来储存气态氢气。一般轿车需要24个高压储气瓶，大客车需要510个高压

14、储气瓶。液态氢气虽然比能量高于气态氢，由于液态氢气是处于高压状态，不但需要用高压储气瓶储存，还要用低温保温装置来保持低温，低温的保温装置是一套复杂的系统。 在使用不同压力的氢气（高压气态氢气和高压低温液态氢气）时，就需要用不同的氢气储存容器，不同的减压阀、调压阀、安全阀、压力表、流量表、热量交换器和传感器等来进行控制。并对各种管道、阀和仪表等的接头采取严格的防泄漏措施。从燃料电池中排出的水，含有未发生反应的少量的氢气。正常情况下，从燃料电池排出的少量的氢气应低于1%以下，应用氢气循环泵将这少量的氢气回收。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 2）氧气供应和管理系统 氧气的来源有从空气中获取氧气

15、或从氧气罐中获取氧气，空气需要用压缩机来提高压力，以增加燃料电池反应的速度。在燃料电池系统中，配套压缩机的性能有特定的要求，压缩机质量和体积会增加燃料电池发动机系统的质量、体积和成本，压缩机所消耗的功率会使燃料电池的效率降低。空气供应系统的各种阀、压力表、流量表等的接头要采取防泄漏措施。在空气供应系统中还要对空气进行加湿处理，保证空气有一定的湿度。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 3）水循环系统 燃料电池发动机在反应过程中将产生水和热量，在水循环系统中用冷凝器、气水分离器和水泵等对反应生成的水和热量进行处理，其中一部分水可以用于空气的加湿。另外还需要装置一套冷却系统，以保证燃料电池的正常运

16、作。 4）电力管理系统 燃料电池所产生的是直流电，需要经过DC/D变换器进行调压，在采用交流电机的驱动系统中，还需要用逆变器将直流电转换为三相交流电。以氢气为燃料的燃料电池发动机的各种外围装置的体积和质量占燃料电池发动机总体积和质量的1/31/2。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 2燃料电池电动汽车“水淹”现象案例分析 通常，在氢气侧电极发生水淹现象时，燃料电池汽车会出现行驶无力情况，这种情况可能发生在氢气侧电极。 1）产生原因 在燃料电池运行的过程中，电池内的水状况较为复杂。反应气需要增湿，由此带入电池内一些水。氢质子从阳极移动到阴极，需要水做载体，从而部分水从氢气侧迁移到空气侧，在空气

17、侧氢氧反应生成水，空气侧水含量较高，还存在从空气侧向氢气侧扩散（拟迁移）的现象，同时排气带走大量水蒸气。如果在流场内不能保持水平衡，必然出现流场水淹或膜脱水的现象。 通常空气侧流量较大，带水能力较强，而氢气侧往往是只进气不排气，偶尔脉冲排气，气流速度低，容易出现积水现象。因此，一般水淹发生在氢气侧，液态水在流道内逐渐积聚，最后堵塞流道，这就是通常所说的水淹现象。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 2）检测与排除 在燃料电池正常工作的情况下，燃料电池堆的氢气侧压力降随着负载的增大线性增大。当燃料电池堆中出现积水现象时，即使流道尚未被液态水堵死，但由于液态水附着于流道壁面，使得气体通道的流通界面

18、缩小，压力明显增大。这种现象不仅在单体电池内存在，在燃料电池堆内也存在。因为积水是一个液态水逐渐增多的过程，在电池堆内各片电池发生液态水增多的趋势是一致的。在发生积水增多过程中，气体流通的总截面逐渐缩小，压力降必然增大。通过压力降监测，可以得知流道尚未被堵死之前液态水增多的趋势，由此可以用压力降预警水淹的发生。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 解决燃料电池水淹的方法有两种。一种方法是脉冲排气法：通过故障诊断系统控制排气阀门开启，即突然将氢气侧尾端打开，通过氢气压力波将水排出。第二种方法是通过调节电池堆工作温度进行解决。燃料电池堆发生水淹是由于堆内的水过多，导致堆内的水蒸气过饱和，逐渐析出液

19、态水。控制系统可以通过脉宽调制法调节风扇的转速，并对冷却的循环水加热，提高电池堆的运行温度，这样使得堆内气体可以容纳更多的水蒸气，从而达到解决水淹问题。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断学习测试 1填空题 （1）采用燃料电池作电源的电动汽车称为_电动汽车，简称_ 。 （2）滑板式底盘的FCEV，将_和供应系统、燃料电池发动机系统、 _ 、电机驱动系统、转向系统和制动系统等，全部装在一个滑板式的底盘中。 （3）FCEV由燃料箱、 _ 、控制系统、驱动系统、辅助动力系统和_等部分构成。 （4）单体燃料电池主要由_ 、燃料电极、隔离板、 _和集流板等组成。 （5）燃料电池工作时，外界不断供给负极_

20、 ，供给正极_ ，在催化剂作用下产生反应。 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 2判断题 （1）FCEV仍然保留了传统车辆的行驶系统、悬架系统、转向系统和制动系统等。（ ） （2）FCEV的主要燃料是氢气。（ ） （3）单体燃料电池正、负极板采用金属制成，置于电解质溶液中。（ ） （4）燃料电池的电流需要经过专用的大功率动力DC/DC转换器，将燃料电池产生的直流电转换为稳压的直流电流，然后经过逆变器转换为交流电输送给驱动电机，驱动车轮转动。（ ） （5）与传统汽车相比，燃料电池汽车能量转化效率比普通发动机低。（ ） 任务1 燃料电池汽车原理与维护诊断 3不定项选择题 （1）FCEV的中文简称是

21、（ ）。 A混合动力汽车 B燃料电池汽车 C质子交换膜燃料电池汽车 D燃油控制汽车 （2）FCEV按主要燃料种类可分为（ ）。 A纯氢气供给FCEV B以甲醇改质型FCEV C质子交换膜型FCEV D电解水型FCEV （3）下列部件或系统通常不属于燃料电池汽车的有（ ）。 A燃料箱 B控制系统 C驱动系统 D内燃机 （4）燃料电池工作时，外部不断提供给负极的是（ ）。 A氢气 B空气 C电流 D水 （5）下列关于燃料电池汽车的描述错误的是（ ）。 A主要的排放物是水 B汽车运行时，需要持续提供汽油 C通常配合有电力辅助系统 D质子交换膜电池也被应用在燃料电池汽车上 任务2 燃气类汽车原理与维护

22、诊断提出任务 有一辆CNG燃气混合动力汽车存在故障，而导致车辆不能行驶。你能够利用诊断仪及相关工具，查找出该车辆可能的故障原因吗？ 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断任务要求知识要求 1能够描述燃气类汽车的常见类型； 2能够描述CNG燃气汽车的基本组成部件； 3能够描述CNG燃气汽车的工作原理及维护要求。能力要求 1能够正确分析常见CNG燃气汽车故障； 2能够正确拆装燃气汽车CNG储气罐。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断相关知识 1燃气汽车 燃气汽车主要有压缩天然气汽车、液化天然气汽车、液化石油气汽车和氢气汽车。虽然采用的供给燃料不相同，但是这些类型的汽车，其基本结构上还是有很多的共有特性。

23、压缩天然气汽车（简称CNG）一般是在原有传统汽油汽车上改装而成的，只是燃料供给系统有所不同。 本任务主要以压缩天然气汽车为例来介绍。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 2CNG汽车燃料供给系统的总体组成 CNG汽车燃料供给系统的总体组成如图5-2-1所示，主要有燃料供给系统和电控系统两大部分。前者主要由储气瓶、充气阀、高压燃料切断阀、减压阀、混合器部件、压力表、高压电磁阀等组成，实现燃料压缩天然气的随车储存、在各种管路内输送、充装和向发动机喷射等功能；后者主要由气体压力传感器、温度传感器、电子节气门等，与原车的ECU配合，实现燃料CNG的定时定量喷射（图5-2-2）。如果带废气涡轮增压，则结构

24、更为复杂。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断图5-2-1 CNG燃气汽车主要部件 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断图5-2-2 CNG燃料供给系统的总体组成 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 3CNG发动机工作原理 如图5-2-3所示，工作时，高压的压缩天然气从储气瓶出来，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ECM控制。高压减压器的作用是将高压的压缩天然气（工作压力25MPa左右），经过减压加热将压力调整到0.70.9MPa。高压天然气在减压过程中由于减压膨胀，需要吸收大量热量，为防止减压器结冰，将发动机冷却液引出到减压器对天然气进行加热。经减压后的天然气进入

25、电控调压器。电控调压器的作用是根据发动机运行工况精确控制天然气喷射量。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ECM控制，氧传感器即时传递燃烧后的尾气的氧含量，ECM根据氧气传感器反馈的信号，及时修天然气喷射量。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断图5-2-3 CNG燃气汽车发动机工作原理 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 4CNG发动机主要零部件结构原理与维护 1）高压燃料切断阀 高压燃料切断阀（部分发动机配备），如图5-2-4所示，高压燃料切断阀作用是及时切断或恢复燃料供给。它由ECM控制其开闭，停机状态下处于常闭状态，为有效防止高压电磁阀进气

26、接头与高压电磁阀结合部位漏气，安装该接头时，必须使用螺纹密封胶，并且锁紧接头。 高压燃料切断阀进气口自带滤芯，维护时可用汽油浸泡，并用压缩空气吹干净装复即可。图5-2-4 高压燃料切断阀 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 2）高压减压器 如图5-2-5所示，高压减压器通过压力膜片克服弹簧阻力，带动杠杆调整节流孔的流通面积，从而控制减压后的天然气压力。通过节流和加热，使高压的压缩天然气减压到0.70.9MPa的低压天然气。图5-2-5 高压减压阀 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 安装时要求减压器进气接头螺纹部分必须使用螺纹密封胶，并且使用铜垫进行密封；减压器出气接头使用O形圈进行密封，出气接头

27、与低压电磁阀、低压电磁阀与电磁阀出气接头采用螺纹连接，安装时必须使用螺纹密封胶；高压减压器必须通过两根水管与发动机的冷却液循环水路连通，安装水管时请锁紧环箍，以免漏水；高压减压器必须通过一根压力反馈管与进气管相接，目的是为了根据工况控制调压器出口压力；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，不应直接安装在发动机上，一般安装在汽车车身大梁上。 每5万km应维护高压减压器，用汽油或化油器清洗剂清洗高压减压器一级压力腔，并用干净空气吹干净后装复；拆除高压减压器进气接头，检查滤芯是否被污染，若被污染，要更换；更换易损件（如橡胶密封圈）；检查轴销的磨损情况，若磨损，更换轴销；检查调整减压压力

28、。每10万km更换膜片及密封件，并对减压压力进行检查调整。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 3）电控调压器 如图5-2-6和图5-2-7所示，电控调压器是一个电子控制的压力调节器，在它的内部有一个由微处理器控制的大功率的高速电动机，微处理器通过CAN与ECM传输信号。调压器有两个功能：一是将天然气的压力降低；二是控制调压器出口的燃料压力。EPR内有一个压力传感器，用来测量EPR燃料出口和混合器入口处空气的压差。电控调压器内部有一个控制芯片，该控制芯片接受来自ECM的控制指令，通过高压电磁阀控制天然气量，从而实时有效控制空燃比，可控制天然气喷射量。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断图5-2-6

29、 电控调压器结构 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断图5-2-7 电控调压器工作原理 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 安装时因该零件内部有控制芯片，应避免高频振动，该零件自带减振软垫，切勿自行拆卸。 电控调压器在使用中需要进行定期的维护，由于电控调压器处于低压减压部分，在自长期使用中会在其内部沉积大量的油污和杂质，长时间的油污和杂质会导致电控调压器工作不良、传感器损坏以及内部的密封件和橡胶膜片提前老化和破损，因此该部件的维护尤为重要。每5万km需要对内部零件进行清洗，更换易损件，检查轴销的磨损情况；每15万km需要更换膜片及密封件，并对压力进行校准。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 4）混合

30、器部件 混合器（图5-2-8）将天然气和中冷后的空气充分混合，使燃烧更充分和柔和，有效降低NOX排放和排气温度。 根据使用情况的调查和分析，由于使用和维护不当该部件会产生两种故障模式：膜片损坏，发动机经常性回火会导致膜片老化加剧，致使膜片出现龟裂和破损；燃料空气阀卡滞，当压缩天然气中所含的压缩机机油过多，以及空气中的杂质过滤不充分的情况下，如果没有及时对混合器内部进行清洁维护，油污会附着在燃料空气阀和阀座上。长时间的积累会导致燃料空气阀动力受阻，甚至完全卡死，从而导致发动机工作不稳定。因此空滤器对空气、天然气滤清效果的好坏将直接影响着混合器的使用寿命。图5-2-8 混合器部件 任务2 燃气类汽

31、车原理与维护诊断 5）电子节气门 如图5-2-9所示，电子节气门通过控制蝶阀的开度，控制进入缸内的混合气的量，从而控制发动机的转速和负荷。驾驶人通过加速踏板，将动力需求传送给ECM，ECM接收到加速踏板信号后，根据发动机运行工况控制电子节气门开度，控制怠速转速和调速特性曲线。 安装时要求电子节气门驱动电机轴线必须保持水平方向。每10万km（视当地气体清洁度而定）从发动机上拆下节气门，看内部是否有明显的油污，若有，则需要用节气门清洗剂清洗节气门蝶阀部分，清洗后用压缩空气吹干。清洗后，用手按压蝶阀，检查蝶阀运动有无卡滞、是否回位，若出现卡滞，则需要更换电子节气门总成。图5-2-9 电子节气门 任务

32、2 燃气类汽车原理与维护诊断 6）点火线圈 点火线圈接收来自ECM的点火指令，产生高电压并将高电压传给火花塞，产生火花，点燃天然气。 安装时要求拧紧点火线圈安装螺栓，以保证点火线圈胶套内弹簧与火花塞头部紧密接触。由于高压电源会在接触表面产生电弧，弹簧与火花塞头部接触的部位易受热氧化，导致接触部位电阻过大，分压作用过大导致火花塞点火能量降低，严重时会导致失火。所以安装火花塞和点火线圈时，必须在火花塞头部与点火线圈弹簧结合部位涂抹导电膏。在胶套与火花塞接触的陶瓷部位应该涂抹绝缘润滑油脂，以防止胶套老化导致火花塞与缸盖之间漏电。 点火线圈次级输出电压高达40kV，所以在发动机使用过程中，绝对不许用水

33、直接冲洗发动机，特别是点火线圈部位；每3个月或2万km清理弹簧与火花塞之间的氧化物，并涂抹导电膏，检查点火线圈胶套是否老化开裂，如有开裂，及时更换。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 7）火花塞 火花塞的作用与结构原理与传统汽油机相同，玉柴目前所使用的火花塞为NGK铂金和铱金火花塞两种，天然气发动机NGK铂金火花塞（PFR7BD）电极间隙为（0.330.05）mm，天然气发动机NCK铂金火花塞（IFR74D）电极间隙为（0.40.05）mm。 8）电子控制模块 电子控制模块是发动机管理中心，通过各种传感器监控发动机运行工况，并根据发动机运行工况控制各执行器，并且通过CAN总线与汽车各子系统通信

34、。 除上述各部件外，还有各种传感器，如氧传感器、大气环境传感器、进气压力温度传感器、凸轮轴位置传感器、废气旁通控制阀、冷却液温度传感器、天然气温度传感器、电子加速踏板传感器等，都与传统电控汽油机类似。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断任务实施 （一）工作准备 （1）防护装备：常规实训着装。 （2）车辆、台架、总成：捷达CNG双燃料汽车；或CNG台架/示教板。 （3）专用工具、设备：无。 （4）手工工具：普通拆装工具。 （5）辅助材料：无。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 （二）实施步骤 1CNG汽车燃料供给系统常见故障及原因判断 （1）故障现象：系统断电（转换开关无显示）。 可能原因： 电源

35、熔断丝烧坏。 电源线接触不良。 系统搭铁线接触不良。 控制器至转换开关连线损坏或插接不良。 系统控制器损坏。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 （2）故障现象：无法转换到CNC。 可能原因： 喷油信号不正确。 转速信号不正确。 进气压力信号不正确。 高频电磁阀内腔气体压力信号不正确。 熔断丝烧坏。 控制器至转换开关连线接触不良。 控制器损坏。 压差传感器处两个真空管接反。 真空管路堵塞。 压差传感器插头连接不良。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 （3）故障现象：转换至CNG熄火。 可能原因： 储气瓶内无CNG。 储气瓶上手动截止阀关闭。 减压器上电磁阀接线不良。 减压器上电磁阀损坏。 进气压

36、力（MAP）信号不正确。 线束插接不良。 （4）故障现象：怠速不稳。 可能原因： 温度过低。 节气门过脏。 高频电磁阀组过脏或部分损坏。 分配气管脱落。 减压器膜片破损或老化造成供气不稳。 减压器稳压腔旁通孔堵塞。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 （5）故障现象：油气混烧。 可能原因： 控制器内部故障。 汽油喷油器关闭不严。 （6）故障现象：运转不平稳。 可能原因： 进气压力信号不正确。 减压器温度过低。 高频电磁阀组过脏或部分损坏。 分配气管漏气或脱落。 火花塞老化，高压线漏电。 减压器膜片破损或老化造成供气不稳。 减压器稳压腔旁通孔堵塞。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 （7）故障现象

37、：动力不足。 可能原因： 储气瓶内CNG量不足。 压差传感器损坏。 减压器水循环系统堵塞。 电磁阀滤芯过脏。 高压管路堵塞。 减压器堵塞。 低压管路漏气或破损。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 火花塞老化。 点火提前角调节器有故障。 分缸线老化。 空气滤清器过脏。 氧传感器信号不正确。 减压器膜片破损或老化。 减压器稳压腔旁通孔堵塞。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 （8）故障现象：停车时减压器出口有CNG流出。 可能原因： 电磁阀芯O形圈密封不严。 稳压膜片阀门关闭不严。 一级进口密封不严。 （9）故障现象：CNG消耗量增大。 可能原因： 空气滤清器过脏。 火花塞老化。 分缸线老化。 氧

38、传感器信号不正确。 高压管线堵塞。 低压管线破损导致漏气。 高频电磁阀关闭不严。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 （10）故障现象：排放不合格。 可能原因： 氧传感器信号不正确。 控制器搭铁线搭铁不良。 火花塞老化或使用非原厂配件。 分缸线老化或使用非原厂配件。 高压管线堵塞。 高频电磁阀关闭不严。 三元催化器转化效率下降。 （11）故障现象：燃料储量显示不准。 可能原因： 压力传感器信号线接触不良。 压力传感器搭铁线接触不良。 传感器指针与外壳磨蹭（发卡）。 液位（压力）传感器损坏。 传感器与压力表相对角度不准。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 （12）故障现象：无法充装CNG。 可能原

39、因： 储气瓶阀手动截止阀关闭。 充气管路堵塞。 充气阀故障。 加气站充装压力不够。 （13）故障现象：行驶中熄火、自动转油。 可能原因： 电源线接触不良。 系统搭铁线接触不良。 控制器至转换开关连线插接不良。 高压线、火花塞漏电干扰系统。 储气瓶气体压力过低。 减压器出口压力过低。 使用副厂火花塞。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 （14）故障现象：转换开关显示烧气实际在烧油。 可能原因： 减压器电磁阀线圈损坏（短路）。 减压器电磁阀线圈控制线对地短路。 系统控制器损坏。 （15）故障现象：减压器发响。 可能原因： 减压器内部膜片正常振动。 辅助调节阀芯与辅助调节压帽摩擦出声。 高压柱塞与高

40、压柱塞座摩擦出声。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 2捷达CNG储气瓶的拆卸与安装 1）储气瓶的拆卸 （1）拆卸高压钢管。松开波纹管卡箍，退下波纹管，储气瓶的安装位置如图5-2-10所示。 拧松储气瓶阀与高压钢管连接的连接螺母、密封双锥，拔下高压钢管。图5-2-10 储气瓶安装位置 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 （2）分别拧下连接钢带和储气瓶支架连接件的两个M870螺栓上的螺母，取下螺栓，松开钢带，即可取出储气瓶（注意检查储气瓶与储气瓶支架和连接钢带间的柔性胶垫，必要时更换）。 注意：拆卸储气瓶前必须先关闭储气瓶上的手动截止阀门，燃尽高压管路内剩余的气体料（见减压器拆卸部分），然后拆卸与

41、储气瓶阀门相连的高压钢管。拆卸地点及周围严禁烟火。 2）储气瓶的安装 将储气瓶装入储气瓶支架，注意储气瓶的位置和方向；绑好钢带，用两个M870的螺栓紧固好钢带（紧固力矩为10Nm）。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断学习测试 1填空题 （1）燃气汽车主要有_汽车、 _汽车、 _汽车和_汽车。 （2）CNG汽车燃料供给系统的总体主要由_ 、充气阀、 _ 、减压阀、混合器部件、压力表、 _等组成。 （3）天然气与空气在_内充分混合，进入发动机缸内，经_点燃进行燃烧。 （4）高压燃料切断阀的作用是及时_或_燃料供给。 （5）电控调压器是一个电子控制的_ ，在它的内部有一个由微处理器控制的大功率的高速

42、电动机。 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 2判断题 （1）压缩天然气汽车一般是在传统汽油汽车上改装而成的，只是燃料供给系统有所不同。（ ） （2）高压燃料切断阀进气口自带滤芯，维护时可用干净的机油浸泡。（ ） （3）混合器将天然气和中冷后的空气充分混合，使燃烧更充分，并降低NOX排放和排气温度。（ ） （4）CNG汽车电控模块功能与传统汽车类似。（ ） （5）CNG汽车系统断电（转换开关无显示）最可能的原因是电源方面的故障。（ ） 任务2 燃气类汽车原理与维护诊断 3不定项选择题 （1）CNG燃气汽车动力系统主要由（ ）组成。 A燃料供给系统 B电控系统 C储气瓶 D变频器 （2）高压的压缩

43、天然气从储气瓶出来，经过天然气滤清器过滤后，经高压电磁阀进入（ ）部件。 A高压减压器 B稳压器 C电子节气门 D燃烧室 （3）（ ）用于及时切断或恢复燃料供给。 A高压燃料切断阀 B稳压器 C过滤器 D高压电磁阀 （4）混合器的作用是（ ）。 A将天然气和空气混合 B将天然气与汽油混合 C将汽油与空气混合 D将电池电流与发电机电流混合 （5）当CNG燃气车出现油气混烧现象时，可能的原因有（ ）。 A控制器内部故障 B汽油喷油器关闭不严 C过滤器损坏 D电压不足 任务3 其他新能源汽车原理与应用提出任务 作为新能源汽车专业的学生，除了我们学习过的内容，你知道还有哪些新能源汽车吗？ 查询资料，检

44、索看看市场上还有哪些其他类型的新能源汽车，2022-7-13 任务3 其他新能源汽车原理与应用任务要求知识要求 1能够描述低速电动汽车的特点与结构； 2能够描述超级电容的原理与汽车上的运用。能力要求 能够查找其他类型新能源汽车，并掌握其结构原理。 任务3 其他新能源汽车原理与应用相关知识 新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术和新结构的汽车。 新能源汽车包括：混合动力汽车（HEV）、纯低速电动汽车（BEV）、燃料电池汽车（FCEV）、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等。 除了上面项目中介绍以及被市场接受并获得一定

45、程度应用的新能源汽车外，如低速电动汽车和超级电容汽车等，目前也在局部地区获得了成熟运用。下面的任务，将简要介绍低速电动汽车及超级电容的原理与汽车上的应用。 任务3 其他新能源汽车原理与应用 1低速电动汽车 低速电动汽车与普通高速电动汽车相比，成本较为合理、使用经济、使用便利、技术适用和市场成熟，具有明显的优势，低速电动汽车优点见表5-3-1。 任务3 其他新能源汽车原理与应用 低速电动汽车（图5-3-1）的售价为2万5万元，即使没有政府的财政补贴也可以快速普及推广。低速电动汽车百公里耗电量可控制在15kWh以下，每公里用电成本极低，大都配套铅酸电池，虽然使用寿命相对较短，但报废后可折价回收，从

46、全生命周期考虑，折旧成本仍低于锂离子电池等高性能动力电池。图5-3-1 低速电动汽车 任务3 其他新能源汽车原理与应用 低速电动汽车易于驾驶操纵，适合退休老年人群、家庭妇女等特殊人群使用；结构简单、易于维修；对充电基础设施要求不高，停放、充电较为方便。低速电动汽车主要使用免维护铅酸电池和低功率的驱动电机，产品技术相当成熟，尽管低速电动汽车的优点显而易见，但目前的典型产品自身也存在一些明显的缺点，不容忽视（表5-3-2）。低速电动汽车质量可靠性和污染可控性一般，在使用舒适性和安全保障性等方面与高速电动汽车还存在较大的差距。 任务3 其他新能源汽车原理与应用 动力传动系统是低速电动汽车最主要的系统

47、，低速电动汽车运行性能的好坏主要是由其动力传动系统的性能决定的。低速电动汽车动力传动系统由蓄电池、控制器、电机、变速器、主减速器等组成。电机控制器接受从加速踏板（相当于内燃机汽车的节气门）、制动踏板和PRND（停车、倒车、空挡、前进）控制按键的输出信号，控制电机的旋转，通过减速器、传动轴、差速器、半轴等机械传动装置驱动车轮旋转。车辆减速时，电机对车辆前进起制动作用，这时电机处于发电机制动的运动状态，给蓄电池充电，也就是所谓的再生制动。动力传动系统的结构框图如图5-3-2所示。 任务3 其他新能源汽车原理与应用图5-3-2 低速电动汽车主要结构 任务3 其他新能源汽车原理与应用 1）蓄电池 电池

48、是低速电动汽车的动力源，是能量的存储装置。低速电动汽车使用的电池从成本角度考虑，主要选用铅酸蓄电池。 铅酸蓄电池的基本结构如图5-3-3所示。铅酸蓄电池是由正负极板、隔板、电解液、溢气阀、外壳等部分组成。极板是铅酸蓄电池的核心部件，正极板上的活性物质是二氧化铅，负极板上的活性物质为海面状纯铅。隔板是隔离正、负极板，防止短路；作为电解液的载体，能够吸收大量的电解液，起到促进离子良好扩散的作用；它还是正极板产生的氧气到达负极板的“通道”，以顺利建立氧循环，减少水的损失。电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定比例配制而成，主要作用是参与电化学反应，是铅酸蓄电池的活性物质之一。电池槽中装入一定密度的电解液后，由

49、于电化学反应，正、负极板间会产生约为2.1V的电动势。溢气阀位于电池顶部，起到安全、密封、防暴等作用。 任务3 其他新能源汽车原理与应用图5-3-3 铅酸蓄电池结构图 任务3 其他新能源汽车原理与应用 铅酸蓄电池使用时，把化学能转换为电能的过程称为放电。在实用后，借助于直流电在电池内进行化学反应，把电池变为化学能储蓄起来，这种蓄电池过程称为充电。铅酸蓄电池是酸性蓄电池，其化学反应式为： 任务3 其他新能源汽车原理与应用 2）电机 电机是低速电动汽车驱动系统的核心部件，其性能的好坏直接影响低速电动汽车驱动系统的性能，特别是影响低速电动汽车的最高车速、加速性能及爬坡性能等，因此，在开发低速电动汽车

50、之前初步确定电机类型及其参数而对电机进行选择是至关重要的。 现有大多数低速电动汽车采用有刷直流电机或无刷直流电机，很少有采用交流电机的，原因主要在于成本。 （1）直流电机的结构。 直流电机由定子与转子两大部分组成，定子和转子之间的间隙称为气隙，如图5-3-4所示。 直流电机定子部分主要是由主磁极、机座、换向极和电刷装置等组成，转子部分包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器等。 任务3 其他新能源汽车原理与应用图5-3-4 直流电机的结构 任务3 其他新能源汽车原理与应用 （2）直流电动机的工作原理。 图5-3-5所示为直流电机的工作原理示意图。图中，定子有一对N、S极，电枢绕组的末端分别接到两个换向片