WP10NG系列说明书.docx
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WP10NG系列说明书
WP10NG系列气体发动机
使用保养说明书
Operation&MaintenanceManualfor
W10NGSeriesGasEngines
WEICHAI
潍柴动力西港新能源发动机有限公司
WEICHAIPOWER-WESTPORTNEWENERGYENGINECO.，LTD.
特别提示
●为了保证您的安全，并使发动机的优越性能得到更好的发挥，请您在操作发动机之前认真阅读本使用保养说明书，严格遵守使用保养说明书规定的操作与保养规程。
●为使您的合法权益得到保护，严禁私自更改调整ECM数据。
ECM数据调整更改时公司的所有三包服务承诺就失效。
●ECM、天然气喷射阀、点火系统为精密部件，用户不得拆解，否则公司的所有三包服务承诺失效。
●增压器转子轴为精密高速旋转部件，严禁拆解和碰撞，否则公司所有三包服务承诺失效。
●发动机主轴承螺栓和连杆螺栓有严格的扭矩和转角要求，用户不得松动和拆卸，否则公司所有三包服务承诺失效。
●发动机每次开车前，必须检查冷却液是否加满，机油是否加足。
●连杆螺栓为一次性使用螺栓，不得重复使用。
●每次更换火花塞，按照规定的扭紧力矩，并保证陶瓷体部分清洁。
●车辆焊接部件时，应提前拆开发动机电控系统的供电和接地连接，否则有燃损ECM等元器件的危险。
●寒冷地区，发动机起动后首先热车，起动后不能立即重载。
发动机使用注意事项
发动机已按试验规范严格进行试验，不得随意调整ECM数据和增压器压力，加大气体机功率。
否则我公司将不实行三包，敬请用户注意。
操作人员必须认真阅读使用保养说明书，熟悉本机结构，严格遵守说明书规定的技术操作和保养规程。
新车使用前应进行燃气管路、供气装置、电气部分检查，看是否有燃气密封不严，线路接触不可靠等，应及时排除。
应特别注意电路部分连接是否有“松脱”现象，尤其是电磁阀的插片处；点火高压线是否“虚接”等。
注意检查蓄电池的电压是否正常，因发动机点火和电控系统需要足够电压，所以应特别注意。
若连续起动3次不能成功，应重新仔细检查燃气部分和电路部分。
新车应进行必要的磨合，才能投入使用。
用户在使用新机时，应进行50小时试运转。
气体机冷车起动后应慢慢提高转速，不要猛然使它高速运转，也不要长时间空转。
大负荷运转后，不要立即停车，应低速空载运转5～10分钟后停车。
禁止气体机在无空气滤清器的情况下工作，防止空气未经过滤就进入气缸。
要注意观察燃气存量，及时加气。
加气时应遵守加气站的相关规定，由加气站操作人员操作。
加气时应检查燃气系统的密封性。
燃气汽车驾驶员应加强学习，尽量熟悉掌握燃气发动机的原理等相关知识。
对天然气发动机所使用的燃料，首先要求使用国家标准规定的车用天然气。
由于天然气发动机燃烧特点柴油机不同，因此要求使用天然气发动机专用机油。
天然气发动机中的减压器需用发动机的冷却液（水）对天然气进行加热，若用普通的水（硬水）作为发动机的冷却液（水），将很容易导致减压器的水腔内结满水垢和刚启动时出现“上霜”的现象。
电气系统各部件的检修必须由熟悉电气知识的人员进行。
电控系统各部件的检修必须由我公司维修站专业人员进行。
气体机发动机的油封期为一年，凡超过一年的应进行检查并采取必要的检查、检修措施。
气体机质量信息反馈：
我公司对气体发动机产品实行质量跟踪建档，用户在使用产品时请按卡片要求填写寄回我公司。
凭卡建立用户联系关系。
在维修、更换发动机零配件时须知：
气体发动机是高性能的发动机，用户在维修时请参照柴油机相关零件图册和维修手册的诸项要求进行工作，但购买有关零配件，必须采用主机厂鉴定认可的产品，以确保其性能、可靠性和寿命。
前言
潍柴系列WP10NG燃气发动机是以潍柴WP10系列柴油机为基础，通过改变燃料供给系统，增加相应的点火系统和其他装置等设计改进而成的。
随着燃气发动机技术不断发展，产品更新换代速度也在不断加快，本书中介绍内容细节可能与实物有较小的变化，请用户谅解，但不会影响用户的正常使用。
燃气发动机所使用的燃料都是高压易燃、易爆气体，在发动机安装和维修之前请仔细阅读本使用说明书中的相关内容。
“用户满意是我们的宗旨”，恳请您对本书中不妥之处予以指正。
如您在使用我们的产品时有什么建议和意见，也请及时与我们联系，我们将不胜感激。
如果您在使用我们产品时有什么问题和困难，也请及时与我们联系，我们将竭诚为您服务。
让我们精诚合作，携手并肩，共同为推动我国的清洁汽车事业发展而努力！
联系方式：
潍柴客户服务中心
电话：
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E-mail：
weichai@
网址：
WP10NG系列气体发动机型号含义
WP
10
NG
260/280/300
E3
用途符号
排放阶段代号（国Ⅲ）
发动机功率（马力）
天然气，NaturalGas
总排量10L
Weichaipower
WP10NG系列气体发动机外形图
暖风接口
废气出口
图1-1WP10NG系列发动机外形图
发动机外特性曲线
WP10NG260E30外特性曲线
WP10NG280E30外特性曲线
WP10NG300E30外特性曲线
第一章产品的技术概况
1.1气体发动机主要技术参数
项目机型
WP10NG260E30
WP10NG280E30
WP10NG300E30
型式
直列、水冷、湿缸套、增压中冷、电控单点喷射、火花塞点火、稀薄燃烧
气缸数
6
缸径/行程（mm）
126/130
排量（L）
9.726
额定功率（kW/ps）
191/260
206/280
221/300
额定转速（r/min）
2200
最大扭矩（N.m）/转速（r/min）
980/1400-1600
1060/1400-1600
1230/1400-1600
怠速（r/min）
700±50
最高转速（r/min）
2400
标准燃料
GB18047《车用压缩天然气》规定的12T
最低燃料消耗（g/kW.h）
≤195
点火顺序
1-5-3-6-2-4
冷态气门间隙（mm）
进气门0.3；排气门0.4
配气相位
（气门间隙：
进气0.3排气0.4）
进气门开上止点前34°～39°
进气门闭下止点后61°～67°
排气门开下止点前76°～81°
排气门闭上止点后26°～31°
起动方式
电起动
机油牌号
15W/40CD级以上NG专用机油
机油消耗（g/kW.h）
≤1
冷却方式
水冷强制循环
机油压力（kPa）
350～550
怠速机油压力（kPa）
≥100
排放指标
国Ⅲ（带氧化型催化器）
1米处噪声（dB（A））
<95
允许纵倾（°）
飞轮端/风扇端
短期30/30，长期10/10
允许横倾（°）
排气管侧/喷射阀侧
短期45/30，长期45/15
曲轴旋转方向（从自由端看）
顺时针
1.2附件的主要技术规格
序号
名称
项目
WP10NG系列
1
燃气/空气混合器
型式
喷嘴\喷气强制混合
2
压缩天然气电磁阀
型号
6mm直动型
型式
常闭
3
NG减压调节器
型号
NG2-8
型式
二级整体式
制造商
LANDIRENZO
4
点火系统
型式
电子控制点火
工作电压
24V
工作环境温度
-40~120℃
5
火花塞
型号
Torch2008
间隙
0.35~0.50mm
6
点火线圈
型式
笔式
7
排气净化装置
型式
氧化型催化转化器
型号
金属载体
8
水泵
型式
离心式（涡壳与正时齿轮室同体）
标定转速，r/min
3648
特点
水冷中间壳
9
机油泵
型式
齿轮式
安全阀开启压力
1550±150kPa
10
曲轴减震器
型式
硅油式
外径尺寸
Ф280
11
增压器
型号
HX40G
12
机油滤清器
型式
旋装式纸滤芯、双筒并联
13
节温器
型式
腊式、芯体组合型
开启温度
71℃±2℃开始开启，全部开启82℃
14
机油冷却器
型式
板翅式
旁通阀开启压力
600±36kPa
耐压试验压力
1500kPa
15
起动机
型号
HEF95-L24V
输出电压,V
24V
16
发电机
制造商
佩特来
电压
28V
17
风扇
型式
环形风扇
18
空气压缩机
（选用件）
型式
活塞式水冷
缸径
90
润滑方式
压力润滑
工作方式
连续工作
活塞总排量，cm
19
液压泵（选用件）
最低转速
750
最高转速
3900
流量（旋向）
16L/min
进油口螺纹
M26×1.5内螺纹
出油口螺纹
M18×1.5内螺纹
1.3发动机主要螺栓螺母扭紧力矩和扭紧方法
螺栓名称
螺栓规格
扭紧力矩（N·m）+再扭转角度（°）
允许重复使用次数
主轴承螺栓
M18-10.9
250
拧紧次序要求，见图2-1
连杆螺栓
M14×1.5
120+（90°±5°）（同时达到170~250N٠m）
0
气缸盖
拧紧次序要求见图2-2
气缸盖主螺栓
M16
200
+2×（90°±5°）
（同时达到240~340N٠m）
3
飞轮螺栓
M14×1.5
60
+2×（90°±5°）（同时达到230~280N٠m）
2
飞轮壳螺栓
M12
40
+2×（120°±5°）
（同时达到110~140N٠m）
2
机油泵惰轮轴螺栓
M10
60
凸轮轴齿轮螺栓
M8
32~36
正时惰轮轴螺栓
M10
60
N٠m+90°（同时达到100~125N٠m）
3
曲轴皮带轮压紧螺栓
M10
60
喷油器压板螺栓
M8
10~12
排气管螺栓
M10
50~70
2
摇臂座螺栓
M12
100
排气歧管螺栓
M10
15Nm+60°
空压机齿轮压紧螺母
M18×1.5
200
喷油泵齿轮压紧螺母
M24×1.5
250~300
张紧轮紧固螺栓
M16
195
火花塞
M14X1.25
（20-40）N.m
氧传感器
M18X1.25
50Nm±5Nm
水温传感器
M20X1.5
25Nm±5Nm
注：
①角码上数值为允许公差范围。
②角度值为扭紧到规定力矩后再扭转的角度。
③角度前的数值为转角的次数。
④本机上各部位所用螺栓、螺母的强度等级都有相应要求，相同规格不同强度等级的螺栓、螺母不得任意错装、调换。
不允许超过重复使用次数，否则会造成严重后果。
扭紧程序如下：
主轴承螺栓扭紧次序要求
图1-1主轴承螺栓扭紧次序
按图1-1所示顺序先扭紧50N٠m，再按顺序扭紧到250
N٠m。
气缸盖主螺栓扭紧次序要求
图1-2气缸盖主螺栓副螺母拧紧次序
扭紧程序如下：
a.将主螺栓，副螺母螺纹部位及承压面加润滑油后，扭紧到30
N٠m.
b.将主螺栓按图1-2所示顺序扭紧到200
N٠m，并在螺栓上作标记。
c.将主螺栓按图1-2所示顺序使各螺栓再扭紧90°转角，并在新位置作标记。
d.将主螺栓按图1-2所示顺序使各螺栓再扭紧90°转角，同时达到240~340N٠m.
第二章发动机主要结构和系统
2.1WP10NG系列气体发动机主要特点
1.一缸一盖，工作可靠，拆卸方便。
2.整个机体刚度高，有利于整机的可靠性及使用寿命。
3.全系列六缸直列，通用程度高，便于整车配套。
4.采用电子节气门技术，改善了发动机的驾驶性能。
5.燃料供给系统采用电控单点喷射技术保证任何工况下发动机良好的动力性、经济性和排放特性。
6.选配适合于燃气发动机特性的水冷中间壳涡轮增压器，循环水对增压器的润滑冷却机油进行冷却，可有效地防止压力轴承处机油结炭，提高了增压器的可靠性；使用增压压力电控调节技术，通过对改变增压器放气阀处的增压压力来调整增压后的进气管绝对压力达到发动机工况所需的压力值，使发动机的增压压力得到保证和合理控制，这样发动机在大部分工况的动力性就能够得到控制，可以实现低速大扭矩、高温增压压力补偿等功能。
7.采用防喘振技术，在发动机大负荷急松脚踏板时，ECM根据减速触发信号，在切断燃料供给的同时电子节气门保持一定的开度，这样就消除了因节气门关闭而引起增压器喘震的可能性，提高了增压器的可靠性和经济性。
8.采用电控高能点火系统，根据发动机转速、进气压力、进气温度等信号提供最佳点火时刻，在各工况时ECM也可以对点火提前角进行调整，来保证整机的综合性能。
9.设计了满足气体燃料特性的燃气混合系统，可有效的组织稀薄稳定燃烧，提高热效率。
10.加速加浓功能使发动机在加速工况能获得相对多一些的燃料供给，确保加速瞬态时的强劲动力及稳态工况的良好经济性。
11.进、排气门和气门座两对摩擦副选用适合燃气发动机工作特性的材料，保证其在高温下的耐磨性和良好的自润滑性。
12.最高转速控制功能，确保行车安全性。
13.采用高效的氧化型催化转化器，大大减少有害气体的排放，排放限值远远小于国Ⅲ限值，可达到国Ⅳ排放水平。
14.配套性强，ECM能够给自动变速箱提供符合SAE标准的负荷信号，具有空调怠速控制功能。
2.2发动机主要结构介绍
2.2.1机体
机体系高龙门结构，具有良好的强度和刚度。
机体有7道主轴承，第一道（从飞轮端看）装有止推片。
在机体右侧（面向飞轮端看），每缸安装一个冷却活塞用的喷嘴。
WP10NG系列气体发动机采用湿式缸套，为保证在机体上安装后的密封，在缸套下部和上部安装定位的部位分别装有两道橡胶密封圈。
缸套按内径尺寸分A组（绿色或标记A）和B组（红色或标记B）,同一台发动机必须安装同一组缸套。
维修时若标记实在不能识别，则使用A组缸套。
机体前端与正时齿轮室连接，后端与飞轮壳连接。
结合表面应涂密封胶（Loctite510）。
2.2.2曲轴、活塞连杆组件
1、曲轴：
曲轴为钢质模锻件，曲柄臂带有平衡动。
前端安装正时齿轮，过盈配合，安装正时齿轮时需将其加热到250℃，并注意对准曲轴上的定位销。
在前墙盖和轮毂之间安装曲轴前油封，安装时在密封唇上涂润滑脂。
2、飞轮：
飞轮安装在曲轴后端。
根据不同的配套用途和连接方式，有多种飞轮可以选择。
3、活塞：
活塞上安装三道活塞环，第一道为梯形环，第二道为锥形环，这两道气环安装时有方向性，活塞环上有“TOP”记号（或工厂标记）的一面向上（朝向活塞顶），第三道为带螺旋撑簧的油环。
活塞根据裙部尺寸分A组（绿色标记或标记“A”）或B组（红色标记或标记为“B”），装配时要求活塞和缸套采用同一组。
维修时若标记实在不能识别，则使用A组缸套、A组活塞。
活塞组装入缸套时应在活塞表面和缸套内表面均匀地涂上清洁机油。
4、连杆：
连杆采用模锻制造。
连杆体和连杆盖用两个连杆螺栓连接，连杆螺栓扭紧时须按转角扭紧法规范要求。
连杆螺栓只允许使用一次，不允许重复使用。
否则可能发生螺栓断裂、毁坏机器的重大事故。
连杆体和连杆盖组合加工，不能互换，在连杆体和连杆盖上有配对标记，如图2-1。
图2-1连杆
2.2.3气缸盖和配气系统
1、气缸盖:
用合金铸铁铸造，一缸一盖。
每缸有一个排气门，一个进气门，进排气道分布于两侧。
进排气门镶有气门座。
气缸盖安装到机体上时，应注意使各气缸盖的进排气法兰面在一个平面上，以确保进排气管安装后的密封。
每个气缸盖用4个M16-12.9螺栓拧紧，拧紧时均用转角扭紧法。
2、配气系统：
由配气凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂座、气门、气门弹簧及其附件组成。
2.2.4齿轮系
齿轮系的传动关系如图2-2。
图2-2传到齿轮
2.2.5润滑系统
润滑系统的功能是减磨、冲洗、冷却和防锈，机油的使用应根据产品使用说明的规定选用。
多级机油更有利于冷起动性能应优先选用。
全年使用的多级机油也仅可以在规定的温度范围内使用。
对于偶尔的低温情况可以采取措施预热机油，或者更换与环境温度相适应的机油。
机油的更换时间应根据维护保养需要确定。
●整车设计时，应注意更换润滑油和检查油面的方便性
●交付时一般未加注润滑油，车辆发动之前，应加注润滑油
●当发动机静止不动且车辆处于水平地面上时，油尺油面必须处于最大和最小标记之间
●油底壳的倾斜角度不允许超过规定值
●迄今为止尚未发现所谓的机油添加剂对气体发动机运行有任何正面作用，故禁止使用任何机油添加剂
请注意：
气体发动机只允许使用15W/40CD级以上NG专用机油！
每次换机油时同时要更换机油滤芯！
润滑系统示意图如图2-3。
图2-3润滑系统
润滑系统由集滤器、机油泵、机油冷却器、机油滤清器、限压阀等零部件组成。
集滤器是机油泵吸入口，它与机油泵进油口的连接采用O形密封圈密封，安装时应特别注意其密封性，否则机油泵吸进空气，影响供油，会造成烧瓦、机毁等大事故。
机油泵是齿轮泵。
机油由机油泵压出，进入滤座，滤座上有安全阀，开启压力为540-750kpa，当机油泵压出的机油压力超出此值时，将机油泄入油底壳。
滤座上留有压力传感器和机油冷却器接口。
机油冷却器和机油滤清器串接在滤座上。
机油从滤座进入机油冷却器，再到机油滤清器，回到滤座，然后进入主油道。
机油冷却器是板翅式的。
机油滤清器是旋装式的，一次性使用。
润滑系统中主轴承、连杆轴承、凸轮轴承、摇臂轴承、中间齿轮轴承、喷油泵、增压器、空压机等均采用压力润滑，连杆小头、齿轮系、活塞、缸套等均采用飞溅润滑。
2.3燃气系统
2.3.1燃气系统
1、气路
天然气瓶→高压电磁阀→减压器→热交换器→节温器→喷射阀→混合器
2、水路
2.1发动机出水管→增压器中间壳→减压器→发动机水箱进水口
2.2发动机出水管→热交换器→节温器→发动机水泵进水口
3、注意事项
所有管路连接之前应使用高压空气吹净管内的灰尘。
连接管路不应有折瘪、磨蹭的地方。
4、系统电源
系统采用的是24V直流电源，来自电瓶的电流分两路进入系统和发动机控制模块（ECM）：
一路是通过点火钥匙开关进入系统，它是系统工作的主电源。
另一路是通过保险丝、稳压器直接进入系统，为系统提供一个不间断的电源。
ECM也将采集系统工作电压信号，ECM根据工作电压实时的修正对执行机构的控制。
5、燃气喷射系统
系统的供气是用闭环控制单点顺序喷射系统。
“闭环控制”是指ECM根据氧传感器反馈的发动机工作时的实际空燃比信号，实时的对发动机供气进行修正和补偿，使发动机在最佳工况工作。
6、点火系统
点火系统由ECM控制点火线圈分别对各气缸对应的火花塞顺序点火。
7、故障诊断
系统进入工作状态后，ECM控制系统全部部件的工作，并实时地对其进行监测，一旦系统出现故障，“发动机故障指示灯”亮，及时提醒车辆驾驶人员。
2.3.2燃气系统主要部件功能及技术要求
1、高压切断阀（HPLO-HighPressureLockOffValve）
图2-4高压切断阀
1.1技术参数
工作电压：
20～28V
工作电流：
MAX1.25A
电阻：
26±1Ω（环境温度60～80℃时）
工作温度：
-40℃～105℃
1.2车厂自行选用的高压电磁阀应符合《QC/T674-2000汽车用压缩天然气电磁阀》要求，公称通径选用φ8.0mm。
1.3电磁阀的安装板不得与线圈导磁元件接触，以免产生磁化现象，降低电磁阀工作性能。
1.4高压切断阀必须可靠固定在底盘上。
1.5连接到高压切断阀的管路应尽可能短，如果太长，则应加装固定扣以防止管路抖动甚至共振。
1.6在连接高压管路时要注意电磁阀上标记的进、出气方向。
2、减压器
图2-5减压器
压缩天然气的压力范围是5Mpa-20MPa，天然气经过减压器后压力基本稳定在0.8MPa，并保证提供给喷射阀的燃气的压力始终与进气管压力的压力差基本恒定。
压缩天然气在被减压时需要吸收热量，因此使用发动机冷却水对减压器进行加热。
2.1技术参数
最大流量:
49.9kg/h
燃气入口工作压力:
1.72～24.8MPa
工作环境温度:
-40℃～105℃
入口燃气温度:
-40℃～40℃
冷却水温度:
-40℃～100℃
2.2减压调节器宜安装在振动较小、尽量靠近发动机的位置，与发动机间应采用柔性连接。
2.3安装位置应确保实现对调节器的常规调整、检查和维修。
2.4减压调节器应尽量远离排气系统,如果离排气系统的距离小于150mm时，应设置固定可靠的隔热装置。
2.5减压调节器采用发动机冷却液加热，其安装高度应低于散热器顶部，且宜安装在节温器以下，管路接头不得泄漏。
2.6连接到调压器的管路布置合理，没有干涉现象。
2.7平衡管需有足够的长度以防止回火，并且调压器上偏平衡管接头需固定。
2.8泄气口出口需用管子接到发动机舱外部，以满足相关国家规定。
2.9调压器燃气出口方向不能向上，并且底部不能向上，以防止燃气中的油污倒流进入调压器。
2.10调压器出口管路需能承受-80°C的低温。
调压器出口和热交换器之间的管路需有足够的弯曲以承受热膨胀。
2.11根据减压器进出水管标记连接水管，进水管温度要高于出水管温度。
3、热交换器和节温器
图2-6热交换器和节温器
在燃气大流量时由于减压器的换热能力不足，出口燃气温度会降到-20℃以下，这样会降低喷射阀的使用寿命，热交换器和节温器配合通过控制热水的流量控制天然气温度在40℃左右。
3.1技术参数
燃气流量：
0～68kg/h
燃气进气温度：
－115℃～120℃
进水温度：
－20℃～120℃
出水温度：
－40℃～120℃
最大允许进气压力：
22bar
爆破压力：
86bar
4、喷射阀（FMV-FuelMeteringValve）
图2-7喷射阀
本发动机选用8个BOSCH喷射阀（FuelMeteringValve），其中两个为一组根据ECM的信号进行工作。
技术参数
工作电压是16V-32V，每个喷射阀的峰值电流是4A，维持电流是1A；
工作环境温度：
-40℃～125℃；燃气温度：
-40℃～90℃；
FMV的安装位置合理可靠。
连接到FMV的线束和管路应保证没有干涉。
在FMV上安装有压通式单向阀以用于检测燃气压力，安装FMV时应保证便于检测燃气压力。
5、燃气滤清器
5.1车厂必须在高压管路上安装燃气滤清器，过滤效率为至少能滤除95％的0.3-0.6微米的微粒。
5.2燃气滤清器安装位置必须便于检修、清洗和更换。
6、混合器
天然气从喷射阀（FMV）进到混合器，经过喉管与中冷后的空气混合进入气缸，本发动机使用的喉管可以拆卸
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