ICS23.060.99

CCSE20

團體標準

T/CIECEIA/CAMSXXXX—XXXX

大功率發(fā)動機低壓天然氣噴射閥技術(shù)條件

Technicalrequirementsforlow-pressurenaturalgasinjectionvalveforengine

(征求意見稿)

（在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上）

202x－xx－xx發(fā)布202x－xx－xx實施

中國內(nèi)燃機工業(yè)協(xié)會

發(fā)布

中國機械工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會

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大功率發(fā)動機低壓天然氣噴射閥技術(shù)條件

1范圍

本文件規(guī)定了大功率發(fā)動機低壓天然氣噴射閥的術(shù)語和定義、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標

志、包裝、運輸和貯存等要求。

本文件適用于低、中、高速天然氣或雙燃料發(fā)動機低壓天然氣噴射閥的制造和驗收。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T17820-2018天然氣

GB/T21465-2008閥門術(shù)語

GB/T3836.1—2010爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求

JB/T7352-2010工業(yè)過程控制系統(tǒng)用電磁閥

JB/T11792-2014中大功率燃氣發(fā)動機技術(shù)條件

CCS鋼制海船入級規(guī)范

CCS船舶應(yīng)用天然氣燃料規(guī)范

3術(shù)語和定義

3.1

天然氣噴射閥Gasfuelinjection（admission）valve

系指發(fā)動機上，可根據(jù)氣缸實際的氣體燃料需要控制氣缸燃氣供應(yīng)的閥或噴嘴。

3.2

最大工作壓差maximumdifferentialpressure

噴射閥在正常工作條件下的工作壓力與工作背壓的最大壓差。

3.3

全開流量fullopenflowrate

天然氣噴射閥在閥板完全打開時的單位時間質(zhì)量流量。

3.4

單次噴射量singleinjectionmass

天然氣噴射閥在單次噴射過程中噴射的燃氣質(zhì)量。

3.5

開啟響應(yīng)時間openresponse

天然氣噴射閥從接收到噴射開啟信號到完全打開所需要的時間。

3.6

關(guān)閉響應(yīng)時間closeresponse

1

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天然氣噴射閥從接收到噴射結(jié)束信號到完全關(guān)閉所需要的時間。

3.7

逆火壓差backfirepressurespike

天然氣噴射閥保持關(guān)閉條件下允許工作背壓高于工作壓力的最大壓差。

3.8

內(nèi)部泄漏innerleakage

天然氣噴射閥完全關(guān)閉時在標準條件下（天燃氣入口壓力5bar、壓差1.5bar、溫度25℃）由噴射閥

出口泄漏出的天然氣流量。

4要求

4.1接口

4.1.1機械接口

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥接口尺寸及重量應(yīng)符合用戶使用的接口需求，包括外形尺寸、與機體安裝

接口尺寸、天然氣供給管路接口尺寸等。

4.1.2電氣接口

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥的電阻、電感應(yīng)按制造廠商與用戶協(xié)商確定。

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥需確定額定供電電壓大小，直流供電電壓允差為額定值的±10%。

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥需確定在規(guī)定的壓力條件下對驅(qū)動電流的描述，應(yīng)至少包括Peak電流大小、

Peak持續(xù)期、Hold電流大小、Hold持續(xù)期（與工況相關(guān)）。

圖1噴射閥驅(qū)動電流示意圖

4.2密封性

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥除噴射出口外的各密封處應(yīng)密封良好，不得有向閥外漏氣現(xiàn)象。

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥在額定壓力下的最大內(nèi)部泄漏不應(yīng)超過噴射閥自身全開流量的0.5%，允許

按制造廠與用戶協(xié)議規(guī)定該比例或泄漏量數(shù)值。

4.3適用壓力與壓差

4.3.1耐壓

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥需確保在1.5倍最大工作壓力下耐壓性能良好，噴射閥各處不得有裂紋、

損傷等壓力破壞現(xiàn)象。

4.3.2工作壓差

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥最大工作壓差應(yīng)≥2bar。

2

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為保證噴射閥的使用壽命，制造廠商應(yīng)提供噴射閥允許長期使用的額定壓差。

4.3.3逆火壓差

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥需確保在0.5bar的逆火壓差下保持關(guān)閉，不會異常打開或者對噴射閥內(nèi)部

零件產(chǎn)生損壞。

4.4全開流量

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥標定工況全開流量測試結(jié)果與匹配發(fā)動機要求的全開流量偏差應(yīng)≤±10%，

允許按制造廠商與用戶協(xié)議規(guī)定執(zhí)行。

4.5單次噴射量

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥標定工況單次噴射量測試結(jié)果與匹配發(fā)動機要求的標定單次噴射量偏差

應(yīng)≤7%，允許按制造廠商與用戶協(xié)議規(guī)定執(zhí)行。

4.6單次噴射量重復(fù)性

在額定工況下，發(fā)動機低壓天然氣噴射閥單次噴射量重復(fù)性相對標準差應(yīng)不超過3%，允許按制造廠

商與用戶協(xié)議規(guī)定執(zhí)行。

4.7單次噴射量一致性

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥額定流量的一致性偏差應(yīng)滿足如下要求：

在匹配發(fā)動機的一組天燃氣噴射閥中，發(fā)動機低壓天然氣噴射閥的額定最大單次噴射量和最

Qmax

小單次噴射量值對該組平均單次噴射量值的噴氣量偏差應(yīng)符合表的要求，單次噴射量一致性偏

QminQm1

差按公式（1）計算：

()QQ/maxmin2

……………n100……………（1）

Qi/n

i1

式中：

——同組天然氣噴射閥的單次噴射量一致性偏差，±％；

——同組天然氣噴射閥中最大單次噴射量，單位為毫克（）；

Qmaxmg

——同組天然氣噴射閥中最小單次噴射量，單位為毫克（）；

Qminmg

——同組天然氣噴射閥中第i支單次噴射量，單位為毫克（）；

Qimg

n——同組中天然氣噴射閥總數(shù)量，單位為個。

表1每個天然氣噴射閥各工況點單次噴射量一致性允許偏差

序號工況點（壓力、壓差MPa/脈寬ms或名義額定流量g/s）單次噴射量偏差

1額定點±5％

2怠速點±20％

1）需要增加檢測點時由制造廠商與發(fā)動機主機廠協(xié)商確定。

2）壓力(bar)、壓差(bar)/[脈寬(ms)或名義噴氣量(mg)]為與發(fā)動機工況點匹配的壓力、壓差和額定

流量。

3）該項額定流量偏差按照計算。

Qmax（或Qmin）Qm

多缸發(fā)動機低壓天然氣噴射閥允許控制系統(tǒng)對各缸天然氣噴射閥的噴氣量作補充校正。

4.8響應(yīng)時間

3

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發(fā)動機低壓天然氣噴射閥應(yīng)在規(guī)定的壓力條件下，測定響應(yīng)時間應(yīng)滿足表2要求，其允許的最大響

應(yīng)時間（開啟或關(guān)閉）以及采用非額定供電電壓或驅(qū)動電流導(dǎo)致的響應(yīng)時間差異可由制造廠與用戶協(xié)商

確定。

表2低壓天然氣噴射閥允許響應(yīng)時間

噴射閥應(yīng)用發(fā)動機的單

最大開啟響應(yīng)時間/ms最大關(guān)閉響應(yīng)時間/ms

缸功率/kW

0～20022

200～50033

＞50055

4.9可靠性

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥在正常使用的條件下的壽命應(yīng)滿足動作次數(shù)≥1.2×108次，其動作可以連

續(xù)或者間斷進行，在累積達到規(guī)定動作次數(shù)后，其密封性與全開流量仍應(yīng)符合4.2、4.4要求，該可靠性

要求可由用戶和制造廠商協(xié)商確定。

4.10環(huán)境適應(yīng)性

4.10.1使用條件

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥應(yīng)能滿足制造廠商與用戶約定好的使用條件，包括但不限于振動、鹽霧、

儲存溫度、使用溫度等。

4.10.2耐腐蝕性

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥與天然氣直接接觸部分的材料應(yīng)能抗天然氣腐蝕和應(yīng)力腐蝕。

4.10.3防爆性

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥的防爆性應(yīng)滿足GB/T3836.1以及其相對應(yīng)防爆類型的相關(guān)要求，防爆標

志允許用戶和制造廠商協(xié)商確定。

4.10.4電磁兼容性

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥應(yīng)能夠在電磁環(huán)境中能正常工作且不對環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的

電磁干擾。

4.11外觀質(zhì)量

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥結(jié)構(gòu)與外觀應(yīng)滿足以下要求：

a）裝配應(yīng)完整，商標應(yīng)清晰，外觀不得有磕傷、變形等缺陷；

b）有防銹要求的零部件，其外表面應(yīng)進行防腐涂層或防護處理；

c）天然氣噴射閥與發(fā)動機燃氣供給系統(tǒng)的過濾結(jié)構(gòu)需匹配，應(yīng)保證清潔。

5試驗方法

5.1試驗條件與一般規(guī)定

5.1.1測量設(shè)備

測試設(shè)備應(yīng)包括測試氣體氣源、減壓閥、質(zhì)量流量計、氣軌、測試容器、壓力傳感器、溫度傳感器、

電流卡鉗、電荷放大器、示波器、高速信號采集卡、CAN卡、上位機PC、燃氣閥控制系統(tǒng)。

所有測量設(shè)備的校準應(yīng)該可溯源到國家基準并滿足下表3條件，測量中所用重要零件標準滿足下表4

條件，具體可按制造廠商與用戶協(xié)商確定。

4

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表3測量設(shè)備校準標準

序號測量設(shè)備精度

1電流卡鉗讀數(shù)的±2%或驅(qū)動電流最大值的±1%，取大值

2壓力傳感器讀數(shù)的±2%或所測壓力最大值的±1%，取大值

3溫度傳感器讀數(shù)的±2.5%或所測壓力最大值的±1.5%，取大值

4質(zhì)量流量計噴射閥最大值的2%

表4重要零件標準

序號名稱標準

壓力氣源需滿足測試系統(tǒng)壓力需求，測試氣體應(yīng)符合

1壓力氣源

GB/T-17820-2012技術(shù)要求

2減壓閥減壓閥量程為最大噴氣壓力的1.2~1.5倍

3鋼制氣管鋼制氣管尺寸應(yīng)滿足流量測試需求，長度不長于80cm

4供電電源供電電源24V、220V

5.1.2試驗介質(zhì)

試驗用氣應(yīng)符合GB/T17820—2012規(guī)定的天然氣或空氣。

5.1.3試驗條件

試驗臺供氣溫度為0℃～60℃。

環(huán)境溫度：20℃～30℃。

相對濕度：40%～80%。

大氣壓力：86kPa～106kPa。

注：在試驗期間，允許的溫度變化每小時不超過1℃。

5.1.4清潔度要求

試驗臺及天然氣噴射閥清潔度應(yīng)滿足要求，裝配過程注意保持清潔，避免雜質(zhì)污物進入精濾后天然

氣管路，試驗氣體最后一級過濾精度通常為5μm。

5.1.5標準壓力氣源

在整個量程范圍內(nèi)的壓力輸出應(yīng)連續(xù)可調(diào),壓力輸出也可以采用階躍式調(diào)節(jié),但階躍的方式必須保

證被試傳感器在試驗過程中不因過沖和擾動而引起遲滯誤差。

5.2電氣接口測試

5.2.1電氣參數(shù)測試

使用電阻與電感測試儀測試噴射閥的電阻與電感，其大小應(yīng)不超過制造廠商與用戶協(xié)商允許的最大

電阻與電感。

5.2.2驅(qū)動電流與最大工作壓差測試

在試驗臺上，將電流卡鉗連接燃氣噴射閥接線端和示波器，設(shè)定噴射閥驅(qū)動電流為額定驅(qū)動電流，

將噴射壓差調(diào)節(jié)為最大工作壓差，觀察額定驅(qū)動電流條件下燃氣噴射閥應(yīng)能完成正常動作，運行5分鐘，

觀察示波器處驅(qū)動電流不應(yīng)發(fā)生改變。

5

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5.3耐壓與密封試驗

在試驗臺上，發(fā)動機低壓天然氣噴射閥設(shè)定壓力為1.5倍額定壓力的條件下，觀察發(fā)動機低壓天然

氣噴射閥各處不得有裂紋，各密封處應(yīng)密封良好，不得有向閥外漏氣現(xiàn)象（單獨開展密封試驗時可采用

額定壓力）、不得出現(xiàn)壓力破壞現(xiàn)象，驗證各部件的耐壓性能。

5.4內(nèi)部泄漏量試驗

在試驗臺上，燃氣壓力為額定工況壓力，讓天然氣噴射閥處于關(guān)閉狀態(tài)，計量內(nèi)部泄漏量不應(yīng)超過

噴射閥額定工況下全開流量的0.5%，或者其他用戶和制造廠商協(xié)議規(guī)定比例或泄漏量數(shù)值。

5.5逆火壓差試驗

在試驗臺上，發(fā)動機低壓天然氣噴射閥設(shè)定在0.5bar逆火壓差條件下，觀察發(fā)動機低壓天然氣噴射

閥功能無異常，不得異常開啟，恢復(fù)正常工作壓差后各項性能滿足出廠檢驗要求。。

5.6全開流量試驗

在試驗臺上，使用驅(qū)動電流將噴射閥完全打開后維持hold電流，將噴射閥處于完全開啟狀態(tài)，使用

壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)工作壓差，使用流量計計量不同工作壓差下的全開流量，全開流量的測試結(jié)果應(yīng)滿足4.4

節(jié)規(guī)定要求。

5.7單次噴射量試驗

5.7.1單次噴射量試驗

單次噴射量通過單次噴射量測量裝置測量，具體方法為：將噴射閥通過閥座密封安裝在密封容器內(nèi)

部，噴射閥電氣部分暴露于外部環(huán)境與發(fā)動機低壓噴射閥控制系統(tǒng)連接，推薦采用高精度科氏質(zhì)量流量

計作為流量計量裝置，在質(zhì)量流量計上游放置穩(wěn)壓氣室，使氣體先進入穩(wěn)壓氣室進行緩沖，防止噴氣過

程過快導(dǎo)致質(zhì)量流量計測試誤差。設(shè)置額定驅(qū)動電流與噴射頻率進行噴射，取60次測試結(jié)果的平均值作

為單次噴射量試驗測試結(jié)果，測試結(jié)果應(yīng)滿足4.5節(jié)規(guī)定要求。

5.7.2單次噴射量重復(fù)性

在試驗臺上，使用單次噴射量測量裝置，多次測量標定工況下的單個燃氣噴射閥的單次噴射量，計

算噴氣量重復(fù)性相對標準差，測試結(jié)果應(yīng)滿足4.6節(jié)規(guī)定要求。

5.7.3單次噴射量一致性

在試驗臺上，使用單次噴射量測量裝置，測量怠速工況與標定工況下的多個燃氣噴射閥的單次噴射

量，計算噴氣量一致性標準差，測試結(jié)果應(yīng)滿足4.7節(jié)規(guī)定要求。

5.8響應(yīng)時間測試

在試驗臺上，設(shè)定噴射閥驅(qū)動電流為額定供電電壓，額定驅(qū)動電流，將工作壓差調(diào)節(jié)為發(fā)動機低壓

天然氣噴射閥額定工作壓差，使用電流卡鉗捕捉驅(qū)動電流波形，使用位移傳感器捕捉噴射閥運動位移曲

線信號，將兩者信號波形通過示波器捕捉并從中讀取開啟響應(yīng)與關(guān)閉響應(yīng)時間，響應(yīng)時間的長短應(yīng)滿足

4.8節(jié)規(guī)定要求。

5.9可靠性測試

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥可靠性考核通過平臺可靠性試驗或配機臺架可靠性試驗進行，噴射閥應(yīng)在

額定工作壓差進行，允許壓力波動±20%，設(shè)定噴射閥驅(qū)動電流為額定驅(qū)動電流，電磁閥開閉次數(shù)由計

數(shù)器計數(shù)或者通過時間換算，達到1.2×108次后（或與用戶商定的其他動作次數(shù)），按4.2、4.4要求測

試其密封性與全開流量并予以評定，評定方法允許與用戶商定的有關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定進行。

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥可靠性測試期間，閥體電磁線圈溫度不得過高，表面溫度應(yīng)滿足噴射閥對

應(yīng)的防爆標志要求。

6

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5.10環(huán)境適應(yīng)性

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥應(yīng)提供能滿足制造廠商與用戶約定使用條件的相關(guān)合格證或者報告，包括

振動、鹽霧、儲存溫度、使用溫度、耐腐蝕、防爆、電磁兼容性，以及制造廠商與用戶協(xié)議規(guī)定其他證

明材料。

5.11外觀質(zhì)量與機械接口

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥外觀質(zhì)量采用目視、手摸的方法進行檢驗。

應(yīng)用相應(yīng)等級精度的量具檢查發(fā)動機低壓天然氣噴射閥尺寸，各尺寸均應(yīng)符合用戶使用的需求，包

括外形尺寸、與機體安裝接口尺寸、天然氣供給管路接口尺寸等。

6檢驗規(guī)則

6.1檢驗分類

本文件規(guī)定的檢驗分類如下：

a）型式檢驗；

b）出廠檢驗。

6.2型式檢驗

6.2.1檢驗時機

凡屬下列情況之一者，應(yīng)進行型式檢驗：

a）新產(chǎn)品試制、定型或鑒定；

b）轉(zhuǎn)產(chǎn)生產(chǎn)的首制產(chǎn)品；

c）因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料或工藝有較大改變，且可能影響低壓天然氣噴射閥性能；

d）產(chǎn)品停產(chǎn)后恢復(fù)生產(chǎn)。

6.2.2檢驗項目

發(fā)動機低壓天然氣噴射閥型式檢驗和出廠檢驗項目及順序按表5的規(guī)定。

表5檢驗項目和順序

序號檢驗項目型式檢驗出廠檢驗要求章節(jié)號檢驗方法章節(jié)號

1接口●●4.15.2

2密封性●●4.25.3

3內(nèi)部泄漏量●●4.25.4

4耐壓性●—4.3.15.3

5最大工作壓差●●4.3.25.2

6逆火壓差試驗●—4.3.35.5

7全開流量●●4.45.6

8單次噴射量●—4.55.7

9單次噴射量重復(fù)性●—4.65.7

10單次噴射量一致性●●4.75.7

11響應(yīng)時間●—4.85.8

12可靠性●—4.95.9

13環(huán)境適應(yīng)性●—4.105.10

7

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序號檢驗項目型式檢驗出廠檢驗要求章節(jié)號檢驗方法章節(jié)號

14外觀質(zhì)量