CT發(fā)動(dòng)機(jī)概要CT發(fā)動(dòng)機(jī)概要

介紹卡特彼勒電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)及簡(jiǎn)單應(yīng)用Caterpillar

EngineTraining隨著中國(guó)政府對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視,各種發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)紛紛出臺(tái)。最新的環(huán)保法規(guī)要求油田用修井機(jī)和車裝鉆機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)必須于2004年9月1日前滿足歐II標(biāo)準(zhǔn)。Welcome

!卡特彼勒工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展歷程卡特電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展歷程1931年,卡特彼勒第1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)；1969年,第4代產(chǎn)品3300、3400、3500系列；1987年,電控3176發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)世；3412peec等；1998年,卡特彼勒C系列全電噴產(chǎn)品ECM是卡特彼勒電控發(fā)動(dòng)機(jī)的大腦,獨(dú)立安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上,通過(guò)一對(duì)微處理器向發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出準(zhǔn)確的指令,以保障最佳的相應(yīng)性和可靠性。發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)源源不斷的傳輸給ECM,ECM則根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行,比如調(diào)速、調(diào)整噴油定時(shí)和空然比。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間、燃油消耗量和其他運(yùn)行數(shù)據(jù)都可以在ECM中記載下來(lái),并允許用戶將數(shù)據(jù)下載到電腦,進(jìn)行詳細(xì)的分析。發(fā)動(dòng)機(jī)控制軟件存儲(chǔ)在閃存芯片中,這樣不同功率的發(fā)動(dòng)機(jī)就不需要在單獨(dú)安裝記憶條。內(nèi)置式診斷系統(tǒng)有助于查明發(fā)動(dòng)機(jī)故障并簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能分析。HEUI外觀,裝備在在3126B及C9發(fā)動(dòng)機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)電子控制單體噴油器MEUI的動(dòng)力由凸輪提供。機(jī)械執(zhí)行電子控制單體噴油器M電子控制.機(jī)械執(zhí)行單體噴油器.每缸有一個(gè)噴油器.噴油器的電磁閥控制噴射的燃油量.而電控器則給每缸的噴油器的電磁閥發(fā)送信號(hào).從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)完全控制燃油噴射-----ECM通過(guò)改變輸送給電磁閥的信號(hào)來(lái)控制噴射的油量.ECM給電磁閥輸送一個(gè)高的電壓信號(hào)使電磁閥吸合.通過(guò)控制正時(shí)和電壓信號(hào)的持續(xù)時(shí)間,ECM就可以控制噴油正時(shí)和噴射的油量噴油正時(shí)由三個(gè)因素決定:轉(zhuǎn)速.負(fù)荷和其它運(yùn)作條件.ECM能根據(jù)速度正時(shí)傳感器提供的信號(hào)判斷一缸上止點(diǎn)的位置.ECM根據(jù)上止點(diǎn)的位置來(lái)決定什么時(shí)候開(kāi)始噴油,在理想時(shí)刻給噴油器提供電壓信號(hào)M電噴發(fā)動(dòng)機(jī)所具備的優(yōu)點(diǎn)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)更佳的排放特性燃油經(jīng)濟(jì)型更優(yōu)化的動(dòng)力簡(jiǎn)便的維修保養(yǎng)更靈活可靠發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩限制功能可以在ECM中設(shè)定,以保護(hù)機(jī)器。油田發(fā)動(dòng)機(jī)選擇及卡特彼勒功率定義選擇功率和扭矩根據(jù)過(guò)去使用的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)驗(yàn)。理論計(jì)算功率和扭矩的需求。實(shí)際測(cè)量負(fù)載對(duì)功率和扭矩的要求。選擇最佳的扭矩儲(chǔ)備（扭矩提升）通過(guò)SRR,對(duì)于不要求排放證書(shū)的發(fā)動(dòng)機(jī),修改標(biāo)準(zhǔn)的扭矩曲線以滿足OEM廠的要求是可能的。過(guò)高的扭矩可能對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)負(fù)面影響,對(duì)于一些應(yīng)用如離心式風(fēng)機(jī)和水泵,扭矩提升沒(méi)有意義,可考慮采用發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩限制功能?？ㄌ乇死瞻l(fā)動(dòng)機(jī)功率定義,這里的功率指標(biāo)準(zhǔn)配置下發(fā)動(dòng)機(jī)的最高輸出功率,標(biāo)準(zhǔn)配置指潤(rùn)滑油、燃油、缸套水水泵。油田發(fā)動(dòng)機(jī)選擇及卡特彼勒功率定義卡特彼勒功率定義根據(jù)SAE1995，公差為+/-3%，標(biāo)定到進(jìn)氣溫度50%有效。SAE1995:氣壓99KPA，氣溫25C，30%相對(duì)濕度。采用API35#柴油，其低熱值為42,780KJ/KG（29C），比重為838.9G/L?？ㄌ乇死展嫉陌匆陨蠗l件折算的功率數(shù)值與按ISO3046-2&8665&2288&9249&1585,EEC80/1269和DIN70020標(biāo)準(zhǔn)折算的功率數(shù)值一致?？ㄌ乇死崭鶕?jù)工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工作狀況對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求,細(xì)分為5種功率。油田發(fā)動(dòng)機(jī)選擇及卡特彼勒功率定義卡特彼勒油田“A”功率連續(xù)功率卡特彼勒油田“B”功率泥漿泵功率卡特彼勒油田“C”功率修井機(jī)功率卡特彼勒油田“D”功率水泥車功率卡特彼勒油田“E”功率壓裂車功率卡特彼勒油田“A”功率–連續(xù)功率-發(fā)動(dòng)機(jī)不停頓的滿負(fù)荷、全速運(yùn)行，沒(méi)有負(fù)載變化。-整個(gè)工作循環(huán)均為滿負(fù)荷運(yùn)行。-典型運(yùn)用:管道輸送泵、修井?dāng)嚢柢嚨扔吞锇l(fā)動(dòng)機(jī)選擇及卡特彼勒功率定義卡特彼勒油田“A”功率定義100%滿負(fù)載、持續(xù)時(shí)間。如:管道輸送泵、修井?dāng)嚢柢嚨取?0080%額定負(fù)載604020024小時(shí)hr.卡特彼勒油田“B”功率–泥漿泵功率-發(fā)動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)速循環(huán)變化。-發(fā)動(dòng)機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)整個(gè)工作循環(huán)的80%。-典型運(yùn)用:–機(jī)械鉆機(jī)/泥漿泵、獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)、修井混合車、水泥車等。油田發(fā)動(dòng)機(jī)選擇及卡特彼勒功率定義60卡特彼勒油田“B”功率定義滿負(fù)載時(shí)間不超過(guò)80%、負(fù)載周期性變化。如:泥漿泵/機(jī)械鉆機(jī)、獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)、修井混合車、水泥車等。10080402002

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24小時(shí)hr.%額定負(fù)載卡特彼勒油田“C”功率–修井機(jī)功率-運(yùn)行時(shí)功率或轉(zhuǎn)速周期性變化。前1小時(shí)輸出的穩(wěn)定馬力和轉(zhuǎn)速均為最大值，而隨后的1小時(shí)其輸出馬力和轉(zhuǎn)速則為A標(biāo)定功率或不到A標(biāo)定功率。-滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)整個(gè)工作循環(huán)的50%。-典型運(yùn)用:非公路卡車、消防泵、鑿巖機(jī)、油田絞車、注氮車、修井封井車、水泥車電鉆機(jī)（常用功率）等。油田發(fā)動(dòng)機(jī)選擇及卡特彼勒功率定義60卡特彼勒油田“C”功率定義 滿負(fù)載時(shí)間不超過(guò)50%、負(fù)載周期性變化（1小時(shí)滿載運(yùn)行后在“A”功率或以下負(fù)載下運(yùn)行1小時(shí)）。 如:修井機(jī)、非公路卡車、消防泵、鑿巖機(jī)、油田絞車、注氮車、修井封井車、水泥車等。10080402002

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24小時(shí)hr.%額定負(fù)載卡特彼勒油田“D”功率–水泥車功率-運(yùn)行時(shí)周期性達(dá)到額定功率，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大馬力和專屬最長(zhǎng)能不間斷的維持30分鐘，隨后1小時(shí)輸出C標(biāo)定功率。-典型運(yùn)用:–海洋平臺(tái)吊車、消防泵、鑿巖機(jī)、螺旋管機(jī)、平臺(tái)水泥車等油田發(fā)動(dòng)機(jī)選擇及卡特彼勒功率定義60卡特彼勒油田“D”功率定義 滿負(fù)載用作滿足周期性過(guò)載，時(shí)間不超過(guò)10%（半小時(shí)滿載后在“C”或以下功率負(fù)載下運(yùn)行1小時(shí)）。 如:平臺(tái)水泥車、海洋平臺(tái)吊車、消防泵、鑿巖機(jī)、螺旋管機(jī)等。10080402002

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24小時(shí)hr.%額定負(fù)載卡特彼勒油田“E”功率–壓裂車功率-標(biāo)定功率用于短時(shí)間起動(dòng)或瞬時(shí)過(guò)載。在標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力源不可用時(shí)緊急啟用。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出馬力和轉(zhuǎn)速最長(zhǎng)能不間斷的維持15分鐘，隨后1小時(shí)為C標(biāo)定功率或緊急狀況輸出功率。-滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間不超過(guò)整個(gè)工作循環(huán)的5%。-典型運(yùn)用:壓裂車、注酸車等油田發(fā)動(dòng)機(jī)選擇及卡特彼勒功率定義60卡特彼勒油田“E”功率定義 滿負(fù)載用作滿足瞬間過(guò)載，時(shí)間不超過(guò)5%（15分鐘滿載后在“C”或以下功率負(fù)載下運(yùn)行1小時(shí)）。如:壓裂車、注酸車等。10080402002

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24小時(shí)hr.%額定負(fù)載典型的卡特彼勒電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的功率配置。卡特彼勒電噴發(fā)動(dòng)機(jī)系列卡特彼勒為了統(tǒng)一整個(gè)系統(tǒng)工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)而采用新的命名方式,分為兩種方式。對(duì)于3406以下的機(jī)型的替代產(chǎn)品采用如上的命名。工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)意義代表卡特彼勒排量卡特彼勒電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)特點(diǎn),卡特彼勒電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)OEM接口具有很大的共性方便的發(fā)動(dòng)機(jī)配置設(shè)定可編程發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)ECM的自診斷與故障代碼高速反應(yīng)的電子調(diào)速針對(duì)負(fù)載特點(diǎn)的扭矩特性優(yōu)化環(huán)境因素的自動(dòng)補(bǔ)償與調(diào)節(jié)基于總線的遠(yuǎn)程通訊數(shù)字儀表與電子監(jiān)測(cè)通過(guò)芯片“刷新”方便實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級(jí)卡特彼勒發(fā)動(dòng)機(jī)的保護(hù)設(shè)置分為三種:報(bào)警、降功率、停車。ECM根據(jù)收集到的各個(gè)傳感器的參數(shù)，根據(jù)情況的不同，自動(dòng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行等級(jí)保護(hù)，并向用戶報(bào)警。方便的發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)設(shè)置 發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)警、降功率、停車可以根據(jù)用戶要求設(shè)置允許改編設(shè)置點(diǎn)（在許可范圍內(nèi)）允許改編延遲時(shí)間（在許可范圍內(nèi)） 允許對(duì)某特定的報(bào)警、降功率或停車選擇“開(kāi)”或“關(guān)” 對(duì)于原廠鎖定的參數(shù),可以申請(qǐng)工廠密碼進(jìn)行修改以發(fā)動(dòng)機(jī)水溫為例,演示有關(guān)報(bào)警、降功率、停車保護(hù)事件的發(fā)動(dòng)機(jī)的反應(yīng)；圖示為發(fā)動(dòng)機(jī)高水溫報(bào)警事件。方便的發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)設(shè)置報(bào)警燈將持續(xù)亮 以“高水溫報(bào)警”事件為例,報(bào)警故障將被作為一個(gè)“事件（EVENTS）”記錄在發(fā)動(dòng)機(jī)ECM中。 CatET將在狀態(tài)欄中顯示“高水溫報(bào)警”當(dāng)一個(gè)報(bào)警事件發(fā)生時(shí):102

C100

C內(nèi)設(shè)的緩沖區(qū)報(bào)警觸發(fā)點(diǎn)報(bào)警消除點(diǎn)圖示為發(fā)動(dòng)機(jī)將功率報(bào)警事件。方便的發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)設(shè)置報(bào)警燈將閃爍 以“高水溫降功率”為例,一個(gè)“高水溫降功率”事件將被記錄在發(fā)動(dòng)機(jī)ECM中。 CatET將在狀態(tài)欄中顯示“高水溫降功率”。 發(fā)動(dòng)機(jī)將每秒降低1%的額定功率,直到降功率25%。當(dāng)一個(gè)降功率事件發(fā)生時(shí):105

C報(bào)警觸發(fā)點(diǎn)報(bào)警消除點(diǎn)

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C內(nèi)設(shè)的緩沖區(qū)530秒100%75%圖示為發(fā)動(dòng)機(jī)停車事件方便的發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)設(shè)置報(bào)警等將持續(xù)亮 以“高水溫停車”為例,一個(gè)“高水溫停車”事件將被記錄在發(fā)動(dòng)機(jī)ECM中。 ET將在狀態(tài)欄中顯示“高水溫停車”。噴油器停止工作,發(fā)動(dòng)機(jī)停車。 鑰匙開(kāi)關(guān)必須復(fù)位一次使噴油器能重新工作。當(dāng)一個(gè)停車事件發(fā)生時(shí):107

C內(nèi)設(shè)緩沖區(qū)105

C停車觸發(fā)點(diǎn)停車消除點(diǎn)ECM自診斷與故障代碼如果傳感器或線路短路或開(kāi)路:報(bào)警燈亮、故障燈閃（輸出故障代碼）。ECM同時(shí)記錄激活的故障和存檔的故障。 對(duì)溫度和壓力傳感器，錯(cuò)誤的數(shù)值不觸發(fā)保護(hù)系統(tǒng)（采用默認(rèn)數(shù)值），發(fā)動(dòng)機(jī)工作受影響但不停車，轉(zhuǎn)速和功率受到限制。要求馬上安排維修。對(duì)轉(zhuǎn)速及正時(shí)傳感器，只有當(dāng)主/輔傳感器都出故障時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)才停車。對(duì)油門(mén)位置傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)在低怠速下運(yùn)行。 對(duì)HEUI發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓觸動(dòng)控制閥，當(dāng)信號(hào)線對(duì)地短路時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)將停車，其他線故障使發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。如果傳感器或線路臨時(shí)故障:ECM只記錄存檔的故障。ECM對(duì)所有傳感器進(jìn)行自診斷:FRC

FUEL

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AIRRATIO

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空燃比控制電子發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速中冷器溫度發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速扭矩正時(shí)標(biāo)定數(shù)字補(bǔ)償代碼

在冷態(tài)模式下受水套水溫度影響噴油時(shí)間取決于: ?噴油量取決于:–實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的差異 但不超過(guò)FRC限定、燃油限定、海拔降功率限定、功率限制或發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)系統(tǒng)限制值的最低值。精確控制噴油時(shí)間與噴油量額定燃油限定FRC限定電子發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速轉(zhuǎn)速設(shè)定額定轉(zhuǎn)速、低怠速、中間轉(zhuǎn)速通過(guò)ET在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)配置中設(shè)置轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)各種油門(mén)位置傳感器提供PWM脈寬調(diào)制信號(hào)直接燃油控制,用工廠密碼進(jìn)行修改PTO轉(zhuǎn)速控制提速率（加速率）通過(guò)ET在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)配置中設(shè)置PTO轉(zhuǎn)速控制PTO提速/減速開(kāi)關(guān)通過(guò)ET在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)配置中設(shè)置提供多種轉(zhuǎn)速控制方式。選擇何種方式主要有OEM廠的習(xí)慣、技術(shù)要求或客戶要求決定。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制如果要求傳統(tǒng)的全程調(diào)速:拉桿式油門(mén)位置傳感器（TPS）旋鈕式油門(mén)位置傳感器（TPS）踏板安裝式油門(mén)位置傳感器（TPS）控制按鈕（PTO轉(zhuǎn)速）綜合油門(mén)位置傳感器（TPS）和控制按鈕（PTO）根據(jù)環(huán)境溫度、大氣壓力變化,ECM自動(dòng)調(diào)整噴油量,滿足功率要求自動(dòng)環(huán)境因素補(bǔ)償與調(diào)節(jié)環(huán)境溫度補(bǔ)償自動(dòng)高溫降功率海拔高度補(bǔ)償自動(dòng)高海拔降功率完整的EMS監(jiān)控系統(tǒng)由主顯單元、四合一儀表盤(pán)、轉(zhuǎn)速表三