CT發(fā)動機概要CT發(fā)動機概要

介紹卡特彼勒電噴發(fā)動機的基本知識及簡單應用Caterpillar

EngineTraining隨著中國政府對環(huán)境保護的日益重視,各種發(fā)動機排放法規(guī)紛紛出臺。最新的環(huán)保法規(guī)要求油田用修井機和車裝鉆機的發(fā)動機必須于2004年9月1日前滿足歐II標準。Welcome

!卡特彼勒工業(yè)發(fā)動機的發(fā)展歷程卡特電噴發(fā)動機的發(fā)展歷程1931年,卡特彼勒第1臺發(fā)動機生產(chǎn)；1969年,第4代產(chǎn)品3300、3400、3500系列；1987年,電控3176發(fā)動機問世；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)動機的大腦,獨立安裝在發(fā)動機上,通過一對微處理器向發(fā)動機發(fā)出準確的指令,以保障最佳的相應性和可靠性。發(fā)動機傳感器將發(fā)動機運行數(shù)據(jù)源源不斷的傳輸給ECM,ECM則根據(jù)這些數(shù)據(jù)來調(diào)整發(fā)動機運行,比如調(diào)速、調(diào)整噴油定時和空然比。發(fā)動機運行時間、燃油消耗量和其他運行數(shù)據(jù)都可以在ECM中記載下來,并允許用戶將數(shù)據(jù)下載到電腦,進行詳細的分析。發(fā)動機控制軟件存儲在閃存芯片中,這樣不同功率的發(fā)動機就不需要在單獨安裝記憶條。內(nèi)置式診斷系統(tǒng)有助于查明發(fā)動機故障并簡化發(fā)動機性能分析。HEUI外觀,裝備在在3126B及C9發(fā)動機液壓驅(qū)動電子控制單體噴油器MEUI的動力由凸輪提供。機械執(zhí)行電子控制單體噴油器M電子控制.機械執(zhí)行單體噴油器.每缸有一個噴油器.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.從而對發(fā)動機完全控制燃油噴射-----ECM通過改變輸送給電磁閥的信號來控制噴射的油量.ECM給電磁閥輸送一個高的電壓信號使電磁閥吸合.通過控制正時和電壓信號的持續(xù)時間,ECM就可以控制噴油正時和噴射的油量噴油正時由三個因素決定:轉速.負荷和其它運作條件.ECM能根據(jù)速度正時傳感器提供的信號判斷一缸上止點的位置.ECM根據(jù)上止點的位置來決定什么時候開始噴油,在理想時刻給噴油器提供電壓信號M電噴發(fā)動機所具備的優(yōu)點電噴發(fā)動機的優(yōu)點更佳的排放特性燃油經(jīng)濟型更優(yōu)化的動力簡便的維修保養(yǎng)更靈活可靠發(fā)動機扭矩限制功能可以在ECM中設定,以保護機器。油田發(fā)動機選擇及卡特彼勒功率定義選擇功率和扭矩根據(jù)過去使用的發(fā)動機經(jīng)驗。理論計算功率和扭矩的需求。實際測量負載對功率和扭矩的要求。選擇最佳的扭矩儲備（扭矩提升）通過SRR,對于不要求排放證書的發(fā)動機,修改標準的扭矩曲線以滿足OEM廠的要求是可能的。過高的扭矩可能對傳動系統(tǒng)帶來負面影響,對于一些應用如離心式風機和水泵,扭矩提升沒有意義,可考慮采用發(fā)動機扭矩限制功能?？ㄌ乇死瞻l(fā)動機功率定義,這里的功率指標準配置下發(fā)動機的最高輸出功率,標準配置指潤滑油、燃油、缸套水水泵。油田發(fā)動機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%，標定到進氣溫度50%有效。SAE1995:氣壓99KPA，氣溫25C，30%相對濕度。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標準折算的功率數(shù)值一致。卡特彼勒根據(jù)工業(yè)發(fā)動機不同工作狀況對發(fā)動機的要求,細分為5種功率。油田發(fā)動機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)動機不停頓的滿負荷、全速運行，沒有負載變化。-整個工作循環(huán)均為滿負荷運行。-典型運用:管道輸送泵、修井攪拌車等油田發(fā)動機選擇及卡特彼勒功率定義卡特彼勒油田“A”功率定義100%滿負載、持續(xù)時間。如:管道輸送泵、修井攪拌車等。10080%額定負載604020024小時hr.卡特彼勒油田“B”功率–泥漿泵功率-發(fā)動機功率和轉速循環(huán)變化。-發(fā)動機滿負荷運行時間不超過整個工作循環(huán)的80%。-典型運用:–機械鉆機/泥漿泵、獨立驅(qū)動的轉臺、修井混合車、水泥車等。油田發(fā)動機選擇及卡特彼勒功率定義60卡特彼勒油田“B”功率定義滿負載時間不超過80%、負載周期性變化。如:泥漿泵/機械鉆機、獨立驅(qū)動的轉臺、修井混合車、水泥車等。10080402002

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24小時hr.%額定負載卡特彼勒油田“C”功率–修井機功率-運行時功率或轉速周期性變化。前1小時輸出的穩(wěn)定馬力和轉速均為最大值，而隨后的1小時其輸出馬力和轉速則為A標定功率或不到A標定功率。-滿負荷運行時間不超過整個工作循環(huán)的50%。-典型運用:非公路卡車、消防泵、鑿巖機、油田絞車、注氮車、修井封井車、水泥車電鉆機（常用功率）等。油田發(fā)動機選擇及卡特彼勒功率定義60卡特彼勒油田“C”功率定義 滿負載時間不超過50%、負載周期性變化（1小時滿載運行后在“A”功率或以下負載下運行1小時）。 如:修井機、非公路卡車、消防泵、鑿巖機、油田絞車、注氮車、修井封井車、水泥車等。10080402002

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24小時hr.%額定負載卡特彼勒油田“D”功率–水泥車功率-運行時周期性達到額定功率，發(fā)動機輸出的最大馬力和專屬最長能不間斷的維持30分鐘，隨后1小時輸出C標定功率。-典型運用:–海洋平臺吊車、消防泵、鑿巖機、螺旋管機、平臺水泥車等油田發(fā)動機選擇及卡特彼勒功率定義60卡特彼勒油田“D”功率定義 滿負載用作滿足周期性過載，時間不超過10%（半小時滿載后在“C”或以下功率負載下運行1小時）。 如:平臺水泥車、海洋平臺吊車、消防泵、鑿巖機、螺旋管機等。10080402002

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24小時hr.%額定負載卡特彼勒油田“E”功率–壓裂車功率-標定功率用于短時間起動或瞬時過載。在標準動力源不可用時緊急啟用。發(fā)動機輸出馬力和轉速最長能不間斷的維持15分鐘，隨后1小時為C標定功率或緊急狀況輸出功率。-滿負荷運行時間不超過整個工作循環(huán)的5%。-典型運用:壓裂車、注酸車等油田發(fā)動機選擇及卡特彼勒功率定義60卡特彼勒油田“E”功率定義 滿負載用作滿足瞬間過載，時間不超過5%（15分鐘滿載后在“C”或以下功率負載下運行1小時）。如:壓裂車、注酸車等。10080402002

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24小時hr.%額定負載典型的卡特彼勒電噴發(fā)動機的功率配置?？ㄌ乇死针妵姲l(fā)動機系列卡特彼勒為了統(tǒng)一整個系統(tǒng)工業(yè)發(fā)動機的型號而采用新的命名方式,分為兩種方式。對于3406以下的機型的替代產(chǎn)品采用如上的命名。工業(yè)發(fā)動機型號意義代表卡特彼勒排量卡特彼勒電噴發(fā)動機的技術特點,卡特彼勒電噴發(fā)動機的技術特點OEM接口具有很大的共性方便的發(fā)動機配置設定可編程發(fā)動機保護ECM的自診斷與故障代碼高速反應的電子調(diào)速針對負載特點的扭矩特性優(yōu)化環(huán)境因素的自動補償與調(diào)節(jié)基于總線的遠程通訊數(shù)字儀表與電子監(jiān)測通過芯片“刷新”方便實現(xiàn)產(chǎn)品升級卡特彼勒發(fā)動機的保護設置分為三種:報警、降功率、停車。ECM根據(jù)收集到的各個傳感器的參數(shù)，根據(jù)情況的不同，自動對發(fā)動機進行等級保護，并向用戶報警。方便的發(fā)動機保護設置 發(fā)動機報警、降功率、停車可以根據(jù)用戶要求設置允許改編設置點（在許可范圍內(nèi)）允許改編延遲時間（在許可范圍內(nèi)） 允許對某特定的報警、降功率或停車選擇“開”或“關” 對于原廠鎖定的參數(shù),可以申請工廠密碼進行修改以發(fā)動機水溫為例,演示有關報警、降功率、停車保護事件的發(fā)動機的反應；圖示為發(fā)動機高水溫報警事件。方便的發(fā)動機保護設置報警燈將持續(xù)亮 以“高水溫報警”事件為例,報警故障將被作為一個“事件（EVENTS）”記錄在發(fā)動機ECM中。 CatET將在狀態(tài)欄中顯示“高水溫報警”當一個報警事件發(fā)生時:102

C100

C內(nèi)設的緩沖區(qū)報警觸發(fā)點報警消除點圖示為發(fā)動機將功率報警事件。方便的發(fā)動機保護設置報警燈將閃爍 以“高水溫降功率”為例,一個“高水溫降功率”事件將被記錄在發(fā)動機ECM中。 CatET將在狀態(tài)欄中顯示“高水溫降功率”。 發(fā)動機將每秒降低1%的額定功率,直到降功率25%。當一個降功率事件發(fā)生時:105

C報警觸發(fā)點報警消除點

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C內(nèi)設的緩沖區(qū)530秒100%75%圖示為發(fā)動機停車事件方便的發(fā)動機保護設置報警等將持續(xù)亮 以“高水溫停車”為例,一個“高水溫停車”事件將被記錄在發(fā)動機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)動機停車。 鑰匙開關必須復位一次使噴油器能重新工作。當一個停車事件發(fā)生時:107

C內(nèi)設緩沖區(qū)105

C停車觸發(fā)點停車消除點ECM自診斷與故障代碼如果傳感器或線路短路或開路:報警燈亮、故障燈閃（輸出故障代碼）。ECM同時記錄激活的故障和存檔的故障。 對溫度和壓力傳感器，錯誤的數(shù)值不觸發(fā)保護系統(tǒng)（采用默認數(shù)值），發(fā)動機工作受影響但不停車，轉速和功率受到限制。要求馬上安排維修。對轉速及正時傳感器，只有當主/輔傳感器都出故障時發(fā)動機才停車。對油門位置傳感器，發(fā)動機在低怠速下運行。 對HEUI發(fā)動機的液壓觸動控制閥，當信號線對地短路時發(fā)動機將停車，其他線故障使發(fā)動機繼續(xù)運行。如果傳感器或線路臨時故障:ECM只記錄存檔的故障。ECM對所有傳感器進行自診斷:FRC

FUEL

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AIRRATIO

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空燃比控制電子發(fā)動機調(diào)速中冷器溫度發(fā)動機轉速扭矩正時標定數(shù)字補償代碼

在冷態(tài)模式下受水套水溫度影響噴油時間取決于: ?噴油量取決于:–實際轉速與目標轉速之間的差異 但不超過FRC限定、燃油限定、海拔降功率限定、功率限制或發(fā)動機保護系統(tǒng)限制值的最低值。精確控制噴油時間與噴油量額定燃油限定FRC限定電子發(fā)動機調(diào)速轉速設定額定轉速、低怠速、中間轉速通過ET在發(fā)動機系統(tǒng)配置中設置轉速調(diào)節(jié)各種油門位置傳感器提供PWM脈寬調(diào)制信號直接燃油控制,用工廠密碼進行修改PTO轉速控制提速率（加速率）通過ET在發(fā)動機系統(tǒng)配置中設置PTO轉速控制PTO提速/減速開關通過ET在發(fā)動機系統(tǒng)配置中設置提供多種轉速控制方式。選擇何種方式主要有OEM廠的習慣、技術要求或客戶要求決定。發(fā)動機轉速控制如果要求傳統(tǒng)的全程調(diào)速:拉桿式油門位置傳感器（TPS）旋鈕式油門位置傳感器（TPS）踏板安裝式油門位置傳感器（TPS）控制按鈕（PTO轉速）綜合油門位置傳感器（TPS）和控制按鈕（PTO）根據(jù)環(huán)境溫度、大氣壓力變化,ECM自動調(diào)整噴油量,滿足功率要求自動環(huán)境因素補償與調(diào)節(jié)環(huán)境溫度補償自動高溫降功率海拔高度補償自動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、轉速表三