電噴柴油發(fā)電機(jī)組維修 CAT3500B

(1)卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)采用電子噴射技術(shù)和電子單體泵等先進(jìn)技術(shù)，具有更低的尾氣排放、較少的白煙產(chǎn)生，同時(shí)提高了燃油經(jīng)濟(jì)性和功率輸出、診斷和檢測性能等特點(diǎn)。

(2)卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)配有 ADEMII ECM,ECM提供精確的噴油時(shí)間和自診斷功能。

(3)卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)發(fā)動機(jī)的缸體材料為灰鑄鐵合金，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，重量較輕。

(4)卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)凸輪軸承孔徑加大，曲軸軸承接觸面加固，主油道到活塞噴嘴和主軸承設(shè)計(jì)改變。

(5)卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)曲軸油封 3500B使用液力曲軸油封，在前蓋和飛輪殼處具有唇型設(shè)計(jì)，防止機(jī)油泄漏。

(6)卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)軸承：主軸承和連桿軸承利用多種材料特性結(jié)合而成，鋼背鋁基，提供足夠強(qiáng)度，軸承表面是鉛錫合金（外層）與銅壓焊而成，提供足夠的耐磨性，延長使用壽命。

(7)卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)活塞：由活塞頭部和裙部兩片構(gòu)成。鋼質(zhì)活塞頭部具有足夠強(qiáng)度，能承受高的負(fù)荷，鋁質(zhì)裙部能減輕重量并具有好的散熱性，此類設(shè)計(jì)更貼近缸套，減少縫隙，從而降低噪聲。此外，活塞具有較深的燃燒室和較淺的頂部間隙設(shè)計(jì)，燃燒效率得到提高，扭矩提高 23%，油耗降低 5%，并減少了排放。

(8)卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)燃燒室?guī)缀沃行脑O(shè)計(jì)：燃燒室成深坑式，此幾何形狀燃燒室與 EUI電子單體泵更加匹配；活塞的高度增加，提高了第一道環(huán)的位置。因而得到更大的壓縮，提高了燃燒室的氣流，更易霧化，減少空氣浪費(fèi)，優(yōu)化發(fā)動機(jī)性能。

(9)卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)連桿：連桿材料采用鍛鋼，具有楔形結(jié)構(gòu)，以保證連桿和活塞在高負(fù)荷區(qū)域具有足夠強(qiáng)度，四顆連桿螺栓緊固連桿軸承，連桿軸承尺寸和強(qiáng)度都得以增加。

(10)卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)缸套：可更換的濕式缸套，與活塞環(huán)和活塞配合精度高，內(nèi)表面高頻沾火處理，提高耐磨性，表面紋理油控功能，缸套上下端都有密封圈。

(11)卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)凸輪軸： 3500B系列的凸輪軸比 3500 A系列的熱處理滲碳鋼的凸輪軸直徑加大 6 mm～ 98 mm的軸徑，使凸輪軸能承受更大的噴油壓力和縮短噴油時(shí)間。同時(shí)，噴油器凸輪的型線改變，噴油持續(xù)時(shí)間減少 10～20%。每缸有三個(gè)凸輪，一個(gè)是噴油器凸輪，兩個(gè)是氣門凸輪，左側(cè)凸輪軸安裝有正時(shí)齒輪。

3500B系列電噴發(fā)電機(jī)組控制邏輯：
ECM接受從傳感器傳來的所有信號，經(jīng)與個(gè)性模塊中的空燃比特性圖、扭矩特性圖等內(nèi)部設(shè)置的判斷、比較、處理后，通過燃油噴射系統(tǒng)中的噴油器電磁閥來控制正時(shí)和柴油機(jī)速度等。

3.1 卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)電子控制模塊 (ECM)
ECM是柴油機(jī)的內(nèi)部存儲和處理系統(tǒng)，其功能相當(dāng)于電子調(diào)速器和燃油系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，它接受來自柴油機(jī)的各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)，并與其內(nèi)部的個(gè)性模塊中設(shè)定的參數(shù)在內(nèi)部進(jìn)行判斷和比較，從而實(shí)現(xiàn)對柴油機(jī)的正時(shí)、燃油量、速度 (電子調(diào)速 )、冷態(tài)模式、正時(shí)標(biāo)定等控制。
個(gè)性模塊包括軟件、控制圖、定義燃油、正時(shí)等，它是 ECM執(zhí)行各項(xiàng)控制的依據(jù)。燃油正時(shí)的定義是基于在不同操作狀態(tài)下獲得昀佳柴油機(jī)性能和耗油量。不同柴油機(jī)的個(gè)性模塊的設(shè)定不同。

3.2 卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)電控單體式噴油器
電控單體式噴油器都沒有機(jī)械式供油量調(diào)節(jié)齒條，噴油量和噴油定時(shí)都有 ECM根據(jù)各傳感器輸入的信號和轉(zhuǎn)速傳感器信號進(jìn)行控制。 ECM將電壓信號或者 PWM信號發(fā)送到噴油器，并持續(xù)一定曲軸轉(zhuǎn)角。在一定轉(zhuǎn)速下，電磁閥的激勵(lì)時(shí)間越長，噴油量越多；相反，PWM信號的持續(xù)時(shí)間越短，噴入燃燒室的燃油就越少。電控單體式噴油器電磁閥進(jìn)行開啟、關(guān)閉的循環(huán)工作，保證了柴油機(jī)的燃燒室有充足的燃油供應(yīng)。

3.3 卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)速度／正時(shí)傳感器

速度／正時(shí)傳感器安裝在柴油機(jī)正時(shí)齒輪上，進(jìn)行柴油機(jī)轉(zhuǎn)度測量、正時(shí)測量、氣缸和上死點(diǎn)位置識別。數(shù)據(jù)通過電信號適時(shí)傳給 ECM。

3.4 卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)其它類傳感器

用以接受來自柴油機(jī)內(nèi)部各類信號及外界環(huán)境信號，傳遞給 ECM進(jìn)行內(nèi)部比較判斷，實(shí)現(xiàn)對柴油機(jī)性能的控制。包括：機(jī)油壓力、溫度傳感器，燃油壓力、濕度傳感器，進(jìn)氣壓力傳感器，大氣壓力傳感器等。這些傳感器和速度／正時(shí)傳感器一起構(gòu)成了 ECM控制所需的各類信息。

4：電噴發(fā)電機(jī)組ECM工作原理

4.1 正時(shí)標(biāo)定和正時(shí)控制在柴油機(jī)后端部安裝一個(gè)正時(shí)齒輪，正時(shí)齒輪用一個(gè)鉆孔作為對準(zhǔn)標(biāo)記與凸輪軸上的定位銷相配。此定位銷使正時(shí)輪定位于凸輪軸上相對于曲軸的正確的位置。速度／正時(shí)傳感器用正時(shí)輪作為一個(gè)正時(shí)參考點(diǎn)，正時(shí)標(biāo)定通過修正曲軸、正時(shí)齒輪系和正時(shí)輪之間的任何微小公差來提高燃油噴射的精度。速度／正時(shí)傳感器識別出信號后，傳遞給 ECM，通過 ECM內(nèi)部計(jì)算比對，確定柴油機(jī)位置供噴油正時(shí)。齒與傳感器產(chǎn)生一個(gè)脈沖寬度調(diào)節(jié) PWM信號為正時(shí)之用，同時(shí)信號的頻率調(diào)節(jié)輸出供速度測量之用。

4.2 卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)燃油系統(tǒng)電子控制
機(jī)械作動電子控制單體噴油系統(tǒng)提供噴油正時(shí)的全面控制。噴油正時(shí)是各種柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài) (增壓、速度、負(fù)荷、溫度等 )的函數(shù)，不斷變化的正時(shí)可以優(yōu)化柴油機(jī)的性能，但是噴射壓力相對于柴油機(jī)速度呈線性變化。柴油機(jī)速度由調(diào)整噴射持續(xù)時(shí)間來控制。單體噴油器的電磁閥通電導(dǎo)致噴射開始，斷電導(dǎo)致噴油結(jié)束。每一個(gè)噴油器上的電磁閥控制該噴油器的噴油量。 ECM監(jiān)視每一個(gè)傳感器開關(guān)的狀況，并向每一個(gè)噴油器電磁閥提供信號來達(dá)到控制柴油機(jī)的目的。燃油起噴時(shí)間和噴油量是由 ECM通過噴油器電磁閥開啟和關(guān)閉芯閥決定的。

4.3 燃油量控制ECM通過改變傳送到噴油器的信號來控制噴油正時(shí)和噴油持續(xù)時(shí)間 (噴油量 )。噴油器只在噴油器電磁閥通電后才噴油，在未通電時(shí)燃油通過噴油器上的溢流閥流入低壓油系統(tǒng)，返回燃油箱內(nèi)。 ECM通過接受各種傳感器提供的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、油門位置信號、增壓壓力信號以及空燃比控制和扭矩控制和其它運(yùn)行狀況等信號，并在內(nèi)部進(jìn)行判斷、處理后，決定是否向噴油器電磁閥傳送105 V直流電。當(dāng)噴油器電磁閥通電后，電磁閥開啟，噴油器噴出的高壓燃油流向氣缸。電磁閥失電時(shí)，電磁閥關(guān)閉，噴油器噴出的燃油停止向氣缸噴射，從而完成進(jìn)入氣缸燃油量的控制。

4.4 卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)速度控制
ECM通過控制噴油器的供油量來調(diào)節(jié)柴油機(jī)速度。 ECM一方面接受來自油門位置傳感器和實(shí)際柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的信號并進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)接受來自冷卻液溫度、機(jī)油溫度、實(shí)際柴油機(jī)轉(zhuǎn)速等相關(guān)傳感器輸出的信號并進(jìn)行計(jì)算處理，來確定柴油機(jī)的預(yù)定速度。實(shí)際柴油機(jī)速度和一缸上止點(diǎn)由速度正時(shí)傳感器和正時(shí)齒輪確定的。 ECM把實(shí)際速度／正時(shí)讀數(shù)與預(yù)定速度，正時(shí)讀數(shù)相比較，計(jì)算出柴油機(jī)在各種工況下所需的燃油量及噴油提前角，然后向噴油器發(fā)出指令，控制噴油器的噴油量和開啟時(shí)間以獲得昀佳空燃比，來保持柴油機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)定的要求。

4.5 卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)冷態(tài)模式控制

ECM在冷態(tài)模式操作時(shí)通過限制柴油機(jī)功率和改變柴油機(jī)正時(shí)來提高其穩(wěn)定性，減少熱車時(shí)間和降低白煙。只要柴油機(jī)溫度低于某一預(yù)定值，冷態(tài)模式將被啟動，而且保持柴油機(jī)溫度某一預(yù)定值。

4.6 卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)空燃比的控制

ECM內(nèi)有噴油量限制。空燃比控制燃油位置是為冒煙控制目的而設(shè)置，基于昀大允許空燃比而定的極限值。當(dāng) ECM感覺到增壓壓力升高時(shí)，空燃比控制燃油位置極限值就會增大，允許更多的燃油進(jìn)入氣缸。

4.7 卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)故障自動診斷及記憶功能

柴油機(jī)工作時(shí)，柴油機(jī)的實(shí)際性能參數(shù)與 ECM內(nèi)部設(shè)定值進(jìn)行比較判斷，在故障工況下，機(jī)車或柴油機(jī)上設(shè)定的報(bào)警裝置將會自動作用。同時(shí)，可用專用的 ET工具及筆記本電腦通過診斷接口對故障碼進(jìn)行讀取，快捷地判斷故障情況和相關(guān)部位，并可對 ECM內(nèi)部報(bào)警參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。對于間發(fā)故障， ECM存儲器還可對其進(jìn)行記錄和存儲，隨時(shí)了解柴油機(jī)的質(zhì)量狀況。

4.8 卡特彼勒柴油發(fā)電機(jī)先進(jìn)的安全保護(hù)裝置

通過對 ECM內(nèi)部設(shè)置，完成了對柴油機(jī)相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測。主要包括：低油壓、高水溫、排氣溫度高、增壓高和增壓低等相關(guān)參數(shù)。當(dāng)某一特定參數(shù)超過允許值時(shí)， ECM將啟動保護(hù)措施，分別做出報(bào)警、降低柴油機(jī)功率、停機(jī)等保護(hù)動作。