卡特彼勒G3500型發(fā)動機系統(tǒng)操作、測試和調節(jié)

裝備了卡特彼勒電子點火系統(tǒng)的發(fā)動機

系統(tǒng)操作、發(fā)動機設計

卡特彼勒3508柴油發(fā)動機

汽缸和閥門位置圖

汽缸數(shù)和排列.....................................……............V-8

每個汽缸上的閥門數(shù)..................................………...4

孔徑...............................................170毫米（6.7英寸）

沖程...............................................190毫米（7.5英寸）

壓縮比...............................................參看發(fā)動機銘牌

燃燒方式......................................................火花點火

曲柄軸旋轉方向（從飛輪端看）.............逆時針方向

點火順序..............................................1-2-7-3-4-5-6-8

閥門設定

進氣.......................................0.51毫米（0.020英寸）
排氣.......................................1.27毫米（0.050英寸）

注：發(fā)動機的前部與飛輪端相對。發(fā)動機的左右側正如從飛輪端所看到的一樣。1號汽缸是右側的最前端汽缸，2號汽缸是右側的最前端汽缸。

卡特彼勒3512柴油發(fā)動機

汽缸和閥門位置圖

汽缸數(shù)和排列..............................…….................V-12

每個汽缸上的閥門數(shù).........................………............4

孔徑..............................................170毫米（6.7英寸）

沖程...............................................190毫米（7.5英寸）

壓縮比...............................................參看發(fā)動機銘牌

燃燒方式............……..................................火花點火

曲柄軸旋轉方向（從飛輪端看）.............逆時針方向

點火順序...........................1-12-9-4-5-8-11-2-3-10-7-6

閥門設定

進氣.......................................0.51毫米（0.020英寸）
排氣......................................1.27毫米（0.050英寸）

注：發(fā)動機的前部與飛輪端相對。發(fā)動機的左右側正如從飛輪端所看到的一樣。1號汽缸是右側的最前端汽缸，2號汽缸是右側的最前端汽缸。

卡特彼勒3516柴油發(fā)動機

汽缸和閥門位置圖

汽缸數(shù)和排列..........................…….....................V-16

每個汽缸上的閥門數(shù)..………...................................4

孔徑...............................................170毫米（6.7英寸）

沖程...............................................190毫米（7.5英寸）

壓縮比...............................................參看發(fā)動機銘牌

燃燒方式.......................................................火花點火

曲柄軸旋轉方向（從飛輪端看）.............逆時針方向

點火順序.....1-2-5-6-3-4-9-10-15-16-11-12-13-14-7-8

閥門設定

進氣.......................................0.51毫米（0.020英寸）
排氣.......................................1.27毫米（0.050英寸）

注：發(fā)動機的前部與飛輪端相對。發(fā)動機的左右側正如從飛輪端所看到的一樣。1號汽缸是右側的最前端汽缸，2號汽缸是右側的最前端汽缸。

卡特彼勒柴油發(fā)動機電子點火系統(tǒng)

卡特彼勒部件位置圖
（1）集管氣壓傳感器（2）點火變壓器（在氣門套下）（3）爆燃傳感器（4）電子點火控制模塊（5）速度/定時傳感器（6）用于速度/定時傳感器的線束，卡特彼勒電子點火系統(tǒng)設計用來替代傳統(tǒng)的永磁發(fā)電機點火系統(tǒng)。電子點火系統(tǒng)去除了永磁發(fā)電機和用來受制于機械磨損的部件，同時還具備對故障的診斷和排除能力。電子點火系統(tǒng)使用一套控制模塊來進行許多使用的操作，并適用于許多發(fā)動機型號。該能力是通過允許操作者隨時改變關鍵參數(shù)而實現(xiàn)的。這些可編程參數(shù)的改變可以參照用戶特定參數(shù)一章，且參數(shù)的設置和改變必須使用數(shù)字診斷工具進行。這些編入系統(tǒng)的數(shù)值被儲存在電子點火系統(tǒng)控制模塊存儲器中。這樣就可以保證操作者可以僅使用單一的服務工具即可改變點火系統(tǒng)的操作。數(shù)字診斷服務工具是用來編排用戶特定參數(shù)、監(jiān)控發(fā)動機狀態(tài)并顯示發(fā)動機診斷的數(shù)據(jù)。數(shù)字診斷工具能夠監(jiān)控發(fā)動機速度、發(fā)動機定時和爆燃水平。如欲獲得附加的編程參數(shù)和故障診斷碼，請參看SENR6413，G3500發(fā)動機電子故障診斷部分。電子點火系統(tǒng)控制模塊還有能力診斷并儲存系統(tǒng)問題以及潛在的變壓器二次回路問題。當模塊察覺到有問題存在后，模塊將生成診斷碼并能在數(shù)字診斷工具上顯示。電子點火系統(tǒng)能夠對發(fā)動機操作和分配功率到汽缸變壓器的過程進行監(jiān)控，并為發(fā)動機在所有速度下運行提供最好的發(fā)動機性能。它還可以保護發(fā)動機免于遭受爆燃的損壞。在規(guī)定限值內，發(fā)動機定時（延遲）的控制可以無限次的進行。

電子點火系統(tǒng)能為每個汽缸提供爆燃保護和精確的火花控制。當爆燃發(fā)生時，電子點火系統(tǒng)的定時系統(tǒng)為了避免發(fā)動機受損，可以進行必要的多次長時間的延遲以控制爆燃程度。電子點火系統(tǒng)可以實現(xiàn)改進運行、經(jīng)濟、低排放水平。系統(tǒng)包括三個最基本的部分：控制模塊、點火變壓器和傳感器。

卡特彼勒柴油發(fā)動機控制模塊（電子點火系統(tǒng)）

卡特彼勒柴油發(fā)動機點火系統(tǒng)部件示意圖
（1）火花塞（2）點火變壓器（3）閥蓋（4）線束（5）電子點火系統(tǒng)控制模塊，

電子點火系統(tǒng)控制模塊（5）是一個裝有非耐用部件的密封體?？刂颇K通過一系列的傳感器對發(fā)動機運轉進行監(jiān)控。傳感器通過通向汽缸組內部的線束（4）與模塊相連?？刂颇K根據(jù)傳感器的資料輸入和控制面板的設定來決定點火定時?？刂颇K能夠提供系統(tǒng)診斷，并能為點火變壓器（2）增壓以點燃火花塞（1）提供電壓。閥蓋（3）主要作用是作為點火變壓器的接地。

發(fā)動機定時的控制通過電子點火系統(tǒng)控制模塊來實現(xiàn)。它基于發(fā)動機定時預期值、用戶特定參數(shù)（由操作者編程）和發(fā)動機運轉的情況來確定。發(fā)動機操作者可以使用電子診斷工具來更改最大提早定時、速度定時表和負載定時表。電子點火系統(tǒng)控制模塊將根據(jù)發(fā)動機運轉的條件，依照發(fā)動機轉速/定時傳感器、集管氣壓傳感器和爆燃傳感器的信息來自動調節(jié)發(fā)動機轉速。

電子點火系統(tǒng)控制模塊最多可以向點火變壓器提供16條點火輸出，還可以使用其傳感器和內部回路來監(jiān)控系統(tǒng)部件。如果在系統(tǒng)部件或線束內發(fā)現(xiàn)故障，控制模塊能夠對故障作出判斷并通過診斷碼通報操作者。

卡特彼勒柴油發(fā)動機點火變壓器

每個汽缸都有一個點火變壓器，變壓器位于汽缸的閥蓋下面。電子點火系統(tǒng)控制模塊向點火變壓器的原線圈發(fā)送脈沖來讓每個汽缸的開始燃燒。于是變壓器開始增壓以產(chǎn)生穿過火花塞間隙的電弧。于是，通過電弧產(chǎn)生的火花點燃汽缸內的氣體。在裝備了電子點火系統(tǒng)的發(fā)動機里，汽缸閥蓋充當點火變壓器的接地。因此如果汽缸的閥蓋在工作時被拿開，必須小心謹慎。當閥蓋被移除時，必須小心斷開連接變壓器的原始導線。

點火配線用來連接電子點火系統(tǒng)控制模塊到單個點火變壓器。點火配線通向凸輪軸旁邊的發(fā)動機。

卡特彼勒柴油發(fā)動機傳感器

發(fā)動機傳感器向電子點火系統(tǒng)控制模塊提供信息，這樣可以使控制模塊能夠在更寬的操作范圍內盡可能方便的控制發(fā)動機。

卡特彼勒柴油發(fā)動機爆燃傳感器

爆燃傳感器（左手爆燃傳感器和右手爆燃傳感器）可以監(jiān)控發(fā)動機的過大爆燃（震動）。在每個汽缸邊的中間位置都安置了一個傳感器。傳感器可以產(chǎn)生與發(fā)動機爆燃相同比例的電壓信號。電點火系統(tǒng)控制模塊將根據(jù)這些信息確定爆燃的級別，并根據(jù)需要改變發(fā)動機轉速。

卡特彼勒柴油發(fā)動機速度/定時傳感器

速度/定時傳感器為控制模塊提供精確的火花定時信息。安裝在左凸輪軸后端的速度/定時環(huán)可以提供由傳感器探測的信號格式，并被控制模塊認讀?？刂颇K根據(jù)這些傳感器信號來決定發(fā)動機的速度并確定定時的位置。

集管氣壓傳感器（負載傳感器）

集管氣壓傳感器為電子點火系統(tǒng)控制模塊提供發(fā)動機負載信息。傳感器連接到進氣集管?？刂颇K對信息進行處理后確定發(fā)動機定時并對發(fā)動機進行診斷。

卡特彼勒柴油發(fā)動機性能參數(shù)

速度敏感定時圖

用戶可以基于發(fā)動機最大運轉速度，根據(jù)速度敏感定時圖參數(shù)來在6個定時圖中選擇一個（使用數(shù)字診斷工具）。用戶必須根據(jù)發(fā)動機額定速度選擇正確的定時圖。該功能的特點是可以讓幾種不同的發(fā)動機使用同一個控制模塊。這些定時圖可以提供速度敏感定時，根據(jù)發(fā)動機速度的不同而使發(fā)動機獲得更好的性能。定時圖可以顯示發(fā)動機不同速度（轉/分）下的延遲程度，本節(jié)給出了所有的定時圖。關于如何一步步的用數(shù)字診斷工具來選擇特定的定時圖的細節(jié)在SENR6413，電子故障診斷，G3500發(fā)動機部分。

卡特彼勒柴油發(fā)動機速度敏感定時圖1
用于額定轉速為1200轉/分的發(fā)動機

卡特彼勒柴油發(fā)動機速度敏感定時圖2
用于額定轉速為1100轉/分的發(fā)動機

卡特彼勒柴油發(fā)動機速度敏感定時圖3
用于額定轉速為1000轉/分的發(fā)動機

卡特彼勒柴油發(fā)動機速度敏感定時圖4
用于額定轉速為1400轉/分的發(fā)動機

卡特彼勒柴油發(fā)動機速度敏感定時圖5
用于額定轉速為1500轉/分的發(fā)動機

卡特彼勒柴油發(fā)動機速度敏感定時圖6
用于額定轉速為1800轉/分的發(fā)動機

卡特彼勒柴油發(fā)動機負載定時圖

負載定時圖參數(shù)可以讓用戶使用或禁用負載敏感定時圖。

可選擇項有：

00=無負載敏感定時
01=真空提前負載敏感定時
02=真空延遲負載敏感定時

圖02為默認設定，并且是唯一的通常被裝備了電子點火系統(tǒng)的G3500發(fā)動機使用的調速圖。

圖00為禁用負載敏感定時功能（關閉進氣集管壓力傳感器）。

圖01為在進氣集管真空壓力（絕對值）增加到50千帕（7.25磅/平方英寸）時，發(fā)動機的定時提前，且當進氣集管壓力達到100千帕（14.50磅/平方英寸）時，發(fā)動機定時延遲到0級。

圖02為在進氣集管真空壓力（絕對值）增加到50千帕（7.25磅/平方英寸）時，延遲發(fā)動機定時，且當進氣集管壓力達到1000千帕（14.50磅/平方英寸）時，發(fā)動機定時提前到0級。

注：當壓力超過100千帕（12.50磅/平方英寸）時，每個定時圖中的負載敏感定時都保持在0級。

卡特彼勒柴油發(fā)動機預定定時參數(shù)

預定定時參數(shù)可以讓用戶用電子儀器來編輯電子點火系統(tǒng)的點火火花定時的程序以滿足特定的需要/安裝的需要。預定定時的編程需要使用電子診斷服務工具。預定定時數(shù)值可以在發(fā)動機運行或停止的時候進行變更。當發(fā)動機在額定速度下全負載運轉時，輸入作為預定定時的數(shù)值為點火定時。

注：由于發(fā)動機轉速、爆燃或所使用燃料的不同，在給定范圍內的精確點火定時可能會與預定定時數(shù)值有所差異。

預定定時的可編程范圍為上靜點位置前9.0到40.0度。如果使用丙烷作為燃料，且燃料選擇開關（可選擇）放在“丙烷”位置，定時的范圍可以增加到上靜點位置5.0到40.0度。

卡特彼勒柴油發(fā)動機監(jiān)控和停機保護

G3500發(fā)動機可以被配置成三個系統(tǒng)中的一個來監(jiān)控發(fā)動機參數(shù)并為發(fā)動機提供停機保護：接線盒（通電關閉）、接線盒（通電運轉）以及一個控制面板（狀態(tài)控制）。如欲獲得關于操作、故障診斷和發(fā)動機控制面板設定的詳細信息，請參看SENR6420，系統(tǒng)操作、測試和調節(jié)，G3500發(fā)動機（電子點火系統(tǒng)）遠程控制面板（狀態(tài)）。

接線盒

卡特彼勒柴油發(fā)動機接線盒（盒蓋打開時）

（1）接線盒（2）接線條（3）量表（4）緊急停止開關

接線盒（1）的中間位置用來擺放用于發(fā)動機的各種量規(guī)、電表、指示器和開關，同時它還包含擺放電子接線條（2）的空間，電子接線條作用是將傳感器、拾波器以及繼電器與量表（3）相連接。另外接線盒還可以為發(fā)動機提供停機保護。

在接線盒面板上有一個緊急停止按紐，當按下該按紐時，系統(tǒng)會切斷燃料供應，發(fā)動機點火將被關閉（電子點火系統(tǒng)控制的停機開關接地被打開）。

如要重新起動發(fā)動機，緊急停止按紐必須被改變到突起的位置。

緊急停止按紐不是用作正常發(fā)動機停機的按紐。為避免可能對發(fā)動機造成損壞，請使用發(fā)動機控制開關進行正常的發(fā)動機停機卡特彼勒柴油發(fā)動機操作

如果接線盒被配置成通電運轉或通電關閉狀態(tài)，燃氣關閉閥將被包含在發(fā)動機的安裝中。在通電運轉設置下，氣體關閉閥必須保留使發(fā)動機能通電運轉的能力。在最常用的通電關閉系統(tǒng)中，必須在氣體關閉閥中設置一個機械（手動）插銷。如果檢測到有錯誤的存在，氣體關閉閥將會打開閥門并起動一個兩級關閉順序。

接線盒可以用來監(jiān)控發(fā)動機油壓、冷卻劑溫度、起動發(fā)動機過速以及發(fā)動機過速狀態(tài)。

注：如果接線盒監(jiān)控到過速狀況，或如果緊急停止按紐已被激活，這時繼電器將通電，并開始切斷向發(fā)動機供應的點火。

注：如果接線盒監(jiān)控到發(fā)動機油壓降低，或監(jiān)測到冷卻劑溫度過高，繼電器將會切斷向發(fā)動機的燃料供應。

卡特彼勒柴油發(fā)動機起止面板

卡特彼勒柴油發(fā)動機起止面板
（1）指示燈（2）診斷重新設置紐（3）發(fā)動機控制開關（4）狀態(tài)控制模塊（5）緊急停止按紐

發(fā)動機起止面板包括發(fā)動機狀態(tài)控制模塊（4）、緊急停止按紐（5）、發(fā)動機控制開關（3）、診斷重新設置紐（2）和狀態(tài)指示燈（1）。

卡特彼勒柴油發(fā)動機控制開關

控制面板上的發(fā)動機控制開關有四個位置——“自動、手動起動、冷卻/停止、關閉/重新設置”。如果發(fā)動機控制開關在“自動”位置且接收到來自遠程起動觸點發(fā)出的運行信號，或發(fā)動機控制開關在“手動/起動”位置，發(fā)動機將開始轉動曲柄、結束曲柄轉動并開始運轉。裝備了電子調節(jié)器的發(fā)動機將開始在低空轉速度下運轉，直到潤滑油壓超過空轉潤滑油壓設定點，這時狀態(tài)控制模塊的調節(jié)器中繼器觸點將閉合，發(fā)動機加速到額定速度。裝備了油壓機械調節(jié)器的發(fā)動機在曲柄停止運轉后，迅速加速達到預先設定的速度。發(fā)動機將一直運轉到發(fā)動機控制開關被調到“冷卻/停止”、“關閉/重新設置”位置，或遠程開始觸點打開。如果已經(jīng)使用數(shù)字診斷工具選擇了冷卻功能，則一旦發(fā)動機控制開關被移到“冷卻/停止”位置，或者開關是在“自動”位置并接收到遠程開關觸點打開的信號，發(fā)動機將會在短時間內以低速率運轉。如果并沒有選擇冷卻功能，發(fā)動機將迅速停機。這時發(fā)動機能夠迅速重新起動。

無論是在手動狀態(tài)（通過發(fā)動機控制開關進行）還是在自動狀態(tài)（通過發(fā)動機保護系統(tǒng)進行）下，在發(fā)動機將要被關閉時都會進行兩級關閉順序。首先，繼電器切斷氣體關閉閥門，并關閉向發(fā)動機的燃料供應。在關閉順序的第二步，通向發(fā)動機電子點火系統(tǒng)控制開關的接地將被打開。

卡特彼勒柴油發(fā)動機緊急停止按紐

緊急停止按紐位于發(fā)動機起止面板上。而當使用遠程起止面板時，還會在發(fā)動機上加裝第二個緊急停止按紐（接線盒）。當按紐被按下時，燃料供應被切斷，發(fā)動機點火被關閉（電子點火系統(tǒng)控制開關的接地被打開）。

如果要重新起動發(fā)動機，緊急停止按紐必須被改變到突起的位置。

注意

緊急停止按紐不是用作正常發(fā)動機停機的按紐。為避免可能對發(fā)動機造成損壞，請使用發(fā)動機控制開關進行正常的發(fā)動機停機操作。

卡特彼勒柴油發(fā)動機燃料選擇開關

燃料選擇開關（可選擇）是一個兩檔的開關，它可以向電子點火系統(tǒng)控制模塊進行輸入?？梢栽陂_關上進行兩種選擇，一個位置表示僅可以使用丙烷，另一個位置表示可以使用一些其他的燃料。因為丙烷的熱量，使用“丙烷”位置可以向電子點火系統(tǒng)控制模塊傳輸增加延遲定時范圍的信號。

卡特彼勒柴油發(fā)動機狀態(tài)控制模塊

卡特彼勒柴油發(fā)動機狀態(tài)控制模塊

發(fā)動機狀態(tài)控制模塊用來監(jiān)控發(fā)動機參數(shù)（油壓、冷卻機溫度、發(fā)動機過速和起動發(fā)動機的過度裂化等），它還能提供發(fā)動機保護系統(tǒng)（兩級關閉）和控制正常起動/停止的功能。當控制模塊監(jiān)測到一個錯誤信息時，顯示屏將顯示出表示相應的診斷碼以協(xié)助進行故障診斷。狀態(tài)控制模塊包括一個繼電器、接線條以及一個過速取樣器。