CAT发动机概要

CaterpillarEngineTrainingWelcome!卡特电喷发动机的发展历程•1931年，卡特彼勒第1台发动机生产；•1969年，第4代产品3300、3400、3500系列；•1987年，电控3176发动机问世；3412peec等；•1998年，卡特彼勒C系列全电喷产品液压驱动电子控制单体喷油器机械执行电子控制单体喷油器电喷发动机的优点•更佳的排放特性•燃油经济型•更优化的动力•简便的维修保养•更灵活可靠油田发动机选择及卡特彼勒功率定义•选择功率和扭矩–根据过去使用的发动机经验。–理论计算功率和扭矩的需求。–实际测量负载对功率和扭矩的要求。•选择最佳的扭矩储备（扭矩提升）–通过SRR，对于不要求排放证书的发动机，修改标准的扭矩曲线以满足OEM厂的要求是可能的。–过高的扭矩可能对传动系统带来负面影响，对于一些应用如离心式风机和水泵，扭矩提升没有意义，可考虑采用发动机扭矩限制功能。油田发动机选择及卡特彼勒功率定义•卡特彼勒功率定义–根据SAE1995，公差为+/-3%，标定到进气温度50%有效。–SAE1995：气压99KPA，气温25C，30%相对湿度。–采用API35#柴油，其低热值为42,780KJ/KG（29C），比重为838.9G/L。•卡特彼勒公布的按以上条件折算的功率数值与按ISO3046-2&8665&2288&9249&1585,EEC80/1269和DIN70020标准折算的功率数值一致。油田发动机选择及卡特彼勒功率定义•卡特彼勒油田“A”功率–连续功率•卡特彼勒油田“B”功率–泥浆泵功率•卡特彼勒油田“C”功率–修井机功率•卡特彼勒油田“D”功率–水泥车功率•卡特彼勒油田“E”功率–压裂车功率油田发动机选择及卡特彼勒功率定义•卡特彼勒油田“A”功率定义–100%满负载、持续时间。–如：管道输送泵、修井搅拌车等。02040608010024小时hr.%额定负载油田发动机选择及卡特彼勒功率定义•卡特彼勒油田“B”功率定义–满负载时间不超过80%、负载周期性变化。–如：泥浆泵/机械钻机、独立驱动的转台、修井混合车、水泥车等。02040608010024681012141618202224小时hr.%额定负载油田发动机选择及卡特彼勒功率定义•卡特彼勒油田“C”功率定义–满负载时间不超过50%、负载周期性变化（1小时满载运行后在“A”功率或以下负载下运行1小时）。–如：修井机、非公路卡车、消防泵、凿岩机、油田绞车、注氮车、修井封井车、水泥车等。02040608010024681012141618202224小时hr.%额定负载油田发动机选择及卡特彼勒功率定义•卡特彼勒油田“D”功率定义–满负载用作满足周期性过载，时间不超过10%（半小时满载后在“C”或以下功率负载下运行1小时）。–如：平台水泥车、海洋平台吊车、消防泵、凿岩机、螺旋管机等。02040608010024681012141618202224小时hr.%额定负载油田发动机选择及卡特彼勒功率定义•卡特彼勒油田“E”功率定义–满负载用作满足瞬间过载，时间不超过5%（15分钟满载后在“C”或以下功率负载下运行1小时）。–如：压裂车、注酸车等。02040608010024681012141618202224小时hr.%额定负载卡特彼勒电喷发动机系列型号A标定B标定C标定D标定E标定C9275HP2200300HP2200325HP2200350HP2200375HP2200C11325HP2100350HP2100385HP2100420HP2100450HP2100C13385HP2100415HP2100440HP2100475HP2100520HP2100C15440HP2100475HP2100540HP2100580HP2100595HP2100630HP2100700HP2100C27800HP2100875HP2100950HP21001050HP21001150HP21001350HP21001500HP2100仅列典型功率765HP2100800HP2100C32800HP2100950HP21001125HP21001200HP2100C18575HP2100600HP2100工业发动机型号意义代表卡特彼勒排量卡特彼勒电喷发动机的技术特点•OEM接口具有很大的共性•方便的发动机配置设定•可编程发动机保护•ECM的自诊断与故障代码•高速反应的电子调速•针对负载特点的扭矩特性优化•环境因素的自动补偿与调节•基于总线的远程通讯•数字仪表与电子监测•通过芯片“刷新”方便实现产品升级方便的发动机保护设置•发动机报警、降功率、停车可以根据用户要求设置•允许改编设置点（在许可范围内）•允许改编延迟时间（在许可范围内）•允许对某特定的报警、降功率或停车选择“开”或“关”•对于原厂锁定的参数，可以申请工厂密码进行修改方便的发动机保护设置1.报警灯将持续亮2.以“高水温报警”事件为例，报警故障将被作为一个“事件（EVENTS）”记录在发动机ECM中。3.CatET将在状态栏中显示“高水温报警”当一个报警事件发生时：102C内设的缓冲区100C报警触发点报警消除点方便的发动机保护设置1.报警灯将闪烁2.以“高水温降功率”为例，一个“高水温降功率”事件将被记录在发动机ECM中。3.CatET将在状态栏中显示“高水温降功率”。4.发动机将每秒降低1%的额定功率，直到降功率25%。当一个降功率事件发生时：105C内设的缓冲区103C报警触发点报警消除点530秒100%75%方便的发动机保护设置1.报警等将持续亮2.以“高水温停车”为例，一个“高水温停车”事件将被记录在发动机ECM中。3.ET将在状态栏中显示“高水温停车”。4.喷油器停止工作，发动机停车。5.钥匙开关必须复位一次使喷油器能重新工作。当一个停车事件发生时：107C内设缓冲区105C停车触发点停车消除点ECM自诊断与故障代码如果传感器或线路短路或开路：报警灯亮、故障灯闪（输出故障代码）。ECM同时记录激活的故障和存档的故障。对温度和压力传感器，错误的数值不触发保护系统（采用默认数值），发动机工作受影响但不停车，转速和功率受到限制。要求马上安排维修。对转速及正时传感器，只有当主/辅传感器都出故障时发动机才停车。对油门位置传感器，发动机在低怠速下运行。对HEUI发动机的液压触动控制阀，当信号线对地短路时发动机将停车，其他线故障使发动机继续运行。如果传感器或线路临时故障：ECM只记录存档的故障。ECM对所有传感器进行自诊断：电子发动机调速•喷油时间取决于：–中冷器温度–发动机转速–扭矩–正时标定–数字补偿代码•在冷态模式下受水套水温度影响•喷油量取决于：–实际转速与目标转速之间的差异•但不超过FRC限定、燃油限定、海拔降功率限定、功率限制或发动机保护系统限制值的最低值。精确控制喷油时间与喷油量额定燃油限定FRC限定电子发动机调速•转速设定–额定转速、低怠速、中间转速–通过ET在发动机系统配置中设置•转速调节–各种油门位置传感器提供PWM脉宽调制信号–直接燃油控制，用工厂密码进行修改–PTO转速控制•提速率（加速率）–通过ET在发动机系统配置中设置•PTO转速控制–PTO提速/减速开关–通过ET在发动机系统配置中设置发动机转速控制•拉杆式油门位置传感器（TPS）•旋钮式油门位置传感器（TPS）•踏板安装式油门位置传感器（TPS）•控制按钮（PTO转速）•综合油门位置传感器（TPS）和控制按钮（PTO）如果要求传统的全程调速：自动环境因素补偿与调节•环境温度补偿•自动高温降功率•海拔高度补偿•自动高海拔降功率总结•配套卡特彼勒电喷发动机其实很方便•对有机械发动机经验的OEM厂–基本结构件是差不多的（不是一模一样，起动马达和充电器不变）–但没有:•燃油切断电磁阀•机械式油门拉杆–需要与OEM厂讨论清楚：•电方面的接口•参数配置•可编程发动机保护系统•希望的转速控制方法•专门ECM的接地端（接电池负极）电喷发动机•问题？谢谢！