CAT发动机概要.ppt

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1、Caterpillar EngineCaterpillar EngineTrainingTrainingWelcome!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液压驱动电子控制电子控制单体单体喷油器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选择功率和扭矩 根据过去使用的发动机经验。根据过去使用的发动机经验。理

2、论计算功率和扭矩的需求。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。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）选择最佳的扭矩储备（扭矩提升）通过通过SRRSRR，对于不要求排放证书的发动机，修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改标准的扭矩曲线以满足OEMOEM厂的要求是可厂的要求是可能的。能的。过高的扭矩可能对传动系统带来负面影响，对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。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

3、卡特彼勒功率定义卡特彼勒卡特彼勒功率定义功率定义 根据根据SAE1995SAE1995，公差为公差为+/-3%+/-3%，标定到进气温，标定到进气温度度50%50%有效。有效。SAE1995SAE1995：气压气压9999KPAKPA，气温气温2525C C，30%30%相对相对湿度。湿度。采用采用API 35#API 35#柴油，其低热值为柴油，其低热值为42,78042,780KJ/KGKJ/KG（29C29C），），比重为比重为838.9838.9G/LG/L。卡特彼勒公布的按以上条件折算的卡特彼勒公布的按以上条件折算的功率数功率数值与按值与按ISO 3046-2&8665&2288&I

4、SO 3046-2&8665&2288&9249&1585,EEC 80/1269 9249&1585,EEC 80/1269 和和 DIN DIN 7002070020标准折算的功率数值一致。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卡特彼勒油田“A”A”功率功率 连续功率连续功率卡特彼勒油田卡特彼勒油田“B”B”功率功率 泥浆泵功率泥浆泵功率卡特彼勒油田卡特彼勒油田“C”C”功率功率 修井机功率修井机功率卡特彼勒油田卡特彼勒油田“D”D”功率功率 水泥车功率水泥车功率卡特彼勒油田卡特彼勒油田“E”E”功率功率 压裂车功率压裂车功率油田发动机选择及卡特彼勒功率定义卡

5、特彼勒油田卡特彼勒油田“A”A”功率定义功率定义 100%100%满负载、持续时间。满负载、持续时间。如：管道输送泵、修井搅拌车等。如：管道输送泵、修井搅拌车等。02040608010024小时小时 hr.%额定负载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卡特彼勒油田“B”B”功率定义功率定义 满负载时间不超过满负载时间不超过80%80%、负载周期性变化。、负载周期性变化。如：泥浆泵如：泥浆泵/机械钻机、独立驱动的转台、修机械钻机、独立驱动的转台、修井混合车、水泥车等。井混合车、水泥车等。02040608010024681012141618202224小时小时 hr.%额定负载额定

6、负载 油田发动机选择及卡特彼勒功率定义卡特彼勒油田卡特彼勒油田“C”C”功率定义功率定义 满负载时间不超过满负载时间不超过50%50%、负载周期性变化（、负载周期性变化（1 1小时满载小时满载运行后在运行后在“A”A”功率或以下负载下运行功率或以下负载下运行1 1小时）。小时）。如：修井机、非公路卡车、消防泵、凿岩机、油田绞车、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。注氮车、修井封井车、水泥车等。02040608010024681012141618202224小时小时 hr.%额定负载额定负载 油田发动机选择及卡特彼勒功率定义卡特彼勒油田卡特彼勒油田“D

7、”D”功率定义功率定义 满负载用作满足周期性过载，时间不超过满负载用作满足周期性过载，时间不超过10%10%（半小时（半小时满载后在满载后在“C”C”或以下功率负载下运行或以下功率负载下运行1 1小时）。小时）。如：平台水泥车、海洋平台吊车、消防泵、凿岩机、螺如：平台水泥车、海洋平台吊车、消防泵、凿岩机、螺旋管机等。旋管机等。02040608010024681012141618202224小时小时 hr.%额定负载额定负载 油田发动机选择及卡特彼勒功率定义卡特彼勒油田卡特彼勒油田“E”E”功率定义功率定义 满负载用作满足瞬间过载，时间不超过满负载用作满足瞬间过载，时间不超过5%5%（1515分

8、钟满分钟满载后在载后在“C”C”或以下功率负载下运行或以下功率负载下运行1 1小时）。小时）。如：压裂车、注酸车等。如：压裂车、注酸车等。02040608010024681012141618202224小时小时 hr.%额定负载额定负载 卡特彼勒电喷发动机系列 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卡特彼勒电喷发动机的技术特点 OEMOEM接口具有很大的共性接口具有很大的共性 方便的发动机配置设定方便的发动机配置设定 可编程发动机保护可编程发动机保护 ECMECM的自诊断与故障代码的自诊断与故障代码 高速反应的电子调速高速反应的电子调速 针对负载特点的扭矩特性优化针对

9、负载特点的扭矩特性优化 环境因素的自动补偿与调节环境因素的自动补偿与调节 基于总线的远程通讯基于总线的远程通讯 数字仪表与电子监测数字仪表与电子监测 通过芯片通过芯片“刷新刷新”方便实现产品升级方便实现产品升级方便的发动机保护设置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发动机报警、降功率、停车可以根据用户要求设置置 允许改编设置点（在许可范围内）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、降功率或停车选择允许对某特定的报警、降功率或停车选择“开开”或或“关关”对于原厂锁定的参数，可以申请工厂密码进行修

10、对于原厂锁定的参数，可以申请工厂密码进行修改改方便的发动机保护设置方便的发动机保护设置1.1.报警灯将报警灯将持续亮持续亮持续亮持续亮2.2.以以“高水温报警高水温报警”事件事件为例，报警故障将被作为例，报警故障将被作为一个为一个“事件事件（EVENTSEVENTS）”记录在发记录在发动机动机ECMECM中。中。3.3.Cat ETCat ET将在状态栏中显示将在状态栏中显示“高水温报警高水温报警”当一个报警事件发生时：当一个报警事件发生时：102 C内设的缓冲区内设的缓冲区100 C报警触发点报警触发点报警消除点报警消除点方便的发动机保护设置方便的发动机保护设置1.1.报警灯将报警灯将闪烁闪

11、烁闪烁闪烁2.2.以以“高水温降功率高水温降功率”为为例，一个例，一个“高水温降功高水温降功率率”事件将被记录在发事件将被记录在发动机动机ECMECM中。中。3.3.Cat ETCat ET将在状态栏中显示将在状态栏中显示“高水温降功率高水温降功率”。4.4.发动机将每秒降低发动机将每秒降低1%1%的的额定功率，直到降功率额定功率，直到降功率25%25%。当一个降功率事件发生时：当一个降功率事件发生时：105 C内设的缓冲区内设的缓冲区103 C报警触发点报警触发点报警消除点报警消除点530秒秒100%75%方便的发动机保护设置方便的发动机保护设置1.1.报警等将报警等将持续亮持续亮持续亮持续

12、亮 2.2.以以“高水温停车高水温停车”为例，一个为例，一个“高水温停车高水温停车”事件将被记录事件将被记录在发动机在发动机ECMECM中。中。3.3.ETET将在状态栏中显示将在状态栏中显示“高水高水温停车温停车”。4.4.喷油器停止工作，发动机停车。喷油器停止工作，发动机停车。5.5.钥匙开关必须复位一次使喷油钥匙开关必须复位一次使喷油器能重新工作。器能重新工作。当一个停车事件发生时：当一个停车事件发生时：107 C内设缓冲区内设缓冲区105 C停车触发点停车触发点停车消除点停车消除点ECM自诊断与故障代码自诊断与故障代码如果传感器或线路短路或开路：如果传感器或线路短路或开路：如果传感器或

13、线路短路或开路：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）。报警灯亮、故障灯闪（输出故障代码）。报警灯亮、故障灯闪（输出故障代码）。报警灯亮、故障灯闪（输出故障代码）。ECM ECM同时记录激活的故障和存档的故障。同时记录激活的故障和存档的故障。同时记录激活的故障和存档的故障。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）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）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）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

14、速和功率受到限制。要求马上安，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，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，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。排维修。排维修。排维修。对转速及正时传感器，只有当主对转速及正时传感器，只有当主对转速及正时传感器，只有当主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。辅传感器都出故障时发动机才停车。辅传感器都出故障时发动机才停车。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。对油门位置传感器，发动机在低怠速下运行。对油门位置传感器，发动机在低怠速下运行。对油

15、门位置传感器，发动机在低怠速下运行。对对对对HEUIHEUI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。车，其他线故障使发动机继续运行。车，其他线故障使发动机继续运行。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：如果传感器或线路临时故障：如果传感器或线路临时故障：如果传感器或线路临时故障：ECMECM只记录存档的故障。只记录存档的故障。只记录存档的故障。只记录存档的故障。ECM对所有传感

16、器进行自诊断：对所有传感器进行自诊断：电子发动机调速电子发动机调速 喷油时间取决于：喷油时间取决于：中冷器温度中冷器温度 发动机转速发动机转速 扭矩扭矩 正时标定正时标定 数字补偿代码数字补偿代码 在冷态模式下受水套水温在冷态模式下受水套水温度影响度影响 喷油量取决于：喷油量取决于：实际转速与目标转速之间的实际转速与目标转速之间的差异差异 但不超过但不超过FRCFRC限定、燃油限定、限定、燃油限定、海拔降功率限定、功率限制海拔降功率限定、功率限制或发动机保护系统限制值的或发动机保护系统限制值的最低值。最低值。精确控制喷油时间与喷油量精确控制喷油时间与喷油量额定燃油额定燃油额定燃油额定燃油限定限

17、定限定限定FRCFRC限定限定限定限定电子发动机调速电子发动机调速 转速设定转速设定 额定转速、低怠速、中间转速额定转速、低怠速、中间转速 通过通过ETET在发动机系统配置中设置在发动机系统配置中设置 转速调节转速调节 各种油门位置传感器提供各种油门位置传感器提供PWMPWM脉宽调制信号脉宽调制信号 直接燃油控制，用工厂密码进行修改直接燃油控制，用工厂密码进行修改 PTOPTO转速控制转速控制 提速率（加速率）提速率（加速率）通过通过ETET在发动机系统配置中设置在发动机系统配置中设置 PTOPTO转速控制转速控制 PTOPTO提速提速/减速开关减速开关 通过通过ETET在发动机系统配置中设置

18、在发动机系统配置中设置发动机转速控制发动机转速控制拉杆式油门位置传感器（拉杆式油门位置传感器（TPSTPS）旋钮式油门位置传感器（旋钮式油门位置传感器（TPSTPS）踏板安装式油门位置传感器（踏板安装式油门位置传感器（TPSTPS）控制按钮（控制按钮（PTOPTO转速）转速）综合油门位置传感器（综合油门位置传感器（TPSTPS）和控制按钮和控制按钮（PTOPTO）如果要求传统的全程调速：如果要求传统的全程调速：自动环境因素补偿与调节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总结 配套卡特彼勒电喷发动机其实很方便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对有机械发动机经验的OEMOEM厂厂 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）不变）但没有但没有:燃油切断电磁阀燃油切断电磁阀 机械式油门拉杆机械式油门拉杆 需要与需要与OEMOEM厂讨论清楚：厂讨论清楚：电方面的接口电方面的接口 参数配置参数配置 可编程发动机保护系统可编程发动机保护系统 希望的转速控制方法希望的转速控制方法 专门专门ECMECM的接地端（接电池负极）的接地端（接电池负极）电喷发动机问题？谢谢！谢谢！