450-560 BkW 9.2 NOx, 0.54 PM, 1.3 HC, 11.4 CO
6.4 NMHC + NOx, 0.2 PM, 34.5.0CNOMHC + NOx, 0.2 PM
225-450 BkW 9.2 NOx, 0.54 PM, 1.3 HC, 11.4 CO 6.4 NMHC + NOx, 0.2 PM, 3.5 CO 4.0 NMHC + NOx, 0.2 PM
卡特彼勒 电子控制喷射柴油机
简介
美国环保署（US EPA）排放法规
非公路用
engine gross
Tier I
Tier II
Tier III TIER III not yet established
power level
> 560 BkW
9.2 NOx, 0.54 PM
6.4 NMHC + NOx, 0.2 PM
传感器公共端
液位低
速度 / 正时传感器
凸轮轴正时 齿轮上的正
时齿
电磁阀总成
MEUI 喷油器
提供高达152 Mpa (22000psi)的喷射压力
梃柱 柱塞 油腔
喷油嘴总成
在全部的工作范围都可获得 最佳性能
4 维的正时控制: • 中冷器出口水温 • 发动机当前转速 • 发动机负荷 • 发动机当前转速的动态调整值 正时图:
传感器 运行参数
功
手工更换只读内存芯片
过去
刷新快速内存 中的个性化文件
E.T.刷新可擦写内存
现在
37-75 BkW
9.2 NOx
7.5 NMHC + NOx, 0.4 PM
4.7 NMHC + NOx,
19-37 BkW
9.5 NMHC + NOx, 0.8 PM, 5.5 CO
7.5 NMHC + NOx, 0.6 PM
8-19 BkW
9.5 NMHC + NOx, 0.8 PM, 6.6 CO
第一与第二阶段的比较
Tier 1
Tier 2
降低的比率
9.2 g/kW-hr NOx 6.4 g/kW-hr NOx+HC
1.3 g/kW-hr HC
0.54 g/kW-hr PM 0.2 g/kW-hr PM
- 40 % - 63 %
11.4 g/kW-hr CO 3.5 g/kW-hr CO
- 70 %
第一代电子控制喷射柴油机 位置控制式
计算机技术的进步在发动机行业的成果 卡特彼勒PEEC柴油机:
可编程序电子控制发动机
速度传感器取代飞锤 电子调速器（控制器、执行器）取代了
机械调速器的弹簧、杠杆，控制齿条 的行程 喷油器原理上没有变化
第二代电子控制喷射柴油机 时间控制式(EUI燃油系统)
• 长寿命的高速电磁阀 技术成熟的结果
新的管理系统提高了可靠性
• 发动机监视系统(显示或报警)
系统低电压
机油压力低
高水温
低水温
超速
空气滤清器阻力大
大气压力
排气温度
机油压力差
燃油压力差
曲轴箱压力
增压器的压力负载%数
中冷器温度高 高海拔
自动功率下降功能—避免早期磨损和可能的故障
新的管理系统提高了可靠性
• 诊断信息： 在显示模块上显示诊断信
息 显示闪烁代码的诊断灯 活动和记录故障 记录事件
新的管理系统提高了可靠性
可在世界任意地方 实施监控
两个数据链接口：
A： 维修工具(ET)接口通
过SAE标准RS232适配 器连接到用户的计算机 上。
B： 卡特数据链连接到计 算机化监视系统(CMS)
电子诊断工具 E.T.（Electronic Technician）
3500B
颗粒的 降低
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 NOx - g/kW-hr
传统的螺旋槽式高压油泵
▪ 凸轮和齿条控制柱塞， 控制燃油喷射正时和持 续时间
▪ 构造限制了最高喷油压 力。约为1200 Bar
▪ 外部的高压管路是个薄 弱环节
▪ 依靠高的喷油压力控制 排放
传统的机械式调速器
HEUI – B 喷油系统
▪ 压缩燃油的压力由液压系 统提供
▪ 喷油压力几乎不受发动机 转速的影响
▪ 改变液压油压力(Injection Actuation Pressure)就可 以改变喷油压力(IAPCV的 作用)
电子控制喷射发动机 的主要构成部件
▪ 发动机控制模块 （ECM）
▪ 各种传感器 （SENSOR）
维修接口模块(连接电子工 具) 维修工具功能 可编程序功能 动态发动机状态显示(扭矩、 功率、油耗、爆发压力) 诊断(系统故障) 标定 诊断系统试验
简 介
CAT ET是在个人电脑Windows下运行的软件。 个人电脑通过适配器和数据线与发动机上的 电子控制模块(ECM)连接 可以设定参数、诊断现有的和潜在的发动机 故障、通过所提取的数据进行故障和设备运 行状况的分析并可将所记录的数据打印或以 电子文本存档。
加强的铝合金密封盒体
燃油冷却管道 40 针接口 橡胶隔离
双处理器
快速 存储器
压力 传感器
传感器
温度 传感器
位置 传感器
速度 传感器
监视发动机的性能参数并通过信号 电压为ECM提供信息
压力传感器
温度传感器的电路
正极 负极 信号
排气温度传感器
冷却液位传感器
冷却液位传感器电路
液位正常 +5V直流
▪ 喷油器
关机
电子
理想转速 发动机
油门
到
调速器
Rpm 逻辑控制
各
燃油喷射控制
喷
油 器 的
空燃比 图
扭矩图
信
号
空燃比校正
校正
实际发动机转速
传感器 增压器出口 号转换
进气歧管压力
大气压力
机油、燃油
排气温度
冷却水温
电喷发动机的大脑 发动机控制模块（ECM）
--发动机的所有主要功能均由ECM控制
冷车状态，加速状态及正常工作
3维 燃油 / 正时图
中冷器温度
30-
-120
25-
-100
20-
-80
15-
-60
10-
-40
5-
-20
在全部的工作范围都可获得 最佳性能
自动高度补偿 自动滤清器补偿 断缸燃油控制
软件对性能的影响
18年的电子控制喷射发动机经验 18年的用户反馈信息
18年电子控制喷射发动机的领先地位
130-225 BkW 9.2 NOx, 0.54 PM, 1.3 HC, 11.4 CO
6.6 NMHC + NOx, 0.2 PM 4.0 NMHC + NOx, 0.2 PM
75-130 BkW
9.2 NOx
6.6 NMHC + NOx, 0.3 PM
4.0 NMHC + NOx, 0.3 PM
• 可以精确的控制合适 的喷油正时和供油持 续时间
• 最高燃油压力约 2000 Bar
电子控制模块 液压 – 机械式调速器
再进一步！
▪ 喷油量取决于喷油正时和喷射压力 ▪ 计算机技术的应用确定了合适的喷油理想值
（位置控制式） ▪ 1ms响应速度的电磁阀实现了理想的喷油正时
（时间控制式）
▪ 如何控制喷油压力？ ▪ 时间-压力控制式
更低的排放(NOX) 更大的功率输出 燃油消耗的降低
颗粒 - g/kW-hr
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 0
NOx 的降低
国际海事组织IMO (1500 rpm) - 2000
3500A
US EPA 2000 Tier 1
3500 EUI
US EPA 2006 Tier II
7.5 NMHC + NOx, 0.8 PM
< 8 BkW emissions values in g/kW-hr 10.5 NMHC + NOx, 1.0 PM, 8.0 CO
7.5 NMHC + NOx, 0.8 PM
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
▪全权的发动机电子控制 ▪记录发动机故障 ▪改进的发动机故障诊断方式 ▪发动机的监视和保护 ▪更多的程序定制功能
燃油出口
E.C.M. J2 40针 接口
E.C.M. J1 40针 接口
燃油进口
▪ Electronic电子 ▪ Control 控制 ▪ Module 模块
▪ Advanced高级 ▪ Diesel 柴油 ▪ Engine 发动机 ▪ Management管理系统