G3600 Engines Caterpillar


Electronic Control System Parameters

Usage:

G3606B 4ZS

配置参数

针对每一种发动机的应用情况,某些参数是唯一的。 表 1 中列出了可为 G3600 发动机配置的参数。 参数值可在 Caterpillar 电子技师(Cat ET)的"配置"屏幕上查看。

表 1
用于 G3600 发动机的配置参数    
空燃比控制    
"燃料质量输入类型配置"    
"燃油质量"    
"燃料质量传感器 LHV 低设定点"    
"燃料质量传感器 LHV 高设定点"    
"燃气比重"    
"预期发动机排气口温度"    
"阻风门最大位置"    
"发动机起动阻风门位置"    
"发动机起动涡轮废气旁通阀位置"    
"废气旁通阀(比例)增益百分比"    
"废气旁通阀(积分)稳定性百分比"    
"废气旁通阀(微分)补偿百分比"    
"阻风门(比例)增益百分比"    
"阻风门(积分)稳定性百分比"    
"阻风门(微分)补偿百分比"    
"多电弧点火功能启用"    
"多电弧点火模式配置"    
"多电弧点火发动机起动触发持续时间"    
转速控制    
"低怠速转速"    
"最小发动机高怠速"    
"最高发动机高怠速"    
"发动机加速率"    
"期望的速度输入配置"    
"调速器类型设定"    
"发动机转速降"    
"调速器(比例)增益百分比"    
"调速器(整体)稳定性百分比"    
"调速器(微分)补偿百分比"    
"调速器辅助 1(比例)增益百分比"    
"调速器辅助 1(积分)稳定性百分比"    
"调速器辅助 1(微分)补偿百分比"    
起动/停机控制    
"从动设备延迟时间"    
"盘车终止转速"    
"发动机放气周期时间"    
"发动机冷却持续时间"    
"盘车周期时间"    
"发动机盘车超时时间"    
"发动机转速下降时间"    
"发动机预润滑超时时间"    
发动机起动排气温度反馈时间延迟    
发动机起动燃料爆发指令    
监控和保护    
发动机后润滑持续时间    
"高进气温度发动机负载设定点"    
电子控制模块(ECM)的信息    
"发动机序列号"    
"设备识别号"    
密码    
"用户密码 #1"    
"用户密码 #2"    
"总修改次数"    

空燃比和发动机转速控制

可以对以下部件调整增益、稳定性和补偿:

  • 主调速器

  • 辅助调速器

  • 阻风门

  • 排气旁路(废气旁通阀)

增益确定了控制装置根据预期状况与实际状况之间的差异做相应调整的速度。 提高该增益可加快对理想状况和实际状况之间差异的响应。

稳定性控制了根据预期状况与实际状况之间的差异来消除误差的速度。 稳定性会抑制对误差的响应。 增大稳定性可降低抑制效果。

补偿用于调整控制信号与执行器运动之间的时间延迟。 如果补偿太低,发动机转速将缓慢波动。 如果补偿太高,发动机转速将快速波动。

图 1 显示了一些典型的瞬时响应曲线。




图 1g00806254

(Y) 发动机转速

(X) 时间

(1) 增益太高,稳定性太低。 起动时有大的过调,在瞬时负载时有些过调。

(2) 增益稍高,稳定性稍低。 起动时稍有过调,但是对瞬时负载的响应是最佳的。

(3) 增益稍低,稳定性稍高。 起动时性能最佳,但对瞬时负载的响应慢。

(4) 增益太低,稳定性太高。 对瞬时负载响应太慢。

(5) 对瞬时负载的响应被调整到最佳性能。

图 2 是补偿调整的示意图。




图 2g00806274

执行器电压的线宽增大表示随着补偿的增高,关联更为灵敏。

(Y) 执行器电压

(X) 时间(秒钟)

默认值应足够用于最初起动。 然而,默认值不能提供最佳的性能。

如果有不稳定性故障,在调整设定前必须查明其他原因。 例如,诊断代码和不稳定的燃气压力可能引起不稳定。

要更改增益、稳定性或补偿,使用 Cat ET 的"调速器增益"屏幕上的"图表"功能。 该图表为观察调整效果提供了最佳的方法。

调整后,必须通过中断发动机转速来测试稳定性。 使发动机在全部的转速和负载范围下运转,以确保稳定性。

空燃比控制

燃料质量输入类型

该参数用于选择低热值(LHV)输入类型。 默认设置是"已配置值"。 当操作员在 ET 中设置 LHV 输入时,使用该设定。 当气相色谱仪使用 4 至 20 mA 代表燃料的 LHV 时,应选择 "4 至 20 mA" 设置。 在垃圾填埋时最常使用该设置。

"燃油质量"

该参数被编程为低热值(LHV)的主要燃料。 ECM 的空燃比控制将弥补该设置的些许不准确。 ECM 会假定一个修正值,它等于客户编程的"燃料能含量"乘以"燃料修正因子"。 该因子显示在 Cat ET 屏幕上。 如果"燃料修正因子"超出了在工厂编程的限值,将产生一个事件代码。 该事件代码指出需要重新编程该值。 获取燃气分析值,以便准确地编程该参数。

燃料质量传感器 LHV 下限设定点

该参数是输入设备为了确定远程 Btu 输入的范围而使用的低 LHV。

燃料质量传感器 LHV 上限设定点

该参数是输入设备为了确定远程 Btu 输入的范围而使用的高 LHV。

注: 结合燃料质量的下限和上限便能确定远程 Btu 输入的斜率。 通过更改一个或两个这些设定点即可改变这条线的斜率。

"燃气比重"

ECM 需要使用"燃气比重"输入来精确地计量空燃比。 获得燃气分析值,以确定燃料的比重。

"预期发动机排气口温度"

该参数被编程为 25% 负载时的预期排气口温度。 当在排气口温度反馈模式中运转时,ECM 使用该温度来调整阻风门。

请参阅系统运作, "电气控制系统运作"内的可编程"预期发动机排气口温度"参数。

"阻风门最大位置"

这是阻风门的最大位置。 当发动机空载运转时,设定最大位置以便有充足的空气用于燃烧。 通常情况下,该位置是关闭 65% 至 85%。

"发动机起动阻风门位置"

这是阻风门在起动时的位置。 阻风门保持在该位置,以确保进气歧管压力足够大。 阻风门保持在该位置,以确保进气歧管压力不会过大。 该位置取决于气缸数和现场条件。 通常情况下,该位置是关闭 60% 至 80%。

发动机起动废气旁通阀位置

这是废气旁通阀在起动时的位置。 起动时将一直保持该位置,直到发动机达到预期转速十秒之后。 废气旁通阀保持在该位置,以便提供额外的进气压力。 该参数的最终设置必须取决于现场条件。

"废气旁通阀(比例)增益百分比"

该参数确定了控制装置为达到预期的进气歧管压力而对废气旁通阀做相应调整的速度。

"废气旁通阀(积分)稳定性百分比"

该参数控制了根据废气旁通阀的预期位置与实际位置之间的差异来消除误差的速度。 稳定性会抑制对误差的响应。 增大稳定性可降低抑制效果。

"废气旁通阀(微分)补偿百分比"

该参数用于调整控制信号与废气旁通阀执行器运动之间的时间延迟。 如果补偿太低,废气旁通阀执行器将缓慢波动。 如果补偿太高,废气旁通阀执行器将快速波动。

"阻风门(比例)增益百分比"

该参数确定了控制装置为达到预期的进气歧管压力而对阻风门做相应调整的速度。

"阻风门(积分)稳定性百分比"

该参数控制了根据进气歧管的预期压力与实际压力之间的差异来消除误差的速度。 稳定性会抑制对误差的响应。 增大稳定性可降低抑制效果。

"阻风门(微分)补偿百分比"

该参数用于调整控制信号与阻风门执行器运动之间的时间延迟。 如果补偿太低,阻风门执行器将缓慢波动。 如果补偿太高,阻风门执行器将快速波动。

转速控制

"低怠速转速"

将这个参数编程到期望的低怠速转速。 低怠速转速的编程范围为 500 至 700 rpm。

"最小发动机高怠速"

将这个参数编程到期望的最小高怠速转速。 实际高怠速由期望的转速输入调节。 调节与输入成线性比例关系。 输入 0% 导致最小高怠速转速,输入 100% 导致最大高怠转速。 该参数的编程范围为 700 至 1000 rpm。

"最高发动机高怠速"

将这个参数编程到期望的最大高怠速转速。 实际高怠速由期望的转速输入调节。 调节与输入成线性比例关系。 输入 0% 导致最小高怠速转速,输入 100% 导致最大高怠转速。 在工业发动机上,该参数的编程范围为 700 至 1000 rpm。 对于 50 Hz 发电机组发动机,为 700 至 1050 rpm。 对于 60 Hz 发电机组发动机,为 700 至 950 rpm。

"发动机加速 等级"

该参数控制了低怠速与预期发动机转速之间的加速度。 例如,当"怠速 / 额定"开关转到"额定"位置时,发动机可被编程以每秒 50 rpm 的速率加速。

速度档选择

根据怠速/额定开关的位置和发动机油压力的状态选择速度。 如果怠速/额定开关在怠速位置,ECM 将总是选择低怠速。 如果发动机机油压力低于低压警告的触发点,ECM 将总是选择低怠速。 不论怠速/额定开关在什么位置,都会选择该转速。 如果机油压力大于机油压力低警告的设定点,并且怠速/额定开关在额定位置,ECM 将从远程控制面板或客户的远程输入选择所需的速度。

"期望的速度输入配置"

该参数确定了针对预期转速控制的 ECM 信号输入。 信号可以为 0 至 5 VDC 或 4 至 20 mA。 远程控制面板的预期转速电位计输出为 0-5 VDC。

注: ECM 不可接受预期发动机转速输入的脉冲宽度调制信号。 如果试图选择脉冲宽度调制输入(PWM),ECM 将拒绝该选择。 将产生一个错误。

"调速器类型设定"

"调速器类型设定"参数可以被设定为"降速工作"或"同步模式"。 该设定取决于发动机的应用情况。

发动机转速降

该可编程参数实现对各种应用(例如负载均分设备)的精确降速控制。 当将"调速器类型设定"参数设为"降速"时,降速值的编程范围为 0% 至 10%。

"调速器(比例)增益百分比"

该增益确定了控制装置根据预期状况与实际状况之间的差异做相应调整的速度。 提高该增益可加快对理想状况和实际状况之间差异的响应。 该参数是根据成比例的倍数。 当"网格状态"参数为"关"时,该参数可改变调速器的响应。 如果调整了该增益且"网格状态"为"开",则增益不受影响。

"调速器(整体)稳定性百分比"

稳定性控制了根据预期状况与实际状况之间的差异来消除误差的速度。 稳定性会抑制对误差的响应。 增大稳定性可降低抑制效果。 稳定性会抑制对误差的响应。 增大稳定性可降低抑制效果。 该参数基于一个积分倍数。 当"网格状态"参数为"关"时,该参数可改变调速器的响应。 如果调整了稳定性且"网格状态"为"开",则稳定性不受影响。

"调速器(微分)补偿百分比"

补偿用于调整控制信号与执行器运动之间的时间延迟。 如果补偿太低,发动机转速将缓慢波动。 如果补偿太高,发动机转速将快速波动。 当"网格状态"参数为"关"时,该参数基于一个微分倍数。 如果更改了补偿且"网格状态"为"开",则发动机的补偿不会改变。

"调速器辅助 1(比例)增益百分比"

当发动机的"网格状态"参数为"开"时,该参数基于一个比例倍数。 如果更改了增益且"网格状态"为"关",则发动机控制器的增益不会改变。

"调速器辅助 1(积分)稳定性百分比"

当发动机的"网格状态"参数为"开"时,该参数基于一个积分倍数。 如果更改了增益且"网格状态"为"关",则发动机控制器的稳定性不会改变。

"调速器辅助 1(微分)补偿百分比"

当发动机的"网格状态"参数为"开"时,该参数基于一个微分倍数。 如果更改了增益且"网格状态"为"关",则发动机控制器的补偿不会改变。

起动/停机控制参数

"从动设备延迟时间"

ECM 为从动设备提供一个开关输入以延迟发动机起动,直到从动设备准备就绪。 ECM 不会尝试起动发动机,直到开关关闭并完成预润滑。 如果在超过从动设备的编程时间后仍未关闭开关,则生成一个事件代码。 要禁用该功能,开关的延迟时间必须被设定为 0。

"盘车终止转速"

当发动机转速超过设定的"盘车终止转速"时,ECM 分离起动马达。 250 rpm 的默认值应足以应对所有应用。

"发动机放气周期时间"

"发动机放气周期时间"是指在盘车周期开始前的无燃料盘车持续时间。 此时不能点火。 在"发动机放气周期时间"内,任何未燃烧的燃料都可在发动机盘车前从排气系统排出。

"发动机冷却持续时间"

当 ECM 收到"停机"要求时,发动机将在"冷却模式"下继续运转所设定的冷却时间。 如果 ECM 收到紧急停机要求,则提前退出"冷却模式"。 如果将"发动机冷却持续时间"设定为 0,当 ECM 收到"停机"要求时,发动机将立即停机。

"盘车周期时间"

"盘车周期时间"是指起动期间启动起动马达、点火系统和断气阀的时间。 如果发动机在规定的时间内没有起动,起动尝试将被延缓一个"休息周期",其时长与"盘车周期时间"相等。

"发动机盘车超时时间"

"发动机盘车超时时间"是指发动机尝试起动的持续时间。 如果发动机在该时间段内没有起动,将产生一个事件。

设定示例

表 2
起动设定示例    
参数     时间    
"放气周期时间"     10 秒    
"盘车周期时间"     30 秒    
"盘车超时时间"     45 秒    

如果按照表 2 中的示例对参数进行编程,将发生下列顺序:

  1. 在盘车周期的第一次十秒内,禁用燃料和点火以便通过排气系统放掉发动机中的气体。

  1. 启用燃料和点火。 发动机将继续盘车最长 30 秒。

  1. 如果发动机不起动,禁用点火、燃料和起动马达持续一个 30 秒的"休息周期"。

此示例中,一个完整的周期是 60 秒, 其中包括 30 秒的盘车周期和 30 秒的休息周期。 30 秒盘车周期中包括放气周期。

"发动机转速下降时间"

超过冷却时间后,ECM 关闭断气阀。 点火继续,直到发动机转速低于 40 rpm 以下。 如果发动机转速在编程的下降时间内没有下降至少 100 rpm,ECM 终止点火。 ECM 发出紧急停机。

"发动机预润滑时间周期"

ECM 在发动机盘车前为预润滑泵的电磁阀供电。 ECM 使用开关输入来监控发动机是否有可接受的预润滑压力。 预润滑完成后,预润滑压力开关关闭。 如果 ECM 在可设定的"发动机预润滑超时时间"内没有检测到开关关闭,则 ECM 会监控发动机油压力传感器。 如果发动机油压力不足,则激活一个事件代码并终止起动顺序。 "发动机预润滑超时时间"的范围为 30 至 300 秒。

发动机起动排气温度反馈时间延迟

该设置确定了在发动机起动并达到预期转速后,控制系统停留在"排气反馈模式"中的时间。 如果起动时的指示负载超过 40%,该时间延迟可以防止系统过快退出"排气反馈"模式。 过快进入该模式会导致"燃料修正因子"因缺火而降低。

发动机起动燃料爆发指令

该参数的默认设置为 30%。 盘车两秒钟后,控制系统短暂打开燃料阀 30%。 对于 V 型发动机而言,大多数应用中都需要打开阀门以便为燃油导轨充油。 不过,某些运行热燃料的发动机则不需要燃料爆发,此时该参数的设定范围为 0% 至 30%。 通过降低燃料爆发指令可减小起动空燃比,并降低起动时的排气爆炸危险。

"高进气温度发动机负载设定点"

对于由进气温度高所激活的事件而言,可编程的设定点是一个从发动机高负载中分离出来的发动机低负载值。 "发动机负载因子"可显示在 Cat ET 状态屏幕上。 如果负载因子低于设定点且进气温度达到触发点,将激活"发动机低负载时进气温度高"事件。 如果负载因子高于设定点且进气温度达到触发点,将激活"发动机高负载时进气温度高"事件。

ECM 的信息

"发动机序列号"

发动机出厂编号在工厂编程到 ECM。 该编号刻在发动机信息标牌上。

"设备识别号"

为便于识别,客户可指定"设备 ID"。

用户密码

可输入两个客户密码。 密码用于防止在未经授权的情况下更改某些配置参数。

注: 要清除某些记录的事件或更改某些可编程的参数,需要工厂级的安全密码。 由于有了密码,只有授权的人员才能更改 ECM 中的某些可编程参数。 当输入正确密码时,所做的更改会被编程到 ECM 中。

"总修改次数"

该项显示配置参数已改变的次数。

配置参数的默认设置

表 3 中列出了大多数配置参数的默认设置。 这些值可能需要调整特定安装。

表 3
G3600 发动机配置参数的默认设置    
参数     发动机    
G3606 G3608     G3612     G3616    
空燃比控制    
"燃料质量输入类型配置"     配置值    
"燃油质量"     36.00 MJ 每标准立方米(900 BTU 每标准立方英尺)    
"燃料质量传感器 LHV 低设定点"     12 MJ 每标准立方米(300 BTU 每标准立方英尺)    
"燃料质量传感器 LHV 高设定点"     24 MJ 每标准立方米(600 BTU 每标准立方英尺)    
"燃气比重"     0.600    
"预期发动机排气口温度"     540 °C     535 °C     540 °C     535 °C    
"阻风门最大位置"     75 %     70 %     84 %     85 %    
"发动机起动阻风门位置"     66 %     60 %     76 %     77 %    
"发动机起动涡轮废气旁通阀位置"     90 %    
"废气旁通阀(比例)增益百分比"     100 %    
"废气旁通阀(积分)稳定性百分比"    
"废气旁通阀(微分)补偿百分比"    
"阻风门(比例)增益百分比"    
"阻风门(积分)稳定性百分比"    
"阻风门(微分)补偿百分比"    
"多电弧点火功能启用"     停用    
"多电弧点火模式配置"     开始    
"多电弧点火发动机起动触发持续时间"     60秒    
转速控制    
"低怠速转速"     550 rpm    
"最小发动机高怠速"     700 rpm    
"最高发动机高怠速"     1000 rpm    
"发动机加速 等级"     每秒 100 rpm    
"期望的速度输入配置"     0 至 5 VDC    
"调速器类型设定"     等时    
"发动机转速降"     0    
"调速器(比例)增益百分比"     100 %    
"调速器(整体)稳定性百分比"    
"调速器(微分)补偿百分比"    
"调速器辅助 1(比例)增益百分比"    
"调速器辅助 1(积分)稳定性百分比"    
"调速器辅助 1(微分)补偿百分比"    
起动/停机控制    
"从动设备延迟时间"     40.0 秒    
"盘车终止转速"     250 rpm    
"发动机放气周期时间"     0 秒    
"发动机冷却持续时间"     0 分钟    
"盘车周期时间"     30 秒    
"发动机盘车超时时间"     40 秒    
"发动机转速下降时间"     15 秒    
"发动机预润滑超时时间"     30 秒    
"发动机起动排气温度反馈时间配置"     180 秒    
"发动机起动燃料爆发指令配置"     30%    
监控和保护    
"发动机后润滑持续时间"     3 分钟    
"高进气温度发动机负载设定点"     50 %    
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