- 发动机控制系统的诊断
- 去除了易机械磨损的零件
- 点火正时的精确控制
- 爆震防护
EIS 包含以下部件：EIS 控制模块, 发动机转速/正时传感器, 歧管空气压力传感器, 爆震传感器, 点火变压器, 火花塞 和 接线线束。 EIS 控制模块通过接线连接到一个安装在发动机上的接线箱。 接线箱提供了通过 Caterpillar 电子技师（Cat ET）或数字诊断工具（DDT）在操作员和 EIS 控制模块之间进行通信的接口。
图 1 显示系统零件之间的关系。
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| 图 1 | g01048857 |
EIS 控制模块 (6) 安装在发动机上。 必须针对具体安装使用情况进行EIS 控制模块编程，以控制点火。 Cat ET (7) 或 DDT (8) 可用于 EIS 控制模块编程。 这两个电子维修工具都可以连接大盘远程控制面板 (1) 或接线箱 (2) 。
注: 有关可编程参数的信息，请参考系统操作, "电子控制系统参数"。 有关监控系统的信息，请参考系统操作, "发动机监控系统"。
影响点火系统的两个开关为：发动机控制开关（ECS） 和 燃油选择开关。
远程控制面板 (1) 上的 ECS转到手动起动时，EIS 控制模块运转点火系统。
如果燃油选择开关处于天然气位置，EIS 控制模块将使用编程设置的理想正时。 如果燃油选择开关处于丙烷位置，EIS 控制模块将正时延迟 6 度。
EIS 控制模块使用发动机转速/正时传感器 (3) 、歧管空气压力传感器 (4) 和爆震传感器 (5) 监控发动机运转。 EIS 控制模块决定点火正时。 模块通过点火变压器 (9) 和火花塞 (10) 启动正时。
来自 EIS 控制模块的信息发送到发动机上安装的接线箱 (2) 和远程控制面板。 如果检测到电子系统故障，即产生诊断代码。 可通过远程控制面板或电子维修工具监控诊断代码。
注: 如果发动机有空燃比控制，则 EIS 控制模块通过 CAT 数据链路 与 ECM 进行通信。
EIS 控制模块有数个执行不同功能的内部部件。 表 1 中列出了这些部件及其功能。
| EIS 控制模块的内部部件和功能 | |
| 部件 | 功能 |
| 点火系统 | 从发动机控制开关、燃油选择开关和 DDT 接收输入。 |
| 向电子维修工具提供发动机状态和诊断信息。 | |
| 向点火变压器控制提供理想正时和电压。 | |
| 从解译器和过滤器接收输入。 | |
| 点火变压器控制 | 从点火控制接收输入。 |
| 向变压器提供电压。 | |
| 向变压器诊断解译器提供输入。 | |
| 变压器诊断解译器 | 从点火变压器控制接收输入。 |
| 向点火控制提供输入。 | |
| 发动机转速/正时传感器信号解译器 | 从发动机转速/正时传感器接收输入。 |
| 向点火控制提供输入。 | |
| 歧管空气压力传感器信号解译器 | 从歧管空气压力传感器接收输入。 |
| 向点火控制提供输入。 | |
| 爆震传感器过滤器 | 从爆震传感器接收输入。 |
| 向点火控制提供输入。 | |
EIS 控制模块、传感器和变压器的相互关系描述如下。
分配面板
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| 图 2 | g01048960 |
可选分配面板 (1) 可附接到 EIS 控制模块 (3) 上。 在分配面板和发动机缸体之间使用导管 (2) 来输导变压器初级电路。 分配面板用于遵照加拿大标准协会（CSA）要求配置的发动机。
发动机转速 / 正时传感器
发动机转速/正时传感器向 EIS 控制模块提供关于发动机转速和曲轴位置的信息。
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| 图 3 | g00760464 |
(1) 发动机速度/正时传感器 | |
左侧凸轮轴的后端安装了一个正时轮。 发动机转速/正时传感器 (1) 安装在端盖内。 传感器是电磁拾波器。 EIS 控制模块向传感器提供 13 VDC 左右的电源电压。 正时轮齿旋转经过传感器时，传感器即产生与轮齿形状相符的信号。 该信号发送到 EIS 控制模块的一个解译器。
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| 图 4 | g02721036 |
发动机转速/正时传感器和正时轮 | |
正时轮具有可指示凸轮轴位置和发动机旋向的特殊轮齿形状。 正时轮的外径上有 24 个槽。 其中二十一个是窄槽。 其中三个槽要比其他槽宽 2.5 倍。 当发动机以正常旋向旋转时，这些槽按以下顺序经过发动机转速/正时传感器：
- 一个宽槽
- 三个窄槽
- 两个宽槽
- 18 个窄齿槽
当第三个窄槽的边沿通过传感器中心时，第一缸处于上死点位置。 当凸轮轴旋转一周或曲轴旋转二周时，所有 24 个齿都经过传感器。
有了来自发动机转速/正时传感器的信息，EIS 控制模块可以计算出所有气缸中的活塞位置。 根据选取的点火正时，EIS 控制模块向变压器发送电压脉冲，使火花塞点火。
发动机转速/正时传感器也监控发动机转速。 如果选用了转速敏感正时运行图，EIS 控制模块会根据发动机转速来调整点火正时。
如果检测到发动机转速/正时传感器电路出故障，EIS 控制模块会关停发动机。 产生相应的诊断代码。
歧管空气压力传感器
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| 图 5 | g00309908 |
歧管空气压力传感器的原设计 | |
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| 图 6 | g01047473 |
歧管空气压力传感器的新设计 | |
EIS 控制模块向歧管空气压力传感器提供 13 VDC 左右的电源电压。 该传感器监控进气歧管空气绝对压力。 该传感器向 EIS 控制模块发送信号。 EIS 控制模块有一个使用该信号来计算发动机负载的解译器。 如果选用了负荷敏感正时运行图，EIS 控制模块即根据计算的负载来调整点火正时。
如果检测到歧管空气压力传感器的电路出故障，EIS 控制模块会产生诊断代码。
注: 如果发动机有空燃比控制，ECM 会将信息从进气歧管压力传感器发送到 EIS 控制模块。 这些信息通过 Cat 数据链路传输。 如果发动机没有空燃比控制，进气歧管压力传感器直接将信息发送到 EIS 控制模块。
爆震传感器
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| 图 7 | g00664778 |
爆震传感器的原设计 (1) 缓冲器模块 (2) 加速计 | |
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| 图 8 | g01045642 |
爆震传感器的新设计 (2) 加速计 | |
原来的爆震传感器包括缓冲器模块 (1) 、加速计 (2) 和接线。 现在的爆震传感器包括集成的缓冲器模块、加速计 (2) 和接线。 爆震传感器位于发动机每一侧的缸体上部。 每个传感器监控一排气缸。 EIS 控制模块向传感器提供 13 VDC 左右的电源电压。
爆震传感器向 EIS 控制模块提供发动机机械振动的电信号。 加速计向缓冲器模块提供电信号。 缓冲器向 EIS 控制模块内的过滤器提供一个有6 VDC 左右偏置电压的信号。 该信号标示发动机的机械振动。 信号的频率与机械振动的频率相符合。 信号的振幅与振动强度成比例。
EIS 控制模块监控这些信号，以确定爆震的出现和严重程度。 EIS 控制模块延迟正时以限制爆震水平。
延迟正时是第一级爆震防护措施。 对于轻度爆震，EIS 控制模块可以小到 0.1 度的延迟量来延迟正时。 对于严重爆震，正时最多可延迟 6 度。
随着爆震水平降低，EIS 控制模块开始将爆震延迟正时提前。 提前量与爆震水平成比例。 较快的速率用于轻微的爆震。 最快的提前速率为每分钟 2 度。
发动机停机是第二级爆震防护措施。 如果正时延迟无法成功降低爆震水平，爆震仍然继续处于严重水平，EIS 控制模块将发出信号，请求发动机停机。
以下状况下会启用爆震防护。
- 进气歧管空气压力达到 60 kPa (241 in H2O) 的绝对压力。
- 如果产生了针对歧管空气压力传感器的诊断代码，不管进气歧管空气压力如何，爆震防护都将启用。
以下状况下即停用爆震防护。
- 进气歧管空气压力达到 60 kPa (241 in H2O) 以下的绝对压力。
- 发动机转速低于 500 rpm。
如果检测到爆震传感器电路出故障，EIS 控制模块会产生诊断代码。
点火变压器
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| 图 9 | g00807474 |
(1) 点火变压器 (2) 火花塞 (3) 点火线束 (4) 隔板接头 (5) EIS 控制模块 | |
每个气缸在气门室盖下都有一个点火变压器。 每个变压器都有初级电路和次级电路。
为使气缸点火燃烧，EIS 控制模块向点火变压器的初级线圈发送电压为 190 伏左右的脉冲。 变压器将此电压升高到 8000 至 32000 伏。 此高压在火花塞电极之间产生火花。
变压器通过气门室盖接地。 拆下气门室盖时请小心。
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点火系统能造成电击。 避免接触点火系统的部件和线路。 发动机运行时，不要试图卸下气门室罩盖。 变压器在气门室盖上接地。 发动机运行时，如果卸下气门室罩盖，会造成人身伤亡和点火系统的损坏。 没有气门室罩盖，发动机将不能工作。 |
拆下气门室盖时，必须将点火线束与变压器断开。
点火线束在发动机内布线，一直通到发动机前壳体上的隔板接头处。 另一条接线线束将变压器连接到 EIS 控制模块。
EIS 控制模块监控点火系统。 如果检测到电路出故障，EIS 控制模块会产生诊断代码。