G3500 Engines Caterpillar


Engine Monitoring System

Usage:

G3508 2TJ
发动机的运转情况可由状态控制模块(SCM)、电子点火系统的控制模块(EIS控制模块)和电子控制模块(ECM)监测。 EIS控制模块安装在发动机上。 SCM是远程控制面板(状态)的一个组成部分。 ECM(如有配备)也在远程面板上。 远程控制面板(status)和ECM可组合成发动机监控系统。

卡特彼勒电子技师(Cat ET)或数字诊断工具(DDT)也可用来监测EIS控制模块和ECM的某些参数。

高温计可用于监测排气系统。

各传感器用来监测发动机的运转情况。 接线线束将传感器与控制模块连接起来。 模块使用来自传感器的信息来监测和控制发动机。 如果检测到不正常的运转情况,这些信息也用来产生告警、停机和诊断代码。

远程控制面板(状态)




图 1g00785285

远程控制面板(状态)

(1) "告警(WARNING)"指示灯

(2) "停机(SHUTDOWN)"指示灯

(3) "通电(POWER ON)"指示灯

(4) "诊断复位(DIAGNOSTIC RESET)"开关

(5) 状态控制模块

(6) 发动机控制开关

(7) "紧急停机(EMERGENCY STOP)"按钮

黄色"告警(WARNING)"指示灯 (1) 闪烁或保持点亮以指示发生了不正常的工况。 告警没有严重到引起停机。 但是,它表示出现了重大问题。 如果出现告警,针对告警状况的诊断代码即被记录到ECM中。 尽可能快速地纠正告警出现的原因,以消除发动机运转故障。

当有害工况导致停机时,红色"停机(SHUTDOWN)"指示灯 (2) 持续点亮。 停机状况的诊断代码即被记录到ECM中。 如果发动机因参数超出容许限度而导致停机,状态控制模块 (5) 上的红色指示灯将点亮。

当控制仪表板被供电时,"通电(POWER ON)"指示器 (3) 持续点亮。

"诊断复位(DIAGNOSTIC RESET)"开关 (4) 是一个用来清除ECM中的诊断代码的肘节开关。 此开关不能清除单个代码。 使用该开关将会清除ECM中所有的激活代码。 直到引起代码出现的问题得到解决后再清除编码。

状态控制模块 (5) 有几个发动机监测和控制功能。

发动机控制开关 (6) 用来控制发动机启动和停机。


注意

紧急情况下为停止发动机时仅使用"紧急停车"按钮。 发动机正常停机时不要使用"紧急停机按钮"。

为防止损坏发动机,使用模式控制开关或使用远程起动/停止来正常停机。


"紧急停机(EMERGENCY STOP)"按钮 (7) 用于在紧急情况下停止发动机。 当按下该按钮时,状态控制模块通过燃气关断阀关断燃料。 此模块也终止点火。

在发动机将被起动之前,"紧急停机"按钮和模式控制开关必须被复位。 瞬时针旋转该按钮来复位"紧急停机"按钮。 把该开关转到断电/复位(OFF/RESET)位置来复位发动机模式控制开关。

注: 不只一个"紧急停机"按钮可供使用。

状态控制模块

状态控制模块包括下列功能:

  • 发动机的起动和停机控制

  • 基本的发动机保护

  • 某些参数状态的显示

  • 停机指示灯

  • 诊断信息

当状态控制模块接收信号起动发动机时,该模块激活燃料系统和起动马达。 当发动机转速达到盘机终止转速时,起动马达即被脱开。

该模块将每隔两秒种顺序显示下列参数: 工作小时数, 发动机转速, 蓄电池电压, 发动机机油压力 和 发动机机油温度。 该模块也监测发动机有无故障。

发动机将一直运转,直到该模块接收到停机信号为止。




图 2g00785287

状态控制模块

(1) 液晶显示屏(LCD)

(2) 开关

(3) "盘机过度(OVERCRANK)"指示灯

(4) "机油压力低"指示灯

(5) "超速(OVERSPEED)"指示灯

(6) "紧急停机"指示灯

(7) "冷却液温度高"指示灯

(8) "辅助停机(AUXILIARY SHUTDOWN)"指示灯

液晶显示屏(LCD) - 以下参数的图形符号位于液晶显示屏(LCD) (1) 的下方。 LCD提供这些参数的数字显示。 当某一参数的状态被显示时,LCD底部的箭头指向相应的图形符号。 该显示可能使用公制单位或英制单位。


工时表计数 - 当箭头指向此图形符号时,LCD上显示的是发动机的运行小时数。


柴油机转速 - 当箭头指向此图形符号时,LCD上显示的是发动机转速。


系统蓄电池电压 - 当箭头指向此图形符号时,LCD上显示的是电气系统电压。


发动机油压 - 当箭头指向此图形符号时,LCD上显示的是发动机机油压力。


冷却液温度 - 当箭头指向此图形符号时,LCD上显示的是冷却液温度。

这些参数按顺序显示。 要想把显示锁定在某一参数上,按下开关 (2) 。 要想恢复顺序显示,再按一下该开关。

LCD也用来显示诊断代码。 诊断代码指示系统检测到与状态控制模块相关联的部件有问题。 当显示诊断代码时,指示显示参数的箭头将不会出现。 一个闪烁的"诊断(dIAG)"将被显示。 如果有不只一个诊断代码出现,诊断代码将按次序被显示。

表1是可由状态控制模块产生的诊断代码的清单和这些代码的简短解释。 有关诊断代码和故障诊断和排除的更多详细资料,请参阅系统操作/测试和调整, SENR6420, "控制面板(状态-正时)"。

表 1
状态控制模块的诊断代码显示    
代码     指示情况    
01     没有来自发动机转速传感器的信号。 (1)    
02     没有来自发动机机油压力/温度传感器的信号。 (1)    
03     来自模式控制模块的信号出故障。 (1)    
04     状态控制模块的存储器中设定点丢失。 (1)    
05     发动机在状态控制模块没有发出停机信号的情况下停机。 (1)    
06     状态控制模块出现内部故障或电源电压不稳。 (1) (2)    
07     状态控制模块编程出错。 (3)    
08     发动机机油温度传感器出故障。 (1)    
09     发动机机油压力传感器出故障。 (1)    
( 1 ) 如果发动机正在运转,发动机将停机。 发动机无法起动。
( 2 ) 如果发动机不在运转,发动机可能会无法起动。
( 3 ) 如果发动机不在运转,发动机将不会起动。

要想从LCD上清除诊断代码,把发动机控制开关转动到"断电/复位(OFF/RESET)"位置。 关于诊断代码的资料,请参阅以下这些出版物:

  • 系统操作/测试和调整, SENR6420, "控制仪表板(状态-正时)"

  • 电子故障诊断和排除, SENR6413, "G3500发动机"。

状态控制模块有6个指示发动机停机状况的指示灯(插图 2)。 与指示灯相关联的停机状况描述如下:


"盘机过度(OVERCRANK)" - 如果发动机在编程设定的时间内无法起动或超过了循环盘机的次数,状态控制模块将使起动次序不起作用。 指示灯 (3) 将闪烁。 在再次试图起动发动机可以成行之前,发动机控制模块必须被转动到"断电/复位(OFF/RESET)"位置。


"机油压力低" - 由两个针对机油压力低的设定点。 设定点取决于发动机转速。 其中一个设定点是用于低于油阶速度设定值的发动机转速。 另外一个是用于高于油阶速度设定值的发动机转速。 如果发动机的机油压力降到低于设定点,通往发动机的燃气将被关断。 指示灯 (4) 将闪烁。


"超速(OVERSPEED)" - 如果发动机转速超出超速设定点,燃气和点火都将被关断。 指示灯 (5) 将闪烁。

注: 状态控制模块的后面有一个超速校验按钮。 此按钮使超速保护系统的测试能够进行。 有关测试程序,请参阅系统操作/测试和调整, SENR6420, "控制面板(状态-正时)"。


"紧急停机(EMERGENCY STOP)" - 如果使用了"紧急停机(EMERGENCY STOP)"按钮来停机,指示灯 (6) 将闪烁。

注: 不要使用冷却液温度传感器来监测水套水加热器(如有配备)的操作。


"冷却液温度高(HIGH COOLANT TEMPERATURE)" - 如果冷却液温度超出设定点,燃气将被关断。 指示灯 (7) 将闪烁。

"辅助停机(AUXILIARY SHUTDOWN)"指示灯 (8) 指示使用了外部停机请求。 如果没有使用辅助停机功能,"辅助停机(AUXILIARY SHUTDOWN)"指示灯可以被用做备用指示灯。

注: 当发动机控制开关被转动到"断电/复位(OFF/RESET)"位置时,只有在状态控制模块上的指示灯被复位。 必须使用"诊断复位(DIAGNOSTIC RESET)"开关将诊断代码清除。

注: 如果发生了故障,燃料控制无法停止发动机,点火会在故障发生后5秒钟被关断。

EIS控制模块




图 3g00309805

EIS控制模块

EIS控制模块在下述类型的状况下激活告警和停机。

  • 电气系统故障

  • 爆震过度

  • 编程不正确

电子点火系统是自诊断系统。 如果检测到系统故障,EIS控制模块将会激活告警或停机。 发生这种情况时,诊断代码即被发出,由此告知操作员发生的具体故障。 诊断代码可通过Cat ET或DDT读取。

有关告警、停机和相应诊断代码的完整清单,请参阅电子故障诊断和排除, SENR6413, "G3500发动机"。

发动机监控系统




图 4g00809161

发动机监控系统

发动机监控系统由ECM和SCM组合而成。

发动机监控系统是特别为卡特彼勒发动机设计的。 该系统集成了几个发动机控制系统。 该系统优化每个受控参数,以确保发动机性能达到最佳。

系统由以下部件组成:

  • 控制面板

  • 接线盒

  • 作动器

  • 电位器

  • 继电器、电磁阀、传感器和开关

  • 接线

该系统包括三个集成的系统:

起动/停机/预润滑 - 该系统控制发动机启动、停机和预润滑泵的操作。

发动机监测和保护系统 - 该系统提供发动机运转参数的显示。 该系统在一个或多个参数超出容许限度时产生告警。 如果发动机的运转参数达到编程设置的停机设定点时该系统会停止发动机。 该系统可在某些参数超出容许限度时防止发动机起动。

发动机控制系统 - 该系统调节发动机。 该系统控制空燃比、点火正时和功率限制。

发动机监控系统的某些部件执行不只一项功能。 例如,ECM参与下列活动:

  • 起动

  • 监测

  • 控制

  • 停机

本部分对监控系统的部件进行简要描述。




图 5g00809069

(1) ECM显示

(2) "停机(STOP)"指示灯

(3) 告警指示灯

(4) 电源指示灯

(5) "诊断复位(DIAGNOSTC RESET)"开关

ECM使用显示 (1) 和8个发光二极管(LED)指示灯来提供状态和诊断信息。 诊断代码在显示 (1) 处显示。 指示灯的标识毗邻指示灯。 如果指示灯持续点亮,相应的诊断代码即被显示。 如果指示灯正在闪烁,相应的诊断代码存在,但是此时不加以显示。

例如,如果ECM持续指示绿色的"状态(STATUS)"模式,但是红色"传感器故障(SENSOR FAULT)"发光二极管(LED)正在闪烁,说明存在故障,但此时不加以显示。

红色"停机(STOP)"指示灯 (2) 指示下述某一情况:

  • 发动机已完成由外部信号激发的正常停机。

  • 发动机控制开关处于"停机(STOP)"位置。

  • 紧急停机按钮被按下。

  • ECM激发停机。

如果ECM因出现事件而停止发动机,导致停机的状况将由闪烁的诊断代码来指示。

未导致发动机停机的诊断代码是告警代码。 告警代码不闪烁。 红色告警指示灯 (3) 将点亮。 纠正导致告警出现的原因,以消除发动机运转故障。

当ECM被供电时,绿色的电源指示灯 (4) 点亮。

"诊断复位(DIAGNOSTIC RESET)"开关 (5) 是一个用来清除ECM中的诊断代码的肘节开关。 此开关不能清除单个编码。 使用该开关将会清除所有激活的代码。 直到引起编码出现的问题得到解决后再清除编码。

表2中列出了8个发光二极管(LED)指示灯和这些指示灯的简短解释。

表 2
发动机控制模块的发光二极管(LED)显示    
发光二极管(LED)     颜色     指示情况    
"状态(STATUS)"     绿色     显示状态信息。    
"通信链路1使用中(COMMUNICATION LINK 1 ACTIVE)"     绿色     未使用    
"通信链路2使用中(COMMUNICATION LINK 1 ACTIVE"     黄色     未使用    
"警告模式(CAUTION MODE)"     红色     存在一个或多个故障。 指示故障状况的确切性质的代码将会显示出来。    
"传感器故障(SENSOR FAULT)"     红色     检测到某一传感器故障。 存在一个或多个故障。 指示故障状况的确切性质的代码将会显示出来。    
"作动器故障(ACTUATOR FAULT)"     红色     检测到某一作动器故障。 指示故障的确切性质的代码将会显示出来。    
"系统故障(SYSTEM FAULT)"     红色     检测到某一控制系统故障。 指示故障的确切性质的代码将会显示出来。    
"控制模块故障(CONTROL MODULE FAULT)"     红色     检测到某一控制模块故障。 指示故障的确切性质的代码将会显示出来。    

如果ECM激发发动机停机,"需要复位(RST REQD)"讯息也会在ECM上显示出来。 该讯息指示系统必须经过复位后,发动机才能起动。 为复位系统,将发动机控制开关转到"断电/复位(OFF/RESET)"位置。 这一操作也将清除该讯息。

如果诊断代码已被确认,但状态控制模块继续发送停机信号,红色"警告模式(CAUTION MODE)"指示灯将会闪烁。

EIS控制模块在下述类型的状况下激活告警和停机。

  • 电气系统故障

  • 发动机超速

  • 氧气传感器缺乏标定

  • 燃料阀作动器故障

通过电阻维修工具进行监测

Cat ET或DDT将会显示EIS控制模块和ECM产生的诊断代码。 电子维修工具也可用来显示发动机运转过程中某些参数的状态。

表3列出了EIS控制模块的发动机运转参数。

表 3
EIS控制模块的监测参数    
参数    
"实际发动机转速(ACT ENG RPM)" (1)    
"实际/理想指示角度(ACT/DES TIM DEG)" (2)    
"爆震水平(DET LEVEL)" (3)    
"进气歧管空气压力(INLET MAN PR)" (4)    
( 1 ) 实际发动机转速
( 2 ) 上止点前的实际点火正时角度和上止点前的编程的理想点火正时角度
( 3 ) 爆震水平
( 4 ) 进气歧管空气压力

表4列出了ECM的参数。

表 4
ECM的监测参数    
参数    
"实际/理想发动机转速(ACT/DES ENG RPM)" (1)    
"实际/理想指示角度(ACT/DES TIM DEG)" (2)    
"爆震水平(DET LEVEL)" (3)    
"进气歧管压力(INLET MAN PR)" (4)    
"实际/理想氧气含量(ACT/DES O2)" (5)    
"进气歧管空气温度(INLET MAN TEMP)" (6)    
"副调速器增益(AUX1 GOV GAIN)" (7)    
( 1 ) 实际发动机转速和编程的理想发动机转速
( 2 ) 上止点前的实际点火正时角度和上止点前的编程的理想点火正时角度
( 3 ) 爆震水平
( 4 ) 进气歧管空气压力
( 5 ) 实际排气氧气含量百分比和编程的排气氧气含量百分比
( 6 ) 进气歧管空气温度
( 7 ) 该参数指示副调速器的参数是启用还是禁用。

高温计

仪表板可能具有数字高温计。




图 6g00763451

高温计

高温计是排气温度的电子多点测量仪。 该多点测量仪可通过标准的K型热电偶监测24个点的温度。 液晶显示屏显示信道号和摄氏或华氏温度。 该多点测量仪由两个开关,可与报警器或继电器连接。 该多点测量仪可为20个气缸的排气口和4个涡轮增压器的排气进口或出口提供读数、监测和报警。

该多点测量仪具有处理输入信号的微处理器。 该微处理器具有非易失存储器,可保存可编程参数和其它数据。 用户界面是一个小键盘。 可使用该键盘进行下列操作:

  • 将温度显示变换为摄氏或华氏。

  • 选择自动扫描显示或手动扫描显示。

  • 显示超出设定点的信道的历史记录。

  • 改变显示过滤器,以便稳定波动信号的读数。

  • 编程温度设定点。

  • 锁定小键盘,以便防止改动非易失存储器内保存的内容。

  • 标定多点测量仪。

该多点测量仪可监测从0 至 850 °C (32 至 1562 °F)范围内的温度。 使用小键盘可为编程设置6个报警温度设定点。 如果出现报警,多点测量仪具有两个输出开关,这些开关可向指示灯、开关或继电器提供信号。




图 7g00764232

小键盘

注: 小键盘的某些功能可被锁定,以防止对多点测量仪的非易失存储器中保存的内容进行改动。


"查看报警(VIEW ALARMS)" - 该键使操作员能够进行下列活动:

  • 查看发动机运转的温度输入状态。

  • 检视最高气缸温度记录。

  • 查看超出设定点的信道的记录。

  • 清除记录。

这些记录帮助确定已经达到的最高气缸温度,和引发激活报警的热电偶。


"设置(SETUP)" - 该键用于针对具体安装情况配置达到测量仪。


"复位(RESET)" - 该键用作多点测量仪复位之用。 "复位(RESET)"键使操作员在发生报警时能够复位多点测量仪。 该键用来清零输出开关。

"复位(RESET)"键也可复位启动定时器。


"输入/确认(ENTER/ACK)" - 该键用于完成几个功能。

在非易失存储器中保存新数据或新配置。

确认激活的报警。

取消启动定时器。


"SETPTS" (设定点) - 该键用来查看6个报警设定点。 该键也用来改变设定点。 当按下该键时,每一个设定点的描述和设定点的温度就会显示出来。


"ESC" (退出) - 可在如何时候使用该键来退回正常显示。 如果在编程期间按下"退出(ESC)"键,数值的改动无效。 该配置回到保存的数值,多点测量仪恢复正常显示。


向上箭头和向下箭头 - 这些键用于完成几个不同的功能。

  • 正常操作期间,每按下一次向上键,就会递增一个信道。 向下键则递减信道。

  • 滚动显示设置模式的选项。

  • 改变过滤器的数值。

  • 改变设定点的数值。

  • 标定多点测量仪。

关于高温计的详细资料,请参阅维修手册, RENR4911, "排气温度多点测量仪"。

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