C7 Petroleum Engines Caterpillar

进排气系统的部件控制用于燃烧的空气的质量。 这些部件还控制用于燃烧空气的数量。 进排气系统的部件如下所示：

• 空气滤清器

• 涡轮增压器

• 后冷器

• 缸盖

• 气门和气门系统部件

• 活塞和气缸

• 排气歧管

进气通过空气滤清器吸入。 进气随后被涡轮增压器的压气机叶轮 (6) 压缩和加热到大约 150°C (300°F)。 进气随后通过空冷后冷器芯 (2) 到达进气弯头 (3) 。 进气弯头 (3) 处的进气温度大约为 43°C (110°F)。 进气的冷却提高了燃烧效率。 燃烧效率的提高有助于降低燃油消耗。 另外，燃烧效率的提高还有助于增加功率输出。

后冷器芯 (2) 为单独的冷却器芯。 后冷器芯 (2) 安装在机器上发动机散热器芯（标准）的前端。 常温空气在发动机风扇作用下移动通过后冷器芯。 从而对经过涡轮增压的进气进行冷却。

空气从后冷器芯 (2) 强制压入缸盖，以完成进气口的充气。 从进气口流入气缸的空气流量是由进气门来控制的。

每一缸都有两个进气门和一个排气门。 在进气冲程活塞向下移动时，进气门打开。 进气门打开时，经过压缩的冷却空气从进气口吸入气缸。 压缩冲程时进气门关闭，活塞开始向上移动。 气缸中的空气受到压缩。 当活塞快到压缩冲程上止点时，燃油被喷入气缸。 燃油与空气混合，开始燃烧。 作功冲程中，燃烧力推动活塞向下运动。 作功冲程后，活塞向上移动。 此向上移动过程为排气冲程。 排气冲程中，排气门打开，排气通过排气口压入排气歧管内。 活塞完成排气冲程之后，排气门关闭，循环再次开始。 整个循环由四个阶段组成：

• 进气冲程

• 压缩冲程

• 作功冲程

• 排气冲程

来自排气歧管 (11) 的排气进入涡轮增压器的涡轮机侧 (5) ，使涡轮机叶轮转动。 涡轮机叶轮与驱动压气机叶轮的轴连接在一起。 涡轮增压器排出的废气依次流经废气出口管、消声器和排气管。

涡轮增压器

涡轮增压器安装在排气歧管的中心部位。 所有离开发动机的排气都会经过涡轮增压器。 涡轮增压器的压气机侧通过接管与后冷器相连。

排气通过排气进口 (11) 进入涡轮机壳体 (7) 。 排气继而推动涡轮机叶轮 (8) 的叶片。 涡轮机叶轮通过一根轴连接至压气机叶轮 (3) 。

来自空气滤清器的清洁空气通过压气机叶轮 (3) 的旋转作用抽进压气机壳体空气进气口 (1) 。 压气机叶轮叶片的旋转作用使进气压缩。 此压缩过程通过使发动机在燃烧阶段燃烧更多的空气和燃油，赋予发动机更多的动力。

当发动机负荷增加时，更多的燃油被喷射到气缸内。 这些额外燃油的燃烧产生更多的废气。 额外的排气导致涡轮增压器的涡轮和压气机叶轮旋转速度加快。 随着压缩机叶轮旋转加快，更多的空气被压进发动机气缸内。 空气流量增加使得发动机能以更高的效率燃烧额外的燃油，从而提高发动机功率。

涡轮增压器的轴承 (4) 和 (6) 利用高压机油进行润滑。 机油经进油口 (5) 进入。 之后机油经过中段油道，以润滑轴承。 来自涡轮增压器的机油经过中段底部的出油口 (10) 流出。 机油随即流回发动机润滑系统。

发动机在低增压状态下运行时，弹簧推动滤罐 (13) 内的膜片。 此动作通过移动执行杆 (12) 关闭废气旁通阀的阀门。 关闭废气旁通阀的阀门可使涡轮增压器在最高性能下工作。

废气旁通阀电磁阀 (17) 允许发动机 ECM 更加精确地调节发动机的增压压力。 通过关闭或部分关闭废气旁通阀电磁阀，ECM 可以增加增压压力。 典型的废气旁通阀会将增压压力限定到预设定极限。 废气旁通阀电磁阀 (17) 通过阻止空气到达废气旁路阀，使增压压力升高。 空气从进气歧管 (16) 流入废气旁通阀电磁阀 (17) 。 废气旁通阀电磁阀 (17) 通过感测进气压力相应调节废气旁通阀。 压力过高时，放气孔 (15) 允许空气从管路（增压压力）中溢出。

随着通过管路 (14) 作用到滤罐 (13) 内膜片上增压压力的升高，废气旁通阀的阀门打开。 废气旁通阀的阀门打开时，通过旁路部分废气限制涡轮增压器的转速。 废气采用流经废气旁通阀的路线，从而绕过涡轮增压器的涡轮机叶轮。

注: 配有废气旁通阀的涡轮增压器出厂前经过设定，不能进行调整。

• 废气旁通阀电磁阀不起作用时，废气旁通阀关闭。 从而允许发动机获得最高的增压压力。

• 废气旁通阀电磁阀启动时，废气旁通阀打开。 从而允许发动机控制增压压力。

气门系统部件

气门系统部件用来控制发动机运行期间气缸的进气量。 气门系统部件还控制发动机运行期间气缸的排气量。

曲轴齿轮通过一个惰轮齿轮驱动凸轮轴。 凸轮轴必须与曲轴具有正时对应关系以便获得正确的活塞与气门移动的相互关系。

凸轮轴上对于每个气缸都有两个凸轮轴凸轮。 这些凸轮可以操纵进气与排气门。 随着凸轮轴的转动，凸轮轴上的齿轮会使挺杆 (7) 推动推杆 (4) 上下运动。 推杆带动摇臂 (1) 的向上移动会使气门 (5) 和 (6) 向下（孔口）运动。

每个缸上有两个进气门和一个排气门。 气门弹簧 (3) 在挺杆向下运动时会关闭气门。

进气加热器

发动机配有电加热器，位于进气弯头下方。 电加热器具有两个功能：

• 帮助起动

• 起步阶段帮助减少白烟

正常情况下，ECM 负责启动电加热器。 启动电加热器之前评估以下情况：

• 水套水冷却液温度

• 空气进气歧管温度

• 点火开关的位置

• 持续时间

发动机起步之前以及起动盘车期间，该系统能释放热量持续三十秒。 发动机起动后，该系统还能释放热量持续七分钟，或者循环热量十三分钟。 加热循环期间，热量会接通和断开各十秒。

如果进气加热器出现故障，发动机将依然起动和运行。 这时，可能会有冒白烟的担心。 此外，还可能有需要额外起动辅助装置的担心。

系统部件

进气加热器系统由以下基本部件构成：

• 进气加热器继电器

• 加热器芯

• 冷却液温度传感器

• 进气温度传感器

• ECM

• 指示灯

进气加热器继电器根据来自 ECM (5) 的信号打开和关闭 12 V 加热器。

进气加热器 (3) 是进气口盖的部件。 加热器芯具有必须与发动机相连的接地带 (2) 。

三种情况将启动进气加热器：

• 通电和预热模式

无论温度如何，当 ECM 首次通电时，加热器和加热器指示灯应启动 2 秒钟（指示灯检查）。 当冷却液温度与进气歧管空气温度之和低于 25°C (109°F) 时，ECM 将启动加热器和指示灯 30 秒钟。 这便是一个预热循环。

ECM 随后将关闭加热器和指示灯。 当操作员试图在预热完成前起动发动机时，ECM 通过继续盘车模式进行加热器的控制。

• 盘车模式

发动机盘车期间，当冷却液温度与进气歧管空气温度之和低于 25°C (109°F) 时，ECM 将启动加热器。 发动机盘车期间，加热器将保持启动状态。 如果发动机起动失败，则 ECM 返回预热模式。 返回预热模式将启动加热器另一个 30 秒。

• 发动机的运行

发动机起动后，进气歧管空气温度与冷却液温度之和仍将决定加热器的状态。 循环采用两种策略。

这两种策略为连续和间歇策略。 连续策略期间，加热器将在起动后持续运行最长 7 分钟。 如果相同的情况存在，ECM 将启动间歇策略。 间歇策略期间，加热器循环最长 13 分钟。 在此循环中，加热器启动和关闭各 10 秒钟。 在 13 分钟的时间限制后，加热器关闭。

一个温度传感器出现故障时，系统将在以下方式下运行：

• 冷却液温度传感器

冷却液温度传感器出现开路或短路时，冷却液温度传感器已出现故障。 在此情况下，当进气歧管空气温度低于 10°C (50°F) 时，加热器启动。

• 进气温度传感器

进气温度传感器出现开路或短路时，进气温度传感器已出现故障。 在此情况下，当冷却液温度低于 40°C (104°F) 时，加热器启动。

正常情况下，加热器不起作用。 当冷却液温度与进气歧管空气温度之和降至 25°C (109°F) 以下时，加热器将重新启动。 在暖发动机已经冷却而操作员试图起动发动机后，此情况可能存在。

当冷却液温度与进气歧管空气温度之和达不到 35°C (127°F) 时，加热器将启动。 加热器的启动时间不会超过 20 分钟（最长）。 ECM 将在 20 分钟的时间限制后关闭加热器。

更多有关进气加热器的资料，请参阅故障诊断与排除, "进气加热器电路 - 测试"。