G3600 A4 Engines Caterpillar

BTU and Precombustion Chamber Adjustments

Usage:

燃料质量设置

注: 使用 Cat^® 电子技师 (ET) 调整燃料质量设置。

燃料质量设置通常在发动机调试过程中定义。除非燃料的平均低热值（LHV）改变，否则无需进一步调整燃料质量设置。为建立燃料质量设置，要求进行燃气分析。

获得分析并将数据输入 Caterpillar 软件, LERW4485, "燃气发动机额定功率程序 (GERP)"。该程序通过权衡燃气不同含量影响的计算建立燃料比热比、LHV 和比重。该计算是基于整个气体的百分比。将燃料质量设为该 LHV。

注: 使用 Caterpillar 软件, LERW4485, "燃气发动机额定功率程序 (GERP)"。 只使用气体分析的数据可能导致不正确的设定。

在使用新的油样进行试车或主要维修过程中，如果燃油修正系数 (FCF) 小于 98 % 或者大于 102 %，则需要调节 LHV。如果 FCF 大于 102 %，以 5 BTU/scf 的增量增加燃油 LHV 设定值，直到其介于 98 % 和 102 % 之间。如果 FCF 小于 98 %，以 5 BTU/scf 的增量减小燃油 LHV 设定值，直到其介于 98 % 和 102 % 之间。试车后，在进行下次主要维修前不得调节燃油 LHV，以便可以跟踪发动机运转状况或燃气质量。

用 FCF 代替燃烧时间来评估 LHV。在 NOx 反馈模式中，LHV 设定值仅改变 FCF。改变 LHV 不会直接改变实际空燃比。

控制装置还利用 FCF 计算发动机负荷百分比。控制策略使用该计算负荷来确定正时、所需空燃比和运转限制。

不要试图通过调整燃料质量来改善起动和/或增大负载。特殊燃料质量设置下的发动机起动和/或负荷故障要求进行额外的燃气分析和/或阻风门起动位置调整。

注: 通常情况下，发动机将使用具有广泛热值的各种燃料进行操作。如果燃料热值变化明显，必须调整燃料质量设置。

燃料质量设置必须在实际燃料 LHV 的 SCF 燃料质量 ± 25 BTU 范围内。

燃料质量设置建立了一个参考点。如果气体的 LHV 没有改变，发动机的性能将可能保持一致。然而，LHV 会随时间而改变。

注: 调整发动机之前，确定是否存在缺火。此外，确定适用于当前应用的负载和转速。当调整燃料质量或针阀时，始终使用废气分析器。

阻风门起动位置

在起动时，使用阻风门控制空燃比。起动位置取决于气缸数。通常，阻风门起动位置在 40% 至 60% 关闭点之间。

G3606、G3608 和 G3612 的阻风门保持在固定位置，直到发动机转速达到 500 rpm。 G3616 的阻风门保持在固定位置，直到发动机转速达到 700 rpm。如果阻风门起动位置设定太高，发动机将不能获得足够的燃烧空气。打开阻风门可使发动机转速稳定增加，直至达到预期转速。当在寄生负载下起动、高海拔或使用非标准类型燃料时，该设置尤其有用。

在 Cat ET 配置屏幕上编程阻风门起动和最大位置。不能改变废气旁通阀的起动和最大位置。

缺火的检测

调整发动机之前，确定是否存在缺火。如果存在缺火，燃烧时间将会不准确。缺火会错误地延长平均燃烧时间。

注: 不解决缺火问题将会导致发动机设置不当，并由此引发故障。

在正常操作条件下，燃烧时间是平均值，显示在远程控制面板的 Advisor 显示器上。该值以毫秒（0.001 秒）为增量显示。火花塞点燃时，燃烧时间开始。火焰前锋到达燃烧传感器时，燃烧时间结束。当气缸缺火时，燃烧传感器不检测火焰前锋。燃烧时间直到下一个气缸将要点火时才停止。这会导致燃烧时间延长。显示的燃烧时间将会增大，因为该时间是气缸中几次点火的平均值。

Cat ET 可用于诊断缺火。各气缸的缺火百分比可显示在 Cat ET 自定义状态屏幕上。

调整缺火气缸的预燃室燃料供给量将会导致错误的发动机设置。将发生操作问题。

有两种缺火形式：实际缺火和假缺火。

注: 发生实际缺火时不会显著影响到排气口温度。

排气口温度有助于区分真缺火和假缺火。排气口温度低可能指示实际缺火。可集中对那些可能导致真缺火的部件进行故障诊断和排除。包括以下部件：

预燃室的单向阀
火花塞
火花塞延长器
点火线圈
集成感应模块 (ISM)
预燃室的针阀
预燃室的供气管
燃气进入阀 (GAV)
预燃室冷却液泄漏

当没有正确测量燃烧时间时，发生假缺火，但排气口温度正常。假缺火表示下列其中一个部件出现故障：燃烧传感器、燃烧传感器的扩展器、燃烧传感器的导线和 ISM。这些部件也容易遭受电噪声。

反馈系统中的电噪声可能会导致错误地测量燃烧时间。这可导致燃烧时间过快。在火焰前锋经过燃烧传感器之前，电噪声会停止计时器。有时可以通过查看未过滤燃烧时间来检测电噪声。电噪声通常会导致燃烧时间介于 2.0 毫秒和 2.2 毫秒之间。

气缸内机油过多也会导致更快的燃烧时间和更高的排气口温度。

如果燃烧传感器与 ISM 间的接线连接不正确，可能指示假缺火。由于 ISM 没有接收正确点火顺序，排气温度将正常，但燃烧时间过长。

要隔离影响燃烧时间的部件，可以用其他气缸中的部件替换可疑气缸中的部件。运转发动机以找到部件。缺火将随有毛病的部件转移到其他气缸。

G3600 调整步骤

调整发动机前，规定应用的工作负载和转速。负载和转速可以因应用而不同。

如果发动机在特定负载和转速下持续运转，调整该负载和转速下的发动机。
如果发动机预计将在 850 rpm 转速以上和 75% 的额定负载下持续运行，则在该预期状况下调整发动机。
如果发动机负载和转速发生变化，则在规定负载和转速范围的中点调整发动机。

G3600 发动机被调到特定的 NOx 目标值，该值取决于发动机排放额定值。目标值用于调整目的。目标值提供了低于实际 NOx 额定值的某些偏移度。务必调整为下列其中一个推荐的 NOx 目标值：废气分析器设置为未修正的 O2 称量。

0.3 g/hp-hr 时为 30 ppm
50 ppm（对于 0.5 g/hp-hr）

不使用标定好的废气分析器无法调整 G3600 发动机。

该调整步骤假定发动机进气门和排气门间隙及燃气进入阀间隙调整是正确的。如果不知道间隙调整是否正确，则在继续该调整步骤之前，首先调整间隙。

如果有一个激活的缺火警告，不能调节发动机。继续该调整之前，必须纠正发动机缺火。如果在缺火情况下调整发动机，将导致发动机燃油流量过大。

起动发动机前，准备好将废气分析器连接到排气出口上。确保废气分析器已正确标定。拾波器必须伸入排气流中至少 10 cm (4 inch)。在发动机预热且您准备好调整发动机后，连接分析器。这样做可以延长分析器传感器的寿命。
初次起动和重大作业后起动
对于该类型的起动，将针阀保持在之前位置。如果不知道之前的针阀位置，将所有针阀顺时针旋转到完全关闭位置。然后，逆时针转动各针阀 2.5 圈。 2.5 圈打开位置可以始终用作默认位置。此外，如果不知道之前的设置或没有达到预期效果，也可以将该设置用作调整的起点。
不要更改新发动机的出厂设置，直到发动机已经带负载运转并确认了 NOx。通常出厂设置不需要调整。
将燃油比热比、低热值（LHV）和比重设为气体分析所指示的数量，然后输入到 Caterpillar 软件, LEKQ6378, "甲烷值程序"以获取正确的值。忽略步骤 3。
起动发动机并在预期负载下运转发动机，直至冷却液温度和油温稳定。暖机大概需要 1 小时。发动机预热并稳定后，连接废气分析器并启动分析器。
检查废气分析器上的 NOx 读数。
目标是让 NOx 尽量接近目标 ppm。限值为 +/- 10 ppm，但读数越接近目标值越好。目标值为保持适当的排放量和性能提供了余量。该余量有助于适应燃料和环境随时间的变化。
如果 NOx 与目标 NOx 的差值超过 10 ppm，调整 NOx 传感器标定。
注: 更改任何设置后，等待至少 15 分钟，然后进行读数或进一步调整。控制系统和废气分析器将需要该时间来反应任何更改并稳定下来。
在 NOx 反馈启用模式中运行，请参考 FCF 的数值。
如果 FCF 是 100%，无需特别考虑。
如果 FCF 小于 98 % 或者大于 102 %，自最后调整或燃气取样后燃料的 LHV 发生改变。
在 Cat ET 的配置屏幕中调整 LHV，直到 FCF 介于 98% 至 102% 之间。必须在 "PC 标定"以外的模式下调节 LHV。
注: 如果 FCF 高于 100%，燃料质量设置已经增大（BTU 更高）。如果 FCF 低于 100%，燃料质量设置已经减小（BTU 更低）。此调整只能改变 FCF，不会改变发动机空燃比。
使用 Cat ET 将发动机控制系统切换到 "PC 标定"模式。在"维修"下，选择"发动机标定"。然后选择"预燃室标定"。
注: 调整发动机时，不要退出 "PC 标定"模式。退出此模式可能会导致燃烧时间平衡不正确。调整不当将导致发动机性能变差。发动机控制系统处于 "PC 标定"模式时，FCF 会自动锁止在输入时达到的电流值。
调节针阀，以获得各气缸所需的燃烧时间。本调整过程中发动机必须仍处于 "PC 标定"模式。
1. 监控 Cat ET 或 OCP 显示器上显示的所有已过滤燃烧时间
2. 比较每个气缸的已过滤燃烧时间和发动机平均燃烧时间。将时间记录在记事本上。
  Show/hide table
  
  图 1 g00815515
  
  针阀
3. 打开针阀可增加流入预燃室的燃料。增大燃料流量会缩短对应气缸的燃烧时间。关闭针阀可减少流入预燃室的燃料。降低燃料流量会延长燃烧时间。
  按顺序调整预燃室的所有针阀。至少 15 分钟后，已过滤的燃烧时间即可稳定下来。重复此过程，直到实际的已过滤燃烧时间全都在发动机平均燃烧时间的 ± 0.12 毫秒内。像 NOx 调整，调到更紧的公差会增大调整的精度。在多数情况下，您可以让所有燃烧时间都介于预期燃烧时间的 +/- 0.10 毫秒内。
  针阀调整得太过将导致过浓缺火或过稀缺火。燃烧时间过长或过短和不稳定都会反映出缺火。首选针阀设置值为 2.5 圈。针阀设置低于 1.5 圈会导致该气缸出现过稀缺火。过稀缺火将造成其他气缸过载，继而产生爆震。如果针阀设置高于 3.5 圈，尤其是燃油温度较高时，气缸将浓气运行，发动机稳定性会受到影响。该设置还可能会导致预燃室中的喷嘴孔遭受侵蚀。
  发动机平均燃烧时间和各气缸燃烧时间一同显示在 Cat ET 和操作员控制面板 (OCP) 或人机接口 (HMI) 上。
当所有气缸的燃烧时间都处于范围内时，等待 15 分钟，然后读取废气分析器上的 NOx 数值。
注: 调整中最常见的错误就是在调整之间移动地太过。
如果 NOx 处于目标值的 10 ppm 范围内，记录进气歧管压力和 FCF 值。然后退出 "PC 标定"模式并返回 NOx 反馈启用模式。记下燃烧反馈模式中的进气歧管压力、燃料修正因子和 NOx 值。
NOx 反馈启用模式中建议以下结果：
- FCF 介于 99% 至 101% 之间。
- NOx 介于目标值的 +/- 10 ppm 范围内。
- 发动机平均燃烧时间介于预期燃烧时间的 0.10 毫秒范围内。
注: 在 "PC 标定"模式以外的模式执行 NOx 传感器标定和燃料 LHV 的调整。在 "PC 标定"模式中执行针阀调整。
将所有值和设置记录在性能数据表上。包括所有 OCP 或 HMI 屏幕数据、Cat ET 配置屏幕数据、NOx、O₂、CO 和针阀设置。
此数据可用于将来调整或发动机故障排除。

如果燃料的 LHV 在调整期间改变，调整将会更困难。这些设置将不正确。

为了验证是否正确调整了发动机，在发动机调整完毕之后，监控废气排放。发动机以过浓的空燃比运转时将会升高排气口和排气管的温度。空燃比过浓可能会导致发动机因排气管温度过高而停机。空气/燃料混合气太浓还将引起爆震。如果发动机以过浓的空燃比运转，预燃室可能会发生损坏。如果没有在调整针阀前解决缺火问题，也可能会造成损坏。

如上文所述，调整之后，建议的燃料修正因子应介于 100% 的 1% 范围内。但是，通常 FCF 会在操作过程中发生些许移动。系统适应燃料质量、空气温度、转速和负载瞬态等系数的变化后发生移动。这种偏离有时不需要调整发动机。如果 NOx 处于目标范围内，则不必调整。

如果个别气缸的燃烧时间或排气温度偏出预期范围，可能存在以下某个问题。调整发动机之前，检查以下项目：