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| 图 1 | g02192355 |
燃油供油油路是一种传统设计，用于使用喷油器的发动机。 供油油路使用输油泵将燃油从油箱输送到电子喷油器。 输油泵是一种定量泵。
燃油继而流经燃油滤清器，然后进入供油歧管。 燃油注油泵位于燃油滤清器底座上，用于为系统供油。 更换滤清器后必须充注系统。 排放供油和回油歧管，更换喷油器之后，必须充注系统。
燃油连续不断地自供油歧管流经喷油器。 燃油会在喷油器的供油口或注油口没有被喷油器体组件柱塞关闭时流过喷油器。 没有喷入气缸的燃油经过回油歧管流回油箱。
回油歧管的端部有一个压力调节阀。 压力调节阀控制整个燃油系统的压力。 该调节使得喷油器能够被正确加注。
电子控制机械驱动的喷油器系统提供了喷射正时的全面电子控制。 改变喷油正时是为了优化发动机性能。
正时环是后齿轮总成的一部分。 发动机转速 / 正时传感器产生一个信号。 此信息用于检测曲轴位置和发动机转速。 其他信息和这些数据允许电子控制模块（ECM）向喷油器电磁阀发送信号。 喷油器电磁阀通电，以便开始喷油。 喷油器电磁阀断电，以便结束喷油。 请参阅系统操作, "喷油器"。
允许的气体混合百分比取决于发动机负载。 基于负载允许的实际混合百分比由存储在软件中的映射确定。 映射使用的负载值是由负载反馈信号确定的负载。 负载反馈信号由电子模块控制面板 (EMCP) 根据总有效功率占发电机组总额定有效功率的百分比确定。 该信号通过脉冲宽度调制 (PWM) 信号或 J1939 消息从 EMCP 发送回发动机 ECM。 然后，由发动机 ECM 使用该负载来确定可以允许的最大气体混合量
- 发电机总视在功率：这只是电压乘以总电流的乘积，用 VA 或 kVA 表示。
- 发电机总有效功率：这是电压乘以与电压同相的总电流分量的乘积，以 W 或 kW 表示。
ECM 提供对发动机的空气/燃料混合物的控制。 图 2 为燃油系统主要部件的图表。 下面说明了燃油流经一个典型燃油系统的过程。
请参考应用和安装指南, LEBW5336, "气态燃油系统"以了解有关燃油系统技术规格和安装的更多信息。 相关出版物请见电子媒体中心。
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| 图 2 | g03327877 |
燃油从主供应源流出，经过一个可拆卸调节器。 可拆卸调节器是一个次级调节器，当供气压力过高，单个调节器无法处理时会需要用到。
燃油从可拆卸调节器流向燃油滤清器。 通常，燃油滤清器是为特殊场合设计的部件。 用户有责任向发动机供给清洁、干燥的燃油。 燃油滤清器可由 Caterpillar 或用户提供。 为防止颗粒进入发动机，推荐使用 1 微米的滤清器。 使用尺寸适用于要求燃气压力的滤清器。
对于燃油滤清器的安装，建议位置是靠近发动机位于发动机燃气压力调节器之前。 为监测滤清器压差，建议在燃油滤清器每一侧的燃气管上都安装压力表。 位于燃油滤清器前的燃气管的手动关断阀，可方便对滤清器进行维修。
过滤后的燃气流向燃气切断阀 (GSOV)。 GSOV 可由 Caterpillar 或用户提供。 GSOV 的电磁阀可与发动机的配线线束或用户提供的线束相连。 无论哪一种，用户可安装一个开关以断开电路。
为 GSOV 而配置的控制系统是一个供电时运转系统。 这意味着为使发动机运转必须为 GSOV 供电。 GSOV 可由用户设备或 ECM 供电。 当 GSOV 通电时，阀门打开，燃油流向发动机。 当控制系统关断发动机时，线圈上的电压将被解除。 该阀关闭，燃油切断。
燃气经 GSOV 进入燃气压力调节器。
该调节器可由 Caterpillar 或用户提供。
建议采用
对于公用电并联应用，要求的燃料压力稳定性是
燃气压力较低可能会降低置换比例。 燃气压力过高会造成功率不稳定。
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| 图 3 | g06164237 |
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燃油流经单涡轮增压器配置总成 (1) 燃油控制阀 | |
燃气从电控燃料控制阀 (1) 流出。 ECM 通过 CAN 数据链路向燃油控制阀发出指令信号。 燃料控制阀调节到发动机的燃气流量。
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| 图 4 | g06164271 |
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(2) 进气管
(3) 涡轮增压器压缩机 (4) 混合管 | |
燃料控制阀控制流向进气管 (2) 所附混合管 (4) 的燃气量。 燃烧所需的进气也会进入进气管。 空气/燃料混合气进入涡轮增压器压缩机 (3)。
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| 图 5 | g06164278 |
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流经后冷器和进气歧管的空气和燃料流 (5) 后冷器 (6) 进气歧管 (7) 火花熄灭器 | |
来自进气管的空气/燃料混合气流过后冷器 (5) 和进气歧管 (6)。 压缩的空气/燃料混合气温度在后冷器中会降低。 冷却器温度增加空气/燃油混合气的密度，从而使燃烧更加有效。 歧管将空气/燃料混合气经过火花制动器 (7) 分送至气缸以供燃烧。
最大置换值由工厂映射和动态监测的参数共同决定。 控制系统主动监测下述输入，以确定从动负载允许的最大置换：
- 缸内压力传感器 (ICPS) 输入
- 发动机排气温度输入
- 燃油执行器气门位置
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| 图 6 | g06205789 |
电子模块控制面板 (EMCP) 需要启用"气体混合控制"，来开始混合气体。 如果请求气体混合操作，则需要在电源通断循环期间在 EMCP 上启用"气体混合控制"。
气体置换状态参数有三种可能的状态：有效、无效或锁定无效。 这些状态用于识别是否已满足启用气体混合所需的发动机工作条件。
- 无降低
- 气缸压力异常
- 故障诊断代码 (DTC) 激活
- 发动机负载低
- 涡轮增压器进气温度高
- 爆震水平高
- 燃油执行器气门指令高
当下述各项符合可接受限值且操作正常时，显示原因代码“无降低”：
- 负载
- 车速
- 燃油质量
- 燃油供给
- 冷却液温度
- 进气歧管空气温度
- 大气压力
出厂测试确定最佳燃油质量时特定转速和负载的最大允许置换。 最大允许置换是为了确保发动机安全操作并符合公布的排放限值。
当此原因代码激活时，基于发动机运转时的转速和负载，置换处于期望的百分比。
当 ICPS 检测到气缸压力高于允许值时，将显示原因代码“高气缸压力”。 气体置换将保持在活动状态，但置换比例降低。
当存在激活的发动机诊断代码时，显示原因代码 DIAG ACTIVE（故障诊断代码 (DTC) 激活）。 激活的发动机诊断代码导致 DGB 控制系统消除或减少置换。
当存在激活的发动机代码时，重点应放在排除激活的代码上。 有关激活的代码的列表，请参阅表 1。
| J1939 | 故障诊断与排除步骤 |
|---|---|
| 107-16 | 故障排除, 进气受阻 |
| 639-9 | 故障排除, 数据链路 - 测试 |
| 970-31 | 紧急停机开关启动。 复位紧急停机开关。 必须循环发动机电子控制模块 (ECM) 的电源，才能重新起动发动机。 |
| 1180-0 | 故障诊断与排除, 涡轮增压器涡轮温度高 |
| 1180-3 | 故障诊断与排除, 传感器信号（PWM）- 测试 |
| 1180-4 | 故障诊断与排除, 传感器信号（PWM）- 测试 |
| 1181-0 | 故障诊断与排除, 涡轮增压器涡轮温度高 |
| 1181-3 | 故障诊断与排除, 传感器信号（PWM）- 测试 |
| 1181-4 | 故障诊断与排除, 传感器信号（PWM）- 测试 |
| 1390-3 | 故障诊断与排除, 传感器信号（模拟、有源）- 测试 |
| 1390-4 | 故障诊断与排除, 传感器信号（模拟、有源）- 测试 |
| 1390-15 | 故障诊断与排除, 燃油压力故障（燃气系统） |
| 1390-17 | 故障诊断与排除, 燃油压力故障（燃气系统） |
| 2452-14 | 故障诊断与排除, 发电机输出功率 - 测试 |
| 2809-16 | 故障排除, 进气受阻 |
当发动机负载低于允许置换所需的最低水平时，显示原因代码 LOW LOAD（发动机负载低）。 气体置换将保持在活动状态，但置换比例降低。
- 发动机工作负载低于气体置换的最低负载范围。
- 对于钻井用发电机成套机组，负载必须为 15% 或以上才能启用气体置换。
- 确认 EMCP 正在产生负载信号。
- 确认 ECM 正通过 Cat® 电子技师 (ET) 接收负载信号。
- 使用客户控制器计算的负载，检查 EMCP 上产生的负载信号。
当涡轮进口温度超出可编程监控系统的设定值时，显示原因代码 HI TURBO TEMP（涡轮增压器进气温度高）。 气体置换将保持在活动状态，但置换比例降低。
- 涡轮进口温度读数高
- 如果彼此之间完全不同，更换热电偶
- 喷油器泄漏
- 高进气歧管压力
- 进气歧管温度高
- 涡轮增压器性能故障
- 进气阻力
- 排气阻力
请参阅故障诊断与排除, "进气阻塞"。
请参阅故障诊断与排除, "排气温度高"。
当 ICPS 测量的气缸压力在爆震发生范围以内时，将会出现原因代码 HI DET LEVEL（爆震水平高）。
- 气体质量
- 高进气歧管压力
- 进气歧管温度高
- 正时标定不正确
- ICPS 传感器电路故障
- 进气阻力
- 涡轮增压器损坏
- 进气歧管温度过低
- 气门间隙
请参阅故障诊断与排除, "出现爆震"。
ECM 控制燃油执行器气门向发动机输送气体燃料。 当燃油执行器气门开度达到 80% 时，显示原因代码 HI VALVE CMD（燃油气门指令高）。 从本质上讲，发动机需要更多可以在最大燃油气门位置输送的气体燃料。 气体置换将保持在活动状态，但置换比例降低。
- 建议的供应压力范围为
207 kPa to 241 kPa (30 psig to 35 psig) - 可接受的供应压力范围为
83 kPa to 689 kPa (12 psig to 100 psig)
如果容积足以允许充足的气流，则供应压力可以降至建议的
- 低 BTU 热值气体燃料
- 高惰性气体水平
请参阅应用和安装指南, LEBW4977, "气体燃料"。
将供应给燃料阀的调节器压力调整至
如果调节调节器压力不起作用，请检查以下内容：
- GSOV 故障
- 压力调节器故障
- 上游供气阻塞
- 混合管有两个不同的 Btu 范围。 确认各发动机上所用的范围正常。
- 检查燃油管中有无异物
- 检查混合管是否正确
- 气体燃料供应或流速不足
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| 图 7 | g06207238 |
气体置换状态参数有三种可能的状态：有效、无效或锁定无效。 这些状态用于识别是否已满足启用气体混合所需的发动机工作条件。
当气体置换状态为非活动时，将不允许进行气体混合。 以下操作条件会抑制气体混合：
- 高海拔作业
- 寒冷模式激活
- 进气歧管空气温度高或低
一旦发动机运行条件适合主动气体混合，气体置换状态将从非活动状态变为活动状态。
另一个气体置换状态为锁定无效状态。 当存在激活的诊断代码时，将会出现此状态。 DTC 处于激活状态时，将不允许进行气体混合，直到代码不再处于激活状态时，才会恢复正常的混合操作。
气体置换原因状态参数向用户提供信息，以指示是否允许完全气体混合能力，或者由于发动机或部件操作条件，允许的气体混合比例是否已降低。 异常条件将允许气体置换状态保持活动，并继续混合，但与正常运行条件相比，混合速度将变慢。
- “无降低”允许完全气体混合
当检测到以下情况时，“降低气体混合”将会处于激活状态：
- 发动机负载低
- 燃料阀指令高
- 气缸压力异常
- 爆震水平高
- 涡轮增压器进气温度高
“燃料阀指令高”表示燃料控制阀已达到其最大开启位置。 燃料压力或燃料质量可能有问题，导致阀处于全开位置。 正常供应燃料时，燃料阀不会在全开位置运行。
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| 图 8 | g06207240 |
在启用气体混合之前，发动机负载必须至少为 15%。 随着发动机负载的增加，允许的置换量也将增加。 在负载达到大约 80% 之后，对柴油的需求增加，并且置换量减少。