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![GTG-3600[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/0765a4c308a1284ac85043b3.png)
发动机电控系统标定概述史国军博士意昂神州（北京）科技有限公司杨汉龙博士美国Caterpillar公司研究开发部发动机电控系统包括传感器、ECU硬件及控制策略、和驱动器。
其控制策略包含控制逻辑、数学模型和几千乃至上万个自由参数。
对于具体的发动机及其车型，需要依靠标准工具设备来进行大量的测试和试验，确定出这些自由参数的特定数值，从而满足车辆所要求的动力性能和排放法规。
这一过程被称之为发动机匹配标定。
匹配标定是一个复杂的系统工程。
尤其是在国内要求欧三排放之后，EOBD 更增加了其复杂程度。
如果对OBD参数标定太严格，故障指示灯容易误亮，增加车厂的保修成本；如果标定太松，故障容易漏判，可能会被政府部门调查罚款。
这无疑提高了对标定工程师工作质量的要求。
为了同国内同行对这一技术领域进行深入的交流，我们的讲座内容将主要涉及汽油发动机，主要包括：∙电控系统基本描述∙匹配标定基本概念与流程∙湿缸喷油控制（过渡过程喷油控制）∙电子节气门（ETC）的控制与标定∙VVT可变凸轮轴相位控制与标定∙EGR控制与标定∙三元催化转换器OBD原理与标定∙Misfire失火OBD原理与标定∙氧传感器OBD原理与标定∙Fuel-Trim 加油调节补偿OBD标定史国军博士：毕业于美国普渡大学（Purdue University）航空航天系，获博士学位，曾任美国通用汽车公司（General Motors）高级工程师，项目经理，八年发动机电控工作经验，拥有八项美国专利技术，三十余篇学术论文。
2004年曾到此会议在浙江湖州与国内同行作关于发动机电控技术的技术交流。
2005年任美国梦幻汽车公司发动机排放方面资深技术顾问赴奇瑞汽车公司考察访问。
同时，史博士于2003底回国在中关村创立“意昂神州（北京）科技有限公司”，在上海设有办事处，在美国底特律设有技术中心，主要从事汽车电控技术及车载网络总线技术领域的咨询，服务，和产品研发。
公司2006年被评选为中关村高科技企业50优。
卡特发动机工作原理
卡特发动机的工作原理是基于内燃机原理，即通过燃烧燃料来产生高温高压气体驱动活塞运动，从而将化学能转化为机械能。
具体来说，卡特发动机采用往复式活塞发动机。
燃烧室被分为缸体、气门、活塞等部件。
工作时，燃料与空气混合后被喷入缸体，通过火花塞的点火引燃。
点火后，燃烧的混合气体产生高温高压气体，气体的膨胀使活塞向下移动，驱动曲轴旋转。
曲轴会将活塞的上下运动转化为旋转运动，并通过连杆传递给变速箱和驱动轮，从而推动车辆前进。
同时，活塞在上行过程中推出已燃烧气体，即废气，通过排气门排出。
在活塞下行过程中，进气门会打开，进气门和废气门的开关控制由凸轮轴来完成，进一步实现气缸内混合气体的进出。
通过不断重复这一工作循环（即称为四冲程循环：吸气、压缩、燃烧、排气），卡特发动机就能持续地产生机械能，推动车辆运行。
![一、发动机控制器和液压泵控制器_卡特挖掘机结构与维修_[共3页]](https://img.taocdn.com/s1/m/0d6ba4f5bcd126fff6050bbe.png)
卡特挖掘机结构与维修280 如果打开发动机油压开关，发动机转速会被限制在转速5的位置。
如果调速器制动器在发动机停止前处于高速，发动机转速也会被限制在转速5的位置，发动机将以转速5的速度启动。
此功能即当发动机停止时，调速器制动器会返回到存储的位置，发动机会以先前记忆存储的速度启动。
当出现以下任何一种情况时，这个功能将取消。
① 使用操纵杆或踏板。
打开机具转盘开关、行驶开关或大臂提升压力开关。
② 使用发动机转速旋钮。
③ 使用AEC 。
④ 使用动力模式开关。
然后，发动机转速与转速旋钮上的位置相对应。
操纵低怠速开关也将取消此功能，但是，在此情况下，即使将发动机转速设定在2以上的位置，发动机转速仍然是1000 r/min 。
如果调速器制动器在发动机停止前处于高速，发动机将重新以高速启动。
然后发动机转速将降至1300 r/min 。
重启发动机3 s 后，发动机转速将自动下降。
此时AEC 第二个阶段必须在ON （“开”）的位置。
⑤ 转盘锁定系统。
在使用动臂、斗杆、铲斗、转盘或附件的操纵杆时，转盘停车制动器立即停止工作。
当所有操纵杆返回空挡后，转盘停车制动器可工作6.5 s 。
当液压接通操纵杆被置于锁定位置时，转盘停车制动器不能停机。
如果配备微调转盘附件，通过将微量转盘开关旋至ON （“开”）的位置，可使转盘停车制动器停机。
第五节 发动机和液压泵控制器与操作者监控器一、发动机控制器和液压泵控制器卡特彼勒挖掘机发动机控制器和液压泵控制器，如图8-4所示。
连接器2说明如表8-2所示，连接器1说明如表8-3所示。
1—控制器；2—连接器2；3—连接器1图8-4 发动机控制器和液压泵控制器图。
电源SMCS 编号: 1401-038S/N: BLB1-UpS/N: BKE1-Up系统操作说明：电源给电子控制模块、集成燃烧传感模块（ICSM）和空气/燃料压力模块供电。
电源的正极或者负极可能会出现间歇性供电。
.ECM的24 VDC电源可能由电池或者供电电源提供。
电源的最低要求是22 VDC,16安培。
24 VDC 电源被连接到接线盒或者控制面板。
电源配有专用保险丝或者专用断路器。
当开关处于START(启动)位置、STOP（停止）位置和AUTO（自动）位置时，P1连接器(“可切换的+电池”)端子70的ECM 输入接收来自发动机控制开关的电池电压。
当ECM在这个输入处检测到电池电压，ECM就上电。
当电池电压被从这个输入取消后，在发动机停机后ECM就断电。
486故障排除部分“168-02”诊断编码表示发动机运转时电源电压间断或者低。
如果电源电压降低到零而且保持在零，那么ECM就不记录这个编码。
发动机将停机。
“336-02” 诊断编码表示ECM已经检测到发动机控制开关电路有问题。
被记录的诊断编码提供历史纪录。
在开始这个步骤之前，使用卡特彼勒电子技师(Cat ET)把被记录的编码打印到文件。
这个方法可能会生成额外诊断编码。
记住找出原始诊断编码的原因。
问题解决后清除诊断编码。
控制面板接线盒发动机控制开关远程启动启动停止自动断开不可切换的+电池可切换的+电池数字返回端子板-电池可切换的+电池空气燃料压力模块左侧ICSM 右侧ICSM插图411电源示意图24 VDC电源连接到接线盒487 故障排除部分端子安培安培24VDC电源g0*******488故障排除部分控制面板接线盒发动机控制开关远程启动启动停止自动断开不可切换的+电池可切换的+电池电子返回端子板24 VDC电源空气燃料压力模块左侧ICSM 右侧ICSM插图412电源示意图24 VDC电源连接到控制面板端子安培安培g0*******测试步骤 1. 检查电气连接器和布线A. 把发动机控制开关打到OFF/RESET(断开/复位)位置。
卡特彼勒G3600 发动机控制系统ADEM III发动机控制系统用于所用卡特彼勒G3600 系列发动机，它由两个模块组成：GECM 和ICSM G3612/3616 有两个ICSM,由三个模块组成）配LCD显示。
高度集成化的ADEMIII控制系统完成：空燃比、点火、爆燃和增压器控制，整个系统可以监测，控制和保护发动机，并使发动机在最佳状态运行。
Operation temperature: -40o C to 66o C工作温度：Power input: 24VDC功率输入：Power consumption: 890 W (37 amps)功率消耗：Size (W x H x D): IM: 222 x 181 x 94 mm尺寸（长x宽x高）DSM: 210 x 243 x 108 mmAFM: 160 x 262 x 108 mmArea classification: Class I Group D Division 2, hazardous location防爆区域：Enclosure: NEMA Type 3R发动机采用了产生高输出、低排放和高热效率先进技术。
发动机运行参数的精确控制使发动机达到了最佳的性能。
发动机具有在不同外界状况下燃用多种燃料气的能力。
ECM 模块说明发动机控制模块（ECM）控制发动机的大部分功能。
该模块是一个密封装置，固定在发动机接线盒内。
ECM 监控传感器的各种输出，在达到适当的程度时，激发继电器、线圈等工作。
ECM 监控发动机的实际转速。
ECM可计算出发动机实际转速与要求转速之间的差异。
ECM 控制燃料执行器，以使发动机保持要求的转速。
ECM 通过控制三个电动液压执行器来调节燃料、空气进气和排气旁通。
执行器是电子控制且为液压促动。
液压油回路与发动机机油油路是分开的。
液压油是由齿轮驱动的。
ECM 操作燃料气执行器以使燃料进入燃气汇管。
燃料从汇管孔中流出。
一部分燃料气体通过可调节针阀进入预燃室中。
余下的气体通过凸轮轴驱动的燃气门进入。
这样使燃料进入气缸盖的进气口。
燃烧的空气从涡轮增压器流向阻风门。
ECM 操作阻风门执行器以使空气进入进气汇管。
空气从后冷却器流入气室并进入气缸盖进气口。
在气缸盖中空气与燃气混合。
预燃室中的浓燃料被火花塞点燃。
这样就点燃了气缸中的空气／燃料混合物。
进气汇管空气压力有阻风门和排气旁通阀控制。
由ECM确定要求保持正确空气／燃料比的气压。
每个气缸各有一个点火变压器。
为了点火燃烧，ECM 在适当的时间并以适当的持续时间向每个点火变压器的初级线圈发送约为108 伏的脉冲。
变压器升压，在火花塞电极间产生一个火花。
电子控制系统控制点火正时。
控制系统监控载荷的变化。
控制系统修正正时，使之与载荷的变化相适应。
为了补偿发现到爆燃，也要修正正时。
在计算发动机载荷时，燃料流量是考虑的主要因素。
燃料流量是零，载荷为零。
燃料流量比零值大时。
用来计算指示载荷百分比。
载荷小于40%时，由阻风门执行器控制空气／燃料比，阻风门执行器由排气口温度调节。
ICSM 模块说明发动机气缸每排各有一个集成式燃烧传感模块ICSM。
每个气缸排气口各有一个由ICSM监测的热电偶。
ICSM监测气缸每排的排气口实际温度。
ICSM 计算气缸每排的排气口平均温度图。
ECM向ICSM 发送要求的排气温度。
ICSM计算排气口平均温度与要求的排气口温度之间的差异。
ICSM 向ESM传输信息。
ESM控制阻风门执行器，以保持要求的排气口温度当载荷达到约40%，由排气旁通执行器控制空气／燃料比，排气旁通执行器由燃烧时间调节。
每个ICSM计算每一侧全部气缸平均燃烧时间。
ECM 向ICSM发送要求的燃烧时间图。
ICSM计算平均燃烧时间与要求的燃烧时间之间的差异。
ICSM向ECM发送一个燃料改正系数的信号。
ECM 控制排气旁通执行器，以保持要求的燃烧时间。
有关控制系统的详细资料，请参阅系统运作，“电子控制系统的运作”中的内容。
发动机有两个冷却回路。
一个水套水回路，一个后冷却器和发动机机油冷却器的独立回路。
两个回路中都有水温调节器，以保持正确的工作温度。
可以安装水温调节器，以调节进出水温度。
齿轮驱动离心泵使水套水冷却液从外部源开始运行。
冷却液流通过水套流入气缸盖中。
冷却液流通过远程水温调节器流入热交换器中，冷却液返回到发动机中。
发动机机油和燃烧的空气在不同的回路中被冷却，齿轮驱动泵将冷却液从热交换器中抽出。
一些冷却液进入发动机机油冷却器。
大部分冷却液进入后冷却器中。
冷却液回流到热交换器中。
齿轮驱动泵向发动机泵油。
发动机机油的温度是有调节的，发动机机油在进入气缸体前要经过过滤机器信息显示系统(MIDS)机器信息显示系统（MIDS）是一个使操作员能够监控发动机运转的装置。
MIDS 接受电子控制模块（ECM）传来的信息。
这个装置不能用来编程。
屏幕显示和键盘为操作者提供了一个人机对话的界面。
Menu 菜单1) Status Information状态信息2) Detonation Levels爆燃值3) Ignition Timing点火正时4) Filtered burn time过滤燃烧时间5) Unfiltered burn time非过滤燃烧时间6) Exhaust temperatures 排气温度7) Turbo temperatures涡轮增压器温度8) Events and diagnostics事件与诊断9) Display setup 显示设计1)状态信息――有四种状态屏幕，显示的左上角确定“A/F”, “SPD”, “MISC”, 和“RLY”四种屏幕状态。
当你从菜单中选择（１），自动显示为“A/F”屏幕，“A/F”在屏幕左上角突显出来。
按下左箭头键或右箭头键，显示不同状态的屏幕。
屏幕显示状态的变化，屏幕左上角的屏幕状态标示会突显出来“A/F”状态屏幕――这一屏幕适合显示空气／燃料状态参数。
实际数值是连续变化的。
表12 列出了显示的信息。
2)爆燃值――这一屏幕显示以巴显示的每个气缸爆燃值。
也显示所有气缸的平均爆然值。
3)点火正时――这一屏幕显示每个气缸上止点前正时的度数。
列出可编程要求正时值。
指当前所选择的起作用的正时。
4)过滤燃烧时间――这一屏幕表示每排气缸平均燃烧时间。
也显示要求燃烧时间和每个单独气缸的燃烧时间。
5)非过滤燃烧时间――这一屏幕显示每个单独气缸实际瞬间燃烧时间。
也显示每排气缸要求燃烧时间和平均的燃烧时间。
6)排气温度――这一屏幕每个气缸实际排气口温度。
也显示每排气缸所有排气口平均温度。
如果发动机在载荷小于40%条件下工作，要求的排气温度就不是显示的因数。
7)涡轮增压器温度—这一屏幕表示每个涡轮增压器进出口的排气温度。
也显示每排气缸的平均温度。
8)事件与诊断――这一屏幕显示有关事件代码与诊断代码的两个选项：“列表”“LIST”、“详细内容”“DETAIL”，当你从菜单上选择(8) 时，“列表”突显出来。
按下左箭头键或右箭头键，显示“详细内容”“DETAIL”。
显示屏幕变换为“详细内容”“DETAIL”，在屏幕左上角：“详细内容”“DETAIL”突显出来。
“列表”“LIST”屏幕――这一屏幕显示记录的所有诊断代码和时间代码列表。
这一类表包括关于这一信息代码：模块标示符（MID），代码，事件出现次数，事件第一次出现的工作小时，事件最后出现的工作小时和一个“X”活动代码。
如果记录代码超过１条，则首先发生代码第一列出。
可以用上下箭头键来选择代码，以便察看特定代码的详细内容。
然后用左右箭头键显示“详细内容”“DETAIL”屏幕。
“详细内容”“DETAIL”屏幕――这一屏幕显示的内容与“列表”屏幕选择代码显示的信息相同。
此外，还显示产生代码表述的模块。
9)显示设定――这一屏幕操作者能够调整显示的内容。
可以调节对照度和背景明亮度。
也可以选择显示的公制单位或英制单位。
利用左箭头键或右箭头键来选择选项。
利用上箭头键或下箭头键选择优先的。
模块控制开关“自动“（AUTO”――当模式控制开关在“自动”位置（12 点钟），系统为远程工作构形。
当远程启动／停止接触器闭合，预润滑系统将工作。
预润滑压力充足时，发动机启动。
当远程启动／停止接触器闭合，发动机停车，如果冷却循环已编程，那么在发动机停以前将运转编程的一段时间。
冷却循环编程的时间为0至30分钟。
“启动”（START）－当模式控制开关“在启动”（START）位置（3 点钟），预润滑系统将工作。
当预润滑压力充足时，发动机启动。
在ECM 收到关停信号前，发动机会一直运转。
“停止“（STOP）――当模式控制开关转到“停止”位置（6 点钟），发动机就停机。
如果冷却循环已编程，那么在发动机停机以前将运转编程的一段时间。
发动机逐渐停机过程中，后润滑起作用。
当模式控制开关在“停止”位置时，控制面板保持有电。
可用“停止”位置检修某些故障，而不用启动发动机。
“断开／复位” “OFF/RESET”—当模式控制开关转到“断开/复位”位置（9 点钟）时，发动机立即停机，诊断灯复位。
发动机完成后润滑后，控制面板和执行器无电。
“要求的转速”电位计“要求的转速”电位计使操作者调节发动机转速到所要求的转速。
这可以向ECM提供0 至5 伏的电压输入来完成。
