Electric Protection System Energize-To-Shutoff (ETS) For Generator Set, Industrial and Marine Diesel Engines Caterpillar

ETS Junction Box-Switchgear Not Required (OP,WT,OS)

Usage:

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图 1	g00567869
3200 至 3400 发动机使用具有机油压力保护（OP）、水温保护（WT）和超速保护（OS）且不要求开关设备的 ETS 接线箱 (1) 端子板（TS） (2) 配线线束 (3) 电子转速开关（ESS） (4) 接线箱 (5) 识别箔 (6) 端子（TS-2）和（TS-3）间的跨接线 (7) 端子（TS-3）和（TS-4）间的跨接线 (8) 紧急停机开关（ES） (9) 延时继电器（TD） (10) 端子（TS-27）和（TS-28）间的跨接线 (11) 端子（TS-28）和（TS-29）间的跨接线 (12) 端子（TS-30）和（TS-31）间的跨接线 (13) 随动继电器（SR1） (14) 空气关断电磁阀（ASOS）的随动继电器（SR2）（如有配备） (15) 发动机机油压力开关护孔环组件 (16) 起动/停机开关（SSS） (17) 断路器 (18) 发动机机油压力开关（OPS1） (19) 护孔环组件安装支架

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图 2	g00290530
3500 发动机使用具有机油压力保护（OP）、水温保护（WT）和超速保护（OS）且不要求开关设备的 ETS 接线箱 (1) 端子板（TS） (2) 配线线束 (3) 电子转速开关（ESS） (4) 接线箱 (5) 识别箔 (6) 端子（TS-2）和（TS-3）间的跨接线 (7) 端子（TS-3）和（TS-4）间的跨接线 (8) 紧急停机开关（ES） (9) 延时继电器（TD） (10) 端子（TS-27）和（TS-28）间的跨接线 (11) 端子（TS-28）和（TS-29）间的跨接线 (12) 端子（TS-30）和（TS-31）间的跨接线 (13) 随动继电器（SR1） (14) 空气关断电磁阀（ASOS）的随动继电器（SR2）（如有配备） (15) 辅助起动开关随动继电器（SR3）（如有配备） (16) 电动调速器执行器二极管（如有配备） (17) 发动机机油压力开关护孔环组件 (18) 起动/停机开关（SSS） (19) 断路器 (20) 发动机机油压力开关（OPS1） (21) 护孔环组件安装支架 (22) 发动机机油压力开关（OPS2）（如有配备）

介绍

具有机油压力保护（OP）、水温保护（WT）和超速保护（OS）且不要求开关设备的 ETS 接线箱是一个具有全保护的系统。该系统具有一个接线箱配置总成，设计监测四个功能：

发动机超速
盘机终止
机油压力
冷却液温度

接线箱包括下列部件：

电子转速开关（ESS） (2)
起动/停机开关（SSS） (18) 和 (16)
随动继电器（SR1） (13)
随动继电器（SR2）（如有配备），具有一个空气关断电磁阀（ASOS） (14)
机油压力开关（OPS1） (18) 和 (20)
机油压力开关（OPS2），仅在 3500 发动机 (22) 中
紧急停机开关（ES） (8)
延时继电器（TD） (9)

下列部件与接线箱一同运行。这些部件也安装在发动机上。

燃油关断电磁阀（FSOS）
空气关断电磁阀（ASOS）
水温开关（WTS）

下列部件须保持断电，以使发动机运行 ETS 电子保护系统。

随动继电器（SR1）
随动继电器（SR2）（如有配备）
燃油电磁阀（FS）
空气关断电磁阀（ASOS）

电气原理图和配线图

本手册包括完整电子保护系统和接线箱的点至点配线图。本维修手册显示了各电子保护系统配置总成的四类电气原理图。

接线箱配线图
IEC（国际电气技术委员会）示意图
JIC（联合工业委员会）示意图
接线箱线束图

注: 部件代码后的线路编号指出部件在 IEC 和 JIC 示意图中的位置。

无故障电路操作

发动机停机

当发动机停机时，电子转速开关（ESS）的端子（ESS-5）至（ESS-6）（线路 53）始终有电。延时继电器（TD）的端子（TD-3）至（TD-4）（线路 12）也有电。此时，所有开关都处于正常开启位置或正常关闭位置。

发动机起动

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图 3	g00282739
5N-0364 开关，仅用于 3500 发动机 (1) 键槽

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表 1
开关位置	关闭的触点
START（起动） (A)	1-2 和 4-5
RUN（运转） (B)	2-3 和 4-5
STOP（停机） (C)	2-3 和 5-6

拨动开关位于接线箱前部。开关经过弹簧加压，油门开关自动返回至 RUN（运转）位置。当油门手动从 START（起动）位置释放时会发生这一情况。该起动/停机开关（SSS）有三个位置：

START（起动） (A)
RUN（运转） (B)
STOP（停机） (C)

当起动/停机开关移至 START（起动）位置，电路中会发生下列事件。

起动/停机开关关闭至起动马达的电路。

起动马达电磁开关（SMMS）（线路 9）关闭使小齿轮电磁阀（PS）通电的触点（线路 3）。

PS 关闭使起动马达（SM）通电的触点（线路 2）。

当起动/停机开关的油门保持在 START（起动）位置时，在发动机开始运转前，起动马达始终有电。当发动机开始运转，盘机终止开关（CT）中断流至起动马达的电流。当发动机开始运转时，起动/停机开关移至 RUN（运转）位置。当发动机机油压力太低无法打开机油压力开关（OPS1）时，在 9 秒时间限制后，端子（OPS1-1）至端子（OPS1-3）线路 15）间的触点打开。随动继电器（SR1）（线路 36）通电，发动机将停机。请参阅"故障电路操作"，了解这些条件下的完整电路描述。

注: 如果发动机上不使用电子起动马达和交流发电机，请将电源接通到发动机上。将电源正极引线连接接线箱的端子（TS-1），负极引线连接端子（TS-28）。如果不使用电子起动马达而使用交流发电机，仍可使用蓄电池运转发动机。将蓄电池电缆连接至位于电源分线盒底部的螺柱获得电源输入。

发动机安装起动开关（EMSS）

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图 4	g00281973
发动机安装起动/停机开关（典型示例） (1) OFF（断开）位置，开关端子 (B) 和 (C) 关闭。 (2) ON（接通）位置，开关端子 (B) 和 (R) 关闭。 (3) START（起动）位置，开关端子 (B) 和 (R) 和 (S) 关闭。

一些发动机使用发动机安装起动开关（EMSS）。 EMSS 替换起动/停机开关（SSS）以及起动发动机电磁开关（EMSS）触点（线路 3）。如果发动机提供发动机安装起动/停机开关，以控制电子起动马达，则不在接线箱中安装起动/停机开关（SSS）。

EMSS 是与 SSS 功能方式相同的起动/停机开关。当 EMSS 操纵杆移至 START（起动）位置时，小齿轮电磁阀（PS）（线路 3）通电。 PS 的触点（线路 2）关闭。这使得起动马达（SM）通电。 EMSS 操纵杆须保持在 START（起动）位置，直到松开开关操纵杆前发动机开始运转。

发动机操作

当发动机开始运转并达到盘机终止的转速设定值时，盘机终止开关中断至起动马达电路的电流。如果起动/停机开关（SSS）保持在 START（起动）位置，起动马达将停机。盘机终止开关位于电子转速开关中。当达到盘机终止时，电路中出现下列事件。

端子（ESS-11）至（ESS-12）（线路 9）间的盘机终止开关触点打开。端子（ESS-10）和（ESS-11）（线路 13）间的触点关闭。

当端子（ESS-11）和（ESS-12）间的 CT 触点打开时，中断至起动马达电路的电流，且起动马达（SM）将停机。

端子（ESS-11）至（ESS-10）间的 CT 触点关闭，以使延时继电器（TD）端子（TD-2）的"控制 2" 通电（线路 13）。

9 秒后，TD 关闭端子（TD-6）至（TD-7）间（线路 36）的触点，以激活至随动继电器（SR1）的关断电路（线路 36）。

当发动机机油压力增加，足以使发动机机油压力开关（OPS1）触点在端子（OPS1-1）至（OPS1-3）间打开（线路 15），并在端子（OPS1-1）至（OPS1-2）间关闭，延时继电器端子（TD-1）处的"控制 1" 将通电。

当"控制 1" 通电，端子（TD-6）至（TD-7）（线路 36）间触点将关闭。这将激活至（SR1）的关断电路。

为了使发动机继续运转，"控制 1" 和"控制 2" 须通电。

3500 发动机以额定转速运转。

当端子（ESS-14）至（ESS-13）间的机油压力步位开关（OPSS）（线路 17）关闭，且机油压力开关（OPS2）（线路 17）的触点（OPS2-1）打开时，无电流流至随动继电器（SR1）（线路 36）。开关将保持在这些位置，发动机将继续在下列条件下运转：

发动机未出现故障。
发动机正以额定转速运转。
发动机正以高于机油步位转速设定值的转速运转（可选）。

在特定发动机的机油压力增加到开关（OPS2）的额定值之前，（OPS2）（线路 17）不会打开触点（OPS2-1）和（OPS2-3）。（OPS2）打开后，直到机油压力下降到比打开该开关的压力额定值低约 35 kPa (5 psi) 的值时，开关才会关闭。

机油压力步位开关（OPSS）不是由发动机机油压力控制。 OPSS（线路 17）由发动机转速控制。

机油压力步位开关的转速设定值可以调整。当机油压力等于或大于 OPSS 的转速设定值时，OPSS 通电。但是，在开关关闭端子（ESS-14）至（ESS-13）前，机油压力步位开关有 9 秒延时。该延时可提供发动机机油压力增加以打开开关（OPS2）所需的时间。系统无需延时即可不断启动发动机停机。

3500 发动机以低于机油步位转速设定值的转速运转

如果发动机继续以低于机油步位转速设定值的转速运转，机油压力步位开关（OPSS）（线路 17）保持打开。当开关（OPS2）（线路 17）在触点（OPS2-1）至（OPS2-3）间关闭时，OPSS 无法完成电路以使发动机停机。

如果发动机机油压力增加，足以打开触点（OPS1-1）至（OPS1-3）间的开关（OPS1）（线路 15），发动机可以该转速安全运转。机油压力电路不会造成停机。

如果发动机通过机油步位转速设定值加速，电路可能保持下述同等状态。当发动机转速等于或大于 OPSS 的设定值时，发动机机油压力须大于（OPS2）的额定转速。这将在机油压力步位开关（OPSS）保持打开所需的 9 秒延时内打开（OPS2）（线路 17）。如果发动机机油压力小于（OPS2）的额定转速，可能发生下列事件：

9 秒后，OPSS（线路 17）将在触点（ESS-14）至（ESS-13）间关闭。

如果（OPS2）在触点（OPS2-1）至（OPS2-3）间保持关闭，则发动机将发生停机。

OPSS 关闭前，（OPS2）无法打开。发动机将继续运转。

正常停机开关

移动起动/停机开关使发动机停机。开关从 RUN（运转）位置向 STOP（停机）位置移动。

当起动/停机开关移至 STOP（停机）位置时，电路中发生下列事件。

起动/停机开关在触点（SSS-5）至（SSS-6）间关闭，使延时继电器（TD）（线路 36）通电。

然后，电流流经延时继电器（TD）的触点（TD-6）和（TD-7）（线路 36）。

通过 TD 的电流使随动继电器（SR1）（线路 36）通电，随动继电器在触点（SR1-30）至（SR1-87）间关闭（线路 43）。

随动继电器（SR1）（线路 36）通电后，燃油关断电磁阀（FSOS）（线路 43）也会通电，流至发动机的燃油中断。

发动机停机时，盘机终止开关（CT）在端子（ESS-11）至（ESS-12）（线路 9）间关闭，这使得发动机重新起动。

现在发动机可重新起动。

紧急停机开关

紧急停机开关按钮位于接线箱门的前部。按钮为红色圆形按钮。当按钮压下时，开关处于 OFF（断开）位置，可使发动机停机。按钮将保持压下状态，直到手动松开至 ON（接通）位置。如果按钮压下，发动机无法重新起动。

当松开按钮时，电路中会发生下列事件以使发动机停机。

触点（ES-1A）至（ES-2A）（线路 9）之间为开路。

触点（ES-3A）和（ES-4A）（线路 33）之间为闭路，这使得随动继电器（SR1）（线路 36）和（SR2）（线路 33）通电。

当（SR2）通电时，如果（SR2）配备空气关断电磁阀，触点（SR2-30）至（SR2-87）（线路 47）间为闭路，以使空气关断电磁阀通电（ASOS）。

这有效地阻止了进气进入发动机。 ASOS 保持通电，直到 CT 开关的触点（ESS-10）和（ESS-11）（线路 13）打开。发动机停机后触点将打开。

随动继电器（SR1）（线路 36）当触点（ES-3A）和（ES-4A）之间为闭路时通电。

电流然后流经二极管（D2）（线路 35）。这造成（SR1）关闭触点（SR1-30）和（SR1-87）（线路 43）。这些触点是常开的。

当（SR1）通电，燃油关断电磁阀（FSOS）也通电。这中断流至发动机的燃油。

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发动机的意外启动会对在设备上工作的人员造成伤害或死亡。
为避免发动机意外启动，将蓄电池负极（-）端子上的蓄电池电缆拆下。将所有拆下的蓄电池电缆末端的金属表面用胶布完全粘住，以防止其与其它的金属表面接触而激活发动机的电子系统。

在启动/停止开关的位置上放置“不要操作”的标签，以通知他人该设备正在维修之中。

为了再次起动发电机，进行下列程序。

解决可能造成紧急停机的任何故障。

空气关断操纵杆位于进气壳体顶部。

确保紧急停机开关的按钮已在发动机接线箱上得到复位。沿按钮表面显示的方向转动按钮，以复位按钮。按钮向外移动以便复位。

移动并保持起动/停机开关的油门处于 START（起动）位置，以重新起动发动机。如果发动机配有发动机安装起动开关，开关操纵杆须处于 START（起动）位置，以便重新起动发动机。

故障电路操作

机油压力故障"（OPS1）"

当发动机起动并开始运转时，盘机终止开关（CT）打开。这起动电子保护系统。电路中出现下列事件，以起动电子保护系统。

CT 开关在端子（ESS-11）至（ESS-12）（线路 9）间打开。开关在端子（ESS-11）至（ESS-10）（线路 13）间关闭。

当电流送至延时继电器（线路 13）端子（TD-2）的"控制 2" 时，CT 开关起动电子保护系统。

电子保护系统起动后，发动机机油压力开关（OPS1）（线路 15）须在 9 秒内开启。发动机机油压力须增加至开启（OPS1）所需的额定值。如果（OPS1）在触点（OPS1-1）至（OPS1-2）间未打开，电路中会发生下列事件。

延时继电器（TD）的触点在端子（TD-6）和（TD-7）（线路 36）间将关闭。这使得随动继电器（SR1）（线路 36）通电。

然后电流流经触点（OPS1-1）和OPS1-3，并通过二极管（D4）流至端子（ESS-17）（线路 17）。

电流流经（TS-9）和（TS-10）（线路 21）间的跨接线。

电路流经触点（TD-6）和（TD-7）。这使随动继电器（SR1）通电。

随动继电器（SR1）在触点（SR1-30）至（SR1-87a）（线路 45）间打开。继电器在触点（SR1-30）至（SR1-87）（线路 43）间关闭。

当（SR1）通电，燃油关断电磁阀（FSOS）（线路 43）也通电。这中断流至发动机的燃油。

如果发动机在下列条件下运转，电子保护系统将造成发动机以前文所述的相同方式停机：

无故障
转速低于机油步位转速设定值。
发动机机油压力降至机油压力开关的最低压力额定值以下。

当机油压力降至最低压力额定值时，（OPS1）在触点（OPS1-1）至（OPS1-3）（线路 15）间关闭，这导致发动机立即停机。

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注意

为了避免潜在发动机损害或其他立即停机，应在重新起动发动机前，解决发动机机油压力故障。

机油步位开关仅用于 3500 系列发动机。通过上述事件，使端子（ESS-17）处的机油步位锁闩通电。盘机终止开关（CT）的触点（ESS-11）和（ESS-12）打开。无法检测到发动机转速后，触点保持 2 秒的打开状态。飞轮旋转停止后 2 秒内，不得试图起动发动机。

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注意

为了避免对起动马达小齿轮和发动机飞轮齿圈造成损害，在发动机旋转完全停止前，不要试图重新起动发动机。

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在启动/停止开关的位置上放置“不要操作”的标签，以通知他人该设备正在维修之中。

机油压力故障（OPS2）仅（3500 发动机）

当发动机以超过机油步位转速设定值的转速运转时，机油压力电路高压侧会发生故障。当发动机机油压力低于（OPS2）的压力设定值时，也会发生故障。机油步位转速设定值可调整。

当发动机以高于机油步位转速设定值的转速运转时，电路将沿本手册"机油压力故障（OPS1）"部分中所述的相同路径。但是，机油压力步位开关（OPSS）在触点（ESS-14）至(ESS-13)间（线路 13）关闭。此外，机油压力开关（OPS2）在触点（OPS2-1）至（OPS2-2）间关闭。 OPSS 开关已经关闭，这是因为发动机已经以高于步位机油压力设定值的转速运转。

当发动机机油压力降至（OPS2）高压额定值以下，电路中将发生下列事件以使发动机停机。