燃料热值(BTU)设置
G3600发动机的BTU设置通常在发动机交机试运转过程中加以确定的。 BTU设置应只在燃料的平均低热值发生变化时才需重新进行调整。 正确建立 G3600发动机的BTU设置的有关过程需要进行燃气分析和废气排放测量。 在发动机上进行任何BTU调整之前需要进行燃气分析。 该分析确定燃料的低热值(LHV)。 请参考甲烷值程序, LEKQ4196，以便计算低热值(LHV)。 该程序通过计算建立燃料的低热值，该计算权衡燃气的各种成分含量对燃料整体热值的影响。 该计算是基于整个燃气的成分含量百分比来进行的。 应将发动机调整到该低热值(LHV)。 应进行废气排放测量，以便检验 G3600发动机设置是否适当。 可将对应于该BTU设置的废气排放水平与在发动机交机试运转过程中记录的下列成分的排放水平相比较。
- NO
- NOx
- CO
- CO2
- O2
如果排气中的NOx和CO含量为处于发动机交机试运转过程中建立的数值的± 10 ppm的范围内，则必须作出决定是否应对BTU数值进行调整。 较稀的空燃比将会降低NOx的含量，增加CO的含量。 较浓的空燃比将会增加NOx的含量，降低CO的含量。 对BTU进行调整之前，必须理解控制策略的两个基本概念。
基本的 G3600发动机转速和调速控制
G3600发动机的控制策略是调整燃料流量。 这是基于实际发动机转速和理想发动机转速设置的差值来进行的。
如果实际发动机转速低于理想发动机转速，控制策略则将增加通向燃烧过程的燃料流量。 如果实际发动机转速高于理想发动机转速，控制策略则将降低通向燃烧过程的燃料流量。 向发动机施加负荷将导致燃料流量增加，以便保持理想转速不变。 这是因为随着负荷的增加，实际发动机转速将会降低。
基本的 G3600发动机空燃比控制
G3600发动机的控制策略使用供给到燃烧过程的燃料量和燃料热值来确定所需的空气量，以便保持适当的空燃比。
燃烧过程消耗的燃料量是由测量下列工况来计算的。
- 燃料歧管和进气歧管的压差
- 通向气缸的燃料温度
- 发动机转速
对燃料热值(BTU)设置和燃烧时间进行评估，以确定供给到该燃烧过程的燃料热值。 随着燃料量和燃料热值的增加，供给到燃烧过程的空气量也将会增加。 随着燃料量和燃料热值的降低，供给到燃烧过程的空气量也将会降低。 控制策略通过调整废气旁通阀和阻气门的位置来调节空气量。
发动机调整过程中，BTU设置的调整将会影响空燃比。 为获得较稀的空燃比，再次调整 G3600发动机时，应增加BTU设置。 这将增加通向燃烧过程的空气量。 控制策略将此较高的BTU设置解释为热值较大的燃料，但事实是实际的燃料热值并没有改变。 为获得较浓的空燃比，再次调整 G3600发动机时，应降低BTU设置。 这将降低通向燃烧过程的空气量。 控制策略将此较低的BTU设置解释为热值较小的燃料，但事实是实际的燃料热值并没有改变。
控制策略也使用BTU值来计算显示的发动机负荷百分比。 控制策略使用该计算负荷来确定正时、空燃比和运转限制。 调整BTU值将直接影响到发动机的运转情况。
| 注意 |
|---|
调整过程中，燃料热值(BTU)设置将会直接影响到空燃比，而空燃比又将会改变发动机的废气排放水平。 调整过程中，如果燃料热值(BTU)电位器设置不当，将会导致发动机性能出问题和对现场废气排放许可产生负面影响。 |
BTU设置不应被用作提高起动性能和/或负荷接受性能的调整手段。 如果发动机在个别BTU设置下无法适当地起动和加载，则需要另外再进行燃气分析和/或发动机调整。
注: 在正常运转工况下， G3600发动机将在宽范围的燃料热值下起动和运转。 如果起动前燃料热值发生较大变化，可能有必要对BTU设置进行调整，以便起动和加载 G3600发动机。
如果最终BTU设置不在燃料的实际低热值(LHV)的± 25 BTU的范围内，发动机不被视为已经适当设置。 需要另外再进行燃气分析和/或发动机调整。
BTU设置将直接影响到发动机的性能。 如果BTU设置设置太低，发动机将以太浓的空燃比运转。 这将导致排气温度升高、爆震和对预燃室的可能造成损坏。 如果BTU设置设置太高，发动机将以太稀的空燃比运转。 这将导致发动机性能变差、虚假爆震指示、缺火和停机。
在控制策略正在"反馈"模式下运行时，不应对BTU设置进行调整。 G3600发动机的控制策略将会自动补偿燃料热值的任何变动。 在控制策略正在"反馈"模式下运行时，调整BTU设置将不会改变发动机的运转工况。 如果此时对BTU设置进行调整，该调整可能导致运转故障。
发动机调整
BTU设置建立了发动机空燃比设置的参考点。 只要燃气热值保持不变，发动机运转时的工作特性变化将会很小。 燃料热值在既定时间内会发生变化。 G3600发动机的控制策略通过测量气缸内发生的燃烧过程所需的时间来监测燃料质量。 控制策略调整空气流量，以便保持适当的空燃比。
基本的 G3600发动机空燃比控制
空燃比控制策略具有两个工作模式。 这两个模式被称为"反馈"和"预燃室调整"。
反馈
正常运转过程中， G3600将会运转在"反馈"模式。 在此模式下，控制策略基于燃料流量、燃料热值(BTU)设置和燃烧时间自动调整供给到燃烧过程的空气量。 当控制策略正在"反馈"模式下运行时，控制策略将应对燃料低热值(LHV)的任何变动自动进行调整。 在此模式下可通过监测下列两项以确定控制策略对空燃比所要进行的调整：
- 进气歧管压力
- 燃料修正系数
控制策略调整发动机。 该调整是基于燃料热值的变动作出的。 对其它性能参数影响很小。 进气歧管压力和燃料修正系数都可通过卡特彼勒监测系统(CMS)和数字诊断工具(DDT)来读取。 如果燃料热值增加，气缸燃烧时间将会缩短。 发动机将会以较浓的空燃比运转。 控制策略知悉该转移。 控制策略增加通向燃烧过程的空气流量，以便使燃烧时间变长，使其回到理想值。 如果燃料热值降低，气缸燃烧时间将会变长，因为发动机将会以较稀的空燃比运转。 控制策略知悉该转移。 控制策略降低通向燃烧过程的空气流量，以便使燃烧时间变短，使其回到理想值。
预燃室调整
G3600发动机的第二个工作模式被称为预燃室标定，或有时被简称为"非反馈"模式。 该模式可通过选择数字诊断工具(DDT)的屏幕"50"来激活。 这将使您能够将 G3600发动机调整(微调)到与所使用的燃气相应的的适当的工作特性。 当卡特彼勒监测系统(CMS)指示 G3600发动机正运转在额定扭矩的50%以下时，该模式为起动目的被自动激活。 当发动机正运转在"预燃室标定"模式时，控制策略不会自动调整供给到燃烧过程的空气量。 进行空燃比计算时将不考虑气缸燃烧时间。 燃料热值(BTU)设置和燃料流量是确定供给到燃烧过程的空气量的主要参数。 这使空燃比能够经由BTU设置加以调整，使 G3600发动机能够针对这些条件加以调整。 如果在此模式下增加BTU设置，则供给到系统的空气量也将会增加。 这将导致空燃比变稀。 如果在此模式下降低BTU设置，则供给到系统的空气量也将会减少。 这将导致空燃比变浓。 气缸燃烧时间可针对这些状况通过调整供给到预燃室的燃料量来加以设置。 每个气缸都有一个针阀，该针阀控制通向预燃室的燃气量。
缺火检测
调整 G3600发动机之前必须进行的第一步是确定是否存在任何缺火现象。 在"反馈"模式，控制策略将会基于燃料热值(BTU)、燃料流量和气缸燃烧时间来调整空燃比。 如果存在缺火现象，则气缸燃烧时间将不再是一个正确的读数。 缺火将会错误地使平均燃烧时间变长。
注: 不对缺火现象加以排除将会导致发动机设置不当，并由此引发故障。
在正常工况下，气缸燃烧时间是数字诊断工具(DDT)上显示的一个以毫秒(0.001秒)为单位的平均值。 火花塞发火时燃烧时间即开始。 火焰前锋经过燃烧传感器时燃烧时间即结束。 当某一气缸缺火时，燃烧传感器无法检测到经过传感器的火焰前锋。 燃烧时间直到下一个气缸将要发火时才停止。 这导致长燃烧时间(18.00毫秒或更长)。 指示燃烧时间变长，这是因为指示燃烧时间是该气缸的数次喷射器发火的平均燃烧时间。
调整缺火气缸的预燃室的燃料供给将会导致发动机的不正确的设置，并由此引发运转故障。
缺火可在控制策略运行在"预燃室标定"模式时，通过去除气缸燃烧时间的平均处理而得以监测。 这可通过在将数字诊断工具(DDT)设置到屏幕"50"时， 按下"备用2(ALT 2)"键来实现。 该显示此时将会每3个燃烧循环指示一次燃烧时间的实际值。 运转时未发生缺火现象的气缸通常将会显示数值在3.0至7.0毫秒之间的随机的燃烧时间。 长燃烧时间(15至19毫秒)表示气缸缺火。 发动机运转时，通常会有少量缺火现象发生。 当某一气缸以在30秒钟内高于3至5次的速率发生缺火现象时就可能存在问题。 在试图调整预燃室的燃料供供给之前，应对缺火进行分析，以确定其起因。
再次按下"备用2(ALT 2)"键将使燃烧时间回到平均值显示。 按下"备用2(ALT 2)"键后，等待60秒钟，适当的平均燃烧时间才会显示出来。
共有两种形式的缺火：
- 真实缺火
- 指示缺火
排气口温度在某种程度上可用来区分这两种形式。 如果排气口温度低，则说明发生真实缺火。 可集中对那些可能导致真实缺火的部件进行故障诊断和排除。
此部件清单应包括下列部件：
- 预燃室单向阀
- 火花塞
- 火花塞接长部分
- 点火线圈
- 燃烧缓冲器
- 预燃室针阀设置
- 预燃室供气管
- 燃气进气门设置
如果排气口温度正确，还可能会发生指示缺火。 当对气缸内的适当燃烧进行的测量不正确时，将会发生指示缺火。
这可能是下列部件故障造成的：
- 燃烧传感器
- 燃烧传感器接长部分
- 燃烧传感器导线
- 燃烧缓冲器
注: 真实气缸缺火有时会发生，但又不会显著地影响到排气口温度。
可能会产生不正确的燃烧时间的另外一种情况是燃烧反馈系统的电气噪声。 这种情况会导致燃烧时间过短。 电气噪声将会在火焰前锋经过燃烧传感器之前停止计时器。 电气噪声可通过在控制策略运行在"预燃室标定"时去除燃烧时间的平均处理来检测。 这可通过在将数字诊断工具(DDT)设置到屏幕"50"时， 按下"备用2(ALT 2)"键来实现。 运转时未受电气噪声干扰的气缸通常将会显示数值在3.0至7.0毫秒之间的随机的燃烧时间。 电气噪声将会导致燃烧时间指示为2.0至2.2毫秒。
下列部件易受电气噪声的干扰：
- 燃烧传感器
- 燃烧传感器接长部分
- 燃烧传感器接长部分顶端的电气接头
- 燃烧传感器导线
- 燃烧缓冲器
气缸内机油过多也将会导致短燃烧时间。
为查出运行燃烧时间的确切部件，可将出故障的气缸的部件与其它气缸进行互换。 运转发动机以便找出有毛病的部件。 缺火将随有毛病的部件转移到其它气缸。
调整通向预燃室的燃料供给
调整发动机之前的下一步是确定具体应用的工作负荷和转速工况。 这是建立发动机调整点的负荷和转速所需的。 G3600发动机的最常见的调整点是额定转速下75%额定扭矩点。 该调整点在卡特彼勒监测系统(CMS)上有所指示。 该调整点可根据发动机的工作负荷和转速工况而加以变动。
G3600发动机预期会在750 rpm至1000 rpm的转速变化范围内运转。 推荐的调整点是850 rpm下75%额定扭矩点。 该调整点在卡特彼勒监测系统(CMS)上有所指示。 该调整点将使发动机能够在750 rpm和1000 rpm都具有良好性能。
一旦初步的步骤都已完成，即可对预燃室针阀加载调整。
- 如果是安装或大修后的初次启动，应将发动机控制策略设置成"预燃室标定"模式。 这将防止在指示扭矩升高到超过50%时发动机控制策略转换成"反馈"模式。 这将使空燃比能够通过燃料热值(BTU)进行直接控制，以便在调整之前起动和加载发动机。 跳过步骤3，直接进行步骤4。
- 起动发动机，并使发动机在所选的调整点运转，直到水温和油温都稳定为止。 对于 G3600发动机，这一过程通常需要大约1小时。
- 查阅发动机控制策略运行在"反馈"模式时的燃料修正系数的数值。
- 如果燃料修正系数是100%，那就无需其它任何特别的考虑。
- 如果燃料修正系数低于99%或高于101%，则说明燃料的低热值自上一次对发动机进行调整之后可能已经发生转移。 需要进行燃气分析，以便确定燃料的新热值。 对发动机进行调整之前，燃料低热值的变动必须予以补偿。 当发动机控制策略运行在"反馈"模式时，确定燃料的低热值。 记录燃料修正系数数值。 将燃料热值(BTU)调整为新数值。
- 使用数字诊断工具(DDT)将发动机控制策略转换成"预燃室标定"模式。 按下"选择模式(Select Mode)"按钮，直到DDT上显示"50"号屏幕 [预燃室标定(PC CAL)]。 按下"选择功能(Select Function)"键。
- DDT上的"50"号屏幕将会显示第1缸的实际和理想燃烧时间。
- 按下DDT上的"回车(Enter)"键，以便显示下一相邻气缸的实际和理想燃烧时间。
- 调整发动机时，不要退出"预燃室标定"模式。 这会导致发动机被调整到不适当的空燃比，并致使发动机性能不良。 当发动机控制策略处于"预燃室标定"模式时，燃料修正系数被自动设置为100%。 位于发动机监控系统(ESS)上的发动机监测系统(CMS)表3将不会显示红色极限条。
- 合乎逻辑的调整过程是在发动机控制策略运行在"预燃室标定"模式时记录下在DDT上观察到的所有气缸燃烧时间。 调整燃烧时间与理想燃烧时间相差最大的气缸上的预燃室针阀。 重复对其它气缸进行此一调整过程，直到所有实际燃烧时间都在理想燃烧时间的± 0.20毫秒的范围内。
- 开大针阀将会增加通向预燃室的燃料流量，缩短该气缸的燃烧时间。
- 关小针阀将会降低通向预燃室的燃料流量，使燃烧时间变长。
- 针阀调整过大将会导致浓或稀预燃室缺火。 这可从长且不稳定的燃烧时间看出来。
- 查阅发动机监测系统(CMS)、数字诊断工具(DDT)、排气高温计和发动机控制模块(ECM)的发动机性能数据。 将这些数据与发动机交机试运转和/或运转历史记录数据相比较。 要特别注意燃料修正系数和进气歧管压力。 同时还要测量废气排放水平，将这些数据与发动机交机试运转和/或运转历史记录数据相比较。
- 查出所有数据变化，确定变动的根本原因。
- 将发动机控制策略转换成"反馈"模式。
- 按下DDT上的选择功能(Select Function)键，以便退出"预燃室标定"模式。 空燃比自动控制将会立即开始。 假设发动机已在50%负荷以上运转了超过3分钟时间。
- 发动机监控系统(ESS)上的发动机监测系统(CMS)表"3"将显示红色极限条。
- 观察进气歧管压力保持不变。 观察燃料修正系数依然保持在100%。
- 如果这些数值发生转移，则说明发动机设置不当，应重复进行该调整过程。
- 如果在步骤3中对燃料热值(BTU)设置进行过调整，将该设置重新设置成原来的数值。 该设置将会影响到指示负荷。
- 燃料热值(BTU)设置应保留在新数值的唯一原因是燃料的中间低热值(LHV)已发生变化。
- 记录废气排放。 将废气排放与发动机交机试运转时测量的数据相比较。 NOx和CO水平应保持在发动机交机试运转时的测量数据的± 10 ppm范围内。
- 从DDT, ECM, SCM, CMS 和 排气高温计将所有发动机运转参数都记录下来。 保存这些数据，以备查阅。
| 注意 |
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当发动机控制策略在"反馈"模式工作时，不应该进行预燃室针阀的调整。 发动机控制策略调整空气燃料比，以保持实际燃烧时间与要求的燃烧时间相等。 所以，调整针阀将不能导致燃烧时间的不同。 相反，调整针阀将会使空气/燃料比调到一个未知值，因为发动机控制策略将试图改正这一变化。 |
单向阀频繁出故障可能表明燃气有污染物。 如果污染物是以细小颗粒形式出现，推荐使用具有0.01微米滤芯的燃料滤清器。 如果污染物是以液体形式出现，则需要改善燃气供给系统，以便去除污染物。
维修资料指出 G3600发动机的初步针阀设置是从头沿开大方向转4到5圈。 这只在将 G3600发动机投入运行时或在主要修理工作，比如上部大修结束时才适用。 在已经过调整，并已投入运行的发动机上预置针阀将会使发动机更加难以起动和加载。
对发动机进行调整时，燃料低热值(LHV)的变化将会导致调整困难和发动机设置不当。 应在发动机已经调整之后再进行废气排放测试。 排放测试是为检验发动机是否已适当调整。
当气缸发生缺火现象时， G3600发动机将会增加燃料流量。 燃料流量增加是流经缺火气缸的未燃的燃气和必须担负额外负荷的其它各缸的燃料消耗量的增加的综合结果。 该负荷在一定程度上是基于燃料流量计算而得出的。 由于气缸缺火而发生的燃料流量的增加将会导致指示发动机负荷变高。 气缸缺火可能驱使发动机进入超负荷(负荷高于110%)状况。 G3600发动机控制系统具有燃料限制，该燃料限制使发动机在任何既定发动机转速下只能以不超过110%的发动机额定扭矩运转。 建立该限制是为了防止由于过负荷而损坏发动机，同时仍然为改变发动机工况提供一个缓冲区。 如果 G3608发动机运转时一个气缸熄火，那么指示负荷将升高到下述数值：
100%扭矩 / 7个气缸 = 14.28%扭矩/气缸
数值如下的同样的燃料流量也将流经熄火的气缸：
(14.28%扭矩/气缸 X 7个气缸) + 14.28%流经熄火气缸的燃料流量 = 114.28%指示负荷
110%限制将使发动机转速下降。 如果负荷足够高，此一转速下降会持续下去，直到发动机停机。 这将导致出现歧管压力不足故障代码106 - 01。 在较低发动机转速时，涡轮增压器无法保持进气歧管压力。 这也会致使发动机在状态控制模块上没有出现停机指令"DIAG 05"时发生停机。
发动机以太浓空燃比运转时将会增高排气口和排气管的温度。 发动机在这种情况下运转时会导致排气管温度高停机。
如果发动机以过浓空燃比运转，预燃室可能会发生损坏。 如果调整之前没有将缺火现象予以排除，这种情况就可能会发生。
应对预燃室针阀设置作以记录。 该设置随着时间的推移而增加表明预燃室可能出故障。 应使用管道探测镜对预燃室进行检查，以便确定针阀设置增加的根本原因。