G3520E Generator Set Engines Caterpillar

使用本步骤诊断和排除爆震传感器电路的可疑故障。

本步骤涉及以下故障诊断代码：

• 1501-3 1 号气缸爆震传感器：电压高于正常值

• 1501-4 1 号气缸爆震传感器：电压低于正常值

• 1502-3 2 号气缸爆震传感器：电压高于正常值

• 1502-4 2 号气缸爆震传感器：电压低于正常值

• 1505-3 5 号气缸爆震传感器：电压高于正常值

• 1505-4 5 号气缸爆震传感器：电压低于正常值

• 1506-3 6 号气缸爆震传感器：电压高于正常值

• 1506-4 6 号气缸爆震传感器：电压低于正常值

• 1509-3 9 号气缸爆震传感器：电压高于正常值

• 1509-4 9 号气缸爆震传感器：电压低于正常值

• 1510-3 10 号气缸爆震传感器：电压高于正常值

• 1510-4 10 号气缸爆震传感器：电压低于正常值

• 1513-3 13 号气缸爆震传感器：电压高于正常值

• 1513-4 13 号气缸爆震传感器：电压低于正常值

• 1514-3 14 号气缸爆震传感器：电压高于正常值

• 1514-4 14 号气缸爆震传感器：电压低于正常值

• 1517-3 17 号气缸爆震传感器：电压高于正常值

• 1517-4 17 号气缸爆震传感器：电压低于正常值

• 1518-3 18 号气缸爆震传感器：电压高于正常值

• 1518-4 18 号气缸爆震传感器：电压低于正常值

爆震传感器位于每两个气缸之间的上缸体上。 每个传感器监测两个相邻的气缸。 例如，一个传感器监测 1 号和 3 号气缸，另一个传感器监测 2 号和 4 号气缸。

图 1	g00951975
爆震传感器的配置

主电子控制模块（ECM）和从 ECM 提供 8 VDC 电压向传感器供电。 爆震传感器向模块提供指示发动机机械振动的电信号。 每个传感器输出一个电信号。 信号被放大和过滤。 信号的频率与机械振动的频率相符合。 信号的振幅与振动强度成比例。

主 ECM 监测发动机左侧上的爆震传感器。 从 ECM 监测发动机右侧上的爆震传感器。 每个ECM 监测信号，以确定爆震的存在和严重程度。 主 ECM 可以延迟发动机左侧气缸的正时，以限制爆震水平。 从 ECM 可以延迟发动机右侧气缸的正时，以限制爆震水平。 可以延迟对一个或多个气缸的正时。 必要时，可以对延迟所有气缸的正时。 如果正时延迟不足以限制爆震，主 ECM 将关停发动机。

对轻微的爆震，ECM 能把正时延迟量减少 3 度。 对于严重的爆震，ECM 能将正时最大延迟 6 度。 对于大多数用途，最小容许的实际正时为上止点前 10 度（对于使用丙烷的为上止点前 5 度）。 正时延迟后的均衡策略是采用提前正时。 正时提前速率取决于爆震的水平。 较快的速率用于轻微的爆震。 均衡的正时提前的最快速率是每分钟 1 度。

每个 ECM 将诊断爆震传感器是否存在对蓄电池负极侧短路、蓄电池正极侧短路或断路的信号。 为避免检测到与爆震无关的振动，每个 ECM 仅在一个爆震传感器所监测的活塞处于做功冲程的上死点与上死点之后 40 度之间时监测该传感器。 因此，测试爆震传感器的"缸体敲击"法对于 G3500C/E 发动机不起作用。

对于由一个 ECM 诊断为"断路/对蓄电池正极短路"的爆震传感器输入，在电压表上可能会测得为 0 VDC。 这是由于 ECM 内的爆震传感器的电路中缺乏上拉电阻器引起的。

当爆震水平保证 ECM 作出反应时， 每个 ECM 也支持相关的事件代码。 如果正时已延迟到最大量，而爆震水平仍然高，主 ECM 将关停发动机。 当发动机的转速低于250 rpm 时，爆震保护不起作用。

记录的诊断代码提供历史记录。 在开始该步骤前，使用 Caterpillar 电子技师（ET）将记录的代码打印到文件。

导致诊断代码最可能的原因是连接不良或导线线束故障。 第二个可能的原因是传感器故障。 可能性最小的原因是 ECM 故障。

故障诊断和排除步骤可能会产生额外的诊断代码。 记住纠正导致原有诊断代码的原因。 排除故障后，清除诊断代码。

图 2	g01114170
爆震传感器示意图

测试步骤 1. 检查电气接头和导线

1. 从发动机上拆下电源。

注: 对于下述步骤，请参考故障诊断与排除, "电气接头 - 检查"。

2. 彻底地检查下列每个接头：
   • J2/P2 接头

   • J8/P8 接头

   • J4/P4 接头

   • 每个爆震传感器的接头

   1. 检查 ECM 接头的六角螺钉扭矩。

   2. 对与爆震传感器电路有关的每一根导线进行 45 N (10 lb) 拉力测试。
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   图 3	g00929792
   爆震传感器

   3. 检查从爆震传感器至每个 ECM 的线束和导线有无磨损和夹点。

   4. 确保按照技术规格, "爆震传感器"中的扭矩正确安装爆震传感器。

预期结果:

所有接头、触针和插孔都连接正确。 接头和接线都没有腐蚀、磨损或挤压的地方。 所有爆震传感器都安装正确。

结果:

• 确定 - 部件状况良好，连接正确。 转至测试步骤 2。

• 异常 - 部件状况不良和/或至少有一个不正确的连接。

  修复: 进行必要的修理和/或必要时进行更换。

  停止

测试步骤 2. 检查有无关于 8 伏直流电源的诊断导线

1. 将 Cat 电子技师连接到维修工具接头上。 参考故障排除, "电子维修工具"。

2. 将 35 安培断路器转到接通位置。 将发动机控制设置为停机模式。

3. 观察 Cat ET 上的 "Active Diagnostic"（活动诊断）屏幕。 至少等待 30 秒，以便激活某些代码。 查找有无这些代码：
   • 41-3 8 伏直流电源：电压高于正常值

   • 41-4 8 伏直流电源：电压低于正常值

预期结果:

下列任一诊断代码都未处于现行状态。

结果:

• 确定 - 下列任一诊断代码都未处于现行状态。 转至测试步骤 3。

• 异常 - 至少有一个诊断代码处于现行状态。

  修复: 在进行本功能测试前，必须排除关于 8 伏电源的诊断代码的故障。退出本步骤并参考故障诊断与排除, "传感器电源 - 测试"。如有必要，在排除关于 8 伏电源的诊断代码的故障后，返回本功能测试以对爆震传感器进行故障诊断与排除。

  停止

测试步骤 3. 检查有无关于爆震传感器的现行诊断代码

注: 要产生关于爆震传感器的诊断代码，运转继电器和盘车终止继电器首先必须通电。 因而，发动机必须运转。 在关于爆震传感器的诊断代码被激活后，发动机将立即停机。

1. 起动并运转发动机。

2. 至少等待 30 秒，查看有无任何诊断代码变为现行状态。 观察 Cat ET 上的 "Active Diagnostic" （现行诊断）屏幕并查看有无表 1 中列举的诊断代码：
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   表 1

   代码	说明	气缸
   1501-3	1 号气缸爆震传感器：电压高于正常值	1 和 3
   1501-4	1 号气缸爆震传感器：电压低于正常值
   1502-3	2 号气缸爆震传感器：电压高于正常值	2 和 4
   1502-4	2 号气缸爆震传感器：电压低于正常值
   1505-3	5 号气缸爆震传感器：电压高于正常值	5 和 7
   1505-4	5 号气缸爆震传感器：电压低于正常值
   1506-3	6 号气缸爆震传感器：电压高于正常值	6 和 8
   1506-4	6 号气缸爆震传感器：电压低于正常值
   1509-3	9 号气缸爆震传感器：电压高于正常值	9 和 11
   1509-4	9 号气缸爆震传感器：电压低于正常值
   1510-3	10 号气缸爆震传感器：电压高于正常值	10 和 12
   1510-4	10 号气缸爆震传感器：电压低于正常值
   1513-3	13 号气缸爆震传感器：电压高于正常值	13 和 15
   1513-4	13 号气缸爆震传感器：电压低于正常值
   1514-3	14 号气缸爆震传感器：电压高于正常值	14 和 16
   1514-4	14 号气缸爆震传感器：电压低于正常值
   1517-3	17 号气缸爆震传感器：电压高于正常值	17 和 19
   1517-4	17 号气缸爆震传感器：电压低于正常值
   1518-3	18 号气缸爆震传感器：电压高于正常值	18 和 20
   1518-4	18 号气缸爆震传感器：电压低于正常值

   注: -4 诊断代码可指示实际对接地短路或断路。

预期结果:

上述的任何一个诊断代码都不为现行状态。

结果:

• 正常（无现行代码） - 此时上述任何一个代码都不为现行状态。 故障看起来已经解决。 原有诊断代码可能是由某个线束接头的电气连接不良引起的。

  修复: 如果记录了上述任一代码且发动机运转异常，请参考故障诊断与排除, "症状的诊断和排除"。如果记录了上述任一代码但发动机运转正常，则可能是接头或导线线束中存在间歇性故障。 请参阅故障诊断与排除, "电气接头 - 检查"。

  停止

• 异常（现行代码） - -3 或 -4 诊断代码被激活。

  修复: 记录诊断代码和记录可疑爆震传感器的位置。

  转至测试步骤 4。

测试步骤 4. 确认传感器处存在电源电压

1. 断开带有诊断代码的爆震传感器。

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图 4	g00890518
爆震传感器的线束接头 (A) 8 伏电源 (B) 回路 (C) 信号

2. 测量传感器的线束接头上的接线端 A 和 B 之间的电压。

预期结果:

电压在 7.6 VDC 到 8.4 VDC 之间。

结果:

• 确定 - 电压在 7.6 VDC 到 8.4 VDC 之间。 传感器得到正确电压。 不要重新连接传感器。 转至测试步骤 5。

• 异常 - 电压不在 7.6 VDC 到 8.4 VDC 之间。 传感器没有得到正确电压。 8 伏电源或传感器回路中可能存在断路。

  修复: 断路可能是由 ECM 和传感器接头之间的电气连接不良或导线故障导致的。如有可能，修理电气连接和/或导线。 如有必要，更换线束。

  停止

测试步骤 5. 测量传感器处的信号线电压。

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图 5	g00890518
爆震传感器的线束接头 (A) 8 伏电源 (B) 回路 (C) 信号

1. 测量可疑传感器的线束接头上的接线端 B 和 C 之间的电压。

预期结果:

电压在 0.4 VDC 到 0.6 VDC 之间。

结果:

• 是 - 电压在 0.4 VDC 到 0.6 VDC 之间。

  修复: 重新连接可疑传感器。 再次起动发动机并检查有无诊断代码。如果诊断代码重新出现，则用已知良好的爆震传感器更换该爆震传感器。 按照技术规格, "爆震传感器"中的扭矩拧紧爆震传感器。 确认故障已排除。

  停止

• 否 - 电压不在 0.4 VDC 和 0.6 VDC 之间。 如果电压低于 0.4VDC，则爆震传感器接头和 ECM 之间可能存在对接地短路或断路。 如果电压高于 4.8 VDC，则爆震传感器接头和 ECM 之间可能存在对蓄电池正极电源短路。 如果正在诊断和排除主 ECM 的爆震传感器故障，则转至测试步骤 6。 如果正在诊断和排除从 ECM 的爆震传感器故障，则转至测试步骤 7。

测试步骤 6. 检查主 ECM 的工作情况

1. 使用 151-6320 导线拆卸工具 从 P2 接头上拆下可疑传感器的信号线。 这样将用断路代替传感器电路。

注: 要产生关于爆震传感器的诊断代码，运转继电器和盘车终止继电器首先必须通电。 因而，发动机必须运转。 在关于爆震传感器的诊断代码被激活后，发动机将立即停机。

2. 起动发动机。 观察 Cat 电子技师上的 "Active Diagnostic"（现行诊断）屏幕。 最少等待 30 秒，查看有无任何代码激活。

   传感器产生现行 -3 诊断代码。

3. 将发动机控制置于断开/复位模式。

4. 制作一根长度足以连接 P1 接头和 P2 接头的跨接导线。 在端部上安装 Deutsch 接线端。 将跨接导线的一端安装到从 P2 接头上拆下的信号线的接线端中。 将跨接导线的另一端安装到 P1 接头的接线端 19 中。 这样将用对接地短路代替传感器电路。

5. 起动发动机。 观察 Cat 电子技师上的 "Active Diagnostic"（现行诊断）屏幕。 最少等待 30 秒，查看有无任何代码激活。

   传感器产生现行 -4 诊断代码。

预期结果:

按照以上步骤，产生了现行 -3 和 -4 诊断代码。

结果:

• 确定 - 按照以上步骤，产生了现行 -3 和 -4 诊断代码。 主 ECM 工作正常。 主 ECM 和传感器接头之间的线束中可能存在断路。

  修复: 拆下跨接导线。 插入从 P2 接头上拆下的接线端。 拉动导线，确认接线端完全插入接头中。 如有可能，修理线束。 如有必要，更换线束。

  停止

• 异常 - 没有产生现行 -3 和 -4 诊断代码。 主 ECM 工作不正常。

  修复: 主 ECM 不太可能会出现故障。 先退出此步骤，然后重新执行此步骤。 如果故障不能排除，进行下列步骤：暂时安装一个新的主 ECM。 请参考故障诊断与排除, "ECM - 更换"。如果安装新 ECM 之后故障得到解决，将原来的 ECM 装回，确认故障重新出现。 如果新 ECM 工作正常，而原 ECM 工作不正常，则应更换原 ECM。 请参考故障诊断与排除, "ECM - 更换"。

  停止

测试步骤 7. 检查从 ECM 的工作情况

1. 使用 151-6320 导线拆卸工具 从 P4 接头上拆下可疑传感器的信号线。 这样将用断路代替传感器电路。

注: 要产生关于爆震传感器的诊断代码，运转继电器和盘车终止继电器首先必须通电。 因而，发动机必须运转。 在关于爆震传感器的诊断代码被激活后，发动机将立即停机。

2. 起动发动机。 观察 Cat 电子技师上的 "Active Diagnostic"（现行诊断）屏幕。 最少等待 30 秒，查看有无任何代码激活。

   传感器产生现行 -3 诊断代码。

3. 将发动机控制置于断开/复位模式。

4. 制作一根长度足以连接 P4 接头和 P3 接头的跨接导线。 在端部上安装 Deutsch 接线端。 将跨接导线的一端安装到从 P4 接头上拆下的信号线的接线端中。 将跨接导线的另一端安装到 P3 接头的接线端 19 中。 这样将用对接地短路代替传感器电路。

5. 起动发动机。 观察 Cat 电子技师上的 "Active Diagnostic"（现行诊断）屏幕。 最少等待 30 秒，查看有无任何代码激活。

   传感器产生现行 -4 诊断代码。

预期结果:

按照以上步骤，产生了现行 -3 和 -4 诊断代码。

结果:

• 确定 - 按照以上步骤，产生了现行 -3 和 -4 诊断代码。 从 ECM 工作正常。 从 ECM 和传感器接头之间的线束中可能存在断路。

  修复: 拆下跨接导线。 插入从 P4 接头上拆下的接线端。 拉动导线，确认接线端完全插入接头中。 如有可能，修理线束。 如有必要，更换线束。

  停止

• 异常 - 没有产生现行 -3 和 -4 诊断代码。 从 ECM 工作不正常。

  修复: 从 ECM 不太可能会出现故障。 先退出此步骤，然后重新执行此步骤。 如果故障不能排除，进行下列步骤：暂时安装一个新的从 ECM。 请参考故障诊断与排除, "ECM - 更换"。如果安装新 ECM 之后故障得到解决，将原来的 ECM 装回，确认故障重新出现。 如果新 ECM 工作正常，而原 ECM 工作不正常，则应更换原 ECM。 请参考故障诊断与排除, "ECM - 更换"。

  停止