Тема 2 занятие 2 Эволюция технологий и систем топливоподачи САТ

1. Топливные системы двигателей Caterpillar

Двигатели компании Caterpillar обладают высокой
долговечностью, превосходными
эксплуатационным характеристиками и
эффективностью.
Компания постоянно
работает над повышением
эксплуатационных
характеристик своих
двигателей, применяя
новейшие технологии,
значительно снижающее
токсичность отработавших
газов двигателя и
повышающие
эффективность работы.

2.

Technology = Growth
Engine Shipments
Tier 2 Intro.
Tier 1 Intro.
ADEM 4
ELECTRONICS
HEUI FUEL
SYSTEM
ATAAC
DIRECT
INJECTION
TURBOCHARGER
TECHNOLOGY
Years
CAT
ELECTRONICS

3. ТИПЫ ТОПЛИВНЫХ СИСТЕМ

Система
Common Rail
• Электронная
насос – форсунка
с гидравлическим
приводом
• Электронная насос – форсунка
с механическим приводом
• Насос – форсунки
• Изменение угла опережения впрыска
• Регулятор топливо/воздух
• Капсульная форсунка
• Первая топливная система
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000

4. Non-Road Emissions

Levels & Technologies
Timing Retarded
JWAC / ATAAC
Combustion Optimization
Higher Injection Pressure
Limited Electronics
Particulates - g/hp-hr
0.6
0.5
Unregulated
Engines
Leverages
0.4
Tier 1/Stage I
0.3
0.2
Electronics
SCAC / ATAAC
Tier 2/Stage II
0.1
Tier 3/Stage IIIa
Tier 4/4aStage IIIb
0.0
0.0
1.0
2.0
ACERT
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
NOx - g/hp-hr
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0

5.

Нормативы на промышленные газообразные
выбросы
Американского агентства по охране окружающей
среды
США (EPA)
Уровень 1 1996-2000 г.
Уровень 2 2001-2006 г.
Уровень 3 2005-2008 г.
Уровень 4 2010 г. и выше
Европейские нормативы
Этап 1 1999-2000 г.
Этап 2 2001-2004 г.
Этап 3, 3А 2004-2008 г.
Этап 3В 2010 г. и выше

6.

7.

8.

9.

Non-Road Emission Regulation
>750
<19
>750
25 -50
50100
300-600
300-750
Tier 2
Stage
Stage II
50-100
75-175
<25
175-750
Stage III A
100-750
100-175
100-175
50-100
Tier 4
Tier 3
25-50
175-750
25-50
100-750
>175
175-300
600-750
Tier 1
25 -75
100-175
100-300
100-175
175-750
50-100
25-100
50-100
50-100
Stage III B

10. СИСТЕМА С Насос – Форсунками MUI

20
СИСТЕМА С Насос – Форсунками MUI

11. СИСТЕМА С Насос – Форсунками MEUI

20
СИСТЕМА С Насос – Форсунками MEUI

12. СИСТЕМА С Насос – Форсунками HEUI-B

13.

СИСТЕМА Common Rail

14.

Engine Load
Различные режимы подачи топлива
Pilot + Ramp
Pilot + ERS
Square on Accels
Ramp + Post
Square Splits
Engine
Torque
Curve
Pilot + Square
Idle Splits
Engine Speed
Изменяемый привод
клапанов

15. Катализатор

Двухступенчатый турбонаддув
с промежуточным охлаждением
надувочного воздуха
Улучшена технология
Ниже частота
вращения, выше
«живучесть»
Характеристики
– Лучшее сгорание
– Ниже эмиссия
– Выше
экономичность
Катализатор
Tier 4/ Stage IIIB

16. История развития электронных двигателей

В 1970’х, EPA стандарты по эмиссии,
вступили в силу для автомобилей.
В начале 1980’х, схожие EPA требования
вступили в силу для (on-highway trucks)
грузовых автомобилей.
Также в 1980’х, EPA стандарты относительно
шумности для грузовых автомобилей.

17.

Technology = Growth
Engine Shipments
Tier 2 Intro.
Tier 1 Intro.
ADEM 4
ELECTRONICS
HEUI FUEL
SYSTEM
ATAAC
DIRECT
INJECTION
TURBOCHARGER
TECHNOLOGY
Years
CAT
ELECTRONICS

18. Почему электронное управление?

Требования по эмиссии для дизельных
двигателей имеют три основные критерия:
– Частицы сажи
– NOx
– Звук
CARB (California Air Resources Board)
Существуют EC (European Commission) в
Европе и в других подобных странах.

19. Почему электронное управление?

О чем говорит ЧЕРНЫЙ выхлоп?
(результат неполного сгорания)
Большую роль играют заряд воздуха и
давление впрыска
Также важна возможность быстрого
изменения угла опережения впрыска и
продолжительности впрыска
С помощью электроники мы уменьшаем
шумность, NOx, и содержание частиц сажи

20.

Электроника позволяет
увеличить:
– мощность
– Топливную
экономичность
– Мощность к единицы
веса.
Электроника позволяет
уменьшить:
– шумность
– NOx
– Содержание частиц
сажи

21. Двигатели с электронным управлением могут…

Определять текущие неисправности, а также
регистрировать события и записывать их в память
Определять неисправности основных компонентов
Определять короткое замыкание или разрыв, в
цепи датчиков и актуаторов
Определять свои неисправности
Определять некорректные показания датчиков
Обрабатывать свои данные

22. Вопросы