卡特彼勒G3512柴油發動機燃料、空氣進氣和排氣系統
卡特彼勒G3512柴油發動機燃料、空氣進氣和排氣系統
燃料、空氣進氣和排氣系統部件（G3512型發動機系統）
（1）化油器和燃氣壓力調節器間的平衡管路（2）化油器（3）通向化油器的燃氣引入管路（4）后冷卻機（5）排氣旁通閥（6）排氣肘管（7）渦輪增壓器（8）燃氣壓力調節器（9）燃氣關閉閥（10）空氣過濾器
燃料、空氣進氣和排氣系統的部件控制著用于空氣/燃料混合物的質量、溫度和流量。系統的部件包括燃氣引入管路（3）、空氣過濾器（10）、渦輪增壓器（7）、水冷后冷卻機（4）、燃氣關閉閥（9）、燃氣壓力調節器（8）、化油器（2）、渦流式燃燒室、分配通路、一個進氣集管和進氣、排氣閥機構。在每個汽缸兩側各有一個凸輪軸用來控制閥門系統部件的移動。
進氣集管由一系列將分配通路（位于發動機中間部位）與汽缸蓋進氣門（通道）相連接的肘管組成。
在發動機的每側都有一個獨立的空氣過濾器、渦輪增壓器和水冷排氣集管。水冷排氣集管在汽缸蓋和渦輪增壓器之間形成一個“氣密”的連接。集管還可以充當水歧管的作用，它可以搜集來自每個汽缸蓋的冷卻劑并直接引導它們進入調節器罩中。
在燃氣供應管路中每個裝置都有一個關閉閥。這些關閉閥都可以通電運行或通電關閉。所有帶有渦輪增壓器的發動機在氣體關閉閥和化油器間都有一個平衡管路（1）。
在通電運行系統下，為保持燃料流向發動機必須向關閉閥供電。當要停止發動機運轉時，切斷向關閉閥的供電即可中斷燃料向發動機的供應。
在通電關閉系統中，保持燃料發動機供應時不對關閉閥加電，而當需要停止發動機轉動時，關閉閥受電，燃料對發動機的供應停止。關閉閥還可以由手動操作來停止發動機運轉。當發動機停止后，需要對閥門進行手動重新設置才可以起動發動機。
卡特彼勒柴油發動機c 燃料系統
G3500發動機提供了幾種不同的燃料系統來最好的滿足個別用戶對設備的要求。盡管每中每個設備有所差異，但基本的部件的相同或相似的。針對其它燃料輸送系統間的差異，G3500發動機配備了兩種不同的化油器配置（低壓或高壓）。低壓或高壓化油器配置可以根據燃料入口的壓力而使用于標準（化學計量）或低排放發動機。
卡特彼勒柴油發動機低壓化油器系統
通常在裝備了低壓化油器系統的發動機上可以使用兩種不同的燃氣壓力調節器排列。盡管部件的位置和數量不一樣，但兩種系統功能有著相似的工作方式。一種排列是使用單個的燃氣壓力調節器來供應兩個化油器，該調節器被安裝在發動機背部，兩個渦輪增壓器中線的位置。另一種排列使用兩個氣壓調節器來供應兩個化油器，這兩個氣壓調節器分別被安裝在發動機兩側靠近化油器的位置。
卡特彼勒柴油發動機單個調節器排列（典型示意圖）
（1）空氣過濾器（2）低壓化油器（3）渦輪增壓器（4）進氣管路（5）平衡管路（6）燃氣壓力調節器（7）燃氣壓力閥組件
卡特彼勒柴油發動機雙調節器排列（典型示意圖）
（1）空氣過濾器（2）低壓化油器（3）渦輪增壓器（4）進氣管路（5）平衡管路（6）燃氣壓力調節器
燃氣通過主燃氣供應管進入燃氣壓力調節器（6）。可以用燃氣壓力調節器將燃料的流量調節成低壓以供應發動機進氣管路（4）。當渦輪增壓器（3）的壓縮機飛輪轉動后，燃料（低壓）開始通過燃料引入管路流入化油器（2）。化油器（發動機兩側各一個）位于空氣過濾器（1）之間，和渦輪增壓器的壓縮機同側。化油器將燃料與從空氣過濾器進入的空氣混合。空氣/燃料混合物被吸入渦輪增壓器，然后被壓縮并送到后冷卻機。這些被壓縮的、冷卻的空氣/燃料混合物從后冷卻機流向節流組。節流組通過連桿與調節器相連，能控制空氣/燃料混合物進入進氣室的流量。進氣室內的空氣/燃料混合物通過汽缸進氣閥進入汽缸，并且在汽缸中被壓縮，而后被火花塞點燃。
渦輪壓縮發動機的化油器進氣口和燃氣壓力調節器的通風口之間有平衡管路連接。平衡管路能夠將化油器進氣口氣壓引導到調節器隔膜上端用來控制化油器壓力的部位。進氣口氣壓能夠增加隔膜內的彈簧壓力，這樣無論在怎樣的負載條件下，總能夠使通向化油器的壓力總遠大于進氣口氣壓。例如：在發動機加速時，氣壓升高，少量增加的氣壓直接進入燃氣壓力調節器并能移動增加對化油器燃氣壓力供應的調節。通過這種方法，燃氣壓力調節器和化油器進氣口間的氣壓差得到控制。壓縮發動機在平衡管路未連接的情況下，不會達到最大功率。
裝備單個調節器排列的發動機在其燃料進口管路位置有一個燃氣壓力閥組件。燃氣壓力閥組件可以用來調節氣壓在全負載、額定速度下的排放程度。
卡特彼勒柴油發動機高壓化油器系統
一些G3500發動機裝備的是高壓化油器。燃氣壓力調節器的位置位于發動機的一側，與化油器和節流組并排。
卡特彼勒柴油發動機高壓化油器
（1）平衡管路（為化油器通風的燃氣壓力調節器）（2）燃料供應管路（化油器調節器）（3）空氣/燃料比率控制閥（4）起動器和控制閥連桿（空氣/燃料比率控制閥）（5）燃料壓力調節器（6）燃料供給口
燃料從燃料供給口（6）進入燃料壓力調節器（5），經過壓力調節的燃料流到空氣/燃料比率控制閥，空氣/燃料比率控制閥（3）由起動器和控制閥連桿（4）操縱。氣體從空氣/燃料比率控制閥流出，流經燃料供應管路（2）最后進入化油器。空氣經過空氣過濾器，進入渦輪增壓器。渦輪增壓器將空氣壓縮并送到后冷卻機。后冷卻機為空氣降溫，降溫后的空氣進入化油器。化油器將燃料和空氣進行混合。空氣/燃料混合物穿過節流組進入進氣室。節流組通過連桿和EG-3P起動器相連，能夠控制空氣/燃料混合物進入進氣室的流量。進氣室中的空氣/燃料混合物通過汽缸進氣閥進入汽缸，最后，在汽缸中被壓縮，并被火花塞點燃。
渦輪壓縮發動機的化油器進氣口和燃氣壓力調節器的通風口之間有平衡管路連接。平衡管路能夠將化油器進氣口氣壓引導到調節器隔膜上端用來控制化油器壓力的部位。進氣口氣壓能夠增加隔膜內的彈簧壓力，這樣無論在怎樣的負載條件下，總能夠使通向化油器的壓力總遠大于進氣口氣壓。例如：在發動機加速時，氣壓升高，少量增加的氣壓直接進入燃氣壓力調節器并能移動增加對化油器燃氣壓力供應的調節。通過這種方法，氣壓調節器和化油器進氣口間的氣壓差得到控制。壓縮發動機在平衡管路未連接的情況下，不會達到最大功率。
卡特彼勒柴油發動機燃氣壓力調節器
卡特彼勒柴油發動機調節器操作圖（典型示意圖）
（1）彈簧側室（2）調節螺絲（3）彈簧（4）出口（5）閥盤（6）主噴嘴（7）主通風口（8）控制桿側室（9）控制桿（10）鎖銷（11）閥桿（12）進氣口
燃氣壓力調節器的功能是維持氣壓調節器出口（與化油器燃料入口相連）和化油器燃料入口間的壓力差。一些G3500發動機配備了高壓調節器。以下是對高壓氣體調節器操作的說明。
氣體經過進氣口（12）、主噴嘴（6）、閥盤（5）和出口（4）。出口壓力在控制桿一側主通風口（7）的控制桿側室（8）被感應。
當控制桿側室（8）的氣壓比彈簧（3）壓力和渦輪增壓器增壓要大時，通風口被彈簧推開。這將在鎖銷（10）部位推動控制桿（9），并引起閥桿向閥盤方向以閉合進氣噴嘴。
當進氣噴嘴關閉后，燃氣被從控制桿側室吸向出口。這就能減小控制桿側室內氣壓。控制桿側室內的氣壓要低于彈簧側室的氣壓。在彈簧側室內的彈簧彈力和渦輪增壓器推力將通風口向控制桿移動。這將使轉動控制桿（支點），打開閥盤，允許更多的燃氣氣流進入化油器。
卡特彼勒柴油發動機化油器
卡特彼勒柴油發動機化油器操作圖（典型示意圖）
（1）蓋（2）隔膜（3）彈簧（4）氣閥（5）氣閥體（6）燃氣進入體（7）燃氣閥（8）傳動螺桿（9）板塊（10）節流板
注：此處描述的是單氣閥化油器的操作。雙氣閥化油器的操作與單氣閥化油器操作相同。
在不增壓發動機上，空氣流經空氣過濾器進入化油器空氣管道。在渦輪增壓發動機上，空氣被吸入發動機，流經空氣過濾器到達化油器渦輪增壓器，而后被推入后冷卻機核到達化油器空氣管道。在空氣管道中，空氣環繞氣閥體（5）流動，然后被推入隔膜（2），再向下流經氣閥中央，環繞燃氣進氣體（6），通過節流板（10）最后進入發動機。
燃料通過燃氣進入體（6）流入中央的化油器。燃料由燃氣進入體（6）頂部流出，與空氣混合，然后在環繞燃氣進入體流動，通過節流板進入發動機。燃氣閥（7）與氣閥相連，設計用來在氣閥處于空轉與全負載之間的任何情況下都能讓適量的燃料流入化油器。因而，在低轉速或空轉情況下，燃氣閥（7）讓燃料的以最小程度流入，并適當減少空氣燃料混合物流量。當發動機轉速增加，負載加大，燃氣閥（7）可以讓更多的燃料流入，并加大空氣燃料混合物的流量。當發動機停機時，彈簧（3）將燃氣閥向下拉，閥座處于關閉位置，這時沒有燃料能夠進入化油器。當燃氣閥處于與閥座最遠距離時，傳動螺桿（8）和板塊（9）能夠將燃料的輸入達到全負載狀態。
當發動機起動后，活塞的吸入沖程會引起汽缸內處于真空，這將產生一個比化油器內氣壓要低的氣壓環境。氣閥體（5）的通道將低壓連通到上端的隔膜（2）內。在這里，大氣壓力推開隔膜（2），并將隔膜向下拉向彈簧（3）。氣閥（4）被隔膜連接，且被拉開。在這時，空氣向上推開氣閥的外側能夠拉動彈簧。燃料閥（7）也與氣閥（4）連接，也被拉離起始位置，讓燃料進入化油器。空氣上壓隔膜（2），同時圍繞在氣閥內外和燃氣進入體（6）流動。當空氣流過燃氣進入體（6）時，它與燃料混合。這時空氣/燃料混合物向下流向節流板（10），進入分配通路，流向進氣集管，最后進入汽缸準備燃燒。
卡特彼勒柴油發動機2301A電子調速器
請參看SENR2928，2301A電子調速器服務手冊或SENR3585，2301A電子調速器服務手冊以獲得更多的信息。2301A電子調速器控制系統包括以下幾個部分：2301A電子調節速器控制、起動器、電磁拾波器。
卡特彼勒柴油發動機2301A電子調速器控制器
2301A電子調速器系統能夠對發動機轉速進行精確的控制。2301A電子調速器控制可以不斷的測量發動機轉速，并通過連接到燃料系統起動器對發動機燃料設定進行必要的校正。
卡特彼勒柴油發動機電磁拾波器位置
（1）電磁拾波器（2）飛輪罩
發動機轉速是通過電磁拾波器感應的。拾波器產生一個交流電信號并向2301A控制發送，然后2301A控制再向起動器發送直流電信號。
卡特彼勒柴油發動機EP3G起動器
（3）起動器（4）起動器連桿
起動器將來自2301A控制器的電力輸入轉換成機械輸出，這些機械輸出通過連桿連接到燃料系統。例如：如果發動機的速度高于設定的速度，2301A控制器就會降低它的輸出，這時起動器就會移動連桿來減少對發動機的燃料供應量。
卡特彼勒柴油發動機電磁拾波器
卡特彼勒柴油發動機電磁拾波器示意圖
（1）磁力線（2）線卷（3）間隙（4）磁極（5）飛輪齒圈
電磁拾波器是一個由線卷（2）環繞著永磁體磁極（4）組成的單極永磁體發電機。當飛輪齒圈（5）切穿圍繞在拾波器周圍的磁力線（1）時，就會產生交流電。電壓的頻率與發動機的轉速成正比。
發動機轉速頻率信號（交流電）被傳送到2301A控制盒，在控制盒中交流電被轉換成直流電，直流電信號再被發送以控制起動器，電壓與發動機轉速成反比。這就意味著如果發動機轉速增加，輸出到起動器的電壓就減少；而發動機轉速減少，輸出到起動器的電壓就增加。
卡特彼勒柴油發動機3161調速器
請參看SENR3028，卡特彼勒3161調速器服務手冊以獲得更多的信息。
卡特彼勒柴油發動機3161發電機組調速器
（1）手動速度設定控制器（2）速度調節發動機蓋（3）外部固定偏差調節
3161調速器是一個可以檢測（感應）發動機轉速的機械-液壓調節器，它通過機械連桿與發動機燃料系統相連接。在有必要調節發動機負載時，調速器可以控制每個發動機汽缸的燃料注入比率。
速度調節發動機位于調節器蓋上，需要24伏直流電源為其供電。當發動機被起動時，它會轉動一個速度調節螺桿來調整調節器速度調節桿的位置。
剛大修的康明斯發動機為什么高溫機油壓力小，康明斯發動機一缸上止點記號，
為了在發動機轉速改變時保持其穩定性，可以通過調速器進行固定偏差和補償校正。3161調速器的端軸在全負荷42度下轉動時，無論燃料是否打開，都可以產生最大為8牛·米（6磅英尺）的扭矩。因為調速器端軸在液壓下可以雙向移動，且在調速器外部沒有使用回位彈簧。當調速器沒有工作時，調節器內有一個1.4牛·米（1磅英尺）彈簧將端軸移動到全閉合位置。
端軸的推薦移動（轉動）為從低空轉到全負荷間大約30度左右。這能夠保證在必要的時候，能夠讓調速器向每端運行到完全關閉位置仍有余地。
3161調速器被連接到發動機潤滑油系統，機油供應（下壓）通過噴嘴和內部通道被送到調節器，調速器保持讓適當的油量和剩油排出進入發動機，這就保證了機油能夠不斷的流經調速器。
當發動機被拆卸或大修之后，在發動機起動前需要向調速器中注入大約1.8升（2美制夸脫）的潔凈發動機油。3161調速器的充油塞位于外殼的頂部。
卡特彼勒柴油發動機3161調速器示意圖（加燃料位置）
卡特彼勒柴油發動機3161調速器的操作
請參看SENR3028，卡特彼勒3161調速器服務手冊以獲得更多的信息。
在了解以下所要講述的系統操作時請參考3161調速器示意圖。示意圖顯示了在增加燃料位置的調速器控制閥。
3161調速器的液壓系統使用發動機潤滑油。機油的供應（下壓）通過噴嘴被注入調節器儲油器，在清潔時，噴嘴可以從機殼上卸下。機油經由內部通道流向吸入邊，然后當傳動軸被發動機帶動時流向加壓的一面。緩沖彈簧和活塞可以將泵壓保持在690千帕（100磅/平方英寸）左右。緩沖活塞在汽缸內向上移動直到泵壓為690千帕（100磅/平方英寸）。這時，活塞中的氣門將被打開以控制泵壓。通過緩沖器設置的泵壓控制著調速器的輸出量。
卡特彼勒柴油發動機提速設定
當速度設定軸被順時針轉動時，調速器的速度設定提高。高空轉螺絲限制著調速器的高速設定。當速度設定軸轉動時，速度設定桿下推游動桿，游動桿加快加速器塞運轉。加速器塞的下壓使加速器彈簧承受向下壓縮。這時加速器彈簧的壓力變的比球頭飛擺的離心力要大的多，于是球頭控制閥沖桿向下移動，這就提高了調速器速度設定。
當球頭控制閥沖桿向下移動時，動力活塞下的壓力油開始移動，并將活塞向上推，這就讓端桿向上移動且輸出軸被調成“增加”燃料，于是就提高了發動機的轉速。
在發動機得到新的設定速度前，補償校正系統開始移動控制閥沖桿回收到中間位置，并按下面的方法讓調速器處于穩定的控制狀態。
動力活塞上的機油與緩沖器活塞上側以及控制閥補償部分的機油相連通。當動力活塞向上移動時，油壓使緩沖器活塞向下移動，并加大了緩沖器活塞下端彈簧的壓力。彈簧的彈力方向與緩沖器活塞移動的方向相對，這樣就導致了緩沖器活塞上側的油壓有少量的加大。這些加大的壓力直接傳到控制閥下端的補償部分并產生一個將控制閥沖桿向上推到中間位置的上推力。這個過程就停止了壓力油向動力活塞下端的流動，動力活塞的運動也相應停止。
當控制閥沖桿回到其中間位置，動力活塞的運動停止后，會有油漏通過針狀閥噴嘴。這就使得控制閥補償部分的上下端的油壓變成相等，控制閥沖桿的運動停止，發動機轉速回到穩定狀態。當控制閥補償部分的上下端油壓相等時，緩沖彈簧會將緩沖活塞拉回到它的中間位置。
注：發動機負載的增加或減少對調速器所造成的移動與提高或減少調速器速度設定的效果相似。
卡特彼勒柴油發動機關閉
限制/關閉控制閥位于泵油壓供應管路到球頭控制閥上。當發動機關閉系統被激活時，限制/關閉桿推動燃料供應通路下端的限制/關閉控制閥沖桿。這使得供應通路向球頭控制閥沖桿放油。來自動力活塞下端的控制油流過控制閥沖桿的控制部分。這時動力活塞向下移動，輸出軸變成指向“減少燃料”方向。當發動機速度降低時，球頭飛擺向內移動，這就降低了球頭控制閥的位置。來自動力活塞下端的燃料就以一個較快的速率流到調節器貯槽。隨著動力活塞的不斷下降，輸出軸在發動機停止后被調到關閉位置。
卡特彼勒c 空氣起動系統
空氣起動發動機是用來使發動機飛輪轉動的速度足夠讓發動機運轉。
卡特彼勒典型的空氣起動系統
（1）空氣起動發動機（2）中繼閥（3）加油器
空氣起動發動機（1）可以被安裝在發動機任意一側。空氣通常都被保存在一個貯存柜中，貯存柜的容量決定了發動機飛輪可以被帶動的時間長度。當貯存柜被充滿時，其容量至少要達到1720千帕（250磅/平方英寸）。
對于那些在起動時沒有太大負載的發動機而言，調節器可以被設定成大約690千帕（100磅/平方英寸）。這個設定可以使曲軸轉動速度足可以輕松的起動發動機，也可以保證空氣起動發動機可以在空氣供應耗盡前起動發動機。
如果發動機有很重的負載，而負載在起動時不能夠被分離，則需要提高氣壓調節閥的設定以獲得足夠高的速度來起動發動機。
空氣的損耗量直接關系到速度；氣壓也與發動機飛輪的轉速有必要的聯系。如果有必要獲得適當的曲軸速度以起動重負載發動機，氣壓調節器可以被設定到超過760千帕（110磅/平方英寸）。在適當的設定下，空氣起動發動機可以盡快起動重負載發動機，其起動時間將盡可能接近起動輕負載發動機的時間。
如果有正確的壓力和容量，也可以使用其他空氣供應。為了使空氣起動發動機有更長的使用壽命，所供應空氣應該是無塵且無水的。需要對起動系統使用含有SAE 10無去垢性油[適用于0攝氏度（32華氏度）以上]或氣動工具油[適用于0攝氏度（32華氏度）以下]潤滑器進行潤滑。空氣起動發動機內的最大操作氣壓為760千帕（110磅/平方英寸）。
卡特彼勒典型空氣起動安裝圖
（4）空氣起動控制閥
卡特彼勒空氣起動發動機
（5）進氣口（6）葉片（7）轉子（8）副齒輪（9）齒輪（10）活塞（11）副齒輪彈簧
空氣從進氣口進入中繼閥（2），起動控制閥（4）與中繼閥前面的管線相連。空氣氣流被中繼閥停止，直到起動控制閥（4）被開動。空氣從起動控制閥流到空氣起動發動機副齒輪（8）后面的活塞（10）。活塞上的氣壓將彈簧壓縮并推動副齒輪（8）與飛輪齒輪接合。，當副齒輪接合后，空氣從另一條管線流出到中繼閥。空氣將中繼閥開動，這將打開通向空氣起動發動機的供應管路。
氣流經過潤滑器（3）并帶走了用于空氣起動發動機的潤滑油。帶有潤滑油的發動機通過進氣口（5）進入空氣起動發動機。氣壓推動轉子（7）內的葉片（6），然后通過排氣口排出。這個過程可以轉動轉子，而轉子通過齒輪（9）和傳動軸連接到轉動發動機飛輪的起動發動機副齒輪（8）。
當發動機開始運轉時，飛輪轉速將開始比起動發動機副齒輪（8）轉速要高。在這個條件下，副齒輪（8）將縮進。這就避免對起動發動機、副齒輪或飛輪齒輪造成損壞。
當起動控制閥（4）被釋出后，氣壓和流向起動發動機副齒輪（8）后面活塞（10）的氣流將停止，活塞彈簧（11）釋放副齒輪（8）。中繼閥（2）停止向空氣起動發動機供氣。
卡特彼勒電氣系統
電器系統有三個獨立的電路：充電電路、起動電路和低電流點路。某些電氣系統部件是幾套電路共享的。電池（電池組）、斷路器、電流表、電纜和電源線都是每個電路通用。
充電電路隨著發動機的運行而起動。一個交流發電機為充電電路提供電流。為保證電源全負荷運轉，電路中有一個穩壓器控制電力輸出。
只有當起動開關激活的時候，起動電路才工作。低電流電路和充電電路與同側的電流表相連。起動電路與異側的電流表相連。
卡特彼勒充電系統部件
注意：電路中沒有電池的時候千萬不要起動交流發電機。讓交流發電機在重負荷下運行或中斷運行都可能對穩壓器造成損傷。
卡特彼勒交流發電機（3T6352和4N3986）
(1)穩壓器(2)滾柱軸承 (3)定子繞組 (4)滾珠軸承(5)整流器電橋 (6)勵磁繞組 (7) 轉子組件 (8)風扇
交流發電機由曲柄軸滑輪傳動帶驅動。這種交流發電機是三相自矯正發電裝置，穩壓器屬于交流發電機的一個部分。
交流發電機的設計不需要集電環或電刷。唯一運轉的部件就是轉子組件。所有帶電導線都是固定的，包括勵磁繞組、定子繞組、6個整流器二極管以及穩壓器電路部件。
轉子組件包括一些能夠在空間產生磁極及其異型極的磁棒。這些磁棒上的殘磁（如永磁體）能夠使磁棒間產生磁力線（磁場）。當轉子組件開始在勵磁繞組和定子繞組間轉動時，在定子繞組間會少量交流電。這些微弱的電流是由磁棒上的殘磁形成的小型磁力線而產生的，當交流電通過整流器電橋的二極管時會轉變成直流電。大多數電流用來為電池充電，并形成低電流電路。同時勵磁繞組接收到電流注，于是通過勵磁繞組（電線環繞著鐵芯）不斷往外傳送的電流使磁棒間的磁力線加強，這些增強的磁力線使定子繞組的交流電增加。提高轉子組件速度也能提高電流量和交流發電機的電壓輸出。
電壓穩壓器是一個固態（晶體管，固定部件）的電子開關。穩壓器能夠感應系統中的電壓。它通過在一秒鐘內數次開關穩壓器來實現對交流發電機勵磁電流的控制。這樣交流發電機的輸出電壓就能夠滿足電力系統中電池和其他部件的需要。不需要任何調節器即可調整發電機穩壓器的變化率。
卡特彼勒交流發電機（7N9720）
交流發電機由曲柄軸滑輪傳動帶驅動。這種交流發電機是三相自矯正發電裝置，穩壓器屬于交流發電機的一個部分。
（1）風扇（2）定子繞組（3）勵磁繞組（4）穩壓器（5）滾珠軸承（6）滾柱軸承（7）轉子（8）整流器組件
交流發電機的設計不需要集電環或電刷。唯一運轉的部件就是轉子組件。所有帶電導線都是固定的，包括勵磁繞組、定子繞組、6個整流器二極管以及穩壓器電路部件。
轉子組件包括一些能夠在空間產生磁極及其異型極的磁棒。這些磁棒上的殘磁（如永磁體）能夠使磁棒間產生磁力線（磁場）。當轉子組件開始在勵磁繞組和定子繞組間轉動時，在定子繞組間會少量交流電。這些微弱的電流是由磁棒上的殘磁形成的小型磁力線而產生的，當交流電通過整流器電橋的二極管時會轉變成直流電。大多數電流用來為電池充電，并形成低電流電路。同時勵磁繞組接收到電流注，于是通過勵磁繞組（電線環繞著鐵芯）不斷往外傳送的電流使磁棒間的磁力線加強，這些增強的磁力線使定子繞組的交流電增加。提高轉子組件速度也能提高電流量和交流發電機的電壓輸出。
電壓穩壓器是一個固態（晶體管，固定部件）的電子開關。穩壓器能夠感應系統中的電壓。它通過在一秒鐘內數次開關穩壓器來實現對交流發電機勵磁電流的控制。這樣交流發電機的輸出電壓就能夠滿足電力系統中電池和其他部件的需要。不需要任何調節器即可調整發電機穩壓器的變化率。
卡特彼勒交流發電機（9G4574）
交流發電機由曲柄軸滑輪傳動帶驅動。這種發電機是不帶電刷的發電機，它包含一個內部安裝的固態穩壓器。
（1）風扇（2）前基架組件（3）定子組件（4）轉子組件（5）勵磁繞組（線圈）組件（6）穩壓器組件（7）電容器（抑制電容器）（8）整流器組件（9）后基架組件
交流發電機的主要部件為定子組件（3）、整流器組件（8）、勵磁繞組（5）、轉子組件（4）、穩壓器組件（6）和電容器（抑制電容器）（7）。
定子組件（3）包括一個定子鐵心和線圈。當定子轉動時，它的可變磁場會使定子鐵心產生三相交流電。
整流器組件（8）包括三個正二極管和三個負二極管，它們組成了一個全波整流器并連接到定子組件。50A的交流發電機四個正二極管和四個負二極管。整流器組件（8）將三相交流電轉變成直流電并通過激發器二極管提供激發電流。
勵磁繞組（5）是一個可以向轉子組件提供磁場的固定線圈組件。轉子組件（4）在轉子勵磁繞組和定子組件間提供切過磁場的南極和北極。南極和北極被非磁性圓環分開（12）。穩壓器組件（6）控制著交流發電機的輸出。它被安裝在后基架組件內。
電壓穩壓器是一個固態（晶體管，固定部件）的電子開關。穩壓器能夠感應系統中的電壓。它通過在一秒鐘內數次開關穩壓器來實現對交流發電機勵磁電流的控制。這樣交流發電機的輸出電壓就能夠滿足電力系統中電池和其他部件的需要。不需要任何調節器即可調整發電機穩壓器的變化率。
電容器起著抑制電容器的作用。它可以避免交流發電機二極管出現電壓尖脈沖，它還可以抑制無線電或電子干擾。電容器（7）還包含一個與電容器串聯的電阻器。電容器被安裝在后基架組件內穩壓器組件的頂部。
卡特彼勒起動系統部件
起動螺線管
螺線管是一種可以完成兩種基本操作的電磁開關。
通過低電流起動開關電路來關閉高電流起動動力電路。
通過齒圈起動發動機齒桿。
卡特彼勒螺線管原理圖
在螺線管上有一套至兩套繞組繞在一個空心圓筒上。空心圓筒內有一個用彈簧連接的活塞（鐵心），活塞能夠前后移動。當起動開關閉合時，電力通過繞組送出并產生磁場。磁場將活塞推向空心圓筒的前方，這能夠推動移動桿（與活塞背部連接），使得齒圈能夠與齒桿傳動裝置接合。活塞運動到盡頭時會接觸到電池和螺線管的電極，起動的發動機就開始轉動發動機上的飛輪。
當起動開關打開后，電流不再通過繞組向外傳送，于是彈簧就將活塞拉回到原始位置，彈簧同時將齒桿傳動裝置從飛輪上移開。
當螺線管上的兩套繞組都被使用時，這兩套繞組分別被稱為約束繞組和緊縮繞組。這兩套繞組在空心圓筒上有相同的繞圈，而緊縮繞組由于是用大直徑導線組成所以能產生更大的磁場。當起動開關閉合時，從電池中流出的部分電流流向約束繞組，其余的電流通過緊縮繞組流向發動機電極。在螺線管完全起動（穿過電池和發動機電極的連接完成）后，電流通過發動機流入地面，于是通過緊縮繞組的電流開始切斷。只有在約束繞組上的少量電流為了延時仍在工作，延時的時間與發動機起動所需時間相等。這時螺線管開始從電池方接收更少的電流。由螺線管產生的熱量會被保持在一個可接受程度。
起動發動機
為了讓發動機工作，需要用起動發動機來使發動機飛輪轉動。
起動卡特彼勒橫截面（典型示意圖）
(1)磁場(2)螺線管(3)離合器(4)齒桿(5)轉向器(6)電刷套件(7)電樞
起動發動機有一個螺線管。當開始開關被激活時，電通過螺線管的繞組向外輸出。為了推動起動發動機齒桿和機械連接，螺線管核開始移動，這還會帶動發動機飛輪上的齒圈。起動發動機齒桿在螺線管上的電器開始閉合電池和起動發動機間的電路前帶動齒圈。在電池和起動發動機間的完成閉合時，齒桿帶動發動機飛輪開始轉動。這時離合器可以保護起動發動機不會因發動機的轉動而轉速太快。當開始開關釋放后，起動發動機齒桿會從飛輪齒圈上分離。
卡特彼勒其他部件
電路斷路器
電路斷路器是一個開關，當電力系統的電流過高并超過電路斷路器額定電流時，斷路器會打開電池電路。
電路斷路器上有一個熱感應金屬片，當它的觸點閉合時電路為通路。如果電力系統的電流過高，金屬片會發熱，熱量將引起金屬片變形，觸點分開，于是電路為斷路。被打開的電路斷路器可以在其冷卻后被復位。按下復位按紐來關閉觸點即可將電路斷路器復位。
注意
找出并更正引起電路斷路器打開的問題。這將能保護電路部件不會因太強電流而遭到損壞。
卡特彼勒電路斷路器原理圖
（1）復位按紐（2）處于打開位置的金屬片（3）觸點（4）金屬片（5）電池電路接線端
卡特彼勒電磁式拾波器
電磁式拾波器原理圖
(1)磁力線(2)線圈(3)火花隙(4)磁棒 (5)飛輪齒圈
電磁式拾波器是一個由圍繞在永磁磁棒（4）上的線圈（2）組成的單極永磁發生器。當飛輪齒圈的截面通過發生器穿過磁力線（1）時，產生交流電。電壓的頻率與發動機速度正比。
卡特彼勒磁力開關
磁力開關（繼電器）用于起動發動機螺線管電路中。它的電力操作與螺線管相同，其作用是用來減少起動開關上的弱電流負載并控制起動發動機螺線管的弱電流。
卡特彼勒水溫接觸器開關
卡特彼勒水溫接觸器開關
水溫接觸器開關安裝在調節器殼體內。可以將調節器的溫度范圍設置成不調節。調節器元件可以感應冷卻劑溫度，當冷卻劑溫度過高時，接觸器會起動接觸器內的微動開關。元件必須與冷卻劑保持接觸才能進行正確的運行。如果發動機變熱的原因是因為冷卻劑過少或沒有冷卻劑，接觸器開關不會運行。
通常接觸器開關與用來停止發動機的電子關閉系統連接。開關也可以與警報系統連接。當冷卻劑溫度重新回到可運行范圍后，接觸器開關會自動跳開。
卡特彼勒空氣進氣溫度開關
卡特彼勒空氣進氣溫度開關
空氣進氣溫度接觸器開關被安裝在進氣集管內。可以將調節器的溫度范圍設置成不調節。接觸器元件可以感應引入氣體的溫度，當進氣溫度過高時，接觸器會起動接觸器內的微動開關。元件必須與冷卻劑保持接觸才能進行正確的運行。
通常接觸器開關與用來停止發動機的電子關閉系統連接。開關也可以與警報系統連接。當空氣進氣溫度重新達到可運行范圍后，接觸器開關會自動跳開。