发动机电控原理

电控发动机原理2012.07.20课程目标了解长安福特汽车各车型发动机的特点熟练掌握电控发动机基本组成和工作原理能够熟练利用IDS对电控发动机各系统元件进行诊断，理解数据流中相关数据参数的含义熟练掌握电控发动机各系统一般的维修保养操作及相关注意事项第一章发动机概述车型发动机排量燃油喷射位置发动机系列新嘉年华（B299）1.3L进气管喷射Duratec1.5L进气管喷射Duratec蒙迪欧-致胜（CD345）2.0L进气管喷射Duratec2.3L进气管喷射Duratec2.0T缸内直喷Ecoboost经典福克斯（C307）1.8L进气管喷射Duratec2.0L进气管喷射DuratecS-MAX（CD340）2.3L进气管喷射Duratec新福克斯（C346）1.6L进气管喷射Duratec2.0L缸内直喷Duratec发动机概述发动机概述1.Duratec-HE系列1.3L/1.5L发动机项目参数Duratec-HE发动机1.3L1.5L点火顺序1-3-4-21-3-4-2缸径（mm）7478行程（mm）78.478.4压缩比10.0：110.0：1排量（ml）13491498怠速650-750rpm650-750rpm节气门电子节气门电子节气门进气系统IMSCIMSC和IMRC点火系统COPCOP凸轮轴驱动方式链条驱动链条驱动可变气门正时无无发动机概述2.Duratec系列1.6L发动机（Sigma）项目参数Duratec-HE16V发动机1.6L废气排放量级V/级IV点火顺序1-3-4-2缸径（mm）79.0mm行程（mm）81.4mm发动机排量1596cm³压缩比11:1动力输出92kW(125PS)/6300rpm转矩159Nm/4000rpm怠速800±100rpm发动机概述3.Duratec系列1.8L/2.0L发动机项目参数Duratec-HE发动机1.8L2.0L燃油种类汽油,RON93汽油,RON93点火顺序1-3-4-21-3-4-2缸径(mm)8387.5行程(mm)83.183.1排量(ml)17981998压缩比10.8:110.8:1节气门电子节气门电子节气门怠速(rpm)700±50700±50进气系统IMSC和IMRCIMSC和IMRC点火系统COPCOP燃油喷射PFI(顺序)PFI(顺序)凸轮轴驱动方式链条驱动链条驱动可变气门正时无无发动机概述4.Duratec系列2.3L发动机项目参数Duratec-HE发动机2.3L点火顺序1-3-4-2排放标准欧IV缸径(mm)87.5mm行程(mm)94mm排量(ml)2260压缩比10.6：1节气门电子节气门怠速(rpm)700±50进气系统IMSC和IMRC点火系统COP凸轮轴驱动方式链条驱动可变气门正时进气VCT发动机概述5.Duratec系列2.0L直喷发动机项目参数Duratec发动机2.0L废气排放量V/级IV点火顺序1-3-4-2缸径（mm）87.5mm行程（mm）83.1mm发动机排量1999cm³压缩比12:1最大动力输出在6600rpm125kW(170ps)最大扭距在4450rpm202Nm怠速750±100rpm最大机油消耗0.5L/1000km发动机概述6.Ecoboost系列2.0T直喷发动机项目参数点火顺序1-4-3-2排放水平欧V缸径（mm）87.5行程（mm）83.1排量（ml）1999压缩比10:1最大输出功率149kW(203PS)/6000rpm最大输出扭矩300Nm/1750-4000rpm怠速760可变气门正时进、排气VCT凸轮轴驱动方式链条驱动第二章电控系统概述反馈传感器传感器控制模块执行器输入输出电控系统工作原理概述长安福特汽车发动机电控系统采用了EEC-V管理系统，主要功能有：空燃比控制（进气、燃油喷射系统）点火控制怠速控制排放控制其他控制主要功能概述启动过程发动机供油和测量（包括过量空气系数控制）点火正时（包括爆震燃烧控制）怠速控制尾气回流控制空调压缩机EVAP-碳罐清净电磁开关排气节气门控制单元电控系统控制电控系统元件（输入）电控系统元件电控系统元件（输出）电控系统元件电控系统原理电控系统原理第三章电控燃油喷射系统汽油发动机运行基本要素：空气/燃油混合汽压缩混合汽点燃混合汽的火花要求形成精确空燃比的混合汽，需要控制：进气控制进气计量燃油供给喷油模式燃油修正混合汽形成及控制T-MAP概述进气系统相关元件1.IMSC和IMRCIMRC–进气歧管气道控制（IntakeManifoldRunnerControl）IMSC–进气歧管涡旋控制（IntakeManifoldSwirlControl）进气系统相关元件1.8L发动机体上IMSC与IMRC的布置IMSC电磁阀IMRC电磁阀进气系统相关元件2.3L发动机体上IMSC与IMRC的布置IMSC进气系统相关元件IMSC工作原理进气系统相关元件IMSC的控制1.PCM2.IMSC电磁阀3.真空马达4.涡流控制板进气系统相关元件IMSC电磁阀及阀门在不同条件下的状态车型工作条件电磁阀阀门1.8L/2.0L2.3L常态断电打开钥匙打开通电打开1.8L/2.0L转速升高超过2750RPM断电打开转速降低超过2500RPM通电关闭负荷增大接近100%断电打开负荷减小，同时转速低于2500RPM通电关闭2.3L转速升高超过2500RPM断电打开转速降低超过2350RPM通电关闭负荷增大接近100%断电打开负荷减小，同时转速低于2350RPM通电关闭IMRC进气系统相关元件IMSC工作原理进气系统相关元件IMRC电磁阀及阀门在不同条件下的状态车型工作条件电磁阀阀门1.8L/2.0L/2.3L常态断电打开钥匙打开通电打开1.8L/2.0L转速升高超过4750RPM断电打开转速降低超过4500RPM通电关闭2.3L转速升高超过4500RPM断电打开转速降低超过4350RPM通电关闭IMSC与IMRC诊断与维修进气系统相关元件进气系统相关元件状态电磁阀真空通断翼板KEYOFFIMRC无电无真空打开IMSC无电无真空打开KEYONIMRC有电无真空打开IMSC有电无真空打开RUNIMRC4500转时断电打开翼板IMSC2750转时断电打开翼板小结2.TP传感器进气系统相关元件TP：节气门位置传感器TP有三种状态：CT（怠速）PT（部分开启）WOT（全开）TP有两个信号，分别为TP1，TP2。TP1（0~5V）为负斜率信号TP2（0~5V）为正斜率信号PCM优先采用TP1的负斜率信号。进气系统相关元件TP传感器故障模式当一个TP信号丢失时，不影响发动机工作性能当两个TP信号同时丢失时，节气门开度保持在7-8度，发动机会抖动，此时1,4缸断油。踩下加速踏板，1,4缸恢复供油，最高转速在3000rpm左右。旅程电脑显示“SPEEDLIMITEDMODE”节气门失效模式：两个TP信号都丢失后，节气门会保持7-8°进气系统相关元件TP传感器诊断与维修进气系统相关元件3.APP传感器APP：节气门位置传感器ETB利用APP作为判断驾驶员驾驶意图PCM处理APP信号后会向ETB电机发出执行命令控制节气门打开的角度APP为非接触式传感器，对外发出两个信号APP1和APP2因车型不同，加速踏板位置传器模拟电压信号也不同进气系统相关元件经典福克斯APP信号APP1：0-5V模拟电压—仪表—PCMAPP2：0-12VPWM信号—PCM加速踏板未踩下APP1APP2加速踏板部分踩下APP1APP2进气系统相关元件APP1APP2加速踏板完全踩下APP1、APP2都是正斜率信号进气系统相关元件新福克斯APP信号进气系统相关元件APP1：大约0.8到4.5V—PCMAPP2：大约0.4到2.3V—PCM新嘉年华APP信号进气系统相关元件新嘉年华APP传感器针脚颜色功能1蓝/灰电压为5V2黄/绿搭铁回路3蓝/白随着踏板踩下，电压信号由1.1V增大到3.4V4绿/橙电压为5V5紫/绿搭铁回路6黄/橙随着踏板踩下，电压信号由1.7V增大到4.0VAPP传感器故障模式•一个APP信号出问题：–PCM控制发动机降低动力输出–发动机转速仍可达到最高值，但加速性会受到限制–旅程电脑显示：“ACCELERATIONREDUCED”（加速降低）•两个APP信号出问题：–PCM会将发动机转速控制在1500-4000rpm之间，从而把最高车速控制在56km/h之内–踩下制动踏板时转速降到怠速，松开制动踏板则转速迅速增加–旅程电脑显示：“SPEEDLIMITEDMODE”（速度限制模式）发动机故障灯点亮。进气系统相关元件3.电子节气门ETB进气系统相关元件电子节气门安装位置电子节气门实物图进气系统相关元件ETB控制TP1TP2ABSECU电子节气门总成APP1-2PCMHS-CAN驱动齿轮节气门节气门电机负荷和水温等信号也会修正节气门的开启角度进气系统相关元件ETB电子节气门控制诊断与维修IDS查看电子节气门的参数（经典福克斯）进气系统相关元件ETB电子节气门控制诊断与维修新嘉年华电子节气门针脚颜色功能1蓝/白电机电源线，节气门逐渐打开时占空比逐渐升高2绿/黄电机回路线，同时此线供电会使电机反转，从而可以协助回位弹簧工作，使电机的位置可以得到精确控制3绿/橙搭铁回路4绿/白TP1信号，随节气门开度增大，电压由3.9V降至0.5V5绿/红电压为5V6红/黄TP2信号，随节气门开度增大，电压由1.1V升至4.5V新嘉年华电子节气门在清洗节气门积炭或更换新的节气门体，需要对节气门进行学习，否则怠速可能不正确。节气门自学习方法：启动车辆，发动机怠速运转，车辆原地不动，确保发动机水温达到85度，然后按下列步骤进行操作：1.自动变速器/手动变速器在（N档）空档（10分钟）2.自动变速器/手动变速器在空档、开空调（２分钟）3.自动变速器在D档，（２分钟）4.自动变速器在D档，开空调（２分钟）进气系统相关元件ETB电子节气门学习1.VCT的作用提高的进气效率提高发动机的功率和扭矩输出提高发动机的燃油经济性改善发动机在怠速和低负荷时的稳定性VCT系统OCV液压控制阀控制执行器凸轮轴轴承盖信号触发轮CMP传感器油滤VCT系统2.VCT系统的构成VCT系统VCT系统执行机构注意：VCT执行器是一个要求很精密的单元，不能随意分解。VCT系统凸轮轴位置传感器VCT系统凸轮轴位置传感器波形序号油路１油泵油压２提前腔油压３延时腔油压４泻压油路电磁线圈滑动阀作动器定位销④①②③④VCT系统油压控制电磁阀（OCV）VCT系统3.VCT系统的控制活塞线圈油压线轴阀体泻油口ToVVT-I控制器(提前侧)(延迟侧)发动机控制模块VCT控制方式PCM曲轴位置传感器节气门位置传感器凸轮轴正时控制电磁阀空气流量计实际气门正时车速传感器凸轮轴位置传感器水温传感器目标气门正时修正占空比控制反馈进气压力传感器VCT系统4.VCT系统正时操作VCT系统1）发动机起动时锁销回位弹簧力使得锁销和转子啮合，使转子处于最大的延迟位置。同时，凸轮轴链轮和转子作为一个整体旋转。当油压升高到足以克服锁销的弹簧力时，转子和锁销分离并能自由转动。4.VCT系统正时操作VCT系统2）延迟气门正时来自PCM的占空比信号移动OCV中的滑阀，打开正时延迟腔的油道。发动机机油直接进入正时延迟腔。转子向正时延迟方向旋转从而推迟了气门正时。4.VCT系统正时操作VCT系统3）提前气门正时来自PCM的占空比信号移动OCV中的滑阀，打开正时提前腔的油道。发动机机油直接进入正时提前腔。转子向正时提前方向旋转从而提前了气门正时4.VCT系统正时操作VCT系统4）发动机起动时OCV中的滑阀移动到提前和延迟位置之间。在提前腔和延迟腔两侧的油压大小相等并保持不变。转子与油腔的角度固定并保持不变，这样气门正时也固定了。5.VCT系统工作模式VCT系统最大延迟模式反馈模式保持模式清洗模式1）