雷克萨斯发动机点火、燃油、排放控制系统

雷克萨斯发动机点火、燃油、排放控制系统1燃油系统介绍2高性能V型8缸5.0升发动机31.新V型8缸发动机2.D-4S直喷系统3.双VVT-i以及电控进气VVT-i4.电子油压控制法发动机概述41UR-FSE(A,W规格)缸内直喷1UR-FE(W,V规格)进气道喷射[发动机特点]V型90°,8缸,4.6升,32气门,DOHC汽油发动机装备:-双VVT-i(智能可变气门正时)-VVT-iE(电机驱动)配备在进气-ETCS-i(智能电子节气门控制系统)-ACIS(声控进气系统)（『可变进气引导系统』（译著注））1UR-FSE:D-4S(缸内直喷4冲程发动机)System[直接喷射+进气道喷射]1UR-FE:进气道喷射D-4S系统(仅限1UR-FSE车型)高压燃油泵•气门室盖上安装了两个高压燃油泵.5高压燃油泵•两个燃油泵由进气凸轮轴驱动.•结构与工作与GS450h上的2GR-FSE相同.D-4S系统(仅限1UR-FSE车型)EDU(电子驱动单元)•2个EDU用于控制8个喷油嘴(缸内)6EDU(1,4,6,7缸)EDU(2,3,5,8缸)D-4S系统(只针对1UR-FSE车型)输油管(进气道)•脉动缓冲功能集成在输油管(进气道).•内侧管路由于油压而变形,吸收了燃油压力脉动.7内侧管路燃油脉动缓冲功能进气道喷嘴的输油管D-4S系统(只针对1UR-FSE车型)一般•1UR-FSE发动机使用D-4S系统8D-4S系统（直喷4行程超级汽油机）缸内直喷进气歧管喷射+与GS450h上的2GR-FSE基本相同D-4S技术91.D-4S构成：进气口燃油喷射+缸内燃油喷射2.D-4S的功用：当发动机处于中、低载荷的时候，两个喷射口共同工作，确保气缸内混合气体的燃烧稳定，以及提高燃油效率。当发动机处于高负载荷的时候，只有缸内燃油喷射系统工作，确保最佳的空燃比，达到最佳的燃油效率，实现动力输出的最大化。电子控制卸压阀10电子卸压阀燃油管缸内燃油喷射器全新发动机中的电子卸压阀可以更为精准的控制油压，确保高压直喷系统能够达到最佳的效率。D-4S系统(仅限1UR-FSE车型)系统图11高压燃油泵喷油嘴(进气道)燃油压力传感器油箱输油管(缸内)脉动缓冲器SCV:4–13MPa:400kPa喷油嘴(缸内)[双切口喷嘴]输油管(进气道)燃油泵稳压器虹吸泵释放阀(机械式)EDU(1号和2号)发动机ECU(ECM)[与GS450h上2GR-FSE的主要区别]-使用了2个高压燃油泵.-2个EDU.-不使用电子释放阀.-脉动缓冲功能集成在输油管(进气道.12电子喷射:4,6,8缸发动机直接喷射:12缸发动机宝马N73发动机13宝马N73发动机燃油系统14宝马N73发动机喷油嘴燃油供给15Y62喷油嘴16EngineEngineControlSystem•FuelPumpControl–Fuelpumpspeediscontrolledas2-stepbyusingfuelpumpresistor18EngineECU(ECM)FC+BFPRFuelPumpResistorFuelPumpRelayCircuitOpeningRelayMFuelPumpMotorHiLowEngineEngineControlSystem•EvaporativeEmissionControlSystem–ThevacuumtypeleakagedetectionfunctionisusedtocomplywiththeOBD-IIregulations19Leaksfromaholeofø0.5mmormorecanbedetectedCanisterCloseValveVaporPressureSensorCharcoalCanisterToIntakeManifoldFromAirConnectorPipePurgeValveORVRValvePressureSwitchingValve发动机：燃油系统示意图20JetPump喷射泵EngineFuelSystem•FuelSenderGauge–Seriesconnectionfortwofuelsendergauges21发动机：燃油泵总成示意图22FuelPumpPressureRegulatorJetPumpFuelFilterMainSenderGauge燃油供给系统电控燃油供给系统的功用电控燃油供给系统的目的是将具有一定压力的清洁汽油通过喷油器适时的喷射到进气歧管内，系统油压由燃油压力调节器控制在规定的范围内，喷油量和喷油正时均由发动机控制单元根据传感器信号确定。23燃油供给系统过量空气系数燃烧1Kg燃油所用的空气量/完全燃烧1Kg燃油所用的空气量。通常：Φ=1空燃比可燃混合气中空气的质量/燃油的质量。理论空燃比：σ=14.7。2425目录配备压力调节装置和内置燃油滤清器的液压系统低压燃油压力传感器高压泵燃油滤清器(带DBV)蓄电池SSP油箱供油单元摇臂传感器供油喷油阀SSP=引流泵DBV=限压阀MSG=发动机控制单元MSG燃油泵控制单元高压燃油压力传感器供油系统26油箱（FSIQuattro）目录123456781=补充加油排气管路2=翻转阀ROV3=带翻转阀和辅助燃烧室摇臂传感器的多功能油罐4=活性碳罐排气管路5=燃油滤清器6=供油传感器单元7=供油管路8=驻车加热装置管路补充注油总量64L供油系统燃油滤清器对发动机有影响271.5OBD供油系统活性碳罐减少污染故障现象：漏油、发动机运转不平顺活性碳罐电磁阀活性碳罐供油系统活性碳罐28燃油箱引入进气歧管（有增压压力时）活性炭罐引入进气歧管（无增压压力时）活性炭罐电磁阀N80供油系统FSI29高压燃油压力传感器压力限制阀高压燃油管路低压燃油压力传感器高压油泵燃油压力调节阀高压喷嘴故障现象：压力传感器故障，发动机加速无力燃油供给系统喷油阀N30,N31,N32,N33作用：根据发动机控制单元的指令，在规定的时间内喷射燃油，借此向发动机提供燃油并使其雾化。30电连接滤清器失灵时的影响：在各个喷射阀门失灵时，相应位置上的燃油输入被中断。这意味着发动机缺缸。发动机喷油器清洁提醒器[仅限俄罗斯车型]•当“InjectorMaintenanceRequired（喷油器需要保养）”的信息出现时，向油箱中添加丰田纯正喷油器清洁剂，然后重新设定系统。31发动机ECU多信息显示屏或重置后的行驶距离10,000km或更长总燃油补偿(长期燃油修正)20%或更高•向油箱中添加丰田纯正喷油器清洁剂•重新设定维修要点(发动机控制系统)喷油嘴清洗提醒[只针对俄罗斯车型]•加注清洗剂后,进行重置操作关闭警告画面.321.P档起动发动机重置操作4.再次重复步骤2,步骤33.4次(在20秒内)OFF制动多信息显示屏警告信息消失(重置操作完成)尾灯4次(在20秒内)2.制动喷油器清洁提醒仅限俄罗斯车型(1UR-FSE)该功能表示喷油器需要清洁.当总燃油补偿(长期燃油修正)值超过20%以上，或重新设定后行驶里程超过10000公里，在多信息显示屏上显示警告信息.注意:当警告信息显示时，主警告灯点亮.当警告信息出现时，向油箱中添加丰田纯正喷油器清洁剂(08813-00830)，然后重新设定系统.[重新设定]1.P档时起动发动机.2.点亮小灯，20秒内踩4次制动踏板.3.关闭小灯，20秒内踩制动踏板4次.4.重复步骤2和3.33维修要点(发动机控制系统)喷油嘴清洗提醒[只针对俄罗斯车型]•当警告信息出现时,向油箱加注丰田纯牌喷油器清洗剂.34丰田纯正喷油器清洁剂(08813-00830)多信息显示屏35清洗喷油嘴汽车使用一段时间在喷油嘴上会形成积炭和胶质物,会影响喷油质量,喷油嘴堵塞，滴漏，气缸积炭严重，发动机动力不足，油耗增加,发动机灯亮。每3万公里左右定期清洗36进气系统37发动机概述特点38PWM冷却风扇控制2个空气滤清器2个空气流量计进气和排气系统针对排量的增加,进气道采用双叉型增加进气量2个空气滤清器增加了清洁区域2个空气流量计安装在空气滤清器的出口39空气滤清器空气流量计进气和排气系统进气歧管•ACIS阀由直流电机控制40直流电机ACIS阀进气和排气系统ACIS•工作411UR-FSE打开发动机转速节气门高低打开关闭1UR-FE发动机转速节气门高低打开关闭关闭打开关闭PCV分离器箱•分离器箱内含机油分离机构,也使气门室盖更加紧凑42分离器箱机油分离装置油雾过路气体机油分离器箱PCV阀:过路气体:干净空气发动机概述特点43冷却液分配室PCV分离器箱2两个高压燃油泵(1UR-FSEonly)双切口喷嘴式喷油器(仅限1UR-FSE)D-4S(仅限1UR-FSE)水套隔板4个平板型爆震传感器•双VVT-i•VVT-iE配备在进气带脉动缓冲功能的输油管MRE型VVT传感器气门机构针对4个正式链条,有4个链条张紧器44主链条(左)小链条(左)链条张紧器(主链条)链条张紧器(链条)主要链条(右)小链条(右)链条张紧器(小链条)发动机控制系统VVT-iE•VVT系统零件的位置45凸轮轴位置传感器OCV用于排气VVT传感器(右侧排气)VVT传感器(左侧排气)VVT传感器(左侧进气)VVT传感器(右侧进气)曲轴位置传感器VVT-i控制器•凸轮轴控制马达•减速机构•连接机构VVT-iE控制器曲轴位置传感器,凸轮轴位置传感器和VVT传感器为MRE型.气门机构双VVT-i•进气门最新采用VVT-iE(电机驱动)46VVT-iE(进气)VVT-i(液压)用于排气发动机控制系统VVT-iE•VVT-iE(电机驱动)用于进气门•液压(传统)VVT-i用于排气门47排气进气液压电机驱动[进气]工作范围:40º曲轴转角[排气]工作范围:35º曲轴转角[1UR-FSE]/32º曲轴转角[1UR-FE]481.在车辆低速行驶时即提供强大扭矩，提高车辆加速性能。2.在车辆行驶过程中，准确控制进排气量，最大化提高燃油经济性。3.更重要一点是，VVT-I系统可将车辆行驶过程中产生的有害物质排放降到最低水平，使车辆更加环保。LX570发动机--配备双VVT-i发动机控制系统VVT-iE•工作范围电机驱动型比液压型更大49发动机转速冷却液温度液压VVT-iVVT-iEVVT系统工作范围低高高低传统液压VVT-i在低温或低转速时由于低油压和润滑不良而不工作.发动机控制系统VVT-iE•系统图50发动机ECU(ECM)曲轴位置传感器凸轮轴控制电机总成凸轮轴位置传感器EDU电机转角传感器VVT传感器发动机控制系统VVT-iE•凸轮轴控制电机和VVT-iE控制器结构51摆线减速机构电机EDU连接机构进气凸轮轴链轮(主要)发动机控制系统VVT-iE•EDU控制电机,并反馈电机的状态到发动机ECU(ECM)52EDU电机(12V)转角传感器发动机ECU(ECM)VTPVTSVTDVTM电机速度和转动方向指令信号电机实际转速电机实际转动方向故障信息EDT1EMR1EMF1EMD1凸轮轴控制电机发动机控制系统VVT-iE•来自ECU的错误信息53EDUMotor(12V)RotationAngle传感器发动机ECU(ECM)VTPVTSVTDMotorSpeedandRotationDirectionCommandSignalActualMotorSpeedActualMotorRotationDirectionEDT1EMR1EMF1Camshaft控制电机故障信息EMD1条件DutyRatioVTP和EDT1间开路100%正常80%EDU过热,电机电压故障60%转角传感器故障40%电机电流过大保护模式20%VTM5V发动机控制系统VVT-iE•凸轮轴控制电机和VVT-iE控制器结构54凸轮轴控制电机凸轮轴摆线减速机构连接机构正时链轮螺旋盘发动机控制系统VVT-iE•螺旋减速器结构55行星齿轮[输出]轮架[输入]太阳轮(壳盖)轴承气门机构凸轮轴•使用组合型进气