雷克萨斯发动机点火、燃油、排放控制系统.ppt

1、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,3,新V型8缸发动机 D-4S直喷系统 双VVT-i以及电控进气VVT-i 电子油压控制法,发动机概述,4,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

2、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),6,EDU (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

3、统 (只针对 1UR-FSE 车型),一般 1UR-FSE 发动机 使用 D-4S 系统,8,D-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,9,D-4S构成： 进气口燃油喷射+缸内燃油喷射 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,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

4、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,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

5、动机喷油嘴,燃油供给,15,Y62喷油嘴,16,Reference,Engine Control System Fuel Pump Control Location of fuel pump resistor,17,Fuel Pump Resistor,Engine,Engine Control System Fuel Pump Control Fuel pump speed is controlled as 2-step by using fuel pump resistor,18,Engine ECU (ECM),FC,+B,FPR,Fuel Pump Resistor,Fuel Pump

6、 Relay,Circuit Opening Relay,Fuel Pump Motor,Hi,Low,Engine,Engine Control System Evaporative Emission Control System The vacuum type leakage detection function is used to comply with the OBD-II regulations,19,Leaks from a hole of 0.5 mm or more can be detected,Canister Close Valve,Vapor Pressure Sen

7、sor,Charcoal Canister,To Intake Manifold,From Air Connector Pipe,Purge Valve,ORVR Valve,Pressure Switching Valve,发动机：燃油系统示意图,20,Jet Pump 喷射泵,Engine,Fuel System Fuel Sender Gauge Series connection for two fuel sender gauges,21,发动机：燃油泵总成示意图,22,Fuel Pump,Pressure Regulator,Jet Pump,Fuel Filter,Main Sen

8、der Gauge,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：=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：=14.7。,24,25,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,S

9、SP = 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（ FSI Quattro）,目录,1,2,3,4,5,6,7,8,1 = 补充加油排气管路 2 = 翻转阀ROV 3 = 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,27,1.5 OBD,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

10、碳罐,28,供油系统,FSI,29,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 “Injector Maintenance Required（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

11、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 10,000 km 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.,32,1. P档起动发动机,重置操作,4. 再次重复步骤2,步骤3,多信息显示屏,警告信息消失 (重置操作完成),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

12、，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

13、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,38,PWM 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,41,1UR-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,

14、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,分离器箱,PCV 阀,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-FSE only),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

15、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,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),46,VVT-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,

16、47,排气,进气,液压,电机驱动,进气工作范围: 40曲轴转角,排气工作范围: 35曲轴转角 1UR-FSE / 32曲轴转角 1UR-FE,48,1.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。,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-i,VVT-iE,VVT 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.,

17、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),52,EDU,电机 (12V),转角传感器,发动机 ECU (ECM),VTP,VTS,VTD,VTM,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,EDT1,E

18、MR1,EMF1,EMD1,凸轮轴控制电机,发动机 控制系统,VVT-iE 来自ECU的错误信息,53,故障信息,EMD1,VTM,5V,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 使用组合型进气和排气凸轮轴减轻了重量.,56,轴,凸轮,气门机构,凸轮轴 (仅限1UR-FSE) 左右两侧的进气凸轮轴驱动高压油泵.,57,凸轮形状与2GR-FSE 发动机不同,Engine,

19、Engine Control System ETCS-i(Electrical Throttle Control System-intelligent) Link-less type compact throttle body,58,Throttle Position Sensor,Reduction Gears,Throttle Return Spring,Throttle Valve,Throttle Motor,Service Point,Engine Control System ETCS-i Sensor supplied with throttle body assembly(No

20、 position adjustment procedure),59,Throttle Valve Position Sensor,Engine,Engine Control System ETCS-i The accelerator cable and magnetic clutch is discontinued,60,Accelerator Pedal Position Sensor,Throttle Position Sensor,Throttle Control Motor,Accelerator Cable,02 LX470,Accelerator Pedal Position S

21、ensor,Throttle Position Sensor,Throttle Control Motor,03 LX470,Magnetic Clutch,Engine ECU (ECM),Engine ECU (ECM),Engine,Engine Control System ETCS-i A No-contact type throttle position sensor is used,61,Throttle Position Sensor,Throttle Control Motor,Reduction Gears,Throttle Valve,Hall ICs,Magnets,R

22、eference,Engine Control System ETCS-i Two Hall ICs and two magnets are used for throttle position sensor,62,Throttle Valve,Hall ICs,Magnets,Engine,Engine Control System ETCS-i Throttle position sensor converts into electric signals the magnetic flux density,63,Throttle Valve Opening Angle,Full Open,

23、Full Close,VTA,VTA2,Output Voltage (V),0,5,Engine ECU (ECM),VTA,VTA2,E2,VC,Hall IC,Magnet,Service Point,Engine Control System ETCS-i Parts inspection of the throttle position sensor is discontinued,64,02 LX470 (Contact type),03 LX470 (No-contact type),Throttle Control Motor M+ M- : 0.3 100 at 20C (6

24、8 F) Magnetic Clutch CL+ CL- : 4.2 5.2 at 20C (68 F) Throttle Position Sensor VC E2 : 1.25 2.35 k at 20C (68 F),Inspection,Throttle Control Motor M+ M- : 0.3 100 at 20C (68 F),Inspection, The magnetic clutch is discontinued The throttle position sensor can not be inspected,Engine,Engine Control Syst

25、em ETCS-i System operation,65,Engine ECU (ECM),Accelerator Pedal Position Sensor,Throttle Valve Position Sensor,DC Motor,Engine,Engine Control System ETCS-i Fail-safe in case of accelerator pedal sensor malfunction,66,Normal Operation,Idle Position,Accelerator Pedal Sensor,Opens between Idle Positio

26、n and 25% ranges,Single Signal Failure,Double Signal Failure,Engine,Engine Control System ETCS-i Fail-safe in case of throttle valve position sensor/motor/engine ECU(ECM)/wire harness malfunction,67,Throttle Valve Position,Normal Operation,Fail-safe,Full,Idle,Fixed,Engine,Engine Control System ETCS-i Fail-safe in case of accelerator pedal sensor malfunction,68,Accelerator Pedal Sensor,Throttle Valve Angle,Malfunction,25%,100%,Normal,Under Fail,VPA2,VPA,Engine,Engine Control System ETCS-i T