雷克萨斯发动机点火、燃油、排放控制系统

1、2燃油系统介绍3高性能V型8缸5.0升发动机 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4发动机概述1UR-FSE(A, W规格规格)缸内直喷缸内直喷1UR-FE(W, V规格规格)进气道喷射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 (电机驱动电机驱动) 配备在进气配备在进气- 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

2、 直接喷射 + 进气道喷射1UR-FE: 进气道喷射5D-4S 系统 (仅限 1UR-FSE 车型)n高压燃油泵 气门室盖上安装了两个高压燃油泵.高压燃油泵两个燃油泵由两个燃油泵由进气凸轮轴驱动进气凸轮轴驱动. 结构与工作与结构与工作与GS450h上的上的2GR-FSE 相同相同.6D-4S 系统 (仅限 1UR-FSE 车型)nEDU (电子驱动单元) 2个EDU用于控制 8个 喷油嘴 (缸内)EDU (1,4,6,7缸)EDU (2,3,5,8缸)7D-4S 系统 (只针对 1UR-FSE 车型)n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

3、油压力脉动.内侧管路燃油脉动缓冲功能脉动缓冲功能 进气道喷嘴的输油管8D-4S 系统 (只针对 1UR-FSE 车型)n一般 1UR-FSE 发动机 使用 D-4S 系统 D-4S 系统系统（直喷（直喷4行程超级汽油机）行程超级汽油机）缸内直喷缸内直喷进气歧管喷射进气歧管喷射+与与GS450h上的上的 2GR-FSE 基本相同基本相同9D-4S技术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

4、率，实现动力输出的最大化。10电子控制卸压阀电子控制卸压阀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。11D-4S 系统 (仅限1UR-FSE 车型)n系统图高压燃油泵喷油嘴(进气道)燃油压力传感器油箱输油管 (缸内)脉动缓冲器SCV: 4 13 MPa: 400 kPa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)与与GS450h上上2GR-FSE的主要区别的主要区别- 使用了使用了2个高压燃油泵个高压燃油泵.- 2个个EDU.- 不使用电子释放阀不使用电子释放阀.- 脉动

5、缓冲功能集成在输油管脉动缓冲功能集成在输油管 (进气进气道道.12电子喷射:4, 6, 8缸发动机直接喷射直接喷射:12缸发动机缸发动机宝马宝马N73发动机发动机13宝马宝马N73发动机燃油系统发动机燃油系统14宝马宝马N73发动机喷油嘴发动机喷油嘴1516Y62Y62喷油嘴喷油嘴17ReferencenEngine Control System Fuel Pump Control Location of fuel pump resistorFuel Pump Resistor18EnginenEngine Control System Fuel Pump Control Fuel pump

6、speed is controlled as 2-step by using fuel pump resistorEngineECU(ECM)FC+BFPRFuel Pump ResistorFuel Pump RelayCircuit Opening RelayMFuel Pump MotorHiLow19EnginenEngine Control System Evaporative Emission Control System The vacuum type leakage detection function is used to comply with the OBD-II reg

7、ulationsLeaks from a hole of 0.5 mm or more can be detectedCanister Close ValveVapor Pressure SensorCharcoal CanisterTo Intake ManifoldFrom Air Connector PipePurge ValveORVR ValvePressure Switching Valve20发动机：燃油系统示意图Jet Pump喷射泵喷射泵21EnginenFuel System Fuel Sender Gauge Series connection for two fuel

8、sender gauges22发动机：燃油泵总成示意图Fuel PumpPressure RegulatorJet PumpFuel FilterMain Sender Gauge23燃油供给系统n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。24燃油供给系统n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：=1n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。25配备压力调节装置和内置燃油

9、滤清器的液压系统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（ FSI Quattro）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271.5 OBD1.5 OBD供油系

10、统n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28供油系统n活性碳罐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N8029供油系统nFSI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30燃油供给系统n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油，借此向发动机提供燃油并使其 雾化。雾化。电连接滤清器失灵时的影响：失灵时

11、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。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。31发动机n喷油器清洁提醒器仅限俄罗斯车型仅限俄罗斯车型 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器清洁剂，然后重新设定系统。发动机发动机 ECU多信息显示屏或或重置后的行驶距离10,000 km 或更长或更长总燃油补偿(长期燃油修正 )20% 或更高或更高 向油箱中添加丰田纯向油箱中添加丰田纯正喷油器清洁剂正喷油器清洁剂 重新设定重新设定32维修要点 (发动机 控

12、制系统)n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.1. P档起动发动机重置操作重置操作4. 再次重复步骤2,步骤3 3. 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33喷油器清洁提醒喷油器清洁提醒 仅限俄罗斯车型仅限俄罗斯车型 (1UR-FSE)n该功能表示喷油器需要清洁.n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.n注意注意: 当警告信息显示时，主警告灯点亮.n当警告信息出现时，向油箱中添加丰田纯正喷油器清洁剂(088

13、13 - 00830)，然后重新设定系统.n重新设定重新设定n1. P档时起动发动机.n2. 点亮小灯，20秒内踩4次制动踏板.n3. 关闭小灯，20秒内踩制动踏板4次.n4. 重复步骤2 和3 .34维修要点 (发动机 控制系统)n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.丰田纯正喷油器清洁剂(08813 - 00830)多信息显示屏353637进气系统38发动机概述n特点PWM 冷却风扇控制2 个空气滤清器2 个空气流量计39进气和排气系统n针对排量的增加,进气道采用双叉型增加进气量n2 个空气滤清器增加了清洁区域n2 个空气流量计安装在空气滤清

14、器的出口空气滤清器空气流量计40进气和排气系统n进气歧管 ACIS 阀由直流电机控制直流电机ACIS 阀41进气和排气系统nACIS 工作 1UR-FSE打开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关闭打开打开关闭关闭42PCVn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分离器箱机油分离装置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43发动机概述n特点冷却液分配室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

15、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44气门机构n针对4个正式链条,有4个链条张紧器主链条 (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)45发动机 控制系统nVVT-iE VVT 系统零件的位置凸轮轴位置传感器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.

16、46气门机构n双 VVT-i 进气门最新采用VVT-iE (电机驱动)VVT-iE(进气进气)VVT-i (液压液压)用于排气用于排气47发动机 控制系统nVVT-iE VVT-iE (电机驱动) 用于进气门 液压 (传统) VVT-i 用于排气门排气排气进气进气液压液压电机驱动电机驱动进气进气工作范围工作范围: 40曲轴转角曲轴转角排气排气工作范围工作范围: 35曲轴转角曲轴转角 1UR-FSE / 32曲轴转角曲轴转角 1UR-FE48 LX570LX570发动机发动机- - 配备双配备双 VVT-iVVT-i49发动机 控制系统nVVT-iE 工作范围电机驱动型比液压型更大发动机转速发动

17、机转速冷却液温冷却液温度度液压 VVT-iVVT-iEVVT 系统工作范围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. 50发动机 控制系统nVVT-iE 系统图发动机 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51发动机 控制系统nVVT-iE 凸轮轴控制电机和VVT-iE 控制器结构摆线减速机构电机EDU连接机构进气凸轮轴链轮(主要)52发动机 控制系统nVVT-iE EDU 控制电机, 并反馈电机的状态到发动机ECU (ECM)EDU电机(12V)转角传感器发动机 ECU (ECM)VT

18、PVTSVTDVTM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53发动机 控制系统nVVT-iE 来自ECU的错误信息EDUMotor(12V)Rotation Angle 传感器发动机 ECU (ECM)VTPVTSVTDMotor Speed and Rotation Direction Command SignalActual Motor SpeedActual Motor Rotation DirectionEDT1EMR1EMF1Camshaft 控制电机故障信息故障信息EMD1条件Duty RatioVTP 和EDT

19、1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 %VTM5V54发动机 控制系统nVVT-iE 凸轮轴控制电机和VVT-iE 控制器结构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55发动机 控制系统nVVT-iE 螺旋减速器结构行星齿轮 输出轮架输入太阳轮(壳盖)轴承56气门机构n凸轮轴 使用组合型进气和排气凸轮轴减轻了重量.轴凸轮57气门机构n凸轮轴 (仅限1UR-FSE) 左右两侧的进气凸轮轴驱动高压油泵.2GR-FSE1UR-FSE针对高压油泵的凸轮凸轮形状与凸轮形状与2GR-FSE 发动机不同发动机不同58En

20、ginenEngine Control System ETCS-i(Electrical Throttle Control System-intelligent) Link-less type compact throttle bodyThrottle Position SensorReduction GearsThrottle Return SpringThrottle ValveThrottle Motor59Service PointnEngine Control System ETCS-i Sensor supplied with throttle body assembly(No p

21、osition adjustment procedure)Throttle Valve Position Sensor60EnginenEngine Control System ETCS-i The accelerator cable and magnetic clutch is discontinuedAccelerator Pedal Position SensorThrottle Position SensorThrottle Control MotorAccelerator Cable02 LX470Accelerator Pedal Position SensorThrottle

22、Position SensorThrottle Control Motor03 LX470Magnetic ClutchEngine ECU (ECM)Engine ECU (ECM)61EnginenEngine Control System ETCS-i A No-contact type throttle position sensor is used Throttle Position SensorThrottle Control MotorReduction GearsThrottle ValveHall ICsMagnets62ReferencenEngine Control Sy

23、stem ETCS-i Two Hall ICs and two magnets are used for throttle position sensor Throttle ValveHall ICsMagnets63EnginenEngine Control System ETCS-i Throttle position sensor converts into electric signals the magnetic flux density Throttle Valve Opening AngleFull OpenFull CloseVTAVTA2Output Voltage (V)

24、05Engine ECU (ECM)VTAVTA2E2VCHall ICMagnet64Service PointnEngine Control System ETCS-i Parts inspection of the throttle position sensor is discontinued02 LX470 (Contact type)03 LX470 (No-contact type)Throttle Control Motor M+ M- : 0.3 100 at 20C (68 F)Magnetic Clutch CL+ CL- : 4.2 5.2 at 20C (68 F)T

25、hrottle Position Sensor VC E2 : 1.25 2.35 k at 20C (68 F)InspectionThrottle Control Motor M+ M- : 0.3 100 at 20C (68 F)Inspection The magnetic clutch is discontinued The throttle position sensor can not be inspected65EnginenEngine Control System ETCS-i System operationEngine ECU (ECM) Accelerator Pe

26、dal Position SensorThrottle Valve Position SensorDC Motor66EnginenEngine Control System ETCS-i Fail-safe in case of accelerator pedal sensor malfunctionNormal OperationIdle PositionAccelerator Pedal SensorOpens between Idle Position and 25% rangesSingle Signal FailureDouble Signal Failure67EnginenEn

27、gine Control System ETCS-i Fail-safe in case of throttle valve position sensor/motor/engine ECU(ECM)/wire harness malfunctionThrottle Valve PositionNormal OperationFail-safeFullIdleFixed68EnginenEngine Control System ETCS-i Fail-safe in case of accelerator pedal sensor malfunctionAccelerator Pedal SensorThrottle Valve AngleEngine ECU (ECM)Malfunction25%100%NormalUnder FailVPA2VPA69EnginenEngine Control System ETCS-i