发动机电控原理ppt课件.ppt

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1、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,发动机概述,发动机概述,1. Duratec-HE系列1.3L/1.5L发动机,发动机概述,2. Duratec系列1.6L发动机（Sigma）,发动机概述,3. Duratec系列1.8L/2.0L发动机,发动机概述,4. Duratec系列2.3L发动机,发动机概述,5. Duratec系列2.0L直喷发动机,发动机概

2、述,6. Ecoboost系列2.0T直喷发动机,发动机概述,思考,1. 长安福特汽车各车型分别采用了哪些发动机？他们各自有什么特点？2. Duratec发动机有哪些特点？3. Ecoboost发动机有哪些特点？,第二章 电控系统,概述,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

3、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,思考,1. 电控发动机系统是如何工作的？2. 长安福特汽车发动机EEC-V电控系统主要有哪些功能？3. 长安福特汽车发动机EEC-V电控系统有哪些元件组成？,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 Manifold Runner Co

4、ntrol）IMSC 进气歧管涡旋控制（Intake Manifold Swirl Control）,进气系统相关元件,1.8L发动机体上IMSC与IMRC的布置,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.PCM 2.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,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,IMSC与IMRC诊断与维修,进气系统相关元件,进气系统相关元件,小结

5、,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（05V）为负斜率信号TP2（05V）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“SPEED LIMITED MODE” 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

6、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,进气系统相关元件,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 PCM APP2：大约0.4到2.3V PCM,新嘉年华APP信号,进气

7、系统相关元件,APP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：“ACCELERATION REDUCED”（加速降低）两个APP信号出问题：PCM会将发动机转速控制在1500-4000 rpm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：“SPEED LIMITED MODE”（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,负荷和水温等信

8、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,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：自动变速器/手动变速器在（N档）空档（10分钟）自动变速器/手动变速器在空档、开空调（分钟）自动变速器在D档，（分钟）自动变速器在D档，开空调（分钟）,进气系统相关元件,ETB电子节气门学习,进气系统相关元件,思考,长安

9、福特汽车发动机进气系统有哪些元件？他们的作用是什么？2. IMRC和IMSC系统的作用和工作条件是什么？经典福克斯和新福克斯APP有什么不同？他们故障模式有什么特点？4. 如何对ETB电子节气门进行学习？,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,

10、VCT系统,油压控制电磁阀（OCV）,VCT系统,3.VCT系统的控制,VCT控制方式,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O

11、CV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）最大延迟模式,VCT系统,当遇到一下任一情况时，起动最大延迟模式：怠速PCM中存储有ECT、TP、CKP、CMP、MAP/MAF及OCV故障码最大气门延迟的目标占空比等效于固定电流100mA,2）反馈模式,VC

12、T系统,反馈模式是当实际气门正时与目标气门正时存在差异时，通过设置OCV的工作电流使实际正时接近PCM所确定的目标门正时。 根据发动机工作条件，目标电流设置在100mA与1,000mA之间，同时以中间点600mA为参考点。,3）保持模式,VCT系统,当实际气门正时与目标气门正时基本上吻合时，起动保持模式，使OCV中的滑阀回到中间位置从而使气门正时保持住。目标电流在反馈保持模式下大约为600mA。由于存在机械磨损，PCM不断的学习所需电流值（保持电流学习值）以保持滑阀处于中间位置。,4）清洗模式,VCT系统,当满足以下条件时，起动清洗模式：发动机起动关闭点火钥匙在清洗模式过程中，到OCV的电流在

13、100 mA与1,000mA进行切换：当100mA的电流送到OCV时，OCV打开延迟油道；当1,000mA的电流送到OCV时，OCV打开提前油道；如此重复几次后，固定在OCV油道中的外来物质被移出，清洗模式完成。,6.VCT系统机油温度传感器（ECOBOOST发动机）,VCT系统,注意：油温传感器更换后，需要用IDS做油温传感器的学习。,7.VCT系统的维修,VCT系统,1、测量油压控制电磁阀的电阻判断其好坏，或用电流钳测量油压控制电磁阀的控制电流，在怠速速时应为100mA，轻加油时应为600mA左右； 2、若发动机上某些个传感器有故障时，比如水温传感器（ECT）、节气门位置传感器（TP）、绝

14、对压力传感器（T-MAP）、凸轮轴位置传感器（CMP），此时正时处于延迟位置，油压控制电磁阀的控制电流为100mA；,思考,1. VCT系统的作用和工作原理。2. 气门正时和提前的原因及控制方法。3. VCT系统的工作模式有哪些？4. 如何对VCT系统进行维修。,VCT系统,涡轮增压系统,涡轮增压系统,1.进气系统,涡轮增压系统,2.废气涡轮增压器,涡轮增压系统,涡轮增压系统,涡轮增压系统,1）增压压力控制电磁阀,最大增压压力为1.2bar以上。 占空比大约80%：涡轮增压旁通风门阀全部打开。 占空比大约20%：涡轮增压旁通风门阀全部关闭。,涡轮增压系统,2）回风阀,防止在节气门突然关闭的情况

15、下涡轮增压器的速度下降,涡轮增压系统,滑行模式,发动机在有负载的工况下运行,旁通阀打开,旁通阀关闭,通过压力差控制,超过0.24bar 的时候将会打开,涡轮增压系统,3）传感器,MAP传感器,涡轮增压系统,MAPT传感器,涡轮增压系统,MAFT传感器,思考,1. 涡轮增压系统的作用和工作原理。2. 长安福特汽车涡轮增压系统的控制方法。3. 如何对涡轮增压系统进行维修？,涡轮增压系统,燃油系统组成,1.喷射方式控制,燃油喷射控制,1）曲轴位置传感器（CKP）,1.3/1.5L发动机CKP波形,燃油喷射控制,2）凸轮轴位置传感器（CMP）,燃油喷射控制,电磁式,霍尔式,2.喷射方式选择,燃油喷射控

16、制,1缸和4缸顺序喷油,3.喷油量控制,燃油喷射控制,1）绝对压力传感器（MAPT）,MAP失效模式： 发动机运行抖动明显，节气门开度维持在7-8，1缸和4缸断油，加速时恢复供油。,燃油喷射控制,2）进气温度传感器（MAPT）,失效保护模式: 用ECT信号代替,燃油喷射控制,3）空气流量传感器（MAF）,燃油喷射控制,4) 氧传感器（HO2S）,前氧传感器：监测废气中氧气浓度后氧传感器：监测三元催化效率,1.6L Sigma发动机两组氧传感器,燃油喷射控制,传统两点式氧传感器信号,宽频带氧传感器信号,燃油喷射控制,怠速工况下，10秒内切换6-8次以上,缸内直喷燃油系统,缸内直喷燃油系统,1低压

17、燃油系统,缸内直喷燃油系统,2高压燃油系统,缸内直喷燃油系统,1）高压油泵,缸内直喷燃油系统,结构：,活塞,进油计量阀（IMV）,高压腔,油压限制阀,充气式压力缓冲器,缸内直喷燃油系统,缸内直喷燃油系统,高压泵泵油过程：,燃油计量阀打开 (断电),缸内直喷燃油系统,燃油计量阀关闭 (通电),2）燃油计量阀（IMV）,缸内直喷燃油系统,3）限压阀,缸内直喷燃油系统,高压泵上集成有油压限压阀。限压阀帮助保护组件, 由此确保高压系统的可靠运行。这个阀限制油轨中的最大油压为20MPa，如果超过最大允许值, 该阀门打开，同时过量的燃油流回低压侧。,4）压力缓冲器,压力缓冲器用于衰减低压管路中由高压泵产生

18、的脉冲振动，这样保证了高压腔在发动机转速比较高的情况下也有比较好的充油效果。压力缓冲器由两层隔膜组成，气垫就在两层隔膜之间。,缸内直喷燃油系统,5）燃油压力传感器,维修时不可单独更换 故障模式:油压限制模式(预设定的油压),缸内直喷燃油系统,6）高压油管,7）喷油器,缸内直喷燃油系统,缸内直喷燃油系统,燃油喷射器上的塑料插头固定夹油轨上的固定槽,喷油器在油轨上的安装位置,缸内直喷燃油系统,燃油系统的诊断与维修,1进气管喷射发动机燃油系统,经典福克斯燃油系统,燃油系统的诊断与维修,新嘉年华燃油系统,燃油系统的诊断与维修,燃油系统的诊断与维修,燃油系统的诊断与维修,燃油压力测量,一、燃油泄压关闭点

19、火开关拆除燃油泵保险，起动发动机,怠速运转至自动熄火再次起动大约5s,确保燃油压力释放燃油系统维修过程中注意安全操作,例如严禁吸烟等,油泵保险,二 、按照图示拆下快接头，接好通接头和油压表，连接好管路后，重新插好油泵继电器，启动发动机，油表读数350-410KPa，熄火后10分钟内不低于250KPa。,燃油系统的诊断与维修,燃油系统的诊断与维修,2直喷发动机燃油系统,低压油管拆卸工具,燃油系统的诊断与维修,油压测试,1. 在开始进行燃油系统的维修工作前先将燃油的压力泄掉: 在怠速时从 IMV上拔掉连接插头 在GEM上拔掉油泵保险 F13 (FPDM),2使用油管拆卸专用工具拆卸油管，然后接上油

20、压测试管路。,燃油系统的诊断与维修,思考,1. 低压燃油系统的组成。2. 缸内直喷燃油系统的组成和工作原理。3. 如何对燃油系统（低压和高压）进行诊断与维修？,燃油系统,第三章 电控点火系统,概述,除1.6L外所有发动机,1.6L发动机,点火控制,经典福克斯发动机点火控制,1.6L发动机点火控制,点火控制,点火闭环控制,爆震控制,点火控制,所使用燃油抗震标号不符合发动机要求压缩比过大积碳严重水温过高点火时刻不合适,爆震产生的主要原因：,点火控制,爆震传感器,点火时刻,点火正时：指的是相对于活塞在压缩上止点位置火花塞发火的早晚 1.8L发动机基本点火提前角10度 PCM根据发动机的RPM，LOA

21、D，ECT，EGR流量等信息修正点火提前角,点火控制,点火提前情况,混合气稀高转速低压缩压力低进气温度低发动机冷却液温度有EGR流量,点火延迟情况,混合气浓低转速高压缩压力高进气温度高发动机冷却液温度高负荷,点火控制,、点火测试通常我们可以先利用IDS进行点火试验，初步判定点火不正常的是哪一个缸,点火系统诊断与维修,、火花塞检查 检查火花塞的型号是否符合该发动机 火花塞上积碳是否严重 火花塞插高压线处是否清洁干净、无锈 火花塞的间隙大小是否在标准值范围内,、线圈检查 查看线圈有无破损 测量初级线圈的电阻 利用应力测试判断线圈的性能,点火系统诊断与维修,经典福克斯点火系统参数,点火系统诊断与维修

22、,新嘉年华点火系统参数,CKP感应盘采用36齿缺6齿的设计，CMP上总计有6个齿。CMP损坏后，PCM无法确认一缸上至点，也就无法点火，从而导致车辆无法启动。,点火系统诊断与维修,爆震传感器安装,安装力矩（1.8L/2.0L）：20 Nm,爆震传感器,点火系统诊断与维修,点火波形,初级电压波形,次级电压波形,思考,1. 长安福特汽车发动机点火系统有哪些特点？2. 点火提前和延迟的情况有哪些？对发动机有什么影响？3. 如何对点火系统进行诊断与维修？,点火系统,第四章 辅助控制系统,怠速控制系统,概述,怠速控制功能,怠速控制系统,1. 起动控制 2. 快速暖机 3. 怠速修正,怠速控制,怠速控制系

23、统,输入信号,怠速控制系统维修,怠速控制系统,节气门控制相关的参数（经典福克斯）：,注意：节气门体上有一限位螺栓，并非可以调整怠速的螺栓。此螺栓不可调。,排放控制系统,排放控制方法,排放控制系统,1. 燃油闭环控制,排放控制系统,排放控制系统,排放控制系统,2. PCV系统,油气分离器,排放控制系统,PCV工作原理,排放控制系统,排放控制系统,3. EVAP系统,排放控制系统,活性炭罐,排放控制系统,4. EGR系统,排放控制系统,步进电机式EGR控制,排放控制系统,排放控制系统,步进电机式EGR工作原理,5. 三元催化器（TWC）,排放控制系统,排放控制系统,TWC工作原理,其他控制系统,1

24、. 空调压缩机控制,其他控制系统,经典福克斯自动空调压缩机控制,其他控制系统,2. 智能充电控制,其他控制系统,其他控制系统,智能充电工作模式,正常工作情况 发动机起动或低速运转时 满负荷或节气门全开 怠速控制 故障模式,其他控制系统,新福克斯智能充电系统,3. 散热器百叶窗系统,其他控制系统,其他控制系统,其他控制系统,散热器百叶窗工作原理,其他控制系统,散热器百叶窗初始化设置,初始化的操作过程及作用 初始化出现故障的影响,注意：在维修过程中，不能对模块进行解体。,思考,1. 长安福特汽车发动机有哪些辅助控制系统？其特点是什么？2. PCV系统是如何工作的？对发动机有什么影响？3. 影响空调压缩机工作的因素有哪些？4. 长安福特汽车散热器百叶窗系统的组成和工作原理。,辅助控制系统,