大眾輝騰W12型發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、及維修
互聯(lián)網(wǎng) 流金歲月在明 品牌汽車維修 2006-11-03
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一，簡(jiǎn)介 大眾輝騰W12型發(fā)動(dòng)機(jī)采用Motronic ME7.1.1管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠讓發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)所有工況，從而用較低的燃油消耗獲得較高的功率輸出。與W8型發(fā)動(dòng)機(jī)不同的是，W12型發(fā)動(dòng)機(jī)中采用了完全相同的雙控制單元設(shè)計(jì)。在這種設(shè)計(jì)中，兩個(gè)汽缸組被認(rèn)為是兩臺(tái)獨(dú)立的發(fā)動(dòng)機(jī)，每個(gè)控制單元只分配給一個(gè)汽缸組。由于兩個(gè)控制單元相同，而且本發(fā)動(dòng)機(jī)的控制是基于特定汽缸組進(jìn)行的，所以必須給每一個(gè)控制單元指定一個(gè)汽缸組。PIN代碼是標(biāo)識(shí)代碼，J623是用于汽缸組1的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1的Pin代碼，J624是用于汽缸組2的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元2的Pin代碼。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1也被稱為“主控”，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元2被稱為“副控”�？刂茊卧�2僅通過(guò)內(nèi)部CAN數(shù)據(jù)總線從控制單元1中獲得已有信息。此內(nèi)部CAN數(shù)據(jù)總線專門用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元之間的信息交換。兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元都位于冷卻膨脹箱下右側(cè)的氣室中（圖1）。 由于采用雙控制單元設(shè)計(jì)，W12型發(fā)動(dòng)機(jī)增加了用于發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的內(nèi)部CAN總線。此內(nèi)部CAN總線只用于交換這兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元之間的信息。數(shù)據(jù)在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)CAN總線上進(jìn)行交換。各個(gè)單獨(dú)的控制單元通過(guò)總線連接成一個(gè)整體系統(tǒng)（圖2）。 二，系統(tǒng)概述 大眾W12發(fā)動(dòng)機(jī)Motronic ME7.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)兩個(gè)控制單元系統(tǒng)如圖3、4所示。 三，子系統(tǒng) 1，燃油噴射系統(tǒng) 用于計(jì)算噴油正時(shí)的輸入信號(hào)包括 空氣質(zhì)量流量計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào) 進(jìn)氣溫度 節(jié)氣門控制單元信號(hào) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào) 冷卻液溫度 氧傳感器信號(hào) 加速踏板模塊信號(hào) 燃油泵在燃油箱內(nèi)，在燃油泵的作用下，燃油通過(guò)燃油濾清器進(jìn)到噴油器。此外，燃油泵2也會(huì)根據(jù)所需的燃油量而另外開(kāi)啟。噴油器通過(guò)一根燃油軌相互連接，燃油噴射按照順序進(jìn)行�？刂茊卧幂斎胄盘�(hào)計(jì)算所需的燃油量以及各汽缸組相應(yīng)的噴油時(shí)間。噴油器各自的開(kāi)啟時(shí)間決定了噴油量。壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)燃油軌中的噴油壓力，并控制未使用的燃油回到油箱，燃油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。 2，空氣質(zhì)量流量計(jì)G70與G246以及進(jìn)氣溫度傳感器G42與G299 空氣質(zhì)量流量計(jì)G70與傳感器G42分別測(cè)定汽缸組1的進(jìn)氣質(zhì)量與進(jìn)氣溫度。空氣質(zhì)量流量計(jì)G246與傳感器G299分別測(cè)定汽缸組2的進(jìn)氣質(zhì)量與進(jìn)氣溫度，其位置及結(jié)構(gòu)示意圖如圖6。汽缸組2的傳感器G246與G299安裝在汽缸組1的上方（圖7）。它們的信號(hào)發(fā)給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元2。汽缸組1的傳感器G70與G42安裝在汽缸組2的上方。它們的信號(hào)發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1.一個(gè)汽缸組的空氣門濾清器、帶進(jìn)氣溫度傳感器的空氣質(zhì)量流量計(jì)和節(jié)氣門調(diào)節(jié)器安裝在另一個(gè)汽缸組上。 （1）信號(hào)故障的應(yīng)對(duì)策略 若進(jìn)氣溫度傳感器G42或G299失效，則用空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)境溫度傳感器計(jì)算一個(gè)替代溫度，MIL故障指示燈亮起。若空氣質(zhì)量流量計(jì)G70或G246失效，則用節(jié)氣門位置來(lái)計(jì)算空氣質(zhì)量，并隨之產(chǎn)生一個(gè)替代模型。 3，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28提供了一個(gè)重要的輸入信號(hào)，它位于變速箱殼體中，所用的傳感器為一個(gè)霍爾傳感器。通過(guò)掃描帶有一體式感應(yīng)輪的變矩器盤上的齒牙就可檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸的位置。感應(yīng)輪上的縫隙作為發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的參考標(biāo)記。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28直接與兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元相連。這意味著它將發(fā)動(dòng)機(jī)速信號(hào)同時(shí)傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元2. 故障應(yīng)對(duì)策略：若此傳感器失效仍可以繼續(xù)駕駛。但是，在下次嘗試重新啟動(dòng)時(shí)，則不能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 4，燃油泵G6與G23 油箱的兩個(gè)油室中都含有一個(gè)電動(dòng)燃油泵和一個(gè)輸送泵（圖8）。燃油泵G23是主油泵。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，它為發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，輔助燃油泵G6也會(huì)開(kāi)啟，以便快速建立油壓。在壓力調(diào)節(jié)器的幫助下，電動(dòng)燃油泵G6與G23產(chǎn)生一個(gè)400kPa的燃油系統(tǒng)壓力，并由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1驅(qū)動(dòng)。輸送泵1將燃油從主油室輸送到燃油泵G6所在的預(yù)供油箱中，而輸送泵2將燃油從副油室泵入燃油泵G23所在的預(yù)供油箱中。 故障應(yīng)對(duì)策略：若其中一個(gè)泵失效，發(fā)動(dòng)機(jī)性能將因?yàn)槿庇投档�。這樣就無(wú)法獲得最高轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速動(dòng)轉(zhuǎn)時(shí)不平穩(wěn)。 5，噴油器 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)點(diǎn)火順序啟動(dòng)噴油器，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1啟動(dòng)汽缸組1的噴油器N30、N31、N32、N33、N83、N84,發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元2啟動(dòng)汽缸組2的噴油器N85、N86、N299、N300、N301、N302（圖9）。所有噴油器用固定夾直接固定在一根菜用燃油軌上。并在相應(yīng)進(jìn)氣門入口前直接噴射微小的霧化燃油顆粒。 故障應(yīng)對(duì)策略：若有噴油器堵塞，診斷系統(tǒng)將會(huì)檢測(cè)到空燃比偏離正常值。燃油供應(yīng)中斷，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率隨之降低，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中記錄一個(gè)故障。 6，點(diǎn)火系統(tǒng) 點(diǎn)火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖10所示，用于計(jì)算點(diǎn)火時(shí)刻的輸入信號(hào)包括： 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào) 空氣質(zhì)量流量計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào) 節(jié)氣門控制單元信號(hào) 冷卻液溫度 爆震傳感器信號(hào) 霍爾傳感器信號(hào) 點(diǎn)火時(shí)刻由存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的圖譜計(jì)算。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元也將輸入信號(hào)考慮在內(nèi)。 （1）單火花點(diǎn)火線圈 每個(gè)單火花點(diǎn)火線圈中都將輸出極與點(diǎn)火線圈結(jié)合在其中，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)可單獨(dú)管理。 每個(gè)汽缸的點(diǎn)火，單火花點(diǎn)火線圈只通過(guò)火花塞釋放一個(gè)點(diǎn)火火花。 故障的應(yīng)對(duì)策略：若一個(gè)點(diǎn)火線圈失效，診斷系統(tǒng)將會(huì)檢測(cè)到混合氣比偏離正常值。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)的輸出功率降低，且發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元記錄一個(gè)故障。 （2）爆震控制 爆震控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖11所示。W12型發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸組上有兩個(gè)爆震傳感器。它們連接在曲軸箱上。所有連接插頭與插座都帶有色標(biāo)，以避免將傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)線束中的插頭混淆。利用霍爾信號(hào)，爆震信號(hào)被選擇性地指定給各個(gè)汽缸。若爆震傳感器檢測(cè)到某個(gè)汽缸中發(fā)生爆震，那么發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)將改變?cè)撈椎狞c(diǎn)火時(shí)刻（點(diǎn)火提前角向“滯后”方向調(diào)節(jié)），直至不再發(fā)生爆震。若確認(rèn)該汽缸中沒(méi)有繼續(xù)發(fā)生爆震的趨勢(shì)時(shí)，那么控制單元將其點(diǎn)火提前角恢復(fù)到最初位置（向“提前”方向調(diào)節(jié)）。 故障應(yīng)對(duì)策略：若一個(gè)爆震傳感器失效，汽缸組的點(diǎn)火提前角將向“滯后”方向調(diào)節(jié)到一個(gè)安全的點(diǎn)火提前角。這樣也會(huì)造成燃油消耗增加。若所有的爆震傳感器失效，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)將進(jìn)行緊急爆震控制，此時(shí)的點(diǎn)火提前角通常進(jìn)行滯后調(diào)整且無(wú)法獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的全部功率。 （3）可變氣門正時(shí) 可變氣門正時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖12所示。其輸入信號(hào)包括： 霍爾傳感器信號(hào) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào) 空氣質(zhì)量流量計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào) 冷卻液溫度 機(jī)油溫度 要進(jìn)行可變氣門正時(shí)調(diào)節(jié)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元需要通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)CAN總線獲得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，曲軸與凸輪軸位置信息，還有來(lái)自組合儀表的機(jī)油溫度信息。根據(jù)運(yùn)行階段的不同，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)汽缸組1的電磁閥。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元2負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)汽缸組2的電磁閥。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油經(jīng)過(guò)中央殼體中的油道進(jìn)到葉輪調(diào)節(jié)器。葉輪調(diào)節(jié)器按照發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中的默認(rèn)設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)并調(diào)節(jié)凸輪軸。凸輪軸的調(diào)節(jié)是按照控制單元中的圖譜來(lái)進(jìn)行的。進(jìn)氣與排氣凸輪軸都可連續(xù)調(diào)節(jié)。 故障應(yīng)對(duì)策略：若清除了故障代碼存儲(chǔ)器，則凸輪軸的調(diào)節(jié)量也被清除。這樣就需要進(jìn)行凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)。若沒(méi)有做相應(yīng)調(diào)節(jié)，沒(méi)有調(diào)節(jié)凸輪軸正時(shí)，就會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的性能明顯下降。 （4）霍爾傳感器G40、G163、G300、G301 霍爾傳感器位于發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)鏈條罩中，它們的任務(wù)就是通知發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元進(jìn)氣與排氣凸輪軸的位置。因此，它們掃描位于相應(yīng)凸輪軸上的一個(gè)快速啟動(dòng)感應(yīng)輪，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1用霍爾傳感器G40來(lái)檢測(cè)汽缸組1的進(jìn)氣凸輪軸的位置，用G300檢測(cè)汽缸組1的排氣凸輪軸位置。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元2用霍爾傳感器G163來(lái)檢測(cè)汽缸組2的排氣凸輪軸位置。霍爾傳感器為可變氣門正時(shí)調(diào)節(jié)提供輸入信號(hào)。為了計(jì)算噴油正時(shí)與點(diǎn)火時(shí)刻，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1處理來(lái)自傳感器G40的信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元2處理來(lái)自傳感器G163的信號(hào)。 故障應(yīng)對(duì)策略：一個(gè)傳感器失效會(huì)使相關(guān)汽缸組中的可變氣門正時(shí)調(diào)節(jié)停止。凸輪軸位于自己的參考位置(緊急運(yùn)轉(zhuǎn)位置)。發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩下降。 （5）進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥1 N205與閥2 N208和排氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)、閥1 N308與閥2 N319 這些電磁閥內(nèi)置在可變氣門正時(shí)中央殼體中（圖13）。它們根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1對(duì)汽缸1的默認(rèn)設(shè)置或發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元2對(duì)汽缸組2的默認(rèn)設(shè)置，按照調(diào)節(jié)方向與調(diào)節(jié)距離給凸輪軸調(diào)節(jié)器分配油壓，進(jìn)氣凸輪軸可以在52°的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。同樣，排氣凸輪軸可以在22°的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。汽缸組1中用于連續(xù)調(diào)節(jié)進(jìn)氣與排氣凸輪軸的閥門N205與N318由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1驅(qū)動(dòng)。汽缸組2中用于連續(xù)調(diào)節(jié)進(jìn)氣與排氣凸輪軸的閥門N208與N319由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元2驅(qū)動(dòng)。 故障應(yīng)對(duì)策略：若到凸輪軸調(diào)節(jié)器的電線有故障或都某個(gè)凸輪軸調(diào)節(jié)器由于機(jī)械卡死或油壓過(guò)低而發(fā)生故障時(shí)，則無(wú)法進(jìn)行凸輪軸正時(shí)調(diào)整。相應(yīng)的凸輪軸沿“滯后”方向移動(dòng)到參考位置。發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法輸出完全功率和最大扭矩。 （6）雙氧傳感器控制 雙氧傳感器控制如圖14所示。其輸入信號(hào)包括： 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào) 空氣質(zhì)量流量計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào) 氧傳感器信號(hào) 冷卻液溫度 節(jié)氣門控制單元信號(hào) 在雙氧傳感器控制中，兩個(gè)汽缸組正確的空燃比通過(guò)兩個(gè)相互獨(dú)立的閉環(huán)控制來(lái)分別獲得。W12型發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸蓋有兩個(gè)排氣歧管。每個(gè)排氣歧管在催化轉(zhuǎn)化器的上游與下游各有一個(gè)氧傳感器。共有八個(gè)氧傳感器通知控制單元廢氣中氧的含量�？刂茊卧么诵盘�(hào)計(jì)算當(dāng)前的混合氣成分，如果偏離正常值，則調(diào)整噴油正時(shí)，此外，在怠速模式下以及在兩個(gè)部分負(fù)荷節(jié)氣門開(kāi)啟范圍內(nèi)氧傳感器控制具有適應(yīng)性。這意味著控制單元會(huì)適應(yīng)工作狀態(tài)并存儲(chǔ)學(xué)習(xí)值。 7、油箱通風(fēng)系統(tǒng) 油箱通風(fēng)系統(tǒng)如圖15所示，控制油箱通風(fēng)系統(tǒng)的輸入信號(hào)包括： 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 空氣質(zhì)量流量計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào) 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度 氧傳感器信號(hào) 節(jié)氣門控制單元信號(hào) 油箱通風(fēng)系統(tǒng)防止油箱內(nèi)產(chǎn)生的燃油蒸氣逸出到大氣中。燃油蒸氣被存儲(chǔ)在活性炭罐中。在分析輸入信號(hào)后，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1驅(qū)動(dòng)汽缸組1的電磁閥1，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元2驅(qū)動(dòng)汽缸組2的電磁閥2.儲(chǔ)存在活性炭缺罐中的燃油蒸氣通過(guò)進(jìn)氣歧管送入發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒。這會(huì)導(dǎo)致空燃比的暫時(shí)變化。氧傳感器會(huì)檢測(cè)到這種混合比的變化，并讓氧傳感器控制做出糾正調(diào)整。 |
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