电控发动机原理

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车型发动机排量燃油喷射位置发动机系列新嘉年华（B299）1.3L进气管喷射Duratec1.5L进气管喷射Duratec蒙迪欧-致胜（CD345）2.0L进气管喷射Duratec2.3L进气管喷射Duratec2.0T缸内直喷Ecoboost经典福克斯（C307）1.8L进气管喷射Duratec2.0L进气管喷射DuratecS-MAX（CD340）2.3L进气管喷射Duratec新福克斯（C346）1.6L进气管喷射Duratec2.0L缸内直喷Duratec发动机概述发动机概述1.Duratec-HE系列1.3L/1.5L发动机项目参数Duratec-HE发动机1.3L1.5L点火顺序1-3-4-21-3-4-2缸径（mm）7478行程（mm）78.478.4压缩比10.0：110.0：1排量（ml）13491498怠速650-750rpm650-750rpm节气门电子节气门电子节气门进气系统IMSCIMSC和IMRC点火系统COPCOP凸轮轴驱动方式链条驱动链条驱动可变气门正时无无发动机概述2.

Duratec系列1.6L发动机（Sigma）项目参数Duratec-HE16V发动机1.6L废气排放量级V/级IV点火顺序1-3-4-2缸径（mm）79.0mm行程（mm）81.4mm发动机排量1596cm³压缩比11:1动力输出92kW(125PS)/6300rpm转矩159Nm/4000rpm怠速800±100rpm发动机概述3.Duratec系列1.8L/2.0L发动机项目参数Duratec-HE发动机1.8L2.0L燃油种类汽油,RON93汽油,RON93点火顺序1-3-4-21-3-4-2缸径(mm)8387.5行程(mm)83.183.1排量(ml)17981998压缩比10.8:110.8:1节气门电子节气门电子节气门怠速(rpm)700±50700±50进气系统IMSC和IMRCIMSC和IMRC点火系统COPCOP燃油喷射PFI(顺序)PFI(顺序)凸轮轴驱动方式链条驱动链条驱动可变气门正时无无发动机概述4.Duratec系列2.3L发动机项目参数Duratec-HE发动机2.3L点火顺序1-3-4-2排放标准欧IV缸径(mm)87.5mm行程(mm)94mm排量(ml)2260压缩比10.6：1节气门电子节气门怠速(rpm)700±50进气系统IMSC和IMRC点火系统COP凸轮轴驱动方式链条驱动可变气门正时进气VCT发动机概述5.Duratec系列2.0L直喷发动机项目参数Duratec发动机2.0L废气排放量V/级IV点火顺序1-3-4-2缸径（mm）87.5mm行程（mm）83.1mm发动机排量1999cm³压缩比12:1最大动力输出在6600rpm125kW(170ps)最大扭距在4450rpm202Nm怠速750±100rpm最大机油消耗0.5L/1000km发动机概述6.Ecoboost系列2.0T直喷发动机项目参数点火顺序1-4-3-2排放水平欧V缸径（mm）87.5行程（mm）83.1排量（ml）1999压缩比10:1最大输出功率149kW(203PS)/6000rpm最大输出扭矩300Nm/1750-4000rpm怠速760可变气门正时进、排气VCT凸轮轴驱动方式链条驱动发动机概述思考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反馈传感器传感器控制模块执行器输入输出电控系统工作原理

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IMRCIMRC–进气歧管气道控制（IntakeManifoldRunnerControl）IMSC–进气歧管涡旋控制（IntakeManifoldSwirlControl）进气系统相关元件1.8L发动机体上IMSC与IMRC的布置

IMSC电磁阀IMRC电磁阀进气系统相关元件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

车型工作条件电磁阀阀门1.8L/2.0L2.3L常态断电打开钥匙打开通电打开1.8L/2.0L转速升高超过2750RPM断电打开转速降低超过2500RPM通电关闭负荷增大接近100%断电打开负荷减小，同时转速低于2500RPM通电关闭2.3L转速升高超过2500RPM断电打开转速降低超过2350RPM通电关闭负荷增大接近100%断电打开负荷减小，同时转速低于2350RPM通电关闭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

车型工作条件电磁阀阀门1.8L/2.0L/2.3L常态断电打开钥匙打开通电打开1.8L/2.0L转速升高超过4750RPM断电打开转速降低超过4500RPM通电关闭2.3L转速升高超过4500RPM断电打开转速降低超过4350RPM通电关闭IMSC与IMRC诊断与维修

进气系统相关元件进气系统相关元件状态电磁阀真空通断翼板KEYOFFIMRC无电无真空打开IMSC无电无真空打开KEYONIMRC有电无真空打开IMSC有电无真空打开RUNIMRC4500转时断电打开翼板IMSC2750转时断电打开翼板小结

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（0~5V）为负斜率信号TP2（0~5V）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“SPEEDLIMITEDMODE”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加速踏板未踩下APP1APP2加速踏板部分踩下APP1APP2进气系统相关元件APP1APP2加速踏板完全踩下APP1、APP2都是正斜率信号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

进气系统相关元件新嘉年华APP传感器针脚颜色功能1蓝/灰电压为5V2黄/绿搭铁回路3蓝/白随着踏板踩下，电压信号由1.1V增大到3.4V4绿/橙电压为5V5紫/绿搭铁回路6黄/橙随着踏板踩下，电压信号由1.7V增大到4.0VAPP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：“ACCELERATIONREDUCED”（加速降低）两个APP信号出问题：PCM会将发动机转速控制在1500-4000rpm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：“SPEEDLIMITEDMODE”（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TP

1TP

2ABSECU电子节气门总成APP1-2PCMHS-CAN驱动齿轮节气门节气门电机负荷和水温等信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针脚颜色功能1蓝/白电机电源线，节气门逐渐打开时占空比逐渐升高2绿/黄电机回路线，同时此线供电会使电机反转，从而可以协助回位弹簧工作，使电机的位置可以得到精确控制3绿/橙搭铁回路4绿/白TP1信号，随节气门开度增大，电压由3.9V降至0.5V5绿/红电压为5V6红/黄TP2信号，随节气门开度增大，电压由1.1V升至4.5V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（２分钟）自动变速器在D档，（２分钟）自动变速器在D档，开空调（２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

序号油路１油泵油压２提前腔油压３延时腔油压４泻压油路电磁线圈滑动阀作动器定位销④①②③④VCT系统油压控制电磁阀（OCV）

VCT系统3.VCT系统的控制活塞线圈油压线轴阀体泻油口ToVVT-I控制器(提前侧)

(延迟侧)发动机控制模块VCT控制方式

PCM

曲轴位置传感器节气门位置传感器凸轮轴正时控制电磁阀空气流量计实际气门正时车速传感器凸轮轴位置传感器水温传感器目标气门正时修正占空比控制反馈进气压力传感器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OCV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100mA2）反馈模式VCT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100mA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

涡轮增压系统带有整体式涡轮增压器的排气歧管涡轮增压真空执行器

增压压力控制电磁阀涡轮增压-排气歧管涡轮增压旁通风门阀

回风阀机油进油口冷却水进水口涡轮增压器废气排气口

(去往三元催化器)废气管路涡轮增压器涡管风箱涡轮增压出气口

(去往内部增压空气冷却器)涡轮增压进气口

(来自空滤)外壳体内壳体带有整体式涡轮增压器的排气歧管（空气流向）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）CKP1.8L发动机CKP波形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）

压力电压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1.6LSigma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．低压燃油系统缸内直喷燃油系统GEMFPDMPCMFPSHDP5回压阀漏嘴

(Ø=0.55mm)油泵油滤UBatt过压阀(8.3…9.3bar)油压传感器油泵控制单元PWM信号(低)

给FPDMPWM(高)给油泵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

燃油压力375-450kPa燃油保持压力250kPa喷油嘴电阻12欧姆（20℃）喷油嘴的喷油量257-331ml/min油箱容积40L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CKP、CMPPCM点火线圈爆震传感器火花塞点火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，LOAD，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１、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３、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２、线圈检查查看线圈有无破损测量初级线圈的电阻利用ＣＯＰ应力测试判断线圈的性能点火系统诊断与维修点火系统类型COP点火提前电子控制点火顺序1―3―4―2

(各缸独自点火)点火线圈初级线圈阻值Ohms0.45―1.15次级线圈阻值KiloOhms5.0―6.0火花塞类型DENSO―NGKITR6F13火花塞间隙KiloOhms1.25―1.35经典福克斯点火系统参数点火系统诊断与维修新嘉年华点火系统参数火花塞间隙（标准）1.20-1.40mm火花塞间隙（新的）1.20-1.30mm火花塞电阻（25℃）3.0-7.5KΩ点火正时约为TDC前6度CKP安装间隙0.5-1.5mm

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