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辉腾W12 型发动机管理系统结构功能及维修.pdf

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辉腾 W12 发动机 管理 系统 结构 功能 维修
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辉腾 W12型发动机管理系统 ?辉腾 W12型发动机管理系统结构、功能、及维修 ?一,简介 ?大众辉腾 W12型发动机采用 Motronic ME7.1.1管理系统,该 系统能够让发动机适应所有工况,从而用较低的燃油消耗获得较 高的功率输出。与 W8型发动机不同的是, W12型发动机中采用 了完全相同的双控制单元设计。在这种设计中,两个汽缸组被认 为是两台独立的发动机,每个控制单元只分配给一个汽缸组。由 于两个控制单元相同,而且本发动机的控制是基于特定汽缸组进 行的,所以必须给每一个控制单元指定一个汽缸组。 PIN 代码是 标识代码, J623是用于汽缸组 1的发动机控制单元 1的 Pin代码, J624是用于汽缸组 2的发动机控制单元 2的 Pin代码。发动机控制 单元 1也被 称 为 “主 控 ”,发动机控制单元 2被 称 为 “副 控 ”。控制 单元 2仅通过内部 CAN数据总线 从控制单元 1中获得 已 有 信息 。 此 内部 CAN数据总线专门 用于发动机控制单元 之间 的 信息交换 。两个 发动机控制单元 都位 于 冷却膨胀箱下右侧 的 气室 中 (图 1) 。 ?由于采用双控制单元设计, W12型发动机 增加 了用于发动机管 理系统的 内部 CAN总线 。 此内部 CAN总线 只用于 交换 这两个发动 机控制单元 之间 的 信息 。 数据 在动 力传 动系统 CAN总线上 进行 交 换 。 各 个单独的控制单元 通过总线连接成 一个 整体 系统 (图 2)。 ?二,系统概述 ?大众 W12 发动机 Motronic ME7.1.1发动机管理 系统两个控制单元系统 如图 3、 4所 示 。 ?三,子系统 ?1,燃油喷射系统 ?用于计 算喷 油 正时 的输 入信号包括 ?● 空气质量流量 计发动 机 负荷信号 ?● 进 气温度 ?● 节气门 控制单元 信号 ?● 发动机 转速传感器信 号 ?● 冷却液温度 辉腾 W12型发动机管理系统 ?● 氧传感器信号 ?● 加速踏板模块信号 燃油 泵 在燃油 箱内 ,在燃油 泵 的 作 用 下 ,燃油 通过 燃油 滤清器 进 到喷 油 器 。 此外 ,燃油 泵 2也 会根据 所 需 的燃油 量 而 另外开启 。 喷 油 器通过 一 根 燃油 轨 相 互连接 ,燃油 喷射 按照顺序 进行。控制单元用输 入信辉腾 W12型发动机管理系统 ?号 计 算 所 需 的燃油 量 以 及 各 汽缸组相应的 喷 油 时间 。 喷 油 器各 自 的 开启时间 决 定了 喷 油 量 。 压 力 调 节器 调 节 燃油 轨 中的 喷 油 压 力 , 并 控制 未使 用的燃油 回 到 油 箱 ,燃油 喷射 系统 结 构 如图 5所 示 。 2,空气质量流量计 G70与 G246以 及进气温度传感器 G42与 G299 空气质量流量 计 G70 与 传感器 G42分 别测 定汽缸组 1的进 气质量 与 进 气温度 。 空气质量流量 计 G246与 传感器 G299分 别测 定汽缸组 2的进 气质量 与进 气温度 , 其 位 置及结构 示 意 图如图 6。汽缸组 2的 传感器 G246 与 G299安装 在汽缸组 1的 上 方 (图 7)。 它们 的 信号 发给发动机控制单元 2。汽缸组 1的 传感器 G70与 G42安 装 在汽缸组 2的 上 方 。 它们 的 信号 发 送 给发动机控制单元 1.一个汽缸组的 空气门滤清器、 带 进 气温度传感器 的 空气质量流量 计 和 节气门 调 节器 安 装 在 另 一个汽缸组 上 。 ?( 1)信号 故障 的应 对策略 若 进 气温度传感器 G42或 G299失效 , 则 用 空 调 系统的 环境 温度传感器 计 算 一个 替 代 温度 , MIL 故障 指 示 灯亮起 。 若 空气质量流量 计 G70或 G246失 效 , 则 用 节气门位 置来 计 算空气质量 , 并随 之 产生 一 个 替 代 模 型。 ?3,发动机转速传感器 G28 发动机 转速传感器 G28提供 了一个 重要 的输 入 信号 , 它 位 于 变 速箱 壳 体 中,所用的 传 感器 为一个 霍尔 传感器 。 通过 扫描带 有 一 体 式 感 应 轮 的 变矩 器 盘 上 的 齿牙就 可检测 发动机 转速 与 曲轴 的 位 置 。 感 应 轮 上 的 缝隙 作 为发动机控制单元的 参 考 标 记 。发动机 转速传感器 G28直 接 与两个发动机控制单元相 连 。这 意味着 它将 发动机 速信号 同 时传 递 给发动机控制单元 1和 发动机控制单元 2. ?故障 应 对策略:若 此传感器 失效仍可 以 继续驾驶 。 但 是,在 下 次尝试重新 启 动 时 , 则 不能 启 动发动机。 辉腾 W12型发动机管理系统 ?4,燃油泵 G6与 G23 ?油 箱 的两个油 室 中 都 含 有一个 电 动燃油 泵 和 一个输 送 泵 (图 8)。燃油 泵 G23是 主 油 泵 。 当 发动机 运 转时 , 它 为发动 机 负 载 与发动机 转速 较高 时 , 辅 助 燃油 泵 G6也 会开启 ,以 便 快 速 建 立油 压 。在 压 力 调 节器 的 帮助 下 , 电 动燃油 泵 G6 与 G23产生 一个 400kPa的燃油系统 压 力 , 并 由发动机控制单元 1驱 动。输 送 泵 1将 燃油从 主 油 室 输 送 到 燃油 泵 G6所在的 预 供 油 箱 中,而输 送 泵 2将 燃油从 副 油 室泵入 燃油 泵 G23所在 的 预 供 油 箱 中。 ?故障 应 对策略:若其 中一个 泵 失效 ,发动机 性 能 将 因 为 缺 油而 降 低。这 样 就 无法 获得 最 高 转速 。发动机在高 转速 动 转时 不 平稳 。 ?5,喷油器 ?发动机控制单元 根据 点火 顺序 启 动 喷 油 器 ,发动机控制单元 1启 动汽缸组 1的 喷 油 器 N30、 N31、 N32、 N33、 N83、 N84,发动机控制 单元 2启 动汽缸组 2的 喷 油 器 N85、 N86、 N299、 N300、 N301、 N302(图 9) 。所有 喷 油 器 用 固 定 夹 直 接 固 定 在一 根 菜 用燃油 轨上 。 并 在相应进 气门入 口前 直 接喷射 微小 的 雾化 燃 油 颗粒 。 ?故障 应 对策略:若 有 喷 油 器 堵 塞 , 诊断 系统 将 会 检测 到空 燃 比偏 离 正 常值 。燃油 供 应中 断 ,发动机 的输出功率 随 之 降 低,发动机控制 单元中 记 录 一个 故障 。 ?6,点火系统 ?点火 系统 结构 如图 10所 示 ,用 于计 算 点火 时 刻 的输 入信号包括 : ?● 发动机 转速传感器信号 ?● 空气质量流量 计发动机 负 荷信号 ?● 节气门 控制单元 信号 ? ● 冷却液温度 ?● 爆震 传感器信号 ?● 霍尔 传感器信号 ?点火 时 刻 由 存储 在发动机控制辉腾 W12型发动机管理系统 ?单元 存储 器 中 存储 的 图 谱 计 算 。发动机控制单元也 将 输 入信号 考 虑 在 内 。 ?( 1) 单 火花点火 线 圈 ?每个单 火花点火 线 圈 中 都 将 输出 极 与 点火 线 圈 结 合 在 其 中,这 样 发动机管理系统 可 单独管理。 ?每个汽缸的 点火 ,单 火花点火 线 圈 只 通过 火花塞释放 一个 点火火花 。 ?故障 的应 对策略:若 一个 点火 线 圈 失效 , 诊断 系统 将 会 检测 到 混合 气 比偏离 正 常值 。发动机动 转 的 输出功率 降 低,且发动机控 制单元 记 录 一个 故障 。 ?( 2) 爆震 控制 ?爆震 控制系统 结构 如图 11所 示 。 W12型发动 机的每个汽缸组 上 有两个 爆震 传感器 。 它们 连接 在 曲 轴 箱上 。所有 连接 插头 与 插 座 都 带 有 色 标,以 避免 将 传 感器 与发动机 线 束 中的 插 头混淆 。 利 用 霍尔 信号 , 爆 震 信号 被 选择性地 指定给 各 个汽缸。 若 爆震 传感器 检 测 到 某 个汽缸中发 生 爆震 , 那么 发动机管理系统 将 改 变 该汽缸的 点火 时 刻 ( 点火 提 前角向 “ 滞后 ” 方 向 调 节) , 直 至 不 再 发 生 爆震 。 若 确 认该汽缸中 没 有 继续 发 生 爆震 的 趋势 时 , 那么 控制单元 将其 点火 提 前角恢复 到 最初 位 置 ( 向 “ 提 前 ” 方 向 调 节) 。 ?故障 应 对策略:若 一个 爆震 传感器 失效 ,汽缸组的 点火 提 前角 将 向 “ 滞后 ” 方 向 调 节到 一个 安 全 的 点火 提 前角 。这 样 也 会 造 成 燃油 消耗 增加 。 若 所有的 爆震 传感器 失 效 ,发动机管理系统 将 进行 紧急爆 震 控制, 此时 的 点火 提 前角 通 常 进 行 滞后 调 整 且 无法 获得发动机的全 部 功率。 ?( 3) 可变 气门正时 ?可变 气门正时 系统 结构 如 图 12所 示 。 其 输 入信号包括 : ?● 霍尔 传感器信号 ?● 发动机 转速传感器信号 辉腾 W12型发动机管理系统 ?● 空气质量流量 计发动机 负荷信号 ?● 冷却液温度 ?● 机油 温度 ?要 进行 可变 气门正时 调 节时 ,发动机控制单元 需 要 通过 动 力传 动系统 CAN总线 获得发动机 转速 ,发动机 负 荷 ,发动机 温度 , 曲轴 与 凸 轮轴 位 置 信息 , 还 有 来自 组 合仪表 的机油 温度信息 。 根据 运 行 阶段 的不同,发 动机控制单元 1负 责驱 动汽缸组 1的 电 磁阀 。发动机控制单元 2负 责驱 动汽缸组 2的 电 磁阀 。发动机机油 经 过 中 央 壳 体 中的油 道 进 到 叶 轮调 节器 。 叶 轮调 节器 按照 发动机控制单元中的 默 认设 置 转 动 并调 节 凸 轮轴 。 凸 轮轴 的 调 节 是 按照 控制单元中的 图 谱 来 进行的。进 气 与 排 气 凸 轮轴 都 可 连 续调 节 。 ?故障 应 对策略:若 清 除 了 故障 代码 存储 器 , 则 凸 轮轴 的 调 节量 也被 清 除 。这 样 就 需 要 进行 凸 轮轴 正时 调 节 。 若 没 有 做 相应 调 节 , 没 有 调 节 凸 轮轴 正时 , 就 会 使 发动机的 性 能 明显 下 降 。 ?( 4) 霍尔 传感器 G40、 G163、 G300、 G301 ?霍尔 传感器位 于发动机 正时 链条罩 中, 它们 的 任务 就 是 通 知 发动机控制单元进 气 与 排 气 凸 轮轴 的 位 置 。 因 此 , 它们扫描 位 于相应 凸 轮轴 上 的一个 快 速启 动 感 应 轮 ,发动机控制单元 1用 霍尔 传感器 G40来检测 汽缸 组 1的进 气 凸 轮轴 的 位 置 ,用 G300检测 汽缸组 1的 排 气 凸 轮轴 位 置 。发动机控制单元 2用 霍尔 传感器 G163 来检测 汽缸组 2 的 排 气 凸 轮轴 位 置 。 霍尔 传感器 为 可变 气门正时 调 节 提供 输 入信号 。为了计 算喷 油 正时 与 点火 时 刻 ,发动机控制单元 1处 理 来自 传感器 G40的 信号 ,发动机控制单元 2处 理 来自 传感器 G163的 信 号 。 ?故障 应 对策略: 一个 传感器 失效 会 使 相 关 汽缸组中的 可变 气门正时 调 节 停止 。 凸 轮轴 位 于 自 己 的 参考 位 置 (紧 急 运 转位 置 )。发动机的输出 扭 矩 下 降 。 ?( 5) 进 气 凸 轮轴 正时 调 节 阀 1 N205 与 阀 2 N208和 排 气 凸 轮轴 正时 调 节、 阀 1 N308与 阀 2 N319 ?这 些 电 磁阀 内 置 在 可变 气门正时 中 央 壳 体 中 (图 13)。 它们 根据 发动机 控制单元 1对 汽缸 1的 默 认设 置或 发 动机控制单元 2对 汽缸组 2的 默 认设 置 , 按照调 节 方 向 与 调 节 距 离 给 凸 轮 轴调 节器 分配油 压 ,进 气 凸 轮轴可 以 在 52° 的 范围 内连 续调 节 。同 样 , 排 气 凸 轮轴可 以在 22° 的 范围 内连 续调 节 。汽缸组 1中用于 连 续调 节 进 气 与 排 气 凸 轮轴 的 阀 门 N205与 N318由发动机控制单元 1驱 动。汽缸组 2中用于 连 续调 节 进 气 与 排 气 凸 轮 轴 的 阀 门 N208与 N319由发动机控制单元 2驱 动。 ?故障 应 对策略:若 到 凸 轮轴调 节器 的 电 线 有 故障或 都 某 个 凸 轮轴调 节器 由于机 械卡死 或 油 压 过 低而发 生故 障 时 , 则 无法 进行 凸 轮轴 正时 调 整 。相应的 凸 轮轴 沿 “ 滞后 ” 方 向 移 动 到 参考 位 置 。发动机 无法 输出完全 功率 和 最 大 扭 矩 。 ?( 6) 双 氧传感器 控制 ?双 氧传感器 控制 如图 14所 示 。 其 输 入信号包括 : 辉腾 W12型发动机管理系统 ?● 发动机 转速传感器信号 ?● 空气质量流量 计发动机 负荷信号 ?● 氧传感器信号 ?● 冷却液温度 ?● 节气门 控制单元 信号 ?在双 氧传感器 控制中,两个汽缸组 正 确 的 空 燃 比 通过 两个相 互 独立的 闭 环 控制 来 分 别 获得。 W12型发动机的 每个汽缸 盖 有两个 排 气 歧 管。每个 排 气 歧 管在 催 化 转 化 器 的 上 游 与 下 游 各 有一个 氧传感器 。 共 有 八 个 氧传感 器通 知 控制单元 废 气 中 氧 的 含 量 。控 制单元用 此信号 计 算 当 前 的 混合 气 成 分, 如 果 偏离 正 常值 , 则调 整喷 油 正时 , 此外 ,在 怠 速模 式 下 以 及 在两 个 部 分 负荷节气门开启 范围 内氧传 感器 控制 具 有适应 性 。这 意味着 控制 单元 会 适应工 作 状态 并 存储 学习 值 。 ?7、油箱通风系统 ?油 箱通 风 系统 如图 15所 示 ,控制油 箱通 风 系统的输 入信号包括 : ?● 发动机 转速 ?● 空气质量流量 计发动机 负荷信号 ?● 发动机 温度 ?● 氧传感器信号 ?● 节气门 控制单元 信号 ?油 箱通 风 系统 防止 油 箱内 产生 的燃 油 蒸 气 逸 出 到 大 气 中。燃油 蒸 气 被 存 储 在 活 性 炭罐 中。在分 析 输 入信号 后 ,发动机控制单元 1驱 动汽缸组 1 的 电 磁阀 1,发动机控制单元 2驱 动 汽缸组 2的 电 磁阀 2.储存 在 活 性 炭 缺 罐 中的燃油 蒸 气通过 进 气 歧 管 送 入 发动机中燃 烧 。这 会 导致 空 燃 比 的 暂 时 变 化 。 氧传感器会 检测 到 这种 混合 比 的 变 化 , 并 让 氧传感器 控制 做 出 纠 正 调 整 。

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