大眾輝騰W12型發動機管理系統結構、功能、及維修

www.guilinhy.com 來源：互聯網作者：流金歲月在明類別：品牌汽車維修時間：2006-11-03

    一，簡介
    大眾輝騰W12型發動機采用Motronic ME7.1.1管理系統，該系統能夠讓發動機適應所有工況，從而用較低的燃油消耗獲得較高的功率輸出。與W8型發動機不同的是，W12型發動機中采用了完全相同的雙控制單元設計。在這種設計中，兩個汽缸組被認為是兩臺獨立的發動機，每個控制單元只分配給一個汽缸組。由于兩個控制單元相同，而且本發動機的控制是基于特定汽缸組進行的，所以必須給每一個控制單元指定一個汽缸組。PIN代碼是標識代碼，J623是用于汽缸組1的發動機控制單元1的Pin代碼，J624是用于汽缸組2的發動機控制單元2的Pin代碼。發動機控制單元1也被稱為“主控”，發動機控制單元2被稱為“副控”。控制單元2僅通過內部CAN數據總線從控制單元1中獲得已有信息。此內部CAN數據總線專門用于發動機控制單元之間的信息交換。兩個發動機控制單元都位于冷卻膨脹箱下右側的氣室中（圖1）。
    由于采用雙控制單元設計，W12型發動機增加了用于發動機管理系統的內部CAN總線。此內部CAN總線只用于交換這兩個發動機控制單元之間的信息。數據在動力傳動系統CAN總線上進行交換。各個單獨的控制單元通過總線連接成一個整體系統（圖2）。
    二，系統概述
    大眾W12發動機Motronic ME7.1.1發動機管理系統兩個控制單元系統如圖3、4所示。
    三，子系統
    1，燃油噴射系統
    用于計算噴油正時的輸入信號包括
    空氣質量流量計發動機負荷信號
    進氣溫度
    節氣門控制單元信號
    發動機轉速傳感器信號
    冷卻液溫度
    氧傳感器信號
    加速踏板模塊信號
    燃油泵在燃油箱內，在燃油泵的作用下，燃油通過燃油濾清器進到噴油器。此外，燃油泵2也會根據所需的燃油量而另外開啟。噴油器通過一根燃油軌相互連接，燃油噴射按照順序進行。控制單元用輸入信號計算所需的燃油量以及各汽缸組相應的噴油時間。噴油器各自的開啟時間決定了噴油量。壓力調節器調節燃油軌中的噴油壓力，并控制未使用的燃油回到油箱，燃油噴射系統結構如圖5所示。
    2，空氣質量流量計G70與G246以及進氣溫度傳感器G42與G299
    空氣質量流量計G70與傳感器G42分別測定汽缸組1的進氣質量與進氣溫度。空氣質量流量計G246與傳感器G299分別測定汽缸組2的進氣質量與進氣溫度，其位置及結構示意圖如圖6。汽缸組2的傳感器G246與G299安裝在汽缸組1的上方（圖7）。它們的信號發給發動機控制單元2。汽缸組1的傳感器G70與G42安裝在汽缸組2的上方。它們的信號發送給發動機控制單元1.一個汽缸組的空氣門濾清器、帶進氣溫度傳感器的空氣質量流量計和節氣門調節器安裝在另一個汽缸組上。
    （1）信號故障的應對策略
    若進氣溫度傳感器G42或G299失效，則用空調系統的環境溫度傳感器計算一個替代溫度，MIL故障指示燈亮起。若空氣質量流量計G70或G246失效，則用節氣門位置來計算空氣質量，并隨之產生一個替代模型。
    3，發動機轉速傳感器G28
    發動機轉速傳感器G28提供了一個重要的輸入信號，它位于變速箱殼體中，所用的傳感器為一個霍爾傳感器。通過掃描帶有一體式感應輪的變矩器盤上的齒牙就可檢測發動機轉速與曲軸的位置。感應輪上的縫隙作為發動機控制單元的參考標記。發動機轉速傳感器G28直接與兩個發動機控制單元相連。這意味著它將發動機速信號同時傳遞給發動機控制單元1和發動機控制單元2.
    故障應對策略：若此傳感器失效仍可以繼續駕駛。但是，在下次嘗試重新啟動時，則不能啟動發動機。
    4，燃油泵G6與G23
    油箱的兩個油室中都含有一個電動燃油泵和一個輸送泵（圖8）。燃油泵G23是主油泵。當發動機運轉時，它為發動機負載與發動機轉速較高時，輔助燃油泵G6也會開啟，以便快速建立油壓。在壓力調節器的幫助下，電動燃油泵G6與G23產生一個400kPa的燃油系統壓力，并由發動機控制單元1驅動。輸送泵1將燃油從主油室輸送到燃油泵G6所在的預供油箱中，而輸送泵2將燃油從副油室泵入燃油泵G23所在的預供油箱中。
    故障應對策略：若其中一個泵失效，發動機性能將因為缺油而降低。這樣就無法獲得最高轉速。發動機在高轉速動轉時不平穩。
    5，噴油器
    發動機控制單元根據點火順序啟動噴油器，發動機控制單元1啟動汽缸組1的噴油器N30、N31、N32、N33、N83、N84,發動機控制單元2啟動汽缸組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。并在相應進氣門入口前直接噴射微小的霧化燃油顆粒。
    故障應對策略：若有噴油器堵塞，診斷系統將會檢測到空燃比偏離正常值。燃油供應中斷，發動機的輸出功率隨之降低，發動機控制單元中記錄一個故障。
    6，點火系統
    點火系統結構如圖10所示，用于計算點火時刻的輸入信號包括：
    發動機轉速傳感器信號
    空氣質量流量計發動機負荷信號
    節氣門控制單元信號
    冷卻液溫度
    爆震傳感器信號
    霍爾傳感器信號
    點火時刻由存儲在發動機控制單元存儲器中存儲的圖譜計算。發動機控制單元也將輸入信號考慮在內。
    （1）單火花點火線圈
    每個單火花點火線圈中都將輸出極與點火線圈結合在其中，這樣發動機管理系統可單獨管理。
    每個汽缸的點火，單火花點火線圈只通過火花塞釋放一個點火火花。
    故障的應對策略：若一個點火線圈失效，診斷系統將會檢測到混合氣比偏離正常值。發動機動轉的輸出功率降低，且發動機控制單元記錄一個故障。
    （2）爆震控制
    爆震控制系統結構如圖11所示。W12型發動機的每個汽缸組上有兩個爆震傳感器。它們連接在曲軸箱上。所有連接插頭與插座都帶有色標，以避免將傳感器與發動機線束中的插頭混淆。利用霍爾信號，爆震信號被選擇性地指定給各個汽缸。若爆震傳感器檢測到某個汽缸中發生爆震，那么發動機管理系統將改變該汽缸的點火時刻（點火提前角向“滯后”方向調節），直至不再發生爆震。若確認該汽缸中沒有繼續發生爆震的趨勢時，那么控制單元將其點火提前角恢復到最初位置（向“提前”方向調節）。
    故障應對策略：若一個爆震傳感器失效，汽缸組的點火提前角將向“滯后”方向調節到一個安全的點火提前角。這樣也會造成燃油消耗增加。若所有的爆震傳感器失效，發動機管理系統將進行緊急爆震控制，此時的點火提前角通常進行滯后調整且無法獲得發動機的全部功率。
    （3）可變氣門正時
    可變氣門正時系統結構如圖12所示。其輸入信號包括：
    霍爾傳感器信號
    發動機轉速傳感器信號
    空氣質量流量計發動機負荷信號
    冷卻液溫度
    機油溫度
    要進行可變氣門正時調節時，發動機控制單元需要通過動力傳動系統CAN總線獲得發動機轉速，發動機負荷，發動機溫度，曲軸與凸輪軸位置信息，還有來自組合儀表的機油溫度信息。根據運行階段的不同，發動機控制單元1負責驅動汽缸組1的電磁閥。發動機控制單元2負責驅動汽缸組2的電磁閥。發動機機油經過中央殼體中的油道進到葉輪調節器。葉輪調節器按照發動機控制單元中的默認設置轉動并調節凸輪軸。凸輪軸的調節是按照控制單元中的圖譜來進行的。進氣與排氣凸輪軸都可連續調節。
    故障應對策略：若清除了故障代碼存儲器，則凸輪軸的調節量也被清除。這樣就需要進行凸輪軸正時調節。若沒有做相應調節，沒有調節凸輪軸正時，就會使發動機的性能明顯下降。
    （4）霍爾傳感器G40、G163、G300、G301
    霍爾傳感器位于發動機正時鏈條罩中，它們的任務就是通知發動機控制單元進氣與排氣凸輪軸的位置。因此，它們掃描位于相應凸輪軸上的一個快速啟動感應輪，發動機控制單元1用霍爾傳感器G40來檢測汽缸組1的進氣凸輪軸的位置，用G300檢測汽缸組1的排氣凸輪軸位置。發動機控制單元2用霍爾傳感器G163來檢測汽缸組2的排氣凸輪軸位置。霍爾傳感器為可變氣門正時調節提供輸入信號。為了計算噴油正時與點火時刻，發動機控制單元1處理來自傳感器G40的信號，發動機控制單元2處理來自傳感器G163的信號。
    故障應對策略：一個傳感器失效會使相關汽缸組中的可變氣門正時調節停止。凸輪軸位于自己的參考位置(緊急運轉位置)。發動機的輸出扭矩下降。
    （5）進氣凸輪軸正時調節閥1 N205與閥2 N208和排氣凸輪軸正時調節、閥1 N308與閥2 N319
    這些電磁閥內置在可變氣門正時中央殼體中（圖13）。它們根據發動機控制單元1對汽缸1的默認設置或發動機控制單元2對汽缸組2的默認設置，按照調節方向與調節距離給凸輪軸調節器分配油壓，進氣凸輪軸可以在52°的范圍內連續調節。同樣，排氣凸輪軸可以在22°的范圍內連續調節。汽缸組1中用于連續調節進氣與排氣凸輪軸的閥門N205與N318由發動機控制單元1驅動。汽缸組2中用于連續調節進氣與排氣凸輪軸的閥門N208與N319由發動機控制單元2驅動。
    故障應對策略：若到凸輪軸調節器的電線有故障或都某個凸輪軸調節器由于機械卡死或油壓過低而發生故障時，則無法進行凸輪軸正時調整。相應的凸輪軸沿“滯后”方向移動到參考位置。發動機無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。其輸入信號包括：
    發動機轉速傳感器信號
    空氣質量流量計發動機負荷信號
    氧傳感器信號
    冷卻液溫度
    節氣門控制單元信號
    在雙氧傳感器控制中，兩個汽缸組正確的空燃比通過兩個相互獨立的閉環控制來分別獲得。W12型發動機的每個汽缸蓋有兩個排氣歧管。每個排氣歧管在催化轉化器的上游與下游各有一個氧傳感器。共有八個氧傳感器通知控制單元廢氣中氧的含量。控制單元用此信號計算當前的混合氣成分，如果偏離正常值，則調整噴油正時，此外，在怠速模式下以及在兩個部分負荷節氣門開啟范圍內氧傳感器控制具有適應性。這意味著控制單元會適應工作狀態并存儲學習值。
    7、油箱通風系統
    油箱通風系統如圖15所示，控制油箱通風系統的輸入信號包括：
    發動機轉速
    空氣質量流量計發動機負荷信號
    發動機溫度
    氧傳感器信號
    節氣門控制單元信號
    油箱通風系統防止油箱內產生的燃油蒸氣逸出到大氣中。燃油蒸氣被存儲在活性炭罐中。在分析輸入信號后，發動機控制單元1驅動汽缸組1的電磁閥1，發動機控制單元2驅動汽缸組2的電磁閥2.儲存在活性炭缺罐中的燃油蒸氣通過進氣歧管送入發動機中燃燒。這會導致空燃比的暫時變化。氧傳感器會檢測到這種混合比的變化，并讓氧傳感器控制做出糾正調整。