[交通运输]Prado1GRFE发动机.ppt

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1、,1GR-FE 发动机,1GR-FE 发动机,总述发动机本体气门机构润滑系统冷却系统进、排气系统燃油系统点火系统起动系统充电系统发动机控制系统,1GR-FE 发动机,总述适用车型和下线时间4Runner:2002年11月PRADO:2003年1月 下线车型,废止,1GR-FE 发动机,总述概述V6(60-度),4.0-升,24-气门,双顶置凸轮轴,带VVT-i 汽油发动机,1GR-FE 发动机,总述概述-特性,塑料型供油管,3条正时链,铝合金铸造缸体,两层式进气歧管,热塞式火花塞,激光焊接ACIS气门,机油滤清器带底座朝上位于发动上,1GR-FE 发动机,总述规范,1GR-FE 发动机,总述规

2、范,1GR-FE 发动机,发动机本体缸体采用铝合金铸造缸体以减轻重量,1GR-FE 发动机,发动机本体缸体气缸之间的水道冷却缸体,水道,往缸盖,水套,1GR-FE 发动机,发动机本体缸体采用外表带刺状的汽缸套以提高冷却性能,约 1.0 mm(0.039 in.),增加粘合性能和接触面积,横截面,外面,汽缸套,1GR-FE 发动机,发动机本体PVC（曲轴箱强制通风）更高的通风性能用以防止机油的退化,来自空气滤清器,到进气室,PCV 阀,气流从左边进入右边,服务要点,发动机本体缸盖特点,取消了火花塞套管,缸盖螺丝孔在凸轮轴轴颈下方（RH 列）,前,1GR-FE 发动机,发动机本体活塞左右列汽缸使用

3、相同的活塞,圆形面,油环（3片）,锥形面,服务要点,发动机本体曲轴轴承曲轴轴颈使用不同宽度的铝合金轴承,微小凹槽,1号和4号轴颈,2号和3号轴颈,19.0 mm(0.75 in.),22.4 mm(0.88 in.),1GR-FE 发动机,气门机构概要3条正时链驱动左、右两列的进、排气凸轮轴,进气凸轮轴,排气凸轮轴,1级链条,VVT-i 控制器,2级链条(右侧）,2级链条(左侧）,1GR-FE 发动机,气门机构正时链采用9.525mm节距的滚子链,曲轴,链轮齿惰轮,自动张紧器(右侧),自动张紧器(右侧),自动张紧器,喷油孔,1级链条,2级链条(右侧）,2级链条(左侧）,1GR-FE 发动机,气

4、门机构链条张紧器1级链条张紧器采用防反转的棘轮机构,维修窗口便于拆卸和更换,1GR-FE 发动机,气门机构链条张紧器2级链条张紧器,右侧,左侧,铁线,弹簧,钢珠,油压(来自汽缸盖),链条张紧器,服务要点,气门机构正时链条正时标记(1级链条),曲轴1号缸上止点,服务要点,气门机构正时链条正时标记(右侧2级级链条),将定位销对准链轮的标记孔,链轮上的标记点,服务要点,气门机构正时链条正时标记(左侧2级链条),2点标记,将定位销对准链轮的标记孔,1GR-FE 发动机,润滑系统机油泵采用紧凑、高性能的摆线转子型机油泵,利用摆线曲线,1GR-FE 发动机,润滑系统机油壳机油壳由两部分组成,机油壳 No.

5、1(铝合金),机油壳No.2(钢板),油道,去机油泵,滤网,机油液位感应器,1GR-FE 发动机,润滑系统喷油孔有3个喷油孔用于润滑和冷却6个活塞,单向阀,去活塞(右排),去活塞(左排),机油,喷油孔,缸体,1GR-FE 发动机,润滑系统机油滤清器底座带有排放管的机油滤清器底座，更换机油虑清器时要用容器接住放出的机油。,排放管,容器,机油,机油滤清器底座,排放管,1GR-FE 发动机,冷却系统机油冷却器4Runner:for A 拖车包 onlyPRADO:for Q(A/T),-V only,机油冷却器,机油滤清器,机油滤清器底座,管道,水泵,1GR-FE 发动机,冷却系统进水口采用塑料型进

6、水口以减轻重量,进水口,节温器,水泵,1GR-FE 发动机,冷却系统冷却风扇耦合器3-级温度控制液力耦合器,双金属片,线性,1GR-FE 发动机,进、排气系统空气清新器碳素过滤器吸收碳氢化物（HC）以减轻燃油蒸发排放(限美国车型),碳素过滤器(免维护),新鲜空气,去节气门体,带共振室的空气虑清器外壳,1GR-FE 发动机,进、排气系统进气室ACIS 阀与激光焊接的塑料型进气室连成一体,塑料,ACIS 阀,激光焊接,参考,进、排气系统进气室激光焊接,激光传播材料(ACIS 阀侧),激光吸收材料(进气室侧),激光束,加热并熔化激光吸收材料,通过加热激光吸收材料熔化激光传播材料,最终两种材料都被熔化

7、,1GR-FE 发动机,进、排气系统进气歧管-两层式的进气歧管,上部,下部,橡胶垫圈,粘合剂,铸铝,参考,进、排气系统进气歧管该零件不可分解,特殊螺栓,1GR-FE 发动机,进、排气系统三元催化转换器（TWC）采用4个三元催化转换器（TWC）以符合排放法规,三元催化转换器,主消声器,副消声器,1GR-FE 发动机,进、排气系统排气歧管TWC 与排气歧管联成一体,TWC,TWC,左边,右边,1GR-FE 发动机,燃油系统概要塑料型供油管以减轻重量,燃油压力调节器,喷油嘴,供油管,燃油软管,脉冲衰减器,到燃油箱,自燃油箱来,1GR-FE 发动机,燃油系统燃油喷嘴紧凑型12孔喷嘴以获得更好的雾化效果

8、,12孔,服务要点,燃油系统燃油喷嘴供油管材料变为塑料，采用新的SST,夹子:09268-41400,适配器:09268-41140,喷嘴的检测,1GR-FE 发动机,燃油系统燃油滤清器油箱内置型燃油滤清器美国车型（-A）管路型燃油滤清器其他地区车型（-W，-Q，-V，-）,管路型(-W,-Q,-V,-_),油箱内置型(-A),燃油滤清器,1GR-FE 发动机,燃油系统燃油箱多层塑料燃油箱以符合 LEV II 法规,前,截面,多层,4Runner:All ModelPRADO:5-door Model(Main Tank)only,外侧,内侧,参考,燃油系统燃油箱多层,外侧,内侧,HDPE(高

9、密度聚乙烯）,耐磨、抗压材料,粘合剂,EVOH(Ethylene Vinyl Alcohol Copolymer),粘合剂,HDPE(高密度聚乙烯）,外侧,内侧,1GR-FE 发动机,点火系统火花塞热塞型火花塞提高缸盖的冷却性能,加长水套,热塞,普通型,较长,中心电极:普通型,1GR-FE 发动机,点火系统DIS(直接点火系统)该发动机采用直接点火系统,点火线圈（带点火器）,发动机 ECU(ECM),凸轮轴位置传感器,曲轴位置传感器,各种传感器,IGF,1GR-FE 发动机,起动系统PS 起动机(行星减速式-半导体电动机)PS 起动机结构简凑、轻量,表面换向器,永久磁铁,电刷,电枢,寒冷地区除

10、外,参考,起动机系统PS 起动机规格,参考,起动系统PS 起动机 电枢采用正方形导体以提高输出扭矩,PS 型,常规型,A A 横截面,正方形 导体,PS 型,常规型,圆形 导体,A,A,参考,起动系统PS 起动机 电枢换向器总长度改为最小极限,电刷方向,电刷,电枢,PS 型,常规型,参考,起动系统PS 起动机永久磁铁代替常规型励磁线圈,两极之间的磁铁,主磁铁,参考,起动系统PS 起动机主磁铁的磁通量,N,S,S,N,S,N,参考,起动系统PS 起动机两极之间的磁铁的磁通量,N,S,S,N,S,N,参考,起动系统PS 起动机总的磁通量,S,N,N,S,S,N,磁通量(两极之间),磁通量(主),1

11、GR-FE 发动机,充电系统交流发电机半导体型交流发电机结构简凑、轻量,半导体,纽绕,接点,A 横截面,A,定子,1GR-FE 发动机,发动机控制系统空-燃比传感器和氧传感器平型爆震传感器(非共振型)SFI(连续多点电子燃油喷射)ETCS-I（智能电子节气门控制系统）ACIS（声控进气系统）燃油泵控制EVAP（燃油蒸发排放控制系统）起动保持功能,1GR-FE 发动机,发动机控制系统空-燃比传感器和氧传感器平面式空-燃比传感器和氧传感器具有高的预热性能,加热器和元件,(空-燃比传感器),数据规范,对于所有车型,1GR-FE 发动机,发动机控制系统空-燃比传感器和氧传感器加热器通过氧化铝对元件产生

12、作用,加热器,成分(氧化锆),氧化铝,端子,空气,空-燃比传感器,氧传感器,加热器和元件的横截面,1GR-FE 发动机,发动机控制系统空-燃比传感器和氧传感器零件布置,氧传感器,空-燃比传感器,1GR-FE 发动机,发动机控制系统平型爆震传感器(非共振型)平型爆震传感器没有共振震动片能检测更宽的震动频率,服务要点,发动机控制系统平型爆震传感器(非共振型)为防止左、右互换，传感器有着特殊的安装方向和角度,前,左列爆震传感器,右列爆震传感器,服务要点,发动机控制系统平型爆震传感器(非共振型)在平型爆震传感器中有内置开路检测电阻,电阻,注意:开路时,会显示新的 故障代码DTC P0325,压电元件,

13、电阻,2.5 V,5 V,服务要点,发动机控制系统平型爆震传感器(非共振型)爆震传感器检查标准值,常规型(共振型),平型(非共振型),120 280 k,1 M或更大,标准值,发动机控制系统平型爆震传感器(非共振型)爆震震动传到砝码砝码的惯性重力(G)施加于压电元件产生电动势,参考,压电元件,砝码,G,参考,发动机控制系统常规型爆震传感器(共振型)震动片产生狭窄的共振，压力作用于压电元件,压电元件,震动片,参考,发动机控制系统平型爆震传感器(非共振型)爆震传感器的特性 平型传感器:大约 6kHz-15kHz 频率,1GR-FE 发动机,发动机控制系统SFI(连续多点电子燃油喷射)采用独立喷射系

14、统（在冷态时，使用分组喷射）,独立喷射,同步喷射,不同步喷射,点火,进气,压缩,#1,#2,#3,#4,#5,#6,1GR-FE 发动机,发动机控制系统ETCS-i(智能电子节气门控制系统),加速踏板位置传感器,节气门位置传感器,节气门控制马达,发动机 ECU(ECM),点火线圈,燃油喷嘴,防滑控制 ECU,空气流量计,节气门位置传感器,1GR-FE 发动机,发动机控制系统ETCS-i无接触式节气门位置传感器,节气门控制马达,减速齿轮,节气门,磁铁,Hall ICs,参考,发动机控制系统ETCS-i-节气门位置传感器由两个霍尔集成块和两个磁铁组成,Throttle Valve,Hall ICs

15、,磁铁,1GR-FE 发动机,发动机控制系统ETCS-I-节气门位置传感器将磁通量密度的变化转换为电信号,Throttle Valve Opening Angle,Full Open,Full Close,VTA1,VTA2,Output Voltage(V),0,5,ECM,VTA1,VTA2,E2,VC,节气门开度角,全开,全关,VTA,VTA2,输出电压(V),0,5,发动机ECU(ECM),VTA,VTA2,E2,VC,Hall ICs,磁铁,1GR-FE 发动机,发动机控制系统ETCS-I-无接触式加速踏板位置传感器,Accelerator Pedal Arm,Hall ICs,磁铁

16、,1GR-FE 发动机,发动机控制系统ETCS-I-加速踏板位置传感器将磁通量密度的变化转换为电信号,加速踏板被踩下的程度,全开,全关,VPA,VPA2,输出电压(V),0,5,VPA,VPA2,EPA2,EPA,Hall ICs,磁铁,VCPA,VCP2,发动机ECU(ECM),服务要点,发动机控制系统ETCS-I-对于无接触式加速踏板位置传感器，没有检查程序,接触型,不接触型,节气门位置传感器 VC E2:1.25 2.35 k at 20C(68 F),检查,Inspection,节气门位置传感器没有,检查,服务要点,发动机控制系统ETCS-I-对于无接触式加速踏板传感器，没有检查程序,

17、接触型,加速踏板位置传感器 VC E2:1.64 3.28 k at 20C(68 F),加速踏板位置传感器没有,不接触型,检查,检查,1GR-FE 发动机,发动机控制系统ACIS(声控进气系统)2段式声控进气系统(仅对ATM车辆),进气控制阀和执行器,真空罐,1GR-FE 发动机,发动机控制系统ACIS-系统图,进气控制阀,执行器（膜片）,VSV真空开关阀,真空罐,到进气室,发动机 ECU(ECM),节气门开度,发动机转速,参考,发动机控制系统ACIS-运作（在重载中速范围）,节气门开度(),关(VSV:开),有效进气歧管长度:长最大进气效率:发动机在中速范围,2200,4600,60,发动

18、机转速(rpm),(参考值),参考,发动机控制系统ACIS-运作（其他范围）,有效进气歧管长度:短最大进气效率:发动机在高速范围,节气门开度(),2200,4600,60,发动机转速(rpm),(参考值),开(VSV:关),1GR-FE 发动机,发动机控制系统燃油泵控制带燃油泵电阻的2级转速控制气囊张开时，油泵切断控制,发动机ECU(ECM),FC,+B,FPR,油泵电阻,油泵继电器,开路继电器,燃油泵,F/PS,气囊传感器总成,1GR-FE 发动机,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统改变结构以符合LEV-II燃油蒸汽排放法规,活性碳罐,碳罐切断阀,蒸气压力传感器,去进气歧管,排放阀,碳罐压力

19、阀,节流通道,空气滤清器,该结构比常规的真空控制型简单,-A only,参考,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统常规真空控制型,活性碳罐,碳罐切断阀,蒸气压力传感器,去进气歧管,来自空气连接管,排放阀,ORVR阀,压力开关阀,碳罐压力阀,空气进入阀,空气排出阀,1GR-FE 发动机,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统位置图,活性碳罐,碳罐切断阀,蒸气压力传感器,排放阀,碳罐压力阀,空气滤清器,服务孔,1GR-FE 发动机,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统活性碳罐总成,碳罐切断阀,碳罐压力阀,活性炭罐(3.0升),来自燃油箱,接大气（新鲜空气）,去进气气管,1GR-FE 发动机,发动机控制系统

20、燃油蒸汽排放控制系统燃油蒸气导板防止蒸气不经过活性碳净化而直接送入进气歧管,新型(有蒸气导板),老式(无蒸气导板),包含有蒸气*,去进气歧管,来自燃油箱,去进气歧管,来自燃油箱,清洁的空气,吸收蒸气,*:这会影响到发动机空-燃比控制,蒸气导板,1GR-FE 发动机,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统碳罐压力阀可控制从燃油箱到活性炭罐的燃油蒸气的流量,加油时（碳罐压力较大),碳罐压力阀,燃油蒸气来自燃油箱,来自燃油箱,节流通道,1GR-FE 发动机,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统在系统控制和限制燃油蒸气的流量期间，节流通道可以防止产生大量的真空度,来自燃油箱,节流通道,节流通道,如果大量的燃

21、油蒸汽进入进气歧管，系统监控不能正确地执行。,1GR-FE 发动机,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统空气滤清器可以防止新鲜空气中的灰尘和杂物进入系统,通新鲜空气,去活性炭罐,这空气滤清器是免维护的,服务要点,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统当空气滤清器堵塞时，发动机故障警告灯常亮，并显示故障代码：DTC P0446,检测到：DTC P0446(碳罐切断阀堵塞故障）,检查碳罐切断阀 是否 OK.,空气滤清器堵塞,1GR-FE 发动机,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统当放气阀打开时，储存的燃油蒸气从活性炭罐中排出,ECM,打开,打开,去进气歧管,大气,储存的燃油蒸气,占空比,1GR-FE 发

22、动机,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统加油时，燃油蒸气进入活性炭罐并被净化,ECM,关,开,开,内部压力增加,净化燃油蒸气,1GR-FE 发动机,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统当初始条件满足时，ECM发出一个真空信号给这系统，并通过监控系统检测系统故障,P1,初始条件满足时,P2,P1,0 mmHg,燃油箱压力,排放阀,碳罐切断阀,ECM 监控燃油箱压力增加量,开,关,开,关,B值,A值,服务要点,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统系统监控(第一步),ECM检测到燃油箱压力增加量(P1),燃油箱压力,排放阀,碳罐切断阀,P1,0 mmHg,15 秒,P1,关,关,服务要点,发动机控制系统

23、燃油蒸汽排放控制系统系统监控(第二步),ECM 打开排放阀并将真空引入燃油箱,燃油箱压力,排放阀,碳罐切断阀,开,关,服务要点,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统系统监控(第三步),燃油箱压力,排放阀,碳罐切断阀,B值,A值,A值以下,ECM 检测燃油箱压力(P2)增加量,P2,P2,5 秒,B值,关,关,服务要点,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统系统泄漏判断方法,P2 测量,*:参考值储存在 ECM中,系统控制正常,P1测量,故障指示灯常点亮，ECM储存以下故障代码,服务要点,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统真空开关阀（VSV）监控(正常情况),放气,系统监控,排放阀,系统泄漏判断,碳罐

24、切断阀,燃油箱压力,开,关,开,关,服务要点,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统真空开关阀（VSV）监控(排放阀常开故障),DTC P0441被纪录下来,故障指示灯点亮,ECM检测到P1值时，燃油箱压力迅速下降,保持恒定、轻微的真空状态,故障判断,排放阀,碳罐切断阀,燃油箱压力,正常状态,开,发动机起动,服务要点,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统真空开关阀（VSV）监控(排放阀常闭故障),DTC P0441,P0442 和 P0446被纪录下来,故障指示灯点亮,排放阀,碳罐切断阀,燃油箱压力,关,故障判断,压力没有变化,没有引入真空,服务要点,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统真空开关阀（V

25、SV）监控(碳罐切断阀常开故障),排气阀,碳罐切断阀,燃油箱压力,开,DTC P0441,P0442 和P0446被纪录下来,故障指示灯点亮,故障判断,产生轻微的真空,不可能完全引入真空,服务要点,发动机控制系统燃油蒸汽排放控制系统真空开关阀（VSV）监控(碳罐切断阀常闭故障),排放阀,碳罐切断阀,燃油箱压力,DTC P0446被纪录下来,故障指示灯点亮,故障判断,大量的真空被引入,关,1GR-FE 发动机,发动机控制系统起动保持功能一旦点火开关转到“START”位置，起动机运转直到发动机起动为止,起动机,点火开关,发动机起动,“Start”,运转,自动执行,“ON”,停止,仅限自动变速箱车辆

26、,1GR-FE 发动机,发动机控制系统起动保持功能系统图,ST,ACC,NE,THW,驻车/空档位置开关,音响和照明,起动机继电器,起动机,发动机水温传感器,曲轴位置传感器,ACC 切断继电器,点火开关,发动机ECU(ECM),ST,ACC,NE,THW,驻车/空档位置开关,音响和照明,起动机 继电器,起动机,发动机水温传感器,曲轴位置传感器,ACC 切断继电器,点火开关,发动机 ECU(ECM),参考,发动机控制系统起动保持功能当发动机正在运转时，ACC 切断继电器暂时切断ACC 电路，以免附件照明运作。,1GR-FE 发动机,发动机控制系统起动保持功能(运作),点火开关,起动机继电器,AC

27、C切断继电器,NE 信号,时间,Start,自动控制,判断,0.2秒或更长,ON,1GR-FE 发动机,发动机控制系统起动保持功能发动机启动的判断,发动机冷却液温度.(C),判断水平(rpm),500,900,0,参考值!,机密,1GR-FE 发动机,发动机控制系统起动保持功能最大起动时间随发动机冷却液温度变化而变化,参考值!,发动机冷却液温度.(C),最大起动时间(sec.),当发动机冷却液温度较低时，时间限制会更长,5,0,机密,1GR-FE 发动机,发动机控制系统起动保持功能保护发动机运转 如果转动点火开关，也不会起动起动机,Start,点火开关,ON,OFF,发动机已经起动,700 rpm,起动机继电器,NE 信号,1GR-FE 发动机,发动机控制系统起动保持功能发动机转速在1200 rpm 或更高时，即使点火开关停留在“START”位置，起动机超速保护功能终止起动机起动,时间,1200 rpm,驾驶员故意操作,OFF,起动机继电器,NE信号,Start,点火开关,ON,1GR-FE 发动机,发动机控制系统起动保持功能起动机过热保护功能使起动机的起动时间最长30秒，即便驾驶员进行故意的操作,起动机继电器,NE信号,30 秒,驾驶员故意操作,OFF,发动机不能起动(故障),Start,点火开关,ON,时间,Thank you,