寶馬BMW發(fā)動機電控技術PPT課件

1、一、發(fā)動機控制系統(tǒng)分類 系列系列車名車名9797989899992000200020012001200220023 3系列系列318318M1.7.3M1.7.3BMS46BMS46BMS46BMS46BMS46BMS46BMS46BMS46BMS46BMS46323323MS41.1MS41.1MS41.1MS41.1MS41.1MS41.1MS41.1MS41.1MS42.0MS42.0MS42MS42328328MS41.1MS41.1MS41.1MS41.1MS42MS42MS42.0MS42.0MS42.0MS42.0MS42MS42330330MS41.1MS41.1MS41.1M

2、S41.1MS42MS42MS42MS42MS42MS42MS43MS435 5系列系列520520MS41MS41MS41.1MS41.1MS42MS42MS42MS42MS42MS42MS42MS42528528MS41.1MS41.1MS41.1MS41.1MS42MS42MS42MS42MS42MS42MS42MS42530530MS41.1MS41.1MS41.1MS41.1MS42MS42MS42MS42MS42MS42MS42MS42540540M5.2M5.2M5.2.1M5.2.1M5.2.1M5.2.1M7.2M7.2M7.2M7.2M7.2M7.27 7系列系列72872

3、8MS41.1MS41.1MS41.4MS41.4MS41.1MS41.1MS42MS42MS42MS42MS42MS42740740M5.2M5.2M5.2.1M5.2.1ME7.2ME7.2ME7.2ME7.2ME7.2ME7.2ME7.2ME7.2745745M9.2M9.2M9.2M9.2750750M5.2.1M5.2.1MSS52MSS52MSS52MSS52MSS52MSS52MS552MS552M：BOSCH電腦控制系統(tǒng) MS：siemens電腦控制系統(tǒng)第1頁/共28頁二、凸輪軸位置傳感器引腳引腳電阻電阻2-32-3號腳號腳0.40.4左右左右1-21-2號腳號腳12.512.

4、5左左右右MS41.1控制采用線圈式凸輪軸位置位置傳感器.凸輪軸位置傳感器采用雙線圈，分為一次線圈與二次線圈。電腦在一次線圈上輸出一個頻率為120HZ的交流信號作號一次觸發(fā)信號。第2頁/共28頁三、二次點火監(jiān)測信號第3頁/共28頁二次點火監(jiān)控電阻 工作原理 點火電阻監(jiān)控功能在各氣缸動態(tài)工作時檢測失火現(xiàn)象，不良的氣缸點火會使點火電流點火電阻監(jiān)控功能在各氣缸動態(tài)工作時檢測失火現(xiàn)象，不良的氣缸點火會使點火電流經(jīng)由分流器輸出到發(fā)動機電腦。經(jīng)由分流器輸出到發(fā)動機電腦。 分流器的電阻為分流器的電阻為240240，位于點火線圈的一般二次搭鐵端，如果確認一次點火電腦監(jiān)，位于點火線圈的一般二次搭鐵端，如果確認一

5、次點火電腦監(jiān)控沒有問題，但二次點火電壓并未傳達，則相互作用的噴油嘴噴油階段會關閉?？貨]有問題，但二次點火電壓并未傳達，則相互作用的噴油嘴噴油階段會關閉。第4頁/共28頁二次點火監(jiān)控電阻 西門子西門子MS41.1MS41.1版的版的DMEDME電腦具有二次點火監(jiān)控的功能，點火監(jiān)控電阻與并電腦具有二次點火監(jiān)控的功能，點火監(jiān)控電阻與并聯(lián)的六只缸點火線圈二次側串聯(lián)，利用分壓信號的改變使電腦得知某缸有點火聯(lián)的六只缸點火線圈二次側串聯(lián)，利用分壓信號的改變使電腦得知某缸有點火不良或不點火的情形，此時電腦會為了保護觸媒轉換器，會切斷不點火的那只不良或不點火的情形，此時電腦會為了保護觸媒轉換器，會切斷不點火的那

6、只缸的噴油信號缸的噴油信號, ,保護三元觸媒。保護三元觸媒。第5頁/共28頁點火正時控制 基本點火正時信號：曲軸位置傳感器凸輪軸傳感器負荷信號：空氣流量計進氣溫度傳感器節(jié)氣門位置傳感器點火正時修正延遲信號爆震傳感器變速箱擋入檔及換檔信號ASC工作信號空調工作信號不點火控制EWS晶片防盜電腦信號儀表板燃油過低信號點火監(jiān)測電阻信號第6頁/共28頁四、VANOS凸輪軸正時控制發(fā)動機在進氣側有一個可調發(fā)動機在進氣側有一個可調VANOS VANOS ，VANOSVANOS系統(tǒng)用于增加發(fā)動機在低中轉速系統(tǒng)用于增加發(fā)動機在低中轉速區(qū)域的扭矩。通過減小氣門重疊角可以減少怠速時的殘余廢氣量。在部分負荷區(qū)區(qū)域的扭

7、矩。通過減小氣門重疊角可以減少怠速時的殘余廢氣量。在部分負荷區(qū)通過內部廢氣再循環(huán)，可減少氧化氮的含量。同樣可以將觸媒轉換器快速加熱，通過內部廢氣再循環(huán)，可減少氧化氮的含量。同樣可以將觸媒轉換器快速加熱，使冷起動后產(chǎn)生較少廢氣并減少耗油量。使冷起動后產(chǎn)生較少廢氣并減少耗油量。第7頁/共28頁VANOS控制結構和功能 每個氣缸列的每個氣缸列的VANOSVANOS由下列部件組成：由下列部件組成： 進氣凸輪軸進氣凸輪軸 VANOSVANOS變速器及鏈輪變速器及鏈輪 機油分配器機油分配器- -中間法蘭中間法蘭 電磁閥電磁閥 單向閥單向閥 脈沖傳感器齒輪（凸輪軸傳感器）脈沖傳感器齒輪（凸輪軸傳感器） 從轉

8、速和負荷信號借助進氣溫度和發(fā)動機溫度計算進從轉速和負荷信號借助進氣溫度和發(fā)動機溫度計算進氣凸輪軸需求的位置，并通過氣凸輪軸需求的位置，并通過DMEDME控制單元對控制單元對VANOSVANOS調整裝置進行相應的控制。調整裝置進行相應的控制。VANOSVANOS直接受到直接受到發(fā)動機油壓推動，發(fā)動機油壓推動，DMEDME控制單元控制周期性工作的電控制單元控制周期性工作的電磁閥打開，磁閥打開，第8頁/共28頁VANOS控制結構和功能 調整的機油油量大小將進氣凸輪軸提前或滯后。調整的機油油量大小將進氣凸輪軸提前或滯后。進氣凸輪軸在其最大調節(jié)范圍內是無級調節(jié)的。如果進氣凸輪軸在其最大調節(jié)范圍內是無級調

9、節(jié)的。如果達到了最佳凸輪軸位置，活塞內外的油量通過電磁閥達到了最佳凸輪軸位置，活塞內外的油量通過電磁閥保持兩側恒定，使得凸輪軸保持在相應的位置。保持兩側恒定，使得凸輪軸保持在相應的位置。 發(fā)動機起動時，進氣凸輪軸位于末位，位于點火滯后發(fā)動機起動時，進氣凸輪軸位于末位，位于點火滯后位置。位置。 DMEDME電腦輸出脈沖頻率信號控制電腦輸出脈沖頻率信號控制VANOSVANOS電磁閥工作。電磁閥工作。 VANOSVANOS具備完全診斷能力。如果發(fā)動機運行時出現(xiàn)具備完全診斷能力。如果發(fā)動機運行時出現(xiàn)故障，則在故障，則在DMEDME故障代碼存儲器中會存下相應的記錄，故障代碼存儲器中會存下相應的記錄，VA

10、NOSVANOS停止工作，發(fā)動機在緊急運行程序還是可以停止工作，發(fā)動機在緊急運行程序還是可以運行。運行。 診斷程序可以通過測試儀檢測診斷程序可以通過測試儀檢測VANOSVANOS運行，以便進運行，以便進行功能檢測和故障查詢。行功能檢測和故障查詢。2 2、測量、測量 可變凸輪軸電磁閥電阻可變凸輪軸電磁閥電阻18-4018-40。第9頁/共28頁雙可變氣門正時VANOS控制機構雙雙VANOSVANOS組成元件組成元件：進、排氣凸輪軸帶帶插入螺旋齒的推桿進、排氣凸輪軸帶帶插入螺旋齒的推桿機構；機構；可調整的凸輪軸鏈輪；可調整的凸輪軸鏈輪；進、排氣各一個進、排氣各一個VANOSVANOS；兩路三通電磁

11、轉換閥；兩路三通電磁轉換閥；兩個可改變凸輪軸位置可推進輪；兩個可改變凸輪軸位置可推進輪；兩個霍爾式凸輪軸位置傳感器。兩個霍爾式凸輪軸位置傳感器。第10頁/共28頁第11頁/共28頁雙可變氣門正時VANOS控制機構 2 2、雙、雙VANOSVANOS工作優(yōu)點：工作優(yōu)點： 在在1500-2000 RPM1500-2000 RPM低速時發(fā)動機扭力增加；低速時發(fā)動機扭力增加； 怠速時，凸輪軸有較小的重疊角，改善怠速特性，怠速燃燒更充分；怠速時，凸輪軸有較小的重疊角，改善怠速特性，怠速燃燒更充分； 排氣凸輪軸調節(jié)，減少排氣凸輪軸調節(jié)，減少NOXNOX排放，促進排氣流通；排放，促進排氣流通； 汽車時觸媒升

12、溫更快；汽車時觸媒升溫更快； 減少燃油消耗。減少燃油消耗。第12頁/共28頁雙可變氣門正時VANOS控制機構 3 3、雙、雙VANOSVANOS工作：工作： 雙雙VANOSVANOS機構用以改變進氣及排氣正時。機構用以改變進氣及排氣正時。 MS42MS42電腦根據(jù)雙凸輪軸位置傳感器監(jiān)測進、排氣凸輪位置。電腦根據(jù)雙凸輪軸位置傳感器監(jiān)測進、排氣凸輪位置。 MS42MS42電腦根據(jù)發(fā)動機轉速水溫及節(jié)氣門位置改變電腦根據(jù)發(fā)動機轉速水溫及節(jié)氣門位置改變VANOSVANOS控制正時。控制正時。 電腦輸出電腦輸出100-220 HZ100-220 HZ頻率信號控制頻率信號控制VANOSVANOS電磁閥，保持

13、恒定壓力的機油進入電磁閥，保持恒定壓力的機油進入VANOSVANOS機構，推動凸輪軸動機構，推動凸輪軸動作。作。第13頁/共28頁進氣、排氣VANOS基準工作狀態(tài) 第14頁/共28頁雙VANOS內部廢氣再循環(huán)（EGR）控制 內部內部EGREGR：排氣行：排氣行程時，排氣門打開，程時，排氣門打開，VANOSVANOS推動進氣推動進氣門打開較小角度，門打開較小角度，部分排氣進入進氣部分排氣進入進氣歧管。吸氣行程時，歧管。吸氣行程時，排氣門關閉，將進排氣門關閉，將進氣歧管廢氣與新鮮氣歧管廢氣與新鮮空氣同時吸入氣缸，空氣同時吸入氣缸，完成內部廢氣再循完成內部廢氣再循環(huán)工作環(huán)工作。第15頁/共28頁DM

14、E9.2發(fā)動機控制DME9.2DME9.2控控制系統(tǒng)用于制系統(tǒng)用于BMW BMW E65/E66E65/E66底底盤盤20012001年后年后生產(chǎn)的生產(chǎn)的BMW745/7BMW745/73535等車型中等車型中。第16頁/共28頁元件位置 儀表板手套箱下保險絲盒1、電子氣門行程控制電腦2、發(fā)動機電腦3、集成供電電源電腦第17頁/共28頁ValvetronicValvetronic機構功能機構功能 ValvetronicValvetronic機構為改變進、排氣缸打開角度，仍單獨運行。機構為改變進、排氣缸打開角度，仍單獨運行。 ValvetronicValvetronic機構與機構與Valvetr

15、onicValvetronic可變進氣電機可變進氣電機由由ValvetronicValvetronic電腦控制功能電腦控制功能: : 改善發(fā)動機怠速；改善發(fā)動機怠速； 提高發(fā)動機扭矩；提高發(fā)動機扭矩； 改善發(fā)動機扭力曲線；改善發(fā)動機扭力曲線； 減少廢氣污染。減少廢氣污染。第18頁/共28頁第19頁/共28頁第20頁/共28頁第21頁/共28頁Valvetronic氣門行程控制 傳統(tǒng)發(fā)動機控制進氣量的大小，傳統(tǒng)發(fā)動機控制進氣量的大小，通過氣門截面大小及氣門行程決定進通過氣門截面大小及氣門行程決定進入氣缸空氣量的大小。氣門截面設計入氣缸空氣量的大小。氣門截面設計位置固定不可再改變。氣門行程由凸位置

16、固定不可再改變。氣門行程由凸輪軸凸頂高度限制最大進氣量，在最輪軸凸頂高度限制最大進氣量，在最小與最大進氣量間由節(jié)氣門進行調節(jié)。小與最大進氣量間由節(jié)氣門進行調節(jié)。采用采用ValvetronicValvetronic控制的控制的BMWBMW發(fā)動機發(fā)動機由進氣門行程控制調節(jié)進氣量，進行由進氣門行程控制調節(jié)進氣量，進行加速與減速。加速與減速。第22頁/共28頁Valvetronic氣門行程控制原理 ValvetronicValvetronic機構控制氣門打開行程長度。當節(jié)氣門打開時，進機構控制氣門打開行程長度。當節(jié)氣門打開時，進氣量由怠速逐漸增大至最在進氣量。節(jié)氣門與氣門行程同時控氣量由怠速逐漸增大至

17、最在進氣量。節(jié)氣門與氣門行程同時控制，制，進氣量控制主要由進氣量控制主要由ValvetronicValvetronic調節(jié)調節(jié)。此時，。此時，ValvetronicValvetronic電電機推動機推動ValvetronicValvetronic軸軸帶動氣門搖臂動作帶動氣門搖臂動作，進氣門的行程開度可，進氣門的行程開度可以由以由0.3mm0.3mm升至升至9.85mm9.85mm。此時可改變節(jié)氣門控制最大真空度。此時可改變節(jié)氣門控制最大真空度由傳統(tǒng)發(fā)動機的由傳統(tǒng)發(fā)動機的500mbar500mbar提高至提高至1000mbar1000mbar，進氣量大增，發(fā)動，進氣量大增，發(fā)動機位于中、高速功率

18、也大增。機位于中、高速功率也大增。第23頁/共28頁氣缸蓋Valvetronic機構位置1 1、ValvetronicValvetronic軸軸2 2、ValvetronicValvetronic電機安裝座電機安裝座3 3、ValvetronicValvetronic搖臂連接固定搖臂連接固定裝置裝置4 4、機油管、機油管5 5、正時鏈座、正時鏈座6 6、機油壓力開關、機油壓力開關7 7、鏈輪、鏈輪8 8、排氣凸輪軸、排氣凸輪軸9 9、火花塞、火花塞1010、1111、凸輪軸傳感器切割齒、凸輪軸傳感器切割齒第24頁/共28頁Valvetronic（凸輪軸控制） 凸輪軸及凸輪軸及ValvetronicValvetronic軸軸根據(jù)凸頂形狀與回位彈簧推動搖臂動作，根據(jù)凸頂形狀