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2.0L125KW4气门技术的TDI发动机

服务培训


自学手册 368

2.0 L 125 KW 4气门技术的TDI发动机
结构与功能



继2.0 L 103 KW装备4气门技术的TDI发动机之后,125 KW的2.0 L TDI发动机现已投入市场。

在本手册中,我们将向你介绍装备4气门技术的2.0 L 125 KW TDI发动机的结构和功能,其中我们
将重点关注它与103 KW发动机的不同之处。
Passat车型将最先安装这款装备4气门技术的2.0 L 125 KW TDI发动机。


装备4气门技术的2.0 L 103 KW TDI发动机的信息可在自学手册316“2.0 L TDI发动机”中找到。

新技术重要
提示


本自学手册描述了新开发的结构与功能。最新的检测,调试和维修说明,请参考
其内容将不作更新。相关的维修手册。


目录



引言 ...………………………………………………………………………….……. 4

发动机机械结构 ……………………………………………………………………. 6
曲轴驱动 ………………………….……………………………………………. 6
齿形皮带驱动 ………………………………………………………………….. 8
气缸盖 ………………………………………………………………………….. 9
气缸盖衬垫 ……………………………………………………………….…….. 10
气缸盖罩 ………………………………………………………………….…….. 12
进气歧管 ………………………………………………………………….…….. 14
废气再循环系统 ………………………………………………………….…….. 16
带有动态反馈功能的涡轮增压器 ………………………………….……..…… 21
柴油微粒过滤器 ………………………………………………………….…….. 23

发动机管理系统 …………………………………………………………………….. 24
系统概述 ……………………………………………………………………….. 24
传感器 ………………………………………………………………………….. 26
执行器 ………………………………………………………………………….. 32

功能图 …………………………………………………………………………..…… 40

自测题 ……………………………………………………………....……………….. 43



引言


装备4气门技术的2.0 L125 KWTDI发动机


2.0 L125 KW TDI发动机是在
2.0 L 103 KWTDI发动机的基础上发展而来。凭借其输出功率,125 KW
TDI发动机成为
2.0 L柴油机市场中的佼佼者。输出功率的提高是通过在技术上不断尝试并测试,同
时降低燃油消耗和废气排放来实现的。

技术特征

.
装备有压电阀的

新型整体式喷嘴,其喷射
压力达2200bar
.
平衡轴模块*
.
无阀套活塞
.
新型陶瓷预热塞
.
曲轴上的CTC齿形皮带轮
.
改进的油气分离器
.
带有动态反馈功能的涡轮增压器
.
免维护的柴油微粒过滤器
* 在 Passat车辆上,仅纵置安装。
技术数据
扭矩和输出功率图

发动机标识字母 BMR,BMM
型式 4缸直列发动机
排量 1968cm3
缸径 81mm
冲程 95.5mm
每缸气门数: 4
压缩比 18.5 :1
最大输出功率 125KW/4200rpm
最大扭矩 350Nm/1800rpm
至 2500rpm
发动机管理系统 Simos PPD 1
燃油柴油,至少 51CN
废气处理系统:废气再循环系统以
及柴油微粒过滤器
排放标准: EU4

扭矩(Nm)

发动机转速(rpm)
S368_082

输出功率(Kw)


发动机机械结构



曲轴驱动

曲轴

由于输出功率增大到125 KW,导致曲轴受压增
大。因此使用了加强的锻造曲轴。

该曲轴只有4个平衡块,而非通常的8个,因此曲
轴的重量得以减轻。曲轴的新结构有助于降低曲
轴轴承的最大压力。
同时由于发动机固有的运动和振动而产生的噪音
也得以降低。

活塞

由于活塞顶部去除了阀套,燃烧室所占体积减小,
气缸中产生的涡流得到了改善。涡流围绕气缸垂
直轴作环形流动。其对混合气体的质量有着至关
重要的影响。

通过使用较平的阀门头和改进的阀门座即可去除
阀门套。

平衡块
曲轴



平衡轴模块

2.0 L 125 KW TDI发动机只在油底壳内曲轴下方安装一个平衡轴模块,且只装备在发动机纵
置的 Passat车辆上。平衡轴模块由曲轴通过齿轮驱动。双离心机油泵集成在平衡轴模块上。
曲轴齿轮
中间齿轮
驱动齿轮
平衡轴 I
双离心
机油泵
驱动齿轮
平衡轴 II
壳体
结构 齿轮驱动的结构能使平衡轴的旋转速度达到曲
轴的两倍。
平衡轴模块由灰铸铁外壳,两个反转
平衡轴,斜齿轮传动机构和集成的双通过中间齿轮涂层来辅助调整齿轮驱动的间隙。
离心机油泵组成。 该涂层在发动机起动时受到磨损,因而能够产生
曲轴的转动传递至壳体外部的中间齿所需要的间隙。
轮上。从而驱动平衡轴Ⅰ。随后由此
平衡轴通过壳体内的一对齿轮将转动
传递给平衡轴Ⅱ和双离心机油泵。


若中间齿轮或平衡轴 I的主动齿轮松脱,则必须更换中间齿轮。


凸轮轴链轮
导向轮
CTC齿形皮带轮
冷却液泵驱动齿轮
凸轮轴链轮
导向轮
CTC齿形皮带轮
冷却液泵驱动齿轮
发动机机械结构


齿形皮带驱动

该驱动设计成齿形皮带驱动。它包括曲轴齿形皮带轮、两个凸轮轴、冷却液泵、两个导向轮和一个张

紧轮。


CTC齿形皮带轮作为其驱

动齿轮。 CTC是英文消燃烧过程中,该齿形皮带轮的窄边能使齿形
除曲轴扭转(Crankshaft Torsionals Cancellation)皮带驱动力稍稍缓解。因此,张紧力减小,
的缩写。且齿形皮带驱动的扭转振动衰减。这样就可
此名称表示曲轴的张紧力和扭转振动的降低。以少用一个凸轮轴减振器。

皮带张紧轮

导向轮

塑料 V形

皮带轮

曲轴
齿形皮带轮
(CTC齿形皮带轮)


气缸盖
气缸盖由铝、硅胶和合金铜制成,并与 125KW

的输出功率相匹配。


气缸盖冷却系统
气缸盖水套完全重新设计以提高散热功能。
喷油嘴孔周围的环形端口也是全新设计的。通过
气门之间的进流端口,冷却液进入环形端口。因
此,喷嘴和排放端口周围由于输出功率增加至
125KW而承受的更大热应力,现在得以减轻。

气门、整体式喷油嘴和预热塞的布局与 103 KW
TDI发动机中的一样。

水套

进流端口

气缸盖上的气门座
为去除阀套,气门座嵌入气缸盖的深度相对于带
有阀套的活塞的气缸盖更深。
其与较平的气门盖一起使气门所占空间得以减
小。

环形端口


带有传统气门带有更深气门
座的气门座的气门


发动机机械结构



气缸盖衬垫

新的气缸盖衬垫减轻了气缸盖和气缸孔的扭曲程
度。因而改善了燃烧室的密封性。衬垫共分五层,
具有两大特征:

..垂直成形的燃烧室限位器
..边缘安装支架
垂直成形的燃烧室限位器

燃烧室限位器是指气缸孔周边的密封凸缘。沿燃
烧室边缘限位器有不同的高度。
由于特殊的形状,在拧紧气缸盖螺栓后燃烧室承
受的拧紧力分布更为均匀。
这降低了密封间隙的振动和可能产生的气缸孔
扭曲。

由于气缸盖螺栓和气缸孔之间存在不同的距离,
气缸盖衬垫得以改进。这意味着一部分燃烧室限
位器靠近气缸盖螺栓,因此承受的拧紧力较大。
其它则远离气缸盖螺栓,因此承受的拧紧力较
小。这些差别可通过将较高的燃烧室限位器放于
承受较小拧紧力的位置上,而较平的燃烧室限位
器位于承受较大拧紧力的位置上来进行补偿。


拧紧力边缘安装支架

边缘安装支架燃烧室限位器


弱拧紧支持力
强拧紧支持力

燃烧室

不同燃烧室限位器的高度

示意图

不同高度的

板材

气缸盖衬垫截面


边缘安装支架
相同高度
的板材
气缸盖衬垫截面
没有边缘安装支架

拧紧力

边缘压力大会导致气缸盖偏移。

有边缘安装支架

拧紧力

气缸盖


由气缸盖衬垫稳定结构承受的边
缘压力。

边缘安装支架

气缸盖衬垫的每个边缘安装支架都位于两个外
侧气缸区域内

。在这些区域内,它们承受了更均
匀的外侧气缸盖螺栓拧紧力。
因此,气缸盖的偏移和外侧气缸内径的扭曲得以
减轻。

由于两个外侧气缸区域内气缸盖接触表面较小,
外侧气缸盖螺栓产生了更大的拧紧力。
这会导致气缸盖衬垫承受的压力增大,由此也会
引起气缸盖偏移。
反过来,这种偏移又会引发外侧气缸孔的扭曲。
边缘安装支架吸收了气缸盖衬垫边缘增加的压
力,因此气缸盖扭曲程度得以减轻。由于这一改
进,外侧燃烧室限位器上的拧紧力分布也得到了
优化。此外,发动机运行时产生的所有气缸盖的
振动也有所降低。


发动机机械结构



气缸盖罩

气缸盖罩由塑料制成,包括了曲轴箱通风系统的
油气分离器。
油气分离器被牢固地集成在气缸盖罩内,不能打
开或拆除。

油气分离器可细分为四大块:

- 压力控制阀
- 初步分离装置
- 精细分离装置
- 缓冲区域
油气分离器的分段式结构减轻了曲轴箱通风系统
的机油杂物。

压力控制阀

压力控制阀位于初步分离装置和精细分离装置之
间,控制曲轴箱的真空度。真空度过高会损坏发
动机的密封性。

阀门由一个膜片弹簧和一个压力弹簧组成。如果
进气口真空程度低,则压力控制阀受到弹簧力而
打开。
如果进气口真空程度高,则压力控制阀关闭,进
而会断开初步分离装置和精细分离装置之间的油
气流动。

初步分离装置


出油口
压力控制阀
精细分离装置

出油口

真空罐
缓冲区域

连接到进气歧管

气缸盖罩盖内视图

阀门打开阀门关闭
膜片
压力弹簧
膜片会干扰初步
和精细分离
来自初步分离装置
到精细分离装置

初步分离
冲击挡板 燃油微粒
到精细
燃油/机油 机油微粒 分离
混合物 机油回流
进油管
初步分离
冲击挡板 燃油微粒
到精细
燃油/机油 机油微粒 分离
混合物 机油回流
进油管
缓冲区域
精细分离
来自初步分离
的油汽混合物
旋风式油气分离器
机油回流
初步分离装置

初步分离装置由冲击挡板分离器组成。较大的机
油油滴连同气流一起被带出曲轴箱,受冲击挡板
阻挡后被分离,进而集中到初步分离装置底板
上。
机油从塑料壳体的出油口进入气缸盖。

精细分离装置

精细分离通过带有压力控制阀的旋风式油气分
离器来实施。旋风式油气分离器也称作离心力油
气分离器。其工作原理是机油/气体混合物通过
相应的导向装置产生旋转来进行分离。由于离心
力的作用,比气体重的机油滴加速向外分离。它
们被分离到旋风式油气分离器壳体内壁上,并通
过出油口进入

气缸盖中。旋风式油气分离器也可
以被用来收集非常微小的油滴。

为避免干扰涡流进入进气歧管,旋风式油气分离
器连接有一个缓冲区域。由此,气体动能减少。
缓冲区域内也会进行剩余机油部分的分离。



发动机机械结构


进气歧管

125Kw TDI发动机装备带有涡流风门的进气歧管。其连接尺寸与刚性进气歧管相同,并被制作成单片式铝
制壳体。关闭涡流风门可大幅减少一氧化碳和碳氢化合物的排放。

主进气道
增压充气道 涡流风门
涡流道 换档轴
换档闸 真空单元
结构

钢制换档轴位于进气歧管内,通过真空单元控制
的换档闸启动。真空单元的真空由电子转换阀,
即进气歧管风门气流控制阀N316提供。所需真空
由串联泵生成。

进气歧管的特点在于每个气缸的进气道可细分为
一个增压充气道和一个涡流道,但换档轴只能通
过涡流风门关闭增压充气道。如果涡流风门关闭,
则只能通过涡流道进气。这将使气道内流速增加。

涡流风门只有两种位置“开”或“关”。如
果真空系统内没有真空,则涡流风门处于
“开”的位置(紧急运行位置)。


处于“关闭”位置的涡流风门


排气门
增压充气道
(关闭)

进气

涡流道

进气门
燃烧室


处于“打开”位置的涡流风门


增压充气道
(开启)

进气

涡流道

功能

由于涡流风门关闭时涡流道空气流速增加,以及
涡流道结构和布局的原因,导致气缸内进气涡流
增加而进气量减少。若出现这种情况,则进气的
旋转运动加剧。这种旋转运动和较高流速可保证
产生更佳的油气混合物。尤其是发动机在低转速
范围内和发动机低扭矩情况下。
因此,低燃耗和低排放得以实现。

在950-2200rpm的发动机转速范围内,根据发动
机扭矩,涡流风门保持关闭。在发动机起动或者
减速的情况下,涡流风门保持开启。

发动机高速运转或高扭矩输出时,打开涡流风门
以获得更高的容积效率。现在吸入的空气能通过
两个进气道进入气缸。通过高转速时的快速气体
交换,可以获得形成油气混合物所需的进气涡
流。

进气歧管风门气流控制阀N316由发动机控制单
元依照特性曲线图加以控制。



发动机机械结构


废气再循环系统


125Kw TDI发动机装备了一个经重新设计的废气
再循环系统。
由于新增了柴油微粒过滤器,进气歧管上的涡轮
增压器位置发生变化,且发动机输出功率增加,
有必要使之与废气再循环系统进行匹配。

结构

废气从发动机排气歧管排出,并通往带有阀门的
废气冷却器。从那里,废气通过环绕发动机

的管
路进入废气再循环阀。废气再循环阀位于电控进
气歧管风门下游气流方向的位置上。

图例:

a -进气
b - 带有进气歧管风门位置传感器的进气
歧管风门和进气歧管风门马达V157
c - 带有废气再循环电位计 G212的废气

再循环阀和废气再循环阀N18
d - 进气歧管风门气流控制阀 N316
e - 发动机控制单元 J623
f - 废气供给管路
g - 进气歧管
h - 冷却液温度传感器 G62
i - 排气歧管
k - 废气冷却器
l - 废气再循环冷却器转换阀 N345

任务

废气再循环系统的任务是减少氮氧化合物
的排放。废气再循环系统之所以能减少氮氧
化合物排放是因为:

–废气再循环使得可供燃烧的氧气变少。
–进入的废气使燃烧速度减慢,因而温度的

增加也随之放缓。


涡轮增压器
排气岐管
废气冷却器

由于输出功率较大,125 KW TDI发动机装备了
比103 KW TDI发动机更大的废气冷却器。废气
冷却器固定在涡轮增压器下的曲轴箱上。

废气冷却器


结构

冷却液流出 冷却管道 罩管


换档闸 冷却液注入 旁通管
与之前的型号相比,新款废气冷却器装在光风门通过带有换档闸的真空单元启动。如果没有
滑的罩管中。该罩管的内部分成两个部分。真空,则风门关闭旁通管。真空单元的真空由电
上部区域包括用于废气的细冷却管道,通道子转换阀(废气再循环冷却器转换阀N345)提
周围有冷却液流动。供。
下部区域包括一根单独的管壁厚一些的管
子。
作为旁通管,它输送冷却器处理后的废气,
并且可通过风门打开或关闭。


发动机机械结构


功能

冷却液温度低于34°C时,废气冷却系统被关闭。废气冷却系统未开启
风门将冷却管道关闭,旁通管打开。未被冷却的
废气流向进气歧管。

发动机冷启动时,吸入未经冷却的废气能使发动
机和催化转化器更快地达到工作温度。
因此,冷却器只有在符合开启条件时才会打开。

风门关闭冷却管,旁通管开启

冷却液温度达到35°C时,旁通管关闭,废气冷却废气冷却系统开启
器打开。因此,发动机控制单元需开启废气再循
环冷却器转换阀N345。此时经过再循环的废气流
经冷却管道。

通过吸入经冷却的废气,尤其是在高燃烧温度时,
可减少氮氧化合物的排放。


真空
单元
风门关闭旁通管,冷却管道打开


废气供给管路

传动 壳体 阀片


齿轮装置 传动轴 废气供给管路法兰

关于废气再循环电位计 G212的
信息可查询该自学手册第 27页。

废气再循环阀

125 KW TDI发动机装备了新的电控废气再循环
阀,其直接安装在进气歧管的进口处。

结构


气再循环阀装备有一个与废气冷却器的废气
供给管路相连接的法兰。阀片由电动马达(废气
再循环阀 N18)控制,能开启或关闭通往废气
供给管路的通道。阀片的升程可通过涡轮蜗杆传
动装置随意调节。
这样可对吸入的废气量进行控制。风门的位置通
过集成的无触点式传感器(废气再循环电位计
G212)检测。
复位弹簧能确保在废气循环阀发生故障的情况
下将气门关闭。

功能

发动机控制单元通过特性曲线图驱动阀片,并能
根据运行状态确定废气流入可变进气歧管的流
量。



发动机机械结构



进气歧管风门

125 KW TDI发动机装备了电控进气歧管风门。其
安装在废气再循环阀的上游气流方向。进气歧管
风门负责在调节风门的下游形成真空,以将废气
吸入至进气道。无级式调节用以匹配相应的发动
机转速和负载。发动机关闭时,调节风门关闭,
以避免发动机关闭时产生的强烈振动。

结构

壳体
进气歧管风门由壳体、调节风门和带有检测风门
位置的集成无触点式传感器的驱动机构组成。驱
动机构则由带有轻度防腐齿轮装置的电动马达
(进气歧管风门马达V157)构成。复位弹簧确保
在无电流时,调节风门拉向 “打开”位置(紧急运行
位置)。
在该位置上,进气气流不受阻碍。

功能

带有复位 齿轮装置

进气歧管风门马达由发动机控制单元通过直流电
弹簧的风门轴
压直接驱动。
调节风门 驱动齿轮

集成传感器(进气歧管风门位置传感器)向发动
机控制单元反馈风门的实际位置。


进气歧管风门位置传感器集成在
进气歧管风门马达V157壳体内。
因此,该传感器并没有列在 “引导
型故障查询”内。


废气供给管路

有关进气歧管风门位置传感器的
信息请查询该自学手册第29页。


带有动态反馈功能的涡轮增压器


调整装置
压缩机 涡轮叶轮

废气涡轮壳体

可调整式导向叶片


结构 功能

125 KW TDI发动机装备了经过重新设计的涡轮增压器调节装置的功能不变。增压压力调节
涡轮增压器。涡轮增压器连同涡轮壳体集成位置传感器G581(动态反馈)将调整装置的当
在排气歧管内。压缩机和涡轮叶轮进行了流前位置反馈给发动机控制单元。
体机械和热力学优化。这使得增压压力更快
建立,相同结构尺寸的通气量更大,且效率
更高。

由于微粒过滤器靠近发动机安装,涡轮增压
器现安装在排气歧管的上方。曲轴箱则通过
一个管状部件对其进行支撑。


有关涡轮增压调整装置的详细信息
请查询自学手册190“可调涡轮增压
器”。


发动机机械结构






调整装置与涡轮增压器之间的连接结构已作了改
进。到目前为止,调整装置是连接在涡轮壳体上
的。在该涡轮增压器里,调整装置由一个安装在
轴承壳体上的笼形结构嵌套来固定。其优点在于,
调整装置和涡轮壳体分离,因此能尽可能的减小
涡轮振动对调整装置的影响。通过调节环来导向
叶片的调整装置未进行改动。


轴承壳体

嵌套

带有调整
装置的导片

增压压力调节位置传感器

真空转接头

涡轮增压器装备增压压力调节位置传感器G581,
它集成在涡轮增压器的真空单元中。且不与被测
物接触,就能记录启动导片后真空单元内膜片的
行程。
因此,由膜片位置能测得导片的设定角度。


带有电气接口的
传感器壳体

传感器

带有膜片的
真空单元

开关连接杆


有关增压压力调节位置传感器G581的相关信息可查询该自学手册第26页。


柴油微粒过滤器


柴油微粒过滤器与一个氧化催化转化器构
成一个单独模块。该模块为横置
3缸或4缸发
动机而设计。
由于其位置靠近发动机,且氧化催化转化器
和微粒过滤器装配在一起,所以没有必要使
用添加剂。由于柴油微粒过滤器很快就能达
到工作温度,因此可不断进行被动再生。

微粒过滤器除了被动再生,还可进行主动再生。
当微粒过滤器内充满杂质微粒时,例如,短途行
驶且受部分负载情况下,发动机控制单元就会控
制微粒过滤器进行主动再生。在这种情况下,无
法达到被动再生微粒过滤器所需的温度。


有关带催化剂的柴油微粒过滤器的详细信息,请查询自学手册336“带催化剂的柴油微粒
过滤器”。


发动机管理系统



系统概览
Passat 2.0l 125 kW 4气门
TDI
发动机系统概览

传感器

发动机转速传感器 G28

诊断接口
霍尔传感器 G40

油门踏板位置传感器 G79
油门踏板位置传感器 2 G185

空气质量计 G70
冷却液温度传感器 G62 发动机控制单元 J623

散热器出口冷却液温度传感器 G83
燃油温度传感器 G81
进气温度传感器 G42

增压压力传感器 G31
增压压力调节位置传感器 G581

制动灯开关F
氧传感器 G39
离合器位置传感器 G476

(仅适用于手动变速箱)CAN数据总线
废气再循环电位计 G212
废气温度传感器 1 G235
废气温度传感器 2 G448气缸列 1
废气压力传感器 1 G450
微粒过滤器后的温度传感器 G527


组合仪表中的
控制单元 J285

执行器

气缸:1-4 整体式喷油阀,
N240, N241, N242, N243

废气再循环阀 N18

增压压力限制电磁阀 N75

废气再循环冷却器转换阀 N345

进气歧管风门气流控制阀N316


传感器加热装置 Z19

进气歧管风门马达 V157

燃油泵继电器J17
燃油系统加压泵 G6

冷却液风扇控制单元 J293
冷却液风扇-V7-
冷却液风扇 2 V177

预热时间自动装置控制单元J179
预热塞1-4 Q10, Q11, Q12, Q13


发动机管理系统



传感器

增压压力调节位置传感器 G581

增压压力调节位置传感器集成于增压器真空单元
内。它是一个动态传感器,发动机控制单元通过
其来获知增压器导片的位置。

结构与功能

位置传感器通过一个带磁铁的可移动导板,对真
空单元中的膜片位移变化进行控制。若膜片随导
片的调节而移动,磁铁移动时会经过一个霍尔传
感器。根据磁场强度的变化,传感器电子部件可
检测到膜片的位置以及导片的位置。

信号的使用

传感器信号直接向发动机控制单元提供涡轮增压
器导片的当前位置信息。其结合增压压力传感器
G31的信号对增压压力的状态进行控制。


增压压力调节位置传感器
真空单元


涡轮增压器


真空
可移动导板

霍尔传感器

磁铁

膜片
导片调节连杆


信号故障的影响

若传感器发生故障,增压压力传感器的信号
以及发动机转速信号会被用来确定导片的
位置。
排气警示灯K83点亮。


废气再循环电位计 G212


EGR阀罩盖


霍尔传感器

EGR阀体

驱动轮 永久磁铁
风门驱动轴

废气再循环系统电位计记录EGR阀门内阀片的
位置(废气再循环阀)。阀片的升程控制再循环
废气进入进气歧管的流量。

结构

传感器集成在EGR阀塑料罩盖中。它是一个霍
尔传感器,在不与驱动轴上的永久磁铁接触的情
况下对其进行检测。它根据磁场强度的变化提供
信号,由此可计算出阀片的升程。

信号的使用

发动机控制单元利用该信号判断阀片的位置。此
外,该信号还用于调节再循环废气的流量,从而
控制废气中氮氧化合物的含量。

信号故障的影响

传感器信号发生故障,废气再循环系统关闭。
EGR阀的驱动部件也同时停止通电,因此阀片
由回位弹簧拉至关闭位置。


发动机管理系统


霍尔传感器的结构与功能

霍尔传感器用于测量转速以及检测位置。用于位置检测时,可记录线性位置变化以及旋转角度。


用于位置检测的霍尔传感器

该型号传感器可记录一定电压范围内的电压变
化。为测量一个线性移动,以增压压力调节位置
传感器G581为例,磁铁与霍尔集成电路分开,霍
尔集成电路移动时会经过磁铁。磁场强度随其与
霍尔集成电路的距离变化而变化。若霍尔集成电
路向磁场内移动,霍尔电压升高。若远离磁场,
则电压再次

降低。传感器电子部件因而能够根据
霍尔电压的变化判断其位置。

根据霍尔传感器和永久磁铁的结构,也可根据霍
尔原理来测量和记录旋转角度。为此,传感器上
安装有两个正交的霍尔集成电路。这样的位置安
排能够使两个霍尔集成电路提供两个互为反向的
霍尔电压。传感器电子部件利用这两个电压值来
计算旋转轴的变化角度。
本例中,永久磁铁由两个柱形磁铁组成,通过两
个金属桥接,使两个条形磁铁中的磁力线平行。


霍尔集成电路
传感器电子部件

传感器信号

行程

电压与行程
外部永久磁铁相对应

旋转轴上的永久磁铁


旋转角

电压,霍尔
电压,霍集成电路 2
尔集成电
路 1

传感器电子部件

计算得出的旋转角


进气歧管风门位置传感器


传感器元件集成于进气歧管风门驱动系统(进气
歧管风门马达V157)中。
其用于记录进气歧管风门的当前位置。

结构

传感器位于进气歧管风门模块塑料罩盖下的印
刷电路板上。它是一个磁阻传感器,在不与其接
触的情况下,检测风门控制轴上的永久磁铁的位
置。

信号的使用

发动机控制单元利用该信号判断进气歧管风门
的当前位置。此外,控制单元需要这一位置信号
来控制废气再循环阀以及微粒滤清器。

信号故障的影响

传感器信号发生故障时,废气再循环系统关闭。
此时进气歧管风门驱动系统也会停止工作,而调
节风门由回位弹簧拉至“开”的位置。故障信息被
添加入进气歧管风门马达V157下的故障记录
中。


磁阻式传感器元件
印刷电路板

进气歧管风门壳体

永久磁铁

发动机管理系统



磁阻式传感器的结构与功能

磁阻式传感器为无触电式运行。可用于测量转角,例如进气歧管风门的调节角度。传感器的这一特
殊内部结构设计使之能够测量0° 到 180°之间的转角。
其更多的优点包括:


–对温度引起的磁场强度变化不敏感
–对参照磁铁老化不敏感
–对于机械误差不敏感

结构


连接参照磁铁的


磁阻式传感器由一个表层涂有铁磁物的电子传

感器元件以及一个作为参照磁铁的磁铁组成。磁
铁与被测转角轴相连接。轴带动柱形磁铁转动,

磁力线

磁铁形成的磁力线位置相对传感器元件变化。因
此,传感器元件的阻值发生变化。接着传感器电

表层涂有铁磁物
的传感器元件

子部件通过此阻值来计算出此轴相对于传感器
的绝对转角。

传感器元件由两个次级传感器A和B组成,互成
45°角。每个次级传感器由四个测阻桥组成,围


参照磁铁相对传
绕同一中心,每90°有一个



感器元件的转角


测阻桥

次级传感器 A

S368_062

次级传感器 B


功能


次级
传感器A

输出
信号

一个阻值对应一个转角值


轴相对次级传感器转动会引起次级传感器阻值
的正弦变化。
但一个次级传感器仅能在正弦曲线的-45° 到
+45°范围之间判定出一个确切角度。
例:
R阻值对应转角 a=22.5°

而在-90° 到+90° 范围内,同一阻值有两个可能
的转角值。因此仅一个次级传感器不足以得出此
测量范围内的正确值。
例:
R阻值对应转角 a=22.5°以及67.5°


一个阻值对应两个转角值

输出信号,
次级传感器 B输出信号,
次级
传感器 A

传感器电子部件

确切角度

相位变化的
正弦曲线
利用两个相隔45°安装的次级传感器,使输出的
测量信号为两条相位差45°的正弦曲线。
通过计算,传感器电子部件现能通过两曲线计算
出一个在0° 到180°之间的确切角度,并将此数
值传递至指定的控制单元。


发动机管理系统



执行器

整体式喷嘴,气缸号:1-4 N240, N241, N242, N243

该整体式喷嘴采用压电阀控制。作为整体式喷油
单元的部件,直接与发动机控制单元连接。
发动机控制单元利用此阀对整体式喷嘴的独立
喷油过程进行控制。


与磁电式喷嘴相比较,压电式喷嘴的优点在于:


–噪音低,
–喷油压力范围大(
130-2200巴),
–更灵活的操控,初级和次级喷油设计,
–高效率,
–低燃耗,
–低有害物排放,
–高发动机输出功率。


信号故障的影响

若整体式喷嘴发生故障,相应气缸的喷油停
止。若相对于控制限度有微小偏差,整体式
喷油嘴继续工作。以上各情况下,故障条目
会被记录入故障存储器。


具体信息可查询自学手册352“带压电阀的整体式喷嘴”。


增压压力限制电磁阀 N75


该阀位于发动机舱内,靠近增压器增压腔处。它
向增压器真空单元提供用于导向叶片的真空。


信号故障的影响

无电流供给时,阀门将真空单元与真空系统隔
开。真空单元中的弹簧移动调节机构连接杆,使
增压器导片位于紧急运行位置。在发动机低速运
转的情况下,只有一个较低的增压压力,因此也
只有一个较低的废气压力。

图例:

a – 真空系统
b – 发动机控制单元J623
c – 进气
d – 增压空气冷却器
e – 增压压力限制电磁阀 N75
f – 压缩机
g – 带增压压力调节位置传感器G581的真空单元
h – 带可调整式导向叶片的废气涡轮


发动机管理系统


废气再循环阀 N18

该阀为一个电控机构,通过齿轮驱动来控制废气
再循环阀片的升程运动。由

发动机控制单元通过
一个模拟信号进行激活控制。

信号故障的影响

该阀无电流供给时,阀门由回位弹簧拉至紧急运
行位置(关闭位置)。该位置情况下,废气再循
环系统被关闭。


图例:

a –
进气


b –
进气歧管风门


c –
废气供给管路


d –
带有废气再循环电位计(G212)的
废气再循环阀(N18)


e –
发动机控制单元J623

f – 废气冷却器



废气再循环冷却器转换阀 N345

该阀安装于发动机舱内涡轮增压器旁。用于向废


气冷却器真空单元提供开启旁通风门的真空。

信号故障的影响

无电流供给时,阀门将真空单元与真空系统隔
开。废气冷却器的旁通风门因此保持关闭,排气
不能流经冷却器。


图例:


a-进气
b – 进气歧管风门
c -废气再循环阀
d -发动机控制单元J623
e – 已冷却废气
f – 冷却液出口
g -废气冷却器
h – 热废气
i – 真空单元
k – 冷却液入口
l -废气再循环冷却器转换阀 N345
m – 真空系统


发动机管理系统


进气歧管风门马达 V157

进气歧管风门包含一个由电动马达驱动的调节
风门。调节风门用于控制进气,且由发动机控制
单元进行无级调节。

信号故障的影响

该阀无电流供给时,阀门由回位弹簧拉至紧急运
行位置(开启位置)。此位置上,进气不受调节
风门的阻碍。


图例:


a -进气
b -带有进气歧管风门位置传感器的进气歧管

风门和进气歧管风门马达V157
c -废气供给管路
d -废气再循环阀
e -发动机控制单元J623
f -废气冷却器



进气歧管风门气流控制阀 N316


进气歧管风门气流控制阀是一个电磁阀。用于向
进气歧管真空单元提供需要开启关闭涡流风门
的真空。

进气歧管风门气流控制阀安装于发动机舱内交
流发电机的上方。它由发动机控制单元根据特性
曲线图控制。

信号故障的影响

发生故障时,无法关闭进气歧管中的涡流风门。
进气歧管的涡流风门处于“开启”位置。


图例:

a-进气
b – 进气歧管风门
c -废气再循环阀
d-发动机控制单元J623
e -进气歧管风门气流控制阀N316
f – 真空单元
g – 带换档轴的可变进气歧管
h – 真空系统


发动机管理系统



预热塞
1至
4 Q10, Q11, Q12, Q13

连接销

预热塞体

防护陶瓷罩

陶瓷加热元件


新型陶瓷预热塞是一种特殊的预热塞。其抗
老化性好,工作寿命较长。其它优点还包括
更好的冷起动性能和废气排放的改善。

结构

陶瓷预热塞由预热塞体,连接销以及由陶瓷
材料制成的加热元件组成。
加热元件则由一个绝缘的防

护陶瓷罩以及
一集成导电陶瓷加热件组成。陶瓷加热元件
替代了金属预热塞中的调节和加热线圈。

信号故障的影响

当预热塞接入时,若自动预热时间控制单元
判断耗电过多或者电阻过大,则相应的预热
塞不工作。


确保陶瓷预热塞仅安装在可安装该预热塞的发动机内。
若陶瓷预热塞被安装入不可安装该预热塞的发动机中,由于发动机控制系统无法充
分利用其性能,冷起动时不可避免地会出现问题。

注意,2气门与4气门的TDI发动机的陶瓷预热塞在长度和旋入的螺纹上有所不同。

陶瓷预热塞对冲击和弯曲十分敏感。
更多信息可查询维修手册。


功能

预热

陶瓷预热塞由发动机控制单元通过预热时间自动装置控制单元J179,结合一个频宽可调脉冲
(PWM)信号按序启动。此情况下,单个预热塞的电压通过
PWM脉冲频率进行调节。外界温度低
于14°C时,快速启动需要加载
11.5V的最大电压。这可确保预热塞在尽可能短的时间间隔内(不超
过2秒)加热至1000°C以上。由此可减少发动机的预热时间。

起动后的预热

通过不断降低PWM信号的控制频率,起动后预热电压被调节至额定的7V电压。起动后的预热过程
中,陶瓷预热塞温度到达约
1350°C。发动机起动后,起动后的预热最多可运行
5分钟,直至冷却液
温度到达20°C。高预热温度能帮助降低暖机过程中碳氢化合物的排放和燃烧噪声。


中间预热

为使微粒过滤器再生,发动机控制单元启动预热塞,用于中间预热。中间预热帮助改善微粒过滤器
再生过程的燃烧环境。陶瓷预热塞的抗老化性已完全可以满足微粒过滤器再生的中间预热要求。

结果比较

与金属预热塞相比,同样的电压情况下,陶瓷预热塞的预热温度明显更高。
金属预热塞陶瓷预热塞



图例:


电压 [V]
预热温度 [°C]
S368_023-024


功能图


本功能原理图以
Passat上装备的
2.0 l 125 kw TDI发动机为例。



G6 燃油系统加压泵
G31 增压压力传感器
G39 氧传感器
G42 进气温度传感器
G79 油门踏板位置传感器
G83 冷却液温度传感器 – 散热器出口
G185 油门位置位置传感器 2
J17 燃油泵继电器
J179 预热时间自动装置控制单元
J317 供电继电器-总线端 30
J519 车载电网控制单元
J623 发动机控制单元


N240 整体式喷油阀,气缸1
N241 整体式喷油阀,气缸2
N242 整体式喷油阀,气缸3
N243 整体式喷油阀,气缸4
N316 进气歧管风门气流控制阀
N345 废气再循环冷却器转换阀
Q10 预热塞
1
Q11 预热塞
2
Q12 预热塞
3
Q13 预热塞
4
S 保险丝
Z19 氧传感器加热装置


F 制动灯开关
G2

8 发动机转速传感器
G40 霍尔传感器
G62 冷却液温度传感器
G81 燃油温度传感器
G235 废气温度传感器 1
G448 废气温度传感器 2 气缸列 1
G476 离合器位置传感器

(仅用于手动变速箱)
G527 微粒过滤器后的温度传感器
J293 散热器风扇控制单元
J519 车载电网控制单元
J623 发动机控制单元
N75 增压压力限制电磁阀


S 保险丝


V7 散热器风扇
V157 进气歧管风门马达
V177 散热器风扇 2

a 电动驻车和手制动器控制单元
J540

颜色标识/图例







= 正极
= 接地



功能图


诊断接口
驱动系统CAN数据总线high
驱动系统CAN数据总线low
G70 空气质量计
G212 废气再循环电位计
G450 废气压力传感器 1
G581 增压压力调节位置传感器
J519 车载电网控制单元
J623 发动机控制单元
J533 数据总线诊断接口
N18 废气再循环阀
S 保险丝
颜色标识/图例
入出


= 正极
= 接地


自测题


哪些答案是正确的?

正确答案可能为一个或多个。


1. 2.0 L 125kw TDI发动机的平衡轴模块通过什么驱动?

a) 曲轴通过链条驱动平衡轴模块。

b) 平衡轴模块由齿形皮带驱动。

c) 平衡轴模块由曲轴驱动。
2.废气再循环阀


a) 有一个风门,由电动马达控制。

b) 由一个真空单元控制。

c) 装备有一个无触点式传感器,用于检测风门的位置。
3.进气歧管中的涡流风门如何开启?

a) 由一个电动定位马达驱动。

b) 由一个真空单元驱动。

c) 由一个电子转换阀驱动。
4.平衡轴齿隙通过
…调节

a) 千分表

b) 塞尺

c) 一种特殊的表面涂层

d) 一种新型的专用工具

VOLKSWAGEN AG, Wolfsburg

该手册与技术交流受版权保护
000.2811.90.20技术现况
10.2005

大众公司
服务培训
VSQ-1
Brieffach 1995
D-38436沃尔夫斯堡


印刷用纸采用无氯漂白的纸浆工艺。



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