一、M112发动机概述
M112发动机为V6汽油发动机,汽缸夹角为90°,成功取代了1997年3月上市的R6104发动机。
M112发动机采用顶置凸轮轴,每个汽缸有3个气门(2个进气门,1个排气门
M112发动机采用双火花塞点火系统,相位位移交变双火花塞点火,每个汽缸有2个火花塞。
3.2L6缸发动机和4.3L8缸发动机的缸径为89. 9mm,冲程为84mm。
M112发动机废气排放符合当今标准,并且有潜力符合将来的排放标准。这是通过以下几点实现的:
·三气门技术
·每个燃烧室有2个火花塞
·相位位移交变双火花塞点火
·废气再循环兼容性提高
·采用新型内管技术的密封排气歧管
·采用三金属结构三元催化器
汽缸体:
汽缸体由铝、硅、铜和镁的合金制成,它们共同组成了制造汽缸的最佳材料。新汽缸套采用的这些材料和生产过程使其比铸铁汽缸套具有更多的优势。这些优势为较低的重量(每个汽缸重量减轻了500g)、更好的传热性、出色的尺寸稳定性、摩擦减少、极佳的抗磨损能力、噪声和汽缸变形减小、废气排放减少(HC)。
汽缸盖:
汽缸盖采用与曲轴箱类似的铝合金压铸而成。M系列汽缸盖的结构特性为:顶置凸轮轴、双火花塞、每个汽缸有3个气门(2个进气门, 1个排气门)。这种3气门结构为燃烧室外边缘的两个火花塞提供了空间,使其可以燃烧稀的油/气混合气,因此降低了排放缸盖的3气门、双火花塞结构还通过提高燃烧效率(燃烧在汽缸壁上进行)使得排放水平进一步降低。排放减少了25%,并且,燃烧较稀的油/气混合气提高了燃油经济性。
平衡轴:
平衡轴平衡V6发动机特有的可能的二次振动。此平衡轴补偿不均衡的强烈振动。V6发动机平衡轴的转速与曲轴转速相同,但旋转方向相反。平衡轴由正时链驱动。V8发动机上没有平衡轴。两个辅助汽缸平衡V6发动机的“自由扭矩”特性。
二、M112发动机部件概述
1. M112发动机部件位置图(图1、图2)
2.节气门促动器M16/6部件概述
电子节气门总共有两个节气门电位计,分别为R1与R2,它们用来监测经由电机驱动后,实际节气门的角度。
第一组节气门电位计R1是主要的回馈装置,将节气门实际开启角度信号送至发动机控制模块。
第二组节气门电位计R2的用途是检查参考数值的可信度,如果第一组节气门电位计故障了,系统会自动切换至第二组,使车辆不至于立即停止而无法行驶,避免在道路上造成危险,所以第二组节气门电位计也是一种安全装置。
节气门促动器连接器针脚说明:
针脚1; M16/6(节气门促动器),+;
针脚2 : M16/6(节气门促动器),供电5V;
针脚3 : M16/6(节气门促动器),接地;
针脚4 : M16/6(节气门促动器),-;
针脚5 : M16/6(节气门促动器),信号2;
针脚6: M16/6(节气门促动器),信号1。
节气门促动器M16/6标准检测数据(电路如图3所示):
·关闭点火开关,将发动机控制模块的第1插头拔下,测量第3脚和第6脚之间的阻值,正常为1~10Ω。
·关闭点火开关,将发动机控制模块的第3插头拔下,测量第21脚和第22脚之间的阻值(电位器1),用手缓慢操纵节气门从关闭到全负荷位置。标准值:怠速1380Ω、满负荷480Ω。
·关闭点火开关,将发动机控制模块的第3插头拔下,测量第20脚和第22脚之间的阻值(电位器2),用手缓慢操纵节气门从关闭到全负荷位置。标准值:怠速650Ω、满负荷1490Ω。
·关闭点火开关,将发动机控制模块的第3插头拔下,测量第19脚和第22脚之间的电压,点火开关打开后电压正常值为4.75~5. 25V之间。
三、主要控制功能介绍
(一)点火系统功能介绍
M112和M113发动机采用双火花塞点火系统。根据来自发动机信号发射器的发动机温度、发动机负荷以及其他输入信号,每个汽缸内的两个火花塞同时、交替或相位点火。
可变点火顺序具有以下优点:
·提高燃烧效率,从而减少废气排放
·降低燃烧噪声,使发动机运行更为安静
·燃烧更充分
·降低发动机热负荷
在改变发动机、车辆和行驶条件过程中优化点火控制。两个分离的火花塞位于汽缸壁附近的进气门旁,分别在排气门两侧。共有六组双点火线圈模块,三组点火。线圈组件位于每个气门室盖的顶部。
1.点火线圈部件概述
每个点火线圈模块有两个单独的二次线圈绕组,每个汽缸的1个火花塞配用1个绕组。点火线圈总成内各个线圈彼此分离,能够独立点火(图4)。
双火花塞点火使得火焰传播更为均匀,因此汽缸表面的压力升高也更为均匀。这不仅降低了噪声水平,还减少了活塞和其他发动机部件的负荷。双火花塞的相位变换和相位控制点火确保每个汽缸内部的压力升高都能得到最佳控制。
由发动机控制模块(N3/10)控制线圈进行相位变换,使得火花塞以交替方式点火。相位控制意味着可以独立控制每个火花塞,从而使燃烧过程发生无限制的变化。
每个汽缸内的火花塞“A”和“B”以如下模式点火:A-B、B-A、A-B、B-A,如此反复。
由于每个火花塞交替触发燃烧过程,因此这种点火顺序可使燃烧室内的热量生成更为均匀。
发动机控制模块独立改变每个线圈的点火频率。由此,发动机控制模块能够调整点火正时多达14.5°,以延迟点火,从而避免发动机爆震。ME-SFI控制装置还能将火花塞的点火相位减小到0°(同时点火)。在转速最高约2000r/min的较低部分负荷下,各个汽缸的火花塞同时点火。在中等负荷及高负荷下,将在曲轴转角偏移10°时点火。在此过程中将连续进行顺序点火,以确保火花塞均匀磨损以及避免燃烧室一侧积炭。
双火花塞点火系统的一个特点是ME-SFI控制装置能够偏移点火相位和火花塞点火正时,使发动机输出和发动机效率达到最佳提升,同时又降低了污染物的排放。
2.点火线圈功能
每个火花塞均由发动机控制模块通过各自的点火线圈分别进行促动。汽缸的两个点火线圈组合在一起,形成双源点火线圈。发动机控制模块通过接地促动接头1a或1b处双源点火线圈的初级线圈(L1)。初级线圈电流在点火正时点那一刻被切断。由于磁场突然消失,次级线圈(L2)中产生点火电压。点火电压流经高压连接(4a和4b),并通过火花塞接头流到各火花塞(R4)。通过接头15 ( a)保护双源点火线圈的电源。内置有二极管,可在初级电流接通时抑制产生额外的点火火花。由于二极管的存在,无法测量次级线圈的电阻。
维修注意事项:
火花塞:火花塞上有白金头,建议使用寿命为100000km。
点火线圈:确定相应的点火导线以正确连接至火花塞A/B。火花塞的位置通过汽缸盖气门头上的压印标记A/B进行识别。
(二)供油系统功能介绍
1. M112发动机燃油供给系统简图(图5)
M112发动机燃油供给系统特性:
·燃油供给系统采用单管式供油系统。
·燃油的压力被控制在370~410kPa
·多余的燃油从汽油滤清器流回燃油箱
2.燃油泵的促动
(1)燃油泵的触发。
①点火钥匙打开时燃油泵工作大约is,保证启动前燃油系统里有足够的工作压力。发动机启动后,燃油泵才会再次工作。
②发动机启动阶段根据曲轴位置传感器的信号来触发燃油泵。
③发动机运行时根据发动机的TNP转速信号来促动燃油泵。
(2)燃油泵的控制。
发动机控制模块通过接地信号来触发燃油泵继电器KT。燃油泵继电器给燃油泵供电。燃油泵继电器的30端电是通过K40/5f52保险丝供电。