[EG] 3GR-FE

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? ) : 拧紧顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 左侧气缸组 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点(发动机主体) 缸盖 – 凸轮轴和凸轮轴架的组装 第 2步 X : 拧紧力矩 28N?m [286kgf?cm]) 拧紧力矩: ? ? : 拧紧顺序 9 3 6 12 7 1 4 10 8 2 5 11 左侧气缸组 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点(发动机主体) 缸盖 – 凸轮轴和凸轮轴架的组装 第 3步 X : 拧紧力矩 16N?m [163kgf?cm]) 拧紧力矩: ? ? : 拧紧顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 左侧气缸组 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机主体 缸体 – 采用压铸铝合金缸体以减轻重量 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机主体 缸体 – 水套隔板优化了气缸壁温度，因此减小了摩擦力 水套隔板 (右侧) 水套隔板 (左侧) 水套隔板 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机主体 缸体 – 气缸壁中低部保持适当的温度，以降低发动机机油粘度 水套隔板减小了 冷却液的流动 过冷 低机油粘度 ? 低摩擦力 有水套隔板 高机油粘度 ? 高摩擦力 无水套隔板 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机主体 缸体 – 缸筒之间的水道用来冷却缸体 水套 水道 到缸盖 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机主体 缸体 – 使用多刺状缸套以提高冷却性能 约1.0 mm (0.039 in.) 提高附着性和接触 面积 外侧 缸体 缸套 缸套截面图 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机主体 轴承 – 使用不带定位凸缘的曲轴轴承和连杆轴承 不带定位凸缘 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点(发动机主体) 曲轴上半轴承的安装 – 曲轴轴承应该安装在轴承座中央以对准机油孔 [上半轴承] 润滑孔 [正确 正确] 正确 中央 [错误 错误] 错误 机油孔 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点(发动机主体) 曲轴下半轴承、连杆上/下轴承的安装 – 轴承应安装在轴承座中央并经过测量调整 [ “B” 和 “C”之差 小于0.7 mm (0.028 in.)] 之差: 之差 B C 游标卡尺 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点(发动机主体) 曲轴轴承(上/下) ? 不同位置曲轴轴承宽度不同 21.0 mm (0.827 in.) 18.0 mm (0.709 in.) 1号、4号轴径曲轴轴承 号 号轴径曲轴轴承 2号、3号轴径曲轴轴承 号 号轴径曲轴轴承 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 配气机构 概述 – 使用3条正时链驱动各气缸组进/排气凸轮轴 VVT-i 控制器 (排气侧) VVT-i 控制器 (进气侧) 主链张紧器 副链张紧器 副正时链 (右侧) 进气凸轮轴 排气凸轮轴 液压气门间 隙调节器 主正时链 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 配气机构 凸轮轴 – 进/排气侧凸轮轴都采用VVT-i系统(双VVT-I) 进气侧 凸轮轴正时转子 排气侧 VVT-i控制器 辅助弹簧 VVT-i控制器 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 配气机构 正时链 – 使用3条正时链驱动各气缸组进/排气凸轮轴 副正时链 (右侧) 自动张紧器 副正时链 (左侧)自 动张紧器 主正时链 右侧) 副正时链 (右侧 右侧 主正时链自动张紧 器 左侧) 副正时链 (左侧 左侧 惰轮 曲轴 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 配气机构 链张紧器 – 主链张紧器 ? 棘轮式止回机构 拆/装维修孔 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 配气机构 链张紧器 – 左右气缸组各1个副链张紧器 销子(止动器) 链张紧器 单向球 弹簧 机油压力 (来自缸盖) 左侧气缸组 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 配气机构 液压气门间隙调节器 – 利用机油压力和弹簧弹力保持恒定为“0”的气门间隙 柱塞 低压室 “0”气门间隙 油道 单向球 单向球弹簧 高压室 柱塞弹簧 油道 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 配气机构 液压气门间隙调节器 – 凸轮轴升程开始，柱塞被压下，高压室内的机油被封闭 柱塞 高压室 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 配气机构 液压气门间隙调节器 – 摇臂以液压气门间隙调节器为支点压下气门 固定 不动 支点 柱塞 高压室 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 配气机构 液压气门间隙调节器 – 柱塞回弹，单向阀打开，机油进入高压室 车身 柱塞 单向球 高压室 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 配气机构 液压气门间隙调节器 – 柱塞回弹，气门间隙保持为“0” “0”气门间隙 柱塞 柱塞 弹簧 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 配气机构 液压气门间隙调节器 – 运作 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点(配气机构) 液压气门间隙调节器 – 换发动机机油程序 1. 使用SST将单向球压下 SST [SST: 09276-75010] 液压气门间隙调节器 正确 错误 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点(配气机构) 液压气门间隙调节器 – 换发动机机油程序 2. 将液压气门间隙调节器浸入干净的发动 机机油中，使用SST 压缩/放开柱塞5~6次 干净的发动机机油 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点(配气机构) 液压气门间隙调节器 – 换发动机机油程序 3. 用手指压下柱塞检查是否密封严密 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点(配气机构) 液压气门间隙调节器 – 换发动机机油程序 ? 如果柱塞在3次压缩后仍能被压缩，则需 要更换新的液压气门 间隙调节器 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 润滑系统 机油分配管 – 机油分配管被用来润滑凸轮和摇臂 机油分配管 气门室罩 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 润滑系统 机油滤清器 – 使用可更换滤芯式机油滤清器 机油滤清器盖 机油滤清器芯 机油滤清器盖 肋板 切口 1号油底壳 前 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 参考 (润滑系统) 机油滤清器 – 结构 机油滤清器芯 发动机机油 安全阀 机油滤清器盖 1号油底壳 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点 (润滑系统) 机油滤清器 – 更换机油滤清器 ? 拆卸 拆下滤清器芯 1, 拆下维修孔盖 肋板 专用工具: 09228-06501 2, 松开滤清器盖大约4圈 3, 使肋板处于垂直位置排出机油 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点 (润滑系统) 机油滤清器 – 更换机油滤清器 ? 拆卸 O型环 4, 拆下机油滤清器盖和滤芯 5, 从滤清器盖上拆下滤芯和O型 环 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点 (润滑系统) 机油滤清器 – 更换机油滤清器 ? 安装 安装滤清器芯 新 新 专用工具: 09228-06501 1, 装上新的滤芯和O型环 2, 使用专用工具(SST)安装滤清 器盖 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点 (润滑系统) 机油滤清器 – 更换机油滤清器 ? 安装 无泄漏 4, 使发动机运转，检查有无机油泄漏 3, 加注机油 5, 安装维修孔盖 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 进气和排气系统 进气侧空气室 – 使用旋转电磁阀式ACIS控制阀 – ACIS(可变进气道控制)阀使用激 光焊接法焊到空气室上 塑料 旋转电磁阀式ACIS阀 激光焊接 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 进气和排气系统 ACIS(可变进气道控制)阀 – 使用旋转电磁阀式ACIS阀 定子 阀 轴 磁体 旋转电磁阀马达 ACIS(可变进气道控制)阀 (可变进气道控制) 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 燃油系统 燃油箱 – 多层复合塑料燃油箱 截面图 外 多层复合 内 前 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 点火系统 火花塞 – 使用长型火花塞改善了缸盖的冷却性能 加长水套 加长 3GR-FE 长型火花塞 铱金 铂金 普通火花塞 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 充电系统 发电机皮带轮 – 发电机皮带轮使用单向离合器以吸收发动机转速波动 单向离合器 发电机轴 轴承 弹簧 发电机皮带轮 发电机 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点(充电系统) 发电机皮带轮 – 使用SST拆卸/安装发电机皮带轮 SST 09820-63020 (2 件) 拆卸 轴 皮带轮 SST 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点(充电系统) 发电机皮带轮 – 发电机皮带轮盖是不可重复使用零件 发电机皮带轮盖 (不可重复使用零件) 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机控制系统 VVT传感器 – 每一气缸组上的进/排气凸轮轴上都装有1个MRE(磁阻元件) 式VVT 传感器(共4个) MRE式VVT传感器 (排气侧) MRE式VVT传感器 (进气侧) 右侧气缸组 正时 转子 左侧气缸组 MRE式VVT传 感器 (排气侧) 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机控制系统 VVT传感器 – 输出信号是数字信号 正时转子 MRE 磁体 0V MRE 式 线圈 磁体 0V 拾磁线圈式 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 参考 (发动机控制系统) VVT传感器 – MRE的磁阻随磁力线方向变化而变化 正时转子 磁力线 传感器输出高电平 传感器输出低电平 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机控制系统 VVT传感器 – 可保证在极低转速时的信号输出 MRE 式 拾磁线圈式 无检测信号 发动机 转速 传感器输 出信号 传感器输 出信号 发动机 转速 时间 时间 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机控制系统 VVT传感器 – 通过采用MRE式VVT传感器, 发动机 ECU可以检测到传感器输 入电压过 低或过高的故障 V 4.7 传感器输入电压过高故 障 高电位 VVT传感器 传感器 输出电压 低电位 0.3 传感器输入电压过低故 障 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机控制系统 VVT-i (智能可变气门正时系统) – 进/排气侧凸轮轴都采用VVT-i控制系统 延迟 进气侧 提前 锁止销 延迟 提前 叶轮 排气侧 锁止销 左侧气缸组 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 参考 (发动机控制系统) 双VVT-i – 3GR-FE发动机的气门正时 上止点 上止点前 37o 上止点 0o 上止点后 3o 上止点后 35o 下止点后 71o 下止点前 64o 下止点后 31o 下止点 下止点前 29o 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机控制系统 双VVT-i – 运作 在怠速，轻载， 在怠速，轻载，低温和启动时 上止点 减少废气进入进气侧 运作范围 发动机载荷 下止点 发动机转速 - 作用 ?稳定燃烧，提高燃油经济性 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机控制系统 双VVT-i – 运作 提高内部 EGR率，消 除泵气损失 中等载荷 上止点 运作范围 发动机载荷 下止点 发动机转速 - 作用 ?改善排放控制 ?改善燃油经济性 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机控制系统 双VVT-i – 运作 低中转速， 低中转速，大负荷 上止点 运作范围 发动机载荷 提高充气效率 充分利用燃 烧压力 下止点 发动机转速 - 作用 ?改善扭矩/功率 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机控制系统 双VVT-i – 运作 高速， 高速，重载 上止点 运作范围 发动机载荷 提高充气效率 减少泵气损 失 下止点 发动机转速 - 作用 ?提高功率 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 维修要点(发动机控制系统) 双VVT-i – 由于在排气侧加装了VVT-i控制系统，新增加了如下14条故障 码 故障码 P0013 P0014 P0015 P0017 P0019 P0023 P0024 检查项目 凸轮轴位置“B”执行器电路故障(气缸 组 1) 凸轮轴位置“B”正时提前过大或系统故 障(气缸组 1) 凸轮轴位置“B”正时延迟过大(气缸组 B” ( 1) 曲轴位置-凸轮轴位置相互关系错误 (气缸组 1，传感器 B) 曲轴位置-凸轮轴位置相互关系错误 (气缸组 2，传感器 B) 凸轮轴位置“B”执行器电路故障(气缸 组 2) 凸轮轴位置“B”正时提前过大或系统故 障(气缸组 2) 故障码 P0025 P0365 P0367 P0368 P0390 P0392 P0393 检查项目 凸轮轴位置“B”正时延迟过大(气缸 组 2) 凸轮轴位置传感器“B”电路故障(气 缸组 1) 凸轮轴位置传感器“B”电路输入电压 B” 低(气缸组 1) 凸轮轴位置传感器“B”电路输入电压 高(气缸组 1) 凸轮轴位置传感器“B”电路故障(气 缸组 2) 凸轮轴位置传感器“B”电路输入电压 低(气缸组 2) 凸轮轴位置传感器“B”电路输入电压 高(气缸组 2) 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机控制系统 起动保持功能 – 当动力模式被切换到“发动机起动”模式时，起动机保持运转 直到发动机起动 动力模式 关 发动机起动 发动机运转 发动机开关 按1次 自动运转 起动机 停止 运转 停止 发动机起动 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 -A -W -V -_ 发动机控制系统 起动保持功能 – 系统图 1, 起动信号 2, ACC 动力切断 发动机开关 STSW ACCR STAR 电源控制 ECU 3, 起动机运转 起动机切断 继电器 STA 制动灯开关 ACC 继电器 IG1, 2 继电器 起动机继 电器 制动灯 开关 空挡起动 开关 发动机 ECU (ECM) 凸轮轴位置 传感器 起动机 发动机冷 却液温度 传感器 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 参考 (发动机控制系统) 起动保持动能 – 在起动时切断ACC电路，以防止电气元件间歇工作。 发动机 开关 1, 起动信号 STSW ACCR ACCR STAR Power 电源控制 Source ECU Control ECU 2, ACC动力切断 3, 起动机运转 起动机切 断继电器 STA 空挡起动 开关 Engine 发动机 ECU ECU (ECM) (ECM) 制动灯 开关 OFF ACC ACC 继 Relay 电器 IG1, 2 继电器 起动机 继电器 制动灯 开关 凸轮轴 位置 传感器 起动机 发动机 冷却液 温度 传感器 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机控制系统 起动保持功能 – 正常运作 : 有此项功能 起动信号 OFF ON ACC继电器 ON OFF 自动控制 起动机继电器 ON OFF 判 断 NE信号 时间 : 无此项功能 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 参考 (发动机控制系统) 起动保持功能 – 判断发动机完成起动 – 最大起动时间 发动机冷却液温度 (?C) 最大启动时间 最大启动时间(sec.) 判别转速 判别转速(rpm) 发动机冷却液温度 (?C) 判断发动机完成起动 最大启动时间 (当发动机由于异常不能起动时 当发动机由于异常不能起动时) 当发动机由于异常不能 起动时 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 参考 (发动机控制系统) 起动保持功能 – 发动机起动时的保护 在起动时如果发动机转速达到或超过1200rpm， 发动机ECU停止起动机运转以防止起动 机转速过高 ON 起动控制信号 (点火开关) OFF 起动机继 电器 NE信号 时间 司机操作点火开关时 间较长 关闭 1200 rpm 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 参考 (发动机控制系统) 起动保持功能 – 发动机启动时的保护 当操作点火开关时间较长时，为防止过热，起动机最多运转30秒 启动控制信号 (点火开关) OFF ON 司机操作点火开关 时间较长 起动机继 电器 NE信号 30 sec. 关闭 故障) 发动机不启动 (故障 故障 时间 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机控制系统 冷却风扇控制 – 冷却风扇 ECU 通过占空比信号驱动冷却风扇马达(无级控制) ? ? ? 水温信号 车速信号 发动机转速信号 空调开关状态 冷却风扇 ECU 风扇转速信号 无级控制 发动机 ECU 冷却风扇马达 新车型概述 3GR-FE发动机 底盘 车身 车身电气 发动机控制系统 通讯 – 使用CAN (控制器局域网) 与DLC3诊断接头和其它ECU进行通 讯 智能检测仪II 智能检测仪 发动机 ECU (ECM) J/C DLC3 诊断通讯 CAN 网关 ECU 其它总线