2NM发动机总述发动机本体充电系统发动机控制系统停机和起动系统目录3NM3ZR-FAE发动机–3ZR-FAE为直列、4缸、带双VVT-i、VALVEMATIC、DIS和ETCS-i的16气门DOHC发动机。-C-W3ZR-FAE发动机发动机总述4NM规格[1/2]-C-W车型NX200COROLLA(ZRE173)发动机3ZR-FAE3ZR-FE气缸数和排列形式4缸、直列气门机构16气门DOHC、带双VVT-i的链条传动带VALVEMATIC不带VALVEMATIC排量[cm3(cu.in.)]1,986(121.3)缸径x行程[mm(in.)]80.5x97.6(3.17x3.84)压缩比10.5最大输出功率[kW@rpm]111@6,100107@6,200最大转矩[kW@rpm]193@3,800187@3,600点火顺序1-3-4-23ZR-FAE发动机发动机总述5NM规格[2/2]车型NX200COROLLA(ZRE173)发动机3ZR-FAE3ZR-FE发动机机油等级API:SL、SM、SN或ILSAC容量[L(USqts,Imp.qts)]净加注4.7(5.0,4.1)带机油滤清器4.2(4.4,3.7)不带机油滤清器3.9(4.1,3.4)发动机冷却液类型丰田原厂SLLC(超级长效冷却液)或同等产品*1容量[L(USqts,Imp.qts)]6.0(6.3,5.3)5.5(5.8,4.8)*25.1(5.4,4.5)*1:类似的不含硅酸盐、胺、亚硝酸盐及硼酸盐且采用长效复合有机酸技术的优质乙二醇冷却液。*2:带加热器的车型3ZR-FAE发动机发动机总述-C-W6NM3ZR-FAE发动机主要特征双VVT-iVALVEMATIC(进气侧)机油喷嘴偏置曲轴滚子式摇臂DIS和细长电极型铱尖火花塞真空传感器这些是COROLLA(ZRE172)发动机图示。液压间隙调节器3ZR-FAE发动机发动机总述-C-W7NM特征[1/3]项目(1)(2)(3)(4)(5)发动机本体采用了由铝合金制成的气缸体。O采用了偏置曲轴。OOO采用了刺型缸套。O采用了低张力活塞环。OO活塞裙部涂有树脂以减小摩擦。OOO气门机构采用了正时链条和链条张紧器。OO采用了气门间隙调节器总成。OO采用了滚子式摇臂。OOO润滑系统采用了带可换式滤芯的机油滤清器。O冷却系统发动机冷却液采用了丰田原厂SLLC(超级长效冷却液)。O(1):高性能、高燃油经济性(2):低噪音、低振动(3):轻量化、紧凑设计(4):良好可维修性(5):清洁排放O:适用3ZR-FAE发动机发动机总述-C-W8NM特征[2/3]项目(1)(2)(3)(4)(5)进气和排气系统采用了由塑料制成的进气歧管。O采用了无连杆式节气门体总成。OO采用了不锈钢排气歧管。O采用了TWC(三元催化转化器)。O燃油系统采用了无回流燃油系统。OOO采用了快速连接器以连接燃油软管和燃油管。O点火系统DIS(直接点火系统)使得点火正时无需进行调节。OOO采用了细长电极型铱尖火花塞。OOO(1):高性能、高燃油经济性(2):低噪音、低振动(3):轻量化、紧凑设计(4):良好可维修性(5):清洁排放O:适用3ZR-FAE发动机发动机总述-C-W9NM特征[3/3]项目(1)(2)(3)(4)(5)排放控制系统采用了燃油蒸汽排放控制系统。O发动机控制系统采用了MRE(磁阻元件)型凸轮轴位置传感器。O采用了ETCS-i(智能电子节气门控制系统)。O采用了双VVT-i(智能可变气门正时)。OO采用了起动机控制(起动保持功能)。O采用了VALVEMATIC。OO(1):高性能、高燃油经济性(2):低噪音、低振动(3):轻量化、紧凑设计(4):良好可维修性(5):清洁排放O:适用3ZR-FAE发动机发动机总述-C-W10NM气缸盖相关零件–采用了凸轮轴壳以简化气缸盖结构。气缸盖罩衬垫凸轮轴轴承盖(IN和EX为一整体)凸轮轴凸轮轴壳气缸盖气缸盖衬垫[3ZR-FAE][3ZR-FE]不同项目气缸盖罩VALVEMATIC机构3ZR-FAE发动机发动机本体-C-W11NM气缸盖相关零件–带和不带VALVEMATIC的发动机气缸盖零件相同,VALVEMATIC仅用于区分凸轮轴壳部分。凸轮轴壳气缸盖零件相同。[3ZR-FAE][3ZR-FE]锥形挤压式锥形挤压式3ZR-FAE发动机发动机本体-C-W12NM气门机构–气门机构包括滚子式摇臂、液压间隙调节器、双VVT-i系统和VALVEMATIC机构。气门滚子式摇臂排气凸轮轴进气凸轮轴排气VVT-i控制器进气VVT-i控制器凸轮轴位置传感器(MRE型)VALVEMATIC机构液压间隙调节器3ZR-FAE发动机发动机本体-C-W13NM气门机构–主要零部件的布局(VALVEMATIC)•一起更换的零件组件气门升程控制执行器连接器卡子气门升程控制执行器连接器凸轮轴正时齿轮总成备注:不要拆解凸轮轴壳。凸轮轴壳气缸盖连续可变气门升程控制器连续可变气门升程控制器(供应零件)凸轮轴正时排气齿轮总成直销凸轮轴壳分总成(供应零件)3ZR-FAE发动机发动机本体-C-W14NM气门机构–拆卸连续可变气门升程控制器•拆卸程序[1/3]1.使用螺丝刀,滑动气门升程执行器连接器卡子的上部。注意:不要完全拆下气门升程控制执行器连接器卡子以防直销掉落。气门升程控制执行器连接器气门升程控制执行器连接器卡子直销滑动直销3ZR-FAE发动机发动机本体-C-W15NM气门机构–拆卸连续可变气门升程控制器•拆卸程序[2/3]2.使用2个螺丝刀,轻轻撬动气门升程控制执行器连接器以使连续可变气门升程控制器总成与凸轮轴壳分总成之间留有空隙。注意:•不要用力撬动气门升程控制执行器连接器。•不要损坏凸轮轴壳分总成和凸轮轴轴承盖。3ZR-FAE发动机发动机本体-C-W16NM3.使用磁力手,从气门升程控制执行器连接器上拆下直销。4.从凸轮轴壳分总成上拆下螺栓和连续可变气门升程控制器总成。5.从连续可变气门升程控制器总成上拆下O形圈。气门机构–拆卸连续可变气门升程控制器•拆卸程序[3/3]直销3ZR-FAE发动机发动机本体-C-W17NM充电控制系统–ECM根据行驶状况和蓄电池的充电状态调节发电机产生的电压。ECM车辆行驶状况判断发电机各种传感器电气负载判断电压电压、电流和蓄电池温度LIN调节产生的电压蓄电池容量计算发电机电流/温度传感器电气负载蓄电池+–3ZR-FAE发动机充电系统-C-W18NM充电控制系统–在下列条件下,发电机停止充电控制并切换至正常发电模式:蓄电池容量小蓄电池温度低或高刮水器工作、鼓风机电动机工作或尾灯继电器接通蓄电池电流传感器故障发动机起动通信故障(发电机与ECM之间的局部通信)发电机故障蓄电池充电约2.5至4小时。累计行驶时间约20小时。3ZR-FAE发动机充电系统-C-W19NM诊断–充电控制系统DTCDTC编号检测项目检测条件P058A蓄电池监视模块性能•电流值为999.939A或更大或-1,000A或更小持续3.2秒或更长时间。•最大与最小电流值差别为0.0305A或更小持续100秒或更长时间•接收到电流检测电路故障条件。•蓄电池温度为105C或更高或-40C或更低持续3.2秒或更长时间。•接收到温度检测电路故障条件。•电压值为15.98V或更高或6.0V或更低持续3.2秒或更长时间。•接收到电压检测电路故障条件。•发生蓄电池电流传感器内部记忆写入故障(蓄电池识别信息)。(曲轴未转动)(单程检测逻辑)3ZR-FAE发动机充电系统-C-W20NM诊断–充电控制系统DTCDTC编号检测项目检测条件P1602蓄电池劣化发动机运行时(未转动曲轴)蓄电池容量异常低持续10秒或更长时间(单程检测逻辑)。P161A与发电机失去通信ECM无法接收到LIN通信且点火开关置于ON位置时,发电机总成无法接收到LIN通信约17分钟或更长时间(单程检测逻辑)。P162B与蓄电池监视模块失去通信ECM无法接收到LIN通信且点火开关置于ON位置时,蓄电池电流传感器总成无法接收到LIN通信约33秒或更长时间(单程检测逻辑)。3ZR-FE发动机主要区别3ZR-FAE发动机充电系统-C-W21NMVALVEMATIC–该系统与VVT-i协同工作,通过连续控制进气门正时和气门升程来控制进气量。进气量节气门开度节气门加速踏板位置传感器机油控制阀曲轴位置传感器连续可变气门升程控制器•EDU•无刷电动机•电动机位置传感器•作用角传感器进气歧管压力真空传感器节气门位置传感器凸轮轴位置传感器VALVEMATIC/INVVT-i曲轴位置凸轮轴位置OCV控制EXVVT-iV总线(局部)ECM空气流量计3ZR-FAE发动机发动机控制系统-C-W22NMVALVEMATIC–气门正时•VALVEMATIC能够连续控制各气缸进气门的气门升程。BDCTDCBDCCA气门升程气门正时[带VVT-i的发动机][带VALVEMATIC的发动机]气门升程气门正时BDCTDCBDCCA气门升程TDCBDCTDCBDC气门叠开度进气门关闭持续角气门正时3ZR-FAE发动机发动机控制系统-C-W23NMVALVEMATIC–气门正时气门正时进气打开-7至20BTDC关闭-67至80ABDC排气打开15至65BBDC关闭-1至49ATDCTDCBDCBTDC20ATDC-1BTDC-7ATDC49ABDC-67ABDC80BBDC65BBDC15:进气门开度:排气门开度3ZR-FAE发动机发动机控制系统-C-W24NMVALVEMATIC–VALVEMATIC的优点•高性能、燃油经济性和清洁排放单击!视频VALVEMATIC的优点3ZR-FAE发动机发动机控制系统-C-W25NMVALVEMATIC–VALVEMATIC的优点•提高了燃油经济性可变气门升程控制气门升程:小进气循环开始时,通过将必要量的空气吸入气缸以减小泵吸损失。(有关详情,请参考下一张幻灯片。)带VALVEMATIC的发动机常规发动机[行驶条件]节气门全开怠速发动机正在起动巡航[气门升程]常规发动机(气门升程:不变)带VALVEMATIC的发动机(气门升程:可变)泵吸损失减小量大小3ZR-FAE发动机发动机控制系统-C-W26NMVALVEMATIC–泵吸损失(进气循环描述)•进气循环开始时,通过将必要量的空气吸入气缸以减小泵吸损失。备注:压力值为示例以帮助理解。气缸容积BDCTDC100kPa30kPa气缸压力[P–V曲线]负压100kPa30kPa123321常规发动机与带VALVEMATIC的发动机对比:带VALVEMATIC的发动机:常规发动机:泵吸损失减小量排气燃烧进气进气3ZR-FAE发动机发动机控制系统-C-W27NMVALVEMATIC–泵吸损失(进气循环描述)常规发动机带VALVEMATIC的发动机插图说明VALVEMATIC在空气吸入气缸时使用ETCS-i协同控制调节进气系统内的压力,带VALVEMATIC的发动机的泵吸损失要比高负压的常规发动机小。100kPa30kPa压力差产生的泵吸损失:70kPa100kPa80kPa压力差产生的泵吸损失:20kPa备注:压力值为示例以帮助理解。:拉下活塞所需的动力(泵吸损失)3ZR-FAE发动机发动机控制系统-C-W28NMVALVEMATIC–泵吸损失(进气循环描述)[P–V曲线点]123带VALVEMATIC的发动机常规发动机30kPa55kPa80kPa80kPa100kPa30kPa30kPa30kPa备注:压力值为示例以帮助理解。:拉下活塞所需的动力(泵吸损失)80kPa80kPa100kPa100kPa100kPa100kPa100kPa3ZR-FAE发动机发动机控制系统-C-W29NMVALVEMATIC–泵吸损失(泵吸损失减小)•以相同转速使用