款福特领航员车辆结构系统培训手册可编辑.docx
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款福特领航员车辆结构系统培训手册可编辑
2005款福特领航员车辆结构系统培训手册
第一章结构与原理1-1
车辆排放控制信息VECI2
车辆认证标牌5
VECI缩略语定义7
随车诊断OBD监测器8
催化转换效率监测器12
综合部件监测CCM16
AP检漏监测18
蒸发排放EV
废气循环EGR系统监测器-差压反馈DPFEEGR和EGR系统模块ESM23
电动废气再循环EEGR系统监测器25
燃油系统监测器27
加热氧传感器HO2S监测器29
缺火探测监测器31
曲轴箱强制通风PCV系统监测器35
二次空气喷射AIR系统监测器-电动二次空气喷射泵系统36
节温器监测器38
可变凸轮正时VCT监测器40
故障指示灯MIL41
发动机电子控制EEC系统43
动力控制软件44
动力控制硬件49
动力控制模块PCM输入59
动力控制模块PCM输出79
点火系统87
燃油系统94
惯性燃油切断IFS开关104
废气再循环EGR系统105
AP系统114
蒸发排放EV
进气系统118
二次空气喷射AIR系统125
可变凸轮正时VCT系统128
曲轴箱强制通风PCV系统130
催化转换器和排气系统133
增压器和中冷器系统138
动力控制模块PCM控制的充电系统143
基于扭矩的电子节气门控制ETC145
双喷射供油系统152
2005PCED
第一章结构与原理1-2
车辆排放控制信息VECI
VECI标牌
每部车辆都有适用于此车辆及其发动机的排放控制信息标牌图1标牌上的规格对维修排放系统相当
重要
图1典型的车辆排放系统标牌
VECI标牌的位置
典型的标牌位置是在发动机盖内面或水箱罩上
发动机蒸发排放EVAP系统信息
制造厂商必须使用标准的系统来标识其各个发动机系列以下说明的系统是由环保署EPA在1991年
所开发的以符合对于1994年型及其以后年型车型的法规要求
发动机系列及蒸发排放系列的标识各含有12个字符
发动机系列和蒸发排放的系列标识都被标示在排放标牌上作为发动机和蒸发排放的系列信息在标示
发动机蒸发排放信息的长方形格子内第一行包含了发动机规格和发动机系列标识12字符第二行
包括了蒸发排放系列标识信息12字符发动机系列和蒸发排放的系列标识都是针对具体的车辆具
体信息请参考发动机系列和蒸发排放系列标识工作表中的标牌信息
2005PCED
第一章结构与原理1-3
废气排放
控制系统
标牌发动机蒸发排
零件号放系列信息
图2典型的VECI标牌举例
发动机系列组工作表
年制造商类型排量
15通配卡
字符码年234码说明6789101112
12001FMXN非标准系列01到90到9字母数字
22002V轻型车辆
32003T轻型卡车
42004C摩托车
52005A加州中型卡车
62006H重型发动机
72007S小型非路用
82008L大型非路用
92009M船用
系列FMX01到90到9
名称
2005PCED
第一章结构与原理1-4
蒸发排放系列名称工作表
年制造商类型碳罐工作容量
15通配卡
字符码年234码说明6789101112
12001FMXE蒸发排放用于现存加强型车辆aaaa字母数字
22002
32003R蒸发排放重新加油用于ORVR车辆
42004
52005
62006
72007
82008
92009
系列FMX
名称
a所有碳罐的总克重6至9各栏中如果没有容量用0表示
2005PCED
第一章结构与原理1-5
车辆认证标牌
发动机基本标定信息
基本发动机标定信息有时也叫动力标定信息位于车辆认证VC标牌的右下角发动机标定信息每
行最多5个字符最多2行超过5个字符的标定信息将转到此栏的第二行此标牌上只有基本标定
信息修正信息不再印在标牌上但是可在在线车辆服务信息系统OASIS中找到有关更详尽的
车辆认证标牌或发动机标定的信息请参阅维修手册第100-01部分有关识别码的说明
发动机标定信息轿车
图3典型的车辆轿车标定标牌
发动机标定信息卡车
2005PCED
第一章结构与原理1-6
图4典型的车辆卡车标定标牌
标牌位置
车辆认证标牌的典型位置是在左侧车门上或门柱上
发动机标定码
2005年型举例
发动机标定码5B714D0A00
5年型年型是指车辆首次标定的年份52005
B7车辆代码在车辆一行中说明B7Expedition
1变速器代码变速器说明1自动2手动
4D唯一标定用于区分相似车辆的轮胎传动配置主减速器传动比以及其它重要标定因素
0车队代码说明车辆属于哪个车队0标识美国4K
A地区标识主要地区代码一个标定包含多个地区A美联邦
00修订级标定信息的修订00首次生产或者初始标定没有印在认证标牌上
2005PCED
第一章结构与原理1-7
VECI缩略语定义
CARB加州大气资源局
CARBLEV低排放车辆
CARBTLEV低排放过渡车辆
CARBULEV超低排放车辆
CARBZEV零排放车辆
CI气缸喷射
EPA美国环保署
EVAP蒸发排放
GVW车辆总重
GVWR车辆额定总重整备重量加上有效载重量
HHDE重负荷发动机
HHDDE重负荷柴油发动机
MHDE中重负荷柴油发动机
MPI多点喷射
LDDT轻负荷柴油卡车种类
LDT轻负荷柴油卡车汽油种类依据表内定义重量加以区分
LDV轻负荷车辆一般客车及GVWR在6000磅以下的轻型卡车
LHDE轻重负荷发动机多种重量种类
LVW负载车重整备重量加上300磅
MDT中负荷卡车种类依据表内定义重量加以区分
MDV中负荷车辆
MHDE中重负荷发动机
MY年型
NCP未合规的惩罚
OBD随车诊断
ORVR随车加油蒸气回收
PC客车
SI顺序点火
SULEV超超低排放车辆
Tier0在Tier1生效之前的加州和联邦法规
Tier1从1993年车型开始的加州法规及从1994年车型开始的联邦法规
Tier2从2004年车型开始的联邦法规
LEV低排放车辆
LEVII从2004年车型开始的加州法规
ZEV零排放车辆
PZEV部分零排放车辆
ULEV超低排放车辆
ILEV固有低排放车辆
2005PCED
第一章结构与原理1-8
随车诊断OBD监测器
OBD-I和OBD-II概述
自从1988车型年起加州大气资源局CARB便针对在加州所销售的车辆制定了随车诊断OBD
系统的相关规定当初所设定的要求称之为OBD-I即当燃油计量系统废气循环EGR系统与
排放污染有关的各个组件以及动力控制模块PCM等系统发生问题时必须能够识别出可能发生故
障的区域并且必须装有一个标示CHECKENGINE检查发动机或是SERVICEENGINESOON尽
速维修发动机的故障指示灯MIL在异常情况发生时点亮以警告驾驶者必须维修排放控制系统
此外亦须具有故障代码或是故障诊断码DTC以协助辨识与故障问题有关的系统或部件
自1994车型年起CARB与环保署EPA批准使用加强型OBD系统也就是OBD-II系统OBD-II
的目标主要是利用降低排放控制系统在故障发生时所引起的高在用排放并自故障发生后缩短监测
以及维修的间隔时间以改善空气品质此外亦可协助诊断及修复排放的相关问题
北美OBD-II联邦OBD要求适用于
使用汽油发动机的客车和卡车所有加州CA马萨诸塞州MA和纽约NY联邦客车
加州马萨诸塞州和纽约的中负荷客车MDPV及车辆额定总重GVWR达到14000磅
的卡车车辆额定总重GVWR从8500到14000磅的联邦卡车将在2004型年开始逐步采
用OBD-II系统车辆额定总重GVWR达到10000磅而选择用轻负荷卡车规定认证的联邦
重载卡车必须符合OBD-II要求车辆额定总重GVWR超过8500磅并且不符合OBD-II
规定的联邦卡车必须要符合OBD-I的要求以达到福特汽车的最低规定要求在加拿大和
墨西哥出售的客车和卡车要符合联邦标定除非证明是为墨西哥高海拔地区而制定的单独标
定
使用柴油发动机的客车和卡车所有车辆额定总重GVWR达到14000磅的客车和加州卡
车车辆额定总重GVWR从8500到14000磅的联邦卡车将在2004车型年加装OBD-II
系统
绿色州是指选择并采用加州排放法规要求的美国各州绿色州绿色州接受所有车辆额定总重GVWR
低于6000磅的加州客车和卡车绿色州包括马萨诸塞州MA纽约NY佛蒙特州VT和缅因
州ME
OBD-II系统能监测几乎所有影响到排气或蒸发排放的排放控制系统与组件部件在大多数的情况下系
统必须要能够在排放值超过适用的100000120000或者150000客车或120000卡车英里的排放
标准的15倍之前监测出故障零排放车辆PZEV超超低排放车辆SULEV-II和联邦Tier2Bin
3和4车辆只要需要都可以用25故障标准替代15标准如果有一个系统或是部件超出排放标准
或是无法依照制造厂家的规格工作时在经过两个驾驶循环之后将会储存故障诊断码DTC并且点
亮故障指示灯MIL
2005PCED
第一章结构与原理1-9
OBD-II系统可以在任何驾驶模式下对故障进行连续监测或是在特定的驾驶模式下在每个驾驶循环中
对故障进行非连续性监测当初次监测到故障问题时一个待判定的故障诊断码DTC将存储在PCM
的保活存储器KAM内当初次监测到故障问题时一个待定的故障诊断码DTC将存储在PCM
的保活存储器KAM内对于2005车型年只要故障出现就会显示待定故障诊断码DTC注意
OBDII规定要求只有在完成一个完整的无故障监测循环周期之后才能清除待定故障诊断码DTC
这意味着在一次无故障监测循环后待定故障诊断码DTC将在下次加电时被清除但是如果经过
两个连续的驾驶循环后故障现象依然存在则故障指示灯MIL将点亮一旦故障指示灯MIL
点亮需要经过三个连续的驾驶循环都没有监测到故障后故障指示灯MIL才会熄灭故障指示灯
MIL熄灭后经过40次发动机预热循环故障诊断码DTC将被清除
除了使诊断方式和MIL工作能够更加的明确化及标准化之外OBD要求必须使用一个标准数据链接接
头DLC标准通信链接和信息以及标准化的故障诊断码DTC与专用术语标准的诊断信息举例有
定格数据及检测与保养IM整备指示灯
定格数据是初次监测到故障时而储存在KAM内的数据定格数据由许多参数组成例如发动机转速与
负荷情况燃油控制状态点火与预热状态等等当首次监测到故障时便会被存储定格数据不过
如果检测到燃油或缺火等故障时先前储存的情况将会被取代维修车辆时可用诊断工具读取该数据
OBD检测与保养IM整备指示灯可以显示自KAM或PCMDTC最后一次被清除之后所有OBD-II
监测器是否都已完成预检Ford还将会储存一个P1000故障诊断码DTC来指示某些监测器尚未完成
预检在某些状态下可能必须执行OBD检查以更新车辆登记资料但在执行OBD检查之前IM
整备指示灯必须显示所有监测器都已完成预检
不要求符合OBD-II规定的车辆可以使用OBD-I系统OBD-I系统用在所有车辆额定总重GVWR
标定超过8500磅的联邦卡车上OBD-I车辆使用与相应的OBD-II车辆相同的数据通信链接数据链接
接头DLC和PCM软件OBD-I车辆和OBD-II车辆的不同之处在于可拆卸的后部氧传感器燃油箱
压力传感器碳罐通风电磁阀以及PCM标定下表列出了OBD-I标定的各种监测器及其功能
监测器特征功
能标定
催化转换监测没有要求监测器标定输出后部氧传感器可以删除
器
缺火监测器标定用于维修的输入所有的DTC均为非MIL催化转换损坏缺火标准标定输出排放
限定值标准设置为4在温度66°C150°F和104°C220°F之间激活254秒起动
延时
氧传感器监测后部氧传感器标定输出后部氧传感器可以删除前部氧传感器响应测试标定输出
器
EGR监测器除P0402测试使用较高阈值外其余与OBD-II标定相同
燃油系统监测与OBD-II标定相同
器
2005PCED
第一章结构与原理1-10
二次空气喷射功能低流量测试标定输出线路代码同OBD-II标定相同
系统监测器
EVAP系统监EVAP系统泄漏检测标定输出燃油液位输入电路检测将作为非MIL而保留燃油箱压力
测器传感器和碳罐通气电磁阀可以删除
PCV监测器硬件部分与OBD-II相同
温度调节监测温度调节监测器标定输出
器
综合部件监测所有线路检查均与OBD-II相同一些合理性和功能性测试标定输出
器CCM
通信协议和同OBD-II所有通用型和加强型诊断工具均与OBD-II相同但是与支持监测器较少的
DLCOBD-I标定相应
MIL控制同OBD-II需要2个驾驶循环才能点亮MIL
下节对各OBD-II监测器进行了一般性介绍对监测器策略硬件及测试需求与方式做了说明使读者
对监测器的原理有个全面了解每个监测器都附有图解但仅作为示例不代表车辆的全部可能配置
每个图解主要描述PCM及每个监测器的输入及输出PCM左侧的图标代表各个监测策略用于触发或起
动监测器的输入而PCM右侧的各个部件及子系统则代表在执行测试及被测试系统所使用的硬件及
信号在综合部件监测器CCM的图解中包括多个部件与各种信号但都已分别概括显示当查阅
这些图解说明时需将其编号与监测器说明中的对应编号相互比对以便对监测器和相关的故障诊断码
DTC有更好的了解
下列图标适用于各个OBD监测器及本手册各个节
2005PCED
第一章结构与原理1-11
2005PCED
第一章结构与原理1-12
催化转换效率监测器
催化转换效率监测器利用一个位于催化转换器前方和后方的氧传感器根据催化转换中氧的含量来推
断碳氢化合物的转换效率在正常的闭环燃油控制情况下高效的催化转换器储存大量的氧气与催化
转换器前方的加热氧传感器HO2S相比后加热氧传感器HO2S的信号切换频率变得十分缓慢
而且其切换振幅亦将减小当催化转换效率变差后储存氧气的能力衰退催化转换器后段或下游的
HO2S信号开始以较快的频率及较大的振幅进行切换接近催化转换器前段或上游的HO2S的切换频率
及振幅
注意高里程催化器的主要故障模式是化学衰退因催化器前部催化砖磷沉积而不是热衰退
所有车辆均使用一个基于联邦测试程序FTP的催化转换监测器简单的说就是催化转换监测器在
标准的联邦测试程序排放测试中必须能够工作这与1994至1996年的部分车辆所使用的20秒稳定状态
的催化转换监测器有所不同目前这两种有微小差异的催化转换监测器使用的是切换比率法和指数比
率法在2001年型以及此后这两种类型的催化转换监测器将在随后的年型中继续使用
切换比率法
1为了评估催化转换器的氧气存量当发动机处于部分节气门开启热车后闭环燃油控制而催
化转换器温度处于限值范围内时监测器将计算前后HO2传感器的切换次数前切换次数
累积至9个不同的空气质量区或单格虽然典型为3个空气质量区而后切换针对所有空气
质量区只计一个单格的切换次数当每个单格的前切换次数已经积累到要求数目用后切换
次数的总和除以前切换次数的总和便可计算出切换比率当切换比率接近于00时代表高
氧量因此也代表高HC效率当切换比率接近10时则代表低氧量也就是低HC效率
如果实际切换比率超过了标准的切换比率则认为催化转换器失效
需要得到来自发动机冷却液温度ECT或气缸盖温度CHT进气温度IAT空气质
量流量MAF曲轴位置CKP以及节气门位置TP传感器的输入信号催化转换效率
监测器才能工作
典型切换比率监测器的起动条件
节气门部分开启无快速瞬间变化
在21°C70°F的温度下起动后至少经过330秒钟
发动机冷却液的温度介于766°C-110°C170°F-230°F之间
进气温度介于-6°C-82°C20°F-180°F之间
发动机负载大于10
进入闭环控制后30秒钟
车速介于8-112kmh5-70mph之间
催化转换器中间层温度为482°C900°F
2005PCED
第一章结构与原理1-13
空气质量流量介于1-5lbsmin
燃油液位大于15
EGR介于1-12
2与此测试相关的DTC为DTCP0420缸排1或Y形管系统和P0430缸排2因为进行
故障判断时采用了指数加权移动平均值算法在正常驾驶过程中至少需要6个驾驶循环才
能点亮MIL如果将KAM清零或者将蓄电池断开MIL将在两个驾驶循环后点亮
指数比率法
1为了评估催化转换器的氧气存量当发动机处于部分节气门开启热车后闭环燃油控制而推
断催化转换温度处于限值范围内时监测器将计算前后HO2传感器的切换次数当前切换
次数累积到3个不同的空气质量区或单格同时催化转换监测器已达到工作条件后前与后
HO2传感器信号长度将被连续进行计算当每个单格的前切换次数已经累积要求数目用后
HO2传感器的总信号长度除以前HO2传感器的总信号长度便可计算出催化转换其的指数比
率当指数比率接近于00时代表高氧量因此表示HC效率高当指数比率接近10时
则代表低氧量也就是HC效率低如果实际指数比率超过了标准的指数比率则认为催化转
换失效
需要得到来自发动机冷却液温度ECT或气缸盖温度CHT进气温度IAT空气质
量流量MAF曲轴位置CKP以及节气门位置TP传感器的输入信号催化转换效率
监测器才能工作
典型指数比率监测器起动条件
在21°C70°F起动后至少经过330秒钟
发动机冷却液温度介于766°C-110°C170°F-230°F之间
进气温度介于-6°C-82°C20°F-180°F之间
进入闭环控制后30秒钟
推测的后部HO2传感器温度为482°C900°F
EGR介于1-12
节气门部分部分最大变化速率为02volts0050sec
车速介于8-112kmh5-70mph之间
燃油液位大于15
一次气流单格
发动机转速1000到1300RPM
发动机负载15到35
推测的催化转换温度454°C-649°C850°F-1200°F
前部HO2传感器切换次数为50
二次气流单格
发动机转速1200到1500RPM
发动机负载20到35
推测的催化转换温度482°C-677°C900°F-1250°F
前部HO2传感器切换次数为70
2005PCED
第一章结构与原理1-14
三次气流单格
发动机转速1300到1600RPM
发动机负载20到40
推测的催化转换温度510°C-704°C950°F-1300°F
前部HO2S传感器切换次数为30
2与此测试相关的DTC为DTCP0420缸排1或Y形管系统和P0430缸排2因为进行故
障判断时采用了指数加权移动平均值算法在正常驾驶过程中至少需要6个驾驶循环才能
点亮MIL如果将KAM清零或者将电池断开MIL将在两个驾驶循环后点亮
催化转换监测器一般工作原理
监测器每一个驾驶循环工作一次典型的监测器工作时间持续700秒钟为了使催化转换监测器运行
HO2S监测必须完成而且二次进气和EVAP系统功能正常没有存储DTC如果在特定的驾驶循环中
催化转换监测没有完成则已经累计的切换信号数据将保存在KAM当中并且在下一个驾驶循环中使
用以使催化转换监测器能有更好的机会完成监测操作
后部HO2S传感器可以安装在不同位置上以监测不同类型的废气系统在直排发动机和多个V形发动
机中采用分组进行监测后部HO2S传感器和前部传感器配合使用每组配有燃油控制HO2S传感器
在一台直排发动机上使用2个传感器在一台V形发动机上使用4个传感器一些V形发动机上带有废
气段与一个车底催化转换器连接这些系统称为Y形管系统只使用一个后部HO2S传感器和2个前
部燃油控制HO2S传感器Y形管系统一共使用3个传感器对于Y形管系统2个前部HO2S信号
由PCM软件进行组合以推测被监测催化器前部HO2S的信号状态此时使用推测出的前部HO2S
信号和实际的单个后部HO2S信号来计算切换比率此策略的合理性在于最靠近发动机的催化器将首
先受损允许催化转化监测器更敏感并且在更低排放标准下点亮MIL
注意废气排放系统如果使用不带下游后部HO2S传感器的底部催化器将不受催化转换监测器的监
测
大多数车辆为部分低排放车辆LEV逐步采用的催化转换监测器将监测小于100的催化
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