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CT200轿车是丰田雷克萨斯品牌在国内市场销售的第一款小排量混合动力车型,该车外形设计较为精致,具有较高的技术含量。为了方便广大读者对该车的了解,在此对其部分技术亮点进行简要介绍。
一、发动机
CT200轿车搭载2ZR-FXE型1.8L发动机,该款发动机是丰田公司新研发的发动机,配备可变配气相位(WT-i)、电子节气门ETCS-i及废气再循环(EGR)控制系统。
1 冷却系统
新型冷却系统采用电动水泵,提高了预热性能并减少了冷却损失:节温器位于进水口壳内,以保持冷却系统内适宜的温度分布;采用铝散热器芯以减轻重量。
(1)冷却系统结构如图1所示。节温器开启温度为80~84℃。
(2)电动水泵
新款发动机采用了电动水泵(图2),不再使用传动胶带和胶带轮,从而减小了摩擦损失和重量。发动机控制单元根据发动机工作情况调节发动机冷却液的循环量,可以实现快速暖机,同时可减少冷却损失。
2 进气和排气系统
进气歧管由塑料制成,使得其重量减轻。排气歧管由不锈钢制成。EGR室内置于进气歧管内,用于将EGR气体平均分配至各气缸。
(1)双路排气控制系统(图3)
该车型采用双路排气控制系统,使得发动机低速运行时更安静,并降低了发动机高速运行时的背压。
(2)废气余热再循环系统
排气系统采用了废气余热再循环系统(图4),可以缩短发动机暖机所需的时间。废气余热再循环系统利用来自废气中的热能加热发动机冷却液,此系统利用执行器打开和关闭中央排气管总成内的阀门来改变管内的废气流动。如果发动机冷却液温度过高,冷却液温度警告指示灯将亮起(图5)。发动机冷却液温度传感器用于检测系统故障。如果发动机冷却液温度过高(过热),发动机冷却液温度传感器将信号发送至组合仪表,冷却液温度警告指示灯亮起。
3 排放控制系统
(1)废气再循环(EGR)系统
该款发动机的排放控制系统采用了EGR系统(图6),采用2个TWC(三元催化转化器),控制以实现高燃油效率。排放控制系统采用步进电动机型EGR阀,以精确控制EGR废气流量;采用了EGR冷却器(图7),以冷却废气,来降低燃烧温度并增加废气量,因此减少了部分损失。
EGR系统控制原理图如图8所示。
此系统通过将一些EGR废气循环至燃烧室,以减少下列损失和燃油消耗。
①泵送损失
EGR气的再循环使得进气歧管内的压力更接近大气压力。
②冷却损失
将进气和EGR废气混合以降低燃烧室内的氧浓度,减弱燃烧,从而降低了燃烧温度。
③排气损失
由于燃烧温度下降,混合气不易提前点火,从而允许点火正时更加提前。因点火正时更加提前,燃烧的混合气膨胀后,活塞位于下止点时的气缸压力下降。
(2)燃油蒸发排放控制系统
燃油蒸发排放控制系统结构如图9所示,此系统使燃油箱内产生的燃油蒸气进入活性炭罐,防止其释放到大气中。
4 制动优先系统
在车辆行驶过程中,当驾驶员踩下加速踏板的同时再踩下制动踏板,此系统会限制混合动力系统输出功率(图10),有助于提高制动性能。如果在踩下制动踏板的同时踩下加速踏板,则此系统不会运行。
制动优先系统控制原理图如图11所示。
二、车身电气系统
1 多路通信系统
CT200轿车采用了多路通信系统,该系统包括CAN总线及LIN总线。CAN总线通信系统由动力管理总线、1号V总线、2号V总线及MS总线组成,其中动力管理控制单元及主车身控制单元具备网关功能。
(1)CAN总线网络拓扑图(图12)
(2)LIN总线网络拓扑图(图13)
(3)AVC—LAN和MOST通信
多媒体通信系统采用了AVC—LAN和MOST通信,其网络拓扑图如图14所示。
一、发动机
CT200轿车搭载2ZR-FXE型1.8L发动机,该款发动机是丰田公司新研发的发动机,配备可变配气相位(WT-i)、电子节气门ETCS-i及废气再循环(EGR)控制系统。
1 冷却系统
新型冷却系统采用电动水泵,提高了预热性能并减少了冷却损失:节温器位于进水口壳内,以保持冷却系统内适宜的温度分布;采用铝散热器芯以减轻重量。
(1)冷却系统结构如图1所示。节温器开启温度为80~84℃。
(2)电动水泵
新款发动机采用了电动水泵(图2),不再使用传动胶带和胶带轮,从而减小了摩擦损失和重量。发动机控制单元根据发动机工作情况调节发动机冷却液的循环量,可以实现快速暖机,同时可减少冷却损失。
2 进气和排气系统
进气歧管由塑料制成,使得其重量减轻。排气歧管由不锈钢制成。EGR室内置于进气歧管内,用于将EGR气体平均分配至各气缸。
(1)双路排气控制系统(图3)
该车型采用双路排气控制系统,使得发动机低速运行时更安静,并降低了发动机高速运行时的背压。
(2)废气余热再循环系统
排气系统采用了废气余热再循环系统(图4),可以缩短发动机暖机所需的时间。废气余热再循环系统利用来自废气中的热能加热发动机冷却液,此系统利用执行器打开和关闭中央排气管总成内的阀门来改变管内的废气流动。如果发动机冷却液温度过高,冷却液温度警告指示灯将亮起(图5)。发动机冷却液温度传感器用于检测系统故障。如果发动机冷却液温度过高(过热),发动机冷却液温度传感器将信号发送至组合仪表,冷却液温度警告指示灯亮起。
3 排放控制系统
(1)废气再循环(EGR)系统
该款发动机的排放控制系统采用了EGR系统(图6),采用2个TWC(三元催化转化器),控制以实现高燃油效率。排放控制系统采用步进电动机型EGR阀,以精确控制EGR废气流量;采用了EGR冷却器(图7),以冷却废气,来降低燃烧温度并增加废气量,因此减少了部分损失。
EGR系统控制原理图如图8所示。
此系统通过将一些EGR废气循环至燃烧室,以减少下列损失和燃油消耗。
①泵送损失
EGR气的再循环使得进气歧管内的压力更接近大气压力。
②冷却损失
将进气和EGR废气混合以降低燃烧室内的氧浓度,减弱燃烧,从而降低了燃烧温度。
③排气损失
由于燃烧温度下降,混合气不易提前点火,从而允许点火正时更加提前。因点火正时更加提前,燃烧的混合气膨胀后,活塞位于下止点时的气缸压力下降。
(2)燃油蒸发排放控制系统
燃油蒸发排放控制系统结构如图9所示,此系统使燃油箱内产生的燃油蒸气进入活性炭罐,防止其释放到大气中。
4 制动优先系统
在车辆行驶过程中,当驾驶员踩下加速踏板的同时再踩下制动踏板,此系统会限制混合动力系统输出功率(图10),有助于提高制动性能。如果在踩下制动踏板的同时踩下加速踏板,则此系统不会运行。
制动优先系统控制原理图如图11所示。
二、车身电气系统
1 多路通信系统
CT200轿车采用了多路通信系统,该系统包括CAN总线及LIN总线。CAN总线通信系统由动力管理总线、1号V总线、2号V总线及MS总线组成,其中动力管理控制单元及主车身控制单元具备网关功能。
(1)CAN总线网络拓扑图(图12)
(2)LIN总线网络拓扑图(图13)
(3)AVC—LAN和MOST通信
多媒体通信系统采用了AVC—LAN和MOST通信,其网络拓扑图如图14所示。