2024年3月19日发(作者：赛力斯sf5是哪个厂生产的)
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2021款路虎新极光发现运动1.5L I3发动机
技术亮点(四)
◆文/贵州 李涛
(接上期)
2.排气背压传感器
排气背压传感器测量系统压力并将该数据传输到动力传动
系统控制模块(PCM)。当GPF中的PM含量升高时，废气气流将
会受阻，从而增大系统背压。如果背压超过预定限值，则PCM
将会降低扭矩输出以保护发动机。如果发动机在高发动机转速下
运行，则过高的排气背压会引发缺火或排气门过热导致的潜在损
坏。如图42所示，该传感器安装在发动机后部的支架上，在靠近
机油滤清器壳体的右侧。排气背压传感器连接了两根软管，一根
通向大气的通风口软管，一根连接至排气系统的软管。
通风口软管必须保持通畅，任何阻塞都将会导致传感器向
PCM提供不正确的数据。
六、排气系统
1.汽油排放碳粒过滤器(GPF)
在实行CN6b排放法规的中国市场，Ingenium I3 1.5L汽油
发动机在排气系统中配备汽油排放碳粒过滤器(GPF)。GPF如
图40所示，它用于收集燃烧过程产生的剩余颗粒物(PM)，GPF
和三元催化器组合在一个单元中。GPF采用基质是堇青石，这是
一种合成陶瓷。GPF工作示意图如图41所示，一半基质布置在进
口通道上，而另一半布置在出口通道上。当废气流过过滤器时，
通向出口的路径被堵塞，这就迫使气体流过基质壁，导致PM沉
积在基质材料中。
图42 排气背压传感器
1-汽油排放碳粒过滤器；2.前置催化转化器-加热型氧传感器(HO2S)；
3-后置GPF-HO2S；4-催化转化器；5-后置催化转化器-HO2S。
再生
随着PM聚积量的增多，排放碳粒过滤器可能会发生堵塞，
并对发动机的性能和效率造成负面影响。因此，必须让过滤器进
行再生，这是燃烧掉累积的PM的一个流程(氧化)。GPF的再生
会在废气中含有氧并且GPF的温度足够高时发生。为了让排放碳
粒过滤器进行再生，需要存在两种物质：热量和氧。
(1)被动再生
被动再生在车辆正常行驶时进行。GPF的设计只需要最小程
度的驾驶员干预，绝大多数驾驶员都不会注意到其车辆上采用的
排放控制技术。汽油发动机的废气温度，在城市驾驶情况下，其
温度会达到300~500℃；在持续负载情况(高速公路驾驶)下，其
温度会高达700℃。但是，汽油发动机废气只含有极少的氧，因
此GPF必须以不同的方式获得氧才能启用再生。在驾驶员将脚从
图40 汽油排放碳粒过滤器(GPF)
1-塞住的GPF进口侧通道；2-废气流过GPF，颗粒物沉积下来；3-塞
住的GPF出口侧通道。
图41 GPF工作示意图
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加速器踏板上移开后，发动机会吸入并压缩新鲜空气，然后从燃
烧室中将其排入排气系统。当排气系统处于合适的再生温度时，
这些额外激增的氧将会与PM发生氧化反应，从而对GPF进行再
生。因为颗粒物的氧化是在这种持续再生模式下完成的，所以
GPF不存在堵塞的风险，并且不需要来自驾驶员或发动机管理系
统的干预。GPF设计为在车辆的使用寿命中持续运行。
(2)主动再生
在正常驾驶条件下，只要驾驶员将脚从加速器踏板上完全移
开，排气系统中就会存在多余的氧，因此就有足够的热量让GPF
进行再生。但是，某些驱动循环会让再生流程面临更多困难，这
些驾驶方式包括：
①仅在极低的速度下行驶或长时间静止操作。在这些情况
下，排气系统可能无法达到足够高的温度来启用GPF的再生；
②在高负载下长时间操作(例如，高速牵引)，因为在这些情
况下，缺乏启用GPF再生所需的氧气。
在这些情况下，驾驶员可能会看到仪表盘(IC)上显示一系列
信息或说明。通过按照显示的说明进行操作，驾驶员能够快速纠
正该情况。GPF的主动再生流程由PCM控制。PCM会通过调节
空燃比增大排气系统中的氧含量。PCM也会维持排气系统的温
度，以便让GPF能够进行再生。传感器数据和模型用于确定排气
系统温度。
如果纠正措施不成功(或者系统存在故障)，车辆将会进入扭
矩受限模式。仪表盘上的红色警告图标以及相关文本“性能受
限”将会通知驾驶员。如果车辆处于这种状态，则建议客户联系
当地经销商，使用诊断工具，对车辆采取纠正措施。
1-PCM；2-VCT电磁阀(2个)；3-点火线圈(3个)；4-电子节气门电机；
5-FPDM；6-PCJ电磁阀；7-可变流量机油泵电磁阀；8-高压燃油泵；
9-接地；10-熔丝；11-电源；12-制动踏板开关；13-汽缸缸体温度传感器；
14-汽缸缸盖温度传感器；15-机油温度和压力传感器；16-燃油低压传感
器；17-电子节气门位置传感器(TPS)；18-加速器踏板位置(APP)传感器；
A-硬接线；AX-FlexRay
?
。
图43 发动机管理系统输入、输出部件(一)
七、发动机管理系统
1.发动机管理系统部件组成与部件位置发动机管理系统输
入、输出部件如图43-45所示。发动机管理部件位置如图46、47
所示。
1.曲轴位置传感器(CKP)
CKP传感器位于发动机的左后侧，如图48所示。此霍尔效
应传感器测量由传动板上的磁阻环引发的磁场变化。磁阻环是一
个60-2齿的装置，其中缺失了两个齿，传感器利用缺失的齿来
确定曲轴位置。这是一个双向5V传感器，在发动机熄火和停止
过程中，曲轴可能会反转，CKP可以检测到这种情况。这就允
许PCM计算发动机停止后的曲轴绝对位置，以便能够执行自动
停止/启动功能。PCM利用CKP信号执行以下功能：①发动机转
速；②发动机旋转方向；③曲轴绝对位置；④点火和喷射正时；
⑤VCT控制。
信号故障后果：①PCM中会记录DTC；②发动机性能下
降，无VCT操作；③发动机将使用来自CMP传感器的数据继续
运行。
1-PCM；2-节温器加热元件；3-空调压缩机；4-可变冷却液泵电磁阀；
5-净化阀电磁阀；6-冷却风扇控制模块；7-接地；8-熔丝；9-电源；
10-MAFT传感器；11-散热器出口ECT传感器；12-可变冷却液泵位置传
感器；13-MAPT传感器；14-CMP传感器(2个)；15-CKP传感器；16-
环境气温传感器(位于左车门后视镜中)；A-硬接线；AX-FlexRay
?
。
图44 发动机管理系统输入、输出部件(二)
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1-PCM；2-喷油嘴(3个)；3-涡轮增压器压缩机再循环阀；4-涡轮增压
器废气旁通阀执行器；5-水冷式增压空气冷却器(WCAC)冷却液泵；6-
辅助冷却液泵；7-BISG；8-主动进气格栅控制模块；9-接地；10-熔丝；
11-电源；12-BCM/GWM；13-RCM；14-爆震传感器(2个)；15-加热
型氧传感器(HO2S)(3个)；16-FRPT；17-涡轮增压器废气旁通阀执行器
位置传感器传感器；A-硬接线；O-LIN；AX-FlexRay
?
。
12-VCT执行器；13-涡轮增压器压缩机再循环阀；14-VCT执行器；15-
高压燃油泵；16-机油压力和温度传感器；17-汽缸缸盖温度传感器；18-
电子节温器；19-点火线圈(3个)；20-CKP传感器；21-汽缸缸体温度传
感器。
图45 发动机管理系统输入、输出部件(三)
图47 发动机管理部件位置(二)
PCM将通过
FlexRay?网络传输此
信号信息，以供其他系
统使用，例如仪表IC。
CKP波形是5V方波。
2.凸轮轴位置(CMP)
传感器
凸轮轴位置
(CMP)传感器位于发
动机顶部的凸轮轴支座
上，如图49所示。此霍
尔效应传感器测量由进
气和排气凸轮轴上的磁
阻环引发的磁场变化。
该传感器会生成与发动
机转速成比例的5V方
1-涡轮增压器废气旁通阀执行器；2-CMP传感器(2个)；3-燃油分供管
压力和温度(FRPT)传感器；4-电子节气门；5-MAF传感器；6-MAPT
传感器；7-喷油嘴(3个)；8-爆震传感器；9-PCJ电磁阀；10-可变流
量机油泵；11-爆震传感器。
图48 CKP传感器
波信号，方波信号的
形状与磁阻环相关。
PCM利用此信号执行
以下功能：①确定进气
和排气凸轮轴的当前旋
图49 CMP传感器图46 发动机管理部件位置(一)
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转位置；②精确控制VCT系统并确定当前
的凸轮轴调节位置；③充当CKP发生故障
时的备用传感器。
信号故障后果：①PCM中会记录
DTC；②发动机将会继续运转，但是VCT
系统将被禁用；③发动机性能和燃油经济
性将会下降。
3.空气质量流量和温度(MAFT)传感器
组合式空气质量流量和温度(MAFT)
传感器位于空气滤清器壳体顶部，如图50
所示。MAFT传感器输出与进气质量成比
例的数字信号。MAFT的MAF部分采用了
热膜原理，它会输出与吸入发动机的空气
质量成比例的5V调频(FM)方波形信号。
MAFT的温度传感器部分使用一个
NTC热敏电阻，NTC热敏电阻随着进气温
度的升高降低传感器的电阻。它会输出与
进气的温度变化成比例的电压信号。PCM
利用该数据，并结合来自其他传感器的信
号及所存储的工况图，来执行以下功能：
确定要喷射到汽缸中的精确燃油量。
信号故障后果(MAF)：①难以启动；②
发动机启动后停转；③发动机响应延迟；④
发动机性能和燃油经济性将会下降。
信号故障后果(温度传感器)：①喷油
过量；②怠速控制不起作用。
如果MAFT传感器的温度传感器发生故
障，则PCM将使用-5℃的默认进气温度。
图50 空气质量流量和温度(MAFT)传感器
4.歧管绝对压力和温度(MAPT)传感器
Ingenium I3 1.5L汽油发动机使用一
个带5V电源的MAPT传感器。歧管绝对压
力和温度(MAPT)传感器位于进气歧管中，
如图51所示。MAPT内的膜片传感器用于
测量空气压力，信号是小于5V的模拟电
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图52 机油压力和温度传感器
燃比调节至λ=1(14.7:1)；③监测催化转化
图51 歧管绝对压力和温度(MAPT)传感器
器的性能；④计算长期和短期燃油修正。
压。MAPT内部，分压器电路中的NTC热
信号故障后果：①PCM中会记录
敏电阻用于测量增压空气的温度。信号使
DTC；②排放控制能力将会降低；③发动
用：增压空气压力调节。信号故障后果：
机性能和燃油经济性将会下降。
①增压空气控制不工作；②发动机性能和
6.机油压力和温度传感器
燃油经济性将会下降。
机油压力和温度传感器位于发动机右
5.加热型氧传感器(HO2S)
前部的机油滤清器壳体总成中，如图52所
Ingenium I3 1.5L汽油发动机的排气
示。它直接连接至PCM并接收5V电源。该
系统中使用三个HO2S。一个前置催化剂
温度传感器是一个数字脉宽调制(PWM)传
HO2S、一个中置催化剂HO2S、一个后
感器，其工作温度范围为-40~160℃。如
置催化剂HO2S。
果发生故障，则系统将会使用ECT传感器
(1)前置催化剂HO2S：这是一个宽量
值。PWM输出信号如图53所示，该信号
程传感器，安装在排气前段，位于涡轮增
用于将机油压力和温度信息传输给PCM。
压器涡轮机出口的正后方和前催化转化器
PCM利用此信号：通过可变流量机油泵实
的前方。
现机油压力控制。
(2)中置催化剂HO2S：窄量程传感
故障后果：①机油压力信号默认变
器，安装在排气前段，位于前置催化转化
为最大值，导致无可变机油压力控制；②
器和主催化转化器之间。
燃油经济性将会下降；③PCM中会记录
(3)后置催化剂HO2S：窄量程传感
DTC；④仪表盘上的警告灯将亮起。
器，安装在排气前段，位于主催化转化器
PCM将通过FlexRay?网络传输此信
的后方。
号信息，以供其他系统使用。
PCM利用来自HO2S的信号执行以下
7.发动机冷却液温度(ECT)传感器
功能：①测量废气中的氧气含量；②将空
发动机冷却液温度(ECT)ECT传感器
1-信号启动；2-温度信号；3-压力信号。
图53 机油压力和温度传感器信号波形
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位于发动机冷却液出口中，如图54所示。它包含一个NTC热敏
电阻器，其工作温度范围为-40℃至150℃。传感器的输入是通
过PCM中的电阻器提供的5V参考电压。在冷却液温度升高的情
况下热敏电阻阻值降低，这允许更多电流传至接地时，来自此传
感器的输出电压将发生变化。如果信号发生故障，则系统将会使
用机油温度传感器值。如果机油温度和ECT信号均发生故障，
则系统将使用默认的高温度，以便将冷却系统设置为安全的冷却
状态。PCM使用
该传感器监测节温
器壳体中的发动机
冷却液温度，并使
用该信息控制电子
节温器和可变冷却
液泵。ECT传感器
故障后果:①电子节
温器的操作将限制
为标准节温器的操
作；②温度计不起
作用或读数不准确；③冷启动困难；④热启动困难；⑤发动机性
能降低。
PCM将通过FlexRay?网络传输此信号信息，以供其他系统
使用(如仪表IC)。
图54 发动机冷却液温度(ECT)传感器
压，同时监控电压信号变化。该传感器位于汽缸缸盖前部，靠近
机油滤清器壳体和汽缸缸盖出水管，如图56所示。该传感器测量
汽缸缸盖金属温度，与发动机冷却液无关。PCM利用此信号控制
可变冷却液泵运行时的闭环输入。故障后果：①可变冷却液泵将
在所有发动机条件下保持全流量；②燃油经济性降低。
10.汽缸缸体温度传感器
汽缸缸体温度传感器具有NTC属性，PCM为其提供5V电
压，同时监控电压信号变化。该传感器位于汽缸缸体的左侧，在
电子发动机冷却液出口壳体附近，如图56所示。该传感器测量汽
缸缸体金属的温度，与发动机冷却液无关。PCM利用此信号并结
合其他冷却液传感器来计算发动机温度。故障后果：①可变冷却
液泵将在所有发动机条件下保持全流量；②燃油经济性降低。
8.散热器出口发动机冷却液温度(ECT)传感器
散热器出口ECT传感器位于散热器下部冷却液软管中，
如图55所示。它包含一个NTC热敏电阻器，其工作温度范围
为-40~150℃。传
感器的输入是通过
PCM中的电阻器提
供的5V参考电压。
当热敏电阻随着冷
却液温度变化时，
传感器的输出电压
将发生变化。如果
ECT传感器信号发
生故障，则PCM将
会使用100℃作为
图55 散热器出口发动机冷却
液温度(ECT)传感器
图56 汽缸缸盖和汽缸缸体温度传感器
11.发动机冷却风扇控制模块
发动机冷却风扇控制模块位于冷却风扇罩的后部，如图57
所示。它由PCM通
过继电器和PWM
信号控制。PCM利
用此信号：①PCM
可借助该模块控制
风扇电机的运转速
度。②风扇控制模
块改变向风扇电机
提供电流的供油管
路的电阻，从而改
变风扇的转速。
图57 发动机冷却风扇控制模块
默认值。PCM利用此信号：①通过冷却风扇操作实现散热器温度
控制；②使用附加信息并结合节温器壳体中的ECT，实现发动机
温度控制。
故障后果：①冷却风扇操作增多，并且工作粗暴②燃油经济
性将会下降。
故障后果：①发动机工作温度将会升高；②风扇无法正常工
作，导致发动机过热；③空调(A/C)性能将会下降；④发动机性
能和燃油经济性将会下降。
(全文完)
9.汽缸缸盖温度传感器
汽缸缸盖温度传感器具有NTC属性，PCM为其提供5V电
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