李銘

中圖分類號(hào)：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672-1578（2017）04-0187-01

1.可變氣門正時(shí)技術(shù)

1.1 可變氣門正時(shí)的分類。

（1）連續(xù)可變氣門正時(shí)和不連續(xù)可變氣門正時(shí)。簡(jiǎn)單的可變配氣相位VVT只有兩段或三段固定的相位角可供選擇，通常是0°或30°中的一個(gè)。更高性能的可變配氣相位VVT系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)可變相位角，根據(jù)轉(zhuǎn)速的不同，在0°和30°之間線性調(diào)整配氣相位。顯而易見，連續(xù)可變氣門正時(shí)系統(tǒng)更適合匹配各種轉(zhuǎn)速，因而能有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出性能。

（2）可變進(jìn)氣門正時(shí)和可變排氣門正時(shí)。市面上的絕大部分氣門正時(shí)系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門正時(shí)在一定范圍內(nèi)的無級(jí)可調(diào)，而一部分發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣門也配備了VVT系統(tǒng)，從而在進(jìn)、排氣門都實(shí)現(xiàn)了氣門正時(shí)無級(jí)可調(diào)，進(jìn)一步優(yōu)化了燃燒效率。

1.2 可變氣門正時(shí)技術(shù)的應(yīng)用。雖然可變氣門正時(shí)技術(shù)在各個(gè)廠商的稱謂略有不同，但是實(shí)現(xiàn)的方式卻大同小異。以現(xiàn)代的CVVT技術(shù)為例，CVVT可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況的連續(xù)變化，時(shí)時(shí)控制氣門重疊角的大小，從而改變氣缸進(jìn)氣量。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，延遲進(jìn)氣門打開時(shí)間，減小氣門重疊角，以穩(wěn)定燃燒狀態(tài)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使進(jìn)氣門打開時(shí)間提前，增大氣門重疊角，以獲得更大的扭矩；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，延遲進(jìn)氣門打開時(shí)間，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于中等工況時(shí)，進(jìn)氣門打開時(shí)間提前，增大氣門重疊角，提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率，減少燃油消耗，降低污染排放。

CVVT系統(tǒng)包含以下零件：CVVT機(jī)油控制閥、CVVT機(jī)油濾清器、CVVT執(zhí)行器、曲軸位置傳感器、凸輪位置傳感器、以及電控單元等。

正時(shí)齒輪安裝在排氣凸輪軸的前端，曲軸通過正時(shí)皮帶驅(qū)動(dòng)排氣凸輪軸旋轉(zhuǎn)，排氣凸輪軸后端裝有CVVT執(zhí)行器，執(zhí)行器殼體上的鏈輪通過正時(shí)鏈條帶動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。CVVT機(jī)油控制閥安裝在排氣管一側(cè)的氣缸蓋上。機(jī)油通過CVVT機(jī)油濾清器、氣缸蓋油道向CVVT機(jī)油控制閥供油，PCM隨時(shí)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等參數(shù)控制CVVT機(jī)油控制閥的軸向移動(dòng)，向CVVT執(zhí)行器的氣門正時(shí)提前油室或氣門正時(shí)延后油室供油。CVVT執(zhí)行器根據(jù)供給的油壓，直接帶動(dòng)排氣凸輪軸軸后端的鏈輪傳動(dòng)，通過鏈條傳動(dòng)，間接改變進(jìn)氣凸輪軸的配氣相位，使進(jìn)氣門正時(shí)連續(xù)變化，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門正時(shí)提前、延后及保持的三種狀態(tài)，而排氣門的氣門正時(shí)是固定不變的。

CVVT執(zhí)行器內(nèi)部的葉片將殼體內(nèi)腔分為8個(gè)油室。其中4個(gè)用于控制氣門正時(shí)提前，另外4個(gè)控制氣門正時(shí)延遲。油室之間的壓力差作用在葉片上，使得外殼上的齒輪相對(duì)于凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)氣門正時(shí)的提前和延遲。油室之間通過聚四氟乙烯材料制成的葉片油封來實(shí)現(xiàn)密封和建立油壓。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或CVVT系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，氣門正時(shí)固定在最大延遲角位置，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能。

2.北京現(xiàn)代I30可變氣門正時(shí)系統(tǒng)的維修案例

2.1 故障現(xiàn)象。一輛i30轎車行駛1200公里時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)警告燈點(diǎn)亮，客戶駕駛車輛到店進(jìn)行檢測(cè)。維修人員使用解碼器讀取發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障代碼是P0011"A"凸輪軸位置-正時(shí)過度提前或系統(tǒng)性能.對(duì)于伽馬發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)故障是比較常見的，維修人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)拆下OVC檢查是否有金屬異物卡住電磁閥芯，并清理了電磁閥。處理后裝車實(shí)驗(yàn)，故障燈不再點(diǎn)亮，于是交付。

兩天后發(fā)動(dòng)機(jī)警告燈再次點(diǎn)亮，讀取故障代碼依舊是P0011，維修人員再次拆下OCV檢查，結(jié)果沒有任何發(fā)現(xiàn)。清除故障代碼試車，雖然報(bào)警燈沒有亮但是感覺故障沒有徹底排除。于是拆下并清洗了OCV濾清器。

2.2 故障分析。與目前的固定凸輪相位角式不同，CVVT是連續(xù)把凸輪相位角改變至最佳的裝置。

使用GDS檢查相關(guān)的數(shù)據(jù)波形，發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷頻繁變化時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制ECU的進(jìn)氣凸輪軸目標(biāo)位置是變化的，同時(shí)OCV的占空比也隨著目標(biāo)值的變化而變化，唯獨(dú)進(jìn)氣凸輪軸實(shí)際位置沒有發(fā)生改變。通過以上的數(shù)據(jù)可以判斷ECU的控制室沒有問題的。

排除電控系統(tǒng)發(fā)生故障的可能后，導(dǎo)致故障的原因可能是：

（1）汽缸蓋CVVT系統(tǒng)機(jī)油道堵塞；（2）汽缸蓋OCV機(jī)油道泄漏；（3）凸輪軸VVT機(jī)構(gòu)卡滯；（4）發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力不足；（5）OCV執(zhí)行器損壞。

2.3 故障排除。找來OCV電磁閥裝到車上實(shí)驗(yàn)。觀察GDS的相關(guān)數(shù)據(jù)流，更換前后的數(shù)據(jù)沒有任何變化，說明故障原因不是OCV。經(jīng)過以上的檢查后沒有發(fā)現(xiàn)故障原因，只有拆檢發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)我們打開氣門室蓋后發(fā)現(xiàn)了故障原因。CVVT執(zhí)行機(jī)構(gòu)的固定螺絲已經(jīng)松脫了。這四個(gè)螺絲起到固定CVVT機(jī)構(gòu)與進(jìn)氣凸輪軸鏈輪的作用，CVVT機(jī)構(gòu)的后蓋也是由這四個(gè)螺絲夾緊的，當(dāng)螺絲松動(dòng)的時(shí)候，CVVT機(jī)構(gòu)的殼體與后蓋之間失去密封，OCV過來的機(jī)油從縫隙處泄漏，不能推動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸產(chǎn)生作用。目標(biāo)角度與實(shí)際角度之間的延遲度超過10次以上，ECM記錄DTC P0011。

恢復(fù)后試車。數(shù)據(jù)流的信息可以看出來，進(jìn)氣凸輪軸的目標(biāo)位置與實(shí)際位置是非常接近的，說明故障排除。

3.總結(jié)

目前大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)使用機(jī)械式氣門組，這種驅(qū)動(dòng)形式的有效性、可靠性強(qiáng)，但是缺點(diǎn)也很明顯：不能改變氣門正時(shí)、延續(xù)時(shí)間和進(jìn)氣門升程。隨著汽油直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)、混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷推出以及排放法規(guī)的強(qiáng)化等，為了解決上述問題，可變配氣機(jī)構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用。伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的高性能化，可變配氣機(jī)構(gòu)作為一個(gè)重要的手段正變得越來越必要和不可缺少。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱金勇.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修.北京：北京理工大學(xué)出版社.2011.