袁洪

摘 要：本文主要介紹一臺起亞賽拉圖α-Ⅱ發(fā)動機(jī)，由于CVVT系統(tǒng)工作不正常導(dǎo)致發(fā)動機(jī)怠速不穩(wěn)的故障。結(jié)合該車控制系統(tǒng)的原理與特點(diǎn)，對這一故障進(jìn)行比較深入的分析和討論，并加以排除。起亞賽拉圖轎車α-Ⅱ發(fā)動機(jī)攜帶的CVVT系統(tǒng)是一種能連續(xù)控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣門開啟時(shí)間早晚的自動控制系統(tǒng)。安裝在排氣凸輪軸上CVVT（持續(xù)可變氣門正時(shí)）控制進(jìn)氣氣門的打開和關(guān)閉。這項(xiàng)技術(shù)強(qiáng)調(diào)根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作狀況連續(xù)變化，實(shí)時(shí)控制氣門重疊角的大小，從而改變氣缸進(jìn)氣量。從而實(shí)現(xiàn)提升功率，降低油耗，減少排放的目的。

關(guān)鍵詞：CVVT 可變氣門正時(shí) 重疊角 怠速不穩(wěn)

中圖分類號：U472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（c）-0082-02

1 故障現(xiàn)象

有一輛2008年產(chǎn)起亞賽拉圖轎車，行駛里程為1500km左右，使用的是帶CVVT系統(tǒng)的α-Ⅱ發(fā)動機(jī)?？蛻暨M(jìn)廠反映發(fā)動機(jī)怠速抖動嚴(yán)重。接到故障車后，首先對故障現(xiàn)象進(jìn)行確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)在怠速下無規(guī)則的嚴(yán)重抖動。同時(shí)也聽到PCV閥往復(fù)動作的敲擊聲，發(fā)動機(jī)故障燈不亮。試著對發(fā)動機(jī)進(jìn)行加速，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)在逐漸加速時(shí)，發(fā)動機(jī)的抖動也開始好轉(zhuǎn)，加速到中高速時(shí)工作狀況就正常了，無抖動情況發(fā)生。

2 CVVT系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理

2.1 CVVT系統(tǒng)總體構(gòu)成

CVVT控制總成、機(jī)油流量控制電磁閥總成、OCV濾清器、ECU、鏈條自動張緊器。

2.2 CVVT的工作過程

（1）發(fā)動機(jī)工作時(shí)，機(jī)油泵產(chǎn)生一定壓力的機(jī)油，通過機(jī)油濾清器過濾后被送往發(fā)動機(jī)機(jī)油主通道。

（2）從缸體傳來的機(jī)油通過OCV濾清器進(jìn)行細(xì)濾后，被送往OCV電磁閥。

（3）ECU根據(jù)車輛的狀況，控制OCV電磁閥的電流。改變油壓和油路通道，將壓力油經(jīng)排氣凸輪軸輸送給CVVT總成。

（4）如果向提前工作室提供機(jī)油，先開鎖止動銷后再將外殼移動到提前位置。

（5）進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)提前。

（6）發(fā)動機(jī)OFF狀態(tài)。機(jī)油會從提前工作室排出，外殼返回延遲位置并用銷固定以便鎖定定位。

備注：用止動銷把轉(zhuǎn)子葉片固定在外殼上的最大延遲位置上。

2.3 CVVT系統(tǒng)各構(gòu)成部件及功用

2.3.1 CVVT控制總成

安裝位置：排氣凸輪軸末端 CVVT類型：葉片型工作范圍：（40±2）°曲柄角。

工作條件：（1）油溫范圍：-40℃～+130℃；（2）油壓范圍：0～10.2kg/cm；（3）發(fā)動機(jī)速度范圍：650～6000rpm。

2.3.2 機(jī)油流量控制電磁閥總成

（1）電壓：12V；（2）線圈電阻：（7±0.5）Ω（20℃時(shí)）；（3）控制電流：100～1000mA。

流量控制閥由發(fā)動機(jī)電腦利用占空比方式進(jìn)行控制，由流量控制閥控制機(jī)油進(jìn)入控制總成的提前腔或是延遲的腔的方向和流量。

2.3.3 OCV濾清器

（1）更換OCV濾清器時(shí)，確保清潔。防止OCV被異物鎖止。

（2）重新裝配OCV濾清器時(shí)，更換新品墊圈。用空氣噴槍除去異物并用乙醚清潔。

（3）分解OCV濾清器并檢查OCV濾清器是否被異物堵塞。如有必要時(shí)可更換或用空氣噴槍清潔。

2.3.4 自動張緊輪

自動張緊輪安裝在凸輪軸鏈條之間，它防止凸輪軸鏈條移動。在CVVT內(nèi)，進(jìn)氣門正時(shí)變化（最大40CA）。如果進(jìn)氣門正時(shí)錯(cuò)誤，會嚴(yán)重?fù)p壞氣門和活塞。

設(shè)置自動張緊輪：在把自動張緊輪安裝到氣缸蓋上之前設(shè)置自動張緊輪。

（1）壓縮自動張緊輪，使其收縮；（2）插入止動銷；（3）把張緊輪裝配到氣缸蓋上。

2.3.5 ECU

發(fā)動機(jī)控制單元主要根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作狀況（如轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等）對流量控制電磁閥進(jìn)行適當(dāng)占空比控制，以控制發(fā)動機(jī)各種工況下最佳的氣門重疊角。

2.4 CVVT系統(tǒng)的工作原理

發(fā)動機(jī)電腦根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作狀況，利用占空比控制方式對流量控制閥的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使一定量的機(jī)油進(jìn)入提前腔或是延遲腔，使控制總成中的轉(zhuǎn)子相對于殼體向前或向后轉(zhuǎn)動一定的角度，以此來優(yōu)化進(jìn)氣門的開啟時(shí)間。

CVVT的工作原理如下。

當(dāng)發(fā)動機(jī)低速小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（怠速狀態(tài)），這時(shí)應(yīng)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)動機(jī)低速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（起步、加速、爬坡），應(yīng)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)動機(jī)高速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（高速行駛），也應(yīng)延遲進(jìn)氣門打開時(shí)間，減小氣門重疊角，從而提高發(fā)動機(jī)工作效率。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于中等工況時(shí)（中速勻速行駛），CVVT也會相對提前進(jìn)氣門打開時(shí)間，增大氣門重疊角，此時(shí)的目的是減少燃油消耗，同時(shí)利用發(fā)動機(jī)內(nèi)部EGR效應(yīng)減少尾氣中NOX的排放。

3 故障分析、排除過程

引起發(fā)動機(jī)怠速抖動的的原因，不外乎就是氣缸內(nèi)可燃混合氣不均勻或燃燒不均勻?qū)е赂鱾€(gè)氣缸工作時(shí)所產(chǎn)生的對活塞的壓力不一樣，而造成每個(gè)氣缸的單缸轉(zhuǎn)速降相差較大導(dǎo)致發(fā)動機(jī)怠速時(shí)抖動。容易出現(xiàn)的故障部件為：高壓部分（火花塞、高壓線、點(diǎn)火線圈及電源）、油路部分（噴油嘴堵塞、噴油不均勻、ECU控制部分故障等）機(jī)械部分（各氣缸壓力不均勻、氣門漏氣、積碳過多、發(fā)動機(jī)正時(shí)系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)亂等）。首先擬定維修思路，決定進(jìn)行先外后里、先易后難，先簡后繁的辦法進(jìn)行維修。

步驟1：因此型號發(fā)動機(jī)為直接點(diǎn)火，無高壓線型式，先檢查火花塞顏色呈黃色，表明燃燒良好。接著對點(diǎn)火一次波形進(jìn)行測量，電源、接地、閉合時(shí)間、峰值、燃燒線放電時(shí)間和震蕩都非常好，且4個(gè)高壓線圈一致，表明高壓部分正常。

步驟2：利用專用檢測儀對發(fā)動機(jī)控制單元進(jìn)行自診斷發(fā)現(xiàn)，有一故障碼為：P0016 CKP-CMP之間的關(guān)系。接著對數(shù)據(jù)流進(jìn)行查看，發(fā)現(xiàn)CVVT系統(tǒng)已進(jìn)入跛行狀態(tài)。且ECU關(guān)閉了對CVVT系統(tǒng)的控制。通過對故障碼的進(jìn)行解析，為 ECU判定曲軸位置和凸輪軸位置的關(guān)系有問題。也就說明發(fā)動機(jī)正時(shí)系統(tǒng)出現(xiàn)故障。為了證實(shí)ECU故障碼的真實(shí)性，對CKP和CMP的同時(shí)波形進(jìn)行了檢查，與正常發(fā)動機(jī)同時(shí)波形對比發(fā)現(xiàn)CMP明顯提前，接著對正時(shí)皮帶和進(jìn)排氣凸輪軸鏈條位置進(jìn)行檢查無故障，故障原因可以判斷為CVVT系統(tǒng)調(diào)節(jié)不當(dāng)，致使CKP與CMP位置出現(xiàn)偏差。那CVVT控制系統(tǒng)為什么會發(fā)生異?？刂?，我們必須對CVVT的控制方法和原理進(jìn)行分析，才能對此故障的具體部位進(jìn)行維修處理。

步驟3：此故障車根據(jù)CVVT系統(tǒng)的工作原理，可以推斷出主要原因可能是控制總成內(nèi)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角度出現(xiàn)了故障，根據(jù)其工作原理，CVVT系統(tǒng)在怠速下控制為最遲狀態(tài)，且流量控制閥的占空比也在最小，所以可以不連接流量控制閥的插頭后觀察CKP和CMP的同時(shí)波形，仍然在提前狀態(tài)，通過這個(gè)操作，可以排除ECU控制錯(cuò)誤的可能性。同進(jìn)利用上面的CVVT工作原理也可以排除機(jī)油壓力方面的問題。至此故障原因明確，對流量控制閥進(jìn)行清洗裝車，故障排除。

4 結(jié)語

針對鋁屑的來源，分析可能是缸蓋加工過程中遺留，為防止機(jī)油油路內(nèi)仍有殘留鋁屑，更換了發(fā)動機(jī)機(jī)油、機(jī)油濾清器。同時(shí)對機(jī)油油道和CVVT系統(tǒng)過濾器等進(jìn)行了清洗。

通過對CVVT系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行分析，找出了此故障的真正原因，也明白了在故障現(xiàn)象中為什么發(fā)動機(jī)抖動時(shí)PCV閥會異常動作，同時(shí)通過此故障的排除，對CVVT的工作原理和特性有了深刻的認(rèn)識。對排除發(fā)動機(jī)抖動故障的思路也將更加清晰。

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