威海職業(yè)學(xué)院 劉 華

威海市職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校 劉 彬

進、排氣門雙可變氣門正時DVVT（Dual Variable Valve Timing）系統(tǒng)在轎車發(fā)動機中得到了廣泛的應(yīng)用。目前，在學(xué)校教學(xué)中更多注重結(jié)構(gòu)、原理的教學(xué)，而對DVVT系統(tǒng)的檢修方法涉及較少。本文將對雙可變氣門正時DVVT系統(tǒng)的快速檢修方法進行詳細的介紹。

1 DVVT系統(tǒng)組成及工作原理

目前，國內(nèi)轎車可變氣門正時VVT系統(tǒng)，除了個別車型采用直流電機及減速裝置直接驅(qū)動式外，一般采用液壓驅(qū)動式，如圖1所示。VVT系統(tǒng)主要由發(fā)動機控制模塊（ECM）、機油控制電磁閥（比例電磁閥）、VVT執(zhí)行器（葉片式或星型轉(zhuǎn)子式）、凸輪軸位置傳感器等組成（個別車型還采用了單獨的機油濾清器）。

圖1 VVT系統(tǒng)組成示意圖

發(fā)動機控制模塊根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器、曲軸位置傳感器、空氣流量傳感器等信號來確定目標(biāo)氣門正時，并根據(jù)冷卻液溫度傳感器、車速信號來確定修正目標(biāo)氣門正時；同時，發(fā)動機控制模塊將凸輪軸位置傳感器的信號作為反饋信號計算得出凸輪軸的實際位置。發(fā)動機控制模塊將目標(biāo)位置和實際位置進行比較，并根據(jù)控制策略，向機油控制電磁閥輸出一個占空比控制信號，通過改變機油控制電磁閥閥芯的位置，從而改變油路中機油流向和流量的大小，把提前、滯后、保持不變等信號以油壓方式反饋至VVT執(zhí)行器空腔內(nèi)，來實現(xiàn)執(zhí)行器內(nèi)、外轉(zhuǎn)子之間的相對轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)凸輪軸的正時角度，從而達到調(diào)整進、排氣門開啟時間的目的，如圖2所示。

2 DVVT系統(tǒng)檢修方法

若DVVT系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以用故障檢測儀通過讀取故障代碼、數(shù)據(jù)流及執(zhí)行元件測試等方法進行快速有效的檢測。

2.1 讀取故障代碼

若DVVT系統(tǒng)出現(xiàn)故障，用故障檢測儀讀取故障代碼，會讀取到下列一個或多個故障代碼：P0010、P0011、P0 012、P0013、P0014、P0015、P0016、P0017，上述故障代碼及含義見表1（表中故障代碼及含義，適合所有安裝DVVT系統(tǒng)的車型）所列。

2.2 讀取數(shù)據(jù)流

用故障檢測儀可以讀取DVVT系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)流，將讀取到的數(shù)據(jù)流和已知的配氣相位圖相比較，也可迅速判斷DVVT系統(tǒng)是否存在故障。

奇瑞A3車SQRE4G16的發(fā)動機安裝了DVVT系統(tǒng)，該發(fā)動機進氣門、排氣門的可變氣門正時配氣相位如圖3、圖4所示，用故障檢測儀實測的數(shù)據(jù)流如圖5所示。

圖2 DVVT系統(tǒng)的控制策略

表1 DVVT系統(tǒng)故障相關(guān)的故障代碼及含義

通過分析圖3、圖4可以看出，該發(fā)動機進氣門持續(xù)開啟角度為40.5°+90°+65°=195.5°，進氣門可變氣門正時可調(diào)整的角度為4.5°+49.5°=54°；排氣門持續(xù)開啟角度為45°+90°+57.5°=192.5°，排氣門可變氣門正時可調(diào)整的角度為32.5°+27.5°=60°；怠速時進、排氣門的重疊角為-（49.5°+32.5°）=-82°；該發(fā)動機進、排氣門可變氣門正時最大的重疊角為4.5°+27.5°=32°。

圖3 進氣門可變氣門正時配氣相位圖

圖4 排氣門可變氣門正時配氣相位圖

實測數(shù)據(jù)流（圖5）中，“進氣閥開度”可理解為“進氣門提前角”，“排氣閥開度”可理解為“排氣門滯后角”。比較圖5中a與b，可以看出怠速時的數(shù)據(jù)流與點火開關(guān)ON位置時的靜態(tài)數(shù)據(jù)流相同，進氣門均處于最大延遲位置、排氣門均處于最大提前位置，氣門重疊角為負值（理論值為-82°、實測數(shù)據(jù)流為-80°）。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高，進氣門開啟將逐漸提前、排氣門將逐漸延遲開啟，氣門重疊角將由負值逐漸變?yōu)檎?，最大氣門重疊角為32°。

2.3 執(zhí)行元件測試

連接故障檢測儀進入發(fā)動機系統(tǒng)，選擇“執(zhí)行元件測試”菜單，豐田卡羅拉車關(guān)于DVVT系統(tǒng)會出現(xiàn)3個測試項：控制可變氣門正時線性（組1）、控制可變氣門正時排氣線性（組1）、控制可變氣門正時系統(tǒng)（組1），如圖6所示。上述3個測試項具體含義見表2所列。

利用故障檢測儀，通過“執(zhí)行元件測試”功能，人為對進、排氣門機油控制閥的占空比進行控制，觀察發(fā)動機是否會出現(xiàn)怠速不穩(wěn)或熄火現(xiàn)象，從而可以快速判斷DVVT系統(tǒng)是否存在故障。

3 DVVT系統(tǒng)檢修案例

故障現(xiàn)象 一輛2009年產(chǎn)奇瑞A3轎車，搭載型號為SQRE4G16發(fā)動機和手動變速器，行駛里程近10萬km。行駛中出現(xiàn)發(fā)動機故障燈常亮的故障現(xiàn)象。

故障診斷 接車后試車，故障癥狀如客戶所述。連接故障檢測儀讀取故障代碼，顯示為“P0016 曲軸位置及進氣凸輪軸位置相關(guān)性錯誤”，讀取該車發(fā)動機DVVT系統(tǒng)在3個不同轉(zhuǎn)速時的數(shù)據(jù)流，如圖7所示，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)流“進氣閥開度”在3個不同的轉(zhuǎn)速時，均為48°且不變化，明顯存在異常，而數(shù)據(jù)流“排氣閥開度”變化正常。

圖5 SQRE4G16發(fā)動機DVVT系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)流（截屏）

圖6 DVVT系統(tǒng)執(zhí)行元件測試（截屏）

發(fā)動機起動后，用故障檢測儀對進氣側(cè)機油控制閥做執(zhí)行元件測試，發(fā)動機轉(zhuǎn)速無變化。結(jié)合故障現(xiàn)象、故障代碼、數(shù)據(jù)流以及進氣側(cè)機油控制閥的測試結(jié)果分析，導(dǎo)致該故障發(fā)生的可能原因有：DVVT系統(tǒng)故障、正時機構(gòu)錯誤、進氣側(cè)凸輪軸位置傳感器故障或發(fā)動機控制模塊ECM故障等。

考慮到發(fā)動機控制模塊ECM故障率低、未出現(xiàn)進氣側(cè)凸輪軸位置傳感器的相關(guān)故障代碼、正時機構(gòu)（鏈條傳動）檢查復(fù)雜等因素，因此，決定先檢查DVVT系統(tǒng)的進氣側(cè)的機油控制閥。

表2 DVVT系統(tǒng)執(zhí)行元件測試項及含義

圖7 DVVT系統(tǒng)數(shù)據(jù)流（截屏）

關(guān)閉點火開關(guān)，拔下進氣側(cè)機油控制閥連接器，在機油控制閥側(cè)連接器上測量電阻值為6.9 Ω，測量值正常；點火開關(guān)ON位置，在線束側(cè)連接器上測量電壓，端子1（電源）上的電壓為13.8 V，端子2（連接ECU）上的電壓為1.5 V，測量值正常；拆下進氣側(cè)機油控制閥，如圖8所示，將其兩個端子分別連接到蓄電池的正、負極上，發(fā)現(xiàn)進氣側(cè)機油控制閥內(nèi)部的閥芯不動作，應(yīng)該是進氣側(cè)機油控制閥元件損壞導(dǎo)致故障的發(fā)生。

故障排除 更換進氣側(cè)機油控制閥后試車，故障現(xiàn)象消失，故障排除。

圖8 進氣側(cè)機油控制閥