上汽大眾在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣凸輪軸上安裝可變氣門(mén)正時(shí)（VVT），最早可以溯到20年前的帕薩特車(chē)型，盡管當(dāng)時(shí)可變氣門(mén)正時(shí)僅限于進(jìn)氣門(mén)滯后與提前兩個(gè)位置的調(diào)節(jié)。2005年，波羅勁情、勁取車(chē)型中，標(biāo)識(shí)號(hào)BMH 的1.6 L 發(fā)動(dòng)機(jī)VVT實(shí)現(xiàn)了進(jìn)氣門(mén)連續(xù)可調(diào)節(jié)。2010年以后，上汽大眾旗下的EA888、EA111 系列發(fā)動(dòng)機(jī)，均采用進(jìn)氣凸輪軸連續(xù)可調(diào)的VVT。2015年以后，上汽大眾EA211/EA888 第3 代機(jī)型/EA837（VR6）系列發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣凸輪軸與排氣凸輪軸上都安裝了可變氣門(mén)正時(shí)，即DVVT。

設(shè)置可變氣門(mén)正時(shí)的目的是兼顧滿足發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況條件下對(duì)配氣相位的不同需求，其具體內(nèi)容可由以下的描述中得以了解與知曉。

（1）怠速工況的進(jìn)氣門(mén)被設(shè)置成上止點(diǎn)后開(kāi)啟，下止點(diǎn)后關(guān)閉，排氣門(mén)被設(shè)置成在上止點(diǎn)前完全關(guān)閉。由于氣缸內(nèi)只有少量殘余氣體燃燒，使得怠速運(yùn)行很穩(wěn)定。

（2）中速工況下，為了獲得較高的輸出扭矩，氣缸應(yīng)追求較高的容積效率。這就需要將進(jìn)氣門(mén)設(shè)置在上止點(diǎn)前打開(kāi)，進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟早，關(guān)閉自然也較早，避免了進(jìn)缸的新鮮空氣被壓出氣缸的可能。

（3）高速工況時(shí)，進(jìn)氣門(mén)在上止點(diǎn)后開(kāi)啟，在下止點(diǎn)后關(guān)閉，縮短了壓縮行程，這樣的高速進(jìn)氣動(dòng)態(tài)慣性具有增壓效應(yīng)，無(wú)形之中增加進(jìn)氣量。而排氣門(mén)設(shè)置成較晚打開(kāi)，膨脹作功行程得以延長(zhǎng)，可以獲得較高的輸出功率。

（4）通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣凸輪軸與排氣凸輪軸相互之間的位置，很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)內(nèi)廢氣再循環(huán)。此時(shí)，進(jìn)氣門(mén)被設(shè)置成上止點(diǎn)前開(kāi)啟，排氣門(mén)在接近上止點(diǎn)時(shí)關(guān)閉，在進(jìn)排氣門(mén)重疊期過(guò)程中，廢氣從排氣口流入進(jìn)氣門(mén)。與機(jī)外廢氣再循環(huán)裝置相比，機(jī)內(nèi)廢氣再循環(huán)令氣體分布均勻，反應(yīng)較快，抑制了NOx的生成量。

本文對(duì)DVVT 結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，以上汽大眾最近推出的全新朗逸PLUS 車(chē)型為藍(lán)本加以闡述。

上汽大眾全新朗逸PLUS 車(chē)型的EA211 發(fā)動(dòng)機(jī)（排量為1.5 L），DVVT 可變氣門(mén)正時(shí)由進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)器、排氣凸輪軸調(diào)節(jié)器與機(jī)油壓力回路組成（圖1）。進(jìn)氣凸輪軸位置傳感器G40 和排氣凸輪軸位置傳感器G300 用來(lái)探測(cè)獲知當(dāng)前凸輪軸實(shí)際位置，所需的調(diào)節(jié)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623 根據(jù)內(nèi)存的特性曲線圖，控制進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥N205 與排氣凸輪軸調(diào)節(jié)閥N318 驅(qū)動(dòng)滑閥位置，借以改變機(jī)油回路的流向加以完成。由此可知，可變氣門(mén)正時(shí)的控制調(diào)節(jié)整合了機(jī)電液一體化的技術(shù)。

根據(jù)上汽大眾提供的資料，DLW 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣行程總的曲軸延續(xù)角為194°，連續(xù)可調(diào)的角度為50°。進(jìn)氣門(mén)相位的變化范圍如圖2所示。DLW 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣行程總的曲軸延續(xù)角為180°，可調(diào)的角度為40°，其相位的變化范圍如圖3所示。

圖1 EA211 發(fā)動(dòng)機(jī)DVVT 配氣機(jī)構(gòu)視圖

圖2 DLW 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門(mén)相位的變化范圍示意圖

1.凸輪軸液壓調(diào)節(jié)器

凸輪軸液壓調(diào)節(jié)器是VVT 的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，液壓調(diào)節(jié)器分為內(nèi)輪和外輪兩個(gè)部分。外輪和正時(shí)鏈條或正時(shí)皮帶相連，內(nèi)輪則和凸輪軸連接，通過(guò)調(diào)節(jié)葉片令內(nèi)輪旋轉(zhuǎn)以改變凸輪軸的位置，從而實(shí)現(xiàn)可變氣門(mén)正時(shí)的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)器內(nèi)部的鎖止閥用于機(jī)械鎖止，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，鎖止閥鎖定在滯后位置上，這個(gè)功能是通過(guò)一個(gè)彈簧鎖銷(xiāo)來(lái)完成的。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，機(jī)油壓力達(dá)到50 kPa 時(shí)，鎖止閥解鎖。

需要進(jìn)氣門(mén)提前打開(kāi)時(shí)，N205 通電驅(qū)動(dòng)控制滑閥向提前側(cè)方向移動(dòng)，壓力機(jī)油進(jìn)入凸輪軸調(diào)節(jié)器，推動(dòng)內(nèi)葉片向提前方向運(yùn)動(dòng)。達(dá)到目標(biāo)值后，控制滑閥保持在調(diào)節(jié)器兩個(gè)腔室的壓力恒定的位置。滯后位置的調(diào)節(jié)與之類(lèi)似（圖4）?？勺儦忾T(mén)正時(shí)系統(tǒng)的工作如圖5所示。

2.機(jī)油油流工作回路

三位四通閥安裝在凸輪軸液壓調(diào)節(jié)器內(nèi)部，用于進(jìn)氣門(mén)相位的調(diào)節(jié)，受電磁閥N205 控制，實(shí)現(xiàn)改變機(jī)油回路（圖6）。所謂三位，指的是可變氣門(mén)正時(shí)滯后、提前與壓力保持平衡的三個(gè)位置；四通，對(duì)應(yīng)著機(jī)油油流進(jìn)入滯后腔、提前腔的壓力建立油路，和滯后腔、提前腔通向油底殼的壓力釋放等四條油路。

進(jìn)氣凸輪軸在N205 不通電（脈沖占空比小于8.00%～10.00%）時(shí)，滑閥處于滯后調(diào)節(jié)位置，機(jī)油經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)、單向閥，進(jìn)入進(jìn)氣門(mén)正時(shí)調(diào)節(jié)的滯后腔，而提前腔的機(jī)油則回流至油底殼。進(jìn)氣門(mén)需要提前時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623 調(diào)高N205 通電占空比，滑閥切換油路，機(jī)油進(jìn)入提前腔，滯后腔壓力釋放。達(dá)到目標(biāo)值后，J623 改變N205 通電時(shí)的脈沖占空比，決定滑閥處于提前與滯后兩腔壓力保持的平衡位置上。此時(shí)，進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟點(diǎn)固定在某一個(gè)定值上（圖7）。

圖3 DLW 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門(mén)相位的變化范圍示意圖

圖4 進(jìn)氣門(mén)提前與滯后調(diào)節(jié)時(shí)的機(jī)油工作回路示意圖

圖5 可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)組成部件的工作圖

圖6 途觀車(chē)型在液壓調(diào)節(jié)器內(nèi)部安裝的三位四通閥

圖7 三位四通閥位置與接通油路的相互關(guān)系示意圖

可變氣門(mén)正時(shí)調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確與否，足夠的機(jī)油壓力和保證機(jī)油油路的清潔通暢是必要條件。

圖8 N205 與N318 波形，脈沖占空比約50%

排氣凸輪軸的正時(shí)控制流程與進(jìn)氣凸輪軸的調(diào)節(jié)類(lèi)似，不再贅述，區(qū)別在于排氣凸輪軸調(diào)節(jié)電磁閥N318 不通電時(shí)，排氣凸輪軸處于提前位置。進(jìn)氣門(mén)正時(shí)調(diào)節(jié)電磁閥N205（通道A，黃色曲線）與排氣門(mén)調(diào)節(jié)電磁閥N318（通道B，綠色曲線）的波形如圖8所示。圖8中的N205 通電占空比約為50.00%，N318 通電占空比約為90.00%。根據(jù)前述可知，這個(gè)波形發(fā)生的時(shí)刻表明，進(jìn)氣門(mén)調(diào)節(jié)處于提前位置，而排氣門(mén)則處于滯后的位置。

圖9 途觀1.8T 車(chē)型CEA 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)示意圖

表1 2014年途觀CEA 發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)正時(shí)測(cè)量值在不同轉(zhuǎn)速下的測(cè)試數(shù)據(jù)

3.可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)能力

整個(gè)可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)是可匹配的，其目的為了補(bǔ)償制造裝配誤差和使用過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械磨損。當(dāng)冷卻液溫度大于60℃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623 會(huì)自動(dòng)執(zhí)行匹配程序。當(dāng)氣門(mén)正時(shí)調(diào)節(jié)的實(shí)際值偏離目標(biāo)值時(shí)，系統(tǒng)將對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使其偏離值小于或等于3°KW（曲軸轉(zhuǎn)角）。

4.上汽大眾VVT 系統(tǒng)的診斷

上汽大眾車(chē)型可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)除了人為因素外，常見(jiàn)的問(wèn)題是三位四通閥卡滯，導(dǎo)致可變氣門(mén)正時(shí)調(diào)節(jié)的實(shí)際值與目標(biāo)值的差異過(guò)大，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)能力無(wú)法補(bǔ)償，控制單元故障內(nèi)存從而識(shí)別出相應(yīng)的事件條目。故障原因大多歸屬為車(chē)輛使用保養(yǎng)不當(dāng)，引起機(jī)油油路環(huán)境不潔凈。

以2014年途觀1.8T 車(chē)型CEA 發(fā)動(dòng)機(jī)為例，給出VVT 診斷方法。

連接VAS 故障診斷儀，啟動(dòng)ODIS診斷，推薦首選運(yùn)行引導(dǎo)性故障查詢（GFF）程序。當(dāng)控制單元內(nèi)存報(bào)出故障事件條目時(shí)，GFF 程序?qū)⒆詣?dòng)生成檢測(cè)計(jì)劃。維修人員按照屏幕的提示，執(zhí)行程序規(guī)定的檢查，并將檢查結(jié)果輸入，直到GFF 給出故障診斷結(jié)論。

前已述及，可變氣門(mén)正時(shí)的調(diào)節(jié)，與發(fā)動(dòng)機(jī)能否提供足夠的機(jī)油壓力相關(guān)，因此在進(jìn)行基本檢查時(shí)，有必要檢測(cè)當(dāng)前實(shí)際的機(jī)油壓力。上汽大眾維修規(guī)范指出，冷卻液溫度達(dá)到80℃，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在2 000 r/min 時(shí)的機(jī)油壓力應(yīng)在270～450 kPa，在更高的轉(zhuǎn)速下，機(jī)油壓力最高不得大于600 kPa。當(dāng)然，這個(gè)基本檢查已經(jīng)包含在GFF 程序里。

在自診斷環(huán)境下，由于途觀發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元采用KWP2000 診斷協(xié)議，讀取數(shù)據(jù)塊，需要輸入組別號(hào)。關(guān)于VVT的測(cè)量值在91 組及94 組中，顯示VVT調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，91 組含義見(jiàn)表1。

由表1可知，2014年途觀CEA 發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速工況下760 r/min 時(shí)的進(jìn)氣門(mén)設(shè)置在上止點(diǎn)后38.00°開(kāi)啟，此時(shí)J623 對(duì)N205 控制脈沖占空比很小，為6.27%，相當(dāng)于不通電。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高到1 640 r/min，進(jìn)氣門(mén)設(shè)置在上止點(diǎn)前5.00°開(kāi)啟，并保持在該位置上，此時(shí)N205 的控制占空比為42.35%（圖10）。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在2 680 r/min時(shí)，進(jìn)氣門(mén)在上止點(diǎn)4.00°開(kāi)啟并保持，N205 占空比數(shù)值略為減小，為40.78%，數(shù)據(jù)2 和數(shù)據(jù)3 對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)處在中速工況。

93 組只有一個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)可讀，其含義是進(jìn)氣凸輪軸規(guī)定值與實(shí)際值的差，維修規(guī)范規(guī)定這個(gè)差值應(yīng)當(dāng)小于或等于3°。94 組測(cè)量值有3 個(gè)分區(qū)，其含義分別為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前凸輪軸調(diào)整以及測(cè)試狀態(tài)（測(cè)試關(guān)閉、測(cè)試開(kāi)或基本設(shè)定結(jié)論正?；虿徽＃?。94 組同時(shí)也是可變氣門(mén)正時(shí)基本設(shè)定的通道號(hào)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元存儲(chǔ)有關(guān)VTT 的故障事件條目（偶發(fā)）時(shí)，可對(duì)被診斷車(chē)輛進(jìn)行基本設(shè)定，以獲取當(dāng)前VVT 的工作狀態(tài)。按下基本設(shè)定激活按鈕后，診斷儀提示踩下制動(dòng)踏板，節(jié)氣門(mén)全開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高到1 400 r/min 左右，基本設(shè)定的測(cè)試才能激活（圖11）。

上汽大眾最新車(chē)型的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元一般采用UDS 診斷協(xié)議，其測(cè)量值/基本設(shè)定以列表形式出現(xiàn)。在該選項(xiàng)下拖動(dòng)滾動(dòng)條選擇對(duì)應(yīng)的欄目，即可實(shí)現(xiàn)讀取與測(cè)試。

圖10 2014年途觀發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)正時(shí)測(cè)量值界面

圖11 2014年途觀可變氣門(mén)正時(shí)基本設(shè)定界面

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元J623 內(nèi)存報(bào)出電磁閥N205 與N318 的故障事件條目時(shí)，可以通過(guò)診斷儀的DTM 終端執(zhí)行元件功能進(jìn)行診斷，也可拆下進(jìn)行單體電氣檢測(cè)，以確定是否正常。至于J623 對(duì)N205 與N318 的控制，用示波器檢查最為直觀方便，通過(guò)圖9可知，N205 與N318 的供電端位于主繼電器J271 的下游。