豐田佳美汽車VVT—I系統(tǒng)故障維修技術(shù)

韓東陽

摘 要：文章是結(jié)合作者在平時教學(xué)實訓(xùn)車輛當中，維修一輛豐田佳美轎車因長期不更換機油，造成VVT-I系統(tǒng)工作不正常，引起發(fā)動機怠速不穩(wěn)、加速不良的檢修實例。文章介紹了VVT-I系統(tǒng)故障診斷的方法，通過對VVT-I系統(tǒng)檢測和分析，找到怠速不穩(wěn)、加速不良的故障原因，排除了故障。

關(guān)鍵詞：VVT-I系統(tǒng)；OCV凸輪軸正時機油控制閥；VVT-I控制器

引言

現(xiàn)代社會科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，高科技在汽車上的應(yīng)用逐漸普遍。世界各國各大汽車生產(chǎn)廠商之間的競爭逐漸激烈。新技術(shù)在汽車上的采用更成為競爭的焦點。豐田汽車以其優(yōu)秀的品質(zhì)、良好的售后服務(wù)，始終在中國市場上占有最重的份額。近年來，由于VVT-I可變進氣系統(tǒng)的采用，使發(fā)動機在所有轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提高了動力輸出，降低了燃油消耗，減少了廢氣排放，使其工作更環(huán)保，因而贏得了廣大消費者的青睞。本文介紹了作者在對豐田汽車維修中涉及到VVT-I系統(tǒng)故障檢查、分析、排除過程。

1 故障現(xiàn)象

一臺新款豐田佳美ACV30轎車，已行駛八萬多公里，車主反映近期該車出現(xiàn)怠速不穩(wěn)和加速不良的現(xiàn)象，而且發(fā)動機時好時壞。此車已經(jīng)在維修廠進行了油電路的檢修，更換了汽油濾清器、火花塞，清洗了噴油嘴和節(jié)氣門閥體，結(jié)果故障依舊存在。

2 故障排查

啟動發(fā)動機，待水溫正常后路試，的確存在怠速不穩(wěn)和加速不良現(xiàn)象，但是發(fā)動機有時工作正常，于是我做了以下檢查和分析：

（1）首先使用豐田專用手持電腦OBD-Ⅱ提取了該發(fā)動機的幾個重要數(shù)據(jù)流：

關(guān)閉空調(diào)狀態(tài)：發(fā)動機轉(zhuǎn)速700-3000轉(zhuǎn)/分

冷卻水溫：88度

節(jié)氣門開度：11.7%-18%

空氣流量計：2.57m/s-6.90m/s

點火提前角：12度-30度

進氣溫度：58度

故障代碼：無

在模擬故障現(xiàn)象時，以上數(shù)據(jù)無變化。

（2）用汽油壓力表檢查，發(fā)動機怠速時油壓為3.2kgf/cm2，急加速油壓為3.5kgf/cm2。發(fā)動機停機5分鐘后檢查，油壓仍保持在2.6kgf/cm2。油泵、油壓調(diào)節(jié)器、濾清器以及各油管接頭故障的可能性排除。

（3）使用豐田診斷儀做斷缸檢查，各缸點火序列波反應(yīng)正常，說明點火線圈和火花塞性能良好。

（4）拆下噴油嘴做噴油量和泄漏試驗，檢查結(jié)果正常。

（5）熱車后用真空表檢測發(fā)動機在怠速和加速時進氣歧管的真空度變化。

在發(fā)動機正常工作狀態(tài)時檢測：怠速時真空表穩(wěn)定在67.5kpa； 迅速開啟關(guān)閉節(jié)氣門時，真空表在12-82kpa之間擺動。

當發(fā)動機異常工作狀態(tài)時檢測：怠速時真空表在67.5-80kpa之間擺動；迅速開啟關(guān)閉節(jié)氣門時，真空表在28-45kpa之間擺動。

標準值：

怠速時57-70kpa

迅速開啟和關(guān)閉節(jié)氣門時7-84kpa

（6）發(fā)動機在2000轉(zhuǎn)/分時，迅速關(guān)閉節(jié)氣門。真空表從82kpa降到67.5kpa并穩(wěn)定在67.5kpa。說明進、排氣管本身不存在泄漏。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理分析

3.1 系統(tǒng)組成示意圖

VVT-I系統(tǒng)是由機油泵產(chǎn)生機油油壓后，進入凸輪軸正時機油控制閥。通過該閥控制油流方向，進入VVT-I控制器中。該控制器與進氣凸輪軸相連接，不同機油流向使控制器與進氣凸輪軸的位置改變。這種位置改變的結(jié)果使進氣凸輪軸的配氣正時能在曲軸轉(zhuǎn)角60度范圍內(nèi)變化，以適應(yīng)發(fā)動機各種工況需要。VVT-I系統(tǒng)相對于普通進氣系統(tǒng)最大優(yōu)點在于：發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時增大扭矩，高速時增大功率，同時燃油經(jīng)濟性也得到提高，并降低了尾氣排放，其結(jié)構(gòu)（如圖1所示）。

VVT-I系統(tǒng)工作原理如下：根據(jù)發(fā)動機ECU得到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速、進氣量、節(jié)氣門位置和水溫信號，ECU計算每一種條件下的最佳配氣正時，然后控制凸輪軸正時機油控制閥的運作，實現(xiàn)連續(xù)可變的控制。此外，發(fā)動機ECU利用凸輪軸位置傳感器和曲軸位置傳感器來檢測實際的配氣正時，然后通過反饋控制來達到目標配氣正時?？捎靡韵卤砀穹绞奖磉_：

VVT-I系統(tǒng)涉及到許多傳感器及控制部件，其中核心的兩個元件是VVT-I控制器和凸輪軸正時機油控制閥。

一是VVT-I控制器由正時鏈條驅(qū)動的殼體和與進氣凸輪軸相連的葉片組成，機油壓力到達進氣凸輪軸的提前側(cè)通路或延遲側(cè)通路，使位于VVT-I控制器中的葉片轉(zhuǎn)動，使進氣門的正時連續(xù)變化。當發(fā)動機停機時，進氣凸輪軸將位于最大延遲狀態(tài)，以保證啟動性能。在發(fā)動機剛啟動時，機油壓力不能立即作用于VVT-I控制器。這時，鎖止銷鎖止VVT-I控制器，以防止撞擊噪音。

二是凸輪軸正時機油控制閥。根據(jù)發(fā)動機ECU發(fā)出的占空比信號控制滑閥位置，這樣可使機油壓力作用于VVT-I控制器的提前或延遲側(cè)。發(fā)動機停機時，凸輪軸正時機油控制閥位于最大延遲位置。

3.2 正時提前示意圖

發(fā)動機ECU發(fā)出一個正時提前信號，此時凸輪軸正時控制閥滑閥位于左側(cè)位置，機油壓力使葉片室?guī)е馆嗇S向正時提前方向轉(zhuǎn)動。

3.3 正時延遲示意圖

發(fā)動機ECU發(fā)出一個正時延遲信號，凸輪軸正時機油控制閥滑閥位于右側(cè)位置，機油壓力使葉片室?guī)е馆嗇S向正時延遲方向旋轉(zhuǎn)。

3.4 保持示意圖

達到目標正時后，凸輪軸正時機油控制閥滑閥處于中間位置，配氣正時維持不變，直到行駛狀態(tài)改變?yōu)橹埂＿@種調(diào)整可使配氣正時位于目標位置并防止不必要的機油外泄。

4 故障部位確定

通過對發(fā)動機數(shù)據(jù)流、油路、電路的檢查，可排除發(fā)動機控制系統(tǒng)、油路以及電路發(fā)生故障的可能性。接下來對真空表檢測得到數(shù)值分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)動機出現(xiàn)故障時，其真空度數(shù)值出現(xiàn)異常波動。顯然由于配氣相位發(fā)生錯誤導(dǎo)致了發(fā)動機故障的產(chǎn)生。下一步檢查發(fā)動機的正時系統(tǒng)，拆除發(fā)動機附件，打開氣門室蓋，檢查時規(guī)鏈正時系統(tǒng)。經(jīng)檢查，時規(guī)鏈正時記號點準確無誤。但此時我發(fā)現(xiàn)，進排氣凸輪軸及軸承蓋上積聚了許多積碳，顯然是由于機油更換周期太長引起。

5 故障診斷與排除

綜上所述，造成此車故障的原因就是凸輪軸正時機油控制閥閥芯因積碳過多而發(fā)生卡滯。要徹底解決問題最好的方法就是，解體發(fā)動機后逐一清洗發(fā)動機各個零部件上的積碳。所以首先更換了凸輪軸正時機油控制閥，對發(fā)動機油底殼以及機油集濾器進行了拆裝清洗，并更換了豐田原廠的機油格、機油。工作完畢后，啟動發(fā)動機進行了冷熱態(tài)的路試，發(fā)動機怠速平穩(wěn)，加速反應(yīng)良好。經(jīng)過三十多公里路試，故障現(xiàn)象消失。

6 結(jié)束語

隨著科技不斷的發(fā)展，新技術(shù)在汽車上更為廣泛的應(yīng)用，這就對汽車維修工提出更高的要求。不僅要盡快熟練掌握各項新技術(shù)的構(gòu)造以及工作原理，更要學(xué)會科學(xué)有效的判斷、分析、維修的方法。