淺談VTEC故障對本田汽車的影響

羊光裕

摘要：目前對于配備有VTEC（Varlble Valve Timing&Valve Lift Electronic Control）裝置的本田轎車來說，如果控制部分、執(zhí)行部分和傳感器工作不良或者不工作，將會對車輛造成加速費(fèi)勁、上坡無力等致命故障，嚴(yán)重影響整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性等，從而迭不到駕駛者的要求。

關(guān)鍵詞：VTEC；故障；本田

VTEC系統(tǒng)全稱是可變氣門正時和升程電子控制系統(tǒng)，是本田的專有技術(shù)，它能隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫等運(yùn)行參數(shù)的變化，而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整配氣正時和氣門升程，使發(fā)動機(jī)在高、低速下均能達(dá)到最高效率。本田的VTEC發(fā)動機(jī)一直是享有“可變氣門發(fā)動機(jī)的代名詞”之稱，它不只是輸出馬力超強(qiáng)，它還具有低轉(zhuǎn)速時尾氣排放環(huán)保、低油耗的特點(diǎn)。

一、VTEC系統(tǒng)

（一）VTEC的結(jié)構(gòu)

有2個進(jìn)氣門、2個排氣門，每個氣門均有凸輪通過搖臂來驅(qū)動。驅(qū)動主次進(jìn)氣門的凸輪分別叫主、次凸輪。與主、次進(jìn)氣門接觸的搖臂叫主、次搖臂。主、次搖臂之間還有一個特殊的中間搖臂。中間搖臂不與任何氣門之間接觸。三個搖臂并列在一起，它們均可在搖臂軸上直接轉(zhuǎn)動。在主、次搖臂和中間搖臂相對應(yīng)的凸輪軸上有三個不同升程的凸輪，它們是主、次和中間凸輪。

（二）VTEC工作原理

當(dāng)出現(xiàn)電磁閥關(guān)閉時，油道內(nèi)部無油壓，當(dāng)前四個活塞都處于各自的搖臂內(nèi)，各個搖臂獨(dú)自運(yùn)動。

當(dāng)電磁閥打開時，油壓開始推動正時柱塞移動，這時使得兩個進(jìn)氣搖臂連成一體，主要是由開啟時間最長、升程最大中間凸輪來驅(qū)動氣門。

（三）控制原理

ECM在系統(tǒng)工作時根據(jù)相關(guān)傳感器信息，通過對整個電磁閥的控制，從而決定何時改變氣門正時與氣門升程。

（1）低速時ECM對VTEC無指令，油道內(nèi)工作油壓，活塞處于各自孔內(nèi)，各個搖臂獨(dú)自運(yùn)動，這時發(fā)動機(jī)處于“單進(jìn)”工作的狀態(tài)。

（2）當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到2300-3200r/min，溫度、負(fù)荷一定時，ECM給電磁閥線圈供12V，工作油道開啟，油壓推動正時柱塞移動，發(fā)動機(jī)處于“雙進(jìn)”工作的狀態(tài)。

（3）當(dāng)電磁閥通電開啟時，“油壓開關(guān)”在油壓的作用下斷開，向ECM反饋+5高電位信號，ECM確認(rèn)可變氣門已經(jīng)進(jìn)入切換狀態(tài)，開始對空燃比、點(diǎn)火正時的控制程序進(jìn)行切換。

二、VTEC系統(tǒng)故障的現(xiàn)象及檢測判斷

以一輛2007年產(chǎn)廣州本田雅閣2.4 L轎車為例，該車的故障癥狀是儀表板上的發(fā)動機(jī)故障警告燈點(diǎn)亮報警，發(fā)動機(jī)同時伴有輕微抖動的現(xiàn)象。

根據(jù)車主的反映，試車后發(fā)現(xiàn)該車的發(fā)動機(jī)故障警告燈點(diǎn)亮，維修人員先連接電腦診斷儀KT600對車輛進(jìn)行檢測，診斷儀顯示該車發(fā)動機(jī)的凸輪軸位置傳感器與曲軸位置傳感器信號的關(guān)系異常，也就是說發(fā)動機(jī)電腦記錄了凸輪軸與曲軸位置關(guān)系存在問題。憑經(jīng)驗(yàn)來說一般產(chǎn)生這種故障的原因包括，進(jìn)排氣門與曲軸、凸輪軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的位置關(guān)系不正確，VTC動作執(zhí)行器故障，正時鏈條被拉長，以及VTC電磁閥故障等。

在故障被確定鎖定在發(fā)動機(jī)上后，維修人員開始對發(fā)動機(jī)進(jìn)行仔細(xì)全面的檢查。根據(jù)失速試驗(yàn)以及路試的結(jié)果分析，進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)等也有可能是引發(fā)故障的原因，維修人員又對各個車輛進(jìn)行各項(xiàng)檢查，以進(jìn)一步縮小故障的范圍。

在故障判斷上要求遵循“從簡到難，從表到里”的方針，該車故障主要表現(xiàn)在大負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速的工況下發(fā)動機(jī)輸出功率不足，而在發(fā)動機(jī)怠速時輕微抖動，空加油的過程中轉(zhuǎn)速提升也較正常，這些測試不能有效的給明故障判斷的方向。因此，維修前需借助儀器對發(fā)動機(jī)的性能進(jìn)行測試，這是整個維修步驟的第一步。

首先，利用故障指示燈（HIL）讀取故障碼（DTC），顯示故障碼為“21”，其含義為“VTEC電磁閥電路有故障”。維修人員記錄該故障，經(jīng)過清除故障后，重新讀取故障后沒有發(fā)現(xiàn)該故障碼，因此確定VTEC電磁閥電路無故障。

其次，由于在怠速檢查中，發(fā)動機(jī)有輕微抖動，是否能通過這一不正?，F(xiàn)象找出故障的主要原因呢？并且動力不足是在高速、大負(fù)荷出現(xiàn)的，燃油供給系統(tǒng)的供油不足或油壓不穩(wěn)定可以出現(xiàn)這兩種故障。因此，測試燃油壓力是非常有必要的，在燃油分配總管上連接專用燃油壓力測試表，起動發(fā)動機(jī)，觀察燃油壓力測試表，在連接和切斷油壓調(diào)節(jié)器上的真空管時，油壓表分別指示280kpa和340kpa，油壓符合規(guī)定的壓力，急加速，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時油壓表脈動指示正常，特別針對2500RPM-3500RPM范圍內(nèi)測量也非常正常，說明燃油供給系統(tǒng)工作正常。

由于2003年款廣州本田雅閣裝備了i-VTEC系統(tǒng)，該系統(tǒng)中是在VTEC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了VTC可變進(jìn)氣正時裝置。VTC系統(tǒng)主要由安裝在發(fā)動機(jī)缸蓋上的VTC控制電磁閥和與進(jìn)氣側(cè)凸輪軸相連接的VTC動作執(zhí)行器兩部分組成。為了使發(fā)動機(jī)在任何轉(zhuǎn)速時下都保持在最佳狀態(tài)，發(fā)動機(jī)電腦會根據(jù)相應(yīng)輸入信號對VTC控制電磁閥進(jìn)行控制，從而控制VTC動作執(zhí)行器的動作，進(jìn)而控制凸輪軸的動作。而在給VTC控制電磁閥信號的時候，發(fā)現(xiàn)VTC動作執(zhí)行器的不動作。

經(jīng)利用電腦診斷儀檢測發(fā)現(xiàn)，VTC按照發(fā)動機(jī)電腦的指令向VTC動作執(zhí)行器發(fā)出了指令，但凸輪軸位置傳感器反饋給發(fā)動機(jī)電腦的信號卻與發(fā)出的指令不一致。經(jīng)過進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，VTC動作執(zhí)行器已經(jīng)卡死。在更換新的VTC動作執(zhí)行器后，故障排除。

三、VTEC導(dǎo)致本故障的分析

VTEC發(fā)動機(jī)每缸有4氣門（2進(jìn)2排）、凸輪軸和搖臂等，但與普通發(fā)動機(jī)不同的是凸輪與搖臂的數(shù)目及控制方法。中、低轉(zhuǎn)速用小角度凸輪，在中低轉(zhuǎn)速下兩氣門的配氣相位和升程不同，此時一個氣門升程很小，幾乎不參與進(jìn)氣過程，進(jìn)氣通道基本上相當(dāng)于兩氣門發(fā)動機(jī)，但是由于進(jìn)氣的流動方向不通過氣缸中心，故能產(chǎn)生較強(qiáng)的進(jìn)氣渦流，對于低速，尤其是冷車條件下有利于提高混合氣均勻度、增大燃燒速率、減少壁面激冷效應(yīng)和余隙的影響，使燃燒更加充分，從而提高了經(jīng)濟(jì)性，并大幅降低了HC、CO的排放；而在高轉(zhuǎn)速時，通過VTEC電磁閥控制液壓油的走向，使得兩進(jìn)氣搖臂連成一體并由開啟時間最長、升程最大的進(jìn)氣凸輪來驅(qū)動氣門，此時兩進(jìn)氣門按照大凸輪的輪廓同步進(jìn)行。與低速運(yùn)行相比，大大增加了進(jìn)氣流通面積和開啟持續(xù)時間，從而提高了發(fā)動機(jī)高速時的動力性。而典型的VTC系統(tǒng)由VTC作動器、VTC油壓控制閥、各種傳感器以及ECU組成。VTC作動器、VTC油壓控制閥可根據(jù)ECU的信號產(chǎn)生動作，使進(jìn)氣凸輪軸的相位連續(xù)變化。

由此可見，當(dāng)凸輪軸位置傳感器反饋給發(fā)動機(jī)電腦的信號與發(fā)出的指令不一致時，VTC動作執(zhí)行器容易卡死，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)故障警告燈點(diǎn)亮報警，發(fā)動機(jī)同時伴有輕微抖動的現(xiàn)象。

四、結(jié)束語

VTEC裝置是本田公司的i-VTEC系統(tǒng)是在VTEC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了一個稱為VTC（variable timing control“可變正時控制”）的裝置——一組進(jìn)氣門凸輪軸正時可變控制機(jī)構(gòu)，即i-VTEC=VTEC+VTC。此時，排氣閥門的正時與開啟的重疊時間是可變的，由VTC控制，VTC機(jī)構(gòu)的導(dǎo)入使發(fā)動機(jī)在大范圍轉(zhuǎn)速內(nèi)都能有合適的配氣相位，這在很大程度上提高了發(fā)動機(jī)的性能。通過這次故障的檢查和分析，使我體會到汽車?yán)碚撝R的學(xué)習(xí)和運(yùn)用是多么重要，先進(jìn)的檢測儀器和工具的使用對維修人員診斷維修是幫助很大的，以后結(jié)合工具診斷設(shè)備上面，以及運(yùn)用較強(qiáng)的理論知識去排除解決問題是非常適用的，從而解決車主的問題，讓顧客更加滿意。

（作者單位：黔南民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院）endprint