汽油機進氣控制系統(tǒng)的檢修

一、相關知識(一)可變氣門正時控制系統(tǒng)汽油發(fā)動機要達到良好的動力性、燃油經(jīng)濟性和排放性能，汽油與空氣的混合氣的控制要達到準確，以滿足各種工況對混合氣的要求。但是，一般在沒有采取可變氣門正時的發(fā)動機上，其配氣相位和氣門升程均是固定不變的，這就使發(fā)動機的進氣量相對是固定的，因此，發(fā)動機的性能潛力不能得到良好地發(fā)揮。隨著汽油發(fā)動機的高速化和汽車排放要求的日趨嚴格，傳統(tǒng)發(fā)動機的配氣機構和氣門升程已不能滿足發(fā)展的需要，因此可變氣門正時技術得到迅速發(fā)展。1．帕薩特轎車可變氣門正時控制系統(tǒng)帕薩特B5轎車選用2.8LV6發(fā)動機，該發(fā)動機采用了可變氣門正時控制系統(tǒng)。從俯視觀察，其傳動方式以及進排氣凸輪軸分布如圖3-1所示圖3-1發(fā)動機可變氣門正時系統(tǒng)的傳動方式以及進、排氣凸輪軸分布1) 可變氣門正時控制系統(tǒng)的工作原理圖3-2(a)所示為發(fā)動機在高速狀態(tài)下，為了充分利用氣體進入氣缸的流動慣性，提高最大功率，進氣門遲閉角增大后的位置(轎車發(fā)動機通常工作在高速狀態(tài)下，所以這一位置為一般工作位置)圖3-2可變正時控制系統(tǒng)的工作原理(a)高速狀態(tài)；(b)低速狀態(tài)1—正時調(diào)節(jié)器；2—排氣凸輪軸；3—進氣凸輪軸2) 可變氣門正時控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)從圖3-1和圖3-2中不難看出，該發(fā)動機左側和右側的可變氣門正時調(diào)節(jié)器操作方向始終要求相反。圖3-3兩種工作方式3) 可變氣門正時控制系統(tǒng)的結構帕薩特B5轎車2.8LV6發(fā)動機的可變氣門正時系統(tǒng)由MotronicM3.8.2發(fā)動機控制單元進行控制。可變氣門正時控制系統(tǒng)的結構如圖3-4所示。圖3-4可變氣門正時控制系統(tǒng)的結構圖3-5電磁閥與調(diào)節(jié)器的結構圖1—可變氣門正時電磁閥；2—液壓缸；3—排氣凸輪軸；4—進氣凸輪軸；5—可變氣門正時調(diào)節(jié)器

2．豐田轎車可變氣門正時控制系統(tǒng)豐田可變氣門正時控制系統(tǒng)是智能正時可變氣門(variablevalvetiming-intelligent，VVT-i)控制系統(tǒng)。1) VVT-i控制系統(tǒng)的結構組成2) VVT-i控制系統(tǒng)的控制器3) VVT-i控制系統(tǒng)的凸輪軸正時機油控制閥4) VVT-i控制系統(tǒng)控制過程發(fā)動機ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、進氣量、節(jié)氣門位置和冷卻液溫度計算出一個最優(yōu)氣門正時，向凸輪軸正時機油控制閥發(fā)出控制指令。圖3-6VVT-i控制系統(tǒng)的結構組成圖3-7VVT-i控制器圖3-8凸輪軸正時機油控制閥圖3-9VVT-i控制系統(tǒng)的控制原理

(二)可變氣門配氣相位和氣門升程控制系統(tǒng)1．可變配氣相位和氣門升程概述1) 可變配氣相位普通的發(fā)動機是根據(jù)試驗得到最佳配氣相位，配氣相位取決于凸輪的形線(輪廓)2) 可變氣門升程氣門升程是指氣門的開度，表示氣門開啟時的間隙有多大。2．可變配氣相位及氣門升程電子控制系統(tǒng)的工作原理VTEC發(fā)動機能隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷、冷卻液溫度等參數(shù)的變化，適當?shù)卣{(diào)整配氣相位和氣門升程，即改變進氣量和排氣量，從而達到增大功率、降低油耗及減少污染的目的。

1) VTEC系統(tǒng)的組成VTEC發(fā)動機的組成如圖3-10所示。與普通發(fā)動機相比，VTEC發(fā)動機同樣是每缸4個氣門(2進2排)，由凸輪軸通過搖臂驅(qū)動；不同的是凸輪和搖臂的數(shù)目及其控制方法。VTEC發(fā)動機的每個氣缸上的2個進氣門分為主進氣門和次進氣門。圖3-10本田VTEC系統(tǒng)的組成(1) 凸輪(1) 凸輪凸輪軸上3個升程不同的凸輪分別驅(qū)動主進氣搖臂、中間進氣搖臂和次進氣搖臂，相應地這3個凸輪被稱為主凸輪、中間凸輪和次凸輪，

2) 進氣搖臂總成進氣搖臂總成如圖3-12所示，在3個搖臂靠近氣門的一端設有液壓缸孔，內(nèi)部裝有由液壓控制的可以移動的小活塞，分別為正時活塞、同步活塞A、同步活塞B、阻擋活塞以及彈簧等。(3) 正時板正時板的作用：在回位彈簧的作用下，插入相應的槽中使正時活塞定位。由于進氣門配氣相位對發(fā)動機性能的影響比排氣門大，所以VTEC發(fā)動機只對進氣門的配氣機構進行控制，而排氣門的工作情況與普通發(fā)動機的配氣機構相同。圖3-11VTEC系統(tǒng)的3個凸輪

圖3-12VTEC系統(tǒng)的進氣搖臂總成

2) VTEC系統(tǒng)的工作原理本田雅閣的VTEC系統(tǒng)屬于階段式改變進氣門配氣相位及氣門的升程，即其改變配氣相位和氣門的升程只是在某一轉(zhuǎn)速下的跳板，而不是在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)連續(xù)可變。(1) 低速工況時如圖3-13所示，發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時，VTEC控制電磁閥斷電，機油油道斷開，機油壓力不能作用在正時活塞上，在位于次進氣搖臂液壓缸孔中的阻擋活塞和回位彈簧的作用下，搖臂液壓缸孔中的3個活塞都位于初始位置上，即正時活塞和同步活塞A位于主進氣搖臂的液壓缸孔中；與中間進氣搖臂等寬的同步活塞B位于中間進氣搖臂的液壓缸孔中，3個搖臂彼此分(2) 高速工況時當發(fā)動機到達某一個預先設定好的高轉(zhuǎn)速(如3

000r/min)值時，并且發(fā)動機的負荷、冷卻液溫度以及車速信號也達到某一設定值后，發(fā)動機ECU就會發(fā)出使VTEC電磁閥通電的控制信號，機油油道打開，機油壓力作用在正時活塞的左側，如圖3-15所示圖3-13低速工況下VTEC系統(tǒng)的工作狀態(tài)圖3-14低速工況時的進氣搖臂總成圖3-15高速工況下VTEC系統(tǒng)的工作狀態(tài)圖3-16高速工況時的進氣搖臂總成(3) VTEC系統(tǒng)的控制原理VTEC系統(tǒng)由發(fā)動機ECU控制，ECU接收發(fā)動機傳感器(包括轉(zhuǎn)速、負荷、車速、冷卻液溫度等)的參數(shù)后進行處理，并決定何時輸出相應的控制信號，控制電磁閥的通電和斷電，改變進氣門的配氣相位和氣門升程。圖3-17所示為VTEC控制系統(tǒng)的原理圖。圖3-17VTEC控制系統(tǒng)原理圖(三)進氣增壓控制系統(tǒng)1．進氣慣性增壓電子控制進氣慣性增壓是利用進氣的慣性效應提高充氣效率，從而提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性。1．進氣慣性增壓電子控制進氣慣性增壓是利用進氣的慣性效應提高充氣效率，從而提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性。1) 可變進氣管長度慣性增壓系統(tǒng)電子控制圖3-18所示為奧迪V6發(fā)動機可變進氣系統(tǒng)的進氣歧管的幾何形狀。在發(fā)動機的進氣歧管內(nèi)設置進氣轉(zhuǎn)換閥，它接受ECU的控制圖3-18奧迪V6發(fā)動機的可變長度進氣管圖3-19豐田雙進氣管可變進氣系統(tǒng)原理圖(a)低轉(zhuǎn)速時；(b)高轉(zhuǎn)速時圖3-20豐田發(fā)動機可變進氣控制系統(tǒng)原理圖(a)低轉(zhuǎn)速時；(b)高轉(zhuǎn)速時2) 可變波長慣性增壓系統(tǒng)(acousticcontrolinductionsystem，ACIS)電子控制ACIS系統(tǒng)的工作原理如圖3-21所示，系統(tǒng)控制原理如圖3-22所示圖3-21ACIS工作原理圖圖3-22ACIS控制原理圖2．廢氣渦輪增壓電子控制采用渦輪增壓技術后，由于平均有效壓力增加，發(fā)動機爆燃傾向增大，熱負荷偏高。為了保證發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速及工況下都得到最佳增壓值，以防止發(fā)動機爆燃和限制熱負荷，對渦輪增壓系統(tǒng)的增壓壓力必須進行控制。圖3-23帶有渦輪增壓的汽油機電子控制系統(tǒng)1—空氣濾清器；2—空氣流量計；3—增壓渦輪；4—渦輪增壓器；5—動力渦輪；6—膜片式放氣控制閥；7—爆燃傳感器；8—冷卻液溫度傳感器；9—增壓壓力傳感器；10—節(jié)氣門位置傳感器；11—冷卻器；12—噴油器；13—點火線圈；14—火花塞；15—增壓壓力控制電磁閥；16—點火器；17—曲軸位置傳感器二、項目實施(一)項目實施環(huán)境(1) 實訓車輛或發(fā)動機實訓臺。(2) 常用手動工具、檢測儀器、舉升機。(二)項目實施步驟1．可變配氣相位及氣門升程電子控制系統(tǒng)的檢測與維修1) 根據(jù)故障代碼檢修VTEC系統(tǒng)(2) 通過故障代碼檢修VTEC系統(tǒng)圖3-24根據(jù)故障代碼檢修VTEC系統(tǒng)的連接圖圖3-25PCM插接器E的端子定義P2647故障代碼的檢修過程如下。① 檢查發(fā)動機的機油液位是否正常，如果不正常，需要將其調(diào)至正常位置。② 將點火開關置于“OFF”。③ 斷開VTEC油壓開關的兩端子插接器。④ 檢查VTEC油壓開關插接器2號(搭鐵)端子是否搭鐵。如果搭鐵不良，則應檢查VTEC油壓開關與G101(搭鐵點)之間的線路是否出現(xiàn)斷路故障。⑤ 再檢查PCM插接器的E23是否搭鐵。如果搭鐵不良，則應檢查PCM的E23與VTEC油壓開關之間的線路是否出現(xiàn)斷路故障；否則說明PCM出現(xiàn)故障，應更換。P2648故障代碼的檢修過程如下。① 將點火開關置于“OFF”。② 斷開VTEC電磁閥的1端子插接器。③ 測量VTEC電磁閥插接器的端子與車身搭鐵之間的電阻值，如圖3-26所示，標準電阻應為14～30。如果測量結果不在該范圍內(nèi)，則應更換VTEC電磁閥。④ 檢查VTEC電磁閥與PCM之間的連接線路是否出現(xiàn)短路故障：斷開PCM的插接器E，檢查PCM插接器E22是否搭鐵，如果搭鐵，說明VTEC電磁閥與PCM之間出現(xiàn)短路故障；如果線路正常，則說明PCM出現(xiàn)故障，應更換。

圖3-26測量VTEC電磁閥的電阻值P2649故障代碼的檢修過程如下。① 將點火開關置于“OFF”。② 斷開VTEC電磁閥的1端子插接器。③ 測量VTEC電磁閥插接器的端子與車身搭鐵之間的電阻值，標準電阻應為14～30；如果測量結果不在該范圍內(nèi)，則應更換VTEC電磁閥。④ 然后再檢查VTEC電磁閥與PCM之間的連接線路是否出現(xiàn)斷路故障TEC系統(tǒng)元件的檢修VTEC電磁閥的檢修過程如下。(1) 斷開VTEC電磁閥的插接器。(2) 測量VTEC電磁閥的電阻值。如果電阻值不符合規(guī)定值，則更換VTEC電磁閥；如果電阻值正常，則檢查VTEC電磁閥的濾清器是否堵塞。(3) 從機油泵上拆下VTEC電磁閥/機油濾清器總成，如圖3-27所示，然后檢查VTEC電磁閥的濾清器是否堵塞。如果出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，則應更換VTEC電磁閥濾清器、發(fā)動機機油濾清器以及發(fā)動機機油；如果濾清器沒有堵塞，則再檢查VTEC電磁閥的閥芯工作是否正常。(4) 拆開VTEC電磁閥，如圖3-28所示，用手指推閥芯，如果閥芯運動自如，則說明VTEC電磁閥正常；如果出現(xiàn)粘滯或發(fā)卡的現(xiàn)象，則應更換VTEC電磁閥總成圖3-27拆除VTEC電磁閥/機油濾清器總成圖3-28檢查VTEC電磁閥閥進氣搖臂結合狀態(tài)的檢測過程如下。在檢測之前應注意：接在空氣壓縮機上的氣壓表讀數(shù)應超過400kPa；檢查進氣搖臂前，應先檢查氣門間隙是否正常；用毛巾蓋住以保護正時傳動帶；檢查活塞處于上止點位置時，逐一檢查每一缸的主進氣搖臂。(1) 拆下氣缸蓋罩。(2) 用專用堵塞(空氣阻塞器)堵住油道釋氣孔(減壓孔)，如圖3-29所示。(3) 拆下機油壓力檢查孔上的密封螺栓，然后連接氣門檢查工具，如圖3-30所示。注意：在重新擰緊密封螺栓前，應擦去密封螺栓螺紋和凸輪軸托架螺紋上的油垢。(4) 松開氣門檢查工具上的調(diào)節(jié)器閥，向搖臂的同步活塞A和B施加400kPa的氣壓(6) 停止向同步活塞A和B施加氣壓后，再向