可變正時控制電磁閥不工作引起發(fā)動機(jī)怠速抖動故障診斷與排除

鄧宏霞

柳州市交通學(xué)校 廣西柳州市 545007

1 發(fā)動機(jī)可變氣門正時

發(fā)動機(jī)在高轉(zhuǎn)速時，每個氣缸在一個工作循環(huán)內(nèi)，吸氣和排氣的時間是非常短的，要想達(dá)到高的充氣效率，就必須延長氣缸的吸氣和排氣時間，也就是要求增大氣門的重疊角；而發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時，過大的氣門重疊角則容易使得廢氣倒灌，吸氣量反而會下降，從而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。固定的氣門正時很難同時滿足發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速兩種工況的需求，所以可變氣門正時應(yīng)運而生。可變氣門正時可以根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和工況的不同而進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得發(fā)動機(jī)在高低速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率。影響發(fā)動機(jī)動力的實質(zhì)其實與單位時間內(nèi)進(jìn)入到氣缸內(nèi)的氧氣量有關(guān)，而可變氣門正時系統(tǒng)只能改變氣門的開啟和關(guān)閉的時間，卻不能改變單位時間內(nèi)的進(jìn)氣量，變氣門升程就能滿足這個需求。

2 可變氣門正時控制的作用

可變正時控制電磁閥固定在凸輪軸殼體上，是發(fā)動機(jī)機(jī)油回路的一部分。計算機(jī)ECU根據(jù)輸入信號（發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、節(jié)氣門位置、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度等信號）來決定 可變正時控制電磁閥的動作，并利用凸輪軸位置傳感器及曲軸位置傳感器來決定實際的進(jìn)氣凸輪的氣門正時。

可變氣門正時控制是能根據(jù)駕駛狀態(tài)適時調(diào)節(jié)進(jìn)排氣門達(dá)到最佳狀態(tài)，由計算機(jī)ECU控制可變正時控制電磁閥工作，能夠平滑流暢的切換氣門開閉時間。通過這項技術(shù)，氣缸內(nèi)的混合氣無論發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速是高速還是低速都能夠最有效的利用。從而達(dá)到低油耗，低排放，強(qiáng)動力的輸出。實現(xiàn)更出色的行駛性能。

3 可變正時控制電磁閥工作原理

可變正時控制電磁閥（VVT進(jìn)氣控制閥）是帶有兩個插腳的電器執(zhí)行元件（見圖1），1號腳為正電供給，2號腳連接發(fā)動機(jī)控制單元。發(fā)動機(jī)控制單元采用空氣流量計和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號作為計算調(diào)節(jié)量的主信號，冷卻液溫度傳感器信號作為計算調(diào)節(jié)量的輔助信號，并形成特性曲線存儲在控制單元內(nèi)部，工作時依據(jù)特性曲線通過脈寬調(diào)制信號控制電磁負(fù)極搭鐵的頻率來控制可變正時控制電磁閥的位置及開度，使油路壓力及方向發(fā)生改變，從而達(dá)到控制凸輪軸正時的目的。

發(fā)動機(jī)凸輪軸位置傳感器的信號作為反饋信號，用以識別凸輪軸的位置。當(dāng)凸輪軸調(diào)節(jié)電磁閥出現(xiàn)故障時，將無法進(jìn)行凸輪軸正時調(diào)節(jié)，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)扭矩?fù)p失。

圖1 可變正時控制電磁閥控制電路圖

4 可變正時控制電磁閥不工作故障維修實例

4.1 車型

風(fēng)行景逸SUV（4A92-聯(lián)合電子電噴系統(tǒng)）

4.2 故障現(xiàn)象

一輛風(fēng)行景逸SUV汽車，行駛里程12000多公里，經(jīng)檢測及維修更換噴油器后，發(fā)動機(jī)出現(xiàn)怠速抖動，故障指示燈點亮。

4.3 故障檢測

通過使用KT600檢測儀診斷，讀取故障代碼如圖2所示。

為了進(jìn)一步檢測可能的故障原因，使用KT600檢測儀讀取發(fā)動機(jī)怠速、加速數(shù)據(jù)流，如表1，所示：

4.4 故障診斷與排除

通常可見到的故障碼有：VVT進(jìn)氣控制閥電路開路；VVT進(jìn)氣控制閥對地短路；VVT進(jìn)氣控制閥對正極短路。

圖2 故障代碼

從圖2可以看出故障碼為P0016凸輪軸與曲軸安裝相對位置不合理，故障碼并非明確指向線路故障或元件故障。對于當(dāng)前車輛的故障原因，更傾向于進(jìn)氣側(cè)凸輪軸位置傳感器、執(zhí)行器及相關(guān)電路的故障，當(dāng)然也包括ECU，不過可能性相對較低。

從表1的數(shù)據(jù)流可以看出平均噴油脈寬增大，氣缸1 點火提前角變化過大，加速過程進(jìn)氣閥開度值（相對于LWOT）沒有變化，氧傳感器電壓變化異常。

因此先使用診斷儀做VVT進(jìn)氣控制閥的執(zhí)行元件動作測試診斷，如果電磁閥被激活運轉(zhuǎn)則證明電磁閥及電路無故障，如果未被激活則要檢查電磁閥本身及控制信號是否正確。

VVT進(jìn)氣控制閥未被激活，因此首先對供電斷路及電磁閥對地短路引發(fā)的故障進(jìn)行檢測。

依據(jù)電路圖進(jìn)行分析，需要對以下幾部分進(jìn)行檢測：正電供給部分；發(fā)動機(jī)控制部分；電磁閥本身。

按照由易到難的原則，首先做外觀檢查，看VVT進(jìn)氣控制閥的插頭連接是否正確，電磁閥及插頭有無松脫，插頭有無變形或腐蝕損壞。接著檢查電磁閥的電壓供給，在打開點火開關(guān)的條件下測量其1腳與接地之間的電壓。電壓值應(yīng)該大于11.5V，小于此值則說明供電線有斷路或虛接，需要檢查保險絲及電磁閥到電源之間的線路。

然后檢查電磁閥本身有無斷路。斷開插頭，測量電磁閥1腳和2腳之間的電阻值，電阻應(yīng)該介于5Ω到10Ω之間，不在此范圍內(nèi)說明電磁閥有故障，應(yīng)該對其進(jìn)行更換。 電阻值正常的話則可以確定電磁閥和電壓供給都沒有故障，就要檢查控制部分的電路。按照電路圖檢查電磁閥到發(fā)動機(jī)控制單元之間的線路有無對地短路、對正極短路、開路等故障，維修有故障的部分。

表1 讀取數(shù)據(jù)流

控制部分的電路無故障接下來運用示波法檢測控制部分，連接電磁閥插頭，起動發(fā)動機(jī)并使其怠速運轉(zhuǎn)，使用專用設(shè)備測量其控制端（2腳）波形，即控制信號。怠速時的控制信號應(yīng)該為正極部分占多數(shù)的脈寬調(diào)制信號，踏下油門踏板觀察信號的變化。如果信號不正確故障可能是發(fā)動機(jī)控制單元本身，可以考慮更換發(fā)動機(jī)控制單元。

如果此時正極部分的占空比明顯變少，說明控制信號正確，在電磁閥與控制信號都被證明無故障的情況下電磁閥卻無法正常工作，說明電磁閥有機(jī)械故障，電磁閥被異物卡住了，確定故障點，更換VVT進(jìn)氣控制電磁閥，排除故障。